(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイ構成要素１８の縁を微細仕上げする方法であって、該方法は、該ダイ構成要素を公知の方法で機械加工した後、該ダイ構成要素の縁を該ダイ構成要素の他の部分よりも滑らかな仕上げに仕上げるように該縁を研磨するステップを含み、それによってコーティングに望ましくない縦すじ欠陥が発生するのを減少させ、該縁はダイ構成要素の第１面及び第２面の交線によって形成される方法であって、該研磨ステップが、
研削ジグ２０、２４、３２、３４を該ダイ構成要素１８に隣接して微細仕上げされる該縁に接触して配置して、研削ジグ面２２、２６、３６、３８を該縁の第１面１４と同一平面上に呈することと、
該ダイ構成要素１８の該縁の該第１面１４と、隣接する該研削ジグ面２２、２６、３６、３８とを一緒に研磨して、該縁でのバリ形成を最少にすることと、
研削ジグ２０、２４、３２、３４を該ダイ構成要素１８に隣接して微細仕上げされる該縁に接触して配置して、研削ジグ面２２、２６、３６、３８を該縁の第２面１６と同一平面上に呈することと、
該ダイ構成要素１８の該縁の該第２面１６と、隣接する該研削ジグ面２２、２６、３６、３８とを一緒に研磨して、該縁でのバリ形成を最少にすることと、
を含む方法。
【請求項２】
第１及び第２の交差面１４、１６によって規定される少なくとも一つの縁を有するダイ構成要素１８を仕上げる方法であって、
研削ジグ２０、２４、３２、３４を該ダイ構成要素１８に隣接して該縁に接触して配置して、研削ジグ面２２、２６、３６、３８を該縁の第１面１４と同一平面上に呈するステップと、
該ダイ構成要素１８の該縁の該第１面１４と、隣接する該研削ジグ面２２、２６、３６、３８とを一緒に研削するステップと、
該ダイ構成要素１８の該縁の該第１面１４と、隣接する該研削ジグ面２２、２６、３６、３８とを一緒に研磨して、該縁でのバリ形成を最少にするステップと、
研削ジグ２０、２４、３２、３４を該ダイ構成要素１８に隣接して微細仕上げされる該縁に接触して配置して、研削ジグ面２２、２６、３６、３８を該縁の第２面１６と同一平面上に呈するステップと、
該ダイ構成要素１８の該縁の該第２面１６と、隣接する該研削ジグ面２２、２６、３６、３８とを一緒に研削するステップと、
該ダイ構成要素１８の該縁の該第２面１６と、隣接する該研削ジグ面２２、２６、３６、３８とを一緒に研磨して、該縁でのバリ形成を最少にするステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ダイ構成要素の製造に関する。特に、本発明はダイ構成要素の研削及び仕上げに関する。
発明の背景
公知の塗布機ダイ構成要素の製造方法は、すべての面に８から１６マイクロインチに仕上げることを必要とする。面はこの仕上げに研削される。面はまた、ダイリップでバリを取り除いた縁を有し、無傷でなければならない。ダイ構成要素を長さ方向に沿って研削して、致命的レベルの縦すじの原因となる「のこ歯」模様ができるだけコーティング縁上に形成ないようにする。ダイ構成要素の縁のバリは、必要であれば、不織布または適切な研削石等を用いて手で取り除くことができる。更に微研磨されることはない。ダイ構成要素の縁は、構成要素の残りの部分と同一の仕上げに研削される。これは必ずしも十分に研磨された面にはならず、製品のコーティング中に縦すじが生じる。最良の公知の方法で製造された新しく研削されたダイであっても、依然として縦すじが生じ得る。
典型的には、ダイ構成要素の面は、研削車を使用して、コーティング中に塗料液に接触する各ダイ構成要素の各面を表面研削するように研削される。塗布機ダイの公知の研削を図１Ａ及び図１Ｂに示す。これらの図面は、研削車１０を使用して、ダイ構成要素１８の縁の三つの面のうちの二面１２、１４を研削するところを示す。（第３面１６も研削される。）ダイパーツを製造するもっとも簡単な方法は、ダイの長さ方向に沿って最終面研削を行うことである。しかし、この方法では、ダイの縁にバリが形成されてそれを除去しなければならないため、縁の形状が均一ではなくなる。
発明の開示
本発明の一つの態様は、ダイ構成要素の縁を微細仕上げする方法である。縁は、ダイ構成要素の第１面及び第２面の交線によって形成される。ダイ構成要素を公知の方法で機械加工した後、縁を研磨してダイ構成要素の縁をダイ構成要素の残りの部分よりも滑らかな仕上げに仕上げる。これによって、コーティングに望ましくない縦すじ欠陥が発生しないようにする。研磨は、ダイ構成要素に隣接して微細仕上げされる縁に接触して研削ジグを配置し、研削ジグ面を縁の第１面と同一平面上にすることを含む。研削ジグを配置した後、ダイ構成要素の縁の第１面と隣接する研削ジグ面とを一緒に研磨して、縁にバリができるだけ形成されないようにする。研削ジグを、ダイ構成要素に隣接して微細仕上げされる縁に接触して配置し、研削ジグ面を縁の第２面と同一平面上にする。研削ジグを配置した後、ダイ構成要素の縁の第２面と隣接する研削ジグ面とを一緒に表面研削し研磨して、縁にバリができるだけ形成されないようにする。
別の態様では、第２の配置ステップに使用する研削ジグは、第１の配置ステップに使用する研削ジグと同一でも異なってもよい。また、研削ジグは、それぞれ、研磨ステップ後に取り外すことができる。少なくとも研磨ステップの一つは、二つ以上の連続したステップで面を研磨することを含み、縁を８マイクロインチ未満の仕上りに研磨することができる。
本発明の別の態様では、ダイは新規の方法で研削され、研磨される。この態様では、研削ジグは、ダイ構成要素に隣接して縁に接触して配置し、研削ジグ面を縁の第１面と同一平面上にする。配置後、ダイ構成要素の縁の第１面と隣接する研削ジグ面とを一緒に研削する。次に、ダイ構成要素の縁の第１面と隣接する研削ジグ面とを一緒に研磨して、縁にバリができるだけ形成されないようにする。研削ジグを、ダイ構成要素に隣接して微細仕上げされる縁に接触して配置し、研削ジグ面を縁の第２面と同一平面上にする。配置後、ダイ構成要素の縁の第２面と隣接する研削ジグ面とを一緒に研削する。次に、ダイ構成要素の縁の第１面と隣接する研削ジグ面とを一緒に研磨して、縁にバリが形成されるのを最少にする。
ダイ構成要素がそれぞれ、第１面及び第２面の交線によって形成される追加の縁を有する場合は、この方法は、各縁の配置ステップ、研削ステップ及び研磨ステップの２セットを繰り返すことを含む。また、ある面では、二つの研削ジグを使用することができ、面の各端部に研削ジグを置く。
一つの態様では、第１面の研磨ステップは、第１面の研削ステップの後、中間ステップなしで行われ、第２面の研磨ステップは、第２面の研削ステップの後、中間ステップなしで行われる。別の態様では、第１面及び第２面の研削ステップは、第１面及び第２面の研磨ステップの前に行われる。
この方法はまた、ダイ構成要素に適合する研削ジグを製作するステップを含み、研削ジグをダイ構成要素と同一の材料から製作することができる。
研削ジグをダイ構成要素に隣接して微細仕上げされる縁に接触して配置して研削ジグ面を縁の第２面と同一平面上にするステップは、縁の第１面に使用される研削ジグと同一または異なる研削ジグを使用することができる。
また、この方法はダイ構成要素に適合する研削ジグを製作することを含む。縁の第２面に使用する研削ジグを製作するステップは、縁の第１面の研磨が完了してから行うことができる。
この方法により、依然として仕上げられたダイ面の研削線を排除しながら、面を縁とは平行でない方向に研削することができる。また、研磨ステップは二つ以上の連続したステップで実行され、縁は８マイクロインチ未満の荒い仕上げに研磨される。
【図面の簡単な説明】
図１Ａ及び図１Ｂは、公知の方法で研削されるダイの二つの面の概略図である。
図２は、本発明による、最終面に研削ジグを使用して研削されるダイの一つの面の概略図である。
図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、本発明による、各面の研削中に研削ジグを使用するダイ構成要素の概略図である。
図４は、本発明による、ゼロ以外の角度の研削を示すダイ構成要素の概略図である。
詳細な説明
本発明は、無地押出塗布機、ナイフ塗布機、スロット供給ナイフ塗布機、スライド塗布機、流動支持塗布機、グラビア塗布機用またはロール塗布機用フローバー、及びダイ供給キス移送成形を含む押出塗布機等のダイ塗布機を製造する方法である。ジグを使用してダイ部分の最終面を研削し、ダイの縁をバックアップすることにより、できるだけバリが形成されないようにする。図２において、研削ジグ２０はダイ構成要素１８に接着され、研削車１０によって研削される面１４に隣接する面２２を提供する。この手順は、ダイ構成要素１８を水平にし、最終面を目立て車を使用してある角度に曲げて、ダイの角度形状を考慮しながら実施される。あるいは、図２に示すように、この手順は、ダイ構成要素１８を傾けて研削面１４を平らにすることによって改良することができる。これは、研削車１０をよりよく使用することによってダイの面及び縁の平面度及び水平度を改良する。この方法を使用しても、バリが形成されることもあり、バリ取りが必要となるため、（顕微鏡検査を行えば）不均一で不整な縁ができて、不完全なコーティングを産することとなる。
図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、押出塗布に使用されるダイハーフ等の一般的なダイ部分１８に適用される本発明の更なる方法である。この態様において、スロット出口、コーティング機ビードまたはナイフ領域に隣接するすべての面１２、１４、１６は、それぞれのジグアセンブリを使用して研削され、縁を安定させ、バリができるだけ形成されないようにする。これは、最終面の研削にのみジグを使用するシステム全体を改良する。各面を研削した後、ジグを取り外す前に、ダイ縁近傍の面を研磨する。（別の態様では、各面の研削は、面の研磨の前に完了することができる。）好ましくは、研磨はダイの長さ方向に沿って行う。この仕上げ手順の結果、縁の近傍に、コーティングに微細な縦すじを発生させ得る顕微鏡を利用しなければ見えない不規則性すなわち欠陥がなく真っ直ぐで平らな縁及び面を備えたダイ部分１８ができる。更に、研削ジグを使用することにより、ダイ部分の形状寸法が変化して塗布機ダイの性能が低下することを防止する。
ステップバイステップ手順は下記の通りである。まず、図３Ａに示すように、研削ジグ２４を製作し、ダイ構成要素１８に組み立てる。次に、ジグ２４の面２６に沿ってダイ構成要素の面１２を一緒に研削する。次に、縁領域２８を鏡面仕上げ（４マイクロインチ未満の荒さ）に研磨する。図示するように、ジグ２４は、ダイ構成要素１８の二つの面１４、１６のまわりに適合する。これらのステップは別の二つの面１４、１６で繰り返す。まず、図３Ｂに示すように、研削ジグ２０を製作し、ダイ構成要素１８に組み立てる。次に、ジグ２０の面２２に沿ったダイ構成要素の面１４を一緒に研削する。次に、縁領域３０を鏡面仕上げに研磨する。図示するように、ジグ２０は、ダイ構成要素１８の二つの面１２、１６のまわりに適合する。図３Ｃに示すように、二つの研削ジグ３２、３４を製作し、ダイ構成要素１８に組み立てる。次に、ジグ３２、３４の面３６、３８に沿ったダイ構成要素の面１６を一緒に研削する。次に、縁領域４０を鏡面仕上げに研磨する。図示するように、各ジグ３２、３４は、ダイ構成要素１８のそれぞれの面１２、１４に適合する。ジグ３４は面１４全体を覆う必要はない。
第２、第３及び第４の研削ジグ２０、３２、３４を、第１の研削ジグ２４とともにではなく手順中に製作することにより、これらのジグを使用する際にダイ構成要素に適合するようにあつらえることができる。そうでなければ、第１面１２を研削することにより、第２，第３及び第４の研削ジグ２０、３２、３４が適合しなくなり、縁の質が劣る結果となる。また、ジグはダイの材料と同じでも異なる材料でも形成することができる。
本発明の更なる態様において、ダイを研削する方向は図４に示すように変更可能である（例として面１４を用いる）。公知の方法では、角度a≠0の場合、ダイ面の研削線（典型的に８マイクロインチを超える荒さを有する）がダイスロットの塗料液に流路をつけて、縦すじを発生させる傾向があるため、角度a＝0で、ダイの長さの方向に沿ってのみ研削する必要があった。さらに重要なことに、縁を形成する交差面の研削線が、コーティングにおいて致命的な縦すじを発生させるのこ歯模様を形成する。本発明では、a≧0の角度等、a≠0である角度を選ぶことが可能である。これらのゼロ以外の角度は、研削のバリ形成傾向を更に減少する。ジグを分解する前にラップ仕上げ／研磨ステップで研削線を取り除くため、これは本発明で有効に作用する。（仕上げまたは荒さは、製造過程から起こる微細に距離をおいた不規則な表面組織である。この荒さは、荒さ−高さ指数値としても知られ、仮説完全面からの微細面不整の算術平均偏差に等しい数字であり、マイクロインチで表す。）
ラップ仕上げ、ベーパーホーニング、グリットブラス仕上げ及びその他の方法等の適切な研磨を使用して、ダイを研削した後、縁を研磨することができる。この微研磨ステップは、ダイをリップの縁でダイの残りの部分よりもかなり滑らかな仕上げに仕上げて、ダイすじ等、コーティングに望ましくない縦すじ欠陥が発生しないようにする。ダイリップの縁は、微研磨により、８マイクロインチ未満に仕上げられる（公知の塗布機ダイ仕上げ方法は、研削面に８から１６マイクロインチの仕上げを行う）。縁を形成するダイの種々の面は、上述のように別々に研磨されて、縁の不必要な丸みを回避しながら、研磨を最適化することができる。これは、縦すじを減少しつつ、ダイのコーティング性能を維持する。
一つの方法は、ラップフィルムでダイの縁を微研磨することを包含する。ラップフィルムは、ミネソタ州、セントポール、Minnesota Mining and Manufacturing社の３Ｍ Imperial Lapping Filmの約１ミクロンかそれより微細な等級のものである。ダイの縁を油で湿潤しながら、ラップ仕上げをする。十分小さなダイの場合、ラップフィルム自体を（花崗岩テーブル等の）平らな面に接着させて、ダイをその長さ方向に沿って往復させることができる。
また、ダイの縁は、二つ以上の連続したステップで研磨することができる。たとえば、縁を、まず、１ミクロン等級かそれ以上のラップフィルムを使用して粗い仕上げにし、次に０．３ミクロン等級のラップフィルムを使用して中間仕上げにし、最後に０．０５ミクロン等級かそれ以下のラップフィルムを使用して微細仕上げに研磨する。これらのダイの面が交差して縁を形成するため、これにより縁の荒さが最少になる。縁の近傍に、塗布機ダイ部分用の基礎材料にふさわしいほど滑らかな仕上げを提供することが望ましい。材料によるが、１マイクロインチ、好ましくはそれ未満の仕上げが目標である。２０、５０、１００ミクロン及びそれ以上の等級のラップフィルムを使用して極めて粗い仕上げにする研磨ステップを最初に追加して行うこともできる。
さらに、複合角度のあるダイの縁を仕上げることもできる。たとえば、ダイの縁の先端の角度が９０°であり（大倍率にしてのみ明らかである）、一方、ダイの縁の残りの部分は鋭角を形成することがある。
テストにより、ダイの縁を越えて、たとえば、ダイスロットの中まで、ラップ仕上げをしても、更にコーティング性能を改良することはなく、縦すじが減少しないことが示された。従って、ダイのすべての面を過研磨する必要はない。ダイの縁をダイの残りの部分よりも微細に仕上げることが本発明の特徴である。
この微研磨方法を用いると、小さすぎて裸眼あるいは手で触れても確認することのできないダイの縁の欠陥をなくし、顕微鏡を利用しても確認できないことすらある欠陥もなくすことができる。例えば、（高粘度のコーティング液を利用する）光化学コーティングを用いる場合、コーティング後のフィルムを写真によってフィルムを画像形成することなく検査しても、許容できない稼働休止時間及び製品損失を伴う検査システムを使用しなければコーティングに欠陥があることを明らかにすることはできない。これは、コーティングの欠陥をみつけ、欠陥のあるフィルムを顧客に販売してしまうのを避けることができる可能性は少ないことを意味する。本発明の開発にあたり、発明者らは、ダイの縁に生じた欠陥は、極めて小さなものであっても、特に感度の良い光化学コーティングではコーティングの品質に影響することを認識した。このような小さな欠陥が問題であるとは、本発明以前には認識されていなかったし、明らかでもなかった。たとえば、二重層押出塗布において、これらの欠陥の多くがダイの縁に縦すじを生じさせるが、コーティング面を流れに沿ってならすものであった。しかし、機能構成要素の相互拡散及び層界面におけるならしの欠如により、機能製品に縦すじ欠陥が生じる結果となった。また、微細仕上げの結果は高倍率でなければ見えないため、この方法が、大きな縦すじを包含するコーティング品質を改良するかどうかは見た目には明らかではない。
この方法は、ダイ縁リップの不均等によって生じるコーティング縦すじの数と量を大幅に減少する。これは、縦すじの沈降率が減少して縦すじに対する感受性が高くなるため、特に剪断粘度が２〜５ポアズを超える濃度で、ポリマー成分の溶液からなる液体のコーティングで、特に重要である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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