JPH0439008A

JPH0439008A - 気泡入り有機ガラス成形品の製造法

Info

Publication number: JPH0439008A
Application number: JP14652290A
Authority: JP
Inventors: Sumio Nakabashi; 純男中橋; Takao Iino; 貴雄飯野
Original assignee: NITSUSEN KAGAKU KK; Nissen Chemitec Corp
Current assignee: NITSUSEN KAGAKU KK; Nissen Chemitec Corp
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1992-02-10
Anticipated expiration: 2014-12-27
Also published as: JP2994434B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【発明の目的】

［産業上の利用分野コ本発明は、各種光散乱材料乃至光反射材料として有用な
均一な気泡入り有機ガラス板の製造法に関する。［従来の技術］（１）背景ポリメチルメタクリレートは、優れた光線透過性及び耐
候性を有するところから、開発以来６０年を経た今日で
も、装飾材、電灯のシェード、看板、水槽、透光性屋根
材等の産業材料から、コンタクトレンズ、人口水晶体な
どの医療用用途に到るまで極めて広く利用されている。特に、本材料の端面から光線を入射させることにより光
路中の障害物（例えば気泡、孔、渭、窪み等）の形状に
応じて発光させようとするエツジライティングの技法は
、今後の発展が期待される重要な用途の一つである。 ■　従来技術の問題点そこで本材料の内部に小気泡を含有させる技術が工夫さ
れ、 ■　例えば特公昭５２−１６１４８号公報に見られる如
く、アクリル樹脂板に対し適当量の水分を吸収させた後
、加熱して発泡させる方法。 ■　重合用材料（有機ガラスのモノマー若しくはプレポ
リマー又はそれらの混合物）中に空気を吹き込みつつ重
合させる方法。 ■　重合反応を促進させることにより、気化したモノマ
ーによる発泡を利用する方法。 ■　重合用材料中に発泡剤を添加する方法。などが提案されている。しかし■の方法によると、得られた発泡シートの表面が
加熱時に発生した泡により凹凸化して表面平滑性が失わ
れるのみでなく、発生した泡の内壁も不平滑で光沢に乏
しいので、エツジライティング用には利用できない　ま
な■の方法によると、気泡が浮上するため、均一な気泡
入り板材が得られない。更に■の方法によっても気泡の
形成状態には均一性がなく、気泡の形状、大きさ、位置
がバラバラである。最後の■の方法でも成績は略々■と
同じである。以上総しるに、公知のどの方法によっても、エツジライ
ティング用に利用できる程の均斉な気泡入り有機ガラス
板を得るのは困難である。［発明が解決しようとする課題］そこで本発明が解決を意図する課題は、エツジライティ
ング用、シェード、固型照明材料などとして利用するこ
とができる均整なく密度、大きさ、形状等の略々均しい
）気泡入り有機ガラス板を取得するための新規な手段を
開発することである。

【発明の構成】

（１）概念従来、透明な有機ガラス成形品を得ようとするとき、注
型用原料を増粘させると共に、重合収縮によるヒゲを小
さくする目的で、原料モノマー、プレポリマー又はそれ
らの混合物中に相当する有機ガラスビーズを添加するの
は慣用の成形技術であるが、この場合は注型成形品中に
不規則に気泡が発生するのを防止するため、面圧８ｋｇ
／ｃｎｆ以上に加圧するのが常識であって、故意に気泡
を形成させる目的で加圧程度を低めるという発想は全く
顧みられたことはなかった。しかるに、上の公知注型成形時の加圧を廃止して略々常
圧条件下に重合させると、意外なことに、殆ど均整な気
泡入り有機ガラス成形品が得られ、この気泡入り成形品
は、エツジライティング用、シェード用、固型照明材料
等として好適に利用できるものであることが知られた。＋２１　　概要本発明は、以上の知見に基づくもので、その要旨は、空
気連行剤として有機ガラスのビーズを添加した有機ガラ
スモノマー若しくはプレポリマー又はそれらの混合物を
略々常圧下に型内で重合させることを特徴とする気泡入
り有機ガラス板の製造法に存する。以下、発明の構成に
関連する事項につき項分けして説明する。（３）有機ガラス成形用注型材料本発明において、有機ガラス成形用の注型成形用材料と
しては、メチルメタクリレート、メチルメタクリレート
・スチレンコポリマー又はスチレン等の透明なポリマー
を与えるビニル系モノマー、プレポリマー又はそれらの
混合物が、単独で又は併用して使用される。しかし成形
品の透明度及び耐候性を考慮すれば、メチルメタクリレ
ートのモノマー、プレポリマー又はそれらの混合物の採
択が望ましい。モノマーとプレポリマーとの混合物に適
当な重合開始剤（例えばＡＩＢＮ等）及び要すればその
他の助剤を混合したものは俗に“シロップ”と呼ばれ、
最も一般的に利用される。本発明では、上の注型用材料は、必須的に相当する有機
ガラス（ポリマー）のビーズを含む８ここにモノマー、
プレポリマー又はそれらの混合物（以下「注型用樹脂」
と総称する）に対するビーズの混合比率（重量比）は、
７０：３０〜２０　＋　８０、好埜しくは６０二４０〜
２５：７５である６ビーズの量が上記下限値より少ない
と、常圧下に重合させても殆ど透明な成形品が得られ、
逆にビーズ量が上限値より増えると、ビーズと注型用樹
脂との混合物の流動性が失われ、注型が困難となる。なお、ここに使用するビーズは、成るべく真球形のもの
が望ましい、制御された重合条件下に製造された有機ガ
ラス粒子は、顕微鏡下における測長基準となるほどの形
状及び大きさの整った球状を呈するので、本発明の目的
上最適である。Ｇ４１　　成形法本発明による成形品は、所定の形状を有する型内で、有
機ガラスビーズを含む、相当する注型用樹脂及び重合触
媒を主とする液状材料を重合、硬化させることにより得
られる。従って、具体的に以下のような製法の類型があ
る。（ａ）有機ガラスビーズと、予め触媒等の添加剤を配合
した注型用樹脂の脱気物とを混合しながら注型用型内に
仕込み、外部から加熱して該ビーズの溶解及び膨潤を促
進しつつ重合させる方法。（ｂ）予め触媒等の添加剤を配合した注型用樹脂の脱気
物を注型用型内に仕込んだ後、ビーズを型内へ充填し、
以下（ａ）と同様に硬化させる方法。（ｃ）予めビーズを低温状態に保たれた型内に充填し、
該型内を減圧に保ちながら低温下に冷モノマーを注入し
、以後（ａ）と同様に硬化させる方法。本発明では、目的とする成形品の気泡的な均整度、内包
される気泡の大きさ及び密度並びに成形品の厚さなどに
応じて以上の各方法を適宜採択できる。（ａ）の方法によれば、モノマーに対するビーズの混合
比を自由に変化させることができるのみならず、成形品
中の気泡分布を略々均一化することができる。これに反
し、型枠内の注型材料に対しビーズを、又はビーズに対
し注型材料を夫々添加する（ｂ）又は゛（ｃ）の方法で
は、ビーズと注型材料（殊にモノマー）との比重差のた
め、気泡分布の均一な成形品を得るのが多少困難である
。但しくｂ）の方法でもビーズの充填率を上記好適比の
上限である７５％付近に迄高めると、成形品中の気泡分
布を殆ど均斉化することができる。更に（ｃ）の方法に
よると、ビーズの充填量比を６２．５％程度にまでする
ことができるが、ビーズの項中にゲル化が起こり易いの
で、１０ｃｍ角程度０比較的小型の気泡入り成形品の製
造には適するが、より大型の成形品を得る目的には適し
ない。従って、実用上最も汎用性があると思われるのは、（ａ
）の有機ガラスビーズと、予め触媒等の添加剤を配合し
た注型用樹脂の脱気物とを混合しながら注型用型内に仕
込む方法である。なお、この（ａ）方法に限らず、注型
材料とビーズとの混合物のゲル化を回避するため、重合
系設定時の温度（仕込み温度）は可及的低温であるのが
好ましい。注型用型としては、板状成形品を得る目的には二枚の磨
きガラス板をポリ塩化ビニル等の柔軟なガスケットを介
して並列させた「セル」が広く利用される。しかし弧状
、円筒状、角筒状その他の異形成形品を得る目的には、
相当する型を準備しておく必要がある。但し、本発明に
係る気泡入り有機ガラス成形品の主たる使用形態は種々
の輪郭を持つ板状であるから、セルを用いて板状に成形
したものが汎用性において最も高い。気泡径は０．１〜２．０′″／、φの範囲内にあるのが
好適であるが、一般に、成形時の圧力が高くなる程、生
成する気泡径が小さくなり、かつ使用した有機ガラスビ
ーズの粒径が大きくなる程、生成する気泡の径が大とな
ると共に、気泡数が減少する。また注型材料中のプレポ
リマー及びポリマー（有機ガラス粒子由来）の濃度が高
くなればなる程、気泡の径が小となる。さらに、重合温
度が高くなるにつれ気泡数が多くなる傾向がある。それ
故、実際の気泡入り有機ガラス成形品の製造に際しては
、目的に応じて使用有機ガラスビーズの粒径、添加量（
注型用材料との配合比）、反応温度等の諸条件を管理し
ながら行うのが好ましい。特に、成形時の圧力は気泡径
に重要な影響を及ぼすので、略々常圧下に行われるのが
好適である。＋５１　　用途本発明による気泡入り有機ガラス成形品は、内部の気泡
が入射光を反射する性質を有するから、光反射材料とし
て有用であって、例えば面型照明材料、非透視性窓材、
電灯用シェード、エツジライティング用形象表示材等の
用途に広く利用されることができる。例えば、比較的気
泡密度の低い気泡入り有機ガラス板材の端面から光を入
射させると、入射光が板材と直角の方向へ反射される結
果、板材の全面が発光するから、トレース、レントゲン
フィルムの観察などの目的に好適な固型照明材料となる
（なおこの際、本板材の他面は鏡により光の損失を抑え
ておくのが好ましい。また、上記気泡入り有機ガラス板材を適宜の形状に切り
抜いものを表示すべき文字、図形、模様、記号などの形
象に応じてセル内に配置したのち、注型材料を流し込ん
で硬化させると、気泡部分が文字、図形等に応じて偏在
するエツジライティング用の有機ガラス板が得られる。なお、この場合適宜の形状に切り抜かれた該気泡入り板
材を埋設する代わりに透明な無機又は有機ガラス板の表
面に貼着しても殆ど同じ効果が得られるから、埋設に比
し生産性を著増させることができる。［作用コ本発明の方法で使用される有機ガラスビーズは、粒子自
体微量の空気を溶存する他、その表面に存在する微細な
りラックやボイドにも多少の空気が付着又は吸着されて
いる。従って、該ビーズが注型用材料中へ添加されると
、その溶解や膨潤に伴って該同伴空気が気泡の核となり
、次第に大きな気泡に成長する０周知の有機ガラス注型
成形技術でも、ビーズの添加により同様の現象が起こっ
ていると考えられるが、この場合は気泡の発生を極力抑
制するため必須的に加圧が行われており、この点、硬化
を意図的に常圧下に行って気泡の生成を抑制しない本発
明とは技術思想を異にする。適当な条件が選択される限り、生成した気泡の大きさ及
び分布密度は殆ど一定であって、しかも気泡の内壁は平
滑である。その結果、入射光の反射が平均的に起こるの
で、エツジライティングによる照度が一定であると共に
、優れた表示乃至装飾効果が得られる。「実施ｇＡｌｌ以下、実施例により発明実施の態様を説明するが、例示
は単に説明用のもので、発明思想の制限又は限定を意味
するものではない。実施例１（方法（ａ））メチルメタクリレート（ＭＭＡ）モノマー１００重量部
（以下同様）に重合開始剤（ＡＩＢＮ）等０．１部を混
合した後、約３０ｍｍＨｇに吸引、脱気した。この触媒
添加モノマーに、平均粒径２７０μｍ粒状のポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）（住人化学工業■製（スミ
ペックス’　ＢＭＨ＞　。以下同様）６０部を混合し、開放系内で攪拌した。攪拌につれ樹脂粒子は次第に溶解し、見掛は上粘稠なス
ラリー状となった。別に、予め洗浄、乾燥させた二枚の磨きガラス板を内径
５■の間隙を隔てて並立させ、周囲をポリ塩化ビニル製
ガスケットで閉塞した型枠を用意し、該型枠内に上記ス
ラリーを流し込んだ後、注入口を封止後、恒温槽中で５
５〜６０℃で重合させた後、１２０℃の恒温槽中で熱処
理して重合を完結させた。得られた重合物を徐々に４０℃まで徐冷してアニールし
た後、型枠を分解して硬化した気泡入り有機ガラス板（
粗発明製品）を取り出し、周縁部をカット後、切断端面
を水冷しながら研磨することにより、目的の気泡入り有
機ガラス板を得た。この製品には、平均径約ＩＩＩＩφの気泡が均一に分布
しており、そのまま固型照明材料、シェード、非透視性
窓材として、またこれをレーザーカッターを用いて切り
抜くことにより、エツジライティング用装飾板又は表示
板における文字、記号、図形などの形象材として利用で
きる。実施例２（方法（ｂ））実施例１と同様の型枠内へ、メチルメタクリレート（Ｍ
ＭＡ）モノマー１００部にＡ　Ｉ　Ｂ　Ｎ　０．１部及
び他の添加剤を添加し、攪拌混合して溶解させた後、脱
気した注型材料を仕込み、型枠の上部開放端から実施例
１で用いたＰＭＭＡビーズを連続的に流し込み、型枠の
高さの９５％まで充填した後、型枠の開放端を封止した
。次いで、型枠を５５〜６０℃に調温された恒温槽内で予
備重合させた後、１２０℃の熱風循環式オーブン内にて
重合を完結させ、その後、徐々に４０℃まで冷却してア
ニールした。その後、型を解体して成形物を取り出し、周縁部を常法
通りカットすることにより、目的の気泡入り有機ガラス
板を得た。実施例３（方法（Ｃ））実施例１と同様の型枠内へ実施例１で使用したビーズを
均一に充填した後、開口部を封止した。次いで、上方のガスケットに小孔を穿ち、この孔に脱気
用ノズルを挿入して脱気後、該ノズルを通して冷いＭＭ
Ａモノマー（ＡＩＢＮ等の添加剤を混合済み）を注入し
、孔を封止後、以下前例と同様に重合させることにより
、所望の気泡入り有機ガラス板を得た。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明は、エツジライティング用、
シェード、固型照明材料などとして利用することができ
る均整な（密度、大きさ、形状等の略々均しい）気泡入
り有機ガラス板を取得するための新規な手段を提供でき
たことを通じて関連産業及び民生の振興及び向上に寄与
する。

Claims

【特許請求の範囲】１　空気連行剤として有機ガラスのビーズを添加した有
機ガラスモノマー若しくはプレポリマー又はそれらの混
合物を略々常圧下に型内で重合させることを特徴とする
気泡入り有機ガラス板の製造法。２　有機ガラスモノマー若しくはプレポリマー又はそれ
らの混合物と有機ガラスビーズとの量比が、７０：３０
〜２０：８０、好ましくは６０：４０〜２５：７５であ
る請求項１記載の製造法。３　型内への有機ガラスのビーズを添加した有機ガラス
モノマー若しくはプレポリマー又はそれらの混合物の仕
込みを低温下に行う請求項１記載の方法。