JP5576093B2 - ポリスチレン系樹脂板状発泡シートとその製造方法及びディスプレイパネル - Google Patents

Description

本発明は、直接印刷を施すことが可能なポリスチレン系樹脂板状発泡シートに関し、特に水性インクなどの各種インクで明瞭な印刷が可能な汎用性に優れたポリスチレン系樹脂板状発泡シートに関する。

ポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、これまでポスターなどのメディアを貼り付けて、展示に使用されるディスプレイパネル用のメディア用台紙として使用されていた。
その為、メディアと板状発泡シートとを接着剤を使用して接着させる場合、接着不良による浮きが発生したり、ポスターなどのメディアが伸縮することで、板状発泡シートに反りが発生するなどの問題があった。
また接着剤として水性エマルジョン系接着剤を用いた場合には、雨に濡れてメディアが台紙から剥がれてしまうなどの問題があるため、野外向け用のディスプレイパネルには、吸水性のない台紙に疎水性エマルジョン系接着剤を使用してメディアを接着して剥離し難くするなど、目的に応じて構成を変更したメディア接着用のポリスチレン系樹脂板状発泡積層シートが必要であり、高コストになる問題があった。

一方、ポスターなどの画像を印刷するインクも進歩しており、これまで印刷できなかった金属やプラスチックの表面や凹凸のある曲面にもインクジェット印刷技術を用いて直接印刷できるようになっている。
特に印刷直後に紫外線（ＵＶ）や電子線などの電磁波を照射し、被印刷素材に対して瞬時にインクを硬化・定着させる紫外線硬化型インク（以下、ＵＶインクと記す）が実用されている。
このようなＵＶインクをインクジェット印刷技術を用いてポリスチレン系樹脂板状発泡シート表面に直接印刷すれば、前述したようなメディアの剥がれや反りが無くなり、また台紙にメディアを接着して使用する場合と比べ、低コストでディスプレイパネルを提供することができる。
なお、インクジェット印刷機に使用されるインクとしては、前記ＵＶインクの他に、水性インク、溶剤系の染料系、顔料系インクなどが提供されている。

従来、直接印刷を施すことを意図したポリスチレン系樹脂板状発泡シートに関して、特許文献１記載の技術が提案されている。
特許文献１には、環状ダイから筒状に押出されたポリスチレン系樹脂発泡体をピンチロールにて挟圧して該発泡体の内面を融着させて製造された、厚み２〜２０ｍｍ、見掛け密度０．０４〜０．２ｇ／ｃｍ^３のポリスチレン系樹脂発泡板において、少なくとも片面の表面気泡数が１００個／４ｍｍ^２以上であると共に、算術平均表面粗さ：Ｒａが下記（１）式及び（２）式
ＭＤのＲａ≦２．５μｍ・・・（１）
ＴＤのＲａ≦３．５μｍ・・・（２）
（但し、ＭＤはポリスチレン系樹脂発泡板の押出方向、ＴＤは押出方向に対して直角なポリスチレン系樹脂発泡板の幅方向である。）を満足することを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡板が開示されている。

特開２００９−２２１３６５号公報

前記特許文献１に開示された従来のポリスチレン系樹脂発泡板は、表面の算術平均表面粗さＲａを低くし、表面平滑性を良好にすることで、表面へのＵＶインクによるインクジェット印刷を可能としている。
しかしながら、前記特許文献１に開示された樹脂発泡板は、インクジェット印刷で用いられる各種のインクのうち、ＵＶインクでの直接印刷は可能であるが、他のインク、特に水性インクで直接印刷を行うと、インク付着不良による白とびや色むらなどの印刷不良が発生することがあるため、汎用性に劣るという問題がある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされ、インクジェット印刷によって表面に直接印刷することができ、ＵＶインクだけでなく水性インクも使用できる汎用性に優れたポリスチレン系樹脂板状発泡シートの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、ポリスチレン系樹脂を円筒状に押出発泡させ、押出直後の円筒の外表面を冷却したのち、冷却した円筒を押しつぶし、２層に重ね合わせて融着させる融着法によって製造され、表皮層を備えた、全体の密度が０．０５〜０．１２ｇ／ｃｍ^３で厚さ３〜１０ｍｍの板状又はシート状のポリスチレン系樹脂板状発泡シートであって、該シート表面の算術平均粗さＲａが５〜１５μｍの範囲内であり、表面から深さ２５０μｍまでの範囲に存在する気泡の押出流れ方向の平均気泡径ＭＤ、前記押出流れ方向と垂直方向の平均気泡径ＴＤ、厚さ方向の平均気泡径ＶＤが、４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８ の関係を満たすことを特徴とするポリスチレン系樹脂板状発泡シートを提供する。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートにおいて、前記平均気泡径ＭＤ及びＴＤが１８０〜３５０μｍの範囲内であることが好ましい。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートにおいて、ポリスチレン系樹脂板状発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂は、Ｚ平均分子量が５０万以上であることが好ましい。

また本発明は、前記ポリスチレン系樹脂板状発泡シートの表面に直接印刷されたディスプレイパネルを提供する。

本発明のディスプレイパネルにおいて、少なくとも印刷面上に熱可塑性樹脂フィルムが積層された構造とすることが好ましい。

また本発明は、ポリスチレン系樹脂を円筒状に押出発泡させ、押出直後の円筒の外表面を冷却したのち、冷却した円筒を押しつぶし、２層に重ね合わせて融着させて、表皮層を備えた、全体の密度が０．０５〜０．１２ｇ／ｃｍ^３で厚さ３〜１０ｍｍの板状又はシート状のポリスチレン系樹脂板状発泡シートを得る製造方法であって、前記ポリスチレン系樹脂は、２００℃における溶融張力が７〜２５ｃＮの範囲内であり、メルトフローレートが１〜４の範囲内であり、押出直後の円筒の外表面に風量０．０１〜０．０８ｍ^３／ｍ^２、温度３０〜４０℃のエアを吹き付けることによって、前記本発明に係るポリスチレン系樹脂板状発泡シートを得ることを特徴とするポリスチレン系樹脂板状発泡シートの製造方法を提供する。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、シート表面の算術平均粗さＲａが５〜１５μｍの範囲内であり、表面から深さ２５０μｍまでの範囲に存在する気泡の押出流れ方向の平均気泡径ＭＤ、前記押出流れ方向と垂直方向の平均気泡径ＴＤ、厚さ方向の平均気泡径ＶＤが、４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８ の関係を満たす構成としたことにより、該シート表面にインクジェット印刷によって直接印刷することができる。また本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、ＵＶインクだけでなく、水性インクを用いた場合であってもインクジェット印刷によって直接印刷することができ、使用インクの汎用性を高めることができる。

本発明のディスプレイパネルは、使用インクの汎用性に優れた本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートの表面に直接印刷が施されたものであり、ＵＶインクだけでなく安価な水性インクを用いた場合であってもインクジェット印刷により印刷可能なので、低コストのディスプレイパネルを提供することができる。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートの製造方法は、２００℃における溶融張力が７〜２５ｃＮの範囲内であり、メルトフローレートが１〜４の範囲内であるポリスチレン系樹脂を用い、押出直後の円筒の外表面に風量０．０１〜０．０８ｍ^３／ｍ^２、温度３０〜４０℃のエアを吹き付けることによって、インクジェット印刷によって直接印刷が可能な本発明に係るポリスチレン系樹脂板状発泡シートを効率よく製造することができる。

実施例１で製造したポリスチレン系樹脂板状発泡シートの厚さ方向断面の電子顕微鏡画像である。 図１の要部拡大図である。 実施例１で製造したポリスチレン系樹脂板状発泡シートの表面の電子顕微鏡画像である。 実施例２で製造したポリスチレン系樹脂板状発泡シートの厚さ方向断面の電子顕微鏡画像である。 比較例４で用いた市販品の厚さ方向断面の電子顕微鏡画像である。

（ポリスチレン系樹脂板状発泡シート）
本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、ポリスチレン系樹脂を円筒状に押出発泡させ、押出直後の円筒の外表面を冷却したのち、冷却した円筒を押しつぶし、２層に重ね合わせて融着させる融着法によって製造され、表皮層を備えた、全体の密度が０．０５〜０．１２ｇ／ｃｍ^３で厚さ３〜１０ｍｍの板状又はシート状のポリスチレン系樹脂板状発泡シートであって、該シート表面の算術平均粗さＲａが５〜１５μｍの範囲内であり、表面から深さ２５０μｍまでの範囲に存在する気泡の押出流れ方向の平均気泡径ＭＤ、前記押出流れ方向と垂直方向の平均気泡径ＴＤ、厚さ方向の平均気泡径ＶＤが、４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８ の関係を満たすことを特徴とする。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートにおいて、シート表面の算術平均粗さＲａは５〜１５μｍの範囲内である。この算術平均粗さＲａが５μｍ未満であると、表面が平滑になり過ぎて、ポリスチレン系樹脂板状発泡シートの表面にインクジェット印刷によって直接印刷を行う際、特に水性インクを用いた印刷を行うと、白とびや色むらなどの印刷不良が発生し易くなる。一方、算術平均粗さＲａが１５μｍを超えると、表面が粗くなって該シートの表面に直接印刷を行うことが困難となる。
本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートにおいて、シート表面の算術平均粗さＲａを５〜１５μｍの範囲内とすることで、該シート表面にインクジェット印刷によって直接印刷することができ、さらにＵＶインクだけでなく、水性インクを用いた場合であってもインクジェット印刷によって直接印刷することができ、使用インクの汎用性を高めることができる。該シート表面の算術平均粗さＲａは、６〜１２μｍの範囲が好ましく、７〜１１μｍの範囲がさらに好ましい。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、表面から深さ２５０μｍまでの範囲に存在する気泡の押出流れ方向の平均気泡径ＭＤ、前記押出流れ方向と垂直方向の平均気泡径ＴＤ、厚さ方向の平均気泡径ＶＤが、４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８ の関係を満たすことを特徴としている。
表面から深さ２５０μｍまでの範囲に存在する気泡が、ＭＤ／ＶＤの値が４〜１０の範囲内であり、且つＴＤ／ＶＤの値が３〜８の範囲内である本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、従来技術により製造された発泡シート、例えば、後述する比較例３及び４の発泡シートと比べ、表面付近の気泡の厚さ（ＶＤ）が小さくなって、より偏平な気泡になっている。
本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、表面から深さ２５０μｍまでの範囲に存在する気泡の押出流れ方向の平均気泡径ＭＤ、前記押出流れ方向と垂直方向の平均気泡径ＴＤ、厚さ方向の平均気泡径ＶＤが、４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８ の関係を満たすようにし、さらに前述したようにシート表面の算術平均粗さＲａを５〜１５μｍの範囲内としたことで、ＵＶインクだけでなく、水性インクを用いた場合であってもインクジェット印刷によって直接印刷することができ、使用インクの汎用性を高めることができる。
本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートにおいて、前記ＭＤ／ＶＤの値は４〜８の範囲が好ましく、４〜６の範囲がさらに好ましい。また、前記ＴＤ／ＶＤの値は３〜６の範囲が好ましく、３〜５の範囲が更に好ましい。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートにおいて、表面から深さ２５０μｍまでの範囲に存在する気泡の押出流れ方向の平均気泡径ＭＤと、前記押出流れ方向と垂直方向の平均気泡径ＴＤとは、それぞれ１８０〜３５０μｍの範囲内であることが好ましく、１９０〜３３０μｍの範囲内であることがより好ましく、２００〜３００μｍの範囲内であることがさらに好ましい。
前記ＭＤ及びＴＤが１８０〜３５０μｍの範囲内であれば、シート表面の算術平均粗さＲａを５〜１５μｍの範囲内とし易くなり、ＵＶインクだけでなく、水性インクを用いた場合であってもインクジェット印刷によって直接印刷することができ、使用インクの汎用性を高めることができる。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、全体の密度が０．０５〜０．１２ｇ／ｃｍ^３である必要がある。密度が０．０５ｇ／ｃｍ^３未満ではポリスチレン系樹脂発泡体の強度が不足して、例えば大型のパネル等の基材として使用できない。また密度が０．１２ｇ／ｃｍ^３を超える場合にはポリスチレン系樹脂発泡体が重くなりすぎて、軽量性の利点が生かせない。またコストアップにも繋がる。なお密度は、前記の範囲内でも特に０．０５〜０．０８ｇ／ｃｍ^３であるのが好ましい。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、厚さ３〜１０ｍｍの板状又はシート状である。厚さが３ｍｍ未満であると、表面に直接印刷を施してディスプレイパネルとした場合に、パネルとして必要な機械強度が不足するおそれがある。厚さが１０ｍｍを超えると、ポリスチレン系樹脂を円筒状に押出発泡させ、押出直後の円筒の外表面を冷却したのち、冷却した円筒を押しつぶし、２層に重ね合わせて融着させる融着法によって良品が得られなくなる。該シートの厚さは４〜９ｍｍの範囲がより好ましく、４〜８ｍｍの範囲が更に好ましい。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートにおいて、樹脂原料であるポリスチレン系樹脂としては、特に制限されることなく、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等のスチレン系モノマーの単独重合体又はこれらの共重合体等が挙げられ、スチレンを５０質量％以上含有するポリスチレン系樹脂が好ましく、ポリスチレンがより好ましい。

また、前記ポリスチレン系樹脂としては、前記スチレンモノマーを主成分とする、前記スチレン系モノマーとこのスチレン系モノマーと共重合可能なビニルモノマーとの共重合体であってもよく、このようなビニルモノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレートの他、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの二官能性モノマーなどが挙げられる。

また、ポリスチレン系樹脂が主成分であれば、他の樹脂を添加してもよく、添加する樹脂としては、例えば、発泡成形体の耐衝撃性を向上させるために、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三次元共重合体などのジエン系のゴム状重合体を添加したゴム変性ポリスチレン系樹脂、いわゆるハイインパクトポリスチレンが挙げられる。あるいは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などが挙げられる。

本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートにおいて、原料となるポリスチレン系樹脂としては、市販されている通常のポリスチレン系樹脂、懸濁重合法などの方法で新たに作製したポリスチレン系樹脂などの、リサイクル原料でないポリスチレン系樹脂（バージンポリスチレン）を使用できる他、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたリサイクル原料を使用することができる。このリサイクル原料としては、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体、例えば、魚箱、家電緩衝材、食品包装用トレーなどを回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したリサイクル原料の１種又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。

本発明の好ましい実施形態において、ポリスチレン系樹脂板状発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂は、Ｚ平均分子量が５０万以上であることが好ましい。Ｚ平均分子量５０万以上とすることで、直接印刷性に優れた板状発泡シートの中でも低密度の曲げ強度を維持することができ、より軽量で強度に優れたポリスチレン系樹脂板状発泡シートを製造し易くなる。また、比較的低密度のポリスチレン系樹脂板状発泡シートであっても、押出された直後の表面の凹凸が発生し難くなり、外観良好なポリスチレン系樹脂板状発泡シートを得ることができる。
一方、Ｚ平均分子量が５０万未満であると、低密度のシートの曲げ強度が劣り、軽量で強度に優れたポリスチレン系樹脂板状発泡シートが得られ難くなる。またポリスチレン樹脂を押出発泡する際の伸びが悪くなり、４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８の関係を満たすポリスチレン系樹脂板状発泡シートの製造が難しくなる。
また、原料となるポリスチレン系樹脂として、Ｚ平均分子量が５０万以上であるポリスチレン系樹脂を用いることが好ましい。

（ポリスチレン系樹脂板状発泡シートの製造方法）
本発明に係るポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、前述した通り、ポリスチレン系樹脂を円筒状に押出発泡させ、押出直後の円筒の外表面を冷却したのち、冷却した円筒を押しつぶし、２層に重ね合わせて融着させる融着法によって製造される。

・原料のポリスチレン系樹脂：
本発明の製造方法では、前記融着法によって本発明に係るポリスチレン系樹脂板状発泡シートを効率よく製造するため、原料のポリスチレン系樹脂として、２００℃における溶融張力が７〜２５ｃＮの範囲内であり、且つメルトフローレート（以下、ＭＦＲと記す）が１〜４の範囲内であるポリスチレン系樹脂を用いている。
原料のポリスチレン系樹脂の２００℃における溶融張力が７ｃＮ未満である場合には、溶融張力が小さすぎるため、発泡適性温度での樹脂の伸び量が大きくなりすぎる。このため、表面付近の気泡の平均気泡径（ＭＤ，ＴＤ，ＶＤ）が前記の関係を満たさず、且つ算術平均粗さＲａが前記範囲から外れる結果、本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートが得られなくなるおそれがある。
また、原料のポリスチレン系樹脂の２００℃における溶融張力が２５ｃＮを超える場合には、溶融張力が大きすぎるため、発泡適性温度での樹脂の伸び量が不十分となって、表面付近の気泡の平均気泡径（ＭＤ，ＴＤ，ＶＤ）が前記の関係を満たさず、且つ算術平均粗さＲａが前記範囲から外れる結果、本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートが得られなくなるおそれがある。また融着法では、押出発泡した円筒を、ピンチロールを通して押しつぶすまでの間で、空気を注入して風船のように膨らませることで、ポリスチレン系樹脂板状発泡シートの幅を調整しているが、溶融張力が過剰に大きい場合は、この工程で十分な幅を出しにくいという問題もある。
なお、原料のポリスチレン系樹脂の２００℃における溶融張力は、９〜２４ｃＮの範囲が好ましく、１０〜１８ｃＮの範囲がより好ましい。

原料のポリスチレン系樹脂は、ＭＦＲが１〜４の範囲内とする。
ＭＦＲが１未満では、発泡適性温度での樹脂の伸びが不足するおそれがある。またＭＦＲが４を超える場合には、発泡体の溶融張力が低下するため、発泡適性温度での樹脂の伸び量が大きくなりすぎる。その結果、表面付近の気泡の平均気泡径（ＭＤ，ＴＤ，ＶＤ）が前記の関係を満たさず、且つ算術平均粗さＲａが前記範囲から外れる結果、本発明のポリスチレン系樹脂板状発泡シートが得られなくなるおそれがある。

前述したように、本発明の製造方法では、原料のポリスチレン系樹脂として、２００℃における溶融張力が７〜２５ｃＮの範囲内であり、且つＭＦＲが１〜４の範囲内であるポリスチレン系樹脂を用いることによって、得られる発泡シートの表面付近の気泡の平均気泡径（ＭＤ，ＴＤ，ＶＤ）が前記の関係（４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８）を満たし、且つ表面の算術平均粗さＲａが５〜１５μｍの範囲内である本発明に係るポリスチレン系樹脂板状発泡シートを容易に製造することができる。
また、このようなポリスチレン系樹脂を用いることで、押出時の発泡性が安定して厚みが得やすく、外観美麗なシートが得やすくなる。

・エア吹き付け条件：
本発明の製造方法において、融着法の条件は従来同様でよい。
ただし、融着法では通常、押出直後の円筒の外表面にエアを吹き付けて冷却しているが、本発明の製造方法では、３０〜４０℃のエアを、外表面１ｍ^２あたり０．０１〜０．０８ｍ^３の風量で吹き付ける必要がある。冷却エアの風量が０．０１ｍ^３／ｍ^２未満では冷却が不十分となり、冷却によって生成する表皮層の厚みが小さく、強度が低くなりすぎるため、ピンチロールを通して押しつぶす際などに傷がつきやすくなり、商品価値が低下する。

また冷却エアの風量が０．０８ｍ^３／ｍ^２を超える場合には、冷却が過剰であり、冷却によって生成する表皮層の厚みが大きくなりすぎるため、得られる発泡シートの表面付近の気泡の平均気泡径（ＭＤ，ＴＤ，ＶＤ）が前記の関係（４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８）を満たさなくなり、且つ表面の算術平均粗さＲａが５〜１５μｍの範囲外となって本発明に係るポリスチレン系樹脂板状発泡シートが得られなくなる。
なお、冷却エアの風量は０．０２〜０．０７ｍ^３／ｍ^２の範囲が好ましく、０．０３〜０．０６ｍ^３／ｍ^２の範囲がより好ましい。

・発泡剤：
前記ポリスチレン系樹脂を押出発泡させるための発泡剤としては、種々の揮発性発泡剤や分解型発泡剤が挙げられる。
このうち揮発性発泡剤としては、例えばプロパン、ブタン、ペンタン等の炭化水素や、テトラフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、ジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素などの１種または２種以上が挙げられ、とくにブタンが好適に使用される。ブタンとしてはノルマルブタン、もしくはイソブタンをそれぞれ単独で使用してもよいし、ノルマルブタンとイソブタンとを任意の割合で併用してもよい。

また分解型発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミンなどの有機系発泡剤、クエン酸等の有機酸もしくはその塩と、重炭酸ナトリウム等の重炭酸塩との組み合わせなどの無機系発泡剤が挙げられる。
また場合によっては、二酸化炭素、窒素、水なども適宜用いることができる。これらの発泡剤は単独で使用できる他、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

・発泡核剤：
発泡核剤としては、例えばタルクやステアリン酸カルシウム等が挙げられる。発泡核剤は、ポリスチレン系樹脂１００質量部に対して０．５〜５．０質量部の割合で添加される。

・その他の添加剤：
ポリスチレン系樹脂には、発泡剤、発泡核剤以外の種々の添加剤を添加してもよい。ポリスチレン系樹脂に添加することのできるその他の添加剤としては、例えば紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤等が挙げられる。添加剤の配合割合は適宜、設定される。

（ディスプレイパネル）
本発明のディスプレイパネルは、前述した製造方法により製造された本発明に係るポリスチレン系樹脂板状発泡シートを必要に応じて所望の寸法に裁断し、パネル本体とし、該パネル本体の一方又は両方の表面に直接印刷を施してなるものである。前記パネル本体の寸法や印刷する文字や画像については制限されない。

前記パネル本体の表面に直接印刷する方法は、特に限定されないが、インクジェット印刷を用いることが好ましい。
また、インクジェット印刷に用いるインクとしては、ＵＶインク、水性インクの両方を用いることができる。これらのインクは、市販されている各種インクジェット印刷用インクの中から適宜選択して使用することができる。また、インクジェット印刷機は、使用するインクの硬化特性に応じて、印刷直後に紫外線を照射するためのＵＶ光源や乾燥のためのヒータやドライヤー等の機能を付設してあることが好ましい。

このディスプレイパネルは、少なくとも印刷面上に熱可塑性樹脂フィルムが積層された構成とすることが好ましい。前記熱可塑性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン系樹脂フィルム、塩化ビニリデン系樹脂フィルム、ポリアクリル酸エステル系樹脂フィルム、フッ素樹脂フィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムなどの透明な樹脂フィルムが挙げられる。この熱可塑性樹脂フィルムを前記ディスプレイパネルに積層する方法は、印刷面に影響を与えないのであれば特に限定されず、例えば接着剤を用いて接着する方法でもよい。

［実施例１］
（ポリスチレン系樹脂板状発泡シートの製造方法）
押出機として内径１１５ｍｍ押出機と１５０ｍｍ押出機が連結された押出機を用い、ポリスチレン樹脂（ＰＳジャパン社製、商品名「Ｇ９３０５」）（２００℃での溶融張力１１ｃＮ、ＭＦＲ１．５）１００質量部に対し、タルク（キハラ化成社製）０．１３質量部、タルクＭＢ（キハラ化成社製、商品名「ＭＯ−６０」）０．４５質量部、ステアリン酸カルシウム（品川化工社製、商品名「ＳＡＫ−ＣＳ−Ｐ」）０．０９質量部添加した配合原料を供給し、押出機内にて最高温度２３０℃で溶融、混練した後、発泡ガスとしてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０％）を３．９質量部添加し、樹脂と混合した。その後発泡に適した樹脂温度１６５℃まで冷却した。
さらに押出機の先端部に設けられた口径１８０φでスリットクリアランス０．９５ｍｍに設定されたサーキュラーダイより溶融樹脂を押出して発泡させ、押出された円筒状の発泡体の外面に冷却エア吹き付け、ワニ口ロールで上下より圧着して２層を融着させながら冷却し、ポリスチレン系樹脂板状発泡シートを得た。

このポリスチレン系樹脂板状発泡シートの製造において、サーキュラーダイの先端温度は１０５℃とした。また発泡シート表面に吹き付けた冷却エアは、温度３８℃、風量０．０４５ｍ^３／ｍ^２とした。
得られたポリスチレン系樹脂板状発泡シートについて、＜厚み測定＞、＜密度測定＞、＜表面気泡径測定＞、＜算術平均粗さＲａ測定＞及び＜分子量測定＞を、下記の測定法によって行った。

＜厚み測定＞
得られたポリスチレン系樹脂板状発泡シートの厚みを、厚み測定器ＳＭ−１２（ＴＥＣＬＯＣＫ社製)を用いて測定した。

＜密度測定＞
ポリスチレン系樹脂板状発泡シートの密度（ｇ／ｃｍ^３）は、その質量と体積とを測定して、質量（ｇ）÷体積（ｃｍ^３）により求めた。

＜平均気泡径測定＞
得られたポリスチレン系樹脂板状発泡シートの表面から厚さ方向２５０μｍ迄の範囲にある気泡の、押出流れ方向の平均気泡径ＭＤ、前記押出流れ方向と垂直方向の平均気泡径ＴＤ、厚さ方向の平均気泡径ＶＤを、ＡＳＴＭ Ｄ２８４２−６９の試験方法に準拠して下記のように測定した。
まず、得られたポリスチレン系樹脂板状発泡シートをＭＤ方向（押出流れ方向）、ＴＤ方向（押出流れ方向と垂直方向）及びＶＤ方向（厚さ方向）に沿って切断し、それぞれの切断面を、走査型電子顕微鏡（日立製作所社製のＳ−３０００Ｎ）で例えば倍率５０倍に拡大して撮影する。
押出流れ方向の平均気泡径ＭＤは、撮影した画像をＡ４用紙上に印刷し、発泡シート表面から深さ（厚さ方向）１００μｍ、１７５μｍ、２５０μｍの位置にそれぞれＭＤ方向に直線を引き、一直線上（長さ５０ｍｍ）にあるそれぞれの気泡数を求め、その平均値を平均気泡数として、下記式により算出した。但し直線はできる限り気泡が接点でのみ接しないようにし、接してしまう場合は気泡数を０．５個として数えた。
平均気泡径ＭＤ（μｍ）＝５０（ｍｍ）／（平均気泡数×写真の倍率）×１０００
押出流れ方向と垂直方向の平均気泡径ＴＤは、撮影した画像をＡ４用紙上に印刷し、発泡シート表面から深さ（厚さ方向）１００μｍ、１７５μｍ、２５０μｍの位置にそれぞれＴＤ方向に直線を引き、一直線上（長さ５０ｍｍ）にあるそれぞれの気泡数を求め、その平均値を平均気泡数として、下記式により算出した。但し直線はできる限り気泡が接点でのみ接しないようにし、接してしまう場合は気泡数を０．５個として数えた。
平均気泡径ＴＤ（μｍ）＝５０（ｍｍ）／（平均気泡数×写真の倍率）×１０００
厚さ方向の平均気泡径ＶＤは、撮影した画像をＡ４用紙上に印刷し、発泡シート表面から深さ（厚さ方向）２５０μｍの位置までＶＤ方向に直線を引き、一直線上（長さＬｍｍ）にある気泡数を求め、計測は４ヶ所とし、その平均値を平均気泡数として、下記式により算出した。但し直線はできる限り気泡が接点でのみ接しないようにし、接してしまう場合は気泡数を０．５個として数えた。
平均気泡径ＶＤ（μｍ）＝Ｌ（ｍｍ）／（平均気泡数×写真の倍率）×１０００
ポリスチレン系樹脂板状発泡シートに直接印刷を行う場合、発泡シートの表面から深さ２５０μｍまでの範囲に存在する気泡の形状が印刷性に影響を与えるので、気泡径の計測範囲を発泡シートの表面から深さ２５０μｍまでの範囲とした。

＜算術平均粗さＲａ測定＞
得られたポリスチレン系樹脂板状発泡シートの表面の算術平均粗さ測定は、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠して測定した。
測定装置は、キーエンス社製のダブルスキャン高精度レーザー測定器ＬＴ−９５００，ＬＴ−９０１０Ｍ及びコムス社製の非接触輪郭形状粗さ測定システムＭＡＰ−２ＳＤを用いて、測定範囲１８０００μｍ、測定ピッチ５μｍ、測定速度１０００μｍ／秒で測定し、発泡シート表面のＭＤ方向、ＴＤ方向にそれぞれ３箇所について算術平均粗さＲａの測定を行い、それらの平均を測定値（単位はμｍ）とした。

＜分子量測定＞
ポリスチレン系樹脂板状発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂の分子量は次のようにして測定する。
ポリスチレン系樹脂板状発泡シートの試料約４ｍｇをＴＨＦ４ｍｌに溶解し、非水系０．４５μｍクロマトディスクで濾過後、東ソー社製 ＨＬＣ−８３２０ＧＰＣ（ＲＩ検出器内臓）を用いてポリスチレン換算分子量としての数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）及びＺ平均分子量（Ｍｚ）を測定した。その測定条件は以下のようにした。
・カラム：東ソー社製 ＴＯＳＯＨ ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＭｕｌｔｉｐｏｒｅＨＺ−Ｈ（φ４．６×１５０ｍｍ）２本
・ガードカラム：東ソー社製 ＴＯＳＯＨ ＴＳＫｇｕａｒｄＳｕｐｅｒＭＰ（ＨＺ）−Ｈ（φ４．６×２０ｍｍ）１本
・カラム温度：４０℃
・移動相：ＴＨＦ
・移動相流量：０．２ｍｌ／ｍｉｎ
・ポンプ温度：４０℃
・検出器温度：４０℃
・検出器：ＲＩ
・注入量：２０μｌ
・検量線用標準ポリスチレン：昭和電工社製（Ｓｈｏｄｅｘ）分子量Ｍｗが５，６２０，０００と３，１２０，０００と１，２５０，０００と４４２，０００と１３１，０００と５４，０００と２０，０００と７，５９０と３，４５０と１，３２０

（直接印刷）
得られたポリスチレン系樹脂板状発泡シートを用い、富士フィルムグラフィクスシステムズ社製のジェットプリンター（商品名：「ラクセルジェットＵＶ３５０ＧＴＷ」）を用いて、予めデータとして取り込まれたサンプル画像の直接印刷を行い、目視で印刷性を評価した。
ＵＶインクとしては、富士フィルムセリコール社製の商品名：「Ｎｅｗ ＵＶインクジェットインク」を用いて評価した。水性インクとして日本セオ社製の商品名：「ＯＣＥ ＣＳ」を用いた。水性インクについては乾燥のため、熱風吹きつけ乾燥を行った。
印刷性の評価は、下記の基準により評価した。

＜印刷性評価＞
９１０ｍｍ×１８２０ｍｍのポリスチレン系樹脂板状発泡シート１０枚に、ＵＶインク、水性インクでの直接印刷を行った。
印刷評価については下記のような基準で評価した。
良好（○）：１０枚中１０枚とも白とびまたは色むらが殆ど見られない。
不良（×）：１０枚中１〜２枚に白とびまたは色むらが所々見られる。
印刷不適（××）：１０枚中３枚以上に白とびまたは色むらが所々見られる。

［実施例２］
ポリスチレン樹脂として、東洋スチレン社製、商品名「ＨＲＭ−４８」（２００℃での溶融張力１６ｃＮ、ＭＦＲ２．３）を用い、発泡ガスとしてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０％）を３．２質量部添加したこと、冷却エアの風量を０．０５ｍ^３／ｍ^２にしたこと以外は、実施例１と同様にして、ポリスチレン系樹脂板状発泡シートを作製し、更に該発泡シート表面に直接印刷を行った。

［比較例１］
ポリスチレン樹脂１００質量部に対して、タルク（キハラ化成社製）０．０７質量部、タルクＭＢ（キハラ化成社製、商品名：「ＭＯ−６０」）０．１５質量部、ステアリン酸カルシウム（品川化工社製、商品名：「ＳＡＫ−ＣＳ−Ｐ」）０．０９質量部を添加した配合原料を用いたこと、発泡ガスとしてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０％）を４．１質量部添加したこと、冷却エアの風量を０．０２ｍ^３／ｍ^２にしたこと以外は、実施例１と同様にして、ポリスチレン系樹脂板状発泡シートを作製し、更に該発泡シート表面に直接印刷を行った。

［比較例２］
ポリスチレン樹脂１００質量部に対して、タルク（キハラ化成社製）０．１３質量部、タルクＭＢ（キハラ化成社製、商品名：「ＭＯ−６０」）０．５５質量部、ステアリン酸カルシウム（品川化工社製、商品名：「ＳＡＫ−ＣＳ−Ｐ」）０．０９質量部を添加した配合原料を用いたこと、発泡ガスとしてブタン（イソ／ノルマル＝５０／５０％）を３．６質量部添加したこと、冷却エアの風量を０．０６ｍ^３／ｍ^２にしたこと以外は、実施例１と同様にして、ポリスチレン系樹脂板状発泡シートを作製し、更に該発泡シート表面に直接印刷を行った。

［比較例３］
ポリスチレン系樹脂板状発泡シートとして、市販のジェイエスピー社製、商品名「ミラボードＳ−＃５００」を使用した。実施例１と同様に該ボードに対して各測定を行った。また、該ボードについて実施例１と同様に直接印刷を行って印刷性評価を行った。

［比較例４］
ポリスチレン系樹脂板状発泡シートとして、市販のジェイエスピー社製、商品名「ミラボードＵＶ−ＥＸ」を使用した。実施例１と同様に該ボードに対して各測定を行った。また、該ボードについて実施例１と同様に直接印刷を行って印刷性評価を行った。

（ポリスチレン系樹脂板状発泡シートの気泡状態の比較）
図１に実施例１で作製したポリスチレン系樹脂板状発泡シートの断面の電子顕微鏡画像を示す。
図２に図１の要部拡大図を示す。
図３に実施例１で作製したポリスチレン系樹脂板状発泡シートの表面の電子顕微鏡画像を示す。
図４に実施例２で作製したポリスチレン系樹脂板状発泡シートの電子顕微鏡画像を示す。
図５に比較例４で用いた市販品ボードの断面の電子顕微鏡画像を示す。
図１〜図４に示すように、本発明に係るポリスチレン系樹脂板状発泡シートの気泡状態は、図５に示す市販品ボードの気泡状態と比べ、特にシート表面付近の気泡が偏平に（厚みが少ない）なっていることがわかる。

前記実施例１〜２，比較例１〜４において測定・評価した結果を表１にまとめて記す。

表１に記した結果から、本発明に係る実施例１〜２で得られたポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、全体の密度が０．０５〜０．１２ｇ／ｃｍ^３で厚さ３〜１０ｍｍの範囲内であり、表面から深さ２５０μｍ迄の範囲にある気泡は、平均気泡径ＭＤ及びＴＤが１８０〜３５０μｍの範囲内であり、４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８の関係を満たしていた。また実施例１〜２で得られたポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、表面の算術平均粗さＲａがＭＤ方向、ＴＤ方向共に、５〜１５μｍの範囲内であった。
実施例１〜２で得られたポリスチレン系樹脂板状発泡シートについて、インクジェット印刷による印刷性を評価した結果、水性インク、ＵＶインクともに印刷性は良好（○）であった。

比較例１は、押出直後に吹き付ける冷却エアの風量を低く設定したことによって、実施例１〜２に比べて平均気泡径が大きくなり、気泡のＭＤが３００μｍを超えていた。その結果、比較例１で得られたポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、算術平均粗さＲａが大きくなり、本発明におけるＲａの範囲である５〜１５μｍを超えていた。
このように、本発明における算術平均粗さＲａの上限を超えていた比較例１のポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、インクジェット印刷による印刷性を評価した結果、水性インク、ＵＶインクともに悪く、印刷不適となった。

比較例２は、押出直後に吹き付ける冷却エアの温度を低く設定したことによって、実施例１〜２に比べて表面が平滑なポリスチレン系樹脂板状発泡シートが得られ、該シートは本発明における算術平均粗さＲａの下限値未満であった。
このように、本発明における算術平均粗さＲａの下限値未満であった比較例２のポリスチレン系樹脂板状発泡シートは、インクジェット印刷による印刷性を評価した結果、ＵＶインクについては良好な印刷性を示したが、水性インクについては白とびまたは色むらが見られ、不良であった。

比較例３で用いた市販品は、ポリスチレン樹脂のＺ平均分子量が５０万未満であり、表面付近の気泡の平均気泡径がＭＤで１７１μｍ、ＴＤで１４９μｍと実施例１〜２でのＭＤ，ＴＤよりも小さく、また４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８の関係を満たしていなかった。
このように、本発明における平均気泡径の関係式４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８の関係を満たしていない比較例３の市販品は、インクジェット印刷による印刷性を評価した結果、ＵＶインク、水性インクともに、白とびまたは色むらが見られ、不良であった。

比較例４で用いた市販品は、ポリスチレン樹脂のＺ平均分子量が５０万未満であり、本発明における平均気泡径の関係式４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８の関係を満たしていなかった。また比較例４で用いた市販品は、本発明における算術平均粗さＲａの下限値未満であった。
このように本発明における平均気泡径の関係式を満たしておらず、算術平均粗さＲａが下限値未満であった比較例４の市販品は、インクジェット印刷による印刷性を評価した結果、ＵＶインクについては良好な印刷性を示したが、水性インクについては白とびまたは色むらが見られ、不良であった。

本発明は、直接印刷を施すことが可能なポリスチレン系樹脂板状発泡シートに関し、特に水性インクなどの各種インクで明瞭な印刷が可能な汎用性に優れたポリスチレン系樹脂板状発泡シートに関する。

Claims (5)

1. 原料のポリスチレン系樹脂を円筒状に押出発泡させ、押出直後の円筒の外表面を冷却したのち、冷却した円筒を押しつぶし、２層に重ね合わせて融着させる融着法によって製造され、表皮層を備えた、全体の密度が０．０５〜０．１２ｇ／ｃｍ^３で厚さ３〜１０ｍｍの板状又はシート状のポリスチレン系樹脂板状発泡シートであって、
   ポリスチレン系樹脂板状発泡シートを構成するポリスチレン系樹脂は、Ｚ平均分子量が５０万以上であり、
   該シート表面の算術平均粗さＲａが５〜１５μｍの範囲内であり、表面から深さ２５０μｍまでの範囲に存在する気泡の押出流れ方向の平均気泡径ＭＤ、前記押出流れ方向と垂直方向の平均気泡径ＴＤ、厚さ方向の平均気泡径ＶＤが、
   ４＜ＭＤ／ＶＤ＜１０、３＜ＴＤ／ＶＤ＜８
   の関係を満たすことを特徴とするポリスチレン系樹脂板状発泡シート。
2. 前記平均気泡径ＭＤ及びＴＤが１８０〜３５０μｍの範囲内である請求項１に記載のポリスチレン系樹脂板状発泡シート。
3. 請求項１又は２に記載のポリスチレン系樹脂板状発泡シートの表面に直接印刷されたディスプレイパネル。
4. 少なくとも印刷面上に熱可塑性樹脂フィルムが積層された請求項３に記載のディスプレイパネル。
5. 請求項１又は２に記載のポリスチレン系樹脂板状発泡シートを得る製造方法であって、
   前記原料のポリスチレン系樹脂は、Ｚ平均分子量が５０万以上であり、２００℃における溶融張力が７〜２５ｃＮの範囲内であり、ＭＦＲが１〜４の範囲内であり、押出直後の円筒の外表面に風量０．０３〜０．０８ｍ^３／ｍ^２、温度３０〜４０℃のエアを吹き付けることによって、前記本発明に係るポリスチレン系樹脂板状発泡シートを得ることを特徴とするポリスチレン系樹脂板状発泡シートの製造方法。