(57)【要約】【課題】装置のベルト幅に関係無く、高い板厚精度の板状重合物を製造する装置および方法を提供する。【解決手段】相対するベルト面が同方向へ同一速度で走行する２個のエンドレスベルト１，１’の相対するベルト面と、それらの両側辺部にあるベルト面で挟まれたガスケット７とで囲まれた空間に、一端より重合性原料を供給し、加熱ゾーン内でベルトの走行と共に固化させ、他端より板状重合物を取り出す装置において、エンドレスベルト１，１’の加熱ゾーン内ベルト面保持機構として、上ロール４と下ロール４’からなり、それぞれの軸がベルト走行方向と直交する上下ロール対４，４’がベルト走行方向に沿って複数配設され、上下ロール対４，４’のロール胴部外径Ｄが１００ｍｍ〜５００ｍｍであるベルト式連続製板装置；およびこの装置を用いた板状重合物の製造方法。【選択図】      図１
2004188707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対するベルト面が同方向へ同一速度で走行するように配設された２個のエンドレスベルトの相対するベルト面と、それらの両側辺部にあるベルト面で挟まれた状態で走行する連続したガスケットとで囲まれた空間に、その一端より重合性原料を供給し、加熱ゾーン内でベルトの走行と共に重合性原料を固化させ、その他端より板状重合物を取り出すための連続製板装置において、相対して走行するエンドレスベルトの加熱ゾーン内におけるベルト面保持機構として、上側ベルトの上面に接する上ロールと下側ベルトの下面に接する下ロールとからなり、それぞれの軸がベルト走行方向と直交する上下ロール対がベルト走行方向に沿って複数配設され、該上下ロール対のロール胴部外径Ｄが１００ｍｍ〜５００ｍｍであることを特徴とするベルト式連続製板装置。
【請求項２】
２個のエンドレスベルトの幅がともに１８００ｍｍ以上であり、かつ上下ロール対のロール胴部外径Ｄが１３０ｍｍ〜５００ｍｍである請求項１記載のベルト式連続製板装置。
【請求項３】
複数の上下ロール対のベルト走行方向における配列間隔Ｐとロール胴部外径Ｄとの差Ｐ−Ｄが、５０ｍｍ〜５００ｍｍである請求項１または２記載のベルト式連続製板装置。
【請求項４】
上下ロール対の総数を１００％とした時、４％以上の個数の前記上下ロール対の下側のロール胴部がクラウン形状である請求項１〜３の何れか一項記載のベルト式連続製板装置。
【請求項５】
加熱ゾーンの入り口から出口までの区間を０％〜１００％とした時、下側のロール胴部がクラウン形状である上下ロール対は、０％〜９０％の区間内に配設されている請求項４記載のベルト式連続製板装置。
【請求項６】
加熱ゾーンの入り口から出口までの区間を０％〜１００％とした時、下側のロール胴部がクラウン形状である上下ロール対は、３０％〜９０％の区間内に配設されている請求項４記載のベルト式連続製板装置。
【請求項７】
下側のロール胴部のクラウン形状において、下記式（１）で示されるロール胴部の端部の最外径ｄ１と中央部の最外径ｄ２との径の差の半分で表わされるクラウン量ｘと、下記式（２）で計算されるロール胴部の自重たわみ量ｙとが、下記式（３）の関係にある請求項４〜６の何れか一項記載のベルト式連続製板装置。
ｘ＝（ｄ２−ｄ１）／２                    ・・・（１）
ｙ＝５Ｓ×ρ×ＲＷ４／（３８４×Ｅ×Ｉ）  ・・・（２）
ｘ≧ｙ                                  ・・・（３）
Ｓ：ロール胴部の軸方向と垂直な断面の面積
ρ：ロール胴部材質の密度
ＲＷ：ロール胴部幅
Ｅ：ロール胴部材質のヤング率
Ｉ：ロール胴部の軸方向と垂直な断面の２次モーメント
【請求項８】
上下ロール対の全ての上側ロールが、ロール胴部最外径の公差が０．１ｍｍ以内のフラットロールである請求項１〜７の何れか一項記載のベルト式連続製板装置。
【請求項９】
請求項１記載のベルト式連続製板装置を用いて、メタクリル酸メチルを含む重合性原料から板状重合物を得ることを特徴とする板状重合物の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の板状重合物の製造方法であって、重合性原料がベルトと共に走行しながら固化していく過程で加熱ゾーン内における重合発熱ピークを示す位置よりも原料供給側に配設された上下ロール対の総数を１００％とした時、４％以上の個数の前記上下ロール対の下側のロール胴部がクラウン形状であるベルト式連続製板装置を用いる板状重合物の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の板状重合物の製造方法であって、重合性原料がベルトと共に走行しながら固化していく過程で、加熱ゾーンの入り口から重合発熱ピークを示す位置までの区間を０％〜１００％とした時、下側のロール胴部がクラウン形状である上下ロール対は、０％〜９０％の区間内に配設されているベルト式連続製板装置を用いる板状重合物の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の板状重合物の製造方法であって、重合性原料がベルトと共に走行しながら固化していく過程で、加熱ゾーンの入り口から重合発熱ピークを示す位置までの区間を０％〜１００％とした時、下側のロール胴部がクラウン形状である上下ロール対は、３０％〜９０％の区間内に配設されているベルト式連続製板装置を用いる板状重合物の製造方法。
【請求項１３】
上下ロール対の下側ロール軸が固定側壁に支持され、上下ロール対の上側ロール軸が上下に移動可能な梁に支持され、かつバネが前記梁に接設されている請求項１記載のベルト式連続製板装置を用いて、
前記バネの圧縮長または延伸長を変えて上側ロールがベルト面へ与える線荷重を調整することにより上側ロールおよび下側ロールの幅方向たわみ量を調節し、メタクリル酸メチルを含む重合性原料から板状重合物を得ることを特徴とする板状重合物の製造方法。
【請求項１４】
上側ロールがベルト面へ与える線荷重を、ベルト単位幅当たり１０ｋｇ／ｍ〜２００ｋｇ／ｍの範囲内になるよう調整する請求項１３記載の板状重合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重合性原料を連続的に重合して板状製品（板状重合物）を製造するベルト式連続製板装置、およびこの装置を用いて板状重合物を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メタクリル酸メチルを主原料として得られる板状重合物は、その優れた特性を活かして、看板、建材用途、バス等のサニタリー用途、照明用途、その他幅広い分野で用いられている。また、近年、液晶ディスプレイのような表示装置の導光板としても用いられるようになり、世界的なＩＴ化の流れも追い風となって、その需要は急激に増している。
【０００３】
そのような導光板には、材料として高い光学特性が求められるのは勿論であるが、さらにディスプレイの輝度分布が出来ないように、従来用途と比較して非常に高い厚み方向の寸法精度（以下「板厚精度」と略記することがある）も求められる。
【０００４】
一方、板状重合物を連続製造する方法として、ベルト式連続製板装置を用いた連続キャスティング法がある。このベルト式連続製板装置は、水平方向に同一速度で走行する上下に位置した２個のエンドレスベルトの相対するベルト間に、一方より重合性原料を供給し、エンドレスベルトの移動と共に加熱等の方法で重合させ、他方より板状重合物を得る装置である。このような装置においては、ベルト面の保持機構として、それぞれの軸がベルト走行方向と直交する上下ロール対がベルト走行方向に沿って複数配設されている。そして、板状重合物の幅方向の板厚精度は、上下ロール対のロール胴部の剛性、ベルト走行方向における上下ロール対の配列間隔、上側ロールからベルト面に与えられる線荷重により発生するロール間の原料内液圧、さらにエンドレスベルトの張力等の条件により決定される。
【０００５】
ベルト式連続製板装置における幅方向の板厚精度改良方法としては、例えば、特許文献１に示されるように、上下ロール対間で原料内液圧によるベルトを押し広げる効果に着目し、そのロールの胴部を高剛性に、軸部を低剛性に設計し、軸部を優先的に変形させて液状原料の体積収縮に追随させることでベルト面への線荷重を保持し、板厚精度を向上させる方法がある。
【０００６】
しかし、この方法のようにロール胴部の剛性確保に板厚精度を任せた場合、エンドレスベルトの幅が広いベルト式連続製板装置においては必ずしも板厚精度の向上にはつながらない。
【０００７】
その理由は、次の通りである。すなわち、後述する式（２）からも分かるように、一般に原料の内液圧によりロール胴部へ幅方向等分布荷重が与えられた場合のロール胴部たわみ量は、ロール胴部の幅の４乗に比例する。したがって、エンドレスベルトが幅広になると、ロール胴部たわみ形状の転写によって生じる板状製品の中厚形状が極端になってしまう。また、ロール胴部の剛性をさらに高めるためにはロール胴径を大きくする必要があるが、ロール胴径を大きく設計すると、必然的にベルト走行方向のロール配列間隔を広く取らざるを得ず、これがロール対間でのエンドレスベルトの撓みを助長し、結局、製品の板厚精度を低下させてしまう。さらに、上下ロール対の間隔をあまりに広くとると、特に原料供給部に近い重合体含有率の低い区間において、ガスケットの外部に原料液が漏れる危険性が増大し、安全面や運転管理の面からも好ましくない。
【０００８】
以上のように、生産性の高い幅広のベルト式連続製板装置を用いて、高い板厚精度の板状製品を製造することは、従来技術では困難であった。
【０００９】
【特許文献１】
特公昭５１−２７４６７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の課題を解決すべくなされたものである。すなわち本発明の目的は、装置のベルト幅に関係無く、極めて高い板厚精度を有する板状重合物を製造できるベルト式連続製板装置、および板状重合物の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく実験を繰り返した結果、上下ロール対のロール胴部の外径をある特定の範囲にすれば、ロール胴部の剛性が十分高く、かつベルト走行方向のロール対の間隔をベルト撓み量が小さくなるような適度な距離にすることができ、中厚形状が低減された極めて高い板厚精度の板状製品が得られることを見出した。
【００１２】
すなわち、本発明は、相対するベルト面が同方向へ同一速度で走行するように配設された２個のエンドレスベルトの相対するベルト面と、それらの両側辺部にあるベルト面で挟まれた状態で走行する連続したガスケットとで囲まれた空間に、その一端より重合性原料を供給し、加熱ゾーン内でベルトの走行と共に重合性原料を固化させ、その他端より板状重合物を取り出すための連続製板装置において、相対して走行するエンドレスベルトの加熱ゾーン内におけるベルト面保持機構として、上側ベルトの上面に接する上ロールと下側ベルトの下面に接する下ロールとからなり、それぞれの軸がベルト走行方向と直交する上下ロール対がベルト走行方向に沿って複数配設され、該上下ロール対のロール胴部外径Ｄが１００ｍｍ〜５００ｍｍであることを特徴とするベルト式連続製板装置である。
【００１３】
また、本発明は、上記ベルト式連続製板装置を用いて、メタクリル酸メチルを含む重合性原料から板状重合物を得ることを特徴とする板状重合物の製造方法である。
【００１４】
本発明者らは、さらに検討を進めていく中で、ベルト式連続製板装置の上下ロール対のうち、上側ロールは自重と原料内液圧からの反発力の向きが逆なので、そのたわみ量は相対的に小さく、下側ロールは自重と原料内液圧からの反発力の向きがどちらも下向きで同一なので、そのたわみ量が上側ロールよりも極めて大きいことを突き止めた。すなわち、下側ロールのたわみ形状を矯正する事こそが製品の中厚形状を最も効果的に解消し、また反りもなく両面が極めて平滑な板を得るための最適な手法であることを見出した。
【００１５】
このような観点に基づいて板状製品の中厚形状の解消法を探索した結果、例えば下側ロール胴部を予め幅方向中央部が端部よりも径が大きいクラウン形状等にしておき、上側ロール胴部からベルト面への線荷重を調整することで、下側ロール胴部がベルト面に転写させる形状を容易に制御する事が可能であり、ロール胴径およびロール対間隔を大きくすることなく中厚形状を本質的に無くし得るという画期的な方法を見出した。
【００１６】
すなわち、本発明は、上下ロール対の下側ロール軸が固定側壁に支持され、上下ロール対の上側ロール軸が上下に移動可能な梁に支持され、かつバネが前記梁に接設されている上記ベルト式連続製板装置を用いて、前記バネの圧縮長または延伸長を変えて上側ロールがベルト面へ与える線荷重を調整することにより上側ロールおよび下側ロールの幅方向たわみ量を調節し、メタクリル酸メチルを含む重合性原料から板状重合物を得ることを特徴とする板状重合物の製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のベルト式連続製板装置の一例を示す模式的断面図である。
【００１８】
この図に示す装置において、２個のエンドレスベルト（ステンレスベルト等）１、１’はそれぞれ主プーリ２、３、２’、３’で張力が与えられ、かつ主プーリ３’で下側ベルト１’が起動され、走行する。重合性化合物を含む液状の重合性原料は定量ポンプ５で送液され、ノズル６から下側ベルト面上に供給される。エンドレスベルト１、１’の幅は５００ｍｍ〜５０００ｍｍが好ましく、厚みは０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。エンドレスベルト１、１’に与えられる張力は、走行方向と垂直な断面積１ｍｍ２あたり１ｋｇ〜１５ｋｇが好ましい。エンドレスベルト１は、後述するガスケットや板状重合品を介して摩擦力によってエンドレスベルト１’と同方向へ同一速度で走行する。その走行速度は、０．１ｍ／ｍｉｎ〜１０ｍ／ｍｉｎが好ましく、生産する板厚や品種切替のタイミング等の事情に応じて適宜変更が可能である。
【００１９】
ベルト面間の両側辺部は弾力のあるガスケット７でシールされる。重合性原料はエンドレスベルト１、１’の走行に従い、加熱ゾーン内で重合性原料を固化させる。加熱ゾーンとしては、例えば温水スプレー８、８’で加熱されるゾーンが挙げられる。加熱ゾーン内で重合が進行し、ある位置で重合発熱による温度ピークを迎える。その後、例えば遠赤外線ヒータ９、９’で熱処理されて重合を完結し、板状製品（板状重合物）１０が取り出される。温水スプレー８、８’の区間は５０〜１００℃の温度範囲、遠赤外線ヒータ９、９’の区間は１００℃〜１５０℃の温度範囲であることが好ましい。また、両区間ともに熱風等、他の加熱方式を用いても良い。なお、本発明の上下ロール対は、加熱ゾーン内にあるロールを対象とし、熱処理する区間にあるロールは対象としない。
【００２０】
エンドレスベルト１、１’の加熱ゾーン内におけるベルト面保持機構としては、上側ベルトの上面に接する上ロールと下側ベルトの下面に接する下ロールとからなり、それぞれの軸がベルト走行方向と直交する上下ロール対４、４’が用いられる。そして、この上下ロール対４、４’のロール胴部外径Ｄを１００ｍｍ〜５００ｍｍにすることで、本発明の効果が得られる。この外径Ｄが１００ｍｍ未満であると、場合によってはロール胴部のたわみ量が板状製品の厚みを超えてしまう程大きな値となり、上下のエンドレスベルト幅方向端部が接触してしまう危険が生じる。また、外径Ｄが５００ｍｍを超えると、ベルト走行方向のロール配列間隔Ｐを広くとる必要が生じ、さらにロールの自重が大きくなるためベルト重合機全体の剛性も極めて高くなるよう設計する必要が生じ、設備コスト的にも好ましくない。さらに、ベルト幅が１８００ｍｍ以上の大型製板装置の場合は、ロール胴部外径Ｄを１３０ｍｍ〜５００ｍｍにすることが好ましい。また、フラットロールにおけるロール胴部の寸法精度は、最外径の公差が０．１ｍｍ以内であることが好ましい。
【００２１】
ベルト走行方向の複数の上下ロール対４、４’の配列間隔Ｐとロール胴部外径Ｄとの差Ｐ−Ｄは、板厚精度の為には出来るだけ小さくした方が良い。ただし、加熱ゾーンにおいては、この差Ｐ−Ｄを５０ｍｍ未満にすると、温水スプレー、熱風等の加熱媒体とベルト面との接触面積を確保出来なくなる場合があり、重合反応の遅延を招き生産性が著しく低下するため好ましくない。また、この差Ｐ−Ｄが５００ｍｍを超えると、ロール対間でのエンドレスベルトの撓みを助長することになり好ましくない。したがって、加熱ゾーンにおいてはベルト走行方向のロール配列間隔Ｐとロール胴部外径Ｄとの差Ｐ−Ｄは、５０ｍｍ〜５００ｍｍとなるよう設計するのが好ましい。また、全てのロール対４、４’をベルト走行方向に等間隔に配しても良いし、部分的に間隔を変えて配しても良い。
【００２２】
重合性原料はエンドレスベルト１、１’の走行に従い加熱されて重合・固化が進行し、ある位置で重合発熱による温度ピークを迎える。この重合発熱ピークを示す位置を含む加熱ゾーンは、通常は複数の上下ロール対４、４’が配設されている。そして、この区間においては、複数の下側ロール４’のうちの少なくとも一部に、ロール胴部がクラウン形状である、いわゆるクラウンロールを用いることが好ましい。このクラウンロールを導入することで、ロール胴部のたわみに由来する板状製品の中厚形状を実質的に解消できる。
【００２３】
クラウンロールの導入個数に関しては、上記区間内に配設された上下ロール対４、４’の総数を１００％とした時、下側ロール４’がクラウンロールである上下ロール対４、４’の個数は、その総数中４％以上であることが好ましく、８％以上であることがより好ましく、１０％以上であることが特に好ましい。複数のクラウンロールは、ベルト走行方向において連続的に配しても良いし、ロール胴部最外径の公差が０．１ｍｍ以内であるフラットロール（以下、単に「フラットロール」と略記することがある）と組み合わせて、交互にあるいは数本おきに断続的に配しても良い。
【００２４】
本発明のベルト式連続製板装置を用いて板状重合物を製造する際には、重合性原料がベルトと共に走行しながら固化していく過程で加熱ゾーン内における重合発熱ピークを示す位置よりも原料供給側に配設された上下ロール対の総数を１００％とした時、４％以上の個数の前記上下ロール対の下側のロール胴部がクラウン形状であることが好ましく、８％以上であることがより好ましく、１０％以上であることが特に好ましい。
【００２５】
エンドレスベルトの走行速度が生産条件によって変わり、重合発熱ピークの位置が異なる場合には、重合発熱ピークの位置が原料供給側に最も近いような生産条件において、重合発熱ピーク位置よりもさらに原料供給側の上下ロール対の下側ロール４’としてクラウンロールを導入しておくことで、全ての生産条件に対して効果を発揮することが出来る。
【００２６】
クラウンロールの導入位置は、加熱ゾーンの入り口から出口までの区間を０％〜１００％とした時、０％〜９０％の区間内が効果的であり、さらに３０％〜９０％の区間内に集中的に配するとより効果的であり好ましい。
【００２７】
本発明のベルト式連続製板装置を用いて板状重合物を製造する際には、クラウンロールの導入位置が重合発熱ピークよりも上流側にあれば、重合反応による原料の固化がまだ完了していない状態なので、ロール胴部の形状が原料形状に効果的に転写される。重合性原料がベルトと共に走行しながら固化していく過程で、加熱ゾーンの入り口から重合発熱ピークを示す位置までの区間を０％〜１００％とした時、下側のロール胴部がクラウン形状である上下ロール対は、０％〜９０％の区間内に配設されていることが好ましく、３０％〜９０％の区間内に配設されていることがより好ましい。
【００２８】
図２は、クラウンロールの一例を示す模式的断面図である。このようなクラウン形状において、下記式（１）で示されるロール胴部の端部の最外径ｄ１と中央部の最外径ｄ２との径の差の半分で表わされるクラウン量ｘと、下記式（２）で計算されるロール胴部の自重たわみ量ｙとは、下記式（３）の関係にあることが好ましい。
【００２９】
ｘ＝（ｄ２−ｄ１）／２                    ・・・（１）
ｙ＝５Ｓ×ρ×ＲＷ４／（３８４×Ｅ×Ｉ）  ・・・（２）
ｘ≧ｙ                                  ・・・（３）
Ｓ：ロール胴部の軸方向と垂直な断面の面積
ρ：ロール胴部材質の密度
ＲＷ：ロール胴部幅
Ｅ：ロール胴部材質のヤング率
Ｉ：ロール胴部の軸方向と垂直な断面の２次モーメント。
【００３０】
また、このクラウン形状は、ラジアル型およびテーパ型の何れでも良い。なお本発明におけるロール胴部外径Ｄとは、クラウンロールの場合は中央部の最外径ｄ２である。
【００３１】
また、本発明においては、ベルト走行方向における距離を「長さ」で表し、ベルト走行方向と直交する方向、即ち、ロール軸方向における距離を「幅」で表す。
【００３２】
上下ロール対４、４’に使用するロールの胴部の材質に関して、例えば、ステンレス、鉄、アルミニウム等の種々の金属類からなるロール胴部を用いても良いし、カーボンロール等の炭素系複合材料からなるロール胴部を用いても良い。また、接触によるステンレスベルト表面へのダメージを軽減する目的で、ロール胴部の表面にゴムを被覆しても良い。また、ゴム被覆後の最外径がクラウン形状になるような構造にしても良い。ただし、ゴムの肉厚が厚くなるとロール胴径が大きくなりすぎ加熱媒体とベルト面との接触を妨げることになり、またロール胴部の自重たわみ量を増加させることにもなる。これらの点を考慮すると、被覆ゴムの肉厚は３ｍｍ〜２０ｍｍが好ましい。
【００３３】
上下ロール対４、４’の上側ロール４としては、フラットロール、クラウンロールの何れを用いることも出来る。ただし、クラウンロールを用いる場合は、板状製品の反りを考慮して、下側クラウンロール４’よりも小さなクラウン量ｘにすることが望ましい。
【００３４】
次に、上下ロール対４、４’の上側ロール軸部からベルト面への線荷重を変化させることの出来る機構と、この機構を用いた荷重調整による板厚精度の制御方法について詳細に説明する。
【００３５】
図３（ａ）（ｂ）は、上側ロール４にフラットロール、下側ロール４’にクラウンロールを用いた線荷重調整機構を有するロール対を例示する模式的断面図である。下側ロール４’の両軸部は、土台と固定されて動くことのない側壁１２にベアリングを介して支持されている。上側ロール４の両軸部は、支持棒１３の上下動により滑らかに上下に移動可能なフレーム１１にベアリングを介して支持されている。
【００３６】
まず、図３（ａ）に示すように、フレーム１１の両側には自然長Ｚ０のバネ１４がＺ０よりも小さな値Ｚ１（圧縮長）となるようにフレーム１１と台座１５との間で圧縮されている。この時、バネ１４のバネ定数をｋとすると、バネ１４がフレーム１１を押し上げようとする力Ｆ１は、下記式（４）で表現できる。
【００３７】
Ｆ１＝ｋ（Ｚ０−Ｚ１）    ・・・（４）
ここで、上側ロール４とフレーム１１の合計重量をＷｒ、ベルトの幅をＢＷとすると、上側ロール４から上ベルト面１へ伝えられるベルト単位幅あたりの荷重ｗ１は、下記式（５）で表現できる。
【００３８】
ｗ１＝（Ｗｒ−２Ｆ１）／ＢＷ    ・・・（５）
式（４）に従い、下側クラウンロール４’には、ベルト面と原料を介して荷重ｗ１が下向きに作用しており、この荷重ｗ１とロール自重とでロール胴部はたわむ。しかし、下側クラウンロール４’に予め適当なクラウン形状を与えておくことで、ロール胴部の上側は上に凸型となり、原料内液断面は幅方向に若干の中薄形状となる。
【００３９】
次に、図３（ｂ）に示すように、台座１５を下側に移動させて固定すると、バネ長はＺ１よりも大きな値Ｚ２（圧縮長）となり、力Ｆ１は下記式（６）で表現される力Ｆ２へと変化する。
【００４０】
Ｆ２＝ｋ（Ｚ０−Ｚ２）      ・・・（６）
式（４）および（６）から明らかなようにＦ１＞Ｆ２であるから、式（５）より荷重ｗ１は更に大きな荷重ｗ２へと変化し、下側ロール４’のたわみが助長され、ベルト１、１’とガスケット７とで囲まれた原料部の幅方向形状は上下面共によりフラットになる。すなわち、上側からの線荷重を調整することにより、極めてフラット性の高い幅方向形状を得ることが可能である。
【００４１】
荷重調整機構に組み込むバネが引張り型の場合であっても、図４に示すように、延伸長Ｚ１から、バネが接続された上下移動可能な梁１５を調整してこれよりも小さな延伸長Ｚ２（Ｚ１＞Ｚ２）へと変更することによって、圧縮型のバネを用いた場合と全く同様に線荷重の調整が可能である。
【００４２】
上側ロール４からベルト面へ伝えられる単位幅あたりの荷重ｗ１、ｗ２は、小さすぎるとガスケット７と上下ステンレスベルト１、１’との密着性が低下して原料内液が外部に漏れる危険性も高くなるため好ましくない。逆に、荷重が大きすぎる場合には、下側ロール４’の軸部構造を極端に強くする必要が生じ、さらに側壁１２の変形が無視できなくなって、むしろ板厚精度を低下させるので好ましくない。上側ロール４からベルト面へ伝えられる単位幅あたりの荷重の好ましい範囲は、１０ｋｇ／ｍ〜２００ｋｇ／ｍである。
【００４３】
本発明の上側からの荷重を調整する機構としては、図３のようなバネ１４によって上側ロールの軸部を支持するフレームを下から支える力を調整する方式に限定されるものではない。例えば、上側ロールの軸部との連結部に直接力を作用させる方式でも良い。また、力の方向は、図３のような上向きの力だけでなく、下向きにかけて荷重を増加させる方式でも良い。力を作用させる部分は各ロール対に一つ設けてもよいし、複数のロール対をフレームで連結しておき、このフレームにバネを介して力を作用させる部位を設ける方式でも良い。
【００４４】
本発明により製造する板状重合物（メタクリル樹脂板）の厚みは、０．３〜２０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００４５】
板状重合物の原料は、目的とする板状重合物によって、適宜、選択することができる。本発明の連続製板装置は、特にメタクリル酸メチルを主原料とするメタクリル樹脂板の製造に好適である。メタクリル樹脂板を製造する際には、メタクリル酸メチルを５０質量％以上含む重合性原料を用いることが好ましい。代表的には、メタクリル酸メチル単独、もしくはメタクリル酸メチルと共重合可能な他の単量体との混合物が挙げられる。さらに、メタクリル酸メチル系重合体をメタクリル酸メチルまたはその混合物に溶解させたシラップや、メタクリル酸メチルまたはその混合物の一部を予め重合したシラップも挙げられる。
【００４６】
共重合可能な他の単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル；メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のメタクリル酸メチル以外のメタクリル酸エステル；酢酸ビニル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、スチレン等が挙げられる。シラップの場合は重合性原料の流動性を考慮し、重合体含有率を５０質量％以下に調製することが好ましい。
【００４７】
重合性原料には、必要に応じて連鎖移動剤を添加することもできる。連鎖移動剤としては、例えば、アルキル基または置換アルキル基を有する第１級、第２級または第３級のメルカプタン等を使用できる。その具体例としては、ｎ−ブチルメルカプタン、ｉ−ブチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｓ−ブチルメルカプタン、ｓ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ブチルメルカプタン等が挙げられる。
【００４８】
また、重合性原料には、通常、重合開始剤を添加する。その具体例としては、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシピバレ−ト、ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルネオデカノエート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシピバレート、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物；２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１−１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）等のアゾ化合物；が挙げられる。
【００４９】
その他、必要に応じて各種の添加剤、例えば紫外線吸収剤、光安定剤、酸化安定剤、可塑剤、染料、顔料、離型剤、アクリル系多層ゴム等を原料に添加することもできる。
【００５０】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
【００５１】
＜実施例１＞
重合率２０％のメタクリル酸メチルシラップ（粘度１Ｐａ・ｓ、２０℃）１００部に、重合開始剤としてｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシピバレート（日本油脂（株）製、商品名：パーヘキシルＰＶ）０．１部、離型剤としてジオクチルスルホコハク酸ナトリウム０．００５部を加えて均一に混合し、液状の重合性原料を得た。この重合性原料を真空容器内で脱泡し、図１の装置を用いて、厚さ５ｍｍ、幅１８００ｍｍの板状製品１を製造した。
【００５２】
本実施例において、図１の装置は、全長１０ｍであり、２個のステンレス製エンドレスベルト１、１’は厚さ１．５ｍｍ、幅が２ｍであり、油圧により上下共３ｋｇ／ｍｍ２の張力を与えられている。また、ガスケット７として、ポリ塩化ビニル製のガスケットが設置されている。
【００５３】
装置前半は、７６℃の温水スプレー８、８’による加熱ゾーンを５ｍ分有している。この加熱ゾーン内には、上下ロール対４、４’が、ロール対の配列間隔Ｐが４００ｍｍとなるよう等間隔に合計１２対配列されている。これら上下ロール対４、４’の各ロールは、表面をゴムで被覆したステンレス製の中空構造の胴部と、その両側部のステンレス製の中実軸とからなる。そして、上下ロール対４、４’の各ロールのステンレス胴部の外径は１６０ｍｍ、ゴム部を含めた最外径は１８０ｍｍ、幅は２２００ｍｍ、ステンレス肉厚は４．５ｍｍ、最外径の公差が０．１ｍｍ以内のフラットロールであり、中実軸の外径は２０ｍｍ、中実軸の幅は１２５ｍｍである。
【００５４】
このフラットロールの自重たわみは式（２）より０．０６ｍｍである。また、ここで、加熱ゾーン内の上下ロール対４、４’の配列間隔Ｐとロール胴部外径Ｄとの差Ｐ−Ｄは、４００ｍｍ−１８０ｍｍ＝２２０ｍｍである。
【００５５】
上下ロール対４、４’において、上側ロール４の軸は、支持棒の上下動により上下移動可能なフレームにベアリングを介して支持されている。また、下側ロール４’の軸は、土台に固定された側壁１２にベアリングを介して支持されている。
【００５６】
さらに、加熱ゾーン内において原料供給側から６番目および７番目の上下ロール対４、４’においては、図３に示したように、上側ロール４の軸を支持するフレーム１１と支持棒１３の台座１５との間にバネ１４を取り付け、上側からの線荷重を調整できる機構とし、運転時は加熱ゾーン内における原料供給側から６番目および７番目の上下ロール対４、４’のどちらも、上側からの荷重がベルト単位幅当たり２０ｋｇ／ｍとなるようにバネ１４を調節した。
【００５７】
この温水スプレー８、８’による加熱ゾーンの後には、遠赤外線ヒータ９、９’による加熱処理する区間を２ｍ分有している。
【００５８】
エンドレスベルト１、１’の走行速度は、１３０ｍｍ／ｍｉｎで運転した。また、重合発熱ピークを把握するため、原料供給側から熱電対を原料とともに入れ込み、熱電対付近の原料内液の温度の経時変化を測定し、重合装置の位置とあわせてみた。その結果、重合発熱ピークは、温水スプレー８、８’による加熱ゾーンの原料供給側から４．２ｍに位置していた。
【００５９】
＜実施例２＞
図１の装置の加熱ゾーン内において原料供給側から２番目および３番目の上下ロール対４、４’の下側ロール４’として、フラットロールに代えてクラウンロールを用いたこと、すなわち原料供給側から見て温水ゾーン１２％〜２８％の区間、下側ロール総数の１７％にクラウンロールを用いたこと以外は、実施例１と同様にして板状製品２を得た。このクラウンロールは、中央部のゴムを含む最外径ｄ２が１８０．０ｍｍ（ステンレス胴部外径１６０．０ｍｍ）、端部のゴムを含む最外径ｄ１が１７９．８ｍｍ（ステンレス胴部外径１６０．０ｍｍ）であること以外は、実施例１で用いたフラットロールと同じ構造・サイズのものである。このクラウンロールの自重たわみは式（２）より０．０６ｍｍである。
【００６０】
＜実施例３＞
図１の装置の加熱ゾーン内において原料供給側から６番目および７番目の上下ロール対４、４’（線荷重調整機構付き）の下側ロール４’として、フラットロールに代えてクラウンロールを用いたこと、すなわち原料供給側から見て温水ゾーン４４％〜６０％の区間、下側ロール総数の１７％にクラウンロールを用いたこと以外は、実施例１と同様にして板状製品３を得た。このクラウンロールは、実施例２で用いたクラウンロールと同じ構造・サイズのものである。
【００６１】
＜実施例４＞
重合性原料１を真空容器内で脱泡した後、実施例１の場合よりもさらに大型の図１の装置により、厚さ３ｍｍ、幅２８００ｍｍの板状製品４を製造した。
【００６２】
本実施例において、図１の装置は、全長１００ｍであり、２個のステンレス製エンドレスベルト１、１’は厚さ１．５ｍｍ、幅が３０００ｍｍであり、油圧により上下共８ｋｇ／ｍｍ２の張力を与えられている。また、ガスケット７として、ポリ塩化ビニル製のガスケットが設置されている。
【００６３】
装置前半は、８０℃の温水スプレー８、８’による加熱ゾーンを４８ｍ分有している。この加熱ゾーン内には、上下ロール対４、４’が、ロール対の配列間隔Ｐが４００ｍｍとなるよう等間隔に合計１２０対配列されている。これら上下ロール対４、４’の各ロールは、表面をゴムで被覆した鉄製の中空構造の胴部と、その両側部のステンレス製の中実軸とからなる。そして、上下ロール対４、４’の各ロールの鉄製胴部の外径は２６４ｍｍ、ゴム部を含めた最外径は２８０ｍｍ、幅は３２００ｍｍ、鉄部肉厚は７．６ｍｍ、最外径の公差が０．１ｍｍ以内のフラットロールであり、中実軸の外径は８０ｍｍ、中実軸の幅は４００ｍｍである。
【００６４】
このフラットロールの自重たわみは式（２）より０．０８ｍｍである。また、ここで、上下ロール対４、４’の配列間隔Ｐとロール胴部外径Ｄとの差Ｐ−Ｄは、４００ｍｍ−２８０ｍｍ＝１２０ｍｍである。
【００６５】
上下ロール対４、４’において上側ロール４の軸は、支持棒の上下動により上下移動可能なフレームにベアリングを介して支持されている。また下側ロール４’の軸は、土台に固定された側壁１２にベアリングを介して支持されている。
【００６６】
さらに、上記加熱ゾーンの全ての上下ロール対４、４’においては、図３に示したように、上側ロール４の軸を支持するフレーム１１と支持棒１３の台座１５との間にバネ１４を取り付け、上側からの線荷重を調整できる機構とし、運転時は、加熱ゾーン内における原料供給側から２０〜２８ｍの区間内の上下ロール対４、４’の上側からの荷重がベルト単位幅当たり３０ｋｇ／ｍとなるようバネ１４を調節した。
【００６７】
この温水スプレー８、８’による加熱ゾーンの後には、遠赤外線ヒータ９、９’による加熱処理する区間を１５ｍ分有している。
【００６８】
この温水スプレー８、８’による加熱ゾーンでは、下側エンドレスベルト１’の幅方向端部の温度を４ｍごとに計１２点熱電対で測定し、最も高い温度を示す区間が重合発熱ピークの位置であるとした。エンドレスベルト１、１’の走行速度を２．３ｍ／ｍｉｎで運転したところ、重合発熱ピークは４０〜４４ｍの区間に位置していた。
【００６９】
＜実施例５＞
図１の装置の温水スプレー８、８’による加熱ゾーンの原料供給側から２０〜２８ｍの区間における下側ロール４’合計２０本として、フラットロールに代えてクラウンロールを用いたこと、すなわち原料供給側から見て温水ゾーン４２％〜５８％の区間、下側ロール総数の１７％にクラウンロールを用いたこと以外は、実施例４と同様にして板状製品５を得た。このクラウンロールは、中央部のゴムを含む最外径ｄ２が２８０．０ｍｍ（鉄製胴部外径２６４ｍｍ）、端部のゴムを含む最外径ｄ１が２７９．６ｍｍ（鉄製胴部外径２６４ｍｍ）、鉄部肉厚が７．６ｍｍであること以外は、実施例４で用いたフラットロールと同じ構造・サイズのものである。このクラウンロールの自重たわみは式（２）より０．０８ｍｍである。
【００７０】
また、加熱ゾーン内において原料供給側から２０〜２８ｍの上下ロール対４、４’に関して、フレーム１１に取り付けられているバネ１４の設定値を変更して、ベルト面への荷重がベルト単位幅当たり８０ｋｇ／ｍ、１３０ｋｇ／ｍ、１８０ｋｇ／ｍになるようにしたこと以外は、板状製品５を得た場合と同様にして、板状製品６、板状製品７、板状製品８を得た。
【００７１】
＜実施例６＞
図１の装置の温水スプレー８、８’による加熱ゾーンの原料供給側から０〜２８ｍの区間における下側ロール４’合計７０本として、フラットロールに代えてクラウンロールを用いたこと、すなわち原料供給側から見て温水ゾーン０％〜５８％の区間、下側ロール総数の５８％にクラウンロールを用いたこと以外は、実施例４と同様にして板状製品９を得た。このクラウンロールは、実施例５で用いたものと同じ構造・サイズのものである。
【００７２】
また、エンドレスベルトの走行速度を、１．８ｍ／ｍｉｎ、１．３ｍ／ｍｉｎに変更したこと以外は、板状製品９を得た場合と同様にして、板状製品１０、１１を得た。なお、この時の重合発熱ピーク位置はそれぞれ、３２〜３６ｍ、２０〜２４ｍの区間であった。
【００７３】
＜比較例１＞
温水スプレー８、８’による加熱ゾーンの上下ロール対４、４’合計１２本において、ステンレス胴部の外径を８０ｍｍ、ゴム部を含めた最外径を９６ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様にして、板状製品１２を得た。
【００７４】
＜実施例７＞
温水スプレー８、８’による加熱ゾーンの上下ロール対４、４’合計１２対を、１対おきに間引くことにより合計６対に変更し、下ロール対４、４’の配列間隔Ｐとロール胴部外径Ｄとの差Ｐ−Ｄを、８００ｍｍ−１８０ｍｍ＝６２０ｍｍにしたこと以外は実施例１と同様にして、板状製品１３を得た。
【００７５】
＜実施例８＞
温水スプレー８、８’による加熱ゾーンの原料供給側から２０〜２８ｍの区間内の下側ロール４’合計２０本のうち、原料供給側から４本を実施例５で用いたクラウンロールに変更した、すなわち原料供給側から見て温水ゾーン４２％〜４５％の区間、下側ロール総数の３．３％にクラウンロールを用いたこと以外は実施例４と同様にして、板状製品１４を得た。
【００７６】
＜評価＞
製品１〜３（実施例１〜３）および製品１２、１３（比較例１、２）の板厚精度は、次の方法で評価した。まず、図５に示すように、連続的に取り出される板状製品を１０００ｍｍごとに切断して、１８００ｍｍ×１０００ｍｍ×５ｍｍサイズの板を５０枚得た。そして５０枚全ての板について、断面の幅方向中央部Ａ点および両端部より１００ｍｍ内側のＢ１、Ｂ２点の厚さを測定し、その平均値を計算し、下記式（７）で表わされる中厚量Ｔを求めた。
【００７７】
Ｔ＝Ａ−（Ｂ１＋Ｂ２）／２    ・・・（７）
板厚精度評価において、この中厚量Ｔの絶対値が小さい程、幅方向のフラット性が高いことを意味する。
【００７８】
また、製品４〜１１（実施例４〜６）および製品１４（比較例３）の板厚精度は、図６に示すように、５０枚の板のサイズを２８００ｍｍ×１０００ｍｍ×３ｍｍとし、かつ両端部より２００ｍｍ内側をＢ１、Ｂ２点としたこと以外は、上記と同様にして評価した。
【００７９】
それらの評価結果を、表１に示す。
【００８０】
【表１】
2004188707.tif 000003
【００８１】
表１に示す結果から明らかなように、板状製品１（実施例１）の中厚形状Ｔは低い値で導光板用途に十分なフラット性を有していた。さらに、板状製品２（実施例２）の中厚形状Ｔはより低い値であり、板状製品３（実施例３）の中厚形状Ｔはそれよりもさらに低い値であった。
【００８２】
板状製品４（実施例４）も同様に、その中厚形状Ｔは低い値で導光板用途に十分なフラット性を有していた。また、板状製品５、６、７、８（実施例５）の中厚形状Ｔは何れも低い値であり、特に板状製品５は極めて高いフラット性を有していた。
【００８３】
板状製品９、１０、１１（実施例６）の中厚形状Ｔは何れも低い値であった。このことから、運転時の連続的な生産速度を変更しても板状製品の高いフラット性は変わらない事が分かる。
【００８４】
板状製品１２（比較例１）の中厚形状Ｔは高い値であり、板厚精度の悪い板であった。また、板状製品１３（実施例７）の中厚形状Ｔの値は板状製品１（実施例１）に比べて高く、板厚精度が優れた板ではなかったが、比較例１の板よりは優れていた。また、板状製品１４（実施例８）の中厚形状Ｔは板状製品４（実施例４）のそれとほぼ同等であり、加熱ゾーンにおける下側ロールへのクラウンロールの導入数が総数の４％以下であったため効果は大きいとはいえなかった。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、装置のベルト幅に関係無く、極めて高い板厚精度を有する板状重合物を製造できるベルト式連続製板装置、および板状重合物の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベルト式連続製板装置の一例を示す模式的断面図である。
【図２】図１の下側ロール４’に用いるクラウンロールの一例を示す模式図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は、上側ロールにフラットロール、下側ロールにクラウンロールを用いた線荷重調整機構を有するロール対を例示する模式的断面図であり、両図はバネの圧縮長を変更した２つの状態を表している。
【図４】（ａ）（ｂ）は、上側ロールにフラットロール、下側ロールにクラウンロールを用いた線荷重調整機構を有するロール対を例示する模式的断面図であり、両図は引張りバネの延伸長を変更した２つの状態を表している。
【図５】実施例および比較例における評価の際の板サイズを示す斜視図である。
【図６】実施例および比較例における評価の際の板サイズを示す斜視図である。
【符号の説明】
１、１’        エンドレスベルト
２、２’        主プーリ
３、３’        主プーリ
４、４’        上下ロール対
５    定量ポンプ
６    ノズル
７    ガスケット
８    温水スプレー
９、９’        遠赤外線ヒータ
１０    板状製品
１１    フレーム
１２    側壁
１３    支持棒
１４    バネ
１５    台座、または梁
【図１】
2004188707.tif 000004
【図２】
2004188707.tif 000005
【図３】
2004188707.tif 000006
【図４】
2004188707.tif 000007
【図５】
2004188707.tif 000008
【図６】
2004188707.tif 000009