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JP2024537095A - Slot die assembly with tailored stiffness, reduced stretch zone, and force budget - Google Patents

Slot die assembly with tailored stiffness, reduced stretch zone, and force budget Download PDF

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JP2024537095A
JP2024537095A JP2024519972A JP2024519972A JP2024537095A JP 2024537095 A JP2024537095 A JP 2024537095A JP 2024519972 A JP2024519972 A JP 2024519972A JP 2024519972 A JP2024519972 A JP 2024519972A JP 2024537095 A JP2024537095 A JP 2024537095A
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slot
lip
slot die
percent
spindle
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JP2024519972A
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Japanese (ja)
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エー. ヤペル,ロバート
エル. トライス,ジェニファー
ロザー,ジェレミー
エー. ラーカンプ,ブランドン
イー. ラドワルド,ヴァーン
ケー. ロウクサ,ペンティ
ジェイ. コペッキー,ウィリアム
イー. ジャンセン,チャールズ
ジェイ. デーン,デレク
エル. シリスク,スコット
アルメイダ,デイヴィッド
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3M Innovative Properties Co
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Abstract

Figure 2024537095000001

スロットダイ本体と、スロットダイ本体の幅にわたって延びるアプリケータスロットであって、アプリケータスロットが、スロットダイ本体を通る流体流路と流体連通しており、スロットダイ本体が、アプリケータスロットを通る流体流路の断面高さを調整するための調整機構を有する、アプリケータスロットとを有するスロットダイアセンブリが本明細書に記載される。調整機構は、リップ長を画定するヒンジ点と、モーメントアーム長を画定する加力点とを有する可撓性ダイリップを含むことができ、モーメントアーム長のリップ長とに対する比は、0.8~10である。任意選択的に、調整機構は、より高い効率のために所定の曲げ剛性を提供する撓み部又は軸受を備えたスピンドルを有するアクチュエータによって操作することができる。

Figure 2024537095000001

Described herein is a slot die assembly having a slot die body and an applicator slot extending across a width of the slot die body, the applicator slot being in fluid communication with a fluid flow path through the slot die body, the slot die body having an adjustment mechanism for adjusting a cross-sectional height of the fluid flow path through the applicator slot. The adjustment mechanism can include a flexible die lip having a hinge point that defines a lip length and a force application point that defines a moment arm length, the ratio of the moment arm length to the lip length being between 0.8 and 10. Optionally, the adjustment mechanism can be operated by an actuator having a spindle with flexures or bearings that provide a predetermined bending stiffness for greater efficiency.

Description

製品の連続製造に有用なスロットダイが、そのアセンブリ及び方法と共に提供される。 A slot die useful for continuous manufacturing of products is provided, along with an assembly and method thereof.

スロットダイは、溶融ポリマー、反応混合物、及び他の流体をしばしば工業規模で加工するために製造業者によって一般的に使用される。スロットダイは、コーティングのために使用することができ、この場合、バッキング又は剥離ライナーなどの移動する可撓性基材上に液体が押し出される。材料が基材に塗布される場合、このプロセスは一般に押出コーティングと呼ばれる。他の場合には、押し出された材料を冷却されたローラ上にキャストし、離型して、バッキングを必要とせずに、直接、自立型フィルムを得ることができる。場合によっては、2つ以上の押出成形を同時に行い、一体化して、多層構造を得ることができる。 Slot dies are commonly used by manufacturers to process molten polymers, reaction mixtures, and other fluids, often on an industrial scale. Slot dies can be used for coating, where a liquid is extruded onto a moving flexible substrate, such as a backing or release liner. When the material is applied to a substrate, the process is commonly called extrusion coating. In other cases, the extruded material can be cast onto a chilled roller and demolded to directly obtain a free-standing film without the need for a backing. In some cases, two or more extrusions can be performed simultaneously and combined to obtain a multilayer structure.

スロットダイ押出が行われる多くの方法がある。コーティング材料は、周囲温度又は高温で押し出すことができる。加工のために供給原料材料を溶融又は液化するために押出物温度を上昇させる押出は、一般にホットメルトコーティング又はフィルム押出と呼ばれる。室温で作製された押出物は、溶媒希釈剤を含むことができる。好適な溶媒は、水、有機溶媒、又はコーティングの成分を溶解若しくは分散させる任意の好適な流体を含む。溶媒は、典型的には、熱又は真空乾燥によってなど、後続の処理において除去される。 There are many ways in which slot die extrusion can be performed. Coating materials can be extruded at ambient or elevated temperatures. Extrusion in which the extrudate temperature is increased to melt or liquefy the feedstock material for processing is commonly referred to as hot melt coating or film extrusion. Extrudates made at room temperature can include a solvent diluent. Suitable solvents include water, organic solvents, or any suitable fluid that dissolves or disperses the components of the coating. The solvent is typically removed in subsequent processing, such as by heat or vacuum drying.

一般に、スロットダイは、一体になってアプリケータスロットを形成する一対の対向するダイリップを含む。アプリケータスロットは、移動ウェブの幅、又はフィルムなどの押出製品を受け取るローラの幅に沿って延びる。本明細書で使用されるとき、スロットダイ及びスロットダイの構成要素に関して、「幅」という用語は、スロットダイ及びその構成要素のクロスウェブ寸法に対応する。押出ウェブの厚さは、一般に、一方又は両方のダイリップの形状を変えることにより、又はダイリップから上流に位置するチョーカーバーを調整することにより調整される。 Slot dies generally include a pair of opposing die lips that together form an applicator slot. The applicator slot extends along the width of the moving web or the width of the roller that receives the extruded product, such as a film. As used herein, with respect to slot dies and slot die components, the term "width" corresponds to the cross-web dimension of the slot die and its components. The thickness of the extruded web is generally adjusted by changing the shape of one or both die lips or by adjusting a choker bar located upstream from the die lips.

フィルム押出又は押出コーティングダイ上のクロスウェブプロファイルの調整は、スロットダイアセンブリに組み込まれた一連の長手方向アクチュエータを使用して行うことができる。これらのアクチュエータは、ダイリップ又はチョーカーバーの形状を正確に調整するために、ダイリップ又はチョーカーバーの幅にわたる様々な位置でダイリップ又はチョーカーバーに結合されている。局所的アクチュエータ設定は、ねじ接続を使用するなど機械的手段を使用して、熱膨張及び熱収縮に基づく熱によって、又はそれらの組合せによって調整することができる。これらプロセスの一部は、同時係属中の国際特許出願第PCT/IB2020/061685号(Yapelら)、同第PCT/IB2020/061687号(Yapelら)、及び同第PCT/IB2020/061688号(Secorら)、並びに米国仮特許出願第63/122,996号(Secorら)に記載されており、これら全てが2020年12月9日に出願された。 Adjustments to the cross-web profile on a film extrusion or extrusion coating die can be made using a series of longitudinal actuators built into the slot die assembly. These actuators are coupled to the die lip or choker bar at various locations across the width of the die lip or choker bar to precisely adjust the shape of the die lip or choker bar. Local actuator settings can be adjusted using mechanical means, such as using threaded connections, thermally based on thermal expansion and contraction, or by a combination thereof. Some of these processes are described in co-pending International Patent Applications PCT/IB2020/061685 (Yapel et al.), PCT/IB2020/061687 (Yapel et al.), and PCT/IB2020/061688 (Secor et al.), and U.S. Provisional Patent Application No. 63/122,996 (Secor et al.), all of which were filed on December 9, 2020.

延伸ゾーン長さは、溶融押出物がスロットダイを出る場所と、それが冷却されたローラ又は他の急冷表面に接触する場所との間の距離として定義される。このパラメータは、押出、押出コーティング、及び押出複製操作において重要であり、延伸ゾーン長さが大きすぎると、延伸共振、エッジウィーブ、及び波形から生じる望ましくないプロセス欠陥が生じる可能性がある。延伸ゾーン距離を最小化することにより、また、ネックインの量を低減することができ、より広い押出幅を可能にする。延伸ゾーン距離は、フィルム自体のポリマー配向に影響を及ぼすので、延伸ゾーン距離も関連する。ポリマー配向は、引張強度などの機械的特性、及び複屈折などの光学的特性、更には接着性を含む多くのフィルム特性に影響を及ぼす。これらの理由から、スロットダイと急冷表面との間の衝突のリスクを回避しながら、最小延伸ゾーン長さで押出プロセスを実行することがしばしば望ましい。 The stretch zone length is defined as the distance between where the molten extrudate exits the slot die and where it contacts the chilled roller or other quenching surface. This parameter is important in extrusion, extrusion coating, and extrusion replication operations, where a stretch zone length that is too large can result in undesirable process defects resulting from stretch resonance, edge weave, and waviness. Minimizing the stretch zone distance can also reduce the amount of neck-in, allowing for wider extrusion widths. The stretch zone distance is also relevant, since it affects the polymer orientation of the film itself. Polymer orientation affects many film properties, including mechanical properties such as tensile strength, and optical properties such as birefringence, as well as adhesion. For these reasons, it is often desirable to run the extrusion process with a minimum stretch zone length while avoiding the risk of collisions between the slot die and the quenching surface.

これは、リップ長に対して調整機構のモーメントアーム長を増加させるダイリップ構成を採用することによって達成することができる。更なる選択肢として、スロットダイは、調整された曲げ剛性を有する可撓性ダイリップ(又は「フレックスリップ」)又はチョーカーバーの調整のためのスピンドルを含むことができる。直観に反して、スピンドルに制御された量の撓みを有することにより、押出ウェブの正確な横断方向厚さ制御を達成するのに十分な剛性を維持しながら、関連付けられた可撓性ダイリップ又はチョーカーバーを曲げるのに必要な力を実際に低減することができる。スピンドル撓みの必要性は、アクチュエータと調整機構との間の大きな空間的分離から生じる。中間レベルの剛性を有するアクチュエータスピンドルは、驚くべき技術的効率の利点を提供することが見出された。 This can be accomplished by employing a die lip configuration that increases the moment arm length of the adjustment mechanism relative to the lip length. As a further option, the slot die can include a spindle for adjustment of a flexible die lip (or "flex lip") or choker bar with an adjusted bending stiffness. Counterintuitively, having a controlled amount of deflection in the spindle can actually reduce the force required to bend the associated flexible die lip or choker bar while maintaining sufficient stiffness to achieve precise transverse thickness control of the extruded web. The need for spindle deflection arises from the large spatial separation between the actuator and the adjustment mechanism. It has been found that an actuator spindle with an intermediate level of stiffness offers surprising technical efficiency advantages.

一態様では、スロットダイアセンブリが提供される。スロットダイアセンブリは、スロットダイ本体と、スロットダイ本体の幅にわたって延びるアプリケータスロットと、を備える。アプリケータスロットは、スロットダイ本体を通る流体流路と流体連通しており、スロットダイ本体は、アプリケータスロットを通る流体流路の断面高さを調整するための可撓性ダイリップを備える調整機構を含む。可撓性ダイリップは、リップ長を画定するヒンジ点と、モーメントアーム長を画定する加力点とを有し、モーメントアーム長のリップ長に対する比は、0.8~10である。 In one aspect, a slot die assembly is provided. The slot die assembly includes a slot die body and an applicator slot extending across a width of the slot die body. The applicator slot is in fluid communication with a fluid flow path through the slot die body, and the slot die body includes an adjustment mechanism including a flexible die lip for adjusting a cross-sectional height of the fluid flow path through the applicator slot. The flexible die lip has a hinge point that defines a lip length and a force application point that defines a moment arm length, the ratio of the moment arm length to the lip length being between 0.8 and 10.

第2の態様では、スロットダイ本体と、スロットダイ本体の幅にわたって延びるアプリケータスロットであって、スロットダイ本体を通る流体流路と流体連通しており、更に、スロットダイ本体が、アプリケータスロットを通る流体流路の断面高さを調整するための調整機構を備える、アプリケータスロットと、アプリケータスロットの幅に沿って離間した複数のアクチュエータであって、各アクチュエータが、そのぞれぞれの位置で流体流路の断面高さの局所的な調整を提供するために、調整機構に動作可能に結合されている、複数のアクチュエータと、を備え、各アクチュエータが、モータと、モータに結合されたスピンドルとを備える線形アクチュエータであり、更に、(i)スピンドルが、5kN/m~350kN/mの曲げ剛性を示す、又は(ii)各アクチュエータが、スピンドルを調整機構に結合するための軸受を更に備える、のいずれかである、スロットダイアセンブリが提供される。 In a second aspect, a slot die assembly is provided comprising: a slot die body; an applicator slot extending across the width of the slot die body and in fluid communication with a fluid flow path through the slot die body, the slot die body further comprising an adjustment mechanism for adjusting a cross-sectional height of the fluid flow path through the applicator slot; and a plurality of actuators spaced along the width of the applicator slot, each actuator operably coupled to an adjustment mechanism to provide local adjustment of the cross-sectional height of the fluid flow path at its respective location, each actuator being a linear actuator comprising a motor and a spindle coupled to the motor, and further comprising either (i) the spindle exhibiting a bending stiffness of 5 kN/m to 350 kN/m, or (ii) each actuator further comprising a bearing for coupling the spindle to the adjustment mechanism.

第3の態様では、前述のスロットダイアセンブリを使用する方法が提供され、方法は、2つの逆回転ローラの間に画定されるニップに隣接してスロットダイアセンブリを配置することと、スロットダイアセンブリのアプリケータスロットを通してニップ内に押出物を押し出すことと、を含み、可撓性ダイリップとニップとの間の延伸ゾーン距離は、2つの逆回転ローラの一方又は両方の半径の15パーセント~100パーセントである。 In a third aspect, a method of using the aforementioned slot die assembly is provided, the method including positioning the slot die assembly adjacent to a nip defined between two counter-rotating rollers and extruding an extrudate through an applicator slot of the slot die assembly into the nip, the stretch zone distance between the flexible die lip and the nip being between 15 percent and 100 percent of the radius of one or both of the two counter-rotating rollers.

例示的な一実施形態による、スロットダイアセンブリを示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a slot die assembly according to an exemplary embodiment. 様々な例示的実施形態による、スロットダイを示す部分断面図である。1A-1C are partial cross-sectional views illustrating a slot die, according to various exemplary embodiments. 様々な例示的実施形態による、スロットダイを示す部分断面図である。1A-1C are partial cross-sectional views illustrating a slot die, according to various exemplary embodiments. 様々な例示的実施形態による、スロットダイを示す部分断面図である。1A-1C are partial cross-sectional views illustrating a slot die, according to various exemplary embodiments. 様々な例示的実施形態による、スロットダイを示す部分断面図である。1A-1C are partial cross-sectional views illustrating a slot die, according to various exemplary embodiments. 例示的な可撓性ダイリップ構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating an exemplary flexible die lip configuration. 例示的な可撓性ダイリップ構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view illustrating an exemplary flexible die lip configuration. 代替実施形態による、スロットダイアセンブリを示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a slot die assembly according to an alternative embodiment. 例示的なスロットダイアセンブリに有用なスピンドルの側面図である。FIG. 1 is a side view of a spindle useful in an exemplary slot die assembly. 例示的なスロットダイアセンブリに有用なスピンドルの側面図である。FIG. 1 is a side view of a spindle useful in an exemplary slot die assembly. 図9Aのスピンドルの一般的特性を有するスピンドルを組み込んだスロットダイアセンブリである。9B is a slot die assembly incorporating a spindle having the general characteristics of the spindle of FIG. 9A. 例示的な実施形態による、スロットダイアセンブリの構成要素間の例示的な結合を示す部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view illustrating an exemplary connection between components of a slot die assembly according to an exemplary embodiment. 例示的な実施形態による、スロットダイアセンブリの構成要素間の例示的な結合を示す部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view illustrating an exemplary connection between components of a slot die assembly according to an exemplary embodiment. アクチュエータ調整に応じたスロットダイ構成要素の協働的な撓みを誇張して示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing exaggerated cooperative deflection of slot die components in response to actuator adjustments. アクチュエータ調整に応じたスロットダイ構成要素の協働的な撓みを誇張して示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing exaggerated cooperative deflection of slot die components in response to actuator adjustments.

明細書及び図面中の参照文字が繰り返して使用されている場合、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。当業者は多くの他の修正形態及び実施形態を考案することができ、それらは本開示の原理の範囲及び趣旨に含まれることを理解されたい。図は、縮尺通りに描かれていないことがある。 Repeat use of reference characters in the specification and drawings is intended to represent the same or analogous features or elements of the present disclosure. It is to be understood that those skilled in the art may devise numerous other modifications and embodiments that are within the scope and spirit of the principles of the present disclosure. The figures may not be drawn to scale.

本明細書で使用する場合、「好ましい」及び「好ましくは」という用語は、一定の状況下で一定の利点をもたらすことができる、本明細書に記載の実施形態を指す。ただし、他の実施形態もまた、同じ又は他の状況下で好ましい場合がある。更にまた、1つ以上の好ましい実施形態の列挙は、他の実施形態が有用でないことを示唆するものではなく、他の実施形態を本発明の範囲から除外することを意図するものでもない。 As used herein, the terms "preferred" and "preferably" refer to embodiments described herein that may provide certain advantages, under certain circumstances, however, other embodiments may also be preferred, under the same or other circumstances. Furthermore, the recitation of one or more preferred embodiments does not imply that other embodiments are not useful, nor is it intended to exclude other embodiments from the scope of the invention.

本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用する場合、文脈上別段の明記がない限り、単数形「a」、「an」及び「the」は複数の指示物を含むものとする。したがって、例えば、「a」又は「the」が付いた構成要素への言及には、構成要素及び当業者に公知のその均等物のうちの1つ以上を含んでもよい。更に、「及び/又は」という用語は、列挙された要素のうちの1つ若しくは全て、又は列挙された要素のうちの任意の2つ以上の組み合わせを意味する。 As used herein and in the appended claims, the singular forms "a," "an," and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Thus, for example, reference to an element preceded by "a" or "the" may include one or more of the element and equivalents thereof known to those skilled in the art. Additionally, the term "and/or" refers to one or all of the listed elements or a combination of any two or more of the listed elements.

「含む」という用語及びその変化形は、これらの用語が添付の記載に現れた場合、限定的意味を有しないことに注意されたい。また更に、「a」、「an」、「the」、「少なくとも1つの」及び「1つ以上の」は、本明細書では互換的に使用される。左、右、前方、後方、上部、底部、側、上方、下方、水平、垂直などの相対語が、本明細書において使用される場合があり、その場合、特定の図面において見られる視点からのものである。しかしながら、これらの用語は、記載を簡単にするために使用されるに過ぎず、決して本発明の範囲を制限するものではない。 It should be noted that the term "comprises" and variations thereof do not have a limiting meaning when these terms appear in the accompanying description. Furthermore, "a," "an," "the," "at least one," and "one or more" are used interchangeably herein. Relative terms such as left, right, front, rear, top, bottom, side, above, below, horizontal, vertical, etc. may be used herein, when taken from the perspective seen in a particular drawing. However, these terms are used merely for ease of description and in no way limit the scope of the invention.

本明細書全体において、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「1つ以上の実施形態」又は「ある実施形態」に対する言及は、その実施形態に関して記載される特定の特徴、構造、材料又は特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して様々な箇所にある「1つ以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「一実施形態では」又は「実施形態では」などの句の出現は、必ずしも本発明の同一の実施形態に言及しているわけではない。該当する場合、商品名は、全て大文字で記載する。 Throughout this specification, references to "one embodiment," "a particular embodiment," "one or more embodiments," or "an embodiment" mean that a particular feature, structure, material, or characteristic described with respect to that embodiment is included in at least one embodiment of the invention. Thus, the appearances of phrases such as "in one or more embodiments," "in a particular embodiment," "in one embodiment," or "in an embodiment" in various places throughout this specification are not necessarily all referring to the same embodiment of the invention. Where applicable, product names are written in all capital letters.

図1は、例示的な一実施形態によるスロットダイアセンブリを示しており、スロットダイアセンブリは、以下、数字100によって参照される。アセンブリ100は、スロットダイ本体102を含み、次いで、スロットダイ本体102は、対向する上部ダイブロック104及び下部ダイブロック105から構成されている。上部ダイブロック104及び下部ダイブロック105は、組み合わされて、比較的狭いアプリケータスロット110と流体連通するスロットダイ本体102を通る流体流路108を形成する。 Figure 1 illustrates a slot die assembly according to one exemplary embodiment, hereinafter referred to by the numeral 100. The assembly 100 includes a slot die body 102, which in turn is comprised of opposing upper and lower die blocks 104 and 105. The upper and lower die blocks 104 and 105 combine to form a fluid flow passage 108 through the slot die body 102 in fluid communication with a relatively narrow applicator slot 110.

スロットダイ本体102は、ここでは可撓性ダイリップ106として具現化される、調整機構を含む。任意選択的に、図示のように、可撓性ダイリップ106は、図1に示すように上部ダイブロック104と一体であり、アプリケータスロット110の2つの対向する側のうちの1つを表す。あるいは、後述するように、可撓性ダイリップ106は、スロットダイ本体102に柔軟に結合された別個の構成要素として提供することもできる。しかしながら、一体型可撓性ダイリップの機械加工は、強度、堅牢性、及び精度の改善のために一般に好ましい。 The slot die body 102 includes an adjustment mechanism, here embodied as a flexible die lip 106. Optionally, as shown, the flexible die lip 106 is integral with the upper die block 104 as shown in FIG. 1 and represents one of two opposing sides of the applicator slot 110. Alternatively, as described below, the flexible die lip 106 can be provided as a separate component flexibly coupled to the slot die body 102. However, machining of an integral flexible die lip is generally preferred for improved strength, robustness, and precision.

アクチュエータ120は、上部ダイブロック104に対して固定された取付けブラケット122に固定されている。図1では見えないが、アクチュエータ120は、スロットダイアセンブリ100の幅に沿って配置された複数のアクチュエータのうちの1つである。アクチュエータ120自体は、駆動ユニット124と、コントローラ(図示せず)によって提供される入力に基づいてその長手方向軸に沿って正確に並進させることができる、駆動ユニット124に動作可能に結合された円筒形スピンドル126とを含むアセンブリである。スピンドル126は、図示されるように上部ダイブロック104の開口部を通過し、その遠位端128で可撓性ダイリップ106と接触する。 The actuator 120 is secured to a mounting bracket 122 that is fixed relative to the upper die block 104. Although not visible in FIG. 1, the actuator 120 is one of multiple actuators arranged along the width of the slot die assembly 100. The actuator 120 itself is an assembly that includes a drive unit 124 and a cylindrical spindle 126 operably coupled to the drive unit 124 that can be precisely translated along its longitudinal axis based on input provided by a controller (not shown). The spindle 126 passes through an opening in the upper die block 104 as shown and contacts the flexible die lip 106 at its distal end 128.

スピンドル126の位置を正確に制御することによって、アクチュエータ120は、可撓性ダイリップ106に対して押す力及び/又は引っ張る力を加えることができる。このように可撓性ダイリップ106の形状を変化させることによって、アクチュエータ120は、アセンブリ100の幅に沿った特定の位置で流体流路108の高さを調整することができ、それによって、アプリケータスロット110を通る流体流の局所的な調整を提供する。ここに示すアクチュエータ120は、一般化されたものであり、差動ねじ機構又は熱膨張/収縮などの任意の既知の原理に基づいて動作する。図示されていないが、2021年4月16日に出願された同時係属中の国際特許出願第PCT/IB2021/053172号(Yapelら)に記載されているように、粗い位置調整及び細かい位置調整それぞれを提供するために、1次アクチュエータ及び2次アクチュエータをタンデムで使用することが有利であり得る。 By precisely controlling the position of the spindle 126, the actuator 120 can apply a pushing and/or pulling force against the flexible die lip 106. By varying the shape of the flexible die lip 106 in this manner, the actuator 120 can adjust the height of the fluid flow passage 108 at specific locations along the width of the assembly 100, thereby providing localized adjustment of the fluid flow through the applicator slot 110. The actuator 120 shown here is generalized and operates based on any known principle, such as a differential screw mechanism or thermal expansion/contraction. Although not shown, it may be advantageous to use a primary actuator and a secondary actuator in tandem to provide coarse and fine positioning adjustments, respectively, as described in co-pending International Patent Application No. PCT/IB2021/053172 (Yapel et al.), filed April 16, 2021.

製造動作中、溶融ポリマーなどの押出物は、入口112を通ってアセンブリ100に入り、流体流路108を通過し、アプリケータスロット110によって成形され、出口114を通って排出され、最後に冷却されたローラ上に堆積される。本開示と密接な関係はないが、その後、いくつかの下流変換プロセスのいずれかを行うことができる。このようなプロセスとしては、例えば、延伸工程、コーティング工程、テクスチャ加工工程、印刷工程、切断工程、圧延工程、及び積層工程を挙げることができる。いくつかのプロセスでは、製造剥離ライナーを除去して、剥離ライナーを追加することができ、又は1つ以上の追加の層を追加することができる。押出物が硬化性組成物である場合、e-ビーム、オーブン、又は紫外線(ultraviolet、UV)チャンバへの曝露などの硬化工程を実施することもできる。 During a manufacturing operation, an extrudate, such as a molten polymer, enters the assembly 100 through the inlet 112, passes through the fluid flow passages 108, is shaped by the applicator slots 110, exits through the outlet 114, and is finally deposited on a cooled roller. Any of a number of downstream conversion processes, not germane to this disclosure, may then be performed. Such processes may include, for example, stretching, coating, texturing, printing, cutting, rolling, and laminating. In some processes, the manufacturing release liner may be removed and a release liner may be added, or one or more additional layers may be added. If the extrudate is a curable composition, a curing step may also be performed, such as exposure to an e-beam, oven, or ultraviolet (UV) chamber.

好ましい実施形態では、コントローラは、モータ及びセンサの両方から位置入力を受け取ることができる。例えば、モータはステッパモータであってもよく、これは、ステッパモータの既知の基準位置からステッパモータが行った「ステップ」数の指標を提供する。センサは、モータによって提供されるよりも正確な位置情報をコントローラに提供することができる。コントローラは更に、アクチュエータ120のスピンドル126を予め選択された位置に駆動するための命令をモータに提供することができる。例えば、コントローラは、予め選択された位置に従ってアクチュエータ120のスピンドル126を位置決めするために、モータ210を動作させながら、センサを用いてアクチュエータ120のスピンドル126の位置を監視することができる。コントローラは、アクチュエータ108のセットを同時に又は順次に、のいずれかで制御することができる。 In a preferred embodiment, the controller can receive position inputs from both the motor and the sensor. For example, the motor can be a stepper motor, providing an indication of the number of "steps" the stepper motor has taken from a known reference position of the stepper motor. The sensor can provide the controller with more accurate position information than is provided by the motor. The controller can also provide commands to the motor to drive the spindle 126 of the actuator 120 to a preselected position. For example, the controller can use the sensor to monitor the position of the spindle 126 of the actuator 120 while operating the motor 210 to position the spindle 126 of the actuator 120 according to a preselected position. The controller can control the set of actuators 108 either simultaneously or sequentially.

好ましい実施形態では、アクチュエータ120は、0バックラッシュカプラを組み込むことができる。例示的構成では、センサは、線形電圧変位変換器、デジタルスケール、静電容量ゲージ、光学変位ゲージ、レーザ変位ゲージ、又はそれらの組み合わせからなり、スピンドル126が正確な位置に調整されることを可能にする。従来の差動ボルト機構は、100マイクロメートルを超えるバックラッシュを有することがあるが、0バックラッシュカプラは、このバックラッシュを10マイクロメートル未満、又は更には5マイクロメートル未満、例えば約3マイクロメートルまで大幅に低減することができる。ここでは考察しないが、このアクチュエータアセンブリの更なる詳細は、例えば、同時係属中の国際特許出願第PCT/IB2020/061685号(Yapelら)により詳細に説明されている。 In a preferred embodiment, the actuator 120 can incorporate a zero-backlash coupler. In an exemplary configuration, the sensor can be a linear voltage displacement transducer, a digital scale, a capacitance gauge, an optical displacement gauge, a laser displacement gauge, or a combination thereof, allowing the spindle 126 to be adjusted to a precise position. While conventional differential bolt mechanisms can have backlash in excess of 100 micrometers, the zero-backlash coupler can significantly reduce this backlash to less than 10 micrometers, or even less than 5 micrometers, for example, about 3 micrometers. Although not discussed here, further details of this actuator assembly are described in more detail, for example, in co-pending International Patent Application No. PCT/IB2020/061685 (Yapel et al.).

より広範には、1次アクチュエータは、機械的、熱的に調整可能なボルト、圧電デバイス、油圧デバイス、又は空気圧デバイスによって駆動され得る。1つの例示的な1次作動機構では、アプリケータスロットは、スロットダイの本体によって軸方向に変位させられる作動ロッドと共に、支点としての回転シャフトによって支持されたレバーを使用して可撓性ダイリップに押圧荷重又は引張荷重を印加することによって調整することができる。レバーの回転力は、作動ロッドの軸方向の力に変換され、この軸方向の力が可撓性ダイリップに作用する押圧荷重又は引張荷重となる。レバーは、レバーの作用点で作動ロッドに力を直接加えることができる。 More broadly, the primary actuator may be driven by a mechanically or thermally adjustable bolt, a piezoelectric device, a hydraulic device, or a pneumatic device. In one exemplary primary actuation mechanism, the applicator slot may be adjusted by applying a compressive or tensile load to the flexible die lip using a lever supported by a rotating shaft as a fulcrum, with the actuation rod being axially displaced by the body of the slot die. The rotational force of the lever is translated into an axial force on the actuation rod, which becomes a compressive or tensile load acting on the flexible die lip. The lever may apply a force directly to the actuation rod at the point of application of the lever.

別の例示的な1次作動機構では、熱的に調整可能なボルトが、可撓性ダイリップ上に配置されたそれぞれの熱電素子に結合された複数の調整ピンを使用して、アプリケータスロットを自動的に調整する。熱電素子は、熱電素子の膨張又は収縮を通じて対応する調整ピンによって可撓性ダイリップに加えられる機械的力の作用を通じてアプリケータスロットを調整するために、コントローラによって制御可能であってもよい。更なる選択肢として、作動機構は、同時に調整される少なくとも2つの調整ピン及び/又は熱電素子を提供することを含むことができる。 In another exemplary primary actuation mechanism, a thermally adjustable bolt automatically adjusts the applicator slot using multiple adjustment pins coupled to respective thermoelectric elements disposed on the flexible die lip. The thermoelectric elements may be controllable by a controller to adjust the applicator slot through the action of mechanical forces applied to the flexible die lip by corresponding adjustment pins through the expansion or contraction of the thermoelectric elements. As a further option, the actuation mechanism may include providing at least two adjustment pins and/or thermoelectric elements that are adjusted simultaneously.

上記の更なる態様が、他の変形形態と共に、米国特許第9,700,911号(Nakano)及び国際公開第2019/219724号(Colellら)に記載されている。 Further aspects of the above, along with other variations, are described in U.S. Pat. No. 9,700,911 (Nakano) and WO 2019/219724 (Colell et al.).

アプリケータスロットを調整する際のアクチュエータの動作は、オペレータ入力、及びコンピュータハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせの使用により半自動的又は自動的に実施することができる。例えば、技術のさまざまな実施例は、コントローラ、ユーザインターフェース、又は他のデバイスに具現化された、1つ以上のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(digital signal processors、DSP)、特定用途向け集積回路(application specific integrated circuits、ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(field programmable gate arrays、FPGA)、又は他の任意の等価集積回路若しくは個別論理回路、及びそのような構成要素の任意の組み合わせ内に実装することができる。用語「コントローラ」は、一般的に、前述の論理回路単独、又は他の論理回路との組み合わせ、あるいは任意の他の等価回路、のいずれかを指してもよい。 The operation of the actuator in adjusting the applicator slot can be performed semi-automatically or automatically through the use of operator input and computer hardware, software, firmware, or any combination thereof. For example, various embodiments of the techniques can be implemented in one or more microprocessors, digital signal processors (DSPs), application specific integrated circuits (ASICs), field programmable gate arrays (FPGAs), or any other equivalent integrated or discrete logic circuits, and any combination of such components, embodied in a controller, user interface, or other device. The term "controller" may generally refer to any of the foregoing logic circuits alone or in combination with other logic circuits, or any other equivalent circuit.

ソフトウェアで実装される場合、本開示で説明されるシステム及びコントローラに帰する機能は、ランダムアクセスメモリ(random access memory、RAM)、読み出し専用メモリ(read-only memory、ROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(non-volatile random access memory、NVRAM)、電気的消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ(electrically erasable programmable read-only memory、EEPROM)、フラッシュメモリ、磁気媒体、光学媒体などのコンピュータ可読記憶媒体上の命令として具体化されてもよい。命令は、1つ以上のプロセッサに、本開示に記載される機能の1つ以上の実施例をサポートさせるために実行されてもよい。 When implemented in software, the functionality attributed to the systems and controllers described in this disclosure may be embodied as instructions on a computer-readable storage medium, such as random access memory (RAM), read-only memory (ROM), non-volatile random access memory (NVRAM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), flash memory, magnetic media, optical media, and the like. The instructions may be executed by one or more processors to support one or more embodiments of the functionality described in this disclosure.

様々な実施形態では、記載される方法及びアセンブリは、ストリップコーティング、フィルムスロットダイ、多層スロットダイ、ホットメルト押出コーティングダイ、ドロップダイ、回転ロッドダイ、接着剤スロットダイ、溶媒コーティングスロットダイ、水性コーティングダイ、スロット供給ナイフダイ、押出複製ダイ、真空接触ダイ、又は他のスロットダイにも適応することができる。 In various embodiments, the methods and assemblies described can also be adapted for strip coating, film slot dies, multi-layer slot dies, hot melt extrusion coating dies, drop dies, rotating rod dies, adhesive slot dies, solvent coating slot dies, aqueous coating dies, slot fed knife dies, extrusion replication dies, vacuum contact dies, or other slot dies.

図2~図5は、種々のスロットダイアセンブリを部分図で示し、可撓性ダイリップの形状及びアクチュエータの向きの幾何学的効果を集合的に示す。図示されたアセンブリの各々において、上部ダイブロック、可撓性ダイリップ、及びアクチュエータスピンドルは、図示された構成に関連付けられた特定の機械的パラメータを示す挿入図とともに、分離して示されている。 Figures 2-5 show various slot die assemblies in partial views, collectively illustrating the geometric effects of flexible die lip shape and actuator orientation. In each of the illustrated assemblies, the upper die block, flexible die lip, and actuator spindle are shown in isolation, with insets showing the specific mechanical parameters associated with the illustrated configuration.

図2は、一体型可撓性ダイリップ206を有する上部ダイブロック204と、上部ダイブロック204を通って延び、可撓性ダイリップ206に機械的に結合された遠位端228を有するスピンドル226とを含むスロットダイアセンブリ200を示す。図示されるように、可撓性ダイリップ206は、断面図において概ね細長い形状を有し、上部ダイブロック204の鋭角の前面230にほぼ平行に整列している。 2 shows a slot die assembly 200 including an upper die block 204 having an integral flexible die lip 206 and a spindle 226 having a distal end 228 extending through the upper die block 204 and mechanically coupled to the flexible die lip 206. As shown, the flexible die lip 206 has a generally elongated shape in cross section and is aligned approximately parallel to an acute angled front surface 230 of the upper die block 204.

可撓性ダイリップ206は、ヒンジ232を画定する比較的薄い材料片によって上部ダイブロック204の残りの部分に接続されている。ヒンジ232は、押す力又は引っ張る力がスピンドル226によって加えられるときの可撓性ダイリップ206のための旋回点を表す。図示の一体型可撓性ダイリップ206は、ヒンジ232を形成するために金属の単一ブロックに溝234を切り込むことによって都合よく製造することができる。溝234の底部は、可撓性ダイリップ206を調整するときの応力集中を最小限に抑えるために、図示のように丸みを付けることができる。あるいは、溝234の底部は、比較的平坦な構成を有することができる。 The flexible die lip 206 is connected to the remainder of the upper die block 204 by a relatively thin piece of material that defines a hinge 232. The hinge 232 represents a pivot point for the flexible die lip 206 when a pushing or pulling force is applied by the spindle 226. The illustrated one-piece flexible die lip 206 may be conveniently manufactured by cutting a groove 234 into a single block of metal to form the hinge 232. The bottom of the groove 234 may be rounded as shown to minimize stress concentrations when adjusting the flexible die lip 206. Alternatively, the bottom of the groove 234 may have a relatively flat configuration.

再び図2を参照すると、アプリケータスロットに沿った可撓性ダイリップ206の底面235は、可撓性ダイリップ206の最も外側の先端とヒンジ点Hとの間の距離として定義されるリップ長Lによって特徴付けられる。次いで、ヒンジ点Hは、ヒンジ232の垂直断面が最も薄い底面235に沿った点として定義される。ヒンジ232が概ね均一な断面を有する場合、ヒンジ点Hは、可撓性ダイリップ206の遠位端から最も遠い断面に沿った点として定義することができる。 2, the bottom surface 235 of the flexible die lip 206 along the applicator slot is characterized by a lip length L, which is defined as the distance between the outermost tip of the flexible die lip 206 and the hinge point H. The hinge point H is then defined as the point along the bottom surface 235 where the vertical cross section of the hinge 232 is thinnest. If the hinge 232 has a generally uniform cross section, the hinge point H can be defined as the point along the cross section furthest from the distal end of the flexible die lip 206.

また、可撓性ダイリップ206の動作に関連するのは、スピンドル226によって可撓性ダイリップ206に加えられる力に対応するモーメントアーム長MAである。このモーメントアーム長MAは、図示されるように、ヒンジ点Hとスピンドル226の長手方向軸207との間の最短距離として定義される。アーム長MAに対応する線分は、スピンドル226の長手方向軸207に対して直角である。 Also related to the motion of the flexible die lip 206 is the moment arm length MA, which corresponds to the force applied to the flexible die lip 206 by the spindle 226. This moment arm length MA is defined as the shortest distance between the hinge point H and the longitudinal axis 207 of the spindle 226, as shown. The line segment corresponding to the arm length MA is perpendicular to the longitudinal axis 207 of the spindle 226.

様々な実施形態では、モーメントアーム長MAのリップ長Lに対する比(すなわち、MA/L)は、0.8~10、0.8~6.5、0.8~3.25であってもよく、又はいくつかの実施形態では、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、若しくは10より小さい、それに等しい、若しくはそれより大きくてもよい。より高いMA/L比を有する利点は、スピンドル226の並進によって加えられる力を介して可撓性ダイリップ206を調整するための機械的利点の増加に由来する。更なる利点は、ダイリップ及び結果として生じるダイスロット高さの改善された調整分解能に由来する。これらの比較的高いMA/L比は、可撓性ダイリップ206の細長い断面形状によって可能になる。 In various embodiments, the ratio of the moment arm length MA to the lip length L (i.e., MA/L) may be 0.8-10, 0.8-6.5, 0.8-3.25, or in some embodiments may be less than, equal to, or greater than 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, or 10. The advantage of having a higher MA/L ratio comes from the increased mechanical advantage to adjust the flexible die lip 206 via the force applied by the translation of the spindle 226. Further advantages come from the improved adjustment resolution of the die lip and the resulting die slot height. These relatively high MA/L ratios are made possible by the elongated cross-sectional shape of the flexible die lip 206.

可撓性ダイリップ206は、スロットダイアセンブリ200をニップローラ236に近接させることを容易にする任意の好適なリップ長Lを有することができる。この場合、ニップローラ236は、上部ダイブロック204を下部ダイブロックから分割する分割線に接すると合理的に近似される。この分割線は、可撓性ダイリップ206の底面235と概ね整列している。リップ長Lは、3センチメートル~10センチメートル、3センチメートル~9センチメートル、3センチメートル~8センチメートルであってもよく、又はいくつかの実施形態では、3センチメートル、4、5、6、7、若しくは8センチメートルより小さい、それに等しい、若しくはそれより大きくてもよい。 The flexible die lip 206 can have any suitable lip length L that facilitates approximating the slot die assembly 200 to the nip roller 236. In this case, the nip roller 236 is reasonably approximated as tangent to the parting line that divides the upper die block 204 from the lower die block. This parting line is generally aligned with the bottom surface 235 of the flexible die lip 206. The lip length L can be 3 centimeters to 10 centimeters, 3 centimeters to 9 centimeters, 3 centimeters to 8 centimeters, or in some embodiments, less than, equal to, or greater than 3 centimeters, 4, 5, 6, 7, or 8 centimeters.

任意選択的に、上部ダイブロックと下部ダイブロックとを分割する分割線は、上方又は下方に垂直にオフセットしていてもよい。他の実施形態では、分割線の配向角は、0とは異なる場合があり、水平分割線は、0度の配向角を有するものとして定義される。 Optionally, the parting line dividing the upper and lower die blocks may be offset vertically upwards or downwards. In other embodiments, the orientation angle of the parting line may be different from 0, with a horizontal parting line being defined as having an orientation angle of 0 degrees.

ヒンジ232はまた、任意の好適な厚さを有することができ、そのような厚さは、底面235に垂直に測定される。この厚さは、リップ長の3パーセント~40パーセント、4パーセント~30パーセント、6パーセント~25パーセントであってもよく、又は3パーセント、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、若しくは40パーセントより小さい、それに等しい、若しくはそれより大きくてもよい。 The hinge 232 can also have any suitable thickness, such thickness being measured perpendicular to the bottom surface 235. This thickness may be between 3 percent and 40 percent, between 4 percent and 30 percent, between 6 percent and 25 percent, or may be less than, equal to, or greater than 3 percent, 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, or 40 percent of the lip length.

スロットダイアセンブリ200とニップローラ236との間の距離を更に最小化するために、可撓性ダイリップ206の前向き表面は、底面235に対して鋭角の先端角度αで向けられた角度付きセクション238を有することができる。先端角度αは、10度~90度、10度~60度、10度~40度であってもよく、又はいくつかの実施形態では、10度、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、若しくは90度より小さい、それに等しい、若しくはそれより大きくてもよい。注目すべきことに、角度付きセクション238は、可撓性ダイリップ206の遠位先端と連続している必要はないが、好ましくは、リップ長Lの少なくとも30パーセント、少なくとも35パーセント、又は少なくとも40パーセントにわたって延びる。所望であれば、上述したように、2つ以上の連続する角度付きセクションを使用して、可撓性ダイリップ206をニップローラ236の湾曲に適合させるのを助けるように支援することができる。 To further minimize the distance between the slot die assembly 200 and the nip roller 236, the forward facing surface of the flexible die lip 206 can have an angled section 238 oriented at an acute tip angle α relative to the bottom surface 235. The tip angle α can be between 10 degrees and 90 degrees, between 10 degrees and 60 degrees, between 10 degrees and 40 degrees, or in some embodiments, less than, equal to, or greater than 10 degrees, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, or 90 degrees. Notably, the angled section 238 need not be contiguous with the distal tip of the flexible die lip 206, but preferably extends over at least 30 percent, at least 35 percent, or at least 40 percent of the lip length L. If desired, two or more consecutive angled sections can be used to assist in helping the flexible die lip 206 conform to the curvature of the nip roller 236, as described above.

角度付きセクション238は、スロットダイアセンブリ200がニップローラ236に可能な限り接近することを可能にし、これら2つの構造間の衝突を防止するためのある程度の安全マージンを想定する。短い延伸ゾーン距離、又は可撓性ダイリップ206の遠位端と、対向する逆回転ニップローラが(図示されるように)一緒になるニップ点Nとの間の距離を有することは、押出中の押出物のドローダウンを最小限にするのに役立つことができる。可撓性ダイリップ206とニップ点Nとを分離する延伸ゾーン距離は、一方又は両方のニップローラの半径の15パーセント~100パーセント、20パーセント~90パーセント、20パーセント~50パーセントであってもよく、又は15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100パーセントより小さい、それに等しい、若しくはそれより大きくてもよい。 The angled section 238 allows the slot die assembly 200 to get as close as possible to the nip rollers 236 while allowing for some safety margin to prevent collision between these two structures. Having a short draw zone distance, or distance between the distal end of the flexible die lip 206 and the nip point N where the opposing counter-rotating nip rollers come together (as shown), can help minimize drawdown of the extrudate during extrusion. The draw zone distance separating the flexible die lip 206 and the nip point N may be 15 percent to 100 percent, 20 percent to 90 percent, 20 percent to 50 percent, or may be less than, equal to, or greater than 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or 100 percent of the radius of one or both nip rollers.

図示されるように、スピンドル226の長手方向軸は、底面235に対して特定のアクチュエータ角度βに向けられている。このアクチュエータ角度βは、0度~90度、0度~70度、0度~50度、又はいくつかの実施形態では、0度、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、若しくは90度より小さい、それに等しい、若しくはそれより大きいなど、広範囲にわたって変化することができる。有利には、このアクチュエータ角度βは、上部ダイブロック204のための異なる形状に適応し、ヒンジ232を中心として可撓性ダイリップ206を回転させるためのてこ作用を提供するために、必要に応じて調整することができる。 As shown, the longitudinal axis of the spindle 226 is oriented at a particular actuator angle β relative to the bottom surface 235. This actuator angle β can vary over a wide range, such as 0 degrees to 90 degrees, 0 degrees to 70 degrees, 0 degrees to 50 degrees, or in some embodiments, less than, equal to, or greater than 0 degrees, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, or 90 degrees. Advantageously, this actuator angle β can be adjusted as needed to accommodate different geometries for the upper die block 204 and provide leverage for rotating the flexible die lip 206 about the hinge 232.

図2は更に、リップ長Lとモーメントアーム長MAとの様々な組合せを二次元力バジェットマップ上に重ね合わせて示す挿入図を示す。この座標系において、影付き領域は、最大力定格によって制約されたアクチュエータが所与の最大押出物流量で可撓性ダイリップ206を制御することを可能にするLとMAとの組合せを表す。最大力定格は、アクチュエータに応じて変化することができ、典型的な値は、約3500lbf又は15.6キロニュートンである。挿入図から、スロットダイアセンブリ200の図示された構成が、モーメントアーム長MAとリップ長Lとのその組み合わせに基づくその力バジェットを満たすことを示すことができる。 2 further shows an inset showing various combinations of lip length L and moment arm length MA superimposed on a two-dimensional force budget map. In this coordinate system, the shaded areas represent combinations of L and MA that allow an actuator constrained by a maximum force rating to control the flexible die lip 206 at a given maximum extrudate flow rate. The maximum force rating can vary depending on the actuator, with a typical value being about 3500 lbf or 15.6 kilonewtons. From the inset, it can be seen that the illustrated configuration of the slot die assembly 200 meets its force budget based on its combination of moment arm length MA and lip length L.

より長いモーメントアーム長MAは、図2に示すように、その独特の幾何学的形状、特にその延長されたリップセグメント高さSに起因し得る。底面235に対して垂直に測定されるリップセグメント高さSは、リップ長Lよりもかなり長くすることができる。様々な実施形態では、リップセグメント高さSは、リップ長Lに対して1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、又は2.8倍だけリップ長Lを上回ることができる。 The longer moment arm length MA can be attributed to its unique geometry, particularly its extended lip segment height S, as shown in FIG. 2. The lip segment height S, measured perpendicular to the bottom surface 235, can be significantly longer than the lip length L. In various embodiments, the lip segment height S can exceed the lip length L by 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, or 2.8 times the lip length L.

図3は、代替実施形態によるスロットダイアセンブリ300を示す。アセンブリ300の上部部分は、先のアセンブリ200の上部部分と同様に、一体型可撓性ダイリップ306を有する上部ダイブロック304と、上部ダイブロック304を通って延び、可撓性ダイリップ306の上部に係合するスピンドル326とを含む。アセンブリ300は、スピンドル326が水平に向けられ、約0度のアクチュエータ角度βをもたらすという点で、先の実施形態とは異なる。先のスロットダイアセンブリとは異なり、スロットダイアセンブリ300は、図3の挿入図の影付き領域によって表される力バジェット基準を満たさない。この結果は、直前の実施形態に対する、リップ長Lの増加に起因し得る。アクチュエータ角度βを低減することは、モーメントアーム長MAを増加させる効果を有したが、リップ長の増加は、MA/L比の正味の減少をもたらし、その結果、力バジェットを上回った。 3 shows a slot die assembly 300 according to an alternative embodiment. The upper portion of the assembly 300 includes an upper die block 304 with an integral flexible die lip 306, similar to the upper portion of the previous assembly 200, and a spindle 326 that extends through the upper die block 304 and engages the top of the flexible die lip 306. The assembly 300 differs from the previous embodiment in that the spindle 326 is oriented horizontally, resulting in an actuator angle β of about 0 degrees. Unlike the previous slot die assemblies, the slot die assembly 300 does not meet the force budget criteria represented by the shaded region in the inset of FIG. 3. This result can be attributed to the increase in lip length L relative to the immediately preceding embodiment. Reducing the actuator angle β had the effect of increasing the moment arm length MA, but increasing the lip length resulted in a net decrease in the MA/L ratio, resulting in the force budget being exceeded.

図4は、アセンブリ300といくつかの類似点を有するが、いくらか背の高い可撓性ダイリップ406を組み込む、更に別のスロットダイアセンブリ400を類似した図で示す。前述のように、アクチュエータ角度βは、上部ダイブロック404を通るスピンドル426の水平向きを考慮すると、約0度であった。しかしながら、挿入図によって明らかにされるように、この構成は、力バジェット基準を満たす。フレックスリップ長Lを一定に保持した場合、可撓性ダイリップ406の高さが著しく大きいと、MA/L比が大きくなる。 Figure 4 shows in a similar view yet another slot die assembly 400 that has some similarities to assembly 300 but incorporates a somewhat taller flexible die lip 406. As previously mentioned, the actuator angle β was approximately 0 degrees considering the horizontal orientation of the spindle 426 through the upper die block 404. However, as revealed by the inset, this configuration meets the force budget criteria. If the flex lip length L is held constant, the significantly larger height of the flexible die lip 406 results in a larger MA/L ratio.

図5は、上部ダイブロック504と、上部ダイブロック504を通って水平に延びるスピンドル526と、アセンブリ200、300の高さと同様の高さを有し、アセンブリ200のフレックスリップ長Lと同様のフレックスリップ長Lを有する可撓性ダイリップ506とによって特徴付けられる、スロットダイアセンブリ500によって表される更に別の変形例を示す。比較的短いリップ長L及び長いモーメントアーム長MAの両方が与えられると、この構成は、挿入図に示されるように、必要な力バジェットを容易に満たす。 Figure 5 shows yet another variation represented by slot die assembly 500 characterized by an upper die block 504, a spindle 526 extending horizontally through the upper die block 504, and a flexible die lip 506 having a height similar to that of assemblies 200, 300 and a flex lip length L similar to that of assembly 200. Given both a relatively short lip length L and a long moment arm length MA, this configuration easily meets the required force budget, as shown in the inset.

図6及び図7はそれぞれ、可撓性ダイリップの可撓性を更に増大させるために可撓性ダイリップに組み込むことができる任意選択の特徴を示す。明確にするために、これらの特徴は、ダイスロットアセンブリと共に斜視図で示されている。図6に示すように、スロットダイアセンブリ600は、一連の規則的に離間したノッチ630を含む可撓性ダイリップ604を含む。ノッチ630は、スロットダイ本体の幅に沿って離間して、可撓性ダイリップを複数のダイリップセグメント633に分割し、可撓性ダイリップ604の全体的な曲げ剛性を低減する効果を有する。 6 and 7 each illustrate optional features that can be incorporated into the flexible die lip to further increase its flexibility. For clarity, these features are shown in perspective along with the die slot assembly. As shown in FIG. 6, the slot die assembly 600 includes a flexible die lip 604 that includes a series of regularly spaced notches 630. The notches 630 are spaced along the width of the slot die body to divide the flexible die lip into multiple die lip segments 633, which have the effect of reducing the overall bending stiffness of the flexible die lip 604.

可撓性ダイリップ604の剛性の低減は、主に、各ノッチ630内の(図1~図5に示すような)側面図における可撓性ダイリップ604の断面積の低減に起因する。ヒンジ632を越えた可撓性ダイリップ604の側断面図は、ノッチのないセクションに沿ったヒンジ632を越えた可撓性ダイリップ604の側断面積に対して、1パーセント~100パーセント、25パーセント~100パーセント、70パーセント~100パーセントだけ、又はいくつかの実施形態では、1パーセント、2、5、7、10、12、15、17、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100パーセントより小さい、それに等しい、又はそれより大きく低減することができる。 The reduction in stiffness of the flexible die lip 604 is primarily due to a reduction in the cross-sectional area of the flexible die lip 604 in a side view (as shown in FIGS. 1-5) within each notch 630. The cross-sectional side view of the flexible die lip 604 beyond the hinge 632 can be reduced by 1 percent to 100 percent, 25 percent to 100 percent, 70 percent to 100 percent, or in some embodiments, less than, equal to, or greater than 1 percent, 2, 5, 7, 10, 12, 15, 17, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or 100 percent relative to the cross-sectional side area of the flexible die lip 604 beyond the hinge 632 along the unnotched section.

いくつかの実施形態では、ノッチ630は、可撓性ダイリップ604の幅にわたって一貫した幅W及び深さDを有する。ノッチ630を含むことにより、流体流方向に垂直な平面に沿って画定される、ヒンジ632を越えて延びる可撓性ダイリップ604の部分内の開放面積が形成される。図6に示された実施形態に基づいて、この開放面積は、次のように近似することができる。

Figure 2024537095000002
開放面積は、同じ平面に沿って画定されるノッチのない可撓性ダイリップ面積に対して、1パーセント~90パーセント、2パーセント~85パーセント、3.5パーセント~80パーセントであってもよく、又はいくつかの実施形態では、1、2、3.5、5、7、10、20、30、40、50、60、70、80、85、若しくは90パーセントより小さい、それに等しい、若しくはそれより大きくてもよい。幅W及び深さDのいずれか又は両方が変化することも可能であり、その場合、可撓性の程度は、その幅にわたって同様に変化することができる。 In some embodiments, the notch 630 has a consistent width W and depth D across the width of the flexible die lip 604. The inclusion of the notch 630 creates an open area in the portion of the flexible die lip 604 that extends beyond the hinge 632, defined along a plane perpendicular to the fluid flow direction. Based on the embodiment shown in FIG. 6, this open area can be approximated as follows:
Figure 2024537095000002
The open area may be between 1 percent and 90 percent, between 2 percent and 85 percent, between 3.5 percent and 80 percent, or in some embodiments may be less than, equal to, or greater than 1, 2, 3.5, 5, 7, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 85, or 90 percent relative to an unnotched flexible die lip area defined along the same plane. Either or both of the width W and depth D can also vary, in which case the degree of flexibility can similarly vary across the width.

ノッチ630はまた、底面635と所与のノッチ630の最低点との間の距離として定義される、図6に示される関連付けられたノッチ厚さNTによって特徴付けることができる。図6にも表されるヒンジ厚さHTは、ノッチ厚さNTの2パーセント~100パーセント、10パーセント~100パーセント、20パーセント~100パーセント、25パーセント~75パーセントであってもよく、又はいくつかの実施形態では、10パーセント、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100パーセントより小さい、それに等しい、若しくはそれより大きくてもよい。 The notches 630 can also be characterized by an associated notch thickness NT, shown in FIG. 6, defined as the distance between the bottom surface 635 and the lowest point of a given notch 630. The hinge thickness HT, also depicted in FIG. 6, can be 2 percent to 100 percent, 10 percent to 100 percent, 20 percent to 100 percent, 25 percent to 75 percent of the notch thickness NT, or in some embodiments, can be less than, equal to, or greater than 10 percent, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or 100 percent.

ノッチ630の深さDは、スロットダイ600の幅にわたって延び、可撓性ダイリップを画定する、溝634の深さに対して特徴付けることもできる。本明細書で定義されるように、溝634は、溝634の底部から可撓性ダイリップ604の上面まで測定された深さを有し、図示された実施形態ではD+NT-HTにほぼ等しい。各ノッチは、溝深さの1パーセント~100パーセント、10パーセント~100パーセント、25パーセント~100パーセントの、又はいくつかの実施形態では、1パーセント、2、5、7、10、12、15、17、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100パーセントより小さい、それに等しい、若しくはそれより大きい深さを有することができる。 The depth D of the notch 630 can also be characterized relative to the depth of the groove 634, which extends across the width of the slot die 600 and defines the flexible die lip. As defined herein, the groove 634 has a depth measured from the bottom of the groove 634 to the top surface of the flexible die lip 604, and in the illustrated embodiment is approximately equal to D+NT-HT. Each notch can have a depth of 1 percent to 100 percent, 10 percent to 100 percent, 25 percent to 100 percent, or in some embodiments, less than, equal to, or greater than 1 percent, 2, 5, 7, 10, 12, 15, 17, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or 100 percent of the groove depth.

図7は、スロットダイアセンブリ700の幅に沿って延びる複数の規則的に離間したノッチ730を有する可撓性ダイリップ704から構成された別のスロットダイアセンブリ700を示す。この実施形態は、ノッチ730が概ね半円形のプロファイルを有し、ノッチ630が概ね直線のプロファイルを有するという点で、先の実施形態とはいくらか異なる。各ノッチ730は、同様の幅W及び深さDを有するが、このノッチ形状に関連付けられた%開放面積は、先の実施形態よりも明らかに小さく、その結果、比較的より剛性のある可撓性ダイリップ704が得られる。 Figure 7 shows another slot die assembly 700 constructed from a flexible die lip 704 having a plurality of regularly spaced notches 730 extending along the width of the slot die assembly 700. This embodiment differs somewhat from the previous embodiment in that the notches 730 have a generally semicircular profile and the notches 630 have a generally rectilinear profile. Each notch 730 has a similar width W and depth D, but the % open area associated with this notch shape is significantly smaller than in the previous embodiment, resulting in a relatively stiffer flexible die lip 704.

図8は、アクチュエータスピンドルと可撓性ダイリップとの間で達成可能なモーメントアーム長を延長するようにも機能することができる代替スピンドル結合を示すスロットダイアセンブリ800を対象とする。ここで、スロットダイアセンブリ800は、取り付けられた可撓性ダイリップ806を有する上部ダイブロック804に取り付けられたアクチュエータ820を含む。アクチュエータ820には、スピンドル826が装備されており、これは、その長手方向軸807に沿って直線的に駆動される。アクチュエータ820及びスピンドル826は、軸807が可撓性ダイリップ806と交差しないように、可撓性ダイリップ806に対してオフセット位置を有する。 FIG. 8 is directed to a slot die assembly 800 illustrating an alternative spindle coupling that can also function to extend the moment arm length achievable between the actuator spindle and the flexible die lip. Here, the slot die assembly 800 includes an actuator 820 attached to an upper die block 804 having a flexible die lip 806 attached thereto. The actuator 820 is equipped with a spindle 826 that is linearly driven along its longitudinal axis 807. The actuator 820 and spindle 826 have an offset position relative to the flexible die lip 806 such that the axis 807 does not intersect the flexible die lip 806.

スピンドル826の一対の屈曲部827により、スピンドルを可撓性ダイリップ806に確実に係合させることができる。この実施例では、屈曲部827は、直角屈曲部である。スピンドル826は、屈曲部827を形成するために、図示されるように、1つの部品又は2つ以上の部品のアセンブリを備えてもよい。スピンドルは、任意選択的に、ガイドブッシュ828を使用して案内することができる。スピンドルの可撓性リップ806への係合は、(図示されるように)クリップ829、ボルト、又は他の締結具を使用して固定することができる。有利なことに、この構成は、可撓性ダイリップ806のリップセグメント高さを延長することと機械的に等価なものを提供することができる。オフセットアクチュエータ/スピンドルのこの使用は、既存のスロットダイアセンブリを改造するとき、又はアクチュエータの位置若しくは向きが別様に制約されるとき、特に有益であり得る。 A pair of bends 827 on the spindle 826 allow the spindle to positively engage the flexible die lip 806. In this example, the bends 827 are right angle bends. The spindle 826 may comprise one piece or an assembly of two or more pieces as shown to form the bends 827. The spindle may optionally be guided using a guide bushing 828. The engagement of the spindle to the flexible lip 806 may be secured using a clip 829 (as shown), a bolt, or other fastener. Advantageously, this configuration may provide the mechanical equivalent of extending the lip segment height of the flexible die lip 806. This use of an offset actuator/spindle may be particularly beneficial when retrofitting an existing slot die assembly or when the position or orientation of the actuator is otherwise constrained.

図9Aは、前述の様々なスロットダイアセンブリと共に使用するのに好適な例示的なスピンドル926を示す。スピンドル926は、ここでは分離して示されており、互いに直列に接続された複数の円筒形セクションから構成されている。好ましい実施形態では、複数のセグメントは、単一構造の一体部分である。これらの中には、端部セクション950、撓み部952、及び端部セクション954が含まれる。任意選択的に、図示されるように、撓み部952は、スピンドル926の最長セグメントを表す。また、本質的に、スピンドル926の全長を、撓み部として機能するような寸法にすることができるということもあり得る。より広義には、撓み部952は、スピンドルの全長の1、2、5、7、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、92、95、97、又は99パーセントより小さい、それに等しい、又はそれより大きい部分を含む、スピンドルの全長の任意の部分に沿って延びることができる。この図では、スピンドル926は、後述するように、可撓性ダイリップと係合するための第4のセクション956を更に含む。 9A illustrates an exemplary spindle 926 suitable for use with the various slot die assemblies described above. The spindle 926 is shown here in isolation and is comprised of multiple cylindrical sections connected in series with one another. In a preferred embodiment, the multiple segments are an integral part of a single structure. These include an end section 950, a flexure 952, and an end section 954. Optionally, as shown, the flexure 952 represents the longest segment of the spindle 926. It may also be the case that essentially the entire length of the spindle 926 can be dimensioned to function as a flexure. More broadly, the flexure 952 can extend along any portion of the length of the spindle, including less than, equal to, or greater than 1, 2, 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 92, 95, 97, or 99 percent of the length of the spindle. In this illustration, the spindle 926 further includes a fourth section 956 for engaging a flexible die lip, as described below.

いくつかの実施形態では、撓み部952は、スピンドル926の予測可能かつ弾性の撓みを提供する撓み部である。図示のように、撓み部は、端部セクション950、954のいずれか又は両方の断面積よりも小さい断面積を有する。ピン、ブレード、ノッチの撓み部、及びこれらの組み合わせは、全て有利に使用することができる。撓み部は、特定の位置での屈曲を可能にし、干渉を回避し、必要とされる力の量を最小限に抑えるように最適化することができる。これらの撓み部は、表面間の相対的な摺動を必要としないので、制御方式におけるバックラッシュ及び関連付けられた不感帯を回避又は最小化することができる。使用される撓み部に応じて、様々な自由度(例えば、1、2、又はそれより多く)を有することが可能であり得る。撓み部952は、屈曲が所望される場所に応じて、スピンドル926の全長に対して任意の長さであってもよい。 In some embodiments, the flexure 952 is a flexure that provides predictable and resilient deflection of the spindle 926. As shown, the flexure has a cross-sectional area that is smaller than the cross-sectional area of either or both of the end sections 950, 954. Pin, blade, notch flexures, and combinations thereof can all be used advantageously. The flexures can be optimized to allow bending at specific locations, avoid interference, and minimize the amount of force required. These flexures do not require relative sliding between surfaces, so backlash and associated dead zones in the control scheme can be avoided or minimized. Depending on the flexure used, it may be possible to have various degrees of freedom (e.g., one, two, or more). The flexure 952 may be any length relative to the overall length of the spindle 926, depending on where bending is desired.

撓み部952は、一方又は両方の端部セクション950、954の直径の15パーセント~100パーセント、30パーセント~100パーセント、若しくは40パーセント~100パーセントの、又はいくつかの実施形態では、15パーセント、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、若しくは100パーセントより小さい、それに等しい、若しくはそれより大きい直径を有することができる。これらの値は、一方又は両方の端部セクション950、954の断面積の2パーセント~100パーセント、9パーセント~99パーセント、若しくは16パーセント~98パーセントの、又はいくつかの実施形態では、2パーセント、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、若しくは100パーセントより小さい、それに等しい、若しくはそれより大きい(スピンドルの長手方向軸に垂直な平面に沿って画定される)断面積を有する撓み部952に対応する。 The flexure 952 can have a diameter that is less than, equal to, or greater than 15 percent to 100 percent, 30 percent to 100 percent, or 40 percent to 100 percent of the diameter of one or both end sections 950, 954, or in some embodiments, 15 percent, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or 100 percent. These values correspond to flexures 952 having a cross-sectional area (defined along a plane perpendicular to the longitudinal axis of the spindle) that is between 2 percent and 100 percent, between 9 percent and 99 percent, or between 16 percent and 98 percent, or in some embodiments, less than, equal to, or greater than 2 percent, 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, or 100 percent of the cross-sectional area of one or both end sections 950, 954.

撓み部952内の直径の低減は、場合によっては、重要かつ予想外の技術的利点を提供することができる。可撓性ダイリップなどの調整機構の形状を調整するとき、スピンドルに関連付けられた曲げ剛性の最適範囲が存在することが発見された。この現象は、その長手方向軸に沿った純粋な並進のみが可能である形而上学的に剛性のスピンドルによって提示される問題に基づく。図2~図5において視覚化することができるように、そのようなスピンドルは、可撓性ダイリップのそのヒンジに沿った意図されるような回転を可能にするために、曲がる代わりに可撓性ダイリップ材料を引き伸ばす傾向がある。ダイリップ材料(典型的には鋼)を引き伸ばすのに必要な力の量は、過剰であり、アクチュエータを圧倒する可能性がある。したがって、この曲げ運動が生じることを可能にするために、スピンドルにある程度の撓みを有することが望ましい。また、過度に柔軟なスピンドルを有することは、スピンドルの座屈及びアクチュエータから可撓性ダイリップへの力の不十分な伝達をもたらす可能性があるため、望ましくない。 The reduction in diameter within the flexure 952 can, in some cases, provide important and unexpected technical advantages. It has been discovered that when adjusting the geometry of an adjustment mechanism such as a flexible die lip, there is an optimal range of bending stiffness associated with the spindle. This phenomenon is based on the problem presented by a metaphysically rigid spindle that is only capable of pure translation along its longitudinal axis. As can be visualized in Figures 2-5, such a spindle tends to stretch the flexible die lip material instead of bending to allow for the intended rotation of the flexible die lip along its hinge. The amount of force required to stretch the die lip material (typically steel) can be excessive and overwhelm the actuator. Therefore, it is desirable to have some flexure in the spindle to allow this bending motion to occur. Also, having an overly flexible spindle is undesirable as it can result in buckling of the spindle and insufficient transfer of force from the actuator to the flexible die lip.

図9Bは、代替実施形態による代替スピンドル926’を示す。図9Aのスピンドル926と同様に、図9Bのスピンドル926’は、複数のセグメント、すなわち、図9Aのものに対応するセクション950’、撓み部952’、セクション954’、及びセクション956’から構成されている。しかしながら、主な違いとして、スピンドル926’は、スピンドル926’の全長の比較的短い部分にわたってスピンドル926’の屈曲を局所化する、はるかに短い撓み部952’を有する。そのような構成は、例えば、スピンドルの撓みが、干渉問題又は他の幾何学的制約によって、ある領域にわたって制限されることがある場合、潜在的に有益であり得る。スピンドルの全長に対する撓み部の長さは、特に制限される必要はない。用途の詳細に基づいて、撓み部は、スピンドルの全長の2、3、4、5、7、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、又は97パーセントより小さい、それに等しい、又はそれより大きい割合に沿って延びることができる。 9B shows an alternative spindle 926' according to an alternative embodiment. Similar to the spindle 926 of FIG. 9A, the spindle 926' of FIG. 9B is composed of multiple segments, namely, a section 950', a flexure 952', a section 954', and a section 956' corresponding to those of FIG. 9A. The main difference, however, is that the spindle 926' has a much shorter flexure 952' that localizes the bending of the spindle 926' over a relatively short portion of the total length of the spindle 926'. Such a configuration can potentially be beneficial, for example, when the bending of the spindle may be limited over a certain region due to interference issues or other geometric constraints. The length of the flexure relative to the total length of the spindle need not be particularly limited. Depending on the specifics of the application, the flexures can extend along less than, equal to, or greater than 2, 3, 4, 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, or 97 percent of the total length of the spindle.

図10は、可撓性ダイリップ906の形状を調整するために、上部ダイブロック904と、それぞれが図9Aに示す構成を有する一連のスピンドル926とを含むスロットダイアセンブリ900の簡略図を示す。この図の最前面には、最も近いスピンドル926がダイブロック904内の断面で示されており、そのヒンジ932を中心とした可撓性ディッププリップ906のわずかな回転を可能にするために、スピンドルのわずかな程度の曲げがどのように望ましいかを示している。 Figure 10 shows a simplified diagram of a slot die assembly 900 that includes an upper die block 904 and a series of spindles 926, each having the configuration shown in Figure 9A, to adjust the shape of the flexible die lip 906. At the foreground of this view, the nearest spindle 926 is shown in cross section within the die block 904, showing how a small degree of bending of the spindle is desirable to allow for a small degree of rotation of the flexible dip lip 906 about its hinge 932.

上記の制約を前提として、最適なスピンドルは、概して、5kN/m~350kN/m、10kN/m~263kN/m、15kN/m~175kN/mの、又はいくつかの実施形態では、5kN/m、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、110、120、150、175、200、225、250、275、300、325、若しくは300kN/mより小さい、それに等しい、若しくはそれより大きな曲げ剛性を示すことが見出された。いずれにしても、圧縮を受けたときにスピンドルのオイラー座屈を防止するのに不十分な任意の曲げ剛性を回避することが一般に望ましい。オイラー座屈は、柱を介して力が効率的に伝達されないので問題である。このような座屈が発生すると、付与される力も予測不可能になる傾向があり、全体的な制御方式の有効性を低下させる。 Given the above constraints, it has been found that optimal spindles generally exhibit bending stiffnesses of 5 kN/m to 350 kN/m, 10 kN/m to 263 kN/m, 15 kN/m to 175 kN/m, or in some embodiments less than, equal to, or greater than 5 kN/m, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, or 300 kN/m. In any case, it is generally desirable to avoid any bending stiffness that is insufficient to prevent Euler buckling of the spindle when subjected to compression. Euler buckling is problematic because forces are not efficiently transferred through the column. When such buckling occurs, the applied forces also tend to become unpredictable, reducing the effectiveness of the overall control scheme.

図11及び図12は、それぞれのスロットダイサブアセンブリ1000、1100におけるアクチュエータスピンドルとそれぞれの調整機構との間の結合を示す。調整機構は、本明細書で使用されるとき、所与のスロットダイアセンブリ内のアプリケータスロットを通る流体流を局所的に制限することができる任意の可撓性の細長い構造であってもよい。図11は、スピンドル1026と上部ダイブロック1104内の可撓性ダイリップ1006との間の係合を示し、図12は、スピンドル1126と上部ダイブロック1004内のチョーカーバー1106との間の係合を示す。制限器バーとも呼ばれるチョーカーバー1106は、スロットダイアセンブリの出口から離れて上流にある上部ダイブロック1104内の位置で流れを制限するという点で、可撓性ダイリップ1006とは異なる。 11 and 12 show the coupling between the actuator spindle and the respective adjustment mechanism in each slot die subassembly 1000, 1100. An adjustment mechanism, as used herein, may be any flexible elongated structure capable of locally restricting fluid flow through the applicator slot in a given slot die assembly. FIG. 11 shows the engagement between the spindle 1026 and the flexible die lip 1006 in the upper die block 1104, and FIG. 12 shows the engagement between the spindle 1126 and the choker bar 1106 in the upper die block 1004. The choker bar 1106, also called a restrictor bar, differs from the flexible die lip 1006 in that it restricts flow at a location in the upper die block 1104 that is upstream away from the outlet of the slot die assembly.

図11及び図12に示すように、スピンドル1026、1126の各拡大端部セクション1050、1150は、継手1060、1160によってそのそれぞれのアクチュエータの駆動ユニットに機械的に結合され、剛性継手である段付きボルト継手によってこれらの本体間の直接接触を介してそのそれぞれの調整機構1006、1106(例えば、可撓性ダイリップ又はチョーカーバー)に機械的に結合されている。図示のように、段付きボルト継手は、各スピンドル1026、1126の反対側の端部の小径ねじ付き端部セクション1056、1156によって形成されている。 11 and 12, each enlarged end section 1050, 1150 of the spindle 1026, 1126 is mechanically coupled to its respective actuator drive unit by a joint 1060, 1160 and to its respective adjustment mechanism 1006, 1106 (e.g., flexible die lip or choker bar) through direct contact between their bodies by a rigid shoulder bolt joint. As shown, the shoulder bolt joint is formed by a small diameter threaded end section 1056, 1156 at the opposite end of each spindle 1026, 1126.

ここでは明示的に示されていないが、代替継手も可能である。スピンドルと調整機構との間の剛性継手の代わりに、これらの構成要素間のある程度の相対運動を可能にする軸受又は接合部を使用することができる。例えば、各スピンドルは、スピンドルを調整機構に結合する玉継手を使用することができる。あるいは、各スピンドルは、スピンドルを調整機構に結合するためのクレビス継手を含むことができる。可撓性スピンドルを含むことと同様に、適切な軸受はまた、押出中の調整機構の適切かつ効率的な枢動を容易にすることができる。 Although not explicitly shown here, alternative joints are possible. Instead of a rigid joint between the spindle and the adjustment mechanism, bearings or joints that allow some degree of relative movement between these components can be used. For example, each spindle can use a ball joint that couples the spindle to the adjustment mechanism. Alternatively, each spindle can include a clevis joint to couple the spindle to the adjustment mechanism. As well as including a flexible spindle, suitable bearings can also facilitate proper and efficient pivoting of the adjustment mechanism during extrusion.

任意選択的に、図示されるように、0バックラッシュカプラ1060、1160を使用して、アクチュエータをスピンドルに接続することができる。そのようなカプラは、例えば、同時係属中の国際特許出願第PCT/IB2020/061685号(Yapelら)に記載されている。反対側の端部において、スピンドル1026、1126は、ねじ接続によってアクチュエータの駆動ユニットに結合することができる。ねじ接続が使用される場合、スピンドルの曲げ強度を過度に有することを回避するために、スピンドルが、そのセグメントのいずれかに沿って、少なくともそのねじ谷径と同じ大きさである最小スピンドル直径を有することが有益であり得る。これらの接続の態様は、図9Aのセクション952、956、並びに図11及び図12それぞれのスピンドル1026、1126と可撓性ダイリップ1006又はチョーカーバー1106との間の結合に更に適用可能であり得る。 Optionally, as shown, a zero-backlash coupler 1060, 1160 can be used to connect the actuator to the spindle. Such couplers are described, for example, in co-pending International Patent Application No. PCT/IB2020/061685 (Yapel et al.). At the opposite end, the spindle 1026, 1126 can be coupled to the actuator's drive unit by a threaded connection. If a threaded connection is used, it may be beneficial for the spindle to have a minimum spindle diameter along any of its segments that is at least as large as its thread root diameter to avoid excessive bending strength of the spindle. These connection aspects may be further applicable to the coupling between the spindle 1026, 1126 and the flexible die lip 1006 or choke bar 1106 of sections 952, 956 of FIG. 9A and FIGS. 11 and 12, respectively.

図12のスロットダイアセンブリに関連して、図13及び図14は、例示的な一連のスピンドル1126がどのように個々にかつ集合的にチョーカーバー1106と係合することができるかを示す。図13は、中立位置にあるスピンドル1126及びチョーカーバー1106を示し、図14は、調整された位置にあるこれらの同じ構成要素を示す。明確にするために、調整された構成は、スピンドル1126及びチョーカーバー1106の撓みの程度を誇張している。図14に示すように、単一のスピンドル1126が積極的にチョーカーバー1106を押圧すると、隣接するスピンドル1126が図示のように単一のスピンドル1126に向かって協働して曲がらざるを得ないように、チョーカーバー1106に湾曲が生じる。可撓性ダイリップの実施形態と同様に、スピンドル1126の可撓性は、スロットダイアセンブリ内の流体流に対して局所的な調整を行うときに、チョーカーバー1106の効率的な動作を大幅に促進することができる。 In relation to the slot die assembly of FIG. 12, FIGS. 13 and 14 show how an exemplary series of spindles 1126 can individually and collectively engage with the choker bar 1106. FIG. 13 shows the spindles 1126 and choker bar 1106 in a neutral position, and FIG. 14 shows these same components in an adjusted position. For clarity, the adjusted configuration exaggerates the degree of deflection of the spindles 1126 and choker bar 1106. As shown in FIG. 14, when a single spindle 1126 actively presses against the choker bar 1106, a curvature is created in the choker bar 1106 such that adjacent spindles 1126 are forced to cooperatively bend toward the single spindle 1126 as shown. As with the flexible die lip embodiment, the flexibility of the spindles 1126 can greatly facilitate efficient operation of the choker bar 1106 when making localized adjustments to the fluid flow within the slot die assembly.

スロットダイアセンブリで使用されるスピンドルに関して、更なる技術的考慮事項も適用することができる。例えば、スピンドルセグメント及びカップリングアタッチメントは、周期的な破損なしにその使用可能な寿命にわたって引張荷重及び圧縮荷重に耐えるのに十分な強度であるべきである。好ましい実施形態では、スピンドルは、4140又は15-5PH鋼などの鋼で作製され、少なくとも15.6kNの引張降伏強度を有する。 Additional engineering considerations may also apply with respect to the spindle used in the slot die assembly. For example, the spindle segments and coupling attachments should be strong enough to withstand tensile and compressive loads over their usable life without periodic failure. In a preferred embodiment, the spindle is made of steel, such as 4140 or 15-5PH steel, and has a tensile yield strength of at least 15.6 kN.

代替のスピンドル材料及び構成も可能である。例えば、スピンドルは、完全に金属製であってもよく、完全に非金属製であってもよく、又は両方の組み合わせであってもよい。非金属材料としては、繊維強化複合材料などの複合材料が挙げられる。異方性特性が望まれる場合、複合材内に埋め込まれた繊維は、いくつかの方向に沿ってスピンドルを硬化させることができるが、他の方向には硬化させることができない。任意選択的に、スピンドルは、連続した複数のセグメントから構成されたアセンブリであってもよく、セグメントは、異なる材料及び/又は幾何形状から作製される。異なる材料を並行して(例えば、コアシース構成で)使用することもできる。様々な材料が補助的な利点を提供することができる。いくつかの実施形態では、インラインセラミック構成要素が、スロットダイ本体からアクチュエータ駆動ユニットへの熱伝達を低減するための断熱材として設けられてもよい。 Alternative spindle materials and configurations are also possible. For example, the spindle may be entirely metallic, entirely non-metallic, or a combination of both. Non-metallic materials include composite materials, such as fiber-reinforced composite materials. If anisotropic properties are desired, fibers embedded within the composite material may stiffen the spindle along some directions but not others. Optionally, the spindle may be an assembly made up of multiple continuous segments, with the segments made from different materials and/or geometries. Different materials may also be used in tandem (e.g., in a core-sheath configuration). Various materials may provide complementary benefits. In some embodiments, an in-line ceramic component may be provided as insulation to reduce heat transfer from the slot die body to the actuator drive unit.

スピンドルを調整機構(例えば、可撓性ダイリップ又はチョーカーバー)に結合するためにトルクが必要とされる場合、回転剛性が問題となり得る。所与のスピンドル直径及び長さに対して、回転剛性は、組み立てを可能にするのに十分であるべきであり、更に、最小スピンドル直径は、スピンドルの最小ねじり降伏直径を上回るべきである。 Rotational stiffness can be an issue if torque is required to couple the spindle to an adjustment mechanism (e.g., a flexible die lip or choke bar). For a given spindle diameter and length, rotational stiffness should be sufficient to allow assembly, and the minimum spindle diameter should exceed the minimum torsional yield diameter of the spindle.

様々な実施例を前述の節で説明してきた。これら及び他の実施例は、本明細書で提供される特許請求の範囲内である。 Various implementations have been described in the preceding sections. These and other implementations are within the scope of the claims provided herein.

特許証のための上記特許出願において引用された全ての参照文献、特許、特許出願は、一貫した形でそれらの全容が参照により本明細書に組み込まれる。組み込まれた参照文献の一部と本出願との間に不一致又は矛盾がある場合、前述の記載における情報が優先するものとする。前述の記載は、当業者が、特許請求の範囲に記載の開示を実践することを可能にするためのものであり、本開示の範囲を限定するものと解釈すべきではなく、本開示の範囲は特許請求の範囲及びその全ての均等物によって定義される。 All references, patents, and patent applications cited in the above patent application for Letters Patent are incorporated herein by reference in their entirety for consistency. In the event of any inconsistency or contradiction between any of the incorporated references and this application, the information in the foregoing description shall prevail. The foregoing description is intended to enable one skilled in the art to practice the disclosure as set forth in the claims, and should not be construed as limiting the scope of the present disclosure, which is defined by the claims and all equivalents thereof.

特許証のための上記特許出願において引用された全ての参照文献、特許、特許出願は、一貫した形でそれらの全容が参照により本明細書に組み込まれる。組み込まれた参照文献の一部と本出願との間に不一致又は矛盾がある場合、前述の記載における情報が優先するものとする。前述の記載は、当業者が、特許請求の範囲に記載の開示を実践することを可能にするためのものであり、本開示の範囲を限定するものと解釈すべきではなく、本開示の範囲は特許請求の範囲及びその全ての均等物によって定義される。
なお、各実施形態に加えて以下の態様について付記する。
(付記1)
スロットダイ本体と、
前記スロットダイ本体の幅にわたって延びるアプリケータスロットであって、前記スロットダイ本体を通る流体流路と流体連通している、アプリケータスロットと、
を備え、
前記スロットダイ本体が、前記アプリケータスロットを通る前記流体流路の断面高さを調整するための可撓性ダイリップを備える調整機構を含み、
前記可撓性ダイリップが、リップ長を画定するヒンジ点と、モーメントアーム長を画定する加力点とを有し、更に、前記モーメントアーム長の前記リップ長に対する比が、0.8~10である、
スロットダイアセンブリ。
(付記2)
前記リップ長が、2センチメートル~10センチメートルである、付記1に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記3)
前記可撓性ダイリップが、リップセグメント高さを有し、リップセグメント高さの前記リップ長に対する比が、0.35~5である、付記1又は2に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記4)
前記スロットダイ本体が、10度~90度の先端角度によって特徴付けられる遠位端を有する、付記1~3のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記5)
前記可撓性ダイリップが、リップセグメント高さを有し、前記リップセグメント高さの前記リップ長に対する比が、0.35~5である、付記1~4のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記6)
前記可撓性ダイリップが、前記ヒンジ点において画定されるヒンジ厚さを有し、前記ヒンジ厚さが、前記リップ長の3パーセント~40パーセントである、付記1~5のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記7)
前記可撓性ダイリップが、特定の高さを有し、前記特定の高さの前記ヒンジ厚さに対する比が、3.5~60である、付記6に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記8)
前記可撓性ダイリップが、特定の高さを有し、前記高さの前記モーメントアーム長に対する比が、0.55~6である、付記1~7のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記9)
前記可撓性ダイリップが、その長さに沿って複数のノッチを含み、前記複数のノッチが、前記可撓性ダイリップを複数のダイリップセグメントに分割して前記可撓性ダイリップの全体的な剛性を低減するように、前記スロットダイ本体の前記幅に沿って離間している、付記1~8のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記10)
前記可撓性ダイリップが、ヒンジ厚さ及びノッチ厚さの両方によって特徴付けられ、前記ヒンジ厚さが、前記ノッチ厚さの10パーセント~100パーセントである、付記9に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記11)
前記ヒンジ点が、前記可撓性ダイリップの前記幅にわたって延びる溝に基づき、各ノッチの深さが、前記溝の深さの1パーセント~100パーセントである、付記9又は10に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記12)
前記複数のノッチが、前記流体流路を通る流体流方向に垂直な平面に沿って画定される、前記ヒンジ点を越えて延びる前記可撓性ダイリップ内の開放面積を形成し、前記開放面積が、前記平面に沿って画定されるノッチのない可撓性ダイリップ面積の1パーセント~90パーセントである、付記9~11のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記13)
アプリケータスロットの幅に沿って離間した複数のアクチュエータを更に備え、各アクチュエータが、前記アプリケータスロットを通る流体流の局所的な調整を提供するために、前記流体流路の前記断面高さをそのそれぞれの位置で調整するように、前記加力点において前記可撓性ダイリップに動作可能に結合されている、付記1~12のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記14)
各アクチュエータが、モータと、前記モータに結合されたスピンドルとから構成された線形アクチュエータであり、前記スピンドルが、前記流体流路を通る流体流方向に対してアクチュエータ角度で向けられ、前記アクチュエータ角度が、0度~90度である、付記13に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記15)
前記スピンドルが、撓み部を備える、付記14に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記16)
スロットダイ本体と、
前記スロットダイ本体の幅にわたって延びるアプリケータスロットであって、前記アプリケータスロットが、前記スロットダイ本体を通る流体流路と流体連通しており、更に、前記スロットダイ本体が、前記アプリケータスロットを通る前記流体流路の断面高さを調整するための調整機構を備える、アプリケータスロットと、
アプリケータスロットの幅に沿って離間した複数のアクチュエータであって、各アクチュエータが、前記流体流路の前記断面高さの局所的な調整をそのそれぞれの位置で提供するために、前記調整機構に動作可能に結合されている、複数のアクチュエータと、
を備え、
各アクチュエータが、モータと、前記モータに結合されたスピンドルとを備える線形アクチュエータであり、更に、(i)前記スピンドルが、撓み部を備える、又は(ii)各アクチュエータが、前記スピンドルを前記調整機構に結合するための軸受を更に備える、のいずれかである、
スロットダイアセンブリ。
(付記17)
各アクチュエータが、前記スピンドルを前記調整機構に結合する玉継手を備える、付記16に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記18)
各アクチュエータが、前記スピンドルを前記調整機構に結合するクレビス継手を備える、付記16に記載のスロットダイアセンブリ。
(付記19)
付記1~18のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリを使用する方法であって、
2つの逆回転ローラの間に画定されたニップに隣接して前記スロットダイアセンブリを配置することと、
前記スロットダイアセンブリの前記アプリケータスロットを通して前記ニップ内に押出物を押し出すことと、
を含み、
前記可撓性ダイリップと前記ニップとの間の延伸ゾーン距離が、前記2つの逆回転ローラの一方又は両方の半径の15パーセント~100パーセントである、方法。
(付記20)
前記延伸ゾーン距離が、前記2つの逆回転ローラの一方又は両方の前記半径の20パーセント~90パーセントである、付記19に記載のスロットダイアセンブリを使用する方法。
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In addition to the respective embodiments, the following aspects are noted.
(Appendix 1)
A slot die body;
an applicator slot extending across a width of the slot die body, the applicator slot being in fluid communication with a fluid flow path through the slot die body;
Equipped with
the slot die body includes an adjustment mechanism having a flexible die lip for adjusting a cross-sectional height of the fluid flow path through the applicator slot;
the flexible die lip has a hinge point that defines a lip length and a force application point that defines a moment arm length, and further wherein the ratio of the moment arm length to the lip length is between 0.8 and 10;
Slot die assembly.
(Appendix 2)
2. The slot die assembly of claim 1, wherein the lip length is between 2 centimeters and 10 centimeters.
(Appendix 3)
3. The slot die assembly of claim 1 or 2, wherein the flexible die lip has a lip segment height, and a ratio of the lip segment height to the lip length is from 0.35 to 5.
(Appendix 4)
4. The slot die assembly of any one of claims 1 to 3, wherein the slot die body has a distal end characterized by a tip angle between 10 degrees and 90 degrees.
(Appendix 5)
5. The slot die assembly of any one of claims 1 to 4, wherein the flexible die lip has a lip segment height, and a ratio of the lip segment height to the lip length is from 0.35 to 5.
(Appendix 6)
6. The slot die assembly of any one of claims 1 to 5, wherein the flexible die lip has a hinge thickness defined at the hinge point, the hinge thickness being between 3 percent and 40 percent of the lip length.
(Appendix 7)
7. The slot die assembly of claim 6, wherein the flexible die lip has a particular height, and a ratio of the particular height to the hinge thickness is between 3.5 and 60.
(Appendix 8)
8. The slot die assembly of any one of claims 1 to 7, wherein the flexible die lip has a particular height, and a ratio of the height to the moment arm length is between 0.55 and 6.
(Appendix 9)
9. The slot die assembly of any one of claims 1 to 8, wherein the flexible die lip includes a plurality of notches along its length, the plurality of notches being spaced along the width of the slot die body so as to divide the flexible die lip into a plurality of die lip segments to reduce the overall stiffness of the flexible die lip.
(Appendix 10)
10. The slot die assembly of claim 9, wherein the flexible die lip is characterized by both a hinge thickness and a notch thickness, the hinge thickness being between 10 percent and 100 percent of the notch thickness.
(Appendix 11)
11. The slot die assembly of claim 9 or 10, wherein the hinge points are based on grooves extending across the width of the flexible die lip, the depth of each notch being between 1 percent and 100 percent of the depth of the groove.
(Appendix 12)
12. The slot die assembly of any one of claims 9 to 11, wherein the plurality of notches form an open area in the flexible die lip extending beyond the hinge point defined along a plane perpendicular to a direction of fluid flow through the fluid flow passage, the open area being between 1 percent and 90 percent of an unnotched flexible die lip area defined along the plane.
(Appendix 13)
13. The slot die assembly of any one of claims 1 to 12, further comprising a plurality of actuators spaced along a width of an applicator slot, each actuator operatively coupled to the flexible die lip at the force application point to adjust the cross-sectional height of the fluid flow passage at its respective location to provide localized adjustment of fluid flow through the applicator slot.
(Appendix 14)
14. The slot die assembly of claim 13, wherein each actuator is a linear actuator comprised of a motor and a spindle coupled to the motor, the spindle oriented at an actuator angle relative to a fluid flow direction through the fluid flow path, the actuator angle being between 0 degrees and 90 degrees.
(Appendix 15)
15. The slot die assembly of claim 14, wherein the spindle comprises a flexure.
(Appendix 16)
A slot die body;
an applicator slot extending across a width of the slot die body, the applicator slot being in fluid communication with a fluid flow path through the slot die body, the slot die body further comprising an adjustment mechanism for adjusting a cross-sectional height of the fluid flow path through the applicator slot;
a plurality of actuators spaced along a width of the applicator slot, each actuator operatively coupled to the adjustment mechanism to provide local adjustment of the cross-sectional height of the fluid flow passage at its respective location;
Equipped with
each actuator is a linear actuator comprising a motor and a spindle coupled to the motor, and further comprising either (i) the spindle comprising a flexure, or (ii) each actuator further comprising a bearing for coupling the spindle to the adjustment mechanism;
Slot die assembly.
(Appendix 17)
17. The slot die assembly of claim 16, wherein each actuator comprises a ball joint coupling the spindle to the adjustment mechanism.
(Appendix 18)
17. The slot die assembly of claim 16, wherein each actuator comprises a clevis joint coupling the spindle to the adjustment mechanism.
(Appendix 19)
A method of using the slot die assembly of any one of claims 1 to 18, comprising the steps of:
positioning the slot die assembly adjacent a nip defined between two counter-rotating rollers;
extruding extrudate through the applicator slot of the slot die assembly and into the nip;
Including,
A method wherein a draw zone distance between the flexible die lip and the nip is between 15 percent and 100 percent of the radius of one or both of the two counter-rotating rollers.
(Appendix 20)
20. The method of claim 19, wherein the stretch zone distance is between 20 percent and 90 percent of the radius of one or both of the two counter-rotating rollers.

Claims (20)

スロットダイ本体と、
前記スロットダイ本体の幅にわたって延びるアプリケータスロットであって、前記スロットダイ本体を通る流体流路と流体連通している、アプリケータスロットと、
を備え、
前記スロットダイ本体が、前記アプリケータスロットを通る前記流体流路の断面高さを調整するための可撓性ダイリップを備える調整機構を含み、
前記可撓性ダイリップが、リップ長を画定するヒンジ点と、モーメントアーム長を画定する加力点とを有し、更に、前記モーメントアーム長の前記リップ長に対する比が、0.8~10である、
スロットダイアセンブリ。
A slot die body;
an applicator slot extending across a width of the slot die body, the applicator slot being in fluid communication with a fluid flow path through the slot die body;
Equipped with
the slot die body includes an adjustment mechanism having a flexible die lip for adjusting a cross-sectional height of the fluid flow path through the applicator slot;
the flexible die lip has a hinge point that defines a lip length and a force application point that defines a moment arm length, and further wherein the ratio of the moment arm length to the lip length is between 0.8 and 10;
Slot die assembly.
前記リップ長が、2センチメートル~10センチメートルである、請求項1に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of claim 1, wherein the lip length is between 2 centimeters and 10 centimeters. 前記可撓性ダイリップが、リップセグメント高さを有し、リップセグメント高さの前記リップ長に対する比が、0.35~5である、請求項1又は2に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of claim 1 or 2, wherein the flexible die lip has a lip segment height, and the ratio of the lip segment height to the lip length is between 0.35 and 5. 前記スロットダイ本体が、10度~90度の先端角度によって特徴付けられる遠位端を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of any one of claims 1 to 3, wherein the slot die body has a distal end characterized by a tip angle between 10 degrees and 90 degrees. 前記可撓性ダイリップが、リップセグメント高さを有し、前記リップセグメント高さの前記リップ長に対する比が、0.35~5である、請求項1~4のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of any one of claims 1 to 4, wherein the flexible die lip has a lip segment height, and the ratio of the lip segment height to the lip length is 0.35 to 5. 前記可撓性ダイリップが、前記ヒンジ点において画定されるヒンジ厚さを有し、前記ヒンジ厚さが、前記リップ長の3パーセント~40パーセントである、請求項1~5のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of any one of claims 1 to 5, wherein the flexible die lip has a hinge thickness defined at the hinge point, the hinge thickness being between 3 percent and 40 percent of the lip length. 前記可撓性ダイリップが、特定の高さを有し、前記特定の高さの前記ヒンジ厚さに対する比が、3.5~60である、請求項6に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of claim 6, wherein the flexible die lip has a specific height, and the ratio of the specific height to the hinge thickness is between 3.5 and 60. 前記可撓性ダイリップが、特定の高さを有し、前記高さの前記モーメントアーム長に対する比が、0.55~6である、請求項1~7のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of any one of claims 1 to 7, wherein the flexible die lip has a specific height, and the ratio of the height to the moment arm length is between 0.55 and 6. 前記可撓性ダイリップが、その長さに沿って複数のノッチを含み、前記複数のノッチが、前記可撓性ダイリップを複数のダイリップセグメントに分割して前記可撓性ダイリップの全体的な剛性を低減するように、前記スロットダイ本体の前記幅に沿って離間している、請求項1~8のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of any one of claims 1 to 8, wherein the flexible die lip includes a plurality of notches along its length, the plurality of notches being spaced along the width of the slot die body so as to divide the flexible die lip into a plurality of die lip segments to reduce the overall stiffness of the flexible die lip. 前記可撓性ダイリップが、ヒンジ厚さ及びノッチ厚さの両方によって特徴付けられ、前記ヒンジ厚さが、前記ノッチ厚さの10パーセント~100パーセントである、請求項9に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of claim 9, wherein the flexible die lip is characterized by both a hinge thickness and a notch thickness, the hinge thickness being between 10 percent and 100 percent of the notch thickness. 前記ヒンジ点が、前記可撓性ダイリップの前記幅にわたって延びる溝に基づき、各ノッチの深さが、前記溝の深さの1パーセント~100パーセントである、請求項9又は10に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of claim 9 or 10, wherein the hinge points are based on grooves that extend across the width of the flexible die lip, and the depth of each notch is between 1 percent and 100 percent of the depth of the groove. 前記複数のノッチが、前記流体流路を通る流体流方向に垂直な平面に沿って画定される、前記ヒンジ点を越えて延びる前記可撓性ダイリップ内の開放面積を形成し、前記開放面積が、前記平面に沿って画定されるノッチのない可撓性ダイリップ面積の1パーセント~90パーセントである、請求項9~11のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of any one of claims 9 to 11, wherein the plurality of notches form an open area in the flexible die lip extending beyond the hinge point that is defined along a plane perpendicular to a direction of fluid flow through the fluid flow passage, the open area being between 1 percent and 90 percent of the area of the flexible die lip without the notches defined along the plane. アプリケータスロットの幅に沿って離間した複数のアクチュエータを更に備え、各アクチュエータが、前記アプリケータスロットを通る流体流の局所的な調整を提供するために、前記流体流路の前記断面高さをそのそれぞれの位置で調整するように、前記加力点において前記可撓性ダイリップに動作可能に結合されている、請求項1~12のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of any one of claims 1 to 12, further comprising a plurality of actuators spaced along a width of the applicator slot, each actuator operatively coupled to the flexible die lip at the force application point to adjust the cross-sectional height of the fluid flow passage at its respective location to provide localized adjustment of fluid flow through the applicator slot. 各アクチュエータが、モータと、前記モータに結合されたスピンドルとから構成された線形アクチュエータであり、前記スピンドルが、前記流体流路を通る流体流方向に対してアクチュエータ角度で向けられ、前記アクチュエータ角度が、0度~90度である、請求項13に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of claim 13, wherein each actuator is a linear actuator comprised of a motor and a spindle coupled to the motor, the spindle oriented at an actuator angle relative to a fluid flow direction through the fluid flow passage, the actuator angle being between 0 degrees and 90 degrees. 前記スピンドルが、撓み部を備える、請求項14に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of claim 14, wherein the spindle includes a flexure. スロットダイ本体と、
前記スロットダイ本体の幅にわたって延びるアプリケータスロットであって、前記アプリケータスロットが、前記スロットダイ本体を通る流体流路と流体連通しており、更に、前記スロットダイ本体が、前記アプリケータスロットを通る前記流体流路の断面高さを調整するための調整機構を備える、アプリケータスロットと、
アプリケータスロットの幅に沿って離間した複数のアクチュエータであって、各アクチュエータが、前記流体流路の前記断面高さの局所的な調整をそのそれぞれの位置で提供するために、前記調整機構に動作可能に結合されている、複数のアクチュエータと、
を備え、
各アクチュエータが、モータと、前記モータに結合されたスピンドルとを備える線形アクチュエータであり、更に、(i)前記スピンドルが、撓み部を備える、又は(ii)各アクチュエータが、前記スピンドルを前記調整機構に結合するための軸受を更に備える、のいずれかである、
スロットダイアセンブリ。
A slot die body;
an applicator slot extending across a width of the slot die body, the applicator slot being in fluid communication with a fluid flow path through the slot die body, the slot die body further comprising an adjustment mechanism for adjusting a cross-sectional height of the fluid flow path through the applicator slot;
a plurality of actuators spaced along a width of the applicator slot, each actuator operatively coupled to the adjustment mechanism to provide local adjustment of the cross-sectional height of the fluid flow passage at its respective location;
Equipped with
each actuator is a linear actuator comprising a motor and a spindle coupled to the motor, and further comprising either (i) the spindle comprising a flexure, or (ii) each actuator further comprising a bearing for coupling the spindle to the adjustment mechanism;
Slot die assembly.
各アクチュエータが、前記スピンドルを前記調整機構に結合する玉継手を備える、請求項16に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of claim 16, wherein each actuator comprises a ball joint coupling the spindle to the adjustment mechanism. 各アクチュエータが、前記スピンドルを前記調整機構に結合するクレビス継手を備える、請求項16に記載のスロットダイアセンブリ。 The slot die assembly of claim 16, wherein each actuator includes a clevis joint connecting the spindle to the adjustment mechanism. 請求項1~18のいずれか一項に記載のスロットダイアセンブリを使用する方法であって、
2つの逆回転ローラの間に画定されたニップに隣接して前記スロットダイアセンブリを配置することと、
前記スロットダイアセンブリの前記アプリケータスロットを通して前記ニップ内に押出物を押し出すことと、
を含み、
前記可撓性ダイリップと前記ニップとの間の延伸ゾーン距離が、前記2つの逆回転ローラの一方又は両方の半径の15パーセント~100パーセントである、
方法。
A method of using the slot die assembly according to any one of claims 1 to 18, comprising the steps of:
positioning the slot die assembly adjacent a nip defined between two counter-rotating rollers;
extruding extrudate through the applicator slot of the slot die assembly and into the nip;
Including,
a stretch zone distance between the flexible die lip and the nip that is between 15 percent and 100 percent of the radius of one or both of the two counter-rotating rollers;
method.
前記延伸ゾーン距離が、前記2つの逆回転ローラの一方又は両方の前記半径の20パーセント~90パーセントである、請求項19に記載のスロットダイアセンブリを使用する方法。 The method of using the slot die assembly of claim 19, wherein the stretch zone distance is between 20 percent and 90 percent of the radius of one or both of the two counter-rotating rollers.
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