【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热稳定涂布模具的设计方法和设备
本专利技术涉及涂布模具(coating die)领域，特别是涉及加热涂布模具的设计方法，所述模具能够在实际操作条件的操作温度下保持其涂布模唇(coating lip)的尺寸平坦度。
技术介绍
加热涂布模具通常用于涂布含有例如粘合剂和其它涂料(统称“涂料”)等物质的熔融聚合物。将这些涂料加入涂布模具，使它们在其整个宽度上分布。施压使涂料流体通过形成于模具上的加料缝隙(feedgap)。该缝隙的出口处被称为涂布模唇。在许多涂布应用中，模唇面(lip face)在模唇面处的基底(substrate)上形成膜。该膜形成区域被称为涂布带(coating bead)。为使最终涂层在涂布模唇(以及涂料)整个宽度上均匀，涂布模唇和基底需要形成平直的缝隙(假设在模具内的分布是均匀的)。对市面上可买到的加热涂布模具进行模唇面平坦度测定表明，其被加热时，模唇表面很不平坦。虽然冷却时涂布模唇可被打磨好于0.001″，但是被加热时模具的形态可弯曲许多英寸。这使其本身不适于坚固的涂布过程。处理弯曲形态的三种已知方法是：(1)通常使用与模具站(die stat...
【技术保护点】
一种设计热稳定涂布模具设备的方法，所述模具的Ｚ向模具宽度距离与Ｘ向模具距离之比、和／或Ｚ向模具宽度距离与Ｙ向模具距离之比大于２．５，而且具有稳态操作温度，所述模具设备包括：一个具有模具几何形状的模具，该模具几何形状包括处于Ｙ－Ｚ平面中的模唇面和处于Ｘ－Ｚ平面中垂直于这些模唇面的槽形开口；有源传热装置；温度和／或热流传感器，所述方法提供了平坦模唇面，所述方法包括：同时优化：模具几何形状、有源传热装置的放置、 温度或热流传感器的放置、以及操 作条件防护，所述优化使用了热传递和结构数字建模、和／或统计分...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-5-30 10/449,3081.一种设计热稳定涂布模具设备的方法，所述模具的Z向模具宽度距离与X向模具距离之比、和/或Z向模具宽度距离与Y向模具距离之比大于2.5，而且具有稳态操作温度，所述模具设备包括：一个具有模具几何形状的模具，该模具几何形状包括处于Y-Z平面中的模唇面和处于X-Z平面中垂直于这些模唇面的槽形开口；有源传热装置；温度和/或热流传感器，所述方法提供了平坦模唇面，所述方法包括：同时优化：模具几何形状、有源传热装置的放置、温度或热流传感器的放置、以及操作条件防护，所述优化使用了热传递和结构数字建模、和/或统计分析、和/或温度和/或热流、和/或空间和/或应变和/或应力测量技术，并且同时考虑了模具功能特征、与平坦度的最小可接受偏差有关的温度测量和控制精度的最小增量、与热结构材料性能有关的涂布模具构造材料、以及期望的涂布模具材料性能；其中所述优化包括：保持X-Z平面中的所述模唇面的弯曲平坦度的标称状态小于一个定义的平坦度偏差，而当涂布开始时，X-Z平面或Y-Z平面中的模唇平坦度偏差的大小的变化不大于一个定义的平坦度偏差；以及所述加热系统的平衡，以便对于各个平面上可预知的弯曲量和弯曲方向，使X-Z平面和/或Y-Z平面中的温度梯度最小化。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述Z向模具宽度距离与X向模具距离之比高达11，所述Z向模具宽度距离与Y向模具距离之比高达14，所述操作温度高达200℃，且所述构造材料是钢；以及其中所述优化包括：保持X-Z平面中模唇面的弯曲平坦度小于0.001″平坦度偏差，而当涂布开始时，X-Z平面或Y-Z平面中模唇平坦度偏差的大小变化不大于0.001″，并且能够以每1°F X-Z平面中特意引起的温度梯度0.0005″-0.003″的速率在X-Z平面中特意弯曲模具。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述优化进一步包括，保持Y-Z平面中弯曲平坦度小于0.004″平坦度偏差。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述优化进一步包括，保持所述槽形开口中的横宽温度偏差小于15°F，而且所述粘合温度为所述模具的标称温度或其10°F之内。5.根据权利要求2所述的方法，其中X-Z平面中的所述模唇面的弯曲平坦度被保持为小于0.0005″平坦度偏差，而当涂布开始时，X-Z平面或Y-Z平面中的模唇平坦度偏差的大小变化不大于0.0004″。6.根据权利要求3所述的方法，其中Y-Z平面中的弯曲平坦度被保持为小于0.002″平坦度偏差。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述槽形开口中的横宽温度偏差被保持为小于8°F，而且粘合温度在模具的标称温度或其2°F之内。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述操作条件包括模具绝缘、气流、以及所述加热系统对所述模具中流体存在与否的不敏感性。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述优化进一步包括，相对于模唇面，纵向地放置加热器，从而提供可控的加热，以控制和消除温度梯度。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述优化进一步包括，对相对于模唇面纵向地放置加热器进行定位，从而与横宽放置的加热器相互作用，以共同控制和最小化温度梯度。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述优化进一步包括，根据需要在加热区域中放置加热器，以最小化或消除局部温度梯度。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述优化进一步包括，隔绝模具设备，以减小或消除温度梯度。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述优化进一步包括，采用气流防护，从而由于从所述基底中剥离了一个气界层，而避免所述模具的前下部出现局部冷却。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述优化进一步包括，使用高精度温度传感器，以最小化温度测量的不准确性。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述优化进一步包括，可控地建立温度平衡，以控制所述弯曲状态。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述优化进一步包括，使用电加热器或流体例如油、水、蒸汽或其它能够促进传热的加热或冷却装置及机械器件。17.根据权利要求1所述的方法，其中所述优化进一步包括，简化模具几何形状，以去除引起热点和/或冷点的不需要的材料，以致所述模具上剩下的所有重要的结构性部分适于被加热和/或隔绝热损失，并且适于温度监测。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述优化进一步包括，在所述模具中放置加热器，以便均匀地控制所述整个模具的加热。19.根据权利要求18所述的方法，其中所述优化进一步包括，相对于所述模唇面纵向地放置加热器。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述优化进一步包括，在模具处放置温度传感器，其精确地指示出这些温度传感器所监测的加热器区域的温度状态。21.根据权利要求20所述的方法，其中所述温度传感器为电阻式温度检测器。22.根据权利要求17所述的方法，其中所述优化进一步包括，通过数值热传递模型计算来优化几何形状的简化以及加热器和温度传感器的位置，其中通过将温度结果映射到数值结构模型上来估计热变形，考虑工艺变化来运行所述热和结构模型。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述工艺变化包括流过所述模具的流体和/或处于所述模具周围的空气流。24.根据权利要求2所述的方法，其中所述操作条件包括模具绝缘、气流、以及所述加热系统对所述模具中流体存在与否的不敏感性。25.根据权利要求2所述的方法，其中所述优化进一步包括，相对于所述模唇面纵向地放置加热器，从而提供可控的加热，以便控制和消除温度梯度。26.根据权利要求25所述的方法，其中所述优化进一步包括，相对于所述模唇面纵向地放置加热器，以与横宽放置的加热器相互作用，从而共同控制和最小化温度梯度。27.根据权利要求2所述的方法，其中所述优化进一步包括，根据需要在加热区域中放置加热器，以最小化或消除局部温度梯度。28.根据权利要求2所述的方法，其中所述优化进一步包括，隔绝所述模具设备，以减小或消除温度梯度。29.根据权利要求2所述的方法，其中所述优化进一步包括，采用气流防护，从而由于从所述基底中剥离了一个气界层，而避免所述模具的前下部出现局部冷却。30.根据权利要求2所述的方法，其中所述优化进一步包括，使用高精度温度传感器，以最小化温度测量的不准确性。31.根据权利要求2所述的方法，其中所述优化进一步包括，可控地平衡模具温度，以控制所述弯曲状态。32.根据权利要求2所述的方法，其中所述优化进一步包括，使用电加热器或流体例如油、水、蒸汽或其它能够促进传热的加热或冷却装置及机械器件。33.根据权利要求2所述的方法，其中所述优化进一步包括，简化模具几何形状，以去除引起热点和/或冷点的不需要的材料，以致所述模具的所有重要的结构性部分适于被加热和/或隔绝热损失，并且适于温度监测。34.根据权利要求33所述的方法，其中所述优化进一步包括，在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：MJ怀亚特，EM彼德森，L萨特，
申请(专利权)人：艾利丹尼森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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