(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップ部材が所定の通路に沿って長手方向に進行する間に、該ストリップ部材（１０）の主表面を連続してコーティングするコーティングヘッドであって、
上記コーティングヘッド（２０）が、
通路に沿って進行するストリップ部材（１０）の対向する主表面に液体コーティング材料の層を塗布する入口側と出口側とを備えた伸展スリット（３４）を画定するダイ（２８）と、
前記スリット出口側のランド部分（６０）と、
前記スリット（３４）に対し液体コーティング材料を供給する手段と、を有し、
上記コーティングヘッドは、
（ａ）  前記スリット（３４）出口側にて伸展ランド表面（３０ａ）を備えた上記ランド部分（６０）と、
（ｂ）  前記通路に対向する前記スリット（３４）とランド表面（３０ａ）とを備えたダイ（２８）を支持する手段であって、
前記スリット（３４）は、コーティング操業の間スリット（３４）を通過して通路を進行するストリップ部材（１０）の主表面がコーティング材料の層をスリットから引き出せるよう前記通路に対して横方向に伸展し、
当該ダイ（２８）を支持する手段が、前記通路及びスリット（３４）の垂直方向への当該ダイ（２８）を支持する手段に対する前記ダイ（２８）の移動を許容するものである手段と、
（ｃ）  前記の操業の間において前記ダイの少なくともランド部分（６０）上に連続して荷重を付加する手段であって、
前記ストリップ部材（１０）の主表面上に塗布されたコーティング材料の層が、ランド表面（３０ａ）と前記ストリップ部材（１０）の主表面との間にて圧せられて予め定められた一定厚さを維持し、その間該層は前記ストリップ部材（１０）の主表面との接触を回避するよう単独で前記ダイ（２８）全体を保持するものである手段と、そして、
（ｄ）  前記ダイ（２８）は、少なくともスリットの入口側を画定するメインボディを含み、
前記ランド部分（６０）は、前記メインボディに対して前記の垂直方向には撓むことができるが、前記通路の部材の進行方向への撓みには抵抗するよう前記メインボディに結合されていること、
を特徴とするコーティングヘッド。
【請求項２】
前記ランド部分（６０）が、前記ダイ（２８）のメインボディと一体に形成されること、を特徴とする請求項１記載のコーティングヘッド。
【請求項３】
前記荷重付加手段（４８）が、前記ランド部分（６０）上に直接的に荷重を付加すること、を特徴とする請求項１記載のコーティングヘッド。
【請求項４】
前記ランド部分（６０）が、前記ダイ（２８）のメインボディによって片持ちされていること、を特徴とする請求項１記載のコーティングヘッド。
【請求項５】
前記ランド部分（６０）が、前記ランド部分の２つの対向する側面にて、前記ダイ（２８）のメインボディと可撓性を備えて結合されること、を特徴とする請求項１記載のコーティングヘッド。
【請求項６】
前記荷重付加手段（４８）が、前記の垂直方向に移動し得る少なくとも一つのピストン（５０）と、該ピストン（５０）に接続して前記ランド部分（６０）に直接に前記荷重を伝達する手段と、を含み、
その手段が、前記ピストン（５０）とランド部分（６０）との前記メインボディに対する前記の垂直方向への動作を許容し且つその動作範囲を制限するよう、前記ダイ（２８）のメインボディと係合していること、を特徴とする請求項１記載のコーティングヘッド。
【請求項７】
前記ランド部分（６０）は、前記ランド表面（３０ａ）の裏にある第２の表面（６０ａ）を有し、
前記伝達手段は、前記の一つのピストン（５０）に装着されたチョック（７４）と、前記ランド部分（６０）の第２の表面と連動して荷重伝達するロッド（８２）と、前記チョック（７４）に担持される突起部（７８）と、を含み、
前記ダイ（２８）のメインボディは、前記突起部（７８）が内部で収受される凹部（８０）を含み、
前記突起部及び凹部は、前記の垂直方向であって前記凹部（８０）の範囲内で、前記突起部（７８）の制限された動作を許容するよう、位置決めされ寸法採りされること、
を特徴とする請求項６記載のコーティングヘッド。
【請求項８】
前記伝達手段が、前記の垂直方向に前記ダイを支持する手段に対して前記ダイを動かすために前記の一つのピストン（５０）から前記ダイ（２８）のメインボディに力を伝達する手段を含むこと、を特徴とする請求項６記載のコーティングヘッド。
【請求項９】
ストリップ部材が所定の通路に沿って長手方向に進行する間に、該ストリップ部材（１０）の主表面を連続してコーティングするコーティングラインにおいて、
コーティングされる主表面を有するストリップ部材（１０）が連続して長手方向に進行する通路及び方向を画定する手段と、
コーティングヘッド（２０）と、を含み、
該コーティングヘッドは、
通路に沿って進行するストリップ部材（１０）の対向する主表面に液体コーティング材料の層を塗布する入口側と出口側とを備えた伸展スリット（３４）を画定するダイ（２８）と、
前記スリット出口側の伸展ランド部分（６０）と、
前記スリットに対し液体コーティング材料を供給する手段と、を含み、
（ａ）  前記スリット（３４）出口側にて伸展ランド表面（３０ａ）を備えた上記ランド部分（６０）と、
（ｂ）  前記通路に対向する前記スリット（３４）とランド表面（３０ａ）とを備えたダイ（２８）を支持する手段であって、
前記スリット（３４）は、コーティング操業の間スリット（３４）を通過して通路を進行するストリップ部材（１０）の主表面がコーティング材料の層をスリットから引き出せるよう前記通路に対して横方向に伸展し
当該ダイ（２８）を支持する手段が、前記通路及びスリット（３４）の垂直方向の当該ダイ（２８）を支持する手段に対する前記ダイ（２８）の移動を許容するものである手段と、そして、
（ｃ）  前記操業の間において前記ダイの少なくともランド部分（６０）上に連続して荷重を付加する手段であって、
前記ストリップ部材（１０）の主表面上に塗布されたコーティング材料の層が、ランド表面（３０ａ）と前記ストリップ部材（１０）の主表面との間にて圧せられて予め定められた一定厚さを維持し、その間該層は前記ストリップ部材（１０）の主表面との接触を回避するよう単独で前記ダイ（２８）全体を保持するものである手段と、そして、
（ｄ）  前記ダイ（２８）は、少なくともスリットの入口側を画定するメインボディを含み、
前記ランド部分（６０）は、前記メインボディに対して前記の垂直方向には撓むことができるが、前記通路の部材の進行方向への撓みには抵抗するよう前記メインボディに結合されていること、
を特徴とするコーティングライン。
【請求項１０】
コーティングすべき２つの表裏対向する主表面を有する伸長したストリップ部材（１０）を連続してコーティングする、請求項９記載のコーティングラインであって、
前記通路は、前記の表裏対向する２表面が実質的に平坦になる直進部分を備え、
前記ダイ支持手段は、前記通路の前記直進部分において、コーティング操業の間、前記スリット（３４）が前記通路に沿って進行するストリップ部材の表裏にある主表面の一つに対向するよう前記ダイ（２８）を支持し、
更に、前記のストリップ部材（１０）の２つの表裏をなす主表面の他方の表面上に液体コーティング材料の層を塗布するため、前記直進通路部分にて前記第１のコーティングヘッドに対向する関係に配置される第２のコーティングヘッド（２２）を含むこと、を特徴とするコーティングライン。
【請求項１１】
片方の表面のみがコーティングされる２つの表裏対向する主表面を有する伸長したストリップ部材（１０）を連続してコーティングする、請求項９記載のコーティングラインであって、
前記通路の一つの位置にて前記ストリップ部材を支持する手段（５６２）により更に特徴付けられ、
前記ストリップ支持手段（５６２）は、前記のコーティングされる片方の表面が前記位置にてコーティングのために晒されるよう、前記位置にて前記のコーティングされる片方の表面と表裏を為すストリップ表面と係合し、
前記ダイ支持手段は、コーティング操業の間に、前記スリット（３４）が前記通路に沿って進行するストリップ部材（１０）の前記のコーティングされる片方の表面に対向して液体コーティング材料の層を該表面上に塗布するよう、前記ダイを前記位置で支持する、コーティングライン。
【請求項１２】
伸長した可撓性あるストリップ部材（１０）の主表面に液体コーティング材料層を連続して塗布する方法であって、
通路に沿ってコーティングされる主表面を有する伸長した可撓性あるストリップ部材（１０）を連続して長手方向に進行させ、
コーティングヘッドのダイ（２８）内で画定されて入口側と出口側とを備え、伸展して開口端を備えたスリット（３４）に液体コーティング材料を供給し、
ここで、前記ダイはスリット（３４）の出口側にて、ランド部分（６０）を含み、
（ａ）  スリット（３４）の出口側にて、伸展するランド表面（３０ａ）を設け、
（ｂ）  前記のストリップ部材（１０）の主表面に垂直な方向に対して、ダイ（２８）の個々の平行の動きを許容する一方で、通路を進行するストリップ部材（１０）の主表面と対向関係に前記ダイ（２８）を支持し、
ここで、
前記スリット（３４）が、前記ストリップ部材（１０）主表面に向かって開口し且つ前記ストリップ部材の主表面に対して横方向に伸展し、
前記ランド表面（３０ａ）が、進行するストリップ部材（１０）の前記主表面に対向し、且つストリップ部材の進行方向に従って順次通路に接近するよう配置され、
前記ストリップ部材（１０）の主表面が、スリット（３４）からコーティング材料層を引き出し、よって該層が前記ストリップ部材（１０）主表面上に塗布されるように、
前記ダイ（２８）は配置されており、
（ｃ）  前記ストリップ部材（１０）の主表面上に塗布されるコーティング材料の層が、前記ランド表面（３０ａ）と前記ストリップ部材（１０）の主表面との間にて圧せられて予め定められた一定厚さを維持し、その間該層が前記ダイ（２８）全体をストリップ部材（１０）の主表面との接触から回避するため単独で保持するように、前記ダイ（２８）の少なくとも前記ランド部分（６０）上に連続して荷重を付加し、
（ｄ）  前記ダイ（２８）は、少なくともスリット（３４）の入口側を画定するメインボディを含み、
前記ランド部分（６０）は、ランド表面を通過して進行するストリップ部材（１０）の変化において該メインボディに対して前記の垂直方向には撓み、前記通路のストリップ部材の進行方向への撓みには抵抗するよう前記メインボディに結合されていること、
を特徴とする連続塗布方法。
【請求項１３】
前記液体コーティング材料が、溶剤フリーのコーティング材料であること、を特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記溶剤フリーのコーティング材料が溶融ポリマであること、を特徴とする請求項１３の方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、アルミニウムや他の金属ストリップ部材など、シート部材もしくはストリップ部材（以下、一般に「ストリップ部材」という。）の連続コーティングに関する。重要な観点からでは、低溶剤又は減溶剤コーティング、もしくは溶融ポリマなどの溶剤フリーのコーティングへの応用に特に適したコーティングヘッド、及び、そのヘッドを用いたコーティングラインと方法に関するものである。
背景技術
更に詳細には、本発明は、米国特許第４，６７５，２３０号や、国際公開番号ＷＯ９４／２７７３９号で１９９４年１２月８日に公開された国際特許出願（ＰＣＴ）ＰＣＴ／ＴＡ９４／００２９１号に記述されたストリップ部材コーティング装置の形式および方法の改善に関する。
米国特許第４，６７５，２３０号は、加圧状態でコーティング材が供給されるスリット、及びそのスリットの直ぐ下流側にストリップ部材と対向した延長表面すなわち規制ランドとを設けたダイと、前記ダイ及びストリップ部材の間で厚さ規制される塗料の層を前記スリットから受け取るために、前記ストリップ部材を周囲から前進させ、ヘッドを通過させるロールなどの支持部とを備えたコーティングヘッドを使用し、長尺部材に塗料などのコーティングを施す装置及び方法について述べており、ここでは操業の間にストリップ部材上に塗布される塗料層に向けて前記ランドを押し付け、これによってランドとコーティングされたストリップ部材の表面との間の均一な厚さ規制ギャップを維持するため、荷重が連続的に付加されている。前記荷重は、ダイの上に作用するエアシリンダなどの装置によって付加され、別のコーティング作業に対しては荷重の程度を変化させることが可能である。この方法により、シートメタルストリップ部材などの部材表面に、ストリップ部材の長さ方向の厚さがある程度変化しても、優れた均一なコーティングを容易に施すことができ、コーティングヘッドダイ上の荷重の維持は、正確さとセットアップの容易さを向上させ、又ストリップ部材の厚さ変化に対して一定の厚さ規制オリフィス開口部を維持するための位置的な対応を可能にしている。米国特許第５，１４７，４６２号は、コーティング工程での自動膜厚制御のための装置と、その一般的な形式を述べている。
特許第４，６７５，２３０号の方法と装置は、ストリップ部材の１つの主表面に塗布（１面コーティング）するようにアレンジされて示されている。上述のＰＣＴ公開では、移動するストリップ部材もしくはシート部材の主要な両表面へコーティングを同時に施す（２面コーティング）ことができる形式の方法および装置の改良もしくはアレンジについて述べている。この２面コーティング装置のアレンジは、特許第４，６７５，３２０号に述べられた一般形式のコーティングヘッドを２つ備え、その両者の間を通過するストリップ部材にこれらが対向するように搭載されいる。
特に上述のＰＣＴ公開は、ストリップ部材に連続的に２面にコーティングするための装置を開示しており、それは、コーティングをされる表裏対向する主表面を有する長尺ストリップ部材を連続的に長手方向に進行させる通路であって、前記ストリップ部材の表裏両面がほぼ平坦となる直線部分を含む通路を画定する手段と；長尺の開放側のスリットの境界を画定するダイを含み、前記スリットの出口側に直ぐ隣接して延長ランド表面を持つランド部分を有し、前記通路を進行するストリップ部材の表裏対向する主表面上に液体コーティング材料をそれぞれ塗布する２つのコーティングヘッドと；そして、各ヘッドのスリットに加圧状態の液体コーティング材料を供給する手段と、を含んでいる。この開示された装置は又、ストリップ部材通路の直線部分の両側でそれぞれ対向する２つのヘッドのダイを支える手段を有し、前記少なくとも１つのダイの少なくとも１つのランド部分において、前記通路を支持手段に対して進行するストリップ部材の主表面に垂直な方向の平行運動を可能にしている。この支持手段は、前記ヘッドのダイスリットがそれぞれ前記直線通路部分を進行するストリップ部材の表裏対向する主表面に向き、スリットの長手方向が通路の横方向に延びるようにヘッドを支持しており；ダイのランド表面は、ストリップ部材進行方向でスリットを過ぎた位置においてほぼ相互に位置合わせされ、それぞれが進行するストリップ部材の表裏対向する主表面に向けられ、ストリップ部材の進行方向に向けて互いに、及び通路に対して接近するように配置され；そして、材料がスリットを通過して進行し、上述のように両スリットにコーティング材料が供給される操業中には、ストリップ部材の主表面はそれぞれ前記スリットからコーティング材料の層を引き出し、それによってストリップ部材の主表面上に前記層が形成される。前記の特性と組み合わせて、開示された装置では１つのダイの少なくともランド部分に連続して荷重をかける手段を更に備え、これによって上述のようにストリップ部材の主表面に塗布されたコーティング材料の層がヘッドのダイのランド表面に押し付けられ、塗布されたコーティング層を予め定められた一定の厚さに維持し、その間コーティング層は単独でダイを前記ストリップ部材の主表面から完全に離れるように保持している。
前記装置のいくつかの実施の形態では、前記の１つのダイは、前記の定義によるランド部と、操業中に静止している部分とを備え、前記ランド部分は前記静止部分に対して移動可能であり、両者によりスリットを画定している。本実施の形態における前記荷重付加手段は、前記支持手段とダイの移動可能ランド部との間に作用する。他の実施の形態では、前記の１つのダイが一体に形成され、前記荷重付加手段は前記支持手段とダイ全体との間で作用し、前記ダイは操業中前記支持手段に対して一体となって移動可能なようにベアリングに支持されている。他方のダイ（そのランド部含む）は、コーティング操業の間全体を静止状態に保つこともでき、あるいは代替として両ヘッドのダイ（もしくはそのランド部）を操業中前記支持手段に対して移動可能とし、両者ともに荷重付加手段が作用するようにすることもできる。
前記特許第４，６７５，２３０号及びＰＣＴで公表されたヘッドでは、ダイ（もしくはそれぞれのダイ）に作用する荷重付加手段は、少なくとも１つのエアシリンダを備えている。好ましくは、前記荷重付加手段は、ダイの長さ方向に間隔を設けて作用する複数のエアシリンダを備え、前記ダイは更なるコーティングの均一性を得るためストリップ部材の幅方向の厚さ変化に対応できるよう十分に柔軟に形成されている。
以下の説明において、前記特許及び公開に述べられた装置と方法に使用されるコーティングヘッドは、わずかに付加される力でもヘッドのダイ全体（ランド部含む）を撓ますことができるように、比較的小さな断面に設計されたものである。上述のストリップ部材厚さ変化に対応するための柔軟性要求度を達成するには、前記ダイの全体の断面寸法は約４インチ（１０ｃｍ）を越えてはならず、更に好ましくは２インチ（５ｃｍ）以下とすることである。溶剤性のコーティング用スロットダイでは、この要求を満たす設計は容易にできる。しかしながら、溶剤フリーコーティング（溶剤の無いポリマーコーティング）用のスロットダイでは、前記ダイは加熱要素を備えていなければならず、コーティングの均一な分布を確保するために特別に設計された仕上げ溝を持っていなければならない。この理由により、典型的なポリマ押し出しダイでは、全体の断面寸法は６インチ（１５ｃｍ）を越える。極めて高い荷重をかけなければ、この寸法のダイの撓みをコントロールすることができない。
発明の詳細な説明
本発明の第１の実施の形態では、コーティングヘッドを提供することを広く想定しており、ストリップ部材が規制された通路を長手方向に沿って進む間に、前記ストリップ部材の主表面に連続的にコーティングを施す装置において、コーティングヘッドは、前記通路を進行するストリップ部材の表裏対向する主表面上に液体コーティング材料を塗布するための入口側と出口側を有する延長されたスリットを画定するダイを含み、前記スリットの出口側に延長されたランド表面を持つランド部と；前記スリットに液体コーティング材料を供給する手段と；前記スリットと前記通路に向いたランド表面を持つダイを支持する手段であって、コーティング操業中に前記通路を進行してスリットを通過するストリップ部材の主表面が前記スリットからコーティング材料の層を引き出すよう前記スリットが前記通路の横方向に伸展し、前記支持手段は通路及びスリットに対して直角方向の支持手段に対するダイの動きを可能にするものである手段と；そして、操業中にダイの少なくともランド部上に荷重を連続的に付加する手段であって、上述のように前記ストリップ部材上に塗布されたコーティング材料の層がランド表面と前記ストリップ部材の主表面との間に押し付けられ、前記層を予め定められた一定の厚さに維持し、一方前記層は前記ストリップ部材の表面と接触しないように単独でダイを保持するものと；を備えており、前記ダイは、少なくともスリットの入口側を画定するメインボデーと、前記通路のストリップ部材の進行方向に対して直角方向には移動を許容し、進行方向には移動に抵抗するように前記メインボデーに結合されたランド部とを含んでいる。
進行するストリップ部材に対してダイが上述のように支持されると、前記ランド部（前記スリットの出口側において）は、コーティングされるべきストリップ部材主表面の横方向に伸展していることは理解されよう。このコーティングヘッドでは、コーティングヘッドのメインボデーに対するランドの所定接続部は、特許第４，６７５，２３０号に述べられた形式のコーティングヘッドの規制部分の可撓性を有しており、たとえ前記ダイのメインボデーが溶剤フリーの溶融ポリマコーティング用に組込み式加熱要素を収容するため増加容量と厚みが必要となり、そのため可撓性が無い場合であってもこれは同様である。同時に、前記支持手段に対して垂直方向にダイ全体が移動可能であることは、ダイの粗い位置調整を可能としており、このためヘッドと支持要素との公差は、ランド部分のみが移動可能であるときに必要となるほどの正確さは要らない。
本発明の更なる特徴として、前記ランド部分は、ダイのメインボデーと一体に形成することも可能であり、又、荷重付加手段は、前記ランド部分に直接荷重を加えることができる。前記ランド部分はメインダイボデーに対して片持ち式とすることができ、もしくは、本発明の好ましい実施の形態では、ランド部のスリットに近い側と遠い側との２つの対向する位置（上述の通路におけるストリップ部材の進行方向に対してランド部の上流及び下流）で、ランド部を柔軟にメインダイボデーに接続することができる。
その上、本発明のコーティングヘッドの好ましい実施の形態では、前記荷重付加手段は、前記直角方向に移動可能なピストンと、前記ランド部へ直接荷重を伝えるためにピストンに接続される手段とを備え、前記ピストンに接続される手段は、メインボデーに対する前記垂直方向のピストンとランド部の動きを許容しつつその限界を定めるために前記メインダイボデーと相互に拘束される。特に、ランド部は、前記ランド表面の反対側に第２表面を有していても良く；前記伝達手段は、ピストンに取り付けられたチョック（ｃｈｏｃｋ）と、ランド部の第２表面と係合する荷重伝達のためのロッドと、前記チョックに取り付けられた横突起部（ピンやあり突起部など）を含んでいても良く；そしてメインダイボデーは、前記突起部を受け入れるソケット（凹部もしくは開口部）を含んでも良く、前記突起部とソケットは、ソケット内での前記突起部の前記垂直方向の限定された動きを可能にする。又、これらの実施の形態では、前記伝達手段は、支持手段に対してダイを垂直方向に移動する（持ち上げる）ためにピストンからメインダイボデーに力を伝達することができる。
本発明の更なる実施の形態では、ストリップ部材が所定の通路に沿って長手方向に進む間に、ストリップ部材の主表面を連続的にコーティングするコーティングラインを提供することを想定しており、前記コーティングラインは、上述のヘッドと、コーティングすべき主表面を有するストリップ部材が連続的に長手方向に進む方向と通路とを画定する手段との組み合わせからなる。前記コーティングラインは、ストリップ部材の１つのもしくは両方の主表面をコーティングするようアレンジが可能であり；ストリップ部材の表裏対向する２つの表面のコーティングラインでは、前記通路は前記表裏対向する表面がほぼ平坦となる直線部分を含んでおり、前記支持手段は、コーティング操業中に通路を進行するストリップ部材表裏対向する主表面の１つに前記スリットが対向するよう上述のコーティングヘッドを前記通路の直線部分の間で支持し、そして第２コーティングヘッドが前記ストリップ部材の対向する他の主表面上に液体コーティング材料を塗布するように前記直線通路部分で前記第１のコーティングヘッドに対向する位置に配置されている。
更に他の実施の形態では、本発明は、長尺の柔軟なストリップ部材の主表面に、液体コーティング材料の層を連続的に塗布する方法の提供を想定しており、本発明にかかる上述のコーティングヘッドを備えたコーティングラインを使用している。この方法においても、有利なことにストリップ部材の１つのもしくは両方の表面にコーティングすることができ、ストリップ部材の１つもしくは両方の主表面に溶融ポリマなどの溶剤フリーの液体コート材料をコーティングすることに使用することができる。
本発明の更なる特徴と利点は、以下に添付する図面と共に示す詳細説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは、コーティングヘッドと、２面を持つアルミニウムストリップ部材コーティングラインの関連要素との極めて簡略化した側面部分図で、本発明を特有の形態で実施するものである。
図１Ｂは、図１Ａのヘッドの一部の部分拡大側面図である。
図２は、２面アルミニウムストリップ部材コーティングライン全体の更に簡略化された側面断面図で、図１のヘッド及び他の要素を含むことができる。
図３Ａは、本発明にかかる好ましい実施の形態のコーティングヘッドのダイと、関連する（アルミニウムストリップ部材の２つの側面コーティングのための）固定ダイの、ストリップ材進行方向に平行な第１垂直面上での、図１と図２との中間スケールの側面図である。
図３Ｂは、図３Ａと同様、同一コーティングヘッドの、ストリップ部材通路に平行な第２垂直面上の図である。
図４Ａは、図３Ａの好ましいコーティングヘッドダイを図３Ａとは反対側から見た簡略化された拡大図である。
図４Ｂと４Ｃは、図１Ａと同様のコーティングヘッドで、図３Ａのダイを取り付けており、それぞれ操業（コーティング）、非操業（引き上げ）の状態を示す。
図４Ｄと４Ｅは、コーティングヘッドとダイの改造した形態で、それぞれ図４Ｂ、４Ｃと同様の図である。
図５は、図３Ａのコーティングヘッドダイの簡略化された断面平面図で、縮小されたスケールで示している。
図６Ａは、本発明にかかるコーティングヘッドの他の実施の形態を示す側面図である。
図６Ｂは、図６Ａに示すコーティングヘッドの部分正面断面図である。
図７は、図１と同様、本発明にかかる更に他の実施の形態を示すより簡略化された側面図である。
図８は、図７と同様で、本発明にかかる更に他の実施の形態を示す図である。
図９は、本発明のコーティングラインの更に他の実施の形態の簡略化された側面図である。
本発明を実施する最適な形態
詳細内容表示目的のため、アルミニウム板材（以下、「アルミニウム」は、一般に純粋アルミニウム金属及びアルミニウムベースの合金をいう）柔軟性ストリップ部材の表裏対向する両面に、連続的に同時に溶融ポリマなどの溶剤フリーのコーティング材料をコーティングするためのコーティングヘッド、ライン及び方法の実施の形態について詳述する。しかしながら、より広い観点でいえば、本発明は幅広い領域のコーティング操業、基板、及びコーティング材料に利用可能であり、これらには、１つの面のコーティング、アルミニウムストリップ部材もしくはシート部材以外のストリップ部材のコーティング（すなわち、アルミニウムフォイル、鉄や他の金属のシートやフォイル、紙やプラスチックのシートもしくはフィルム、など）、そして１００％固体のコーティング以外の液体コーティング材料の塗布（すなわち、低溶剤もしくは減溶剤コーティング、もしくはラッカー、塗料、潤滑剤を含む一般コーティング処方）、などを含む。
図１Ａ、１Ｂ、２に概略示すコーティングラインでは、コーティングされる金属ストリップ部材（すなわち、シート状アルミニウムストリップ部材）１０が、コイル１１から出て少なくとも一部分１４が直線部分となっている通路（矢印１２で示す）に沿って、その部材の長い方の寸法を長手方向と平行に連続的に進行させ、前記直線部分では進行するストリップ部材の主表面がほぼ平坦となる。好ましくは、前記通路部分１４は水平である。この通路部分１４の局部において、ストリップ部材の両主表面１６、１８には、２つのコーティング装置２０、２２（前記通路部分１４の上と下とに位置あわせして配置され、それぞれ前記ストリップ部材の上および下の主表面に対向する）から溶融ポリマが塗布され、前記ストリップ部材の各表面にポリマの連続的な層すなわちコーティング１７、１９を形成する。溶融ポリマコーティングにおいては、前記ストリップ部材は一般に塗布されるポリマの溶融点近くの温度に予熱されねばならないため、ストリップ部材が前記コーティング装置２０、２２の直前で予熱区域もしくはステーション２３（必要なストリップ部材温度の上昇をさせるもの、例えば既存の特徴を備えた熱源を含む、図示せず）を通過するように図示されている。コーティング装置以降のストリップ部材が通過する通路で、コーティングを事後加熱するために前記ストリップ部材は加熱区域２４を通過する。事後加熱の後、前記コーティングされたストリップ部材は、冷却区域もしくはステーション２５において概略表示された通常の水噴射および／もしくは空気噴射による冷却に付され、その後例えば駆動される巻取りリール２６などで再びコイル状にされるが、この巻取りは、前記コーティングラインを通してストリップ部材を前進させる手段を構成している。コイル１１とリール２６との構成は、関連する予熱区域２４を含めて、コーティング装置２０と２２が配置された水平の直線部分１４を有する通路に沿ってストリップ部材を連続的に進行させる手段を単に例示するものであることは理解されよう。
前記コーティング装置すなわちコーティングヘッド２０は、進行するストリップ部材の上側に向いた主表面１６に隙間を設けて対向し、両者の間でギャップ３２を画定する表面３０を持つ金属ブロックからなる固体のコーティングダイ２８を備えている。前記ダイ２８は、ストリップ部材が進行する通路の部分１４で局部的にストリップ部材全幅に伸展し、そこではストリップ部材が下側にあるコーティング装置すなわちコーティングヘッド２２をも通過する。
前記ダイ２８には、長いスリット３４が形成され、前記ダイの表面３０を通って外部に開口する。このスリットは軸が直線状で、全長を通して均一断面をしており、その端末は挿入されたダムもしくはシャッタ（図示せず）で閉鎖され、スリットに沿って位置的に調整可能でスリットの有効な（ポリマ放出の）開口部の端末を画定している。その長い寸法は、水平方向かつ前記ストリップ部材１０の進行方向と直角方向に伸展している。
長い囲われたマニフォルドチャンバ３６は、典型的にはもしくは好ましくは「コート・ハンガー」形状をしており、ダイ２８の内部をスリットの長さに沿って延び、加圧状態の液体コーティング材料（溶融ポリマ）を収容する。溶融ポリマ（断熱されたフレキシブルチューブおよびコネクタに連続して形成された供給通路３８を通して前記マニフォルドに供給される）がマニフォルドチャンバからスリットを通って流れるよう、スリットはその全長に亘って前記チャンバと内部でつながれている。操業時には、マニフォルドチャンバが常に溶融ポリマで満たされ、それによってスリット３４を通して加圧状態のポリマが押し出されるような一定率の量の溶融ポリマが、供給源（図示せず）から加圧状態（例えば従来技術による、どのような相応しい手段であっても良い、図示せず）で連続的にマニフォルドチャンバに供給され、スリットも連続的に加圧下のポリマに満たされる。
以下の詳細説明で明らかなように、表面３０を通る開口部であるスリット３４は、ストリップ部材進行通路の横方向に伸展している。前記スリット（例えば、前記ダムもしくはシャッタによって形成される）の有効な開口部の位置と長さは、進行するストリップ部材上に塗布されるコーティングの位置と幅とを定める。ということは、対向するストリップ部材の表面にポリマを塗布する前記スリットの有効な開口部は、ストリップ部材の幅に等しいかもしくは短い長さを有し、コーティングされるストリップ部材表面１６のコーティングする位置に合わせて配置されている。ダイ２８を通過するストリップ部材の進行方向に関連して述べたように、スリット開口部の上流側のエッジは、これ以降入口側と呼ぶことがあり、スリット開口部の下流側のエッジは、これ以降出口側と呼ぶことがある。
スリットとストリップ部材との上述のアレンジにより、前記スリットがマニフォルドチャンバを通して供給される溶融ポリマで満たされているときには、スリット有効開口部と一致する表面１６の一部の幅全長に亘り、スリットからストリップ部材表面１６上へポリマが塗布されることになる。塗布されるポリマは進行するストリップ部材表面１６上にコーティングとしてスリットから運び出され、スリットの出口側を通過し、スリットを通過した後は表面３０とストリップ部材表面１６との間のギャップを通過する。表面３０の下流側のエッジ４２は、表面３０と、ほぼ垂直な表面部分４４である下流対向面との間において急激な不連続部が形成され、これがストリップ部材の表面１６上の塗布されたポリマコーティングの全幅に亘って伸展し、表面１６と共にダイから離れるストリップ部材上に残されたポリマコーティングの厚さを決定する規制オリフィスを形成しており；理解されるように前記表面１６とエッジ４２との間の隙間は、表面１６上のポリマコーティングの所望のウェット厚みを提供するギャップを画定し、このウェット厚みは前記ギャップの開口部よりも小さい。前記コーティングされたストリップ部材の表面は、エッジ４２を通過してダイの下から現れる。好ましくは、表面部分４４は、約９０度以下の角度で（エッジ４２において）表面３０と交わり、ポリマがストリップ部材から表面部分４４上に巻き上げられる事を回避する。
前記スリット３４とダイ２８のエッジ４２とは、ストリップ部材の進行方向に間隔を設けられ、表面３０の延長部分３０ａがその間に位置する。スリット３４の下流のストリップ部材表面１６に対向する延長されたこの表面部分３０ａ（以下、ランド表面という）を設けることは、本発明にかかるコーティング操業にとって重要である。前記ランド表面３０ａは、ストリップ部材の進行方向に進むにつれて対向する表面１６に順次接近する傾きを有し、表面３０ａと１６とは前記方向で接近して収斂し、エッジ４２においてストリップ部材とヘッドとの間の距離は最小となる。
図示のように、ランド表面３０ａとエッジ４２を有する下流リップを含め、スリット３４の上流と下流の各リップは、ダイボデーに妥当に搭載された交換可能なインサート４５ａ，４５ｂとして提供することもできる。
前記ヘッド２０は更に、水平通路部分１４を進行するストリップ部材の上方に向いた主表面に近付き／遠ざかる垂直運動、すなわち通路に対して直交し、通路の横方向に伸展する水平スリット３４に対しても直交する運動に対して、ダイ２８を支持するための構造４６を含む。供給通路３８のチューブは、前記支持構造に取り付けられ、静止した支持構造に対するダイの限定された動きを吸収するように適当に設計されたコネクタを通してダイのマニフォルドチャンバの中央部分につながっている。前記支持構造４６は、コーティング操業中には通常は位置が固定されているが、コーティングヘッド２０全体が角度調整可能なように、及び／又はストリップ部材通路から離れるよう回転可能なように、ピボット状に搭載できることは理解されよう。
加えて、前記コーティングヘッド２０は、ダイに（及びその後半部分に）連続的に荷重を付加するための手段を含んでおり、それはランド表面３０ａをストリップ部材１０の対向する主表面１６に対して押し付けるよう、支持構造４６とダイ２８との間に（特に、ランド表面３０Ａを有するダイの部分に対して）作用する。表示された実施の形態の装置においては、この荷重付加手段はダイ２８の上で支持構造４６に確実に固定される複数のエアシリンダ（１つは４８で表示）を備える。各エアシリンダは、シリンダから下方に延びてダイ２８の上方に向いた面もしくはその一部を支持するシャフト５０を有するピストンを含む。
このように、エアシリンダの作動（一般的な従来の特性を有するもので良く、したがって詳細を略す）は、通路部分１４を進行するストリップ部材１０の表面に向けてダイ２８を押し付けるためにピストンシャフト５０を作動させる。有利にも、エアシリンダピストンシャフトとダイとの接触部分は、スリットの長さ寸法に沿って間隙を設けた位置でダイ上に作用するようにアレンジされている。
代替として、本発明にかかる他の実施の形態では、前記荷重付加手段は１つのエアシリンダを備えても、もしくは１つもしくは複数の油圧シリンダ、もしくはランド表面を進行するストリップ部材の主表面に押し付けるようにダイに荷重を付加することが可能な他の装置（支持構造とダイとの間で加圧される１つもしくは複数の渦巻スプリングなど）を備えていてもよい。
下側のコーティングヘッド２２は、（上側ヘッドダイ２８と同様）進行するストリップ部材の通路の横方向に延びる水平方向に長いスリット５４と、ダイ５２の表面５６を通り、ストリップ部材１０の表裏対向する主表面、この場合には下方に向いたストリップ部材の主表面１８に向いた開口部とを備えたダイ５２を有する。開口部直後の下流部分の表面５６、すなわちスリット５４の出口側は、（上側ヘッドダイのランド表面３０ａと同様）下流方向に向かってストリップ部材の表面１８に接近し収斂するもので、上側ダイヘッドのエッジ４２に対応する急激な横方向の下流エッジ５８で途切れるランド表面５６ａを形成している。溶融ポリマは、ストリップ部材表面１８上に層となってスリットから引き出されるよう加圧状態でスリット５４全長に亘って供給され、この層はストリップ部材表面と前記エッジ５８の間に形成される規制オリフィスで厚さが規制される。しかしながら、前記下側ヘッドダイ５２は、コーティング操業中に垂直方向に移動することはなく、静止状態で固定されている。前記上側及び下側のスリット（３４、５４）は、お互いに位置合わせされて配置されている。
以上より、この装置のアレンジでは、２つのコーティングダイ２８、５２が設けられ、通路１２を進行するストリップ部材１０の表裏対向する主表面１６、１８上にそれぞれ液体コーティング材料（溶融ポリマ）の層を塗布するため、それぞれ一方が開口する長いスリット（３４、５４）を形成し、前記スリットの出口側に直ぐ隣接したランド表面（３０ａ、５６ａ）と；そして各ダイのスリットに加圧された溶融ポリマを供給する手段と、を有している。
前記上側ヘッドダイ２８の可動式支持は、下側ヘッドダイ５２が静止しているが、ランド表面３０ａと５６ａとの間の垂直の隙間の変化を許容している。前記ヘッド２０、２２は、進行するストリップ部材の表裏対向する主表面に向けて前記直線通路部分１４でそれぞれのスリットが開口しており、２つのダイに設けられた各ランド表面と共に概略位置合わせされて、スリットを過ぎた後のストリップ部材進行方向に向かってスリットの長い方の寸法が前記通路の横方向に伸展するように配置されている。これらの伸展した表面はそれぞれ表裏にあるストリップ部材の表面１６、１８と対向し、相互に、そしてストリップ部材の表面に対してストリップ部材の進行方向に進むにつれて接近し収斂する。操業中には、ストリップ部材がスリットを過ぎて進行し、溶融ポリマが両スリットに供給され、ストリップ部材の主表面はそれぞれスリットからコーティング材料の層を引き出し、その層はそれによってストリップ部材の主表面に塗布される。
前記エアシリンダは、上側ヘッドダイの特にランド表面３０ａを有する部分に連続的に荷重を付加し、通路部分１４を進行するストリップ部材の上側に向いた主表面に対して、勿論同時に下側ヘッドダイのランド表面５６ａに対して、ランド表面３０ａを押し付ける手段を形成しており、この荷重は表面１６のコーティング層を通してストリップ部材に作用し、前記作業中には両ランド表面が前記荷重付加手段によってストリップ部材の各主表面上に塗布されたコーティング材料の各層を押し付けることにより塗布されたコーティング層を予め定められた一定の厚さに維持し、その間コーティング層はストリップ部材の主表面に接触しないように単独で前記ヘッドを持ち上げている。
移動するストリップ部材とダイの表面／エッジとの接触は常に回避される。例示されたスタート段階では２つのダイが接近して配置されているが、ゆっくり動くストリップ部材と接触することはなく；ダイへのポリマの流れが開始され、各ダイの出口でポリマの塊が形成され；ダイが最小限の適用圧力によって接近し、ストリップ部材が所定のコーティングスピードに加速され、シリンダには所望の圧力が付加される。これにより、各ヘッドのエッジ４２、５８と表裏にあるストリップ部材表面１６もしくは１８との間に規制オリフィスが形成され、このオリフィスの寸法（開口部）は、前記シリンダ４８によりダイ２８に付加される荷重の大きさによって決められる（所定粘度の溶融ポリマ用に）。
スリットを通るポリマの流量と、スリットを過ぎたギャップでストリップ部材上に作用するポリマの流体圧力は、原則的にコーティングヘッド内のポリマの供給圧力よりもストリップ部材の引き出し力によって決まる。このように、通常はポリマ供給用の僅かの正圧があれば十分で、上述のストリップ部材がスロット開口部を通過する時の引き出し力がストリップ部材表面とそれに対向するランド表面との間により高い流体圧力を生む。
ストリップ部材１０の進行が継続し、スリットへの加圧されたポリマの連続した供給により、表裏対向するストリップ部材の表面に均一なポリマの層が塗布される。操業する間を通して前記シリンダは連続してダイ２８への荷重を維持し、効果的にコーティングすべきストリップ部材表面に向けて両ダイを押し付け、これらの荷重は、部分的なストリップ部材厚さの変化があっても前記規制オリフィスの開口部を一定に維持する。実際、各ランド表面３０ａ、５６ａは、結合されたスリット３４又は５４から供給されるポリマの層の上に浮き上がり、そして（この層単独で）コーティングが進行する間に表裏対向するストリップ部材表面との接触が完全に回避される。各規制オリフィスの一定開口部は、前記荷重によって決まり、均一な厚さのポリマコーティングを作る。
より一般的にいえば、荷重付加手段の目的は、各コーティングヘッドと表裏対向するストリップ部材表面との間の液体コーティング層上にストリップ部材の全幅に亘って所定のコーティング操業の間中ほぼ一定に保たれる荷重を付加することにあり、これによって規制オリフィスの予め定められた一定で均一な開口部を得ることにある。
前記コーティングラインの満足できる操業を行なうには、各ヘッドの伸展表面とストリップ部材との間に流体圧力が生み出され、ストリップ部材がランド表面に近づくほどこの圧力が増加するよう両ダイのランド表面３０ａ、５６ａとストリップ部材との間の間隙をシート材の移動方向に従って狭くなるようにする必要がある。この狭く収斂する角度が正しく選択されていれば、両側の圧力が等しくなるストリップ部材の平衡位置が存在する。
前記コーティングラインは、操業時には自己位置決めされる傾向にあり、すなわち、エアシリンダ４８により上側ヘッドダイ２８に加わる力が大きくなるほど、ストリップ部材下側表面上により大きな反力が形成される。平衡位置、さらにはストリップ部材の２つの主表面上のコーティング膜圧分布は２つの方法で制御される、すなわち、前記収斂角度、もしくはヘッドの延長された表面長さ（ストリップ部材進行方向の）を変化させることである。ある限度内においては、収斂角度の増加は発生する流体動圧を増加させる。したがって、２つの内の１つのヘッドの前記角度増加は、ストリップ部材の平衡位置をそのヘッドから離れる方向に移動させ、ストリップ部材のその同じ側のコーティング膜厚が増加する（この角度の調整をする適当な手段は、特許第４，６７５，２３０号、及び上述のＰＣＴ公開から得られる）。同様に、ヘッドの内の１つの延長された表面長さを増加させると、そのストリップ部材の同じ側の膜厚を増加させることになる。
これまで述べてきたように、図１Ａ、１Ｂ及びＢのコーティングラインは、前述の特許第４，６７５，２３０号のものと、特に前述のＰＣＴで公開されている２側面を備えるコーティングラインとに概略類似している。それらのコーティングラインと同様、上述の実施形態での本発明に係るコーティングラインは、移動シート金属表面又は他の適切な基板上へのコーティング媒体の分布と厚さを塗布制御するダイを組み込んでいる。
しかしながら、本発明の著しい特徴としては、上側のヘッドダイ２８の設計（以下に説明）は、ダイリップ即ちダイ２８の出口側のランド部分６０が、通路部分１４を進行するコーティングされるべきストリップの主表面に垂直な方向に撓むことができるが、ストリップの主表面に平行な方向には撓み難いような設計である。更に、ランド部分６０内で特定のダイ材料及び断面積の大きさを選択することにより、処理が要求する程度に合わせて可撓性を設計することができる。
図１Ａ及び１Ｂの形態では、ランド部分６０は、下流エッジ４２及び鉛直表面４４に加えてランド表面３０ａを備え、スリット３４の全体幅長に渡ってスリット３４の下流側を画定する。（スリットの上流側を画定する部分と、マニフォルドチャンバとを含む）ダイ２８のメインボディ２８ａは、コーティング材料の内部圧やコーティング材料に作用する種々の力から生じる微小な撓みに対し堅固であるような断面寸法を備える。この実施の形態では、ランド部分３０ａは、メインダイボディ３８ａと一体に形成されメインダイボディ３８ａに片持ちされており、制約の無い下側即ち外部端にスリット３４の出口側にてランド表面３０ａを備えさせ、コーティングされるストリップ１０のゲージ及び平坦さの変動を調整すべく撓み得るように寸法決めされ設計されている（図示されているように、図１Ａの平面でのランド部分６０の断面の寸法は、そのほぼ全長において比較的狭い）。ダイリップ即ちランド部分６０の撓みは、ダイリップ下で発生し供給される液体コーティングが原因となる流体動圧と、気圧式又は油圧式シリンダ４８がもたらす力との組み合わせに反応して生じる。この片持ちされた上部ダイランド部分の断面寸法は、ダイ幅全体にわたって１５０μｍのオーダの変動を調整するのに十分可撓性があるものである。接合部分の堅固さは、ダイのランド部分６０が全幅に渡って数ｃｍより短い短波長ストリップ変動には順応しないがより長いレンジの変動には反応する程度のものであることは注意すべきである。このことは、コーティングが塗布される際に、「円滑にする」効果を与える。
コーティングによる粘性抵抗、及びスリット内のポリマ圧力のために、通路１２のストリップ進行の方向に、ダイランド／リップ部分６０に力が作用する。これらの力は、ダイランド部分６０をストリップ進行の方向と平行な方向に変形させる傾向がある。このことは望ましいものではないため、ダイとその片持ち式のランド部分の形状及び寸法は、ランド部分がストリップ進行方向への撓み又は曲がりに対する耐性があるように選択される。
メインダイボディ２８ａ及び可撓性あるランド部分６０はそれぞれ、スリット３４の対向する（上流側と下流側の）側面及びそれに関連するポリマの流れのための供給チャネルを画定するので、メインダイボディに相対するランド部分の変形（撓み）は、ポリマが流れるチャネルの寸法に変化を生じさせる。このことはコーティングの流速に影響を与える。しかしながら、（シート材料をコーティングする）所望の適用例に対しては、チャネル寸法におけるこのような変化量（数μｍ）は、１ｍｍ若しくはそれ以上のチャネル幅全体では、顕著な効果をもたらすものではない。
前に説明したように、１００％固体コーティング材料（溶融ポリマ）の利用に対しては、コーティングラインのダイは、加熱要素を組み込まねばならず、コーティングの一様な分布を保証する特別に設計され仕上げられたチャネルを備えなければならない。これら加熱要素及びチャネルは、図１Ａ及び図１Ｂの実施の形態のメインダイボディ２８ａ内にて調節され得る。同時に、シートに適合する程度に十分可撓性のあるリップ即ちランド部分６０を備えることにより、本発明は、そのような加熱要素と特別なチャネルを有さなければならないダイにて必要とされる可撓性を達成するという問題点を克服することになる。即ち、本発明のコーティングヘッドダイ内にて、可撓性を備える必要があるダイの部分は可撓性があり、ダイのメインボディは強固で堅固である。
本発明に係るダイの可撓性あるランド部分は、例えば、１９９１年１１月２６日公開の米国特許第５，０６７，４３２号にて記されているように、プラスチック産業にて通常利用される可変後退翼型ポリマフィルム押し出しダイとは重要な点において異なることを銘記すべきである。後者のダイは、ポリマの流れとダイの横幅全体でのフィルムの厚さが（通常は押し出しフィルム内で一様な厚さとなるよう）調整され得るように、ダイのスロット寸法が変更されるものとして設計された調整可能なリップを備える。本発明のダイ内では、可撓性あるセクションの目的は、ダイリップが基板上のコーティングと流体力学的に制御されて接触するように仕向けることである。スロット幅におけるどんな偶発的な変化であっても、スロット幅全体に対しては非常に小さい（約１％のオーダであるのが通常である）。
さらに、前述のプラスチックフィルム押し出しダイでは、リップ調整は典型的には一連のセットねじを用いてなされ、この調整の後、ダイリップは自由には曲がらなくなる。即ち、ダイリップはプリセットされてしまいフィルム押し出しの間、動的に動くことが意図されない。対照的に、本発明のダイは固定された位置に予め調整されてしまうことはなく、コーティングからの流体力学的な力と荷重シリンダからの様々に与えられる圧力に反応して撓み得る。
その上更に、本発明の設計は、ダイリップをコーティングされる表面に垂直な方向に変位させ得るが、（コーティングの方向に沿って）コーティング表面に平行な方向には実質的に変位し難い。
要約すると、図１Ａと図１Ｂの実施の形態では、本発明に係るコーティングヘッドダイは、全体のダイブロックの中に、堅固であるメインダイボディと、コーティングされるストリップの表面に垂直な方向への横断的な撓みはなし得るが、ストリップ表面に平行な方向にはなし得ない片持ちされた下流側リップ即ちランド部分と、を含む。ランド表面３０ａの動作をこのように分離することにより、メインダイボディが溶融ポリマの加熱要素を備えるよう寸法採りされなければならないものの、ストリップ表面上へのコーティング流体の厚さを規制することには直接には関連しないダイの部分に加熱要素を設置することができるので、本発明では、ダイの厚さ規制部分にとって望ましい可撓特性を得ている。
ダイの可撓性あるリップ即ちランド部分は、それ自身の中では非常に僅かな量の垂直方向の撓み動作をなすのみである。都合よくより大きい範囲まで垂直方向に移動するという粗い調整特徴をもたらすために、図１Ａのコーティングヘッド２０は、ダイボディ全体をかなりの距離（例えば１ｃｍ又はそれ以上）コーティングされるストリップ表面に垂直な方向に移動させることが可能なダイ２８と支持構造４６との配置を含む。従って、片持ちされたランド部分６０の上方に且つ（ストリップの移動する方向に関して）上流側から下流側に拡張する比較的には塊状であるメインダイボディ２８ａは、固定された支持構造４６内部に形成された凹部６２内部に受容されており、この凹部は、支持構造に対してダイ２８全体が、制限を受けるとはいえ実質的に動くことを許容するように寸法採りされている。ダイと凹部６２は両方ともコーティングされるストリップを横断するようにコーティングヘッドの端から端まで広がり、全体幅に亘って寸法及び配置において実質的に一様である。
凹部６２内部では、メインダイボディ２８ａの上流側下流側の両方において、凹部の側面とダイボディの側面との間にニードルベアリングカートリッジ６４、６６が配置されている。これらカートリッジの上流のものは、支持構造に対してそれ自身が水平方向にスライド可能であり、ダイと支持構造との作動伸展を調節する皿ばねワッシャ６８により凹部６２の近接側壁と隔てられている。ニードルベアリングは、ピストンロッド５０から加えられる力に応じて支持構造内部で垂直方向に、ダイボディをスライドさせる。
溶融ポリマ入口通路３８が図１Ａにて示されており、該通路３８は、支持構造のトラニオン内のクリアランスホールを通過して伸展する被防護チューブ３８ａ、チューブ３８ａからつながる可撓性チューブコネクタ３８ｂ、及びチューブコネクタ３８ｂからダイ２８の内部へつながるコネクタ３８ｃを含んでいる。この配置は、前記ニードルベアリングに接しつつコーティングヘッドの支持構造に対して垂直方向に移動することができるダイへ溶融ポリマを送る好適な通路システムの例示である。
図１Ａにて更に示されているように、エアシリンダ４８が、ダイボディ２８ａの下流側の上にある支持構造のある部分４６ａの上部に設けられており、シリンダピストン５０が、支持構造部分４６ａ内で形成されている開口通路７２に挿入されているグラフアロイブッシング７０を通って下方に伸びる。個々のシリンダとその関連するピストンに対し、通路７２の下端部にチョック７４が設けられている。チョックは、一緒に垂直に動くピン７６によりピストンと離れて固定されている。チョックの下端部は、あり突起部７８の形状の側方向突起を備え、その突起は、ランド部分６０の直ぐ上部であってメインダイボディ２８ａの下流側部分にて形成されている上方が開口したあり溝内即ち凹部８０に挿入されている。突起部７８及び凹部８０は、ダイボディに対してチョックが限定されつつも垂直方向に動くのを許容するように、互いに寸法採りされている。前記あり構造の特性により、ダイを素早く容易に交換することができる。
個々のチョックのあり突起部の下部には、プッシュロッド８２が下方に伸展しており、メインダイボディ２８ａの下流側部分内の通路（図示せず）を通過し、ダイの片持ち式のランド部分６０の外側（即ち支持されていない）端部の平らで水平な上方表面６０ａに到り、よってチョックはプッシュロッドの上端部を下方に圧迫することができる。チョックとこのプッシュロッドを介して、個々のエアシリンダ４８により付加される荷重は、ランド部分へ直接伝達される。
支持構造４６に対し、ダイ２８全体に許容された垂直方向動作（即ち、通路１２とストリップ３４に垂直な方向の動作）の範囲については、凹部６２の相対的な垂直方向寸法とその内部で収受されるダイボディ２８ａの部分とにより決定されるが、メインボディ２８ａに対しランド表面３０ａに許容された垂直方向動作の範囲については、あり突起部７８とあり凹部８０との間の垂直方向のクリアランスによって決定される。あり突起部とあり凹部との間のクリアランスの量が比較的小さい量であるのに比較して、全体として移動可能なダイと堅固な支持構造との間の垂直方向のクリアランスは、比較的大きな量であるのが一般的であり、またそれが望ましい。
図１Ａのヘッドでは、ヘッドを途中で外せる（利便性を助長するためにヘッドが、ストリップの動く方向に、支持構造に接してピボットする）ように、ダイ２８がコーティング操業での中断の間（凹部６２によりもたらされる垂直方向クリアランスの範囲内で）引き上げられることを可能にするため、あり特徴部が設けられる。ベアリング６４とベアリング６６によりもたらされる粗い調整の特徴は、ダイがそれ自身をストリッププロファイル（即ち、ストリップ幅の概略の表面輪郭である。機械による公差を原因とするその蓄積された変動の範囲内では、ダイに関する温度による歪とシートゲージ変動とは、総計１５０μｍに達する。）に合わせて位置決めさせ得るように、コーティング操業開始時にダイ２８をストリップ１０と方向合わせするという目的のために第一義的には設けられており、さらに様々なストリップ厚さを補正する目的のためにも設けられる。コーティング操業の間、ヘッドは約２μｍ以上動くことは想定されておらず、その垂直方向の移動は、あり部分７８と凹部８０との間のクリアランスにより全体的に調節されている。既述のヘッドにおいては、エアシリンダの力は、チョックを介してランドに接するプッシュロッド８２に伝えられ、更にそれがランドに直接的に加えられるのであるから、このことは事実である。勿論、ストリッププロファイルにおいて通常生じない大きな変動がコーティング作動中に偶然生じたら、粗い調整の特徴が自動的に作動し、その結果ダイをより大きく垂直方向に移動させる。
このシステムに関しては、ダイ全体は様々なシートゲージに順応した垂直方向の位置に容易に調整され、一方可撓性あるリップ即ちランド部分６０は、ストリップに沿うゲージ及びストリップ幅のゲージの両方の小さいばらつきに素早く反応し得る。即ち、ダイ全体はニードルベアリング内に装着されており且つエアシリンダに作用されるのであるから、ランド表面３０ａはコーティングされるストリップ部材１０の対向する（上部の）主表面１６と自動的に方向合わせをする（粗い調整）。一旦、ヘッド全体がそのように位置合わせされると、コーティングの均一性に影響し、ほんの数μｍ厚さのオーダである小さいストリップ表面の不規則さを調整するため、ランド部分６０の撓み動作が支配的になる（微調整）。このように、コーティングヘッドダイ及び支持構成要素の公差は、ランド部分のみが移動可能である場合に要求されるほどの厳密さは要らない。
図１Ａ、図１Ｂ及び図２コーティングラインに関するストリップコーティング操業の実行は、概略前述のＰＣＴの公開にて述べられているが、以下の点は述べられていない。すなわち、移動可能なコーティングダイのランド表面に荷重力が付加され、可撓性あるランド部分を介してメインダイボディに伝達されるが、そのランド部分はダイ全体から分離して動作することができ、溶融ポリマコーティング用の加熱要素を設けるため比較的大きく堅固にせねばならないダイ内のランド表面圧力部分でも所定の撓みが可能とすることができる、という点である。
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図５は、本発明に係る現下好ましいコーティングヘッドダイ１２８を示しており、図１Ａのコーティングヘッド２０内にて、即ち、自由端を備え片持ち式のリップ即ちランド部分６０を有するヘッド２８の代わりに利用され得るものである。前記ダイ１２８は、矢印１２で示される通路の長手方向に進行するストリップ部材の上方に向いた主表面上に液体コーティング材料（例えば、溶融ポリマ）を放出するためのスリット１３４が開けられた下方に向く表面１３０を有する。ダイボディの内部は、マニフォルドチャンバ１３８を画定している。該マニフォルドチャンバ１３８は一般的には「コート・ハンガー」形状であり、溶融ポリマを供給するスリットの幅長に沿って伸展する。ダイ２８の場合と同様に、前記ダイ１２８は、その表面１３０とスリットとが下方に対向し、水平方向に即ちコーティングされるストリップ表面に関して横断して伸展した状態で使用するように装着される。
表面１３０の下流側エッジ１４２は、スリットの出口側から下流方向に間隔を空けられており、位置、配置及び機能は、図１Ａ及び図１Ｂのダイ２８のエッジ４２に対応する。スリットの出口側とエッジ１４２との間の表面１３０の伸展部１３０ａはランド表面を形成しており、該ランド表面はダイ２８のランド表面３０ａに対応し、ストリップ進行方向に進むにつれてコーティングされるストリップ表面方向に接近し収斂する。このランド表面１３０ａは、ダイ１２８の比較的可撓性あるリップ即ちランド部分上に形成される。ランド部分１６０は、ダイのメインボディ１２８ａと一体に形成され、スリット１３４の下流側を画定する。該ランド部分１６０は、比較的狭い断面を備える伸展部分１６０ａによりメインダイボディに（ストリップ進行方向に関して）上流側で接続し、更に、ダイボディ材料で形成される比較的薄い膜１６０ｂによりメインダイボディに下流側で接続する。従って、図１Ａのランド部分６０と異なり、ランド部分１６０は上流と下流の両方にて支持される。それにも拘らず、上流側及び下流側の両方の接続部分（１６０ａ及び１６０ｂ）の形状及び断面寸法は、ランド部分１６０が、メインダイボディ１２８ａに対して、コーティングされるストリップ表面に垂直な方向に撓むことができ、ストリップ表面に平行な方向には撓み得ないものとされている。即ち、同じ目的のために、図１Ａのダイ２８の場合と、ランド部分に関して同じ分離性と独立性を備える可撓性が与えられている。
図３Ａないし図５でのメインダイボディでは、上方の下流部分において、図１Ａのダイボディのあり凹部８０と同様の上方開口あり溝即ち凹部１８０が設けられている。従って、ダイ１２８は、図１Ａの支持構造４６の凹部６２の中に、ダイ２８の代わりに装着されることが可能であり、かように装着されると、ダイ２８と同じ様に、前述の粗い調整及び微調整を備えて機能する。図４Ｂ及び図４Ｃにて示されるように、図３Ａないし図５のダイ１２８が図１Ａの支持構造及びエアシリンダを組み合わされると、個々のピストン５０に係るプッシュロッド８２は、あり凹部の下のメインダイボデイ１２８ａの中の開口部１８２ａを介して下方に伸展し、ランド部分１６０の上方に対向する表面に対し図４Ａの矢印１８２により示されているように圧力をかける。
より詳しくは、ピン７６は、ピストンロッド５０の下方端部に常時装着された分岐した突起部７４ａを通過し、更にあり突起部７８を持ち上げるチョックの上方部分７４ｂを通過して伸展しチョックをピストンに固定する。コーティングポジションでは（図４Ｂ）、ピストンは下方に伸展し、あり部分はプッシュロッド８２の上端部に圧力を加え、ダイランド部分１６０上に力を加える。収縮ポジションでは（図４Ｃ）、コーティングヘッドが作業対象のストリップからピボットされて離れることができるようにするため、ピストンは持ち上げられ、あり部分７８は凹部１８０の傾斜する上部壁にダイ１２８を上方に引き上げさせる。そのとき、あり部分はプッシュロッド上部に離される。関連するチョック及びプッシュロッドと共に、複数のピストンがダイ１２８の横幅長に沿ってストリップ進行方向とは直交する方向に間隔を置いて複数位置に設けられ、そのうちの一つのピストンに関して一般例として、ピストン、チョック及びプッシュロッドの組み合わせが示されていることが図からわかる。
図４Ｄ及び図４Ｅ（ダイのコーティングポジションと収縮ポジションとをそれぞれ再び示す）に示される変更の形態では、あり部分７８を含むチョックは直線部分７８’を有するチョックに置きかえられ、該チョックは上方部分７４ｂから下に伸び、ダイ１２８’の頂部に形成されるソケット即ち耳部１８０’の孔を介して伸展する水平ピン７８”形状の横方向突起部を担持する。耳部の孔は以下の様に位置決めされ寸法採りされている。即ち、ピストンが下方に伸展すると、チョックはプッシュロッド８２に圧力を加えてダイランド部分１６０上に力を加え、ピン７８”と耳部１８０’との間には（図４Ｂのあり部分７８と凹部１８０との間と同様に）メインダイボディに対しランド部分の垂直方向の移動を許容するクリアランスが存在するよう形成されている。ピストンが持ち上げられると、プッシュロッドからチョックが離されて持ち上げられ、ピン７８”が耳部１８０’に係合してダイ１２８’を持ち上げる。
図３Ａ及び図３Ｂは、ダイ１２８の幅長に沿って異なるポイントでの断面図を表すものであるが、コーティング操業の間ポリマを溶融し続けるための、ダイのメインボディ内部の加熱要素１８４の配置をも示している。更に、図３Ａ及び図３Ｂは、（構造と機能において、図１Ａのダイ５２に対応する）固定式の下方ダイ１５２の好ましい形態の断面を示しており、ここでもまた、ポリマを溶融し続ける加熱要素１８６を含んでいる。ダイ１２８では加熱要素は、可撓性あるランド部分１６０を侵食することなく、即ち可撓性あるランド部分１６０の容量及び可撓性に影響することなく、必要分だけマニフォルドチャンバ及びスリットに接近して配置することができる。
図５は、ダイ１２８のスリットとコートハンガキャビティの平面を通る断面であり、ダイの長手方向寸法とコーティングされるストリップの幅との位置関係を示す。
本発明に係るコーティングヘッドのダイの変更の形態が、側面断面図及び部分正面断面図で、図６Ａ及び図６Ｂに示されている。この実施の形態では、上方ヘッドダイ２２８は、スリット２３４の上流側をマニフォルドチャンバ２３８によって画定するメインダイボディ２２８ａと、スリット２３４の下流側を画定しランド表面２３０ａを担持するランド部分２６０と、を含んでいる。該ランド表面２３０ａは、図１Ａ及び図１Ｂのランド表面３０ａそして図３Ａないし図５のランド表面１３０ａと、配置上、構造上及び機能上、対応するものである。ランド部分２６０は、図３Ａないし図５のランド部分１３０ａと同様に、上流側及び下流側の両方で支持され、ダイ幅長に沿って間隔が空けられた複数のエアシリンダ２４８のピストン２５０が作用する（図６Ｂ）。
図７及び図８は、本発明に係るコーティングラインとダイの更なる２つの実施の形態を示す。これらの実施の形態の各々は、図１Ａの固定式下方コーティングヘッド２２と関連付けられて示される。図７では、上方ヘッドダイ３２８は、ダイスリット３３４の上流側を画定する下方部分３２８ａと、スリットの下流側を画定しランド表面３３０ａを担持するランド部分３６０と、を含む。該ランド表面３３０ａは、図１Ａのランド表面３０ａに対応する。ダイ部分３２８ａは、コーティング材料の内部圧力と該部分に作用する各種力により発生する僅かな変形に対しては非常に堅固であり、ダイ部分３６０は（厚さが薄い部分３６０ａに関しては）、コーティングされるシートのゲージと平面度での数μｍの変動を吸収するため垂直方向（コーティングされるストリップ部材１０表面に垂直な方向）には撓み得るが、ストリップ表面に平行な方向には撓まないように設計されている。前記にて議論したエアシリンダ又は他の荷重付加手段は、矢印３５０により示されているようにダイ部分３６０に直接的に作用する。部分３２８ａと部分３６０とから構成されるダイボディ全体は、一側面にてベアリングにより支持されている。前記ベアリングは符号３６４にて概略示されるニードルベアリングなどのベアリングであり、垂直方向に（即ち、コーティングされるストリップ部材１０の表面に垂直な方向に）移動可能であるが、垂直移動範囲はダイ部分３６０がダイ部分３２８ａに対し垂直方向に撓み得る範囲よりも大きい。
同様に、図８のダイ４２８には、コーティングされるストリップ部材１０の表面に（平行ではなく）垂直な方向に僅かな程度に撓むことができる部分が設けられ、そのような部分にはエアシリンダが作用する（矢印４５０）。前記ダイは、上述の垂直方向に全体として移動し得るように、ニードルベアリング構造４６４等によっても支持されている。
本発明にかかるコーティングヘッドの更に別の実施の形態が、図９に示されている。この実施の形態では、ダイ５２８は、メインダイボディ５２８ａと、下方表面５３０と、スリット５３４と、そして鋭い下流エッジ５４２を備えたスリットの出口側にあるランド表面５３０ａと、を有する。前記ランド表面は、メインダイボディと一体に形成されたランド部分５６０に担持され、前記スリットの出口側リップを画定する。部分５６０は、薄くされた可撓性ある区域５６０ａを有することでリップを片持ち式にし、一方リップにより近接した領域５６０ｂはより堅固にして円滑にする効果を提供し、且つコーティング方向に平行な撓みを最小限にしている。エアシリンダは、矢印５５０が示すように、領域５６０ｂにて直接リップ上に荷重を加える。ダイ５２８は、図７及び図８の実施の形態の場合のように、ダイボディ全体の垂直方向移動を許容するベアリング（図示せず）によって固定された支持構造に担持される。
ダイ５２８は、ストリップの片側コーティング、両側コーティングのいずれにも利用することができるが、図９では片側コーティングラインにて示されている。下方コーティングヘッドの代わりに、片側コーティングラインは、ストリップ１０が周りに巻かれるロール５６２のような、ストリップをその下方側で支持する手段を含む。前記ロール５６２（矢印５６４により示される方向に回転し、ストリップを矢印１２’の方向に進める）は、スリット５３４の長手寸法方向に平行な軸を有し、ストリップ上のコーティングヘッドを支持する手段に対して固定されている。ロールの円筒表面は、スリット開口側に最接近して（且つ最直下にて）設置される。ランド表面５３０ａは、ストリップの進行方向１２’に向かって進行しつつよりロール表面に接近するように形成されかつ位置付けられる。
【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４ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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