JP2006021381A - 板状物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】前工程と後工程のラインスピードの比率を簡易かつ良好に調整でき、両工程間において搬送される板状物（樹脂板等）１に無用の引張り力や圧縮力がかからず、板状物１への損傷や設備のトラブルを防止でき、板状物を良好に製造できる方法を提供する。
【解決手段】材料を連続的に板状に成形する前工程と、前工程で得た板状物１を後処理する後工程とを一つのラインで連続的に行う板状物の製造方法であって、前工程と後工程との間において板状物１を撓ませながら連続的に搬送し、撓み検出装置８等で板状物１の撓み位置を検知し、撓み位置が下がってきた場合には後工程のラインスピードを上げ、撓み位置が上がってきた場合には後工程のラインスピードを下げることにより、両工程のラインスピードの比を調整する板状物の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂板等の板状物を連続的に製造する方法に関する。

樹脂板を一つのラインで連続的に製造する方法として、例えば、溶融押し出し方式や、連続キャスト方式がある。

溶融押し出し方式においては、例えば、前工程として押出機のＴダイから溶融樹脂を押出し、これを複数のポリッシングロールの間に通して板状（シート状）に賦型すると同時にその樹脂板の表面にロール鏡面転写を行い、引き続きその樹脂板を搬送すると共に徐冷し、さらにこれを連続的に後工程に搬送して、マスキング、トリミング、定尺切断等の後処理を行う。このような方法において、前工程のラインスピードは、例えばポリッシングロールの周速により決まり、後工程のラインスピードは、例えば後工程の設備内に設けられた引取り用駆動ニップロールの周速により決まる。ここで、後工程の駆動ニップロールは、連続的に生産される樹脂板を折り曲げることなく引き取ることができるように、前工程のポリッシングロールの速度と比例制御された速度で駆動する（非特許文献１等参照）。また、この駆動ニップロールによる引き取り速度は、ポリッシングロールの周速に対して通常＋１％から＋２％とされている（非特許文献２等参照）。

連続キャスト方式においては、例えば、ベルト式連続製板装置を用い、その上下の金属製エンドレスベルトに挟まれた空間に樹脂原料を供給し、エンドレスベルトで搬送すると同時に加熱して樹脂原料を重合し、引き続き搬送しながら徐冷し、装置のベルト部末端から重合後の樹脂板を連続的に排出する（特許文献１等参照）。このような連続キャスト方式においても、この連続キャスト工程を前工程とし、装置のベルト部末端から排出される樹脂板をさらに連続的に後工程に搬送して、マスキング、トリミング、定尺切断等の後処理を行うこともできる。

前工程と後工程を一つのラインで連続的に行う為には、両工程のラインスピードを調整する必要がある。連続キャスト方式においても、先に述べた溶融押し出し方式と同様に、前工程のエンドレスベルトの速度を検出し、後工程の駆動ニップロールによる引き取り速度を比例制御する方法が考えられる。しかしながら、連続キャスト方式においては、装置のベルト部末端から排出される樹脂板が既にガラス弾性状態になっているので、前工程のベルト速度より後工程の引取り速度が速い場合は、樹脂板が引張り力を受けて破壊する場合がある。特に、厚さが２ｍｍ以下の薄いアクリル系樹脂板は破壊し易い。板厚が厚い場合は破壊は生じ難いが、その代わり、駆動ニップロールに強い負荷が生じて故障の原因となったり、ベルトから樹脂板を引き出そうとする力が増すのでベルトに損傷が生じる恐れもある。また、前工程のベルト速度より後工程の引取り速度が遅い場合は、ベルト部末端から駆動ニップロールの間で板状物が圧縮力を受けて、折れ曲がったりあるいは破壊したり、近くの設備へ接触して傷付いたりする恐れがある。したがって、連続キャスト方式の場合は、引取り速度を比例制御するにあたり極めて高い精度で制御する必要があり、その為の設備は複雑で高価なものとなる。

一方、溶融押し出し方式においては、ポリッシングロールから駆動ニップロールまでの間において樹脂板が溶融状態やゴム弾性状態を経るので、引張り力に応じて樹脂板がある程度伸び、連続キャスト方式と比較すると破壊等は生じ難い。ただし、この溶融押し出し方式においても、引取り速度を精度良く比例制御し、無用の引張り力や圧縮力をかけずに製造することは、製品や設備の損傷を防ぎ、精度良く製造を行う等の点で重要である。
特開昭５２−９４３６２号公報 社団法人高分子学会編、「プラスチック加工技術ハンドブック」、日刊工業新聞社、１９９５年６月１２日発行 社団法人高分子学会編、「プラスチック成形機械と成形技術（II）」、株式会社地人書館、１９６５年４月３０日発行

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、前工程と後工程のラインスピードの比を簡易かつ良好に調整でき、両工程間において搬送される板状物に無用の引張り力や圧縮力をかけずに、板状物を良好に製造する方法を提供することにある。

本発明は、材料を連続的に板状に成形する前工程と、該前工程で得た板状物を後処理する後工程とを一つのラインで連続的に行う板状物の製造方法であって、該前工程と該後工程との間において前記板状物を撓ませながら連続的に搬送し、該板状物の撓み部分の位置が下がってきた場合には後工程のラインスピードを上げ、該板状物の撓み部分の位置が上がってきた場合には後工程のラインスピードを下げることにより、両工程のラインスピードの比を調整することを特徴とする板状物の製造方法である。

本発明においては、前工程と後工程との間で板状物を撓ませながら連続的に搬送し、その撓み部分の位置に応じて後工程のラインスピードを調整するので、板状物へ無用の引張り力や圧縮力がかかることを簡易に防止でき、板状物の損傷や設備のトラブルを回避することができる。

図１は、本発明の一実施形態を示す模式図である。ここでは、連続キャスト方式を用いて樹脂板を一つのラインで連続的に製造する例を示す。

まず、前工程において、連続キャスト製板装置２に材料を投入し、これを板状に連続成形し、装置出口から板状物（樹脂板）１を連続的に排出する。この板状物１は、搬送方向に連続的に伸びた長い帯状の形態をとる。引き続き、この板状物１は支持ロール３上で搬送され、後工程側に供給される。

この実施形態においては、支持ロール３が配設された搬送経路の途中に、隣り合う支持ロール３の間隔を特に広くした区間がある（支持ロール３１と支持ロール３２の間の区間）。板状物１は、この区間で自重によりある程度撓む。そして、この板状物１の撓み部分の位置の上下変動が、撓み検出装置８により自動的に検出される。具体的には、板状物１の撓み部分の中央部、すなわち最も下になる部分の高さ（以下「撓み位置」と称す）が撓み量として常時検出され、その撓み位置が変動した場合も同様に検出される。撓み検出装置８の具体的な構成については、後に詳述する。

板状物１は、この撓みが形成される区間を経て、さらに後工程に搬送される。この実施形態においては、後工程の設備内に設けられた駆動引取ロール６によって、板状物１が後工程側に引き取られる。また、駆動引取ロール６の手前側には、板状物１に保護マスキング処理を施す為の貼り付けロール４が設けられており、ここで板状物１の両面に保護フィルム５が貼り付けられる。

このような製造ラインにおいて、連続キャスト製板装置２からの板状物１の排出速度（前工程のラインスピード）と、駆動引取ロール６による引取り速度（後工程のラインスピード）とがほぼ一致している場合は、板状物１の撓み位置は一定となる。また、後工程のラインスピードが遅い場合は板状物１の撓み位置は下がり、速い場合は撓み位置は上がってくる。そして、板状物１の撓み位置が下がってきた場合には、後工程のラインスピードを上げ、撓み位置が上がってきた場合には後工程のラインスピードを下げることにより、両工程のラインスピードの比を調整できる。具体的には、撓み検出装置８で検出した撓み位置を電気信号に変換し、コントローラーユニットを経て引き取り機用サーボモータ７に伝え、駆動引取ロール６の回転速度を変更することによって、撓み位置が一定になるように調整できるのである。このような調整法によれば、両工程のラインスピードの比を簡易かつ良好に調整でき、板状物１に無用の引張り力や圧縮力がかかるのを回避できる。

図２は、図１の撓み検出装置８の一例を示す模式図である。この図において、板状物１は図の手前から奥の方向に移動するものとする。この装置のプローブ１２の先端の回転ロール１１は板状物１の上面に接触しており、板状物１の撓み位置が上下に変化するとプローブ１２もそれに追随して昇降する。このプローブ１２は支柱１０のスライドレールに取り付けられており、なめらかに昇降できるように構成されている。回転ロール１１は、板状物１を傷付けないような材質のもの、例えばゴム製のものが好ましい。

プローブ１２は、チェーン１３を介して重り１９と繋がっている。具体的には、チェーン１３は、支柱１０の角部のスプロケット１４、１５に支えられており、かつその一端がプローブ１２に接続され、他端には重り１９が架けられている。したがって、重り１９を替えることによって、プローブ１２が板状物１を下側に押す力を調整できる。

板状物１の撓み位置の上下変動は、上述のプローブ１２の昇降を通じて検知される。すなわちプローブ１２が昇降すると、チェーン１３によりスプロケット１５が回転し、その回転に応じてシンクロ発信機１６が、コントローラーユニットを介して引き取り機用サーボモータ７に電気信号を伝え、駆動引取ロール６の回転速度を調整する。

また、重り１９の上側の位置には、保安リミット１７、１８が設けられている。例えば板状物１の撓み量が必要以上に大きくなってしまった場合など、異常が発生した場合は、保安リミット１７、１８がチェーン１３の位置からそれを自動的に感知し、板状物１の搬送を停止することができる。

以上、図１および図２に基づいて好適な実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、本発明において、板状物１を撓ませる方法としては、板状物１の搬送時の走行方向を変える時に撓ませる方法等も可能である。ただし、図１に示したように隣り合う支持ロール３の間隔を特に広くした区間を設け、板状物１を自重により撓ませる方法が、好適な方法である。その区間の距離は、諸条件に応じて適宜決定すればよい。また、板状物１の撓み量は、板状物１の品質に悪影響を及ぼしたり、設備に損傷を与えない限りにおいて自由に設定できる。具体的には、板状物１の厚さ、重量、剛性、隣り合う支持ロール３の距離、搬送方向にかかる張力等を考慮して定めればよい。例えば、板厚が０.５ｍｍ〜２０ｍｍ程度のアクリル系樹脂板をほぼ水平に搬送する場合は、その区間の隣り合う支持ロール３１、３２の間隔（撓みが形成される区間）は、３０ｃｍ〜１０ｍの範囲内であることが好ましい。また、板状物１の撓み量は、好ましくは１０ｍｍ〜１ｍの範囲内において適時選択すればよい。ここで撓み量とは、板状物１が水平状態にある場合の水平線から、撓んでいる部分のうち最も下になっている箇所までの垂直方向の距離を言う。

本発明において、前工程とは、材料を連続的に板状に成形する工程である。例えば、連続キャスト方式における前工程とは、所望の樹脂材料を連続キャスト方式により板状に成形する工程を言う。この場合の具体的な成形法としては、図１に示した例に限定されず、従来より知られる各種の連続キャスト法を用いることができる。また、溶融押し出し方式における前工程とは、所望の樹脂材料を溶融押し出しして、ポリッシングロール等の賦型手段により板状に成形する工程を言う。溶融押し出し法についても、具体的には、従来より知られる各種の方法を用いることができる。このような前工程を経て得られる板状物は、所望の撓み量で撓ませても損傷しない程度の剛性を有していることが望ましい。

本発明において、後工程とは、前工程で得た板状物を後処理する工程である。この後処理としては、例えば、マスキング、トリミング、定尺切断など、従来より知られる各種の処理法が可能である。図１ではマスキング処理のみ図示したが、このマスキング処理の後に連続してトリミング、定尺切断などを行うことは好適な形態である。その場合、トリミング手段と定尺切断手段は、通常は駆動引取ロール６の後に配置される。

本発明では、上述したような前工程と後工程との間において、板状物を撓ませながら連続的に搬送する。例えば、図１に示した例においては、連続キャスト製板装置２の板状物１の排出位置と後処理である保護マスキング処理用の貼り付けロール４との間において、板状物１を撓ませている。また、溶融押し出し方式の場合は、ポリッシングロール等の賦型手段と後処理設備との間において、板状物１を撓ませればよい。

本発明では、板状物の撓み部分の位置が下がってきた場合には後工程のラインスピードを上げ、板状物の撓み部分の位置が上がってきた場合には後工程のラインスピードを下げることにより、両工程のラインスピードの比を調整する。例えば、図１および図２に示した例においては、板状物１の撓み部分の位置の上下変動を自動的に検出する撓み検出装置８を用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、板状物１の品質材質に悪影響を及ぼさない限り、従来より知られる各種の位置検知手段を自由に選択して用いることができる。例えば、接触式または非接触式の距離計を用い、その距離の変動を検出することもできる。

検出感度を高めるためには、撓みが最も大きく変動する箇所を測定することが好ましい。例えば、図１に示した例においては、支持ロール３１と支持ロール３２の間の中央の位置、すなわち板状物１の撓み部分の中央部が最も大きく上下変動する箇所であり、この箇所を測定することにより検出感度を高めている。また、測定箇所は少なくとも１箇所あればよいが、複数の箇所を測定してもよい。例えば、板状物１の幅方向の左右両端において各々測定すれば、板状物１の搬送時の蛇行を検出することも可能である。

板状物１の材質は特に限定されず、その板状物の用途等に応じて、適宜選択することができる。特に、前工程と後工程のラインスピードの違いにより変形や破壊を生じ易い樹脂板（特にアクリル系樹脂板など）に対して、本発明は非常に有用である。より具体的には、本発明の板状物の製造方法は、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。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。

板状物１の幅や厚みは、特に限定されない。その幅は通常５０ｍｍ〜３０００ｍｍ程度であり、厚みは通常０.５ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。特に、厚さが２ｍｍ以下の薄いアクリル系樹脂板は破壊し易いので、本発明を適用することは特に好ましい。また、板状物１の走行速度は、０.１ｍ/分〜１０ｍ/分程度が好ましい。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

［実施例１］
まず、図１に示したように、連続キャスト装置２と保護マスキング貼り付けロール４との間に設けられている複数の支持ロール３のうち、隣り合う支持ロール３１と支持ロール３２の間（撓みが形成される区間）の間隔を３ｍとし、その中央部に撓み検出装置８を配置した。撓み検出装置８の先端の回転ロール１１としては、径６５ｍｍ、幅４０ｍｍ、表面材質がネオプレンゴムのものを使用した。また、プローブ１２が板状物１を押さえる力が１ｋｇ重（９.８Ｎ）となるように、重り１９を選択した。

そして前工程において、連続キャスト製板装置２により幅２８００ｍｍ、厚み３ｍｍのアクリル系樹脂板を２ｍ/分の速度で製造し、撓み部分を経て、後工程側にこれを連続して搬送し、保護マスキング処理を施した。ここで、撓み検出装置８の回転ロール１１は、アクリル系樹脂板の幅方向において端から５００ｍｍの位置に接触するように配置した。また、本実施例の製造ラインにおいては、撓み量が３００ｍｍで一定となるようにコントローラーユニットの設定を行った。この設定により、具体的には、稼動時の撓み量の変動は±１０ｍｍの範囲内となり、安定していた。

以上の条件の製造ラインで得た保護マスキング付きアクリル系樹脂板は、損傷が見られず、良好な品質の製品として得ることができた。

［実施例２］
実施例１において、ベルトスピードを０.２ｍ／分ずつ速め、４ｍ/分まで上げた後、今度は０.２ｍ/分づつ減速し、０.８ｍ/分まで下げた。この間、樹脂板への損傷は見られず、たわみ量の変動は±１０ｍｍの範囲で安定していた。これにより、良好な品質の保護マスキング付きアクリル系樹脂板を得ることができた。すなわち本実施例により、アクリル系樹脂板の走行速度を適宜変更した場合であっても、良好な結果が得られることを確認できた。

［実施例３］
板厚１０ｍｍのアクリル系樹脂板をベルトスピード１.２ｍ/分で製造したこと、あるいは板厚１.５ｍｍのアクリル系樹脂板をベルトスピード２ｍ/分で製造したこと以外は、実施例１と同様にしてアクリル系樹脂板を製造した。この間、樹脂板への損傷は見られず、たわみ量の変動は±１０ｍｍの範囲で安定していた。これにより、良好な品質の保護マスキング付きアクリル系樹脂板を得ることができた。すなわち本実施例により、アクリル系樹脂板の厚さを適宜変更した場合であっても、良好な結果が得られることを確認できた。

本発明の一実施形態を示す模式図である。 図１の撓み検出装置の一例を示す模式図である。

符号の説明

１ 板状物（樹脂板）
２ 連続キャスト製板装置
３、３１、３２ 支持ロール
４ 貼り付けロール
５ 保護フィルム
６ 引き取りロール
７ 駆動サーボモーター
８ 撓み検出装置
１０ 支柱
１１ 回転ロール
１２ プローブ
１３ チェーン
１４、１５ スプロケット
１６ シンクロ発信機
１７、１８ 保安リミット
１９ 重り

Claims (3)

1. 材料を連続的に板状に成形する前工程と、該前工程で得た板状物を後処理する後工程とを一つのラインで連続的に行う板状物の製造方法であって、
   該前工程と該後工程との間において前記板状物を撓ませながら連続的に搬送し、該板状物の撓み部分の位置が下がってきた場合には後工程のラインスピードを上げ、該板状物の撓み部分の位置が上がってきた場合には後工程のラインスピードを下げることにより、両工程のラインスピードの比を調整することを特徴とする板状物の製造方法。
2. 板状物が樹脂板である請求項１記載の板状物の製造方法。
3. 撓み部分の位置を、検出装置により自動的に検出する請求項１または２記載の板状物の製造方法。
   

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