JP6449682B2

JP6449682B2 - 板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体

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Publication number: JP6449682B2
Application number: JP2015037423A
Authority: JP
Inventors: 森田　和彦; 和彦森田; 室井　崇; 崇室井; 拓也神山
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: JP2016159442A

Description

本発明は、板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体に関する。

従来、厚み２〜３０ｍｍ程度の板状ポリスチレン系樹脂発泡体は、ディスプレイ材、包装材、食品容器等の素材として使用されている。最近では、板状ポリスチレン系樹脂発泡体に機能性を付与するために、発泡芯層に薄膜の機能性樹脂層を積層した板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体が検討されている。
特に、機能性添加剤として、高分子型帯電防止剤をポリスチレン系樹脂に添加した帯電防止層とポリスチレン系樹脂発泡層とを共押出成形法により積層した板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体等は、板状ポリスチレン系樹脂発泡体が有する優れた表面平滑性や曲げ剛性は維持しつつ、帯電防止剤を使用しない板状ポリスチレン系樹脂発泡体に比して、ほこりを引きよせ難い機能性を有することから、ディスプレイ材や食品容器、包装材等といったほこりの付着防止が要請されるものに好適な素材として広く利用されている（特許文献１及び２）。

しかしながら、本発明者らの検討によれば、この機能性樹脂層を設けた板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体は、裁断加工時や切断加工時に、裁断刃の種類や加工条件によっては、裁断面や切断面に、機能性樹脂層の一部がヒゲ状の切れ残りとして残る、所謂バリが生じて、良好な切断面が得られないことがあることが判明した。

一方、共押出法によりポリスチレン系樹脂発泡層とポリスチレン系樹脂発泡層とが積層されたポリスチレン系樹脂の発泡積層シートも提案されているが（特許文献３）、ここで得られる発泡シートは、厚みの薄い機能性樹脂層を有するものでなく、当然のことながら、上記のような機能性樹脂層を有する板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体の裁断時のバリの発生といった不具合やその解消策についてはなんら考慮されてはいない。

こうしたことから、裁断加工時や切断加工時に、裁断面等の一部や周囲にバリと呼ばれるヒゲ状の切れ残りや切粉が生ずるといった不具合が抑制され、製品加工性に優れるとともに帯電防止機能などの各種機能が十分に発揮され、表面平滑性、曲げ強度等も良好な板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体が強く要請されているが、未だ実現されていないのが現状である。

特開２００５−１４５０４７号公報特開２０１４−７９９４６号公報特許第３０９８３７６号

本発明は上記要請に鑑みなされたものであって、裁断加工時にバリの発生が抑制され、製品加工性に優れるとともに従来の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体と同様に帯電防止性能などの各種機能が十分に発揮され、表面平滑性、曲げ強度等も良好な新規な板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体を提供することを課題とする。

即ち、本発明は、以下の＜１＞から＜５＞に記載の新規な板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体を提供する。

＜１＞ポリスチレン系樹脂発泡体を熱融着により貼り合せてなる発泡芯層と、該発泡芯層の両面に共押出により積層された機能性発泡層とを有する、全体の見掛け密度３０〜３００ｋｇ／ｍ^３、全体の厚み２〜３０ｍｍ、総坪量１５０〜２５００ｇ／ｍ^２の板状積層発泡体であり、該機能性発泡層はポリスチレン系樹脂と高分子型帯電防止剤とを含み、該高分子型帯電防止剤の配合量が、該機能性発泡層を構成するポリスチレン系樹脂と高分子型帯電防止剤との合計１００重量％に対して３〜２５重量％であり、該機能性発泡層の片面あたりの坪量が３〜５０ｇ／ｍ^２であり、該発泡体の総坪量に対する機能性発泡層の片面あたりの坪量の比が０．０８以下であり、かつ該機能性発泡層の最表面部の気泡膜厚みが１μｍ以上１０μｍ未満であることを特徴とする板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体。
＜２＞前記機能性発泡層の片面あたりの厚みが０．０５ｍｍ以上０．２０ｍｍ未満であることを特徴とする前記＜１＞に記載の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体。
＜３＞前記機能性発泡層の合計厚みが全体厚みの１５％以下であることを特徴とする前記＜１＞又は＜２＞に記載の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体。
＜４＞前記発泡芯層の平面方向の平均気泡径Ｄ１が０．１５〜１．０ｍｍであり、機能性発泡層の最表面側に位置する気泡の平面方向の平均気泡径Ｄ２が０．０５〜０．４０ｍｍであり、平均気泡径Ｄ１に対する平均気泡径Ｄ２の比Ｄ２／Ｄ１が０．３以上１未満であることを特徴とする前記＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体。
＜５＞前記機能性添加剤が高分子型帯電防止剤であることを特徴とする前記＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体。

本発明に係る板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体は、切断加工時や裁断加工時に、機能性樹脂層の一部が髭状に切れ残るといった不具合が抑制され、製品加工性に優れるとともに、従来の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体と同様に帯電防止能などの各種機能が十分に発揮され、また表面平滑性、曲げ強度等の機械的物性も良好なものである。

したがって、例えば帯電防止機能などの各種機能が要求される、サインボードや、短冊状に切断後、箱状に組み立てられて、弁当箱や菓子箱、折箱等として使用される原反（ポリスチレン系樹脂発泡板）として、広くその需要が見込まれる。

また、その製造においては、その工程も極めて簡便なものであるから、工業的に極めて有利に生産できる発泡板であるといった、数多くの利点を有するものである。

本発明の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体の厚み方向の模式断面図である。図１の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体の一部拡大図面である。本発明の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体の代表的な製造方法の説明である。本発明で用いる代表的な環状ダイの説明図である。

＜発泡板１＞
以下、図面に基づき、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る代表的な板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体（以下、単に発泡板ともいう）１の厚み方向の模式断面図であり、２層のポリスチレン系樹脂発泡体２‘、２“とが熱融着により貼り合せてなるポリスチレン系樹脂発泡芯層２（以下、単に発泡芯層ともいう）の両面に、機能性添加剤を含有するポリスチレン系樹脂機能性発泡層３、３’（以下、単に機能性発泡層ともいう）が共押出により片面あたりの坪量が３〜５０ｇ／ｍ^２となるように積層されている。図２にみられるように、機能性発泡層３，３‘のそれぞれの最表面部には厚みの薄い気泡膜３ａ，３ａ’（１μｍ以上１０μｍ未満）が形成されている。

（発泡板１の見かけ密度）
本発明の発泡板１の全体の見かけ密度は３０〜３００ｋｇ／ｍ^３である。該見かけ密度が低すぎる場合には、発泡板１としての、強度を維持することが困難となるおそれがある。上記観点から、該見かけ密度の下限は、より好ましくは３５ｋｇ／ｃｍ^３、さらに好ましくは４０ｋｇ／ｍ^３である。
一方、該見かけ密度が高すぎる場合には、軽量性を維持することが困難となるおそれがある。上記観点から該見かけ密度の上限は、より好ましくは２００ｋｇ／ｍ^３、さらに好ましくは１５０ｋｇ／ｍ^３である。
なお、発泡板１の見かけ密度は、発泡板１の総坪量（ｇ／ｍ^２）を発泡板の厚み（ｍｍ）で割算した値をｋｇ／ｍ^３に単位換算することより求めることができる。

（発泡板１の厚み）
本発明の発泡板１の厚みは２〜３０ｍｍである。発泡板１の厚みが薄すぎる場合には、剛性の低いものとなり、ディスプレイ材やサインボード等に使用できないおそれがある。一方、発泡板１の厚みが厚すぎる場合には、軽量性、生産性が損なわれるおそれがある。

本発明の発泡板１は、上記観点から、発泡板の厚さの下限は２．５ｍｍであることが好ましく、３ｍｍがより好ましい。一方、発泡板の厚さの上限は、２５ｍｍが好ましく、２０ｍｍがより好ましく、１５ｍｍがさらに好ましい。
発泡板１の厚みは、発泡板１を幅方向に沿って、一方の端部から他方の端部に至るまで等間隔に複数箇所（５箇所以上）の地点について測定される厚み（ｍｍ）の算術平均値として求める。

（発泡板１の総坪量）
本発明の発泡板１の総坪量は１５０〜２５００ｇ／ｍ^２である。上記範囲内であれば、加工に適する剛性を有し、かつ軽量性にも優れる発泡板１となる。該総坪量は、２００〜２０００ｇ／ｍ^２がより好ましく、２５０〜１５００ｇ／ｍ^２が更に好ましい。
発泡板１の総坪量は、発泡板全幅に亘って任意の長さ（例えば２５０ｍｍ）の矩形状の試験片を切り出し、該試験片の重量（ｇ）を該試験片の面積（例えば、発泡板全幅（ｍｍ）×２５０ｍｍ）で割り算し、１ｍ^２当たりの積層発泡板の重量（ｇ）に換算することにより求めることができる。

＜発泡芯層２＞
発泡芯層２は、ポリスチレン系樹脂発泡体２‘とポリスチレン系樹脂発泡体２“とが熱融着により貼り合されたものである。このような発泡芯層２は、たとえば、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の内面を熱融着させるなどの方法により得ることができる。

（発泡芯層の気泡径）
発泡芯層の気泡径には特に制限はないが、製品加工性、機械的物性等の観点から、発泡芯層の平面方向の気泡径Ｄ１は０．１５〜１．０ｍｍであることが好ましい。同様な観点から、気泡径Ｄ１の上限は、０．８ｍｍが更に好ましく、０．６ｍｍがより好ましい。
平面方向の気泡径Ｄ１はつぎのように測定される。

（発泡芯層の平面方向の平均気泡径Ｄ１）
発泡板を押出方向（ＭＤ）に沿ってスライスすることにより幅方向と直交する垂直断面を得る。該垂直断面の写真を撮影し、該断面写真において、発泡芯層の部分から無作為に２０以上の気泡を選択し、選択した各気泡の押出方向の長さの最大値を計測し、これらの計測値の算術平均値を押出方向の平均気泡径とする。一方、発泡板を幅方向（ＴＤ）に沿ってスライスすることにより得られた押出方向と直交する垂直断面において、上記と同様な手順にて幅方向の平均気泡径を求める。平面方向の平均気泡径Ｄ１は、これらの押出方向（ＭＤ）の平均気泡径と幅方向（ＴＤ）の平均気泡径とを乗じた値の平方根として求める。

（発泡芯層の構成成分）
発泡芯層２は、ポリスチレン系樹脂、発泡剤、必要に応じて気泡調整剤及びその他の添加剤を加熱、混練した発泡芯層形成用溶融物を後述する機能性発泡層形成用溶融物と共押出して発泡させることにより形成されている。以下に、発泡芯層２を成形するために用いる材料の各成分について詳述する。

（ポリスチレン系樹脂）
ポリスチレン系樹脂としては、通常、ポリスチレン系樹脂発泡体に用いられるポリスチレン系樹脂であれば特に制限なく用いることができ、例えば、ポリスチレン（ＧＰＰＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリスチレン−ポリフェニレンエーテル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体等が例示される。また、発泡板の耐熱性を高める場合には、ポリスチレン系樹脂としてポリフェニレンエーテル樹脂を含むものを使用することができ、その割合は、ポリスチレン系樹脂中に１０〜５０重量％とすることが好ましい。

また、本発明では、上記ポリスチレン系樹脂に対し、所望の目的に応じて、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体などのポリプロピレン系樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンなどのポリエチレン系樹脂、スチレン−共役ジエンブロック共重合体やその水添物などの熱可塑性エラストマー、エチレン−プロピレンゴム、ブタジエンゴムなどのゴム等の重合体を配合することができる。その割合は、上記ポリスチレン系樹脂１００重量部に対して４０重量部以下であることが好ましく、２０重量部以下であることがより好ましく、１０重量部以下であることがさらに好ましい。

（発泡剤）
発泡剤としては物理発泡剤を用いることができる。物理発泡剤としては、例えば、エタン、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタンなどの炭素数２以上７以下の脂肪族炭化水素、塩化メチル、塩化エチル、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタンなどの炭素数１以上４以下のハロゲン化脂肪族炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどの炭素数１以上４以下の脂肪族アルコール、又はジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテルなどの炭素数２以上８以下の脂肪族エーテル等の有機物理発泡剤、窒素、二酸化炭素、水等の無機物理発泡剤が挙げられる。

これらの物理発泡剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また、ポリスチレン系樹脂との相溶性、発泡効率の観点からノルマルブタン、イソブタン又はこれらの混合物を主成分とするものを好適に用いることができる。

物理発泡剤の添加量は、発泡体の見かけ密度などに応じて適宜調整することができるが、通常、発泡層２を形成するための発泡性樹脂溶融物１ｋｇに対して０．１〜１．８ｍｏｌとすることが好ましく、０．２〜１．５ｍｏｌとすることがより好ましく、０．３〜１．２ｍｏｌとすることがさらに好ましい。
なお、発泡剤として、物理発泡剤以外に化学発泡剤を併用して用いることもできる。

（気泡調整剤）
気泡調整剤としては、有機系又は無機系のいずれのものを用いることができる。無機系の気泡調整剤としては、ホウ酸亜鉛、ホウ酸マグネシウム、硼砂等のホウ酸金属塩、塩化ナトリウム、水酸化アルミニウム、タルク、ゼオライト、シリカ、炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウム等を挙げることができる。

また、有機系の気泡調整剤としては、リン酸−２，２−メチレンビス（４，６−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ナトリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カルシウム、安息香酸アルミニウム、ステアリン酸ナトリウム等を挙げることができる。また、クエン酸と重炭酸ナトリウム、クエン酸のアルカリ塩と重炭酸ナトリウム等を組み合わせたもの等も用いることができる。これらの気泡調整剤は１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

気泡調整剤の添加量は、発泡芯層の所望の気泡径に応じて適宜調整することができるが、気泡調整剤としてタルクを用い、発泡芯層２の平面気泡径Ｄ１を０．１５〜１．０ｍｍの範囲に調整するためには、通常、発泡層の基材樹脂１００重量部あたり、０．０５重量部以上１０重量部以下、より好ましくは０．１重量部以上５重量部以下の範囲である。

（その他の添加剤）
発泡層２を成形するための材料成分としては、上記成分の他、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤や熱安定剤などの従来公知の各種添加剤を添加することができる。

＜機能性発泡層３，３‘＞
機能性添加剤を含有するポリスチレン系樹脂機能性発泡層３、３’（機能性発泡層）は、発泡芯層２の両面に共押出により積層されている。

（機能性発泡層の坪量）
機能性発泡層の片面当たりの坪量は、機能性添加剤の効果の発現性からみて、３〜５０ｇ／ｍ^２である。片面当たりの坪量が小さすぎると、機能性発泡層を発泡芯層に均等に積層することが難しくなり、機能性添加剤の種類によっては、所望の機能性が発現しなくなるおそれがある。上記観点から片面当たりの坪量の下限値は好ましくは４ｇ／ｍ^２であり、さらに５ｇ／ｍ^２であることが好ましい。一方、片面当たりの坪量が大きすぎると、用途によっては軽量性が不十分となるおそれがあり、積層発泡体の製造時の原材料費も高くなってしまうので好ましくない。また、機能性添化剤が多量に含まれると発泡板の機械的強度が低下するおそれがある。上記観点から片面当たりの坪量の上限値は好ましくは４５ｇ／ｍ^２であり、さらに４０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。さらに、同様な観点から、発泡板の総坪量に対する機能性発泡層の片面当たりの坪量の比が０．１以下であることが好ましく、より好ましくは０．０８以下であり、さらに好ましくは０．０６以下である。一方、その下限は０．０１程度であることが好ましい。
機能性発泡層の片面当たりの坪量は、発泡板製造時の機能性発泡層の片面当たりの押出機吐出量をもとに求めることができる。後述するように、発泡層の外面に機能性発泡層が積層された筒状の発泡体をロールなどにて挟み込み、筒状の発泡体の内面を融着させて発泡板を得る場合には、機能性発泡層の片面当たりの坪量は、機能性発泡層形成用溶融物の押出機吐出量をＬ（ｋｇ／ｈｒ）、発泡板引取速度Ｍ（ｍ／ｍｉｎ）、発泡体全幅Ｎ（ｍ）として、以下の式（１）により求めることができる。

機能性発泡層の坪量（ｇ／ｍ^２）＝（Ｌ×１０^３／２）／（Ｍ×Ｎ×６０）・・・（１）
なお、機能性発泡層と発泡芯層とを切り分けることができる場合には、積層発泡体から切り分けた機能性発泡層の坪量を前記した積層発泡体の坪量の測定方法と同様な手順により測定することもできる。

（機能性発泡層の厚み）
機能性発泡層の片面当たりの厚みは、機能性添加剤の効果の発現性からみて、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。一方、機能性発泡層が厚すぎると経済性が悪くなることや、場合によっては発泡板の機械的強度を損なうおそれがあることから、０．２ｍｍ未満であることが好ましく、より好ましくは０．１８ｍｍ以下である。
また、機能性発泡層の合計厚みは、上記と同様な観点からみて、発泡板の全厚みの１５％以下であることが好ましく、１２％以下であることが更に好ましい。

（機能性発泡層の気泡径）
機能性発泡層の最表面部の気泡膜厚みが後述する範囲内であれば、機能性発泡層の気泡径には特に制限はないが、裁断や曲げなどの加工性の観点から、機能性発泡層の最表面側に位置する気泡の平面方向の平均気泡径Ｄ２が０．０５〜０．４０ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．３５ｍｍであることがより好ましい。
また、より効果的にバリの発生を防止するという観点、平面平滑性の向上効果等の観点から、前記発泡芯層の平面方向の平均気泡径Ｄ１に対する機能性発泡層の最表面側における平面方向の平均気泡径Ｄ２の比Ｄ２／Ｄ１が０．３以上１未満であることが好ましく、より好ましくは０．４〜０．９である。
機能性発泡層の最表面側に位置する気泡の平面方向の平均気泡径Ｄ２はつぎのように測定される。
発泡芯層の平面方向の平均気泡径Ｄ１と同様に、押出方向に直交する垂直断面写真、及び幅方向に直交する垂直断面写真を撮影し、それぞれの写真において、機能性発泡層の最も外表面側に位置する気泡から無作為に片面あたり２０以上の気泡を選択する以外は、発泡芯層の平面方向の平均気泡径Ｄ１と同様な方法により測定することができる。

＜機能性発泡層３，３’の最表面部の気泡膜３ａ，３ａ’＞
上記機能発泡層３，３’のそれぞれの最表面部には、１μｍ以上１０μｍ未満の気泡膜３ａ，３ａ’が形成されている。
該最表面部の気泡膜の厚みが厚すぎる場合には、機能性樹脂層が発泡していても、切断加工時にバリが発生し二次加工特性が悪くなり、所望の板状発泡体が得られない。上記観点から、該気泡膜の厚みは８μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以下であることがより好ましい。一方、最表面部の気泡膜の厚みは１μｍ以上である。該気泡膜の厚みが薄すぎると、表面平滑性や曲げ強度が低下し好ましくない。上記観点から該気泡膜の厚みは２μｍ以上であることが好ましく、３μｍである以上であることがより好ましい。

なお、前記最表面部の気泡膜３ａ，３ａ’の厚みは、図２に示したように、最表面側に存在する気泡の幅方向中央部において、機能性発泡層３，３‘の表面から、その厚み方向に第一番目の気泡壁の内側表面までの厚み（Ｔ）を意味する。

（機能性発泡層の構成成分）
機能性発泡層は、ポリスチレン系樹脂、機能性添加剤、発泡剤、気泡調整剤、その他の添加剤を配合した機能性発泡層形成用樹脂溶融物を共押出ダイ内で、前記発泡芯層形成用樹脂溶融物に合流積層させ、該積層物を共押出させることにより形成される。以下に、機能性発泡層を成形するために用いる材料の各成分について詳述する。

（ポリスチレン系樹脂）
ポリスチレン系樹脂としては、発泡芯層を形成するポリスチレン系樹脂と同様のものを使用することができる。

（機能性添加剤）
機能性添加剤としては、帯電防止剤のほかに、例えば、耐候剤、紫外線吸収剤、難燃剤、無機充填剤、抗菌剤、着色剤などのこの種の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体に対して各種機能を付与するものであれば、いずれのものも使用できるが、高分子帯電防止剤を用いることが好ましい。以下、帯電防止剤について詳述する。

（帯電防止剤）
帯電防止剤としては、従来公知の界面活性剤型帯電防止剤や高分子型帯電防止剤などが用いられる。
界面活性剤型帯電防止剤としては、例えば，ヒドロキシアルキルアミン，ヒドロキシアルキルモノエーテルアミン，グリセリン脂肪酸エステル，ポリオキシエチレンアルキルエーテル，ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のノニオン系界面活性剤；アルキルスルホン酸塩，アルキルベンゼンスルホン酸塩，アルキルホスフェート等のアニオン系界面活性剤；テトラアルキルアンモニウム塩，トリアルキルベンジルアンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤等が挙げられる。
高分子型帯電防止剤としては、表面抵抗率が１×１０^１２Ω未満を示す樹脂が挙げられ、具体的には、金属イオンとしてカリウム、ルビジウム及びセシウムからなる群より選ばれたアルカリ金属を含むアイオノマー樹脂、あるいはポリエーテルエステルアミドやポリエーテル等の親水性樹脂を主成分とするものが挙げられる。なお、汚染防止性や帯電防止効果の持続性等の観点から、帯電防止剤としては高分子型帯電防止剤を用いることが好ましい。
前記親水性樹脂としては、体積抵抗率が１×１０^５〜１×１０^１１Ω・ｃｍの親水性ポリマー（以下、単に親水性ポリマーともいう。）や、親水性ポリマーブロックと疎水性ポリマーブロックとのブロックポリマーなどが例示できる。なお、これらの中でも、親水性ポリマーとしてポリエーテルブロックを有し、疎水性ポリマーブロックとしてポリオレフィンブロックを有するブロック共重合体が好ましい。具体的には、三洋化成工業（株）製「ポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体：ペレクトロンＨＳ（融点１３４℃、表面抵抗率２．０×１０^６Ω）、三洋化成工業（株）製「ポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体：商品名：ぺレスタットＶＬ３００」（融点１３３℃、表面抵抗率１．２×１０^８Ω）等の市販品が挙げられる。
前記アイオノマー樹脂としては、具体的には、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体の一部または全部をアルカリ金属で中和することで得られる、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のカリウムアイオノマーなどが挙げられる。なお、アイオノマー樹脂は、優れた帯電防止効果を有すると共に、アルカリ金属を介した擬似架橋構造をとることから、低分子量成分が溶出し難いという特性を有するので、食品容器等に用いるという観点から、好ましく用いられる。具体的には、三井デュポンポリケミカル（株）製ＭＫ４００（融点９３℃）等の市販品が挙げられる。
前記帯電防止剤の配合量は、機能性発泡層を構成するポリスチレン系樹脂と帯電防止剤との合計１００重量％中に３〜２５重量％とすることが好ましい。上記範囲内であれば、発泡体表面全体に帯電防止性能を発現させることが可能となる。

（相溶化剤）
なお、機能性発泡層に帯電防止剤としてアイオノマー樹脂を添加する際には、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体や、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレン共重合体などの相溶化剤を配合することが好ましい。

（発泡剤）
発泡剤としては、発泡芯層で用いたと同様な物理発泡剤を使用することができる。

（気泡調整剤）
気泡調整剤としては、発泡芯層で用いたと同様な有機系又は無機系のいずれのものを用いることができる。
物理発泡剤の添加量及び気泡調整剤の添加量は、機能性発泡層の最表面部の気泡膜が所望の厚みとなるように、またその該表面の平均気泡径が所望の大きさとなるように調整することが好ましい。具体的には、物理発泡剤の添加量を増やして発泡倍率を高くするほど、気泡調整剤の添加量を増やして気泡径を小さくするほど、最表面部の気泡膜の厚みを薄く調整することができる。
通常は、物理発泡剤の添加量は、機能性発泡層を形成するための発泡性樹脂溶融物１ｋｇに対して０．３〜１．８ｍｏｌとすることが好ましく、より好ましくは０．４〜１．５ｍｏｌであり、さらに好ましくは０．５〜１．２ｍｏｌである。また、気泡調整剤の添加量は、ポリスチレン系樹脂と機能性添化剤との合計１００重量部あたり、好ましくは０．１重量部以上１０重量部以下、より好ましくは０．３重量部以上８重量部以下の範囲である。

なお、機能性発泡層の最表面部の気泡膜の厚みは、物理発泡剤、気泡調整剤の添加量を調整する以外に、ダイから発泡性樹脂溶融物が押出された直後の冷却条件によっても調整することができる。具体的には、冷却を弱くするほど、最表面部の気泡膜の厚みを薄く調整することができる。

（本発明の発泡板１の利点）
本発明に係る板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体は、切断加工時や裁断加工時に、切断面の一部や周囲にバリと呼ばれる髭状の切れ残りや切粉が生ずるといった不具合が抑制された製品加工性に優れるとともに従来の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体と同様に帯電防止能などの各種機能が十分に発揮され、表面平滑性に優れ、曲げ強度等の機械的物性も良好な発泡板である。
したがって、帯電防止機能などの各種機能が要求される、サインボードや、短冊状に切断後、箱状に組み立てられて、弁当箱や菓子箱、折箱等として使用される原反（ポリスチレン系樹脂発泡板）として、広くその需要が見込まれる。なお、本発明の発泡板の独立気泡率は、特に制限はないが、剛性を高く持たせる場合には、独立気泡率は６０％以上が好ましく、より好ましくは７０％以上、最も好ましくは８０％以上である。
また、その製造においては、その工程数も僅か一工程という極めて簡便なものであるから、工業的に極めて有利に生産できる発泡板であるといった、数多くの利点を有するものである。

＜本発明の発泡板１の製造方法＞
次に、本発明の発泡板の製造方法の一実施形態を図３、図４に示す。
本発明の発泡板１の製造方法は、図３に示すように、まず、先に説明した発泡芯層２を成形するための材料である、ポリスチレン系樹脂４、気泡調整剤５、その他必要に応じて添加される添加剤を第１押出機６に供給して加熱混練し、発泡剤７を圧入して更に混練し、発泡適正温度に調整し、発泡芯層形成用樹脂溶融物８とする。

また同時に、先に説明した機能性発泡層３、３‘を形成するための材料である、ポリスチレン系樹脂９、機能性添加剤１０、気泡調整剤１１、その他必要に応じて添加される添加剤等を第２押出機１２に供給して加熱混練し、発泡剤１３を圧入して更に混練し、発泡適正温度に調整し、機能性発泡層形成用樹脂溶融物１４とする。

上記発泡芯層形成用樹脂溶融物８と機能性発泡層形成用樹脂溶融物１４とを、得られる発泡板の片面当たりの機能性発泡層３，３‘の坪量が３〜５０ｇ／ｍ^２となるように機能性発泡層形成用樹脂溶融物１４の吐出量を制御して環状ダイ１５に導入する。環状ダイ１５内で発泡芯層形成用樹脂溶融物８と機能性発泡層形成用樹脂溶融物１４とを合流積層させてから、共押出を行うと共に両者を発泡させることにより、発泡芯層となる発泡層の外周面に機能性発泡層が積層接着された筒状積層発泡体１６を製造する。この筒状積層発泡体１６を引き取りながらピンチロール１７に通過させて、筒状積層発泡体１６の内側の発泡層の内面同士を融着させて貼り合せることにより、発泡芯層２の両面側に機能性発泡層３、３’が積層接着された本発明の発泡板１を得ることができる。

また、筒状積層発泡体１６を押出方向に沿って切り開いてシート状の積層発泡体を得て、２枚のシート状の積層発泡体の機能性発泡層とは反対側の面同士を熱融着させて貼り合せて本発明の発泡板１を得ることもできる。

発泡板１の製造にあたって用いられるダイ、押出機等の各種装置は、従来押出発泡の分野で用いられてきた公知のものを適宜用いることができる。

発泡芯層形成用樹脂溶融物８及び機能性発泡層形成用樹脂溶融物１４の発泡適正温度とは、これらが発泡するのに最適な粘弾性を示す温度を意味する。発泡適正温度は、ポリスチレン系樹脂の種類や溶融粘度、発泡剤の種類や添加量によって適宜定まるものであるが、概ね１３０℃以上１７０℃以下の範囲にある。

一般に、発泡体の表層部分の密度を高めるため、あるいは表面を平滑にするために、ダイから押出された直後の発泡体の表面に空気などを吹き付けて冷却することが行われる。この際、冷却が強すぎると、機能性発泡層の発泡倍率や気泡径によっては、機能性発泡層の最表面部の機能膜の平均厚みが厚くなりすぎることがあることから、冷却条件（空気の吹き付け量）は、０．１〜１．０ｍ^３／ｍｉｎの範囲とすることが好ましい。

以下、本発明の発泡板について、実施例により具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。

製造装置として、発泡芯層形成用押出機（第１押出機）として、バレル内径９０ｍｍの押出機と、該押出機に接続されたバレル内径１２０ｍｍの押出機とからなるタンデム型の押出機を用い、該押出機の出口に共押出用環状ダイ（リップ径１００ｍｍ）を取付け、さらに該共押出用環状ダイに、バレル内径５０ｍｍの機能性発泡層形成用押出機（第２押出機）を連結させた共押出装置を用いた。

なお、実施例、比較例における、発泡板の製造原料とその配合量および得られた発泡板の物性等を表１、２に記す。
なお、表１、２において、発泡芯層、機能性発泡層に用いた原料ＰＳ系樹脂は以下のポリスチレン系樹脂を意味する。
ＨＨ１０２：ＰＳジャパン社製ＨＨ１０２：溶融粘度１２３０Ｐａ・ｓ
ＧＸ１５４：ＰＳジャパン社製ＧＸ１５４：溶融粘度１４３０Ｐａ・ｓ
６８０：ＰＳジャパン社製６８０：溶融粘度９３０Ｐａ・ｓ
なお、ポリスチレン系樹脂の溶融粘度は、ＪＩＳＫ７１９９−１９９９に基づき、キャピログラフ１Ｄ（（株）東洋精機製作所製）の流動特性測定機を用い、ノズル径１．０ｍｍ、長さ１０ｍｍのオリフィスを用いて、温度２００℃、せん断速度１００秒^−１の条件で測定した値である。
また、帯電防止剤としては、以下のものを使用した。
［ぺレクトロンＨＳ］；高分子型帯電防止剤（三洋化成工業株式会社製：ポリエーテル／ポリオレフィンブロック共重合体）
［ＭＫ４００］：高分子型帯電防止剤（三井デュポンポリケミカル株式会社製：エチレン／アクリル酸共重合体系のカリウムアイオノマー）
また、発泡剤としてはブタンを、気泡調整剤としてはポリスチレンを基材樹脂とする３５重量％濃度のタルクマスターバッチを使用した。

（実施例１〜７）
表１に示す発泡芯層形成用ポリスチレン系樹脂、気泡調整剤としてタルクマスターバッチを表１に示す割合で第１押出機に供給して加熱、溶融、混練し、これに表１に示す量のブタンを注入し、表１に示す温度に調整して、発泡芯層形成用樹脂溶融物とし、表１に示す吐出量で共押出用環状ダイ中に導入した。
同時に、表１に示す機能性発泡層形成用ポリスチレン系樹脂、機能性添加剤として帯電防止剤、気泡調整剤としてタルクマスターバッチを表１に示す配合割合にて第２押出機に供給して、加熱、溶融、混練し、これに表１に示す量のブタンを注入し、表１に示す温度に調整して、機能性発泡樹脂層形成用樹脂溶融物とし、表１に示す吐出量で共押出用環状ダイに導入した。
共押出用環状ダイ中で、発泡芯層形成用樹脂溶融物と機能性発泡層形成用樹脂溶融物とを合流させ、発泡芯層形成用樹脂溶融物の外周面に機能発泡層形成用樹脂溶融物を積層してから筒状に共押出して、筒状積層発泡体を形成した。該筒状発泡体を表１に示す速度で引き取りながらピンチロールで挟み込んで、この内面同士を融着させて貼り合せることにより、本発明の機能性発泡層を有する板状ポリスチレン系樹脂発泡体を得た。なお、共押出直後に筒状積層発泡体の機能性発泡層側から２０℃の空気を０．３ｍ^３／ｍｉｎの条件で吹き付けた。

また、実施例５では、機能性発泡層形成用樹脂組成物として、表１に示すポリスチレン系樹脂９０重量部と、機能性添化剤（高分子型帯電防止剤）７重量部とともに、両者の相溶化剤としてスチレン系エラストマー（旭化成ケミカルズ株式会社製スチレン−ブチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体：製品名タフテックＰ２０００）３重量部を用いた。

また、実施例６では、発泡芯層形成用樹脂組成物として、表１に示すポリスチレン系樹脂８２重量部以外に、ポリエチレン系樹脂（住友化学株式会社製低密度ポリエチレン：製品名スミカセンＦ１０２）１５重量部、両者の相溶化剤としてスチレン系エラストマー（旭化成ケミカルズ株式会社製スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体：製品名タフテックＨ１０４１）３重量部を用いた。

得られた発泡板の物性・評価を表２〜３に示す。
これらの発泡板は、筒状発泡体の発泡層の内面同士が熱融着に貼り合された発泡芯層の両面に機能性発泡層（帯電防止発泡層）が共押出により形成されており、帯電防止能に優れ、表面平滑性も良好で曲げ弾性率も従来の発泡板と遜色のないものであった。さらには、該機能性発泡層の最表面部の気泡膜の平均厚みが１μｍ以上１０μｍ未満に調整されていることから、切れ残りや切粉の発生がなく裁断加工性に優れたものであった。

（比較例１）
実施例１において、機能性発泡層形成用樹脂溶融物を機能性樹脂層形成用樹脂溶融物（機能性発泡層形成用樹脂溶融物から気泡調整剤を除きブタンを揮発性可塑剤として作用させた樹脂溶融物）に代えた以外は実施例１と同様にして、比較例１の発泡板を得た。得られた発泡板の物性・評価を表２〜３に示す。この発泡板は、筒状発泡体の発泡層同士が融着された発泡芯層を有するものであるが、発泡層の両面には本発明のように機能性発泡層が形成されておらず、無発泡の機能性樹脂層が単に形成されたものであり、しかも発泡芯層の無発泡の機能性樹脂層を含む発泡板の最表面側の気泡膜の厚みが１８．０μｍのであることから、裁断時に切れ残りや切粉などのバリが発生し裁断加工性に劣るものであった。

（比較例２）
実施例２において、能性発泡層形成用樹脂溶融物を機能性樹脂層形成用樹脂溶融物（機能性発泡層形成用樹脂溶融物から気泡調整剤を除きブタンを揮発性可塑剤として作用させた樹脂溶融物）に代えた以外は実施例２と同様にして比較例２の発泡板を得た。得られた発泡板の物性・評価を表２〜３に示す。この発泡板は、筒状発泡体の発泡層同士が融着された発泡芯層を有するものであるが、発泡層の両面には本発明のように機能性発泡層が形成されておらず、無発泡の機能性樹脂層が単に形成されたものであり、しかも無発泡の機能性樹脂層を含む発泡板の最表面側の気泡膜の厚みが１３．８μｍであることから、裁断時に切れ残りや切粉などのバリが発生し裁断加工性に劣るものであった。

（比較例３）
実施例６において、機能性発泡層形成用樹脂溶融物を機能性樹脂層形成用樹脂溶融物（機能性発泡層形成用樹脂溶融物から気泡調整剤を除きブタンを揮発性可塑剤として作用させた樹脂溶融物）に代えた以外は実施例６と同様にして、比較例３の発泡板を得た。得られた発泡板の物性・評価を表２〜３に示す。この発泡板は、筒状発泡体の発泡層同士が融着された発泡芯層を有するものであるが、発泡層の両面には本発明のように機能性発泡層が形成されておらず、無発泡の機能性樹脂層が単に形成されたものであり、しかも無発泡の機能性樹脂層を含む発泡板の最表面側の気泡膜の厚みが１３．５ｍｍであることから、裁断時に切れ残りや切粉などのバリが発生し裁断加工性に劣るものであった。

表２，３において、各特性は以下のようにして測定評価した。

（発泡板の厚み）
発泡板１の厚みは、発泡板１を幅方向に沿って、一方の端部から他方の端部に至るまで５ｃｍおきに測定される厚み（ｍｍ）の算術平均値として求めた。

（発泡板の総坪量）
発泡板１の総坪量は、発泡板全幅に亘って押出方向の長さ２５０ｍｍの矩形状の試験片を切り出し、該試験片の重量（ｇ）を該試験片の面積（板幅（ｍｍ）×２５０ｍｍ）で割り算し、１ｍ^２当たりの積層発泡板の重量（ｇ）に換算し、これを積層発泡板の坪量（ｇ／ｍ^２）とした。

（発泡板の見かけ密度）
発泡板１の見かけ密度は、発泡板の総坪量（ｇ／ｍ^２）を発泡板の厚みで割算し、ｋｇ／ｃｍ^３に単位換算することにより求めた。

（機能性発泡層の片面当たりの坪量）
機能性発泡層の片面当たりの坪量（積層量）は、機能性発泡層形成用樹脂溶融物１４の押出機吐出量をＬ（ｋｇ／ｈｒ）、発泡体引取速度Ｍ（ｍ／ｍｉｎ）、発泡体全幅Ｎ（ｍ）として、以下の式（１）により求めた。
機能性発泡層の坪量（ｇ／ｍ^２）＝（Ｌ×１０^３／２）／（Ｍ×Ｎ×６０）・・・（１）

（機能性発泡層の片面あたりの厚み）
まず、機能性発泡層形成用樹脂溶融物に着色剤を添加した以外は、各実施例・比較例と同条件で発泡板を得た。得られた発泡板の幅方向（押出方向と直交する方向）に沿って切断した垂直断面において、幅方向に沿って、一方の端部から他方の端部に至るまで５ｃｍおきに着色された機能性発泡層の厚みを測定し、これらの算術平均値を機能性発泡層の片面あたりの厚み（ｍｍ）とした。

（機能性発泡層の最表面部の気泡膜の厚み）
機能性発泡層の最表面部の気泡膜の厚みの測定は次のようにして行った。まず、発泡板１の幅方向に沿って全幅に亘って切断した垂直断面をデジタル顕微鏡により観察した。垂直断面において、機能性発泡層の最表面部に位置する気泡から片面あたり５０個（計１００個）の気泡を無作為に選択し、各気泡において気泡の幅方向中央部の発泡板１表面から発泡板１の厚み方向に最表面部の気泡膜３ａ，３ａ’の厚みを測定し、各測定値の算術平均を最表面部の気泡膜の厚みとした。
なお、比較例１〜３の発泡板は実施例１〜７のように機能性発泡層がないので、機能性発泡層の最表面部の気泡膜厚みは測定していない。参考のため、機能性樹脂層を含めた発泡板の最表面部の気泡膜厚みを測定した。

［各気泡径］
発泡板の気泡径は次のようにして測定した。
まず、発泡板から発泡板の幅方向にわたって略等間隔に押出方向１０ｃｍ×幅方向１０ｃｍの正方形状の試験片を５枚切り出した。前記方法に従い、各試験片ごとに機能性発泡層表面の平均気泡径及び発泡芯層の平均気泡径を求め、それらの値を算術平均した。なお、各試験片において各２０個の気泡を無作為に選択した。
なお、比較例１〜３の発泡板は実施例１〜７のように機能性発泡層がないので、機能性発泡層の表面部（最表面側）の平均気泡径は測定していない。参考のため、機能性樹脂層直下の発泡芯層の最表面側の平均気泡径を測定した。

［平均気泡径比（表面／中心部）］
上記発泡芯層の平均気泡径に対する上記機能性発泡層表面部の平均気泡径の比（Ｄ２／Ｄ１）を求めた。

（発泡板の表面抵抗率（Ω））
発泡板の表面抵抗率（Ω）は、ＪＩＳＫ６９１１（１９９５）に準拠して測定した。発泡板から切り出した試験片（縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚み：発泡板厚み）を温度２０℃、相対湿度３０％の雰囲気下に３６時間放置することにより試験片の状態調節を行い、印加電圧５００Ｖの条件にて、電圧印加を開始して１分経過後の表面抵抗率（Ω）を測定した。

（表面粗さＲａ（μｍ））
発泡板の表面粗さは、株式会社小坂研究所製のサーフコーダＳＥ１７００αを使用して測定した。具体的には、発泡板から任意の大きさの試験片を切り出し、この試験片を水平な台に静置し、先端曲率半径が２μｍの触針の先端を試験片の表面に当接させて、試験シートを０．５ｍｍ／ｓにて押出方向に移動させ、触針の上下変位を順次測定することで表面粗さの値を測定した。試験シートの移動距離で特定される測定長さは、カットオフ値の３倍以上の所定の長さに定めた。なお、カットオフ値は０．８ｍｍとし、そのほかのパラメータは、ＪＩＳＢ０６０１（２００１）に準拠して、算術平均粗さを得て、これを表面粗さＲａ（μｍ）とした。

（曲げ弾性率（ＭＰａ））
発泡体の曲げ弾性率の測定は、ＪＩＳＫ７２０３（１９８２）に基づき、発泡板の押出方向（ＭＤ）について行った。発泡板から、押出方向に沿った長さ１００ｍｍ×幅２５ｍｍの寸法の試験片（試験片の厚みは、発泡板と同じである）を切り出して測定に用いた。

（裁断加工性）
得られた発泡板を長さ５００ｍｍに裁断機（ギロチン刃）により裁断加工したとき裁断面に切れ残りや切粉等のバリの発生の有無を光学顕微鏡写真により判定した。
○：裁断面に切れ残りや切粉などのバリの発生なし
×：裁断面に切れ残りや切粉などのバリの発生あり

１板状ポリスチレン系樹脂積層発泡板
２発泡芯層
２‘、２“ 発泡芯層を構成するポリスチレン系樹脂発泡体
３、３’ 機能性発泡層
３ａ、３ａ‘機能性発泡層の最表面部の気泡膜
４発泡芯層を形成するするポリスチレン系樹脂
５気泡調整剤
６第１押出機
７発泡剤
８発泡芯層形成用樹脂溶融物
９機能性発泡層を形成するポリスチレン系樹脂
１０機能性添加剤
１１気泡調製剤
１２第２押出機
１３発泡剤
１４機能性発泡層形成用樹脂溶融物
１５環状ダイ
１６筒状積層発泡体
１７ピンチロール

Claims

ポリスチレン系樹脂発泡体を熱融着により貼り合せてなる発泡芯層と、該発泡芯層の両面に共押出により積層された機能性発泡層とを有する、全体の見掛け密度３０〜３００ｋｇ／ｍ^３、全体の厚み２〜３０ｍｍ、総坪量１５０〜２５００ｇ／ｍ^２の板状積層発泡体であり、
該機能性発泡層はポリスチレン系樹脂と高分子型帯電防止剤とを含み、
該高分子型帯電防止剤の配合量が、該機能性発泡層を構成するポリスチレン系樹脂と高分子型帯電防止剤との合計１００重量％に対して３〜２５重量％であり、
該機能性発泡層の片面あたりの坪量が３〜５０ｇ／ｍ^２であり、
該発泡体の総坪量に対する機能性発泡層の片面あたりの坪量の比が０．０８以下であり、
かつ該機能性発泡層の最表面部の気泡膜厚みが１μｍ以上１０μｍ未満であることを特徴とする板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体。
機能性発泡層の片面あたりの厚みが０．０５ｍｍ以上０．２０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体。
機能性発泡層の合計厚みが全体厚みの１５％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体。
発泡芯層の平面方向の平均気泡径Ｄ１が０．１５〜１．０ｍｍであり、機能性発泡層の最表面側に位置する気泡の平面方向の平均気泡径Ｄ２が０．０５〜０．４０ｍｍであり、平均気泡径Ｄ１に対する平均気泡径Ｄ２の比Ｄ２／Ｄ１が０．３以上１未満であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の板状ポリスチレン系樹脂積層発泡体。