CN100413667C - 传送带式连续制板装置及板状聚合物的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种传送带式连续制板装置及使用了该装置的板状聚合物的制造方法。在相对的传送带表面以同一速度向同一方向行进的2条环形传送带(1，1’)的相对的传送带表面和被位于它们的两侧边部的传送带表面夹住的密封垫(7)所包围的空间中，由一端供给聚合性原料，在加热区内与传送带的行进一起使之固化，从另一端取出板状聚合物的装置中，作为环形传送带(1，1’)的加热区内传送带表面保持机构，由上滚轮(4)和下滚轮(4’)组成，各自的轴与传送带行进方向正交的上下滚轮对(4，4’)沿着传送带行进方向配置数对，上下滚轮对(4，4’)的滚轮主干部外径D为100mm～500mm。
Description
技术领域
本发明涉及连续地聚合聚合性原料来制造板状制品(板状聚合物)的传送带式连续制板装置及用这种装置来制造板状聚合物的方法。
背景技术
以甲基丙烯酸甲酯为主原料得到的板状聚合物发挥其优越的特性，广泛地用于广告牌、建材用途、公共汽车等的清洁用途、照明用途及其它领域。另外，近年来，还用作液晶显示器那样的显示装置的导光板，随着世界的IT化，其需求急剧地增加。
对这种导光板来说，作为材料当然要求优良的光学特性，此外，为使显示器不产生不均匀的辉度分布，与原来的用途比较还要求非常高的厚度方向的尺寸精度(以下简称为“板厚精度”)。
另一方面，作为连续制造板状聚合物的方法，有使用了传送带式连续制板装置的连续浇铸法。该传送带式连续制板装置是在水平方向以同一速度行进的位于上下的2条环形传送带的相对的传送带之间，从一方供给聚合性原料，在环形传送带移动的同时以加热等方法使之聚合，从另一方得到板状聚合物的装置。在这种装置中，作为传送带表面的保持机构，沿传送带行进方向配置了许多对各自的轴与传送带行进方向正交的上下滚轮对。并且，板状聚合物在宽度方向的板厚精度是由上下滚轮对的滚轮主干部的刚性、传送带行进方向的上下滚轮对的排列间隔、因从上侧滚轮施加到传送带表面的线载荷所产生的滚轮间的原料内液压、以及环形传送带的张力等条件来决定的。
作为传送带式连续制板装置的宽度方向的板厚精度改良方法，有如日本特公昭51-27467号公报所示那样，着眼于在上下滚轮对之间由原料内液压挤压传送带变宽的效果，将该滚轮的主干部设计成高刚性，将轴部设计成低刚性，通过使轴部优先变形来追随液状原料的体积收缩从而保持对传送带表面的线载荷以提高板厚精度的方法。
但是，如该方法那样，当确保滚轮主干部的刚性来提高板厚精度时，在环形传送带的宽度大的传送带式连续制板装置中不一定能提高板厚精度。
其理由如下所述。即，从后述的式(2)可知，一般因原料的内液压对滚轮主干部的宽度方向施加均布载荷时的滚轮主干部的挠曲量与滚轮主干部的宽度的4次方成正比。因此，环形传送带的宽度变宽的话，通过滚轮主干部挠曲形状的复写板状制品成为中间厚的形状。另外，为了进一步提高滚轮主干部的刚性，需要增大滚轮主干部的直径，但若设计大直径的滚轮主干部的直径，必然地不得不加宽传送带行进方向的滚轮排列的间隔，这又助长了在滚轮对间的环形传送带的挠曲，结果，使制品的板厚精度降低。再有，若将上下滚轮对的间隔做得太宽的话，特别是在接近原料供给部的聚合物含有率低的区域，原料液泄漏到密封垫外部的危险增大，从安全方面和运转管理方面来说都不好。
如上那样，使用生产效率高、宽度大的传送带式连续制板装置来制造高板厚精度的板状制品对于现有技术来说是困难的。
另外，在这种装置中，由于制品的表面外观实质上依赖于与制品接触一侧的环形传送带的表面状态，所以环形传送带表面的平滑度极为重要。例如，环形传送带表面的研磨度不充分而剩留了微小的凹凸的话，微小的凹凸就会复写到板状制品的表面，这在目视时有时可见到微小的疵点。另外，在环形传送带表面局部存在大的凹凸的话，有时在板表面会产生亮点。这种板状制品对近年来要求极严的表面平滑性的光学用途来说，已经难以使用。
作为适合于传送带式连续制板装置的环形传送带，可列举出如日本特公平02-33490号公报所示的在1.0V/cm以上的电解强度下经由含有20％以上水分的介质进行了阳极电解处理的不锈钢板。
然而，在日本特公平02-33490号公报所示的电解处理是以提高板状制品的耐溶剂性为目的，没有涉及对环形传送带表面的平滑度的影响。即，在该公报中，没有以在光学用途中成为问题的板状制品的平滑度和抑制亮点为目的，对于在这些方面如何构成是有效的完全没有讨论。
发明内容
本发明是为解决上述现有技术中的问题而提出的。即，本发明的目的是提供一种与装置的传送带宽度无关，能够制造具有极高的板厚精度的板状聚合物的传送带式连续制板装置，以及这种板状聚合物的制造方法。
再有，本发明的目的在于提供一种能够制造没有疵点和亮点、作为光学用途优越的板状聚合物的传送带式连续制板装置以及这种板状聚合物的制造方法。
本发明者们为达成上述目的反复进行实验的结果发现，假如使上下滚轮对的滚轮主干部的外径在某特定的范围的话，滚轮主干部的刚性十分高，并且能够使滚轮对在传送带行进方向的间隔为传送带的挠曲量变小的适度的间距，可以得到减少了中间厚形状的极高的板厚精度的板状制品。
即，本发明是一种传送带式连续制板装置，其用于在由配置成相对的传送带表面以同一速度向同一方向行进的2条环形传送带的相对的传送带表面和以在它们两侧边部的传送带表面夹持住的状态下行进的连续的密封垫所包围的空间内，从其一端供给聚合性原料，在加热区内在传送带行进的同时使聚合性原料固化，并从另一端取出板状聚合物，其特征在于，作为相对行进的环形传送带的加热区内的传送带表面的保持机构是由与上侧传送带的上表面接触的上滚轮和与下侧传送带的下表面接触的下滚轮组成，沿着传送带行进方向配置多对各自的轴与传送带行进方向垂直的上下滚轮对，该上下滚轮对的滚轮主干部外径D为100mm～500mm。
对与这2条环形传送带的聚合性原料接触一侧的表面进行镜面研磨以使得按JIS的粗糙度形状参数(JIS B0601-1994)所规定的表面粗糙度Ra的值在0.1μm或其以下，并且针孔的最大直径最好在250μm或其以下。
另外，本发明是一种板状聚合物的制造方法，其特征在于，用上述传送带式连续制板装置从包含甲基丙烯酸甲酯的聚合性原料得到板状聚合物。
本发明者们通过进一步研究查明，在传送带式连续制板装置的上下滚轮对之中，上侧滚轮由于自重与来自原料内液压的反作用力的方向相反，其挠曲量相对较小，下侧滚轮由于自重与来自原料内液压的反作用力的方向都朝下而相同，所以其挠曲量比上侧滚轮要大很多。即，发现了矫正下侧滚轮的挠曲形状是为了最有效地消除制品的中间厚的形状，并得到两面没有翘曲的极为平滑的板的最佳方法。
基于这种观点，探索消除板状制品的中间厚的形状的方法的结果，例如通过预先把下侧滚轮主干部做成宽度方向中央部位的直径比端部更大的冕型等，调整从上侧的滚轮主干部对传送带表面的线载荷，从而就可以容易地控制下侧滚轮主干部复写到传送带表面的形状，不增大滚轮主干部直径及滚轮对的间隔就能够得到本质上没有中间厚的形状的划时代的方法。
即，本发明的板状聚合物的制造方法，其特征在于，用上下滚轮对的下侧滚轮轴支撑在固定侧壁、上下滚轮对的上侧滚轮轴可上下移动地支撑在梁上、并且弹簧与上述梁接触的技术方案1所述的传送带式连续制板装置，通过改变上述弹簧的压缩长度或拉伸长度调整上侧滚轮施加给传送带表面的线载荷，来调节上侧滚轮以及下侧滚轮在宽度方向的挠曲量，从包含甲基丙烯酸甲酯的聚合性原料得到板状聚合物。
附图说明
图1是表示本发明的传送带式连续制板装置的一例的示意剖面图。
图2是表示用于图1的下侧滚轮4’的冕状滚轮的一例的示意图。
图3(a)、(b)是表示具有对上侧滚轮用平直滚轮、对下侧滚轮用冕状滚轮的线载荷调整机构的滚轮对的例子的示意剖面图，两图表示变更了弹簧的压缩长度的2个状态。
图4(a)、(b)是表示具有对上侧滚轮用平直滚轮、对下侧滚轮用冕状滚轮的线载荷调整机构的滚轮对的例子的示意剖面图，两图表示变更了拉伸弹簧的拉伸长度的2个状态。
图5是表示实施例及比较例的评价时的板尺寸的立体图。
图6是表示实施例及比较例的评价时的板尺寸的立体图。
具体实施方式
图1是表示本发明的传送带式连续制板装置的一例的示意剖面图。
在该图所示的装置中，2条环形传送带(不锈钢传送带等)1、1’以各自的主传送带轮2、3、2’、3’施加张力，并且以主传送带轮3’驱动下侧传送带1’行进。包含聚合性化合物的液状聚合性原料用定量泵5输送，从喷嘴6供给到下侧传送带表面上。环形传送带1、1’的宽度较好在500mm～5000mm之间，厚度较好在0.1mm～3mm之间。施加到环形传送带1、1’上的张力最好是与行进方向垂直的截面积每平方毫米为1kg～15kg。环形传送带1通过后述的密封垫和板状聚合物利用摩擦力而与环形传送带1’以相同的速度向同一方向行进。其行进速度较好为0.1m/min～10m/min，可以根据制造的板厚和品种切换的时刻等情况适当地变更。
传送带表面间的两侧边部被有弹性的密封垫7密封。聚合性原料随着环形传送带1、1’的行进而在加热区内使聚合性原料固化。作为加热区可列举例如以热水喷雾器8、8’加热的区域。在加热区内进行聚合，在某位置迎来因聚合发热而导致的温度峰值。然后，例如以远红外加热器9、9’进行热处理来完成聚合，再取出板状制品(板状聚合物)10。最好热水喷雾器8、8’的区间为50～100℃的温度范围，远红外加热器9、9’的区间为100℃～150℃的温度范围。另外，两个区间还都可以用热风，以及其他加热方式。还有，本发明的上下滚轮对以在加热区内的滚轮为对象，而不是以在热处理区间的滚轮为对象。
作为在环形传送带1、1’的加热区内的传送带保持机构是由与上侧传送带的上表面接触的上滚轮和与下侧传送带的下表面接触的下滚轮组成，使用的是各自的轴与传送带行进方向正交的上下滚轮对4、4’。并且，通过使该上下滚轮对4、4’的滚轮主干部外径D为100mm～500mm，可得到本发明的效果。该外径若小于100mm的话，根据情况滚轮的主干部的挠曲量就会达到超过板状制品的厚度的程度的较大的值，有产生上下的环形传送带宽度方向端部接触的危险。另外，若外径D超过500mm的话，就需要增加传送带行进方向上的滚轮排列的间隔P，并且由于滚轮的自重增大，则需要使聚合装置整体的刚性也要达到极高的设计，这对设备成本来说也是不利的。再有，传送带宽度在1800mm或其以上的大型制板装置的情况下，最好使滚轮主干部外径D为130mm～500mm。另外，平直滚轮的滚轮主干部的尺寸精度较好是最外径的公差在0.1mm以内。
传送带行进方向上的多对上下滚轮对4、4’的排列间隔P与滚轮主干部外径D之差[P-D]为达到板厚精度可做得尽可能小。但是，在加热区，若使该差[P-D]小于50mm的话，有时则不能确保热水喷雾器、热风等加热介质与传送带表面的接触面积，从而，因导致聚合反应的延迟、生产效率显著下降而很不利。另外，若该差[P-D]超过500mm的话，则助长了滚轮对之间的环形传送带的挠曲而不利。因此，在加热区，传送带行进方向上的滚轮排列间隔P与滚轮主干部外径D之差[P-D]最好设计为50mm～500mm。另外，既可以使全部的滚轮对4、4’在传送带行进方向上等间距配置，也可以部分地改变间隔来配置。
聚合性原料随着环形传送带1、1’的行进被加热并进行聚合、固化，在某位置迎来因聚合发热而导致的温度峰值。包含表示该聚合发热峰值的位置的加热区通常配置有多对上下滚轮对4、4’。并且，在该区间，最好使用多个下侧滚轮4’之中的至少一部分的滚轮主干部为冕型的所谓冕型滚轮。通过引入该冕型滚轮，就能够实际上消除因滚轮主干部的挠曲导致的板状制品的中间厚的形状。
对于冕型滚轮的引入个数，在以配置在上述区间内的上下滚轮对4、4’的总数为100％时，下侧滚轮4’为冕型滚轮的上下滚轮对4、4’的对数较好是其总数的4％或其以上，优选为8％或其以上，更优选为10％或其以上。多个冕型滚轮既可以在传送带行进方向连续配置，也可以与滚轮主干部最外径的公差在0.1mm以内的平直滚轮(以下，简称为“平直滚轮”)进行组合，交替地或者数个断续地配置。
在用本发明的传送带式连续制板装置制造板状聚合物时，在聚合性原料一边随传送带一起行进一边进行固化的过程中，当将与表示加热区内的聚合发热峰值的位置相比配置在更靠近原料供给侧的上下滚轮对的总数设为100％时，较好是4％或其以上个数的上述上下滚轮对的下侧的滚轮主干部为冕型，优选为8％或其以上，更优选为10％或其以上。
在环形传送带的行进速度随生产条件而改变，聚合发热峰值的位置不同时，在聚合发热峰值的位置最接近原料供应侧的生产条件下，通过引入冕状滚轮作为与聚合发热峰值位置相比更靠原料供给侧的上下滚轮对的下侧滚轮4’，就能够对所有的生产条件发挥效果。
冕状滚轮的导入位置，在使从加热区的入口到出口的区间为0％～100％时，0％～90％的区间内是有效的，当进一步集中配置在30％～90％的区间内时则更为有效。
在用本发明的传送带式连续制板装置制造板状聚合物时，假如冕状滚轮的导入位置在聚合发热峰值的上游侧的话，由于因聚合反应导致的原料的固化处于尚未结束的状态，因而滚轮主干部的形状被有效地复写到原料形状上。在聚合性原料与传送带一起行进的同时固化的过程中，在从加热区的入口到表示聚合发热峰值的位置的区间为0％～100％时，下侧的滚轮主干部为冕状的上下滚轮对较好是配置在0％～90％的区间内，优选配置在30％～90％的区间内。
图2是表示冕状滚轮的一例的示意剖面图。对这种冕状来说，以下式(1)所示的滚轮主干部端部的最外侧的外径d1与中央部的最外侧的外径d2之差的一半所表示的隆起量x和以下式(2)所计算的滚轮主干部的自重挠曲量y最好具有下式(3)的关系。
x＝(d2-d1)/2 ...(1)
y＝5S×ρ×RW4/(384×E×I) ...(2)
x≥y ...(3)
其中：
S：与滚轮主干部轴向垂直的截面的面积
ρ：滚轮主干部材质的密度
RW：滚轮主干部的宽度
E：滚轮主干部材质的杨氏模量
I：与滚轮主干部轴向垂直的截面的惯性矩
另外，该冕形可以是辐射型以及锥型的任一种。还有，所谓本发明的滚轮主干部外径D，对冕状滚轮来说是中央部位的最外侧的外径d2。
另外，在本发明中，用‘长度’表示在传送带行进方向的距离，用‘宽度’表示与传送带行进方向垂直的方向，即滚轮轴向的距离。
对于用于上下滚轮对4、4’的滚轮的主干部的材质，既可以用例如不锈钢、铁、铝等各种金属做成的滚轮主干部，也可以用碳滚轮等碳系复合材料做成的滚轮主干部。另外，为了减轻由接触而对不锈钢传送带表面的损伤，也可以在滚轮主干部表面覆盖橡胶。另外，也可以做成覆盖橡胶后的最外径呈冕形的结构。但是，橡胶层的厚度增厚时，滚轮主干部变得过大，会妨碍加热介质与传送带表面的接触，另外还使滚轮主干部的自重挠曲量增加。若考虑到这些方面，橡胶覆盖层的厚度较好为3mm～20mm。
作为上下滚轮对4、4’的上侧滚轮4，也可以用平直滚轮、冕状滚轮的任一种。但是，在用冕状滚轮时，考虑到板状制品的挠曲，希望使隆起量x比下侧冕状滚轮4’的更小。
下面，对能够改变从上下滚轮对4、4’的上侧滚轮轴部对传送带表面施加线载荷的机构和通过使用了该机构的载荷调整对板厚精度的控制方法详细进行说明。
图3(a)、(b)是表示对上侧滚轮4用平直滚轮、对下侧滚轮4’用冕状滚轮的具有线载荷调整机构的滚轮对的例子的示意剖面图。下侧滚轮4’的两个轴部通过轴承被支撑在与基座固定而不能动的侧壁12上。上侧滚轮4的两个轴部通过轴承支撑在由于支撑杆13的上下移动而可顺利地上下移动的框架11上。
首先，如图3(a)所示，在框架11的两侧，自然长度为Z0的弹簧14在框架11和底座15之间被压缩成比Z0更小的值Z1(压缩长度)。此时，若设弹簧14的弹性常数为k的话，弹簧14往上抬起框架11的力F1可以用下式(4)表示。
F1＝k(Z0-Z1) ...(4)
在此，若设上侧滚轮4和框架11的总重量为Wr、设传送带的宽度为BW时，从上侧滚轮4传到上传送带表面1上的传送带单位宽度的载荷w1能够用下式(5)表示。
w1＝(Wr-2F1)/BW ...(5)
依照式(4)，在下侧冕状滚轮4’上，载荷w1通过传送带表面和原料向下作用，滚轮主干部因该载荷w1和滚轮自重而挠曲。但是，通过预先将下侧冕状滚轮4’做成适当的冕形，滚轮主干部的上侧就成为向上的凸形，原料内液截面则成为向宽度方向中间变薄若干的形状。
其次，如图3(b)所示，若使底座15向下侧移动而固定的话，弹簧长度则变成比Z1更大的值Z2(压缩长度)，力F1变化成以下式(6)所表示的力F2。
F2＝k(Z0-Z2) ...(6)
从式(4)以及(6)可知，由于F1＞F2，所以，根据式(5)，载荷w1变化到更大的载荷w2，下侧滚轮4’的挠曲增加，被传送带1、1’和密封垫7所包围的原料部的宽度方向形状与上下面一起成为平直的。即，通过调整来自上侧的线载荷，就可能得到平直度极高的宽度方向的形状。
在组在载荷调整机构中的弹簧为拉伸型的情况下，如图4所示，从拉伸长度Z1，通过调整连接有弹簧的可上下移动的梁15并变更到比其更小的拉伸长度Z2(Z1＞Z2)，则能与用压缩型弹簧的情况完全一样地调整线载荷。
从上侧滚轮4传到传送带表面的单位宽度的载荷w1、w2太小的话，因密封垫7与上下不锈钢传送带1、1’的密合性降低，由于原料内液泄漏到外部的危险性变高而不好。反过来，在载荷过大时，由于有必要极大地增强下侧滚轮4’的轴部结构，并且不能忽略侧壁12的变形，当然使板厚精度降低而不利。从上侧滚轮4传到传送带表面的单位宽度的载荷范围优选10kg/m～200kg/m。
作为本发明的从上侧调整载荷的结构，并不限定于如图3所示那种利用弹簧14调整从下面支撑用于支撑上侧滚轮的轴部的框架的力的方式。例如，也可以是使力直接作用于与上侧滚轮的轴部的连接部的方式。另外，力的方向不只是如图3那种向上的力，也可以是向下施加来增加载荷的方式。使力作用的部分既可以是对每个滚轮对设置一个，也可以是以框架连接多个滚轮对，设置通过弹簧使力作用于该框架上的部位的方式。
上下环形传送带1、1’的材质，只要是对聚合性原料具有足够的耐腐蚀性的材质即可，没有特别的限制。例如，以奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体-马氏体两相不锈钢等对各种有机化合物具有高的耐腐蚀性材料为宜。其中，奥氏体不锈钢特别好。
上下环形传送带1、1’的表面之中，与聚合性原料接触的一侧的各自的表面较好是预先进行镜面研磨使其达到按JIS的粗糙度形状参数(JISB0601-1994)所规定的表面粗糙度Ra的值在0.1μm或其以下。再有，该表面粗糙度Ra的值优选0.001μm～0.08μm。该表面粗糙度Ra是用原来所知道的表面粗糙度测量仪分别对上下环形传送带1、1’的一周各测量5点，取这些测量值的平均值。
镜面研磨能够用原来已知的研磨机进行。作为研磨机，较好是使用了磨具或磨料的旋转式研磨机。研磨较好的是如下进行：例如，预先通过用了粗的磨具或磨料的一次研磨使其达到大致平滑，再通过用了更细的磨具或磨料的二次研磨进行精加工。一次研磨所用的磨具或磨料的粒度较好是30～200μm，二次研磨所用的磨具或磨料的粒度较好是2～30μm。另外，为了除去研磨时所产生的研磨碎屑，较好是对研磨面供给以网孔200μm或其以下的过滤器过滤了的流体。作为该流体较好是水。
经过上述研磨作业，就能够得到表面粗糙度Ra的值在0.1μm或其以下的极高的表面光洁度。但是，即使经过这种研磨作业，许多场合在每平方米的传送带表面上还存在0.1～1个左右直径超过250μm的针孔。因此，为了达到本发明的效果，例如，较好是在研磨作业后，全面检查研磨表面，确认了存在直径超过250μm的针孔的场合，就对该针孔附近进行再研磨。
作为直径超过250μm的针孔的检测法，以目视检查就足够了。在检测到直径超过250μm的针孔的场合，通过例如对以该针孔为中心的圆20mm～200mm的范围内进行再研磨，就可以在保持传送带表面良好的镜面状态的情况下仅使针孔消失。该再研磨较好是也以一次研磨、二次研磨分两个阶段进行。经过这种再研磨作业，能够得到针孔的最大直径在250μm或其以下的镜面。再有，优选该针孔的最大直径在200μm或其以下。
然而，在运转中因某种原因而附着在传送带式连续制板装置的环形传送带背面的异物会夹在该装置两端的主传送带轮和环形传送带之间，使环形传送带变形。因此，为了防止该变形，较好是在两端的主传送带轮前面的环形传送带背面设置防止异物进入环形传送带和主传送带轮之间的装置。作为防止异物侵入装置的方式，可列举以下各种方法：将聚碳酸酯之类不易割破的、不因环境温度影响而变形的耐热性高的材质制成的树脂板横跨在环形传送带背面的整个宽度上并与之接触来挡住的方法，将刷子横跨在环形传送带背面的整个宽度上并使之接触来挡住的方法，使比缠绕了绒布等软布的环形传送带宽度更大的长棒与环形传送带背面接触来挡住的方法。特别是，使用树脂板的方法和使用刷子的方法较好，优选将这些方法并用的方法。在树脂板方式的防止异物进入装置的下流侧设置刷子方式的防止异物进入装置的方法，万一树脂板损坏，由于能以刷子方式防止异物进入装置挡住损坏的树脂板，损坏的树脂板不会进入主传送带轮和环形传送带的间隙中，因而最好。
由本发明制造的板状聚合物的厚度较好是0.3～20mm左右。
板状聚合物的原料能够根据作为目的的板状聚合物来适当地选择。本发明的连续制板装置特别适合于以甲基丙烯酸甲酯为主原料来制造甲基丙烯树脂板。在制造甲基丙烯树脂板时，较好是用含有50质量％以上甲基丙烯酸甲酯的聚合性原料。代表性地可列举单独的甲基丙烯酸甲酯，或者可与甲基丙烯酸甲酯共聚的其它单体的混合物。再有，还可以举出将甲基丙烯酸甲酯系聚合物溶解在甲基丙烯酸甲酯或其混合物中的浆液，预先将甲基丙烯酸甲酯或其混合物的一部分聚合的浆液。
作为可共聚的其它的单体，可列举例如，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸n-丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等丙烯酸酯；甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸n-丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯等甲基丙烯酸甲酯以外的甲基丙烯酸酯；醋酸乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、苯乙烯等。浆液的场合较好是考虑聚合性原料的流动性，将聚合物的含有率调整到50质量％或其以下。
根据需要也可以在聚合性原料中添加链转移剂。作为链转移剂，能够使用例如，具有烷基或取代烷基的第1级、第2级或者第3级的硫醇等。作为其具体例子，可列举n-丁硫醇、i-丁硫醇、n-辛硫醇、n-十烷硫醇、s-丁硫醇、s-十烷硫醇、t-丁硫醇等。
另外，通常在聚合性原料中添加聚合引发剂。作为其具体例子，可列举过氧新戊酸叔己酯、己酸叔己基过氧化2-乙酯、过氧二碳酸二异丙酯、新癸酸叔丁酯、过氧新戊酸叔丁酯、月桂酰过氧化物、苯甲酰过氧化物、碳酸叔丁基过氧异丙酯、过苯甲酸叔丁酯、过氧化二枯基、过氧化二叔丁基等有机过氧化物；2、2’-偶氮二(2、4-二甲基戊腈)、2，2′-偶氮二异丁腈、1-1’-偶氮二(1-环己腈)、2，2’-偶氮二(2，4，4-三甲基戊烷)等偶氮化物。
另外，根据需要还可以在原料中添加各种添加剂，例如交联剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、氧化稳定剂、增塑剂、染料、颜料、分型剂、丙烯系多层橡胶等。
以下，用实施例对本发明进行更详细说明，但这些并不限定本发明。还有，在以下的记述中，‘份’为质量基准。
实施例1
在100份聚合率为20质量％的甲基丙烯酸甲酯浆液(粘度1Pa·s、20℃)中，添加0.1份过氧新戊酸叔己酯(日本油脂(株)制，商品名：双己基PV)作为聚合引发剂，添加0.005份二辛基磺基琥珀酸钠作为分型剂并均匀混合，得到液状的聚合性原料。在真空容器内对该聚合性原料进行脱泡，用图1的装置，制得板厚为5mm、宽度为1800mm的板状制品1。
在本实施例中，图1的装置全长为10m，2个不锈钢制环形传送带1、1’厚为1.5mm、宽度为2m，利用油压施加上下共3kg/mm2的张力。另外，作为密封垫7设置聚氯乙烯制的密封垫。
装置前半具有5m长的76℃热水喷雾器8、8’的加热区。在该加热区内，上下滚轮对4、4’等间距排列共计12对，使滚轮对的排列间隔P为400mm。这些上下滚轮对4、4’的各滚轮由用橡胶覆盖表面的不锈钢制的空心结构的主干部和其两侧部的不锈钢制的实心轴组成。并且，上下滚轮对4、4’的各滚轮的不锈钢主干部的外径为160mm，包括了橡胶部分的最外径为180mm，宽度为2200mm，不锈钢的厚度为4.5mm，是最外径的公差在0.1mm以内的平直滚轮，实心轴的外径为20mm，实心轴的宽度为125mm。
该平直滚轮的自重挠曲根据式(2)为0.06mm。另外，在此，上下滚轮对4、4’在加热区内的排列间隔P与滚轮主干部外径D之差[P-D]为400mm-180mm＝220mm。
在上下滚轮对4、4’中，上侧滚轮4的轴利用支撑杆的上下移动通过轴承支撑在可上下移动的支架上。另外，下侧滚轮4’的轴通过轴承支撑在固定于基座的侧壁12上。
再有，在加热区内，在从原料供给侧算起的第6及第7个上下滚轮对4、4’中，如图3所示，弹簧14安装在支撑上侧滚轮4的轴的支架11和支撑杆13的底座15之间，做成能够调整来自上侧的线载荷的机构，运转时在加热区内从原料供给侧算起第6及第7个上下滚轮对4、4’都可以通过调节弹簧14从而使来自上侧的对传送带单位宽度的载荷为20kg/m。
在该热水喷雾器8、8’的加热区之后，具有2m长的远红外加热器9、9’的热处理区间。
环形传送带1、1’的行进速度以130mm/min运转，另外，为了把握聚合发热峰值，从原料供给侧将热电偶和原料一起放入，测量热电偶附近的原料液的温度随时间的变化，对准聚合装置的位置。其结果，聚合发热峰值位于热水喷雾器8、8’的加热区距原料供给侧4.2m处。
实施例2
在图1装置的加热区中，作为从原料供给侧算起的第2及第3个上下滚轮对4、4’的下侧滚轮4’， 除采用冕状滚轮代替平直滚轮，即，从原料供应侧观察，热水区12％～28％的区间、下侧滚轮总数的17％使用冕状滚轮以外，其余与实施例1相同，得到板状制品2。该冕状滚轮除包括橡胶的中间部的最外径d2为180.0mm(不锈钢主干部外径160.0mm)，包括橡胶的端部的最外径d1为179.8mm(不锈钢主干部外经160.0mm)以外，其余与实施例1中所使用的平直滚轮的结构和尺寸都相同。该冕状滚轮的自重挠曲根据式(2)为0.06mm。
实施例3
作为在图1的装置的加热区内从原料供给侧算起第6及第7个上下滚轮对4、4’(带线载荷调整机构)的下侧滚轮4’，除使用冕状滚轮代替平直滚轮，即，从原料供给侧观察，在热水区44％～60％的区间，下侧滚轮总数的17％使用冕状滚轮以外，其余与实施例1相同，得到板状制品3。该冕状滚轮与在实施例2中所用的冕状滚轮结构和尺寸都相同。
实施例4
在真空容器内对聚合性原料进行脱泡后，利用比实施例1的情况下的装置更大型的图1的装置，制得板厚为3mm、宽度为2800mm的板状制品4。
在本实施例中，图1的装置全长为100m，2个不锈钢制环形传送带1、1’为厚度1.5mm，宽度3000mm，利用油压施加上下共8kg/mm2的张力。另外，作为密封垫7，设置聚氯乙烯制的密封垫。
装置前半具有48m长的利用80℃热水喷雾器8、8’进行加热的加热区。在该加热区内，上下滚轮对4、4’等间隔排列共120对以使滚轮对的排列间隔P为400mm。这些上下滚轮对4、4’的各滚轮由表面被橡胶覆盖的铁制的空心结构的主干部及其两端部的不锈钢制的实心轴组成。并且，上下滚轮对4、4’的各滚轮的铁制主干部的外径为264mm，包括橡胶部的最外径为280mm，宽度为3200mm，铁部的壁厚为7.6mm，最外径的公差为0.1mm以内的平直滚轮，实心轴的外径为80mm，实心轴的宽度为400mm。
该平直滚轮的自重挠曲根据式(2)为0.08mm。另外，在此，上下滚轮对4、4’的排列间隔P与滚轮主干部外径D之差[P-D]为400mm-280mm＝120mm。
在上下滚轮对4、4’中，上侧滚轮4的轴利用支撑杆的上下移动通过轴承支撑在可上下移动的支架上。另外，下侧滚轮4’的轴通过轴承支撑在固定于基座的侧壁12上。
再有，在上述加热区内的所有上下滚轮对4、4’中，如图3所示，弹簧14安装在支撑上侧滚轮4的轴的支架11和支撑杆13的底座15之间，做成能够调整来自上侧的线载荷的机构，运转时，通过调节弹簧14从而使在加热区内从原料供给侧算起的20～28m的区间内的来自上下滚轮对4、4’上侧的对传送带单位宽度的载荷为30kg/m。
在该热水喷雾器8、8’的加热区之后，具有15m长的利用远红外加热器9、9’进行热处理的区间。
在该热水喷雾器8、8’的加热区中，每隔4m一个共计用12个热电偶测量下侧环形传送带1’在宽度方向端部的温度，使表示最高温度的区间为聚合发热峰值的位置。以环形传送带1、1’的行进速度为2.3m/min运转时，聚合发热峰值位于40～44m的区间。
实施例5
使从图1的装置的热水喷雾器8、8’的加热区的原料供给侧算起的20～28m的区间的下侧滚轮4’合计为20个，使用冕状滚轮代替平直滚轮，即，从原料供给侧观察，热水区42％～58％的区间，除下侧滚轮总数的17％使用冕状滚轮以外，其余与实施例4相同，得到板状制品5。该冕状滚轮的包括橡胶的中央部的最外径d2为280.0mm(铁制主干部外径264mm)，包括橡胶的端部的最外径d1为279.6mm(铁制主干部外径264mm)，铁制滚轮的壁厚为7.6mm，除此以外，其余与实施例4所使用的平直滚轮的结构和尺寸相同。该冕状滚轮的自重挠曲根据式(2)为0.08mm。
另外，对于在加热区内从原料供给侧算起20～28m的上下滚轮对4、4’，改变安装在支架11上的弹簧14的设定值，使对传送带表面的传送带单位宽度的载荷为80kg/m、130kg/m、180kg/m，除此以外，与得到板状制品5的情况一样，得到板状制品6、板状制品7、板状制品8。
实施例6
使从图1的装置的热水喷雾器8、8’的加热区的原料供给侧算起的0～28m的区间的下侧滚轮4’合计为70个，使用冕状滚轮代替平直滚轮，即，从原料供给侧观察，热水区0％～58％的区间，除下侧滚轮总数的58％使用冕状滚轮以外，其余与实施例4相同，得到板状制品9。该冕状滚轮与实施例5所使用的滚轮的结构和尺寸相同。
另外，除将环形传送带的行进速度变更为1.8m/min、1.3m/min以外，其余与得到板状制品9的情况相同，得到板状制品10、11。还有，此时聚合发热峰值位置分别为32～36m、20～24m的区间。
比较例1
在热水喷雾器8、8’的加热区的上下滚轮对4、4’总共12个中，除把不锈钢主干部的外径改变为80mm，包括橡胶部的最外径改为96mm以外，其它与实施例1相同，得到板状制品12。
实施例7
把热水喷雾器8、8’的加热区的上下滚轮对4、4’总共12对通过每隔1对去掉1对改变为总计6对，使上下滚轮对4、4’的排列间隔P与滚轮主干部外径D之差[P-D]为800mm-180mm＝620mm，除此以外与实施例1相同，得到板状制品13。
实施例8
使从热水喷雾器8、8’的加热区的原料供给侧算起的20～28m的区间内的下侧滚轮4’总计为20个之中，将从原料供给侧算起的4个变更为实施例5所使用的冕状滚轮，即，从原料供给侧观察，热水区42％～45％的区间，除下侧滚轮总数的3.3％使用冕状滚轮以外，其余与实施例4相同，得到板状制品14。
评价
下面，使用以下方法对制品1～3、13(实施例1～3、7)以及制品12(比较例1)的板厚精度进行了评价。首先，如图5所示，将连续取出的板状制品每隔1000mm切断，得到50块尺寸为1800mm×1000mm×5mm的板。并且，对全部50块板测量截面的宽度方向中央部位A点及从两端部起向内100mm处的B1、B2点的厚度，计算其平均值，求出以下式(7)表示的中间厚的量T。
T＝A-(B1+B2)/2...(7)
在板厚精度评价中，该中间厚的量T的绝对值越小，则意味着宽度方向的平直度高。
另外，如图6所示，制品4～11、14(实施例4～6、8)的板厚精度的评价，除了使50块板的尺寸为2800mm×1000mm×3mm，并且从两端部起向内200mm处为B1、B2点以外，其余与上述相同。
将这些评价结果表示在表1。
表1评价结果
| 板状制品No. | 中间厚的量T[mm](50块的平均值) |
| 1 | 0.10 |
| 2 | 0.05 |
| 3 | 0.01 |
| 4 | 0.09 |
| 5 | -0.09 |
| 6 | -0.01 |
| 7 | 0.05 |
| 8 | 0.11 |
| 9 | -0.09 |
| 10 | -0.08 |
| 11 | -0.10 |
| 12 | 0.32 |
| 13 | 0.27 |
| 14 | 0.10 |
从表1所示的结果可知，板状制品1(实施例1)的中间厚的量T很小，从而对用于导光板的用途有足够的平直性。再有，板状制品2(实施例2)的中间厚的量T更小，板状制品3(实施例3)的中间厚的量T比它更低。
板状制品4(实施例4)也相同，其中间厚的量T很小而对用于导光板的用途有足够的平直性。另外，板状制品5、6、7、8(实施例5)的中间厚的量T都很小，特别是板状制品6具有极高的平直性。
板状制品9、10、11(实施例6)的中间厚的量T都很小。由此可知，即使运转中连续变更生产速度，板状制品的高平直性也没有变化。
板状制品12(比较例1)的中间厚的量T很大，是板厚精度极差的板。另外，板状制品13(实施例7)的中间厚的量T的值比板状制品1(实施例1)的大，虽不是板厚精度优良的板，但比比较例1的板更好。另外，板状制品14(实施例8)的中间厚的量T与板状制品4(实施例4)的几乎相等，由于对加热区的下侧滚轮的冕状滚轮的导入数在总数的4％以下，因而不能说效果很好。
实施例9
在100份聚合率为20质量％的甲基丙烯酸甲酯浆液(粘度1Pa·s、20℃)中，添加0.35份过氧新戊酸叔己酯作为聚合引发剂，添加0.005份二辛基磺基琥珀酸钠作为分型剂并均匀混合，得到液状的聚合性原料。在真空容器内对该聚合性原料进行脱泡，用与实施例3的设定相同的装置，制得厚度为2mm、宽度为1800mm、长度为1000mm的板状制品(板状聚合物)。
在本实施例中，预先对奥氏体不锈钢制上下环形传送带1、1’与聚合性原料接触一侧的整个表面，使用粒度为40μm的磨料进行5次一次研磨，然后再使用粒度为20μm的磨具进行2次二次研磨。该镜面研磨后的上下环形传送带1、1’的以JIS粗糙度形状参数(JIS B0601-1994)所规定的表面粗糙度Ra值为0.01μm。再有，对研磨后的整个表面进行目视检测时，在传送带的表面积42m2上分别检测到了5个、6个直径超过250μm的针孔。因此，通过对以这些针孔的位置为中心画100mm的圆的范围进行再研磨(上述的一次研磨及二次研磨)，从而使这些针孔完全消失。通过以上各研磨作业，得到了与聚合性原料接触一侧的表面的Ra为0.1μm或其以下，并且针孔的最大直径在250μm或其以下的上下环形传送带。还有， 表面粗糙度Ra的测量是用ミツトヨ(株)制表面粗糙度测量仪SV-3000S4对上下环形传送带1、1’在一周分别测量5点来进行，以其平均值为Ra的值。然后，把该上下环形传送带1、1’组装进装置。
在本实施例中，使热水喷雾器8、8’的温度为80℃，上下环形传送带1、1’的行进速度为200mm/min，运转2天。在这2天的运转中，除去启动及停机时的连续运转可得到制品的时间为37.5小时，由此，得到450块板状制品(板状聚合物)。以实施例3为准测量得到的制品的板厚精度，450块中间厚的量T为0.02mm，从而良好。
对这450块板状制品目视检查裂纹以及亮点的有无。具体地说，从板状制品的宽1800mm×长1000mm的一面照射荧光灯的光，从另一面目视检查时观察到横条形状时作为裂纹并计数，观察到白点时作为亮点并计数。结果，450块之中，在7块制品中观察到1～5个小裂纹，在8个制品中观察到1～2个亮点，但这些作为光学用途达到可足够使用的水平。还有，没有同时具有裂纹和亮点的制品。
实施例10
实施例9的上下环形传送带的研磨作业之中，虽进行一次研磨(5次)，但此后没有进行二次研磨及再研磨。该一次研磨后的表面粗糙度Ra的值为0.15μm。另外，对研磨后的整个表面进行目视检测时，在传送带的表面积42m2上分别检测出了6个、6个直径超过250μm的针孔。
通过把该上下环形传送带组装进装置来使用，除此以外，与实施例9相同，制造450块厚2mm、宽1800mm、长1000mm的板状制品，目视检查有无裂纹及亮点。结果，450块之中，在39块(总数的约9％)的制品观察到1～5个小裂纹，在198块(总数的约44％)的制品观察到1～2个亮点。还有，其中同时具有裂纹和亮点的制品为26块。即，只有裂纹或亮点或同时具有两者的制品总计为211块，其中147块(总数的约33％)很难说达到适合用于光学用途的制品的水平。
如上所述，采用本发明，能够提供能够制造与装置的传送带宽度无关，具有极高板厚精度的板状聚合物的传送带式连续制板装置、以及板状聚合物的制造方法。
Claims (15)
1. 一种传送带式连续制板装置，其用于在由配置成相对的传送带表面以同一速度向同一方向行进的2条环形传送带的相对的传送带表面和以在它们两侧边部的传送带表面夹持住的状态下行进的连续的密封垫所包围的空间内，从传送带一端供给聚合性原料，在加热区内在传送带行进的同时使聚合性原料固化，并从另一端取出板状聚合物，其特征在于，2条环形传送带的宽度都在1800mm或其以上，作为相对行进的环形传送带的加热区内的传送带表面的保持机构是由与上侧传送带的上表面接触的上滚轮和与下侧传送带的下表面接触的下滚轮组成，沿着传送带行进方向配置多对各自的轴与传送带行进方向垂直的上下滚轮对，该上下滚轮对的滚轮主干部外径D为130mm～500mm。
2. 根据权利要求1所述的传送带式连续制板装置，其特征在于，多对上下滚轮对在传送带行进方向的排列间隔P与滚轮主干部外径D之差[P-D]为50mm～500mm。
3. 根据权利要求1所述的传送带式连续制板装置，其特征在于，设上下滚轮对的总数为100％时，4％或其以上个数的上述上下滚轮对的下侧滚轮主干部为冕形。
4. 根据权利要求3所述的传送带式连续制板装置，其特征在于，设从加热区的入口到出口的区间为0％～100％时，下侧滚轮主干部为冕形的上下滚轮对配置在0％～90％的区间内。
5. 根据权利要求3所述的传送带式连续制板装置，其特征在于，设从加热区的入口到出口的区间为0％～100％时，下侧滚轮主干部为冕形的上下滚轮对配置在30％～90％的区间内。
6. 根据权利要求3所述的传送带式连续制板装置，其特征在于，对下侧的滚轮主干部的冕形，以下式(1)所示的滚轮主干部端部的最外侧的外径d1和中央部最外侧的外径d2的直径之差的一半所表示的隆起量x和以下式(2)所计算的滚轮主干部的自重挠曲量y有下式(3)的关系。
x＝(d2-d1)/2 ...(1)
y＝5S×ρ×RW4/(384×E×I) ...(2)
x≥y ...(3)
S：与滚轮主干部轴向垂直的截面的面积
ρ：滚轮主干部材质的密度
RW：滚轮主干部的宽度
E：滚轮主干部材质的杨氏模量
I：与滚轮主干部轴向垂直的截面的惯性矩
7. 根据权利要求1所述的传送带式连续制板装置，其特征在于，上下滚轮对的所有上侧滚轮是滚轮主干部最外侧的外径的公差在0.1mm以内的平直滚轮。
8. 根据权利要求1所述的传送带式连续制板装置，其特征在于，与2条环形传送带的聚合性原料接触一侧的表面进行镜面研磨使其达到由JIS的粗度形状参数JIS B0601-1994所规定的表面粗糙度Ra的值为0.1μm或其以下，并且针孔的最大直径在250μm或其 以下。
9. 一种板状聚合物的制造方法，其特征在于，使用权利要求1所述的传送带式连续制板装置，从包含甲基丙烯酸甲酯的聚合性原料得到板状聚合物。
10. 根据权利要求9所述的板状聚合物的制造方法，其特征在于，在所使用的传送带式连续制板装置中，在聚合性原料一边与传送带一起行进一边固化的过程中，设与显示加热区的聚合发热峰值的位置相比配设在更靠近原料供给侧的上下滚轮对的总数为100％时，4％或其以上个数的上述上下滚轮对的下侧滚轮主干部为冕形。
11. 根据权利要求10所述的板状聚合物的制造方法，其特征在于，在所使用的传送带式连续制板装置中，在聚合性原料一边与传送带一起行进一边固化的过程中，设从加热区的入口到显示聚合发热峰值的位置的区间为0％～100％时，下侧滚轮主干部为冕形的上下滚轮对配置在0％～90％的区间内。
12. 根据权利要求10所述的板状聚合物的制造方法，其特征在于，在所使用的传送带式连续制板装置中，在聚合性原料一边与传送带一起行进一边固化的过程中，设从加热区的入口到显示聚合发热峰值的位置的区间为0％～100％时，下侧滚轮主干部为冕形的上下滚轮对配置在30％～90％的区间内。
13. 一种板状聚合物的制造方法，其特征在于，使用权利要求1所述的传送带式连续制板装置，其中，上下滚轮对的下侧滚轮轴支撑在固定侧壁上，上下滚轮对的上侧滚轮轴支撑在可上下移动的梁上，并且设置成弹簧与上述梁接触，通过改变上述弹簧的压缩长度或拉伸长度来调整上侧滚轮施加给传送带表面的线载荷，从而调节上侧滚轮及下侧滚轮在宽度方向的挠曲量，从包含甲基丙烯酸甲酯的聚合性原料得到板状聚合物。
14. 根据权利要求13所述的板状聚合物的制造方法，其特征在于，调整上侧滚轮施加给传送带表面的线载荷使每单位传送带宽度在10kg/m～200kg/m的范围内。
15. 一种板状聚合物的制造方法，其特征在于，使用权利要求9所述的传送带式连续制板装置，从包含甲基丙烯酸甲酯的聚合性原料得到板状聚合物。
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