(57)【要約】【課題】キズや輝点が無く光学用途として優れた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ように配設された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状態で走行する連続したガスケット７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、２個のエンドレスベルト１，１’の重合性原料と接する側の表面が、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４で規定される表面粗さＲａの値が０．１μｍ以下になるよう鏡面研磨され、且つピンホールの最大径が２５０μｍ以下であることを特徴とするベルト式連続製板装置。【選択図】      図１
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【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、２個のエンドレスベルトの重合性原料と接する側の表面が、ＪＩＳの粗さ形状パラメータ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）で規定される表面粗さＲａの値が０．１μｍ以下になるよう鏡面研磨され、且つピンホールの最大径が２５０μｍ以下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】
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。
【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、その需要は急激に増している。
【０００３】
このような用途の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。
【０００４】
このような装置においては、製品の表面外観は実質的に製品と接する側のエンドレスベルトの表面状態に依存するので、エンドレスベルト表面の平滑度は極めて重要となる。例えば、エンドレスベルト表面の研磨度が不十分で微妙な凹凸が残ったままであると板状製品の表面に微妙な凹凸を転写してしまい、これが目視において小さなキズに見える場合がある。また、エンドレスベルト表面に局部的に大きな凹凸が存在すると、板表面に輝点が発生する場合がある。このような板状製品は、近年の極めて厳しい表面平滑性が要求される光学用途には、もはや使用することが困難になってきている。
【０００５】
ベルト式連続製板装置に好適なエンドレスベルトとしては、例えば特許文献１に示されるような、１．０Ｖ／ｃｍ以上の電解強度下で水分を２０％以上含有する媒体を介して陽極電解処理したステンレス鋼板が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】
特公平０２−３３４９０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示される電解処理は、板状製品の耐溶剤性の向上を目的としたものであり、エンドレスベルト表面の平滑度に対する影響には触れられていない。すなわち、特許文献１では、光学用途において問題となる板状製品の平滑度や輝点抑制は目的としておらず、そのような点においては如何なる構成が有効であるかは全く検討されていない。
【０００８】
本発明の目的は、キズや輝点が無く光学用途として優れた板状重合物を製造できるベルト式連続製板装置、およびそのような板状重合物の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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、２個のエンドレスベルトの重合性原料と接する側の表面が、ＪＩＳの粗さ形状パラメータ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）で規定される表面粗さＲａの値が０．１μｍ以下になるよう鏡面研磨され、且つピンホールの最大径が２５０μｍ以下であることを特徴とするベルト式連続製板装置である。
【００１０】
さらに本発明は、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。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に用いる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。
【００１２】
この図に示す装置において、上下の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’で下側のエンドレスベルト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。上下エンドレスベルト１、１’の幅は５００ｍｍ〜５０００ｍｍが好ましく、厚みは０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。上下エンドレスベルト１、１’に与えられる張力は、ベルトの撓みを抑制する点と、ベルトの剛性を必要以上に高くしなくてすむ点から、走行方向と垂直な断面積あたり１．０×１０７Ｐａ〜１．５×１０８Ｐａが好ましい。
【００１３】
上側のエンドレスベルト１は、後述するガスケット７や板状重合物を介して摩擦力によって下側のエンドレスベルト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。
【００１４】
上下エンドレスベルト１、１’の材質は、重合性原料に対して十分な耐腐食性を有する材質であれば特に制限はない。例えば、オーステナイト鋼、マルテンサイト鋼、オーステナイト鋼−マルテンサイト２相鋼などのステンレスが、種々の有機化合物に対して高い耐腐食性を有するので好ましい。中でも、オーステナイト鋼ステンレスが特に好ましい。
【００１５】
上下エンドレスベルト１、１’の表面のうち、重合性原料と接する側のそれぞれの表面は、あらかじめＪＩＳの粗さ形状パラメータ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）で規定される表面粗さＲａの値が０．１μｍ以下になるよう鏡面研磨されている。さらに、この表面粗さＲａの値は０．００１μｍ〜０．０８μｍであることがより好ましい。この表面粗さＲａは、従来より知られる表面粗さ測定機を用いて、上下エンドレスベルト１、１’のそれぞれについて１周当たり５点測定し、それら各測定値の平均をとった値である。
【００１６】
鏡面研磨は、従来より知られる研磨機を用いて行うことができる。研磨機としては、砥石または砥粒を用いた回転式のものが好ましい。研磨は、例えば、粗い砥石または砥粒を用いた一次研磨にて大凡平滑化しておき、より粒度の小さな砥石または砥粒を用いた二次研磨にて仕上げを行なうことが好ましい。一次研磨に用いる砥石または砥粒の粒度は３０〜２００μｍのものが好ましく、二次研磨に用いる砥石または砥粒の粒度は２〜３０μｍのものが好ましい。また、研磨時に発生する研磨くずを除去するため、研磨面には目開き２００μｍ以下のフィルターで濾過した流体を供給することが好ましい。その流体としては、水が好ましい。
【００１７】
上述したような研磨作業を経ることで、表面粗さＲａの値が０．１μｍ以下という極めて高い表面平滑度を得ることができる。ただし、そのような研磨作業を経ても、多くの場合は２５０μｍを超える径のピンホールがベルト表面１ｍ２当たり０．１〜１個程度は存在する。したがって、本発明の効果を得るためには、例えば、研磨作業の後に研磨表面を全面にわたって点検し、２５０μｍを超える径のピンホールの存在を確認した場合は、そのピンホール付近を再研磨する。
【００１８】
２５０μｍを超える径のピンホールの検出法としては、目視による点検で十分である。２５０μｍを超える径のピンホールが検出された場合は、例えば、そのピンホールを中心として２０ｍｍ〜２００ｍｍの円を描くように再研磨することで、ベルト表面の良好な鏡面状態を保ったままピンホールのみを消失せしめることが可能である。この再研磨も、一次研磨、二次研磨の二段階にて行なうことが好ましい。このような再研磨作業を経ることで、ピンホールの最大径が２５０μｍ以下の鏡面を得ることができる。さらに、このピンホールの最大径は２００μｍ以下であることがより好ましい。
【００１９】
図１に示す装置において、ベルト面間の両側辺部は、ガスケット７でシールされている。重合性原料は上下エンドレスベルト１、１’の走行に従い、加熱ゾーン内で固化される。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、遠赤外線ヒータ９、９’の区間は１００℃〜１５０℃の温度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。
【００２０】
上下エンドレスベルト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、上側のベルトのエンドレスベルト１の上面に接する上ロール４と下側のエンドレスベルト１’の下面に接する下ロール４’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’を用いられることが好ましい。上下ロール対４、４’の配列間隔は８００ｍｍ以下であることが好ましく、ロール胴部外径は１００ｍｍ〜５００ｍｍが好ましい。
【００２１】
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は、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
本発明により製造される板状重合物（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。
【００２８】
【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。なお、以下の記載においては、「質量部」は「部」と略して記載する。
【００２９】
＜実施例１＞
重合率２０質量％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）０．３５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２ｍｍ、幅１８００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの板状製品（板状重合物）を製造した。
【００３０】
本実施例では、あらかじめオーステナイト鋼ステンレス製上下エンドレスベルト１、１’の重合性原料と接触する側の表面全体を、一次研磨として粒度４０μｍの砥粒を用いて５回研磨し、さらに二次研磨として粒度２０μｍの砥石を用いて２回研磨した。この鏡面研磨後の上下エンドレスベルト１、１’のＪＩＳの粗さ形状パラメータ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）で規定される表面粗さＲａの値は０．０１μｍであった。さらに、研磨後の表面全面にわたり目視点検を行ったところ、２５０μｍを超える径のピンホールをベルト表面積４２ｍ２に対してそれぞれ５個、６個検出した。そこで、それらピンホールの位置を中心として１００ｍｍの円を描くように再研磨（上記一次研磨および二次研磨）することで、これらを全て消失せしめた。以上の各研磨作業により、重合性原料と接する側の表面のＲａが０．１μｍ以下であり、且つピンホールの最大径が２５０μｍ以下である上下エンドレスベルト１、１’を得た。なお、表面粗さＲａの測定は、ミツトヨ（株）製表面粗さ測定機ＳＶ−３０００Ｓ４を用いて、上下エンドレスベルト１、１’のそれぞれについて１周当たり５点測定することにより行い、その平均値をＲａの値とした。その後、この上下エンドレスベルト１、１’を、図１の装置へ組込んだ。
【００３１】
本実施例に用いた図１の装置は、全長１０ｍであり、上下エンドレスベルト１、１’は厚さ１．５ｍｍ、幅が２ｍ、周長２１ｍであり、油圧により上下共３．０×１０７Ｐａの張力を与えた。装置前半は、８０℃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が４００ｍｍとなるよう等間隔に合計１２対配列されている。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。
【００３２】
本実施例では、上下エンドレスベルト１、１’の走行速度２００ｍｍ／ｍｉｎで、２日間運転した。この２日間の運転において、スタートアップおよびシャットダウン時を除いた連続運転による製品取得可能な時間は３７．５時間であり、これにより４５０枚の板状製品（板状重合物）を得た。
【００３３】
この４５０枚の板状製品について、キズおよび輝点の有無を目視点検した。具体的には、板状製品の幅１８００ｍｍ×長さ１０００ｍｍの面の一方から蛍光灯の光をあて、もう一方の面から目視点検した際にスジ形状として観察されたものをキズとして数え、白い点として観察されたものを輝点として数えた。その結果、４５０枚のうち、７枚の製品に１〜５個の小さなキズ、８枚の製品に１〜２個の輝点が認められたが、それらは光学用途として十分使用可能なレベルであった。なお、キズと輝点の両方を有する製品は無かった。
【００３４】
＜比較例１＞
実施例１における上下エンドレスベルトの研磨作業のうち、一次研磨（５回）は行ったが、それ以降の二次研磨および再研磨は行わなかった。この一時研磨後の表面粗さＲａの値は０．１５μｍであった。また、研磨後の表面全面にわたり目視点検を行ったところ、２５０μｍを超える径のピンホールをベルト表面積４２ｍ２に対してそれぞれ６個、６個検出した。
【００３５】
この上下エンドレスベルトをそのまま図１の装置へ組込んで使用したこと以外は、実施例１と同様にして、厚さ２ｍｍ、幅１８００ｍｍ、長さ１０００ｍｍの板状製品を４５０枚製造し、キズおよび輝点の有無を目視点検した。その結果、４５０枚のうち、３９枚（全体の約９％）の製品に１〜５個の小さなキズ、１９８枚（全体の４４％）の製品に１〜２個の輝点が認められた。なお、それらのうちキズと輝点の両方を有する製品は２６枚であった。すなわち、キズと輝点の一方または両方を有する製品は合計２１１枚であったが、そのうち１４７枚（全体の約３３％）は光学用途の製品として使用できないレベルであった。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、キズや輝点が無く光学用途として優れた板状重合物を製造できるベルト式連続製板装置、およびそのような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】本発明に用いる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。
【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、８’    温水スプレー
９、９’    遠赤外線ヒータ
１０  板状製品
【図１】
2004268288.tif 000003