(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタクリル酸メチル系樹脂単独を押出機を用いて溶融加工する際に、該押出機の樹脂供給部の気相部の酸素濃度を０．７〜１０体積％とすることを特徴とするメタクリル酸メチル系樹脂加工品の製造方法。
【請求項２】
押出機がベント部を有するものであり、該ベント部に酸素濃度０〜１０体積％の不活性ガスを送入する請求項１記載のメタクリル酸メチル系樹脂加工品の製造方法。
【請求項３】
メタクリル系樹脂加工品がペレット、フィルムまたはシートである請求項１記載のメタクリル系樹脂加工品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタクリル酸メチル系樹脂加工品の製造方法に関する。詳しくは、押出機を用いて溶融加工するメタクリル酸メチル系樹脂加工品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メタクリル酸メチル系樹脂は、透明性に優れることから、光学部材の材料として用いられている。メタクリル酸メチル系樹脂を光学部材に加工する場合、通常、ビーズやペレット状の樹脂を加熱溶融して成形するが、この溶融成形の際に樹脂が着色することがあり、従来、様々な改善が試みられている。
メタクリル酸メチル系樹脂を溶融加工する際の着色防止技術として、周囲ガスの成分の種類や濃度を調整する方法が知られている。例えば、特開昭６３−２００４号公報には、アクリル系重合体で光伝送繊維を製造する際、実質的に無酸素下で紡糸する方法が記載されており、特開平１１−１９９２８号公報や特開平１１−２１３５７号公報には、メタクリル樹脂の粉末やペレットに特定のシリコーン樹脂を分散させ、溶融混合する際に乾燥窒素を連続的に送入する方法が記載されている。しかしながら、従来の方法では、未だ樹脂の着色防止効果が十分なものではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記問題点を解決して、着色防止の点で優れる、メタクリル酸メチル系樹脂加工品の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、メタクリル酸メチル系樹脂の溶融押出加工を特定のガス雰囲気下で行うことにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、メタクリル酸メチル系樹脂単独を押出機を用いて溶融加工する際に、該押出機の樹脂供給部の気相部の酸素濃度を０．７〜１０体積％とするメタクリル酸メチル系樹脂加工品の製造方法に係るものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、メタクリル酸メチル系樹脂とは、該樹脂を構成する単量体としてメタクリル酸メチルを５０重量％以上含む重合体であり、実質的にメタクリル酸メチルからなる単独重合体や、メタクリル酸メチル５０重量％以上とこれと共重合可能な不飽和単量体５０重量％以下とからなる共重合体が挙げられる。
【０００６】
上記不飽和単量体としては、例えば、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチルのようなメタクリル酸エステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸２−ヒドロキシエチルのようなアクリル酸エステル類；メタクリル酸、アクリル酸のような不飽和酸類；スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等が挙げられ、必要に応じてそれらの２種以上を用いることもできる。また、上記共重合体は、無水グルタル酸単位やグルタルイミド単位を有していてもよい。
【０００７】
メタクリル酸メチル系樹脂には、例えば、ジエン系ゴムやアクリル系ゴムのようなゴム状重合体や、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、光拡散剤、艶消剤、帯電防止剤、染料、顔料、難燃剤、離型剤のような添加剤が、あらかじめ配合されていてもよい。また、本発明の製造方法の過程で、これらの成分を配合してもよい。本発明においては、これら添加剤の加熱着色も抑えることができ、従来、その着色容易性のために使用が困難であった添加剤も用いることができる。
【０００８】
本発明は、ホッパー等の樹脂供給部を有する公知の押出機を用いて行うことができる。スクリューは、一軸であってもよいし、二軸であってもよい。また、ベント部を有するものが好ましく、ベント部は、１ヶ所でもよいし、２ヶ所以上でもよい。
【０００９】
本発明においては、押出機の樹脂供給部の気相部の酸素濃度を、０．７体積％以上、好ましくは１体積％以上、また１０体積％以下、好ましくは５体積％以下とするのが重要である。該酸素濃度をこのような特定の範囲とすることにより、樹脂の着色を抑制することができる。
【００１０】
上記気相部のガスにおける酸素以外の成分としては、樹脂、添加剤成分、装置等に対して不活性なものを用いることができ、例えば、窒素、二酸化炭素、アルゴン、キセノン、ヘリウム等の不活性ガスが挙げられ、必要に応じてその２種以上を用いることもできる。中でも、コスト等の点から窒素、二酸化炭素、アルゴンが好ましい。不活性ガスには、本発明の目的を損なわない範囲で、例えば水蒸気等が含まれていてもよい。
【００１１】
上記酸素濃度の調整は、同様の酸素濃度を有する、酸素または空気と不活性ガスとの混合ガスを樹脂供給部に送入して行ってもよいし、酸素または空気と不活性ガスとを別々に樹脂供給部に送入して行ってもよい。ガスの送入は、断続的に行ってもよいし、連続的におこなってもよい。
【００１２】
また、樹脂供給部へのガスの送入は、通常、ガス送入管を用いて行われる。この場合、ガス送入管の出口をできるだけ樹脂と押出機スクリューとが接触する部分に近くなるようにするのが好ましい。
【００１３】
樹脂供給部に送入されたガスは、樹脂供給部の上部に排気口を設けること等により、排気することができる。また、押出機としてベント部を有するものを用いる場合には、ベント部からも排気することができる。
【００１４】
押出機としてベント部を有するものを用いる場合、ベント部に酸素濃度０〜１０体積％の不活性ガスを送入するのが好ましい。不活性ガスとしては、上記同様、例えば、窒素、二酸化炭素、アルゴン、キセノン、ヘリウム等が挙げられ、必要に応じてその２種以上を用いることもできる。中でも、コスト等の点から窒素、二酸化炭素、アルゴンが好ましい。このようにすることで、ベント部に付着した樹脂中の不純物等の着色を抑えることができ、該不純物が加工品に混入した場合の悪影響を少なくすることができる。
【００１５】
ベント部に送入するガスは、上記樹脂供給部に送入するガスと同一であってもよく、異なっていてもよい。両ガスを同一とする場合は、共通のガス供給源を用いることができ、操作性の点で好ましい。
【００１６】
また、ベント部の圧力は、０．１〜５０ＫＰａの範囲とするのが好ましい。このようにすることで、加工品の着色をさらに抑えることができ、また、加工品の外観を良好にすることができる。
【００１７】
ベント部へのガスの送入は、ベント部の蓋や他の部分にガス送入管を取り付けて行うことができ、この場合、ガス送入管の出口をできるだけスクリューに近づけるのが好ましい。
【００１８】
なお、押出機の樹脂供給部やベント部にガス送入管を用いてガスを送入する場合、ガスに異物が混入しないよう、ガス送入管の途中にフィルターを設けるのが好ましい。また、ベント部への不活性ガス送入については、ガス送入管の途中に減圧弁を取り付けると流量調整しやすくなる。
【００１９】
本発明の方法に用いることができるシート製造用の押出装置の例を、図面によって説明する。
図１は、この押出装置の全体を概略的に示す側面図である。加工原料である樹脂ビーズやペレットは、必要に応じて添加剤とともに、ホッパー２から押出機７に供給され、Ｔダイ８およびポリシリングロール９を介して、樹脂シート１０に成形される。所定の酸素濃度に調整された不活性ガスは、２つのガス送入管１により、それぞれホッパー２およびベント部６に送入される。ベント部６用のガス送入管１の途中には、流量計５および減圧弁４が設けられ、流量調整が容易となっている。ベント部６内は、減圧用管３を通じて真空ポンプ等により脱気され、減圧となっている。
【００２０】
図２は、この押出装置の樹脂供給部（ホッパー２）を概略的に示す斜視図である。ホッパー２には、原料が投入されるとき以外は原料投入蓋１１が被せられており、ガス送入管１によりホッパー２に送入された不活性ガスのほとんどは、ホッパー２の上部に設けられた排気口１２から排気される。
【００２１】
図３は、この押出装置のベント部６を概略的に示す斜視図である。ベント部６とシリンダー１３とは、ベント吸引口１５により通じており、シリンダー内の溶融樹脂中に存在する揮発成分やガスは、ベント吸引口１５を介して、ベント部６に吸引され、減圧用管３を通って脱気される。ガス送入管１は、ベント蓋１６を貫通してベント部６内に導入されており、不活性ガスはガス送入管１に設けられたガス送気口１４からベント部６内に送入される。
【００２２】
本発明における押出機を用いた溶融加工の例としては、ビーズ等を押出機に供給し、ストランドダイ及びストランドカッターを介して、ペレットを製造する造粒；ビーズやペレット等を押出機に供給し、Ｔダイ及びロールユニットを介して、シートやフィルムを製造する押出成形；ビーズやペレット等を押出機に供給し、サイジングダイを介して、複雑な成形品を製造する異形押出成形；ビーズやペレット等を押出機に供給し、金型へ打ち込んで冷却固化させ、各種成形品を製造する射出成形等が挙げられる。中でも、造粒や押出成形により、ペレット、フィルム、シートを製造する場合に本発明を用いると、着色が抑えられ、かつ、品質の振れの小さい安定した加工品を得ることができる。
【００２３】
上記フィルムやシートの用途としては、例えば、導光板、レンズフィルム、レンズシート、光拡散板等が挙げられる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例で用いた押出装置の構成は、以下の通りである。
押出機：スクリュー径４０ｍｍ、一軸、ベント部付き（田辺プラスチックス（株）製）
ダイ：Ｔダイ、リップ幅２５０ｍｍ、リップ間隔６ｍｍ
ロール：ポリシングロール３本、縦型
押出装置の全体、樹脂供給部（ホッパー）およびベント部は、それぞれ図１、２および３に概略で示す通りである。
【００２５】
また、シートの物性測定方法は、以下の通りである。
平均透過率：
シートから２５ｃｍ×５ｃｍ片を切り出し、４辺を鏡面研磨し、Ｕ４０００型分光光度計（（株）日立製作所製）を用いて、２５ｃｍ−ｐａｓｓでの３８０〜７８０ｎｍの透過率を５ｎｍ毎に測定し、平均透過率を算出した。
ＹＩ：
平均透過率を算出する際に用いた５ｎｍ毎の分光透過率より、三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求めて、ＹＩ＝(１００＊(１．２８Ｘ−１．０６Ｚ))／Ｙの式からＹＩを算出した。
なお、酸素濃度は、ＯＤＴ−１００型酸素濃度計（柴田化学器械工業（株）製）を用いて測定した。
【００２６】
実施例１〜３、比較例１〜３
分子量１４万のメタクリル酸メチル系樹脂のペレット（メタクリル酸メチル／アクリル酸メチル＝９４／６（重量比）、紫外線吸収剤１６０ｐｐｍ含有）を押出機のホッパーに投入し、ホッパーおよびベント部に窒素−空気混合気を送入しながら、樹脂温度２８５℃にて溶融押出し、厚さ３ｍｍ、幅２１ｃｍのシートを作製した。ホッパー内の酸素濃度、ベント部送入ガスの酸素濃度、ベント部の圧力、シートの物性値を表１に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
実施例４、比較例４〜５
分子量１１万のメタクリル酸メチル系樹脂のペレット（メタクリル酸メチル／アクリル酸メチル＝９６／４（重量比）、紫外線吸収剤１１０ｐｐｍ含有）を押出機のホッパーに投入し、ホッパーおよびベント部に窒素−空気混合気を送入しながら、樹脂温度２７０℃にて溶融押出し、厚さ３．５ｍｍ、幅２０ｃｍのシートを作製した。ホッパー内の酸素濃度、ベント部送入ガスの酸素濃度、ベント部の圧力、シートの物性値を表２に示す。なお、比較例５においては、ベント部にガスを送入しなかった。
【００２９】
【表２】
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【発明の効果】
本発明によれば、溶融加工時のメタクリル酸メチル系樹脂の着色を抑えることができ、光学材料、光学部材等として有用な、ペレット、フィルム、シート等のメタクリル酸メチル系樹脂加工品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】押出装置の一例を全体的に示す概略側面図である。
【図２】図１の押出装置の樹脂供給部（ホッパー）を拡大して示す概略斜視図である。
【図３】図１の押出装置のベント部を拡大して示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１・・・ガス送入管、  ２・・・ホッパー、  ３・・・減圧用管、  ４・・・減圧弁、  ５・・・流量計、  ６・・・ベント部、  ７・・・押出機、  ８・・・Ｔダイ、  ９・・・ポリシングロール、  １０・・・樹脂シート、  １１・・・原料投入蓋、  １２・・・排気口、  １３・・・シリンダー、  １４・・・ガス送気口、  １５・・・ベント吸引口、  １６・・・ベント蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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