分开的横向流计量间隙和唇端间隙的制作方法

专利名称：分开的横向流计量间隙和唇端间隙的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种浇注流体或涂布流体于各种基板上所用的狭缝模
具(slot die )。
背景技术：
已知流体通过矩形计量间隙的容积流率(volumetric flow rate) 由流阻(flow resistance )反比例地决定，其中该流阻可由下列公式表 示
其中P为压力，ri为流体黏度(viscosity )， Q为容积流率，W为 与流体流出的主方向横切的流体通道的宽度，L为主流出方向的横向 计量通道的长度，H为横向计量通道间隙，以及Fp为几何形状因子。 由该公式可知容积流率响应流阻，且更受计量间隙的影响。
使用狭缝模具调控横向质量流分布时，一般将横向流计量通道(一 般称为前置(preland )通道)配置于横向流供应歧管及出口通道之间， 并且与横向流供应歧管相连通。该横向流计量通道根据上述公式的原 理通过界定横向流计量间隙及通道的间隙及间隙长度几何形状的组合 调节流阻而调控流体的横向流分布。依据处理目的，可使用一横向流 计量通道提供一大致均匀或不均匀的浇注或涂布厚度。
图l说明一常见的单腔式狭缝模具，其包括一模体垫片l用以配 合待处理的特定流体的加工性及用途而提供唇端间隙的选择，该模体 垫片置于两模体2、 3之间。狭缝模具流道包括一横向流供应歧管4， 一流量计量区5 (前置通道)及一出口通道，其中该流量计量区提供 一横向流计量间隙，该出口通道提供一计量功能，且其包括一出口孔 6 (唇端间隙)。计量通过唇端间隙的流体对特定的浇注或涂布处理十分重要；且因此必须依据需求选择及建立一适当的唇端间隙，其中该 需求包括须处理的特定流体及/或下游处理。最后，须选择一模体垫片 用以提供一预定的唇端间隙，且如上所述通常配置于两模体之间，并
且平行于X-Y-Z坐标系统的Z轴(对于X-Y-Z坐标系统的三个坐标， 请参考图5)。
没有模体垫片则该唇端间隙小于上述间隙(例如，与图2的狭缝 模具的唇端间隙相比较)。选择不同变化的预定唇端间隙可使用具有不 同厚度的模体垫片，且可相互适用。有一系列模体组装螺栓A (仅显 示一个)用以相互固定模体2、 3，并且延伸通过模体2中的机械间隙 孔C (仅显示一个)。可拆开该狭缝模具用另 一模体垫片取代一模体垫 片，用以对模体垫片提供通道，接着重新将模体相互组装。
不管为单腔式或多腔式狭缝模具，容积流率对计量间隙的过敏性 (hypersensitivity)在狭缝模具处理中改变，这由上述公式证明，因为 其与流阻成反比例。对于挤压热塑性树脂的装备可使用滑动式调节限 流闩来调节针量间隙，关于这点可参见美国专利第4,372,739， 4，695，236， 4,708,618， 5,066,435以及5，147，195号。机械间隙允许通 过穿过模体的螺栓使限流闩移动。
一般改变出口孔的宽度以适应不同产物宽度要求。由于模具出口 狭缝极接近浇注或涂布面， 一般在50-3000|im的范围，因此传统外部 定边装置不适用于狭缝浇注或涂布处理。因此，浇注流体或涂布流体 由一紧密接近的狭缝模具送至一浇注或涂布面。由于使用很小的计量 间隙，因此无适用于传统内部定边装置的狭缝模具，如美国专利第 5,451,357及5，505，609号所述。因此，在一狭缝模具中，可方便地将 一定边垫片(对于所述现有技术垫片请参考

图10及11 )配置于模体2、 3之间，代替模体垫片1 (参考图1)用以建立一预定唇端间隙(此时 该垫片作为模体垫片的一部分)及一预定出口孔宽度。
然而，参考图l的狭缝模具，使用模体垫片或一定边垫片建立一 预定唇端间隙有一问题，即，该垫片也同时改变流量计量区域5的横 向流计量间隙。由使用非常小的横向流计量间隙，并且导致容积流率过敏性中可理解到，在横向流计量间隙中任何改变都影响流体流量的
横向计量，其中该流体流量由计量区域5提供。不同的方法，如两区 段前置通道，例如美国专利第5,256,052号"coat-hanger shaped preland channel",已于图1的现有技术狭缝模具应用，但受制于容积 流率过敏性，当选择不同厚度的模体垫片或定边垫片建立不同的预定 唇端间隙时，无法有效地调节通过流量计量区5的横向流。
再者，在狭缝模具浇注或涂布处理中，与唇端间隙的变更无关， 可适应处理条件之改变，例如不同流率、不同流体勦度及其它处理目 的，调整横向流计量间隙。
现说明图2的狭缝模具，依现有技术将可装卸式唇端插片7装置 于模体2、 3以形成出口孔6。唇端插片一般可方便地装配或拔除。虽 然未在图2中显示，但应知道，在可装卸式唇端插片的面8与模体面 之间可插置唇端垫片，以建立唇端间隙。然而，在某种狭缝模具的应 用上会有在唇端插片及模体的接合处的出口通道的流通面发生阻断的 缺点。
现继续说明图2的徠缝模具，对于某种处理的应用使用一出口孔 时， 一唇端延伸超过其它唇端。由于利用组装螺栓A (仅显示一个) 将模体2， 3固定在一起，因此通常不能相互调节。然而松开组装螺栓 A则可使模体2、 3相互定位。为了互相定位，通常模体2形成适当大 小的螺栓间隙孔D(仅显示一个)，以供模体2、 3在Z轴的相对移动。 模体3具有垫衬结构B，在其与模体2的后壁R间可装卸地配置适当 厚度的垫衬垫片9。如上所述，该垫衬结构可为模体3的构成部分， 亦可为可装卸的。为了清楚起见，模体螺栓A显示于间隙孔D的后方 位置。
因此，仍需要一改良的狭缝模具及方法，而在无需改变其它流体 通道计量间隙的情况下，提供横向流计量间隙的调整。改良式狭缝模 具的优点为允许在不受唇端间隙改变的影响的情况下调整横向流计量 间隙同时允许在不受横向流计量间隙的影响的情况下，使用不同厚度 的模体垫片来选择不同的唇端间隙。有利的是，改良式狭缝模具亦允许在不受横向流计量间隙的影响的情况下，使用定边垫片(deckle shims)来选择不同的出口孔宽度或划分该流成为二或更多支流。

发明内容
本发明涉及一种狭缝模具，该狭缝模具具有一功能性解耦的横向 流计量间隙及唇端间隙。此新颖的狭缝模具可为单腔式或多腔式，且 可用以浇注流体或涂布流体于各种基板上。这些流体可为浆液、溶液、 流体中的微粒或胶体的悬浮物、乳胶、聚合物熔化物等等。狹缝模具 处理要件及流体性质具有一特性，即微小的计量间隙的改变会对横向 液流分布造成巨大的改变。本发明还涉及一种无需改变唇端间隙即可 调节狭缝模具的横向流计量间隙的方法。
本发明提供一种改良式狭缝模具，该改良式狭缝模具包括一流体 通道，其中该流体通道包含一横向流供应歧管， 一流量计量区，该流 量计量区包含一计量间隙用以提供通行流体的横向流计量，并且与该 横向流供应歧管流体连通，以及一出口通道，该出口通道包含该流体 通道的出口孔(唇端间隙)。本发明的改良式狭缝模具进一步包括一第 一模体， 一第二模体，及一第三模体，其中该第二模体具有一计量面， 而第三模体具有一对向的计量面，该对向的计量面与该第二模体的计 量面协同形成横向流量计量区。
不同于可调节的限流闩，模体通常为不可调节的。在改良式狭缝 模具的第 一或 一般状况中，模体不可相互定位同时该模体可利用主体 组装螺栓相互固定，且可实行流体处理。然而，在此改良式狭缝模具 的第二状况中，组装螺栓可被松开或取下，使模体得以互相定位。在 第二状况时，不能实行流体处理。经所需的定位之后，再将模体相互 固定。
在本发明的第一实施例中，当进行定位时，第二模体或第三模体 具有一移动轴，且由该移动轴界定X-Y-Z坐标系的Z轴。在此实施例 中，该横向流计量区的计量间隙可在不改变唇端间隙的情况下，利用 该第二模体或第三模体沿Z轴的移动进行调节。若有需要，该第二模 体或第三模体可独立地定位用以形成横向流计量间隙。该横向流计量间隙是预先决定的，并且可利用一垫衬垫片或一适
当厚度或长度的等效物件获得，用以在z轴方向对一可定位模体精确
定位。在另一方法或组合的方法中，移除该组装螺栓之后，该第二模
体或第三模体可改换，例如不同的z轴长度，或具有不同几何计量面
的模体。
依照本发明的第二实施例，狭缝模具在第一或正常状况时第二模 体是不可调节的。然而，狭缝模具在第二状况时，该第二模体是可定 位的，即将该狭缝模具适当地分解，包括拆除组装螺栓以利于接近
(access)至该第二模体及一或更多模体垫片。在该第二状况时，该第 二模体沿X-Y-Z坐标系统的Y轴具有一移动轴。在此实施例中，该横 向流计量区的计量间隙可在不改变唇端间隙的情况下，通过使该第二 模体沿Y轴移动而进行调节。
如上所述，该横向流计量间隙最好预先设定，但本实施例所示的 狭缝模具有利地含有至少 一模体垫片可用以调节横向流计量间隙。同 时该第二模体在Y轴方向的定位可通过改变模体垫片的位置来完成， 或若需要，可使用一组合的模体垫片。此外，若需要，亦可用组合的 模体垫片改变唇端间隙。移动至所定的位置后，重新组合该模体。
提供横向流计量间隙的流体计量区最好以对该Z轴约20°至160° 的范围的一角度a配置，该轴如本发明第一实施例中所说明，是可定 位模体的移动轴。最好该角度a对Z轴为约30。至60。的范围或约150° 至120。的范围。约45(的角度时，(可在液体流量、操作功能及机械设 计间提供最佳的平衡。
如上所述，本发明的狭缝模具包括一模体垫片。该模体垫片或组 合垫片可置于第二模体与该第 一模体之间，及/或该第二模体与该第三 模体之间。在本发明第一实施例中，当将狭缝模具利用组装螺栓相互
固定时，模体垫片不可调节，但松开该组装螺栓后，模体垫片即可定 位于Z轴方向。在本发明第一实施例中，若模体垫片可定位，则将其 移动定位于与可定位模体的定位一致的Z轴方向。为达到此目的狭缝 模具可进一步包括延伸通过该模体垫片的定位销或紧固件。本发明的狭缝模具最好包括一定边垫片。此定边垫片是与第一模
体相接触的配置。最好将定边垫片固定于z轴方向。
本发明第一或第二实施例并不互斥。相反的，第二实施例亦可使
用Z轴定位，同时第一实施例亦可使用Y轴定位。
为了唇端间隙的调节，本发明的狭缝模具可依处理需要包括具有 或不具有唇端垫片的可装卸唇端插片，或可调节唇片。松开组装螺栓 之后，若需将一唇端定位于另一唇端之后，则第一及第三模体可沿着 Z轴相互定位。
上述狭缝模体的出口通道可大致沿着Z轴延伸，同时通过该出口 通道的流体流基本沿Z轴的前方向。为了相互固定该模体，该组装螺 栓最好延伸通过该第 一模体而轴向地对准X-Y-Z坐标系统的Y轴。
本发明的额外优点和有利特征在于附图和说明书中，其一部分对 于本领域普通技术人员来说在阅读了附图和说明书后是显而易见的， 或者可以通过本发明实践而得知。在附图和说明书中，只示出和描述 了本发明的优选实施例(简单地通过示出执行本发明的最优模式)。应 当认识到，本发明可以是其它不同实施例，其多个细部可变化而不脱 离本发明。因此，附图和说明书是示例性的，而不是限制性的。 附图的简要说明
现在参考附图，其形成本发明的说明书的一部分，以图3开始， 示出了本发明的优选的狭缝模具。为清楚起见，在某些图中省略了某 些特征或在尺寸上进行了夸张。
图1为先前技术狭缝模具的剖面图，其包括一模体垫片，并且显 示一X-Y-Z坐标系统的Y轴及Z轴；
图2为不具有模体垫片的另一先前技术狭缝模具的剖面图，其包 括可装卸唇端插入片的选择组合，及一螺栓间隙孔(仅显示一个)以 及一定边垫片，该定边垫片用以将一唇端定位于其它唇端之外；
图3及4是本发明第一实施例的狭缝模具的沿中心线剖面图，其 包括一模体垫片及夸大的出口通道及螺栓间隙孔(只显示一个)，并且
该剖面图说明沿Z轴方向从后端位置模体的可选的移动，其相对于前端位置提供较大的预定横向流计量间隙，其中该前端位置提供较小的
预定横向流计量间隙；
图5为图3变化的狭缝模具的局部透视图，其包括沿中心线剖面 图，并说明模体使用多个可移动配置的垫衬垫片定位于z轴方向的前
方位置，并且显示该X-Y-Z坐标系统的三个坐标轴，及说明调整销及
间隙孔(仅显示一个调整销及间隙孔)的使用，用以使得模体垫片的
定位与该模体Z轴的移动相一致；
图6为图3另一变化的狭缝模具的沿中心线剖面图(间隙孔及调 整销于图5中显示，在此如于图3及4中未予显示)，其说明一横向流 计量区对Z轴以一钝角排列，并且模体使用可移动配置的垫衬垫片定 位于Z轴方向的前方位置，以及一整合型垫衬结构；
图7及图9为图5变化的狭缝模具的沿中心线剖面图，其包括一 代替模体垫片的定边垫片，并且说明在后端位置的模体于Z轴方向的 选择移动，且相较于前端位置提供较大的预定横向流计量间隙，其中 该前端位置使用垫衬垫片且提供较小的预定固定横向流计量间隙，以 及说明紧固件(仅显示一个)的使用以维持定边垫片的固定，及说明 间隙孔(仅显示一个)的使用以允许该Z轴模体的移动；
图8为图7及图9中狭缝模具的前端面的部分透视图IO为图9狭缝模具的简略透视图(末端板及其它某些细部未图 示)，其以虛线幻像显示上方模体，以及显示多个可移动的配置的垫衬 垫片，以供预定位于Z轴的前方方向，在图中并且进一步显示定边垫 片的细部；
图11为图7变化的狭缝模具且类似于图IO的透视图，其显示一 单一垫衬构件，以及一定边垫片，该定边垫片用以划分一液流成为二 支流以及
图12及图13是依据本发明第二实施例的狭缝模具的沿中心线剖 面图，其包括一模体垫片及一夸大的出口通道，并且依据模体垫片原 本的位置，说明沿着Y轴向上方选择一模体的移动提供较大的预定横 向流计量间隙，或沿着Y轴向下方提供较小的预定横向流计量间隙。
具体实施例方式
本发明提供一种改良的狭缝模具(slot die)及相关的方法。依据 本发明，流体由狭缝模具所处理，该流体可为浆液、溶液、微粒或胶 体悬浮液、乳胶、聚合物熔化物等等。这些流体包括载体(carrier): 例如丁酮、丙酮、甲基异丁酮及环己酮等酮类；二氯曱烷；曱醇、乙 醇、正丙醇、异丙醇及异丁醇等醇类；环己烷；醋酸盐、醋酸乙酯及
醋酸正丁酯等醋酸酯；乙二醇及丙烯乙二醇等二醇类；庚烷，二嗯烷， 甲苯，二甲苯，四氢呋喃及水。可用狭缝模具加工处理的有机或无机 组成物包括低分子量聚合物，均可使用本发明的狭缝模具加工处理。
本发明的狭缝模具及相关创新的方法能够不受唇端间隙改变的影 响地调整横向流计量间隙。狭缝模具处理程序中使用的计量间隙一般 具有一尺寸，使微量计量间隙的改变对该横向液流分布造成巨大的改 变。依据狭缝模具处理程序的需求及流体的属性规定，该横向流计量 间隙一般约为50nm-1000|im的范围，而该唇端间隙一般约为 50fxm-500|um的范围。
在说明书中，相对术语如"上"、"下"、"前"、"后"、"向上"、"向 后"等用于参考附图而有助于理解。
首先参照图3及图4说明本发明新颖狭缝模具的第一实施例。本 发明较优选的单腔狭缝模具10包括一上模体12、及一下模体14及一 模体16，其相互配合用以提供横向流计量区34的横向流计量间隙H (如图3所示)的选择。上述优选的狭缝模具IO更包括含有横向流计 量区34的一流体通道30，及一下游出口 40 (唇端间隙)。
模体12、 14、 16通常无法相互调节。这相当于狭缝模具10的第 一或正常状况，此时可实行流体处理。在第一状况时，模体12、 14、 16利用多个组装螺栓36(在图3及4中只显示一个)固定在一起。狭 缝模具10在笫二状况时，该组装螺栓完全松开，因而模体12、 14、 16可相互定位。在第二状况时无法实行流体处理。在所需的定位之后， 再将该模体固定一体用于流体处理程序。狭缝模具IO在第一状况时， 即模体12、 14、 16固定一体时，没有机械间隙可供相对定位，因此该模体12、 14、 16无法相互定位。因此在流体处理程序期间，模体16 不同于卩艮5危闩(restrictor bar )，作为支承构件(bearing member )而 作用。"支承构件，，一词在此意为一种支撑其它机件的一机械构件。
模体16在可定位时，其最好具有一相对移动轴，该相对移动轴形 成(界定)X-Y-Z坐标系统的Z轴(如图5及10中所示)，同时提供 横向流计量间隙H的选择。同样的，当下模体14可定位时，其具有 一相对移动轴，该相对移动轴形成X-Y-Z坐标系统的Z轴(模体14 的Z轴向移动未示于图中)，同时提供横向流计量间隙H的选择。当 模体16及下模体14均可定位时，可依需要使该模体16及下模体14 独立定位形成横向流计量间隙H。
最好，模体16具有一大致平坦的上表面26及一大致平坦的下表 面28，并且位于上才莫体12的平面18及下模体14的平面20之间。如 图所示，平面20可为下模体14的后侧挖除部分24。
该组装螺栓36延伸穿过模体12中的螺栓间隙孔37，及穿过模体 16中的螺栓间隙孔39 (图3中仅显示间隙孔37、 39之一)而柠入下 模体14中。若是狭缝模具备有模体垫片(body shim) 90,该组装螺 栓则延伸穿透该模体垫片的组装螺栓间隙孔38。如图3及4所示，Z 轴定位模体16及模体垫片90的螺栓间隙孔39、38设计为适当的大小 以便模体16及/或14的Z轴移动，用于形成横向流计量间隙H，以供 模体垫片适当的Z轴移动。为了帮助理解，将间隙孔39、 38相对于 螺栓间隙孔37以夸张的尺寸表示。为了使图清楚，将这些特征从图5、 6及图8-11中删除。
图3所示组装螺栓36位于间隙孔38、 39的前侧位置，而图4所 示组装螺栓36位于间隙孔38、 39的后侧位置。使模体16向Z轴前 方定位或使下模体14向Z轴后方定位以选择比图3所示间隙H小的 横向流计量间隙，便可导致该组装螺栓36定位于模体16的间隙孔39 的后侧位置。在图4中，使模体16向Z轴前方定位亦可使该模体垫 片90向Z轴前方定位，因此导致组装螺栓36位于模体垫片间隙扎38 的后侧位置。流体通道30含有 一歧管32供流体横向流过其宽度(即沿X-Y-Z 系统的X轴)； 一流量计量区34用以提供横向流计量间隙H,此间隙 与歧管32流体连通以调控通过其宽度的流体质量(fluid mass)的累 增(incremental)横向分布及一出口通道42,其包括最后出口 40 (唇端间隙)，即该流体通道的出口孔。该出口通道提供流量限制功能。 流体通道30中的两个较长箭头表示流体穿过狭缝模具10的流动方向， 包4舌流体流出的方向。
如图所示，可利用模体12、 14的相对面18、 22提供出口通道及 唇端间隙。如希望，参照图2所作的说明，可依加工处理的需要在本 发明的狭缝模具上可装卸的装设唇端插入片并可包括唇端垫片，以设 定唇端间隙。此外，该唇端间隙亦可利用传统调节装置的一可调节唇 端提供。狭缝模具IO在第二状况时，如果有需要将一唇端置于另一唇 端之外(除了在先前技术图2以外，其余未显示)，则模体12、 14需 能沿着Z轴相互地定位。
如图，尤其图3所示，模体16具有一计量面50，该计量面50与 其对向的下模体14的计量面52协同形成横向流计量区34及提供横向 流计量间隙H。又如图4所示，该计量区34在主要流出方向具有长度 L。如图所示，长度L可小于计量面50的长度。另外，如图6所示， 流量计量区34可具有与计量面50大致相同的长度。在任何情况下， 流量计量区34终止于出口通道42。
如图3、4及6所示，计量面50及对向的计量面52可为大致平面。 然而，本发明的横向流计量区的计量面的几何形状可依流体流的需求 及处理的目的决定。例如，如图5所示的狭缝模具10的变化及图7 至11中所示的图5中狭缝模具10的变化，后面将详述该横向流计量 区可包括一主要计量区及一第二计量区，该第二计量区比该主要计量 区具有较大的横向流计量间隙。
为简明起见，图5至11中所示的狭缝模具10的变形体，其所用 代号与图3中狭缝模具IO所示代号相同且代表相同的部分。同样，有 关狭缝模具的第二实施例图12至13中所用代号与图3及7中的狭缝模具IO所用代号相同且代表相同部分。
为了说明图3所示狭缝模具不同于图4所示狭缝模具，使用不同 的垫衬结构(backing structure ) 60、 61。在简化的图5中显示图3、 4及6中某些结构细部已被删除例如多个调整销中的一个调整销91、 模体12中多个间隙孔中的一个间隙孔92，及模体垫片卯中多个孔隙 中的一个孔隙93。
依据本发明第一实施例，最好是松开组装螺栓后，使模体16的计 量面50对其对向的模体14的计量面52在Z轴方向精确地选择位置， 以调节横向流计量间隙H(如图3及6所示)。另一方法或合并的方法 是使下模体14及其计量面52对模体16沿着Z轴定位，以选择横向 流计量间隙H。依此方法调节横向流计量间隙的优点为不改变唇端间 隙。
依需要选择横向流计量区(或通道)34的长度L以容纳所要的液 体流处理物件(objectives )。配合所选择的长度L，对Z轴以一适当 的角度oc配设流量计量区34，在本发明第一实施例中，该Z轴是模体 16及模体14的移动轴。可依流体处理物件4吏用任何适当的角度oc。如 图3所示角度a可为一锐角、直角(未示出)或如图6所示角度a可为 一钝角。流量计量区34最好相对Z轴以约20°至160。的角度a配置。
关于模体16或14的Z轴向定位，与a角度60。或120°相比，a角 度30。或150。可提供较精准的横向流计量间隙调节及模体16较长的前 端面，以及一较长的计量区长度。然而，关于模体16的Y轴向定位 (后面参照图12及13详述)，与a角度30°或150°相比，a角度60。或 120。可提供较精准的横向流计量间隙调节。角度a最好在约30。至60° 或约150°至120。范围内。角度a需适当地选择以提供流体流量处理要 求、机械设计整体性及狭缝模具的功能的最适当的平衡。
关于模体16或14的Z轴向定位，模体16或模体14的Z轴每移 动一1.0单位，45。的锐角((如图3所示)或135。的钝角a (如图6所 示)可以用0.7单位进行横向流计量间隙的调节。当角度a由其约 40°-50。及约140°-130。的角度范围选取时，通常可在调节正确度及流量计量区34的计量区长度间提供一良好的平衡。角度a约为45°时通常 可在流体流量处理目的、操作条件及机械设计要求间提供最佳的平衡。
图5及7-11显示模体16的计量面50的另一几何形状，尤其图8。 另一计量面51提供两段以长度L'所示的流量计量区34(如图8所示)。 如图7、 8及10所示，该两段流量计量区34包括一具有间隙M的第 一计量段82 (如图7所示)及一具有间隙N的第二计量段86 (如图 IO所示)。间隙M与第二计量段的间隙相比是较小的计量间隙，而且 是主要流量限制间隙。流量计量区34的端至端的长度L'为固定的， 且该两段82、 86的长度可相互倒反。上述两段是在计量面51上形成 一隆起面80及一凹陷面84而提供的长度L'的区段。于该两面80、 84 之间设有一转换面88。有关两段流量计量的细节揭示于美国专利第 5,256,052中，其相关部分并入本发明书中供作参考。
如图示说明，隆起面80可为大致三角形状。面80、 84可为大致 平面、沿着X轴的大致拱形，或沿着X轴具有与流体处理目标或需求 相合的任何适当计量面形状。若有需要，可由模体14的计量面52界 定一多段横向流计量区。
再说明模体16或14的Z轴向定位及角度a的选择，适当地将角 度a设定为明显地小于约45。(例如约30。)时可比约45。角度a时提供 额外的前端面长度，这有益于流体流量需求。此外，因为计量区的长 度亦取决于模体16的厚度(即Y轴向的尺寸)，即较大的厚度可提供 较长的计量区长度，角度a约45。且模体16具有较大的厚度时可提供 最佳的设计平衡，因此模体的厚度也需列入考虑。
本发明的狭缝模具可包括多种垫衬结构，数种垫衬结构以代号 60、 61、 62示于图中。如图3及7所示，可装卸地装设的垫衬结构60 设有可供模体16选择地配置于Z轴后方向位置的挖除(凹陷)区64， 且使流量计量区34形成一预定横向流计量间隙H (如图3所示)，或 一较大的预定横向流计量间隙M (如图7所示)。又如图6所示，垫 衬结构62结合于模体14且形成有一垫衬面65。再如图4所示，可装 卸地装设的垫衬结构61含有沿Z轴向前端延伸而供模体16沿Z轴前方向选择地配置的一壁部66，且使流量计量区34形成另一较小的预 定横向流计量计间隙。上述挖除区64、垫衬面65及壁部66可大致呈 平面。此外，如图IO所示，垫衬结构具有与沿Z轴配置的模体大致 同宽度的宽度。
垫衬结构60或61可通过紧固件(未显示)可装卸地装设于模体 14的后壁56，或模体12的后壁58 (图中未显示装设于模体12的后 壁58)。另外，垫衬结构亦可与模体12成一体。不管垫衬结构的装设 位置，模体16及/或14的Z轴向定位使定位计量面50、 52互相定位 在不受唇端出口间隙的影响下提供一横向流计量区34的间隙H。
可依需要选用沿着Z轴具有适当深浅度的挖除区的垫衬结构，亦 可选用沿着2轴具有适当长度的前端延伸壁部的垫衬结构。若需要， 该垫衬结构的作用面可不具有挖除区或前端延伸壁部。
为了模体16及/或14的Z轴定位(参照图6及11)，以及为了使 流量计量区34具备比没有垫片时小的一设定横向流计量间隙，可选择 大致均匀厚度的垫衬片(backing shim ) 68与具有挖除部或背垫面的 背垫结构组合使用，以替代具有前端延伸壁部的背衬结构。如图11 所示，衬片68可具有与要沿Z轴定位的模体的宽度大致相同的宽度。
另外，如图5及10所示，多个相同厚度的垫衬片68可通过要沿 着Z轴配置的模体的宽度而隔开。可使用比上述多或少数的垫衬片， 亦可配置于与上述不同的位置。
依据流体处理目的或需要，本发明的狭缝模具的模体16可通过使 用大致中心位置的较厚的垫衬片及较薄的垫片的组合配置于模体的端 部使其(即模体)受弯曲，导致计量面50沿着X轴呈拱形，或若需 要可使模体16受另一位置定位的垫衬片的作用沿着计量面50的X轴 产生另一拱形形状。又在其它位置配置多个不同厚度的垫片亦可沿着 X轴改变计量面的形状，使其与流体处理目的或要求一致。依据本发 明可设计或调节狭缝模具的横向流计量区34，提供预定的均匀或非均 匀的浇注或涂覆厚度。
在图中，垫衬片68显示由垫衬向上延伸而由狭缝模具的后壁向外弯曲。但这两特征均非必需。
如图3-5、 7及9-11的狭缝模具10所示，可通过模体16或模体 14的Z轴向定位调节横向流计量间隙，此Z轴向定位通常可通过中 断通过狭缝模具的流体流及随后松开组装螺栓36 (其中一个螺栓示于 图3、 4及7中，否则如前所述，为清楚起见不图示螺栓36)而方便 的实行。如前所述，在狭缝模具10的第二状况时，该组装螺栓被松开， 使模体16、 14可选择地互相定位。如先前技术中，为使模体16、 14 互相定位，通常是不需要从模体16移除组装螺栓。如先前所说明，在 第二状况时，不能进行流体处理。
在松开组装螺栓之前或之后，可松开或移除垫衬构件扣具(未显 示)。此步骤之后，接着可例如适当地移除任何现有的垫衬片68或垫 村构件61;并插入或替补不同适当厚度的垫衬片68;或沿着Z轴装 上不同宽度的垫衬构件61。垫衬构件锁紧之后，通过组装螺栓将该狭 缝模具固定一体。如先前所述，这相当于狭缝模具IO的第一或正常状 况，可实行流体处理。在此之后，恢复流体流通过狭缝模具。
另一或合并的方法，移除组装螺栓之后，模体14或16可改用不 同的模体，例如具有不同计量面及/或沿着Z轴具有不同宽度的模体。 如先前所述，在狭缝模具10的第二状况时，由于组装螺栓充分的松开， 允许改变模体12、 14、 16的相关Z轴向定位。
因此，通过使用具有或不具有一垫衬片或多个垫衬片的垫衬结构， 在第一实施例中可获得一预定横向流计量间隙，即利用模体16由后端 位置至前端位置的Z轴向移动或模体14由前端位置至后端位置的Z 轴向移动获得正增加量调节，或利用模体16由前端位置至后端位置的 Z轴向移动或模体14由后端位置至前端位置的Z轴向移动获得负增 加量调节。
再说明图3-6所示本发明第一实施例，本发明的狭缝模具包括一 模体垫片90，通过使用不同厚度的模体垫片可实行唇端间隙的选择， 不受横向流计量间隙变化的影响。在狭缝模具的第一状况中，模体12、 14、 16及模体垫片90利用组装螺栓固定在一起，同时模休垫片90是不可调节的，与承载(load bearing)模体16接触地配置。该模体垫 片可配置于模体12及模体16之间。在狭缝模具的第二状况中，模体 垫片90是可定位的，并且最好可通过与模体16的Z轴向定位相一致 的移动而沿Z轴定位。
如图5所示，为使模体垫片90的Z轴向定位与模体16的Z轴向 定位相一致，可使调整销91 (仅显示一个)由模体16通过模体垫片 中的适当间隙孔93(只显示一个)延伸进入模体12中的接收孔92(只 显示一个)中。如上述，接收孔92最好是具有适当尺寸以提供供定位 销移动的空隙(clearance),该空隙与模体16的Z轴定位相一致。为 此目的，虽然图中未显示，多个定位销及对应的模体垫片孔以及模体 12的承接孔(或空隙孔)可沿着X轴延伸。该空隙孔的形状不管为圆 形、矩形、正方形或其它形状皆不重要。
另一方法，紧固件(fastener)可延伸通过模体垫片，并且拧入模 体16将模体垫片固定于模体16。在此场合，为使紧固件头在与模体 16的Z轴向定位相一致的Z轴方向移动，模体12可形成相似于图5 的空隙孔。
再说明图7及9-11,本发明的狭缝模具可包括一定边垫片(deckle shim )，使用不同厚度的该定边垫片选择唇端间隙且不受横向流计量间 隙改变的影响而选择出口孔宽度或划分流出液流(outflowing stream ) 成为二或更多支流。由图10及11可了解，定边垫片70、 72分别含有 至少一支柱(leg) 74、 76，该支柱伸延至出口孔。
定边垫片通常平行于Z轴配置，在狭缝模具的第一状况时，模体 12、 14、 16及定边垫片利用组装螺栓固定一体。该定边垫片与模体12 接触配置。该定边塾片可部分配置于模体12及模体16之间，而部分 配置于模体12及14之间，用以建立一预定唇端间隙(此时其部分作 为模体垫片)及一预定计量孔宽度。
狭缝模具在第二状况时，定边垫片可相对模体12保持固定。如图
7及9-ll及模体16所示，为使定边垫片相对模体12保持固定，可利 用紧固件95 (仅于图7及图9中显示)固定定边塾片于模体12上，其中该紧固件具有头部(head) 96 (仅于图7及图9中显示一个)，该 头部延伸进入模体16中的空隙孔97 (仅于图7及图9中显示一个)。 如前所述，该模体16的空隙孔具有适当的大小，用以在不受紧固件头 的干涉下提供用于模体16的Z轴向定位的间隙。该紧固件延伸通过 定边垫片中的间隙孔98 (于图7及图9中仅显示一个)，并柠入模体 12中。为此目的，如图10及11所示，多个紧固件及其对应的定边垫 片孔及^t体16空隙孔可沿着X轴延伸。该空隙孔97的形状不管为圆 形、矩形、正方形或其它形状皆不重要。示例的定边垫片有图7、 9及10所示的定边垫片70，及图11所 示的定边垫片72。如图11所示，定边垫片通常指一种耙状的定边， 其可进一步包括至少一支柱78，用以划分流体输出流成为二或更多的 支流。耙状定边使用于涂布上，例如条紋涂布。若需要亦可选择其它 构造的定边垫片。图10的狭缝模具不同于图11的狭缝模具，使用多 个塾衬塾片4戈替单一塾衬垫片。现说明本发明第二实施例，特别是图12及13所示的狭缝模具。 狭缝模具110包括模体垫片90或90'，其可为相同的厚度。如前所述， 为了简化说明，在图12及13中相同的代号代表与图3及7的狭缝模 具IO相同的部分。狭缝模具110包括组装螺栓36 (在每一图中显示 一个)、模体12的组装螺栓间隙孔37 (在每一图中显示一个)、垫片 90或90'的组装螺栓间隙孔38 (在每一图中显示一个)，以及模体16 的组装螺栓间隙孔39 (在每一图中显示一个)。如同第一实施例，才莫体12、 14、 16—般不可相互调节。此相当于 狭缝模具110的第一或正常状况，并且可实行流体处理。在第一状况 中，模体12、 14、 16及模体垫片90或90'利用串接的组装螺栓相互 固定，并且在模体12及模体垫片90之间，或模体14的后方部分24 及模体垫片90(之间，或模体16及模体垫片90或90'之间没有机械间 隙，导致模体12、 14、 16及模体垫片90或卯'无法相互定位。特别 是模体16不可调节，且模体垫片90或9(K与承载模体16呈结构接触 的配置。模体塾片可配置于模体12及模体16之间(图12)，或模体16及模体14之间(图13)。当模体垫片90或9(T具有相同的厚度时， 在每一位置提供相同的预定唇端间隙，结果无需改变唇端间隙即可改 变横向流计量间隙。在狭缝模具的第二实施例的第二状况时，拆开该狭缝模具即可接 近一或更多模体垫片及模体16。该拆开包括拆下组装螺栓而选择地沿 着Y轴移动模体16至可提供一预定横向流计量间隙的位置。在此第 二状况时不能实行流体处理。沿着Y轴由一位置移动模体16至另一位置可能牵涉到模体垫片 位置的改变。例如，如图12及13所示，当角度a为锐角时，将模体 垫片由模体12及模体16之间的位置(如图12所示)改变至模体16 及模体14之间的位置(如图13所示)时需沿着Y轴向上移动模体16 及增加横向流计量区34的计量间隙H(如图12所示)。结果相当于流 量计量区34的长度的长度L (如图13所示)减小。相反的，反转模 体垫片的位置沿着Y轴向下移动模体16，则减小横向流计量区34的 计量间隙H。另外，当角度a为钝角时(除了图6以外，其余图均未显示钝角)， 将模体垫片由模体12及模体16之间的位置改变至模体16及模体14 之间的位置可减小横向流计量区的计量间隙。相反的，当oc为钝角时 反转模体垫片位置则可增大横向流计量区的计量间隙。因此，图12及13显示第二实施例，通过决定计量面50、 52的相 互位置可选择计量间隙H。然而，计量面50、 52的相互位置由Y轴 定位所提供。由图12及13的模体16的间隙孔39中的模体螺栓36 的相同中心位置所示，模体16可在无需移动任何Z轴组件的情况下 将模体16定位于Y轴方向。在第一及第二实施例中，该出口通道大致沿着Z轴延伸，同时通 过出口通道的流体流朝向Z轴前方方向。图12及13中，该出口通道 分别由模体12、 14的曲线壁44、 46形成其一部分。在图12所示的狭 缝模具中，其曲线壁44、 46由相当接近横向流计量区34开始形成， 然而在图13所示的狭缝模具中，其出口通道42由平面壁18:22开始，然后在远离横向流计量区34的位置转变为曲线壁44、 46。然而，本 发明不必一定限定使用大致沿着Z轴延伸的出口通道。相反地，该出 口通道可依所要或适合的方位配置。在第一及第二实施例中，为了相互固定模体12、 14、 16成一体， 组装螺栓36可延伸穿过模体12及中间位置的模体16而固定于模体 14中，同时可以X-Y-Z坐标系统的Y轴沿轴向排列。Y轴向排列对 功能有益。本发明的第二及第二实施例并不相互排斥。相反的，第二实施例 亦可使用Z轴定位，而第一实施例亦可使用Y轴定位。例如，再次参 考图12及13，模体16可有利地设有多个组装螺栓间隙孔39 (图12 及13中仅显示一个)，且图12的狭缝模具的模体垫片90可有利地包 括多个螺栓间隙孔38 (仅显示一个)，这些孔对模体16及/或模体14 的Z轴定位及模体垫片90的Z轴移动提供适当大小的孔隙。在本发 明第一实施例中所述的垫衬结构，不管具有或不具有垫片或类似物， 皆可有利地用于Z轴向定位。为了移动模体垫片90与模体16的Z轴向定位一致，可使用延伸 穿过模体垫片的调整销或紧固件。关于这点，当模体垫片卯配置于模 体12及模体16之间时，可参考图5的说明，如图12所示。当模体垫 片90'配置于模体16及模体14之间时如图13所示，模体垫片90'可 使用多个紧固件95(仅显示一个)固定于模体14，该紧固件具有头部 96 (仅显示一个)而该头部延伸进入模体16的多个间隙孔97 (仅显 示一个)中。间隙孔97具有适当的大小，用以在不受紧固件头的干涉 范围内提供模体16的Z轴向移动。该紧固件延伸通过模体垫片中的 多个间隙孔98 (仅显示一个)，并且柠入模体14中。相同的，当狭缝模具10包括模体垫片卯时，本发明第一实施例 的可Z轴定位的模体亦可提供Y轴向定位。同时狭缝模具10拆开后 (包括拆除组装螺栓)，可接近可定位的模体16及模体垫片90，通过 将模体垫片由模体12及模体16之间的位置改变至模体16及模体14 之间的位置，无需改变唇端间隙即可完成Y轴定位。可使用厚度较薄但并起来具有大致与模体垫片90厚度相同的两 个模体垫片，将其中一个模体垫片置于模体12， 16之间，及将第二模 体垫片置于模体14、 16之间。依此方法，横向流计量间隙可具有较小 的改变，且不改变唇端间隙。若需要改变唇端间隙，该组合的模体垫 片厚度可超过模体垫片90的厚度。本发明范围内的其它变化对本领域 技术人员来说是显而易知的技术。依本发明的技术，可独立于其它流体通道计量间隙的改变而完成 横向流计量间隙的调节。在狭缝模具式浇注或涂布(Slot die Coating) 处理中，由于可在无需改变或修改唇端间隙的情况下调节横向流计量 间隙，因此极能适应处理状况的改变，例如不同的流量速率、不同的 流体黏性及不同的处理目的。另外，本发明的狭缝模具的优点为可在 无需改变横向流计量间隙的情况下，利用模体垫片或其它物件选择不 同的唇端间隙。又依本发明的狭缝模具可在无需改变横向流计量间隙 的情况下，选择不同的出口孔宽度或利用定边垫片划分一流出液流成 为二或更多支流。上面已对本发明的各种实施方式加以说明。然而，显而易见的， 上述实施例经过变动、修改及/或组合，仍可达到本发明的目的及益处。 有关本发明范围已界定于权利要求中，其应涵盖与依本发明精神及所 揭示的技术内容所作的任何变动及修改。
权利要求
1. 一种狭缝模具，包括一流动通道，该流动通道包含一横向流供应歧管，一流量计量区，该流量计量区提供一横向流计量间隙，且与该横向流供应歧管及一出口通道流体连通，其中该出口通道包含一出口孔，该出口孔提供该流动通道的最后间隙；一第一模体，一第二模体及一第三模体，其中该第二模体具有一计量面，而该第三模体具有一相对的计量面，该计量面与该第二模体的计量面配合而形成该流量计量区；其中在该狭缝模具的第一状况时，该第二模体及该第三模体不可调节，但在该狭缝模具的第二状况时，该第二模体及该第三模体可定位而且每一模体具有形成X-Y-Z坐标系统的Z轴的一移动轴，同时该流量计量区的横向流计量间隙不受出口孔间隙变化的影响，可通过沿该Z轴移动至少一个可定位的模体而进行调整。
2. 如权利要求l所述的狭缝模具，进一步含有多个组装固定件， 其中在狭缝模具的该第一状况时，该多个组装固定件将该第一模体、 该第二模体及该第三模体固定成一体。
3. 如权利要求1所述的狭缝模具，进一步包括一模体垫片。
4. 如权利要求3所述的狭缝模具，其中在该狭缝模具的第一状况 时，该模体垫片不可调节而是适当地与该第二模体接触配置，但在该 狭缝模具的第二状况时，该模体垫片可沿Z轴方向定位，该Z轴方向 与第二可定位模体或第三可定位模体的Z轴向移动相一致。
5. 如权利要求l所述的狭缝模具，进一步包括一定边垫片，该定 边垫片包含至少一个延伸至该出口孔的支柱。
6. 如权利要求5所述的狭缝模具，其中该定边垫片适当地与该第 一模体接触配置，且在该狭缝模具的第二状况时，与该第二可定位模 体或第三可定位模体的Z轴向移动无关地维持固定。
7. 如权利要求1所述的狭缝模具，其中该流量计量区包含第一计 量区及第二计量区，该第二计量区比该第一计量区提供较大的横向流 计量间隙。
8. 如权利要求1所述的狭缝模具，其中该流量计量区相对该Z 轴以选自适当锐角、直角及适当钝角的一角度oc配置。
9. 如权利要求8所述的狭缝模具，其中该角度a相对于所述Z轴 从约30。-60。范围，及约150。-120°范围中选择。
10. 如权利要求1所述的狭缝模具，其中在该狭缝模具的该第二 状况时，该第二模体为一支承构件。
11. 如权利要求2所述的狭缝模具，其中该多个组装固定件与该 X-Y-Z坐标系统的Y轴轴向对齐，且其中该出口通道大致沿着该Z轴 延伸。
12. 如权利要求1所述的狭缝模具，进一步包括一垫衬结构及至 少一个具有选择厚度且置于该垫村结构的作用面及该第二模体的后壁 之间的可移动的垫衬片。
13. 如权利要求1所述的狭缝模具，进一步包括一垫衬结构，其 中该垫衬结构包含一作用面，该作用面向前沿Z轴方向延伸至一选择 的长度，使该横向流计量间隙具有预定尺寸。
14. 如权利要求5所述的狭缝模具，进一步包括多个紧固件，该 多个紧固件延伸通过该定边垫片，并且将该定边垫片固定于该第一模 体，其中该第二模体具有多个空隙孔，用以防止该多个紧固件干扰该 第二模体的Z轴向移动。
15. —种狭缝模具，包括 一流动通道，该流动通道包含一横向 流供应歧管， 一流量计量区，该流量计量区提供一横向流计量间隙， 且与该横向流供应歧管及一出口通道流体连通，其中该出口通道包含 一出口孔，该出口孔提供该流动通道的最后间隙； 一第一模体、 一第 二模体及一第三模体，其中该第二模体具有一计量面，而该第三模体 具有一相对的计量面，其与该第二模体的计量面配合形成该流量计量 区；以及至少一模体垫片；其中在狭缝模具在第一状况时，该第二模体垫片不可调节，但在 该狭缝模具的第二状况时，该第二模体可定位，且具有形成X-Y-Z坐 标系统的Y轴的一移动釉，同时该流量计量区的横向流计量间隙可通过该第二可定位模体沿着Y轴的移动而进行调整。
16. 如权利要求15所述的狭缝模具，进一步含有多个组装固定件， 其中在狭缝模具的该第一状况时，该多个组装固定件将该第一模体、 该第二模体及该第三模体固定成一体。
17. 如权利要求16所述的狭缝模具，其中该多个组装固定件与该 X-Y-Z坐标系统的Y轴轴向对齐，且其中该出口通道大致沿着该Z轴 延伸。
18. 如权利要求15所述的狭缝模具，其中该第二模体沿该Y轴 的移动通过改变模体垫片的位置，即从与该第一模体接触的第一位置 改变至与该第三模体接触的笫二位置，或从该第二位置改变至该第一 位置而实行。
19. 如权利要求15所述的狭缝模具，其中该流量计量区包含第一 计量区及第二计量区，该第二计量区比该第一计量区提供较大的横向 流计量间隙。
20. 如权利要求15所述的狹缝模具，其中该流量计量区相对该Z 轴以选自适当锐角、直角及适当钝角的一角度a配置。
21. 如权利要求15所述的狭缝模具，其中在该狭缝模具的该第一 状况时，该第二模体为一支承构件。
22. 如权利要求15所述的狭缝模具，进一步包括一定边垫片，该 定边垫片大致相对该Y轴垂直配置，且具有延伸至该出口孔的至少一 支柱。
23. —种调节权利要求1所述的狭缝模具的横向流计量间隙的方 法，其中该狭缝模具进一步包括多个组装固定件，且在该狭缝模具的 第一状况时，用该多个组装固定件将该第一模体、第二模体及第三模 体固定一体，该方法包括松开该多个组装固定件，然后由该第二模体及该第三 模体选择至少一个可定位模体并使其沿Z轴移动至所需的位置，接着 锁紧所述多个组装固定件，将该第一模体、第二模体及第三模体固定 一体。
24. —种调节权利要求15所述的狭缝模具的横向流计量间隙的方 法，其中该狭缝模具进一步包括多个组装固定件，且在该狭缝模具的 第一状况时，用该多个组装固定件将该第一模体、第二模体及第三模 体固定一体，该方法包括充分地拆除该多个组装固定件，使可接近该 第二模体及该至少一模体垫片，随后沿着Y轴选择地移动该第二模体 至所需的位置，接着重新组合该狭缝模具，包括锁紧该多个组装固定 件。
25. 如权利要求24所述的方法，其中所述沿着Y轴选择地移动 该第二模体至所需的位置包括改变模体垫片的位置，即从与该第一模 体接触的第一位置改变至与该第三模体接触的第二位置，或从该第二 位置改变至该第一位置。
26. 如权利要求25所述的方法，其中该至少一个模体垫片是一笫 一模体垫片；且所述改变模体垫片的位置包括由该第一位置移除该第 一模体垫片及插入一第二模体垫片至该第二位置，或由该第二位置移 除该第 一模体垫片及插入该第二模体垫片至该第 一位置。
27. 如权利要求26所述的方法，其中该第一模体垫片及该第二模 体垫片具有相同的厚度。
全文摘要
本发明提供一种狭缝模具，该狭缝模具包括一流动通道，该流体通道包含一横向流供应歧管，一流量计量区，该流量计量区提供一横向流计量间隙及一出口通道，其中该出口通道包含一出口孔。依据本发明，在不受间隙或出口孔宽度改变的影响的情况下，可使用一或多个通常不可调节的模体来选择一横向流计量间隙。
文档编号B05C5/02GK101298070SQ20081009495
公开日2008年11月5日 申请日期2008年4月30日 优先权日2007年5月3日
发明者P·F·克洛恩 申请人:克洛恩公司