JPH05140203A - アクリル系樹脂板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクリル系樹脂板の厚肉のものを高い生産性
で製造する方法を提供する。 【構成】 メタクリル酸メチルを主成分とする重合原料
液を型枠の中に注入し重合させて、アクリル系樹脂板を
製造する方法において、初期に重合原料液の一部を注入
して重合を開始し、重合が進行途中からその上面に残部
の重合原料液注入しながら重合させることを特徴とする
アクリル系樹脂板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メタクリル酸メチルを
主成分とするアクリル系樹脂板の製造方法に関する。な
かでも、肉厚の大きな樹脂板とするのに適した製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アクリル系樹脂板の製造方法に関
しては、鋳込み重合による方法が一般である。例えばプ
ラスチック材料講座『アクリル樹脂』２７頁記載の様に
バッチ式の鋳込み重合板の製造法がある。この製造法
は、まず前段階としてメタクリル酸メチルを主成分と
し、重合開始剤や着色剤等を調合し、予備重合を行いシ
ラップを製造する。その後、２枚の無機ガラスの間にそ
の周辺に沿って、ガスケットをくわえこませた型枠の中
に前段階で調合したシラップを全量注入、封入し、空気
浴あるいは水浴中で重合を完結させた後に解枠を行い樹
脂板を取り出す製造方法である。

【０００３】また、特公昭46-41602号公報、同49-35818
号公報、同49-36944号公報等に代表される連続鋳込み重
合方法は、連続した移動バンドの間の一端からメタクリ
ル酸メチルのごとき重合性液状組成物を注入して、該移
動バンドの走行と共に重合させ他端より樹脂板を取り出
す製造方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】鋳込み重合による製造
方法では、通常６０〜８０℃の温度で重合させ、比較的
肉薄の板を製造している。しかし板の厚さの厚い物を製
造する場合には、同様な条件で重合させると、重合発熱
に見合った除熱ができず、温度が上昇して内容物が沸騰
状態になり気泡が生じ、均質な板とならない。そこで重
合開始剤の量を少なくし、温度も低くして、ゆっくり重
合させると当然のことながら重合時間が長くなる欠点が
ある。連続鋳込み重合による製造方法でも、連続した移
動バンドの走行と共に重合させる為、重合時間を短くす
る必要があり、同様に板厚の厚いものは重合発熱の除去
が困難となる為、製造方法としては不適であった。そこ
で、厚肉の板は、例えば特公昭62-42951号公報に記載の
ごとく、接着剤を用いて複数の板を貼り合せて製造する
方法も提案されている。

【０００５】本発明では、貼り合せのごとく操作は行わ
ず、鋳込み重合だけにより効率的に厚肉の板を製造する
方法を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、メタクリル酸
メチルを主成分とする重合原料液を型枠の中に注入しな
がら重合させてなる樹脂板の製造方法を提供するもので
ある。以下、本発明を詳細に説明する。

【０００７】本発明において用いられるメタクリル酸メ
チルを主成分とする重合原料液とはメタクリル酸メチル
の単独、または５０重合％以上、好ましくは７０重合％
以上のメタクリル酸メチルと共重合可能な単官能、或は
多官能の不飽和単量体とラジカル開始剤の混合物であ
る。メタクリル酸メチルが５０重合％未満では、いわゆ
るポリメタクリル酸メチルの特性である透明性、機械的
強度が発現し難い。

【０００８】共重合可能な単官能不飽和単量体として
は、例えば、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ベンジル等のメ
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、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アク
リル酸２−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル類：
アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等
の不飽和カルボン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸
等の酸無水物：アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アク
リル酸２−ヒドロキシプロピル、アクリル酸モノグリセ
ロール、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリ
ル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸モノグリセロー
ル等のヒドロキシル基含有単量体：アクリルアミド、メ
タクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、ジアセトンアクリルアミド、メタクリル酸ジメチル
アミノエチル等の窒素含有単量体：アリルグリシジルエ
ーテル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジ
ル等のエポキシ基含有単量体：スチレン、α−メチルス
チレン等のスチレン系単量体：がある。

【０００９】該多官能単量体としては、エチレングリコ
ールジメタアクリレート、エチレングリコールジアクリ
レート、１，３−ブチレングリコールジメタアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタ
エリスリトールテトラアクリレート、ジビニルベンゼ
ン、トリアリルシアヌレート、アリルシンナメート、ア
リルメタクリレート、アリルアクリレート、桂皮酸アリ
ル、アリルソルベート、ジアリルフタレート、ジアリル
マレート等で、好ましくは、アリルメタアクリレート、
アリルアクリレート、桂皮酸アリル、１，３−ブチレン
グリコールジメタアクリレートなどが挙げられる。

【００１０】共重合可能な単官能、或は多官能不飽和単
量体の種類と添加量は目的とする樹脂板の性質により適
宜、選ぶことができる。

【００１１】ラジカル重合開始剤としては、例えば２、
２’−アゾビス（イソブチロニトリル）、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
（２、４−ジメチル、４−メトキシバレロニトリル）等
のアゾ化合物やジイソプロピルパージカーボネート、ベ
ンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、
ターシャリーブチルパーベンゾエート、ターシャリーブ
チルパー２エチルヘキサノエート等の有機過酸化物があ
る。また有機過酸化物とアミン酸との様なレドックス系
重合開始剤も用いることができる。これらの重合開始剤
の使用量は、重合原液中０．００１〜１重量％程度好ま
しくは０．０１〜０．７重量％である。

【００１２】更に本発明の目的を達成する範囲内の量で
あれば、必要に応じて前記単量体に熱安定剤、紫外線吸
収剤、着色剤、可塑剤、難燃剤及び各種充填剤等の添加
剤を混合して用いることができる。

【００１３】なお、本方法では原料液としてはメタクリ
ル酸メチルを主成分とするアクリル系重合原料液のモノ
マー状態であってもよいし、部分重合体を含んだシラッ
プを用いても良い。

【００１４】本発明の型枠は、目的とする樹脂板が賦型
できるものであれば、ことさらに特異な構造は必要な
い。底面や側面、あるいは上面が加熱冷却でき、上面以
外は、原料液が漏れない様気密な構造であればよく、こ
とさらに重合収縮に追随する構造である必要はない。材
質としては、樹脂、ガラス、金属が適用される。

【００１５】原料液を型枠に注入して重合させる方法と
しては、まず初期の注入として、原料液全体のおよそ半
分程度以下、樹脂板の厚みとして１５mm程度以下を入れ
る。この初期の注入は、型枠のいかなる位置でもよい。
重合の開始は、型枠を加熱、加温することによって行
う。 重合温度は、主として用いる重合開始剤の種類や
量及び単量体の種類によって定めるが、１０〜１５０℃
程度である。

【００１６】初期注入分がある程度、例えば２０重量％
程度以上重合した時点から、原料液を追加の注入を行っ
てゆく。この追加注入は、初期注入分の上面に、つまり
重ねる様に入れる。追加注入は、徐々に連続的に行って
もよく、間欠的でもよい。いずれにしても、その注入速
度は、既注入分の重合の進行に見合った速度とする。な
お、重合の進行は、周知の判定方法つまり発熱量から判
断できる。

【００１７】この追加注入の原料液の顕熱分によって
も、重合発熱を除くことができるので、より重合を早く
進行させることができる。又、追加注入の原料の組成を
異なったものとし、機械的性質や光学的性質の特異な樹
脂板、例えば表面部分の剛性が高くキズが付きにくく
し、内側に耐衝撃性の高い部分を持った板や、光の屈折
率の異なった部分の組合せにより前方がゆらいで見える
様な板など、とすることができる。

【００１８】なお、この重合原料を注入しながらの重合
中の型枠の上面は、接触していない自由表面状態でもよ
いし、型枠の上面が可動式で重合原料の注入に従って上
昇して行くものであれば該上面が接触していてもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明による樹脂板の製造方法では原料
液を注入しながら重合するために、重合熱の一時的な発
生を抑制でき、また原料液の顕熱により重合熱を除去で
きるため、重合時間を短くすることができ厚肉の樹脂
板、特に１０mm以上の樹脂板を生産性高く製造すること
ができる。なかでも２０mm〜７０mm程度の厚肉の板に適
している。その上、１枚の板でも、単一の組成のものの
みならず、複数の組成の分布を付けることが出来、より
機能を付加することができる。

【００２０】

【実施例】以下実施例によって本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるも
のではない。

【００２１】実施例１ 底面にオイルジャケットのついた３４０×２３５×７０
mmのステンレス製容器を用意した。このステンレス製容
器の蓋として原料重合液滴下用口を取り付けたステンレ
ス製の板を上面にテフロンをパッキングとして取り付け
型枠を完成させた。型枠の底面のジャケットの温度を８
０℃に加熱し、メタクリル酸メチルに２，２’−アゾビ
ス（イソブチロニトリル）０．０１４重量％を溶解した
原料重合液を８００cc投入し重合を開始した。３時間後
に該原料重合液を４００cc上面の滴下用口から追加し、
その後１．５時間毎に７回該原料重合液を２５０ccづつ
添加し重合を行った。 なお、原料重合液の合計は、２
９５０ccであった。最後に添加して１．５時間経過後底
面のジャケット温度を１．５時間かけて１２８０℃まで
昇温、その後１．５時間保持した。冷却後型枠を取外し
厚みが３０mmの発泡のない透明な樹脂板を得た。この樹
脂板を製造するのに冷却時間を含めて１９時間を要し
た。

【００２２】実施例２ 実施例１と同じ型枠及び原料重合液を用意した。型枠の
底面のジャケットの温度を８０℃に加熱し、原料重合液
を８００cc投入し重合を開始した。３時間後に原料重合
液を４００cc上面の滴下用口から追加、その後２．８時
間毎に１８回該原料重合液を２５０ccづつ添加し重合し
た。なお、原料重合液の合計は、５７００ccであった。
最後に原料重合液を追加して３時間後に底面のジャケッ
ト温度を８時間かけて１３０℃まで昇温し、３．５時間
保持した後冷却を行った。型枠を取外し厚みが５５mmの
発泡のない透明な樹脂板を得た。この樹脂板を製造する
のに冷却時間を含めて７０時間を要した。

【００２３】比較例１ 原料重合液を２９５０cc一度に注液する以外は実施例１
と同じ条件で重合を行ったところ１時間後に急激に発熱
が起こり樹脂板全面が発泡した。

【００２４】比較例２ ３４５×２４０mmのステンレス製の板の２枚の間にその
周辺に沿って３０mmの厚みのガスケットをくわえこませ
た型枠を用意し、実施例１と同じ原料重合液を２９５０
cc一度に注液し、湯沿中で重合を行い発泡しない温度条
件を探したところ、５７℃以下の温度であることが判明
した。 約５７℃で１００時間重合した後１．５時
間かけて１２０℃まで昇温し、続いて１．５時間保持し
た。冷却後取り出された樹脂板は厚みが３０mmで欠陥は
見当たらなかった。この樹脂板を製造するのに冷却時間
を含めて１０３時間であった。実施例１に比較して約５
倍の重合時間を要した。

【００２５】比較例３ 一度に注液した原料重合原液を５７００ccにする以外は
比較例２と同様な方法で発泡しない重合温度を探索した
ところ、５０℃以下の温度であることが判明した。
約５０℃で１７２時間重合した後、１．５時間かけて１
２０℃まで昇温し、続いて１．５時間保持した。冷却後
取り出された樹脂板は厚みが５５mmで欠陥はなかった。
この樹脂板を製造するのに冷却時間を含めて１７５時間
であった。実施例２に比較して約２．５倍の重合時間を
要した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メタクリル酸メチルを主成分とする重合原
   料液を型枠の中に注入し重合させてアクリル系樹脂板を
   製造する方法において、初期に重合原料液の一部を注入
   して、重合を開始し、重合が進行途中からその上面に残
   部の重合原料液注入しながら重合させることを特徴とす
   るアクリル系樹脂板の製造方法。