(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断流供給マニホールドと流れ計量部とを有する流路を備えており、流れ計量部が、横断流計量すき間をもたらすとともに、前記横断流供給マニホールドおよび出口チャネルに連通しており、出口チャネルが、流路の最終すき間をもたらす出口オリフィスを有しているスロットダイであって、
第１のダイ本体、計量面を有する第２のダイ本体、および前記流れ計量部を形成すべく前記第２のダイ本体の計量面に対向して協働する計量面を有している第３のダイ本体を備えており、
前記スロットダイの第１の状態にあるとき、前記第２のダイ本体および前記第３のダイ本体が調節不可能であるが、前記スロットダイの第２の状態にあるときは、前記第２のダイ本体および前記第３のダイ本体が、位置調節可能であって、それぞれＸ‐Ｙ‐Ｚ座標系のＺ軸を定める移動軸を有しており、
前記流れ計量部の前記横断流計量すき間が、少なくとも１つの位置調節可能なダイ本体を前記Ｚ軸に沿って移動させることによって、出口オリフィスのすき間の変化とは別個独立に調節可能であるスロットダイ。
【請求項２】
複数の本体組み立て固定具をさらに有しており、前記スロットダイの前記第１の状態において、前記複数の本体組み立て固定具が、前記第１のダイ本体、前記第２のダイ本体、および前記第３のダイ本体を一体に固定する請求項１に記載のスロットダイ。
【請求項３】
本体シムをさらに有している請求項１に記載のスロットダイ。
【請求項４】
前記スロットダイの前記第１の状態において、前記本体シムが、調節不可能であって、前記第２のダイ本体に接触して適切に配置される一方で、前記スロットダイの前記第２の状態においては、前記本体シムが、前記第２の位置調節可能なダイ本体または前記第３の位置調節可能なダイ本体の前記Ｚ軸方向の移動に一致して、Ｚ軸方向に位置調節可能である請求項３に記載のスロットダイ。
【請求項５】
前記出口オリフィスへと延びる少なくとも１つのレッグを有している型枠シムをさらに有している請求項１に記載のスロットダイ。
【請求項６】
前記型枠シムが、前記第１のダイ本体に接触して適切に配置され、前記スロットダイの前記第２の状態において、前記第２の位置調節可能なダイ本体または前記第３の位置調節可能なダイ本体の前記Ｚ軸方向の移動にかかわらず、静止したままに保たれる請求項５に記載のスロットダイ。
【請求項７】
前記流れ計量部が、主計量ステージと、前記主計量ステージよりも大きな横断流計量すき間をもたらす副計量ステージとを有している請求項１に記載のスロットダイ。
【請求項８】
前記流れ計量部が、前記Ｚ軸に対して、適切な鋭角、直角、および適切な鈍角から選択される角度αに配置される請求項１に記載のスロットダイ。
【請求項９】
前記角度αが、前記Ｚ軸に対して、約３０°〜６０°の範囲および約１５０°〜１２０°の範囲で構成されるグループから選択される請求項８に記載のスロットダイ。
【請求項１０】
前記スロットダイの前記第１の状態において、前記第２のダイ本体がベアリング部材である請求項１に記載のスロットダイ。
【請求項１１】
前記複数の本体組み立て固定具の軸が、前記Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系の前記Ｙ軸に整列しており、前記出口チャネルが、前記Ｚ軸に概ね沿って延びている請求項２に記載のスロットダイ。
【請求項１２】
裏打ち構造、および、前記裏打ち構造の機能面と前記第２のダイ本体の後壁との間に配置される少なくとも１つの着脱式の選択された厚さの裏打ちシムをさらに有している請求項１に記載のスロットダイ。
【請求項１３】
裏打ち構造をさらに有しており、該裏打ち構造が、前記横断流計量すき間に所定の寸法をもたらすため、選択された程度にてＺ軸方向の前方へと延びる機能面を有している請求項１に記載のスロットダイ。
【請求項１４】
前記型枠シムを通過して延びて前記型枠シムを前記第１のダイ本体へと固定する複数の固定具をさらに有しており、前記第２のダイ本体に、前記複数の固定具が前記第２のダイ本体のＺ軸方向の移動を妨げることがないようにする複数のすき間穴が設けられている請求項５に記載のスロットダイ。
【請求項１５】
横断流供給マニホールドと流れ計量部とを有する流路を備えており、流れ計量部が、横断流計量すき間をもたらすとともに、前記横断流供給マニホールドおよび出口チャネルに連通しており、出口チャネルが、流路の最終すき間をもたらす出口オリフィスを有しているスロットダイであって、
第１のダイ本体、計量面を有する第２のダイ本体、および前記流れ計量部を形成すべく前記第２のダイ本体の計量面に対向して協働する計量面を有している第３のダイ本体、ならびに少なくとも１つの本体シムを備えており、
前記スロットダイの第１の状態にあるとき、前記第２のダイ本体が調節不可能であるが、前記スロットダイの第２の状態にあるときは、前記第２のダイ本体が、位置調節可能であって、Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系のＹ軸を定める移動軸を有しており、
前記流れ計量部の前記横断流計量すき間が、前記第２の位置調節可能なダイ本体を前記Ｙ軸に沿って移動させることによって、前記出口オリフィスの変化とは別個独立に調節可能であるスロットダイ。
【請求項１６】
複数の本体組み立て固定具をさらに有しており、前記スロットダイの前記第１の状態において、前記複数の本体組み立て固定具が、前記第１のダイ本体、前記第２のダイ本体、および前記第３のダイ本体を一体に固定する請求項１５に記載のスロットダイ。
【請求項１７】
前記複数の本体組み立て固定具の軸が、前記Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系の前記Ｙ軸に整列しており、前記出口チャネルが、前記Ｚ軸に概ね沿って延びている請求項１６に記載のスロットダイ。
【請求項１８】
前記第２のダイ本体の前記Ｙ軸に沿った前記移動が、本体シムの位置を前記第１のダイ本体に接する第１の位置から前記第３のダイ本体に接する第２の位置へと変更し、あるいは前記第２の位置から前記第１の位置へと変更することによって達成される請求項１５に記載のスロットダイ。
【請求項１９】
前記流れ計量部が、主計量ステージと、前記主計量ステージよりも大きな横断流計量すき間をもたらす副計量ステージとを有している請求項１５に記載のスロットダイ。
【請求項２０】
前記流れ計量部が、前記Ｚ軸に対して、鋭角、直角、および鈍角から選択される角度αに配置される請求項１５に記載のスロットダイ。
【請求項２１】
前記スロットダイの前記第１の状態において、前記第２のダイ本体がベアリング部材である請求項１５に記載のスロットダイ。
【請求項２２】
前記Ｙ軸に概ね直交して配置され、前記出口オリフィスへと延びる少なくとも１つのレッグを有している型枠シムをさらに有している請求項１５に記載のスロットダイ。
【請求項２３】
請求項１に記載のスロットダイの横断流計量すき間を調節する方法であって、
前記スロットダイは、複数の本体組み立て固定具をさらに有しており、前記スロットダイの前記第１の状態において、前記複数の本体組み立て固定具が、前記第１のダイ本体、前記第２のダイ本体、および前記第３のダイ本体を一体に固定しており、
前記調節する方法は、前記複数の本体組み立て固定具を緩めた後で、前記第２のダイ本体および前記第３のダイ本体から選択される少なくとも１つの位置調節可能なダイ本体を、所望のＺ軸方向に所望の位置まで選択的に移動させ、その後に前記複数の本体組み立て固定具を締めて、前記第１のダイ本体、前記第２のダイ本体、および前記第３のダイ本体を一体に固定することを含んでいる方法。
【請求項２４】
請求項１５に記載のスロットダイの横断流計量すき間を調節する方法であって、
前記スロットダイは、複数の本体組み立て固定具をさらに有しており、前記スロットダイの前記第１の状態において、前記複数の本体組み立て固定具が、前記第１のダイ本体、前記第２のダイ本体、および前記第３のダイ本体を一体に固定しており、
前記調節する方法は、前記第２のダイ本体および前記少なくとも１つの本体シムへのアクセスをもたらすべく前記複数の本体組み立て固定具を十分に引っ込め、その後に前記第２のダイ本体を前記Ｙ軸に沿って所望の位置へと選択的に移動させ、その後に前記複数の本体固定具の締め付けを含む前記スロットダイの再組み立てを行うことを含んでいる方法。
【請求項２５】
前記第２のダイ本体を前記Ｙ軸に沿って前記所望の位置へと選択的に移動させる工程が、本体シムの位置を前記第１のダイ本体に接する第１の位置から前記第３のダイ本体に接する第２の位置へと変更する工程、または前記第２の位置から前記第１の位置へと変更する工程を含んでいる請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの本体シムが第１の本体シムであり、前記本体シムの位置を変更する工程が、前記第１の本体シムを前記第１の位置から取り除き、第２の本体シムを前記第２の位置へと挿入する工程、または前記第１の本体シムを前記第２の位置から取り除き、前記第２の本体シムを前記第１の位置へと挿入する工程を含んでいる請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の本体シムおよび前記第２の本体シムが、同じ厚さである請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］  
本出願は、名称が「ＤＥＣＯＵＰＬＥＤ  ＴＲＡＮＳＶＥＲＳＥ  ＦＬＯＷ  ＭＥＴＥＲＩＮＧ  ＧＡＰ  ＡＮＤ  ＬＩＰ  ＧＡＰ（互いに非干渉とされた横断流計量すき間およびリップすき間）」である２００７年５月３日に出願された先の米国特許出願第１１／７９７，３７４号の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、流体をキャストするため、または種々の基板上に流体をコートするためのスロットダイに関する。
【背景技術】
【０００３】
矩形の計量すき間を通過する流体の体積流量が、流動抵抗によって支配され、流動抵抗に反比例し、流動抵抗が、式
【０００４】
【数１】
0005388474.tif 000002
によって理解され、式中Ｐは圧力であり、ηは流体の粘性であり、Ｑは体積流量であり、Ｗは流体の流出の主方向を横切る方向の流通チャネルの幅であり、Ｌは横長の計量チャネルの主たる流出の方向の長さであり、Ｈは横長の計量チャネルのすき間であり、Ｆｐは幾何学的形状係数であることが知られている。この式から、体積流量が、流動抵抗に応答し、特に計量すき間に左右されることを理解できる。
【０００５】
スロットダイにおいて横方向の質量流量の分布を調節するために、典型的には、横断流計量チャネル（一般に、プレランドチャネルと呼ばれる）が、横断流供給マニホールドと出口チャネルとの間に、両者に連通して配置される。横断流計量チャネルが、上記式の支配原理に従い、横断流計量すき間およびチャネルを定めているすき間およびすき間長さの形状の組み合わせを通過する流れへの抵抗を調節することによって、流れの横方向の分布の調節をもたらす。プロセスの目的に応じて、横断流計量チャネルを、通常は一様であり、あるいは非一様であるキャスティングまたはコーティングの厚さをもたらすために使用することができる。
【０００６】
図１に大まかに示されているような従来からの単一空洞のスロットダイは、処理対象の特定の流体の処理可能性および塗布を補うリップすき間の選択を提供するために、２つのダイ本体２、３の間に配置される本体シム１を備えることができる。スロットダイの流路は、横断流供給マニホールド４、横断流計量すき間をもたらす流れ計量部５（プレランドチャネル）、ならびに計量機能をもたらし、出口オリフィス６（リップすき間）を備えている出口チャネルを含んでいる。リップすき間を通過する流体の計量は、使用される特定のキャスティングまたはコーティングのプロセスにとって不可欠であり、結果として、処理対象の特定の流体および／または下流のプロセスを含む考慮事項に基づいて、適切なリップすき間を選択して確立することが必要である。この目的のため、本体シムを、所定のリップすき間をもたらすように好都合に選択でき、図示のように、本体シムが、２つのダイ本体の間にＸ‐Ｙ‐Ｚ座標系のＺ軸に概ね平行に有用に配置される（Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系の全３つの軸については、図５を参照されたい）。
【０００７】
本体シムがない場合、リップすき間は、図示よりも比較的小さくなる（例えば、図２のスロットダイのリップすき間と比較）。さまざまな所定のリップすき間を選択するために、さまざまな厚さを有する本体シムを利用することができ、互いに置き換えることができる。一連の本体組み立てボルトＡ（１本だけが図示されている）が、ダイ本体２の機械的なすき間穴Ｃ（１つだけが図示されている）を通過して延び、ダイ本体２、３を一体に固定している。本体シムへのアクセスをもたらすべくスロットダイを分解し、ある本体シムを別の本体シムと置き換え、ダイ本体を再び一体に組み立てることによって、本体シムを交換することが可能である。
【０００８】
単一空洞のスロットダイおよび複数空洞のスロットダイのどちらであっても、スロットダイのプロセスにおける体積流量の計量すき間の変化に対する過敏さは、上述の式によって裏付けられるとおり、体積流量が流動抵抗に反比例することに起因することが知られている。Ｖｅｔｔｅｒの米国特許第４，３７２，７３９号、Ｐｒｅｄｏｈｌらの同第４，６９５，２３６号、Ｒｅｉｆｅｎｈａｕｓｅｒらの同第４，７０８，６１８号、Ｌｏｒｅｎｚらの同第５，０６６，４３５号、および発明者Ｐｅｔｅｒ  Ｆ．  Ｃｌｏｅｒｅｎの同第５，１４７，１９５号によって示されているように、熱可塑性樹脂の押し出しに使用される装置は、計量すき間の調節をもたらすために、スライド調節可能な絞り棒を使用することができる。機械的なすき間が、ダイ本体を通過するボルトによる絞り棒の移動を可能にしている。
【０００９】
さまざまな製品の幅の必要性に対応するために、出口オリフィスの幅を変えることが典型的である。従来からの外部の型枠は、典型的には５０〜３０００μｍの範囲にあるダイ出口溝のキャスティングまたはコーティング面への近接さゆえ、スロットダイのキャスティングまたはコーティングのプロセスに適していない。すなわち、キャスティング流体またはコーティング流体が、通常は、キャスティングまたはコーティング面に近接したスロットダイから送出される。スロットダイは、比較的小さな計量すき間が使用されるため、Ｃｌｏｅｒｅｎの米国特許第５，４５１，３５７号および同第５，５０５，６０９号に大まかに示されているような従来からの内部の型枠にも適していない。したがって、スロットダイにおいては、型枠シム（従来技術の型枠シムの実例として、図１０および図１１を参照されたい）を、所定のリップすき間（この場合、部分的に本体シムとして機能する）および所定の出口オリフィス幅を確立するために、本体シム１（図１参照）の代わりにダイ本体２、３の間に好都合に配置することができる。
【００１０】
しかしながら、再び図１のスロットダイを参照すると、所定のリップすき間を設定するための本体シムまたは型枠シムの従来技術の使用における問題は、シムが流れ計量部５の横断流計量すき間も同時に変化させてしまう点にある。使用される横断流計量すき間がきわめて小さいことが通例であること、および得られる体積流量の過敏さから理解できるように、横断流計量すき間の変化が、計量部５によってもたらされる流体の流れの所望の横長の計量に悪影響を及ぼす可能性がある。発明者Ｐｅｔｅｒ  Ｆ．  Ｃｌｏｅｒｅｎへと発行された米国特許第５，２５６，０５２号によって例示されるような２段階のプレランドチャネル、およびコートハンガー状のプレランドチャネルなど、別の手法が図１の従来技術のスロットダイにおいて適用されているが、体積流量の過敏さを抱えており、したがって種々の所定のリップすき間を設定すべくさまざまな厚さの本体シムまたは型枠シムが選択される場合に、流れ計量部５を通過する横断流を十分に調節するうえで有効でないことが明らかになっている。
【００１１】
さらに、スロットダイのキャスティングまたはコーティングプロセスにおいては、リップすき間の変更とは別個独立の横断流計量すき間の調節が、種々の流量、流体の種々の粘性、および他のプロセス目標などといったプロセスの変更に対応するために有益であり、あるいは必要であり得る。
【００１２】
ここで、図２のスロットダイを参照すると、ダイ本体２、３に適合させ、出口オリフィス６を形成すべく着脱式のリップインサート７を取り付けることも、従来技術において知られている。リップインサートは、例えば一般的な摩耗および裂けの目的のために有益である。図２には示されていないが、リップすき間を設定するために、着脱可能に取り付けられるリップインサートの表面８と該当のダイ本体の表面との間に、リップシムを挿入できることが知られている。しかしながら、特定のスロットダイの用途においては、リップインサートと該当のダイ本体との接合部において、出口チャネルの流れの表面に中断が生じる点が欠点である。
【００１３】
さらに図２のスロットダイを参照すると、特定のプロセス用途において、一方のリップが他方のリップを超えて延びてなる出口オリフィスを使用することが知られている。ダイ本体２、３は、通常は、一連の本体組み立てボルトＡ（１本だけが図示されている）によって一体に固定されるため、お互いに対する調節は不可能である。しかしながら、本体組み立てボルトＡを緩めることで、ダイ本体２、３をお互いに対して位置決めすることができる。やはり相対的な位置決めを可能にするために、ダイ本体２に、ダイ本体２、３のＺ軸の相対移動をもたらすべく適切な寸法とされたボルトすき間開口Ｄ（１つだけが図示されている）を設けることが知られている。また、ダイ本体３に裏打ち構造Ｂを備え、適切な厚さの裏打ちシム９を裏打ち構造Ｂとダイ本体２の後壁Ｒとの間に着脱可能に配置することも知られている。裏打ち構造は、図示のようにダイ本体３の一体部分であってよく、着脱可能に取り付けられてもよい。説明を分かり易くするため、本体ボルトＡは、すき間開口Ｄに対して後方の位置に示されている。
【００１４】
したがって、横断流計量すき間について、他の流通チャネルの計量すき間の変化と別個独立な調節を提供する改良されたスロットダイおよび方法論に、ニーズが依然として存在している。有益なことに、改良されたスロットダイは、リップすき間の変更とは別個独立に、横断流計量すき間を調節することを可能にする。さらに、有益なことに、改良されたスロットダイは、種々の厚さの本体シムの使用または他の方法によって、横断流計量すき間の変化とは別個独立に、種々のリップすき間を選択できるようにする。また、好都合なことに、改良されたスロットダイは、型枠シムを使用することによって、横断流計量すき間の変化とは別個独立に、さまざまな出口オリフィス幅を選択できるようにし、あるいは流出する流れを２つ以上の流れへと分割できるようにする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、有益なことに、横断流計量すき間とリップすき間とを機能的に切り離してなるスロットダイに関する。本発明のスロットダイは、単一空洞または複数空洞であってよく、流体のキャスティングまたは種々の基板への流体のコーティングに使用することが可能である。これらの流体は、スラリー、溶液、流体中の粒子またはコロイドからなる懸濁液、乳液、ポリマー溶融物、などであってよい。スロットダイのプロセス要件および流体の特性は、通常は、計量すき間の微細な変化が、横方向の質量流の分布の比較的大きな変化につながるような性質である。さらに本発明は、リップすき間を変化させることなくスロットダイの横断流計量すき間を調節するための方法論を含んでいる。
【００１６】
本発明によれば、横断流供給マニホールドと流れ計量部とを含む流路を備えており、流れ計量部が、通過する流体の流れの計量をもたらす横長の計量すき間を備えるとともに、横断流供給マニホールドおよび流路の出口オリフィス（リップすき間）を含む出口チャネルに連通している改善されたスロットダイがもたらされる。本発明によれば、改善されたスロットダイが、第１のダイ本体、計量面を有する第２のダイ本体、および横断流計量部を形成すべく第２のダイ本体の計量面に対向して有益に協働する計量面を有している第３のダイ本体をさらに備えている。
【００１７】
調節式の絞り棒と異なり、ダイ本体は、常時は調節不可能である。本発明のスロットダイが第１の状態、すなわち通常の状態にあるとき、ダイ本体のお互いの位置を調節することはできない。本発明のスロットダイが第１の状態にあるとき、ダイ本体が、一連の本体組み立て固定具によって一体に固定され、流体の処理を実行することができる。しかしながら、本発明のスロットダイが第２の状態にあるときは、本体組み立て固定具が、ダイ本体の互いの位置を調節できるように緩められ、あるいは適切に引っ込められる。第２の状態においては、流体の処理は不可能である。所望の位置調節の後に、ダイ本体が再び一体に固定される。
【００１８】
本発明の第１の実施形態においては、第２のダイ本体または第３のダイ本体が、位置調節可能であるとき、Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系のＺ軸を定める移動軸を有している。この実施形態においては、横断流計量部の計量すき間を、第２のダイ本体または第３のダイ本体をＺ軸に沿って移動させることによって好都合に調節でき、有益なことに、リップすき間の変化とは別個独立に調節することができる。所望であれば、第２のダイ本体および第３ダイ本体の位置を、横断流計量すき間を形成すべく独立に調節することができる。
【００１９】
有益には、横断流計量すき間はあらかじめ定められ、位置調節可能なダイ本体をＺ軸方向において正確に配置すべく、適切な厚さまたは延伸の裏打ちシムまたは同等物を使用することによって得ることができる。代替として、あるいはこれに組み合わせて、本体組み立て固定具を適切に除去した後に、第２のダイ本体または第３のダイ本体を、例えばＺ軸方向の延伸が異なり、あるいは計量面の形状が異なっている別のダイ本体と交換することができる。
【００２０】
本発明の第２の実施形態においては、本発明のスロットダイが第１の状態、すなわち通常の状態にあるとき、第２のダイ本体は調節不可能である。しかしながら、本発明のスロットダイが、第２のダイ本体の位置を調節することができる第２の状態にあるとき、スロットダイは、第２のダイ本体および１つ以上の本体シムへのアクセスをもたらすための本体組み立て固定具の十分な引き出しを含めて、適切に分解される。第２の状態において、第２のダイ本体は、Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系のＹ軸に沿った移動軸を有している。この実施形態においては、横断流計量部の計量すき間を、第２のダイ本体をＹ軸に沿って移動させることによって好都合に調節でき、計量すき間を、リップすき間の変化とは別個独立に調節することができる。所望の通りに位置を調節した後、スロットダイを再組立する。
【００２１】
上述のように、好都合には、横断流計量すき間はあらかじめ定められるが、この実施形態においては、本発明のスロットダイは、有益なことに、横断流計量すき間の調節をもたらすための少なくとも１つの本体シムを備えている。第２のダイ本体のＹ軸方向の位置調節を、本体シムの位置を変更することによって達成でき、あるいは所望であれば、本体シムの組み合わせを使用することができる。さらに、所望であれば、本体シムの組み合わせを、リップすき間を変化させるためにも使用することができる。
【００２２】
好都合には、横断流計量すき間をもたらす流れ計量部を、Ｚ軸（上述したとおり、本発明の第１の実施形態においては位置調節可能なダイ本体の移動軸である）に対して、約２０〜１６０°の範囲の角度αに配置することができる。好ましくは、角度αは、Ｚ軸に対して約３０〜６０°または約１５０°〜１２０°の範囲にある。約４５°の角度αが、流体の流れの要件、実現可能性の機能性、および機械的な設計の要件の間の最も適切なバランスをもたらすと考えられる。
【００２３】
上述のように、本発明のスロットダイは、本体シムを備えることができる。本体シムまたは本体シムの組み合わせを、第２のダイ本体と第１のダイ本体との間、および／または第２のダイ本体と第３のダイ本体との間に構造的に配置することができる。本発明の第１の実施形態においては、本発明のスロットダイが一連の本体組み立て固定具によって一体に固定されているとき、本体シムを調節することは不可能であるが、本体組み立て固定具を緩めた後では、本体シムの位置をＺ軸方向に調節することができる。有益には、本発明の第１の実施形態において、位置調節が可能なときの本体シムの位置を、位置調節可能なダイ本体のＺ軸方向の位置調節に合わせて移動させることによって調節できる。この有益な目的のために、本発明のスロットダイは、本体シムを貫いて延びる整列ピンまたは固定具をさらに備えることができる。
【００２４】
好都合には、本発明のスロットダイは、型枠シムを備えることができる。型枠シムは、第１のダイ本体に構造的に接して適切に配置される。好都合には、型枠シムを、Ｚ軸方向に動くことがないように保持することができる。
【００２５】
本発明の第１および第２の実施形態は、相互に排他的というわけではない。むしろ、本発明の第２の実施形態も、Ｚ軸方向の位置調節を利用することができ、本発明の第１の実施形態も、Ｙ軸方向の位置調節を利用することができる。
【００２６】
リップすき間の調節のために所望されるのであれば、本発明のスロットダイに、着脱可能に取り付けられるリップインサート（プロセスの要件に応じ、リップシムを備え、あるいは備えない）または調節可能なリップを備えることができる。一方のリップを他方のリップを超えて配置することが望まれる場合、本体組み立て固定具を緩めた後で、第１および第３のダイ本体の位置を、Ｚ軸に沿ってお互いに対して調節可能である。
【００２７】
本発明のスロットダイの出口チャネルは、概ねＺ軸に沿って延びることができ、出口チャネルを通過する流体の流れは、概ね前方のＺ軸方向であってよい。有益には、ダイ本体を一体に固定するために、本体組み立て固定具が第１のダイ本体を貫いて延び、その軸がＸ‐Ｙ‐Ｚ座標系のＹ軸に整列している。
【００２８】
本発明のさらなる利点および有益な特徴が、図面および詳細な説明において説明され、一部は当業者にとって図面および詳細な説明を検討することによって明らかになり、あるいは本発明を実施することによって理解されるであろう。図面および詳細な説明においては、本発明の好ましい実施形態のみが、本発明の実行について考えられる最良の態様のあくまで例示として、図示されて基本的に説明される。理解されるとおり、本発明について、他の異なる実施形態も可能であり、本発明のいくつかの細部は、さまざまな点で変更が可能であり、それらは全て本発明から逸脱するものではない。したがって、図面および詳細な説明は、あくまで例示として考えるべきものであり、本発明を限定するものと考えてはならない。
【００２９】
次に、本発明の明細書の一部を構成しており、本発明による好ましいスロットダイを図３以降において説明している添付の図面を参照する。理解を明瞭にするため、特定の特徴は、相対的なサイズが誇張されており、あるいは特定の図から省略されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明によれば、改善されたスロットダイおよび関連の進歩的な方法論が提供される。本発明によるスロットダイによって処理される流体は、スラリー、溶液、流体中の粒子またはコロイドからなる懸濁液、乳液、ポリマー溶融物、などであってよい。例として、これらの流体は、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、およびシクロヘキサノンなどのケトン類、塩化メチレン、メタノール、エタノール、ｎ‐プロパノール、イソプロパノール、およびイソブタノールなどのアルコール類、シクロヘキサン、エチルアセテートおよびｎ‐ブチルアセテートなどのアセテート類、エチレングリコールおよびプロピレングリコールなどのグリコール類、ヘプタン、ジオキサン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ならびに水などの担体を挙げることができる。低分子量のポリマーなど、スロットダイプロセスを使用して処理することができる有機または無機の組成物を、本発明のスロットダイを使用して処理することが可能である。
【００３１】
有益なことに、本発明のスロットダイおよび関連の進歩的な方法論は、横断流計量すき間について、リップすき間の変化とは別個独立の調節を提供する。スロットダイプロセスにおいて使用される計量すき間は、通常は、計量すき間の微細な変化が、横方向の質量流の分布の比較的大きな変化につながるような寸法である。スロットダイプロセスの要件および流体特性が、横断流計量すき間が通常は約５０μｍ〜１０００μｍの範囲にあり、リップすき間が通常は約５０μｍ〜５００μｍの範囲にあるように決定付ける。
【００３２】
本発明の説明においては、「上」、「下」、「前方」、「後方」、「上方」、「後方」、などといった相対的な用語が、理解を助けるために、特には図面を基準にして使用されている。
【００３３】
本発明のスロットダイの第１の実施形態に関し、まず図３および図４から始めると、本発明による好ましい単一空洞のスロットダイ１０が、上部ダイ本体１２と、協働して横断流計量部３４の横断流計量すき間Ｈ（図３に示されている）の選択をもたらす下部ダイ本体１４およびダイ本体１６とを備えている。好ましいスロットダイ１０は、横断流計量部３４を含む流路３０と、下流の出口オリフィス４０（リップすき間）とをさらに備えている。
【００３４】
ダイ本体１２、１４、１６は、通常、お互いに対する調節は不可能である。これは、流体の処理を実行できるスロットダイ１０の第１の状態、すなわち通常の状態に相当する。この第１の状態において、ダイ本体１２、１４、１６は、一連の本体組み立てボルト３６（図３および図４には１本だけが示されている）によって一体に固定されている。スロットダイ１０の第２の状態においては、本体組み立てボルトが十分に緩められ、ダイ１２、１４、１６のお互いに対する位置を調節することができる。この第２の状態においては、流体の処理は不可能である。所望のとおりに位置を調節した後に、ダイ本体を再び一定に固定して、流体の処理に備えることができる。スロットダイ１０が第１の状態にあり、すなわちダイ本体１２、１４、１６が一体に固定されているとき、相対的な位置調節を提供する機械的なすき間は存在せず、結果として、ダイ本体１２、１４、１６のお互いに対する位置を調節することは不可能である。したがって、流体の処理の際、ダイ本体１６は、絞り棒と異なり、ベアリング部材として機能する。本発明の目的において、用語「ベアリング部材」は、別の機械的な部材を支持する機械的な部材を意味する。
【００３５】
有益なことに、ダイ本体１６は、位置の調節が可能であるとき、Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系（全体が図５および図１０に示されている）のＺ軸を定める相対移動の軸を有しており、横断流計量すき間Ｈの選択をもたらしている。同様に、下部ダイ本体１４は、位置の調節が可能であるとき、Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系のＺ軸を定める相対移動の軸を有しており（ダイ本体１４のＺ軸移動は、図には示されていない）、横断流計量すき間Ｈの選択をもたらしている。所望であれば、ダイ本体１６および下部ダイ本体１４は、位置の調節が可能であるとき、横断流計量すき間Ｈを形成するために別個独立に位置の調節が可能である。
【００３６】
好都合なことに、ダイ本体１６は、概ね平坦な上面２６および概ね平坦な下面２８を有しており、上部ダイ本体１２の概ね平坦な表面１８と下部ダイ本体１４の概ね平坦な表面２０との間に位置している。図示のように、表面２０は、下部ダイ本体１４の切り下げられた後部２４であってよい。
【００３７】
有益なことに、本体組み立てボルトは、ダイ本体１２の本体ボルト用すき間穴３７を通り、ダイ本体１６の本体ボルト用すき間穴３９を通って延び（図３においては、すき間穴３７、３９のうちの１つだけが図示されている）、下部ダイ本体１４へとねじ込まれている。本発明のスロットダイが本体シム９０を備えるとき、本体組み立てボルトは、本体シムの本体ボルト用すき間穴３８を通過して延びる。図３および図４に示されているように、Ｚ軸方向に位置調節が可能なダイ本体１６および本体シム９０の本体ボルト用すき間穴３９、３８は、横断流計量すき間Ｈを形成すべくダイ本体１６および／または１４のＺ軸移動をもたらすため、および本体シムの適切なＺ軸移動をもたらすために、適切なサイズとされている。理解を容易にするために、本体ボルト用すき間穴３９、３８のサイズは、本体ボルト用すき間穴３７に比べて誇張して図示されている。図面を分かり易くするため、これらの特徴は、図５、図６、および図８〜１１においては省略されている。
【００３８】
本体ボルト３６は、図３においてはすき間穴３８、３９に対して前方の位置に示され、図４においてはすき間穴３８、３９に対して後方の位置に示されている。図３のすき間Ｈよりも小さな横断流計量すき間を選択するため、ダイ本体１６をＺ軸において前方に配置し、あるいは下部ダイ本体１４をＺ軸において後方に配置すると、結果として本体組み立てボルトが、ダイ本体１６の本体ボルト用すき間穴３９に対して後方に位置することになる。さらに図４を参照すると、やはり有益なことに、ダイ本体１６をＺ軸において前方に位置させると、結果として本体シムがＺ軸において前方に位置し、したがって、やはり結果として本体組み立てボルトが、本体シムのすき間穴３８に対して後方に位置することになる。
【００３９】
流路３０は、全幅にわたる（すなわち、Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系のＸ軸に沿う）流体の横方向の流れを促進するためのマニホールド３２、横断流計量すき間Ｈをもたらし、全幅にわたって流体の横方向の分布の増加を調節するためにマニホールド３２に連通している流れ計量部３４、および流路の出口オリフィスである最終オリフィス４０（リップすき間）を備えている出口チャネル４２を含んでいる。出口チャネルは、流動抵抗機能をもたらしている。流路３０内の２つの細長い矢印が、流体の主たる流出方向を含むスロットダイ１０を通過する流体の流れの大まかな方向を示している。
【００４０】
図示のとおり、出口チャネルおよびリップすき間を、ダイ本体１２、１４の対向する表面１８、２２によってもたらすことができる。所望であれば、図２のスロットダイについての説明を参照し、本発明によるスロットダイに、着脱可能に取り付けられるリップインサートを備えることができ、特定の処理の要件に応じて、所定のリップすき間を設定するためのリップシムを備えることができる。さらに、リップすき間を、従来からの調節手段に対応する調節式のリップによってもたらしてもよい。一方のリップを他方のリップを超えて位置させる（従来技術の図２にのみ示されている）ことが望まれる場合には、スロットダイ１０の上記第２の状態において、ダイ本体１２、１４のお互いに対する位置をＺ軸に沿って調節することが可能である。
【００４１】
特に図３の参照を続けると、ダイ本体１６は、対向する下部ダイ本体１４の計量面５２と有利に協働して、横断流計量部３４を形成し、横断流計量すき間Ｈをもたらす計量面５０を有している。特に図４を参照すると、流れ計量部３４は、主たる流出の方向に長さＬを有している。図示のとおり、長さＬは、計量面５０の長さよりも小さくてよい。あるいは、図６に示されているように、流れ計量部３４が、計量面５０の長さに概ね一致する長さを有してもよい。いずれにせよ、流れ計量部３４は、出口チャネル４２で終わっている。
【００４２】
図３、図４、および図６に示されているように、計量面５０および対向の計量面５２は、概ね平坦であってよい。しかしながら、本発明による横断流計量部の計量面として使用される特定の幾何学的形状は、流体の流れの要件およびプロセスの目的によって支配される。例えば、図５に示されている本発明のスロットダイ１０の変形例、ならびに図７〜１１に示されている図５の本発明のスロットダイの変形例によって説明され、さらには詳しく後述されるとおり、横断流計量部は、主計量ステージおよび主計量ステージよりも比較的大きな横断流計量すき間を有する副計量ステージを、好都合に備えることができる。
【００４３】
図５〜１１に示したスロットダイ１０の変形例に関して、本発明の説明を簡潔にするために、図５〜１１においては、図３のスロットダイ１０と同様の部分を指し示すために、同じ参照番号が使用されている。同様に、本発明のスロットダイの第２の実施形態の説明に関して、説明を簡潔にするために、図１２および図１３において、図３および図７のスロットダイ１０と同様の部分を指し示すために、同じ参照番号が使用されている。
【００４４】
図３に示されているスロットダイは、説明の都合上、異なる裏打ち構造６０、６１が使用されている点で、図４に示したスロットダイと相違している。簡略化された図５が、簡略化された図３、図４、および図６から省略されたいくつかの構造的詳細、すなわち複数の整列ピンのうちの１つの整列ピン９１、ダイ本体１２の複数のすき間穴のうちの１つのすき間穴９２、および本体シム９０のぴったりとはまる複数の穴のうちの１つの穴９３を示している。
【００４５】
好都合なことに、本発明の第１の実施形態によれば、本体組み立てボルトが緩められた後に、ダイ本体１６の計量面５０の位置をダイ本体１４の対向する計量面５２に対してＺ軸方向に精密に選択できることで、横断流計量すき間Ｈ（図３および図６に示されている）を調節することができる。代替として、あるいはこれに組み合わせて、下部ダイ本体１４および下部ダイ本体１４の計量面５２の位置を、ダイ本体１６に対してＺ軸に沿って調節して、横断流計量すき間Ｈを選択することができる。有益なことに、このやり方での横断流計量すき間の調節は、リップすき間を変化させることがない。
【００４６】
横断流計量部（または、チャネル）３４の長さＬは、所望の流体の流れの処理の目的に対応するために必要なとおりに選択される。長さＬの選択に関して、流れ計量部３４は、本発明の第１の実施形態においてはダイ本体１６およびダイ本体１４の移動軸であるＺ軸に対して適切な角度αに配置される。流体の処理の目的に矛盾しない任意の適切な角度αを使用することができる。角度αは、図３に示されているように鋭角であってよく、直角（図示せず）であっても、あるいは図６に示されているように鈍角であってもよい。好都合には、流れ計量部３４は、Ｚ軸に対して約２０°〜１６０°の範囲の角度αに配置される。
【００４７】
ダイ本体１６または１４のＺ軸方向の位置調節に関し、３０°または１５０°の角度αが、６０°または１２０°の角度αと比べて、横断流計量すき間についてより高い調節の精度をもたらすとともに、ダイ本体１６により長い前面をもたらし、したがってより長い計量部長さをもたらす。しかしながら、ダイ本体１６のＹ軸方向の位置調節（図１２および図１３を参照して詳しく後述される）に関しては、６０°または１２０°の角度αが、３０°または１５０°の角度αと比べて、横断流計量すき間についてより高い調節の精度をもたらす。角度αは、好ましくは、約３０°〜６０°または約１５０°〜１２０°の範囲の角度である。角度αは、スロットダイの流体の流れの処理の要件、機械的な設計の完全性、および動作上の機能性について最も適したバランスをもたらすように、適切に選択される。
【００４８】
ダイ本体１６または１４のＺ軸方向の位置調節に関し、４５°の鋭角α（図３に示されている）または１３５°の鈍角α（図６に示されている）においては、ダイ本体１６またはダイ本体１４をＺ軸方向に１．０単位ずつ移動させるごとに、横断流計量すき間が、０．７単位ずつ調節される。流れ計量部３４の調節の精度と計量部の長さとの間の好ましいバランスは、典型的には、角度αが約４０°〜５０°の範囲および約１４０°〜１３０°の範囲で構成されるグループから選択される場合にもたらされる。約４５°の角度αが、典型的には、流体の流れの要件、実現可能性の要件、および機械的な設計の要件の間に最も協調的なバランスをもたらす。
【００４９】
図５および図７〜１１を参照すると、図８に最もよく見て取ることができるが、ダイ本体１６の計量面５０の別の幾何学的形状が示されている。別の計量面５１が、長さＬ’（図８に示されている）によって定められる２段階の流れ計量部３４をもたらしている。特に図７、図８、および図１０を参照すると、２段階の流れ計量部３４は、すき間Ｍ（図７に示されている）を有する主計量ステージ８２と、すき間Ｎ（図１０に示されている）を有する副計量ステージ８６とを備えている。すき間Ｍは、副計量ステージのすき間に比べて小さな計量すき間であり、主たる流れ規制すき間である。長さＬ’は、流れ計量部３４の片側から片側まで一定であり、２つのステージの長さは、互いに反比例である。２つのステージは、長さＬ’によって定められる面５１の高めの面８０および切り下げ面８４によってもたらされている。移行面８８が、面８０、８４の間に位置している。２ステージ式の流れの計量のさらなる詳細については、上述の米国特許第５，２５６，０５２号の該当部分（参照によって、本明細書に組み込まれる）を参照されたい。
【００５０】
図示のとおり、高めの面８０は、概ね三角形の形状であってよい。面８０、８４は、概ね平坦であってよく、Ｘ軸に沿って概ね弓形であってよく、あるいは流体の処理の目的および要件に矛盾しない任意の適切な計量面の形状をＸ軸に沿って備えてもよい。所望であれば、多ステージの横断流計量部を、ダイ本体１４の計量面５２によって定めてもよい。
【００５１】
再びダイ本体１６または１４のＺ軸方向の位置調節および角度αの選択に関して、約４５°の角度αに比べてさらなる前面長さをもたらすために、角度αを例えば約３０°など、４５°よりも大幅に小さくすることが適切であるかもしれず、よって流体の流れの要件に有利かもしれない。また、計量部の長さは、ダイ本体１６の厚さ（すなわち、Ｙ軸方向の寸法）にも依存し、厚さが大きくなるほど計量部の長さが長くなるため、比較的大きな厚さのダイ本体１６の場合の約４５°の角度αが、最も協調的な設計のバランスをもたらす可能性があることも考慮すべきである。
【００５２】
本発明のスロットダイは、さまざまな裏打ち構造を備えることができ、そのいくつかが、図中に裏打ち構造６０、６１、６２によって示されている。図３および図７を参照すると、着脱可能に取り付けられる裏打ち構造６０が、切り下げ領域６４を備えて設けられており、切り下げ領域６４によって、ダイ本体１６をＺ軸方向において後方に選択的に位置させて、流れ計量部３４に比較的大きなサイズの所定の横断流計量すき間Ｈ（図３に示されている）または所定の横断流計量すき間Ｍ（図７に示されている）をもたらすことができる。図６を参照すると、ダイ本体１４と一体の裏打ち構造６２が、裏打ち面６５を備えている。図４を参照すると、着脱可能に取り付けられる裏打ち構造６１が、Ｚ軸方向に沿って前方へと延びる壁部分６６を備えており、壁部分６６によって、ダイ本体１６をＺ軸方向において前方に選択的に位置させて、流れ計量部３４に比較的小さなサイズの別の所定の横断流計量すき間をもたらしている。好都合には、切り下げ領域６４、裏打ち面６５、および壁６６は、概ね平坦であってよい。さらに、図１０から最もよく見て取ることができるように、裏打ち構造の幅は、好都合には、Ｚ軸方向に位置調節可能なダイ本体の幅と、概ね同じ広がりを有することができる。
【００５３】
裏打ち構造６０または６１を、固定具（図示されていない）によってダイ本体１４の後壁５６へと着脱可能に取り付けることができ、あるいは所望であれば、ダイ本体１２の後壁５８へと着脱可能に取り付けることができる（ダイ本体１２の後壁５８への取り付けは、図示されていない）。あるいは、裏打ち構造が、ダイ本体１２に一体であってもよい。裏打ち構造の取り付けの位置にかかわらず、計量面５０、５２の位置をお互いに対して調節すべくダイ本体１６および／または１４のＺ軸方向の位置を調節することで、横断流計量部３４に、リップ出口のすき間の変化とは別個独立に選択可能なすき間Ｈがもたらされる。
【００５４】
Ｚ軸方向に多少の奥行きの切り下げ部を備える裏打ち構造を、所望のとおりに選択することができる。同様に、Ｚ軸方向において多少なりとも前方に延びる壁部分を有する裏打ち構造を、所望のとおりに選択することができる。所望であれば、裏打ち構造の機能面が、切り下げ領域または前方へと延びる壁部分を持たなくてもよい。
【００５５】
前方へと延びる壁部分を備える裏打ち構造に代えて、所定の概ね一様な厚さの裏打ちシム６８を、切り下げ領域または裏打ち面を備える裏打ち構造に組み合わせて使用することができ、ダイ本体１６および／または１４（図６および図１１参照）の位置をＺ軸方向について調節し、流れ計量部３４に、裏打ちシムのない場合よりも小さいサイズの所定の横断流計量すき間をもたらすことができる。図１１に示されているように、裏打ちシムの幅は、Ｚ軸方向の位置が調節されるダイ本体の幅と、ほぼ同一の広がりを有することができる。
【００５６】
あるいは、図５および図１０に示されているように、共通の厚さの複数の裏打ちシム６８を、Ｚ軸方向の位置が調節されるダイ本体の全幅において、間隔を空けて配置することができる。図示よりも多数または少数の裏打ちシムを、図示とは異なる配置にて使用することが可能である。
【００５７】
流体の処理の目的または要件に応じ、本発明のスロットダイのダイ本体１６に曲げを加えて、計量面５０をＸ軸に沿って概ね弓形とすることが、比較的中央に配置される厚さの大きい裏打ちシムを、ダイ本体の両端付近に配置される比較的薄いシムと組み合わせて使用することによって可能であり、あるいは所望であれば、裏打ちシムを交互に配置して、計量面５０にＸ軸に沿った交互の弓形形状を生み出すことが可能である。異なる厚さの複数のシムからなる他の配置も、Ｘ軸に沿った計量面の形状を流体の処理の目的または要件に合わせて変化させるために使用することができる。本発明によるスロットダイの横断流計量部３４を、所定の一様または非一様なキャスティングまたはコーティング厚さをもたらすように設計または調節することが可能である。
【００５８】
図において、裏打ちシム６８は、裏打ち構造から上方へと延び、本発明のスロットダイの後壁から斜めに離れるように描かれている。しかしながら、どちらの特徴も必須ではない。
【００５９】
特に図３〜５、図７、および図９〜１１のスロットダイ１０を参照すると、横断流計量すき間の調節のためのダイ本体１６またはダイ本体１４のＺ軸方向の位置調節を、通常は、スロットダイを通過する流体の流れを中止し、その後に本体組み立てボルト３６（図３、図４、および図７に、１本だけが図示されており、その他では、すでに述べたように、分かり易くするためにボルト３６が省略されている）を緩めることによって容易にすることができる。すでに述べたように、スロットダイ１０が第２の状態にあるとき、ダイ本体１６、１４をお互いに対して選択的に位置させることができるよう、本体組み立てボルトが緩められる。当業者であれば理解できるとおり、お互いに対して位置調節が可能なダイ本体１６、１４において、本体組み立てボルトをダイ本体１６から取り除くことは、典型的には不要である。すでに説明したように、第２の状態においては、流体の処理は不可能である。
【００６０】
本体組み立てボルトを緩める前または緩めた後で、裏打ち部材の固定具（図示せず）が緩められ、あるいは取り除かれる。この工程の後で、例えば既存の裏打ちシム６８または裏打ち部材６１を適宜に取り除くことができ、裏打ちシム６８の挿入または別の適切な厚さの裏打ちシム６８との交換が可能であり、あるいはＺ軸に沿った別の適切な延伸の代替の裏打ち部材６１を取り付けることが可能である。裏打ち部材の固定具を締めた後に、スロットダイを、適切に本体組み立てボルトによって一体に固定することができる。すでに述べたように、これが、スロットダイ１０の第１の状態すなわち通常の状態に相当し、この状態において、流体の処理を実行することが可能である。その後に、スロットダイを通過する流体の流れを再開することができる。
【００６１】
上記に代え、あるいは上記に組み合わせて、本体組み立てボルトを適切に取り除いた後に、ダイ本体１４または１６を、例えば別の計量面を有しており、さらに／あるいはＺ軸方向の延伸が異なっている別のダイ本体と交換することができる。すでに述べたように、スロットダイ１０が第２の状態にあるとき、本体組み立てボルトは、ダイ本体１２、１４、１６のＺ軸方向の相対位置を変更できるように十分に緩められている。
【００６２】
このように、適切な裏打ち構造を、適宜に１つ以上の裏打ちシムを備え、あるいは裏打ちシムを備えずに使用することによって、ダイ本体１６の比較的後方の位置から比較的前方の位置へのＺ軸方向の移動、またはダイ本体１４の比較的前方の位置から比較的後方の位置へのＺ軸方向の移動による正の増分の調節、あるいはダイ本体１６の比較的前方の位置から比較的後方の位置へのＺ軸方向の移動、またはダイ本体１４の比較的後方の位置から比較的前方の位置へのＺ軸方向の移動による負の増分の調節にて、所定の横断流計量すき間を、本発明の第１の実施形態において得ることができる。
【００６３】
さらに本発明の第１の実施形態を参照し、特には図３〜６を参照すると、種々の厚さの本体シムを使用することによるリップすき間の選択を、横断流計量すき間の変化と別個独立に提供するために、本発明によるスロットダイは、本体シム９０を備えることができる。本発明のスロットダイが第１の状態にあるとき、ダイ本体１２、１４、１６および本体シム９０は、本体組み立てボルトによって一体に固定されており、本体シム９０は、ベアリングのダイ本体１６に構造的に接触して適切に配置され、調節不可能である。好都合には、本体シムを、ダイ本体１２とダイ本体１６との間に配置することができる。本発明のスロットダイが第２の状態にあるとき、本体シム９０の位置を調節することができ、有益には、ダイ本体１６のＺ軸方向の位置調節に矛盾しない移動によって、Ｚ軸方向に位置の調節が可能である。
【００６４】
図５を参照すると、好都合なことに、ダイ本体１６のＺ軸方向の位置調節に合わせた本体シム９０のＺ軸方向の配置のために、整列ピン９１（１本だけが図示されている）を、ダイ本体１６から、本体シムのぴったりとはまり合う穴９３（１つだけが図示されている）を通って、ダイ本体１２の収容穴９２（１つだけが図示されている）へと延ばすことができる。有益なことには、図示されているとおり、収容穴９２が、ダイ本体１６のＺ軸方向の位置調節を妨げることがないよう、整列ピンの移動のためのすき間をもたらす適切なサイズとされている。図示はされていないが、複数の整列ピン、ならびに対応する本体シムの穴およびダイ本体１２の収容穴（すき間穴）は、この目的のために、Ｘ軸に沿って延びてもよい。すき間穴の形状は、円形でも、矩形でも、正方形でも、他の形状であっても、重要ではない。
【００６５】
代案として、本体シムをダイ本体１６へと固定するために、固定具を本体シムを通って延ばし、ダイ本体１６へとねじ込むことができる。この変形例においては、ダイ本体１６のＺ軸方向の位置調節に合わせて固定具の先端をＺ軸方向に動かすことができるよう、ダイ本体１２に、図５のすき間穴と同様のすき間穴を設けることができる。
【００６６】
再び図７および図９〜１１を参照すると、本発明によるスロットダイは、型枠シムを備えることが可能であり、横断流計量すき間の変更とは別個独立に、種々の厚さの型枠シムを使用することによってリップすき間の選択を提供できるとともに、出口オリフィス幅の選択または流出流の２つ以上の流れへの分割を提供することができる。図１０および図１１から最もよく理解されるように、図示の型枠シム７０、７２は、出口オリフィスへと延びる少なくとも１つのレッグ７４、７６をそれぞれ有している。
【００６７】
型枠シムは、好都合にはＺ軸と概ね平行に配置され、本発明のスロットダイが第１の状態にあるとき、ダイ本体１２、１４、１６および型枠シムが、本体組み立てボルトによって一体に固定される。型枠シムは、ダイ本体１２に構造的に接触して適切に配置される。好都合には、所定のリップすき間および所定の計量オリフィス幅を設定するために、型枠シムの一部分をダイ本体１２とダイ本体１６との間に配置でき、一部分をダイ本体１２および１４の間に配置できる（この場合、一部分が本体シムとして機能する）。
【００６８】
好都合には、本発明のスロットダイが第２の状態にあるとき、型枠シムを、ダイ本体１２に対して動かぬように保つことができる。図７および図９〜１１を参照し、図７および図９〜１１のダイ本体１６を参照すると、型枠シムをダイ本体１２に対して動かぬように保つために、固定シムを、頭部９６（図７および図９には１つだけが示されている）をダイ本体１６のすき間穴９７（図７および図９には１つだけが示されている）へと延在させて有している固定具９５（図７および図９には１つだけが示されている）を使用して、ダイ本体１２へと固定することができる。有益なことに、図示されているように、ダイ本体１６のすき間穴は、ダイ本体１６のＺ軸方向の位置調節のために固定具の頭部と干渉することがないすき間をもたらすために、適切なサイズとされている。固定具が、型枠シムの穴９８（図７および図９には１つだけが示されている）を通って延び、ダイ本体１２へとねじ込まれている。図１０および図１１に示されているように、複数の固定具ならびに対応する型枠シムの穴およびダイ本体１６のすき間穴を、この目的のためにＸ軸に沿って延ばすことが可能である。すき間穴９７の形状は、円形でも、矩形でも、正方形でも、他の形状であっても、重要ではない。
【００６９】
図示の型枠シムは、図７、図９、および図１０の型枠シム７０、ならびに図１１の型枠シム７２を含んでいる。図１１に示されているように、熊手型の型枠と一般に称される型枠シムは、流体の流出を２つ以上の流体流へと分割するための少なくとも１つのレッグ７８をさらに備えることができる。熊手型の型枠は、ストライプコーティングなどの用途に使用される。他の型枠シムの構成も、所望のとおりに選択可能であり、あるいは適宜に選択可能である。図１０のスロットダイは、ただ１つの裏打ちシムに代えて、複数の裏打ちシムを使用している点でも、図１１のスロットダイと相違している。
【００７０】
次に、本発明の第２の実施形態を参照し、具体的には図１２および図１３の進歩的なスロットダイを参照すると、スロットダイ１１０が、有益なことに、同じ厚さであってよい本体シム９０または９０’を備えている。すでに説明したように、説明を簡潔にするため、図１２および図１３においては、図３および図７のスロットダイ１０と同様の部分を指し示すために、同一の参照番号が使用されている。スロットダイ１１０は、本体組み立てボルト３６（１つがそれぞれの図に示されている）、ダイ本体１２の本体ボルト用すき間穴３７（１つがそれぞれの図に示されている）、シム９０または９０’の本体ボルト用すき間穴３８（１つがそれぞれの図に示されている）、およびダイ本体１６の本体ボルト用すき間穴３９（１つがそれぞれの図に示されている）を備えている。
【００７１】
第１の実施形態と同様、ダイ本体１２、１４、１６は、通常は、お互いに対する調節は不可能である。これは、流体の処理を実行できるスロットダイ１１０の第１の状態、すなわち通常の状態に相当する。この第１の状態において、ダイ本体１２、１４、１６および本体シム９０または９０’は、本体組み立てボルトによって一体に固定されており、ダイ本体１２と本体シム９０との間、またはダイ本体１４の後部２４と本体シム９０’との間、あるいはダイ本体１６と本体シム９０または９０’との間には、機械的なすき間が存在せず、したがってダイ本体１２、１４、１６および本体シム９０または９０’の位置を互いに調節することは不可能である。特には、ダイ１６の調節が不可能であり、有益なことに本体シム９０または９０’が、ベアリングのダイ本体１６に構造的に接触して適切に配置されている。本体シムを、ダイ本体１２とダイ本体１６との間に配置でき（図１２）、あるいはダイ本体１６とダイ本体１４との間に配置することができる（図１３）。本体シム９０または９０’が同じ厚さである場合、どちらの位置も、同一の所定のリップすき間をもたらし、結果として、横断流計量すき間を、リップすき間を変化させることなく変更することが可能である。
【００７２】
本発明のスロットダイの第２の実施形態が第２の状態にあるとき、本発明のスロットダイは、１つ以上の本体シムおよびダイ本体１６へのアクセスを提供するために、適切に分解される。分解は、ダイ本体１６を所定の横長な流れ計量すき間をもたらす位置へとＹ軸に沿って選択的に移動させるために十分に本体組み立てボルトを引き出すことを含んでいる。第２の状態においては、流体の処理は不可能である。
【００７３】
ダイ本体１６を或る位置から別の位置へとＹ軸に沿って移動させることは、本体シムの位置の変更を必要とし得る。例えば、角度αが図１２および１３に示されているように鋭角である場合、本体シムの位置を、ダイ本体１２とダイ本体１６との間の位置（図１２に示されている）からダイ本体１６とダイ本体１４との間の位置（図１３に示されている）へと変更することで、ダイ本体１６がＹ軸に沿って上方へと移動し、横断流計量部３４の計量すき間Ｈ（図１２に示されている）が大きくなる。流れ計量部３４の長さに相当する長さＬ（図１３に示されている）は、小さくなる。反対に、本体シムの位置を逆にすることで、ダイ本体１６がＹ軸に沿って下方に移動し、横断流計量部３４の計量すき間Ｈは減少する。
【００７４】
他方で、角度αが鈍角である場合（鈍角は、図６にのみ示されている）、本体シムの位置を、ダイ本体１２とダイ本体１６との間の位置から、ダイ本体１６とダイ本体１４との間の位置へと変更することを、横断流計量部の計量すき間を小さくするために好都合に利用することができる。反対に、角度αが鈍角である場合に本体シムの位置を逆にすることを、横断流計量部の計量すき間を増加させるために好都合に使用することができる。
【００７５】
このように、図１２および図１３は、本発明の第２の実施形態において、計量面５０、５２の位置をお互いに対して調節することによって、計量すき間Ｈを選択できることを示している。しかしながら、計量面５０、５２の相対位置の互いの調節は、Ｙ軸方向の位置の調節によってもたらされている。図１２および図１３のダイ本体１６のすき間穴３９において、本体ボルト３６が同じ中央の位置に位置していることで示されているとおり、ダイ本体１６の位置を、Ｚ軸方向の移動の成分を含むことなくＹ軸方向に調節することができる。
【００７６】
本発明の第１および第２の実施形態において、出口チャネルを、概ねＺ軸に沿って延在させることができ、出口チャネルを通る流体の流れを、概ねＺ軸方向の前方にすることができる。図１２および図１３においては、出口チャネルの一部が、ダイ本体１２、１４のそれぞれの湾曲した壁４４、４６によって形成されている。図１２のスロットダイにおいては、湾曲した壁４４、４６が、横断流計量部３４の比較的近くから始まる一方で、図１３のスロットダイにおいては、出口チャネル４２の始まりが、概ね平坦な壁１８、２２によって形成され、平坦な壁１８、２２が、横断流計量部３４から比較的遠い位置において湾曲した壁４４、４６へと移行している。しかしながら、本発明は、必ずしも概ねＺ軸に沿って延びる出口チャネルの使用には限定されない。むしろ、出口チャネルを、所望のとおりに向けることができ、あるいは適切に向けることができる。
【００７７】
本発明の第１および第２の実施形態において、ダイ本体１２、１４、１６を一体に固定するために、本体組み立てボルト３６を、ダイ本体１２および中間に位置するダイ本体１６を通して延ばし、ダイ本体１４に固定することができ、その軸を、有益にはＸ‐Ｙ‐Ｚ座標系のＹ軸に整列させることができる。Ｙ軸との整列は、機能性に有利である。
【００７８】
本発明の第１および第２の実施形態は、相互に排他的というわけではない。むしろ、本発明の第２の実施形態も、Ｚ軸方向の位置調節を利用することができ、本発明の第１の実施形態も、Ｙ軸方向の位置調節を利用することができる。例えば、再び図１２および図１３を参照すると、ダイ本体１６および／またはダイ本体１４のＺ方向の位置調節および本体シム９０のＺ軸方向の移動のためのすき間をもたらすための適切なサイズにて、ダイ本体１６が、複数の本体ボルト用すき間穴３９（図１２および１３には、１つだけが図示されている）を好都合に備えることができ、図１２のスロットダイの本体シム９０が、複数の本体ボルト用すき間穴３８（１つだけが図示されている）を好都合に備えることができる。有益なことに、本発明の第１の実施形態に関して上述したような裏打ち構造を、適宜にシムなどを備え、あるいは備えずに、Ｚ軸方向の位置調節に組み合わせて使用することができる。
【００７９】
本体シム９０をダイ本体１６のＺ軸方向の位置調節に矛盾せぬように移動させるため、本体シムを貫いて延びる整列ピンまたは固定具を使用することができる。この点に関し、本体シム９０が図１２に示されているようにダイ本体１２とダイ本体１６との間に位置している場合には、図５の説明が参照される。本体シム９０’が図１３に示されているようにダイ本体１６とダイ本体１４との間に位置している場合には、本体シム９０’を、頭部９６（１つだけが図示されている）をダイ本体１６の複数のすき間穴９７（１つだけが図示されている）へと延在させて有している複数の固定具９５（１つだけが図示されている）を使用して、ダイ本体１４へと固定することができる。有益なことに、すき間穴９７が、所望される場合に、固定具の頭部と干渉することなくダイ本体１６のＺ軸方向の移動をもたらすために、適切なサイズとされている。固定具は、本体シムの複数の穴９８（１つだけが図示されている）を通って延び、ダイ本体１４へとねじ込まれる。
【００８０】
同様に、スロットダイ１０が本体シム９０を備える場合に、本発明の第１の実施形態のＺ軸方向の位置調節が可能なダイ本体が、さらにＹ軸方向の位置調節を備えることができる。位置調節が可能なダイ本体１６および本体シム９０へのアクセスを提供するための本体組み立てボルトの十分な引き出しを含むスロットダイ１０の分解の後に、本体シムをダイ本体１２と位置調節が可能なダイ本体１６との間の位置から位置調節が可能なダイ本体１６とダイ本体１４との間の位置へと変更することによって、リップすき間を変化させることなくＹ軸方向の位置調節を達成することができる。
【００８１】
比較的小さな厚さであるが、どちらも実質的に同じ厚さである２つの本体シムを、本体シム９０として使用して、一方の本体シムをダイ本体１２、１６の間に配置し、第２の本体シムをダイ本体１４、１６の間に配置することができる。このやり方で、横断流計量すき間を、比較的小さく変化させることができ、リップすき間は不変である。リップすき間の変更が望まれる場合には、組み合わせられる本体シムの厚さが、本体シム９０の厚さを超えることができる。本発明の技術的範囲に包含される他の変形例が、当業者にとって明らかであろう。
【００８２】
好都合なことに、本発明の技法においては、横断流計量すき間の調節を、他の流通チャネルの計量すき間の変化とは別個独立に得ることができる。スロットダイのキャスティングまたはコーティングのプロセスにおいて、リップすき間を変化させることのない横断流計量すき間の調節は、異なる流量、異なる流体の粘性、および異なるプロセスの目的などといったプロセスの変化に対応するために有益であり、あるいは必要であり得る。有益なことに、本発明のスロットダイは、本体シムの使用または他の方法によって、横断流計量すき間を変化させることなく、別のリップすき間を選択することを可能にする。好都合なことに、本発明のスロットダイは、型枠シムの使用によって、横断流計量すき間を変化させることなく、別の出口オリフィス幅の選択または流出流の２つ以上の流れへの分割を可能にする。
【００８３】
さまざまな変形および組み合わせを説明した。本発明を、本発明の技術的思想または本質的性質から逸脱することなく、他の変形および／または組み合わせにて実行することが可能である。したがって、本発明の技術的範囲を示すものとして、添付の特許請求の範囲を参照しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本体シムを備えており、Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系のＹ軸およびＺ軸を示している従来技術のスロットダイの断面図である。
【図２】本体シムを備えない別の従来技術のスロットダイの断面図であり、着脱可能に取り付けられるリップインサートならびに一方のリップを他方のリップを超えて位置させるためのボルトすき間穴（１つだけが図示されている）および裏打ちシムの随意による組み合わせを例として備えている。
【図３】本発明によるスロットダイの第１の実施形態の中心線において得た概略断面図であり、本体シムおよび特に誇張された出口チャネルならびにボルトすき間穴（１つだけが図示されている）を含んでおり、これらの図が協働して、比較的大きな所定の横断流計量すき間をもたらす比較的後方の位置から、比較的小さな所定の横断流計量すき間をもたらす比較的前方の位置への、ダイ本体のＺ軸方向の選択可能な移動を説明している。
【図４】本発明によるスロットダイの第１の実施形態の中心線において得た概略断面図であり、本体シムおよび特に誇張された出口チャネルならびにボルトすき間穴（１つだけが図示されている）を含んでおり、これらの図が協働して、比較的大きな所定の横断流計量すき間をもたらす比較的後方の位置から、比較的小さな所定の横断流計量すき間をもたらす比較的前方の位置への、ダイ本体のＺ軸方向の選択可能な移動を説明している。
【図５】図３の進歩的なスロットダイの一変形例の一部分の概略斜視図であり、中心線において得た断面図を含んでおり、複数の着脱可能に配置される裏打ちシムを使用してＺ軸方向の前方に配置されたダイ本体を示しており、Ｘ‐Ｙ‐Ｚ座標系の３つの軸を全て示しており、ダイ本体のＺ軸方向の移動に合わせた本体シムの位置調節を可能にする整列ピンおよびすき間穴（ただ１つのすき間穴および整列ピンが示されている）の使用を説明している。
【図６】図３の進歩的なスロットダイの別の変形例について、中心線において得た概略断面図（図５に示したすき間穴および整列ピンといった詳細が、ここでは図３および図４と同様に省略されている）であり、Ｚ軸に対する横断流計量部の配置の鈍角を説明しており、着脱可能に配置される裏打ちシムおよび一体の裏打ち構造を使用してＺ軸方向の前方に配置されたダイ本体を示している。
【図７】本体シムの代わりに型枠シムを備えている図５の進歩的なスロットダイの一変形例について、中心線において得た概略断面図であり、これらの図が協働して、比較的大きな所定の横断流計量すき間をもたらす比較的後方の位置から、比較的小さな所定の固定の横断流計量すき間をもたらす比較的前方の位置への、裏打ちシムを使用したダイ本体のＺ軸方向の選択可能な移動を説明しており、さらに型枠シムを動かぬように保つための固定具（１つだけが図示されている）の使用、およびダイ本体のＺ軸方向の移動を可能にするためのすき間穴（１つだけが図示されている）の使用を説明している。
【図８】特には図７および図９のダイ本体の前面の一部分の斜視図である。
【図９】本体シムの代わりに型枠シムを備えている図５の進歩的なスロットダイの一変形例について、中心線において得た概略断面図であり、これらの図が協働して、比較的大きな所定の横断流計量すき間をもたらす比較的後方の位置から、比較的小さな所定の固定の横断流計量すき間をもたらす比較的前方の位置への、裏打ちシムを使用したダイ本体のＺ軸方向の選択可能な移動を説明しており、さらに型枠シムを動かぬように保つための固定具（１つだけが図示されている）の使用、およびダイ本体のＺ軸方向の移動を可能にするためのすき間穴（１つだけが図示されている）の使用を説明している。
【図１０】図９の進歩的なスロットダイの概略斜視図（端部プレートおよび他のいくつかの詳細が省略されている）であり、上部ダイ本体を想像線で示し、Ｚ軸方向の前方の所定の位置調節のための複数の着脱可能に配置される裏打ちシムを示しており、型枠シムのさらなる詳細を示している。
【図１１】図７の進歩的なスロットダイの一変形例について、図１０と同様の概略斜視図であり、ただ１つの裏打ち部材、および流体の流れを２つの部分流へと分割するための型枠シムを示している。
【図１２】本発明によるスロットダイの第２の実施形態の中心線において得た概略断面図であり、本体シムおよび特に誇張された出口チャネルを含んでおり、これらの図が協働して、本体シムの当初の位置に応じて、比較的大きな所定の横断流計量すき間をもたらすためのＹ軸に沿ったダイ本体の選択的な上方移動、または比較的小さな所定の横断流計量すき間をもたらすためのＹ軸に沿ったダイ本体の選択的な下方移動を説明している。
【図１３】本発明によるスロットダイの第２の実施形態の中心線において得た概略断面図であり、本体シムおよび特に誇張された出口チャネルを含んでおり、これらの図が協働して、本体シムの当初の位置に応じて、比較的大きな所定の横断流計量すき間をもたらすためのＹ軸に沿ったダイ本体の選択的な上方移動、または比較的小さな所定の横断流計量すき間をもたらすためのＹ軸に沿ったダイ本体の選択的な下方移動を説明している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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