JP7455718B2 - ポリスチレン系樹脂積層発泡板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
[1]2枚以上のポリスチレン系樹脂発泡シートが積層された積層発泡体を有するポリスチレン系樹脂積層発泡板であって、隣接する2枚の前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを厚み方向に3等分した内の中央部分において、発泡シート押出流れ方向の平均気泡径(MD)と、発泡シート押出流れ方向と直交する方向の平均気泡径(TD)と、発泡シート厚み方向の平均気泡径(VD)とが、下記式(1)及び(2)を満足し、かつ、前記中央部分の総合平均気泡径(D)が下記式(3)で表され、隣接する2枚の前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを厚み方向に3等分した内の外側部分において、発泡シート押出流れ方向の平均気泡径(md)と、発泡シート押出流れ方向と直交する方向の平均気泡径(td)と、発泡シート厚み方向の平均気泡径(vd)と、前記外側部分の総合平均気泡径(d)とが、下記式(4)で表され、前記総合平均気泡径(D)に対する前記総合平均気泡径(d)の比(d/D)が、下記式(5)を満足することを特徴とする、ポリスチレン系樹脂積層発泡板。
MD/VD=0.6~1.4 ・・・(1)
TD/VD=0.6~1.4 ・・・(2)
D=(MD×TD×VD)1/3 ・・・(3)
d=(md×td×vd)1/3 ・・・(4)
d/D=0.90~1.15 ・・・(5)
[2]前記平均気泡径(md)と、前記平均気泡径(td)と、前記平均気泡径(vd)とが、下記式(6)及び(7)を満足することを特徴とする、[1]に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板。
md/vd=0.6~2.4 ・・・(6)
td/vd=0.6~2.4 ・・・(7)
[3]前記積層発泡体の見掛け密度が0.04~0.15g/cm3の範囲であり、かつ前記平均気泡径(MD)、前記平均気泡径(TD)及び前記平均気泡径(VD)が10~500μmの範囲であることを特徴とする、[1]又は[2]に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板。
[4]前記積層発泡体の双方又はいずれか一方の面に非発泡樹脂層又は表皮材が設けられていることを特徴とする、[1]~[3]のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板。
[5]ディスプレイパネル用であることを特徴とする、[1]~[4]のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板。
[7]前記積層発泡体の双方又はいずれか一方の面に非発泡樹脂層又は表皮材を積層する工程を含むことを特徴とする、[6]に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板の製造方法。
本発明のポリスチレン系樹脂積層発泡板(以下、単に「積層発泡板」ともいう。)は、複数枚のポリスチレン系樹脂発泡シート(以下、単に「発泡シート」ともいう。)が積層されてなる積層発泡体を有する。
積層発泡板の一実施形態について、図面を参照して説明する。
MD/VD=0.6~1.4 ・・・(1)
TD/VD=0.6~1.4 ・・・(2)
D=(MD×TD×VD)1/3 ・・・(3)
式(1)、式(3)におけるMDは、発泡シートの押出方向を含み、かつ発泡シートの厚さ方向を含む面で切断した断面(以下、「MD断面」ともいう。)における、MD方向の気泡長さの平均値である。
式(2)、式(3)におけるTDは、発泡シートの押出方向と直交する方向を含み、かつ発泡シートの厚さ方向を含む面で切断した断面(以下、「TD断面」ともいう。)における、TD方向の気泡長さの平均値である。
式(1)~式(3)におけるVDは、MD断面及びTD断面におけるVD方向の気泡長さの平均値である。
本明細書におけるMD、TD及びVDの求め方は、後述する。
式(2)において、TD/VDは、0.6~1.4であり、0.7~1.3が好ましく、0.8~1.3がより好ましく、1.1~1.3が特に好ましい。TD/VDが上記数値範囲内であると、接合部3近傍の気泡が潰れて非発泡樹脂層となったり、気泡が変形したりすることが少なくなり、寸法変化が少なく、かつ、表面の平滑性により優れる積層発泡板1を提供することができる。TD/VDが上記数値範囲から外れると、強度が弱くなったり、反りが発生したりする恐れがある。
d=(md×td×vd)1/3 ・・・(4)
式(4)におけるtdは、TD断面におけるTD方向の気泡長さの平均値である。
式(4)におけるvdは、MD断面及びTD断面におけるVD方向の気泡長さの平均値である。
本明細書におけるmd、td及びvdの求め方は、後述する。
d/D=0.90~1.15 ・・・(5)
md/vd=0.6~2.4 ・・・(6)
td/vd=0.6~2.4 ・・・(7)
式(7)において、td/vdは、0.6~2.4が好ましく、0.8~2.1がより好ましく、1.0~2.0がさらに好ましく、1.5~1.9が特に好ましい。td/vdが上記数値範囲内であると、外力に対する変形が少なく、表面の平滑性により優れる積層発泡板1を提供することができる。td/vdが上記数値範囲から外れると、製造後の変形が大きくなり、たわみやすい発泡板となる恐れがある。
積層発泡体20の厚み方向の中央1/3部分にある気泡の、平均気泡径(MD)、平均気泡径(TD)及び平均気泡径(VD)を、ASTM D2842-69の試験方法に準拠して下記のように測定する。
(1)まず、得られた積層発泡体20をMD断面で切断する。また、得られた積層発泡体20をTD断面で切断する。それぞれの切断面を、走査型電子顕微鏡((株)日立ハイテク製「SU1510」)で、拡大して撮影する。このときの拡大倍率は、10~100倍が好ましい。
平均気泡径(MD)は、撮影したMD断面の画像をA4用紙上に印刷し、積層発泡体20の厚み方向の中央1/3部分の位置にMD方向に直線を引き、一直線上(長さ50mm)にある気泡数を求め、その平均値を平均気泡数として、下記式(8)により算出する。ただし、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個として数える。なお、気泡膜中に存在する気泡の長径が0.05mm以下の微細気泡は気泡数に数えないこととする。
平均気泡径(MD)(μm)=50(mm)/(平均気泡数×拡大倍率)×1000 ・・・(8)
(2)平均気泡径(TD)は、撮影したTD断面の画像をA4用紙上に印刷し、積層発泡体20の厚み方向の中央1/3部分の位置にTD方向に直線を引き、一直線上(長さ50mm)にある気泡数を求め、その平均値を平均気泡数として、下記式(9)により算出する。ただし、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個として数える。なお、気泡膜中に存在する気泡の長径が0.05mm以下の微細気泡は気泡数に数えないこととする。
平均気泡径(TD)(μm)=50(mm)/(平均気泡数×拡大倍率)×1000 ・・・(9)
(3)平均気泡径(VD)は、撮影したMD断面及びTD断面の画像をA4用紙上に印刷し、積層発泡体20の厚み方向の中央1/3部分の位置に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、その平均値を平均気泡数として、下記式(10)により算出する。ただし、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個として数える。なお、気泡膜中に存在する気泡の長径が0.05mm以下の微細気泡は気泡数に数えないこととする。
平均気泡径(VD)(μm)=L(mm)/(平均気泡数×写真の倍率)×1000 ・・・(10)
(4)総合平均気泡径(D)は、MD、TD及びVDの積の3乗根とし、下記式(11)により算出する。
総合平均気泡径(D)=(MD×TD×VD)1/3 ・・・(11)
発泡シート4枚以上を積層した積層発泡体の場合は、発泡シート3枚を積層した場合に準ずるが、例えば、最外層(1枚目)の発泡シートと2枚目の発泡シートの間の接合部から、3枚目と4枚目の発泡シートの間の接合部までの厚み方向の距離を5ヶ所測定しその平均値を、隣接する2枚の発泡シート2a、2bの厚みとする場合がある。そして、その厚みを3等分することで、外側1/3部分、中央1/3部分とする。
これらのビニルモノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ここで、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート」と「メタクリレート」の一方又は双方を表し、「(メタ)アクリロニトリル」は、「アクリロニトリル」と「メタクリロニトリル」の一方又は双方を表す。
ポリスチレン系樹脂の質量平均分子量は、以下の測定方法で求められる。
試料を、スライサー又は剃刀で発泡シート2a、2bから採取する。この試料について、下記測定条件のもと、前処理によってポリスチレン系樹脂を試料から分離し、ポリスチレン系樹脂の質量平均分子量(Mw)を測定する。試料は、縦5mm、横5mmの正方形の形状に切り出して使用する。
(前処理)
(i)試料100mgを50mL遠沈管に量り取り、20mLのメチルエチルケトン(MEK)を加えて、24時間攪拌する。
(ii)攪拌後の分散液を3500rpmにて30分間、遠心分離機で分離し、上澄み液を50mLビーカーに取り分ける。
(iii)上記の遠沈管にMEK5mLを加え、超音波洗浄器にて5分間洗浄し、よく混合する。
(iv)この混合液を3500rpmにて30分間、遠心分離機で分離し、上澄み液を除去する。
(v)上記(iii)~上記(iv)を2回繰り返し、その後、200メッシュの金網で濾過し、不溶物を得る。
(vi)得られた不溶物を室温(25℃)で蒸発乾固させる。
(vii)蒸発乾固させた不溶物を20mg量り取り、クロロホルム2.5mLを加えて、浸漬時間6.0±1.0hrで、分散させる。その後、この分散液を非水系0.45μmシリンジフィルター((株)島津ジーエルシー製)で濾過する。
(測定装置)
GPC装置:東ソー(株)製、HLC-8320GPC(RI検出器・UV検出器内蔵)。
ガードカラム:TOSOH TSK ガードカラム HXL-H(6.0mmI.D.×4cm)×1本。
カラム(リファレンス):抵抗管(内径0.1mm×2m)×2本。
カラム(サンプル):TOSOH TSKgel GMHXL(7.8mmI.D.×30cm)×2本。
(測定条件)
カラム温度:40℃。
検出器温度:40℃。
ポンプ注入部温度:40℃。
溶媒:クロロホルム。
流量(リファレンス):0.5mL/min。
流量(サンプル):1.0mL/min。
実行時間:28min。
データ集積時間:10~28min。
データ間隔:500msec。
注入容積:50μL。
検出器:RI。
検量線用標準ポリスチレン試料は、昭和電工(株)製の製品名「STANDARD SM-105」及び「STANDARD SH-75」から、質量平均分子量MWが5,620,000、3,120,000、1,250,000、442,000、131,000、54,000、20,000、7,590、3,450、1,320のものを用いる。
上記検量線用標準ポリスチレンをA(5,620,000、1,250,000、131,000、20,000、3,450)及びB(3,120,000、442,000、54,000、7,590、1,320)にグループ分けする。Aを秤量(2mg、3mg、4mg、4mg、4mg)した後、クロロホルム30mLに溶解する。Bを秤量(3mg、4mg、4mg、4mg、4mg)した後、クロロホルム30mLに溶解する。
標準ポリスチレン検量線は、作成した各A及びB溶解液を50μL注入して、測定後に得られる保持時間から較正曲線(三次式)を作成することにより得る。その検量線を用いて質量平均分子量を算出する。
該非発泡樹脂層4a、4bは、発泡シート2a、2bのそれぞれの片面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、ポリスチレン系樹脂フィルム、ポリエチレン系樹脂フィルムやポリプロピレン系樹脂フィルム等のポリオレフィン系樹脂フィルム、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等の透明な樹脂フィルムが挙げられる。ポリエチレン系樹脂フィルムとしては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)等のフィルムが挙げられる。非発泡樹脂層4a、4bとしては、積層しやすいことから、ポリスチレン系樹脂フィルムが好ましい。また、非発泡樹脂層4a、4bとしては、ガス透過率が大きく、ブタン等の発泡剤を放散しやすいことから、ポリエチレン系樹脂フィルムが好ましく、LDPEフィルム、LLDPEフィルムがより好ましい。
積層発泡板1の厚みは、例えば、マイクロゲージを用いて測定できる。
非発泡樹脂層4a、4bのそれぞれの厚みは、積層発泡板1の厚みと同様の方法で求められる。
積層発泡体20の見掛け密度は、JIS K7222:2005「発泡プラスチック及びゴム-見掛け密度の求め方」に準拠して測定することによって求められる。
即ち、積層発泡体20の見掛け密度は、得られた測定試料の寸法を測定して体積V(cm3)を求め、測定した質量W(g)と体積から密度を下記式(12)により求める。
見掛け密度(g/cm3)=測定試料の質量W(g)/測定試料の体積V(cm3) ・・・(12)
平均気泡径(TD)は、10~500μmが好ましく、50~400μmがより好ましく、160~360μmがさらに好ましい。平均気泡径(TD)が上記下限値以上であると、積層発泡体20を軽量にでき、耐衝撃性に優れる。平均気泡径(TD)が上記上限値以下であると、表面の平滑性をより高められる。
平均気泡径(VD)は、10~500μmが好ましく、50~400μmがより好ましく、120~320μmがさらに好ましい。平均気泡径(VD)が上記下限値以上であると、積層発泡体20を軽量にでき、耐衝撃性に優れる。平均気泡径(VD)が上記上限値以下であると、表面の平滑性をより高められる。
総合平均気泡径(D)は、10~500μmが好ましく、50~400μmがより好ましく、120~320μmがさらに好ましい。総合平均気泡径(D)が上記下限値以上であると、積層発泡体20を軽量にでき、耐衝撃性に優れる。総合平均気泡径(D)が上記上限値以下であると、表面の平滑性をより高められる。
平均気泡径(MD)、平均気泡径(TD)、平均気泡径(VD)及び総合平均気泡径(D)は、積層発泡体20の原料となる樹脂の種類、発泡剤の種類と量、発泡核剤の種類と量、製造時の温度、及びこれらの組合せ等により調節できる。
平均気泡径(td)は、10~500μmが好ましく、50~400μmがより好ましく、190~390μmがさらに好ましい。平均気泡径(td)が上記下限値以上であると、積層発泡体20の表面を固くでき、ディスプレイ用途等に使用する場合、ポスター等の紙を貼りやすくできる。平均気泡径(td)が上記上限値以下であると、表面の平滑性をより高められる。
平均気泡径(vd)は、10~500μmが好ましく、50~400μmがより好ましく、80~280μmがさらに好ましい。平均気泡径(vd)が上記下限値以上であると、積層発泡体20の表面を固くでき、ディスプレイ用途等に使用する場合、ポスター等の紙を貼りやすくできる。平均気泡径(vd)が上記上限値以下であると、表面の平滑性をより高められる。
総合平均気泡径(d)は、10~500μmが好ましく、50~400μmがより好ましく、120~320μmがさらに好ましい。総合平均気泡径(d)が上記下限値以上であると、積層発泡体20の表面を固くでき、ディスプレイ用途等に使用する場合、ポスター等の紙を貼りやすくできる。総合平均気泡径(d)が上記上限値以下であると、表面の平滑性をより高められる。
平均気泡径(md)、平均気泡径(td)、平均気泡径(vd)及び総合平均気泡径(d)は、積層発泡体20の原料となる樹脂の種類、発泡剤の種類と量、発泡核剤の種類と量、製造時の温度、及びこれらの組合せ等により調節できる。
積層発泡体20の坪量は、以下の方法で測定することができる。
積層発泡体20の幅方向の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に、10cm×10cmの切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定する。各切片の質量(g)の平均値を1m2当たりの質量に換算した値を、積層発泡体20の坪量(g/m2)とする。
表皮材としては、上質紙、グラシン紙、パーチメント紙、クラフト紙、合成紙、離型紙、タック紙等が挙げられる。表皮材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。表皮材と非発泡樹脂層とを併用してもよい。
非発泡樹脂層4a、4bそれぞれの算術平均表面粗さRaは、JIS B0601:2013に記載の方法に準じて測定できる。
MD/VD=0.6~1.4 ・・・(1)
TD/VD=0.6~1.4 ・・・(2)
例えば、積層発泡板1は、2枚の発泡シート2a、2bを融着接合して構成したが、積層する発泡シートの枚数は本例示に限らず、3枚以上としてもよい。積層する複数枚の発泡シートは、2枚以上であり、好ましくは2~6枚、より好ましくは2~4枚の範囲である。
2枚以上積層することでポリスチレン系樹脂積層発泡板の厚みが厚くなり発泡板としての強度が増すので、ポスターを貼り合わせたりするディスプレイパネル、打ち抜きや切削加工後に所定形状にして構造部材として使用する軽量工業材料、住宅用建材等として利用できる。3枚以上積層することによって、特に強度を必要とする軽量工業材料、住宅用建材の用途として好適となる。
また、非発泡樹脂層4a、4bは、接合した2枚の発泡シート2a、2bに熱融着等によって直接積層してもよいし、接着剤を介して積層してもよいし、前述した表皮材を介して積層してもよい。
さらに、非発泡樹脂層4a、4bの外面側(非発泡樹脂層を積層しない場合には発泡シート2a、2bの外面側)には、前述した表皮材や印刷を施すための紙や樹脂フィルムを接着するための接着剤層を積層してもよい。
本発明のポリスチレン系樹脂積層発泡板の製造方法は、ポリスチレン系樹脂発泡シートの両面を加熱して複数枚重ねて押圧して、積層発泡体を得ることを特徴とする。
以下、本発明のポリスチレン系樹脂積層発泡板の製造方法について、図2を参照して説明する。
本製造方法では、まず、ポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5bを原反ロール6a、6bに、シート送り出し可能にセットする。
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等の1種又は2種以上が挙げられ、特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。
(1)非発泡樹脂層4a、4bとなる樹脂を押出機に投入し、溶融した非発泡樹脂層形成用の樹脂を押出機先端に取り付けたTダイからポリスチレン系樹脂発泡シート上に押し出す方法。
(2)2つの押出機を備えた共押出装置を用い、一方の押出機でポリスチレン系樹脂発泡シートの発泡押出しを行うと共に、他方の押出機から非発泡樹脂層形成用の樹脂を共押出しする方法。
(3)非発泡樹脂層4a、4bとなる樹脂フィルムを、接着剤を用いてポリスチレン系樹脂発泡シートの片面に接着する方法。
非発泡樹脂層4a、4bとしてポリスチレン系樹脂を用いる場合には、接着剤を用いずにポリスチレン系樹脂発泡シートの片面に非発泡樹脂層4a、4bを形成する上記(1)又は(2)の方法が好ましい。
ヒーター8a、8bで加熱する際の温度は、スチレンが軟化する温度であればよく、例えば、100~180℃が好ましく、110~170℃がより好ましく、120~160℃がさらに好ましい。ヒーター8a、8bで加熱する際の温度が上記下限値以上であると、ポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5bが充分に軟化し、ポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5b同士を綺麗に融着接合できる。ヒーター8a、8bで加熱する際の温度が上記上限値以下であると、ポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5bの外側の表面(非発泡樹脂層4a、4bが形成された面)が軟化し過ぎることを抑制でき、表面の平滑性をより高められる。
ヒーター8a、8bの発生熱量や、ポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5bとの間隔等は、ポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5bの移動速度等に応じて適宜設定される。
熱ロール9a、9bでポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5bを押圧する際の圧力は、0.1~1.1MPaが好ましく、0.2~1.0MPaがより好ましく、0.3~0.9MPaがさらに好ましい。熱ロール9a、9bでポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5bを押圧する際の圧力が上記下限値以上であると、ポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5b同士を充分に接合できる。熱ロール9a、9bでポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5bを押圧する際の圧力が上記上限値以下であると、ポリスチレン系樹脂発泡シート5a、5b同士が潰され過ぎず、表面の平滑性をより高められる。
本実施形態のポリスチレン系樹脂積層発泡板の製造方法は、ポリスチレン系樹脂発泡シートの両面を加熱して複数枚重ねて押圧することにより、厚み方向の中央1/3部分の気泡のMD/VDが0.6~1.4であり、TD/VDが0.6~1.4であり、中央1/3部分の総合平均気泡径(D)に対する、外側1/3部分の総合平均気泡径(d)の比(d/D)が、0.90~1.15である気泡構造を有し、寸法変化が少なく、表面の平滑性により優れるポリスチレン系樹脂積層発泡板1を簡単に製造することができる。
特に、夏場の運搬や保管時等、高温環境下において、反りや寸法変化を抑制でき、本発明の効果が顕著である。
例えば、非発泡樹脂層のないポリスチレン系樹脂発泡シート2a、2bを融着接合し、積層発泡体20を得、積層発泡体20の双方の面に非発泡樹脂層4a、4bを積層して積層発泡板1を製造してもよい。
このように、積層発泡体の双方又はいずれか一方の面に非発泡樹脂層を積層する工程を経て積層発泡板を製造することにより、より容易に寸法変化が少なく、表面の平滑性により優れる積層発泡板を得ることができる。
積層発泡体の双方又はいずれか一方の面に非発泡樹脂層を積層する方法は特に限定されず、接着剤を用いて積層してもよく、融着により積層してもよい。
非発泡樹脂層としては、上述した表皮材が挙げられる。非発泡樹脂層としては、接着剤を用いずに積層できることから、ポリスチレン系樹脂フィルムが好ましい。
本発明のディスプレイパネルは、上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積層発泡板1を必要に応じて所望の寸法に裁断し、パネル本体11とし、該パネル本体11の一方又は両方の表面に直接印刷を施し、或いは印刷済みの紙や樹脂フィルム等を接着してなるものである。前記パネル本体11の寸法や印刷する文字や画像については制限されない。
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ーやドライヤー等の機能を付設してあることが好ましい。
押出機として内径115mmの押出機と、内径150mmの押出機とが連結された押出機を用意した。ポリスチレン樹脂(PSジャパン社製、商品名「XC-515」)100質量部に対し、発泡核剤としてタルクを40質量%含んだポリスチレンベースのマスターバッチを1.0質量部混合し、これを押出機に投入した。ポリスチレン樹脂と発泡核剤との混合物を溶融混練しつつ、揮発性発泡剤としてブタン(イソブタン100%)を3.6質量部添加し、樹脂と混合し、発泡適正温度域まで冷却した。さらに、押出機先端に取り付けた、口径175φでスリットクリアランス0.5mmに設定されたサーキュラーダイより溶融樹脂を大気下へ押出して発泡した。押出された円筒状の発泡体の両表面をエアーにて冷却しつつ、ダイに近接配置した冷却マンドレルに接触させて冷却した後、水平方向2点でカッターにより切り開き、巻き取り機にてロール状に巻き取ることで、2枚の発泡シートロールを得た。得られた発泡シートは、厚み1.3mm、密度0.12g/cm3であった。
得られた発泡シートロールを所定の熟成期間をおいた後、発泡シートロールを2つ使用し、2枚の発泡シートのそれぞれの両面をヒーターで加熱した。接合させる内面側のヒーター温度は140℃、接合させない外面側のヒーター温度は120℃とし、二次発泡させつつ、熱ロールにて押圧0.6MPaで発泡層面同士を熱融着させて接合し、積層発泡体を得た。得られた積層発泡体は、厚み5mm、密度0.064g/cm3、坪量320g/m2、幅930mm、長さ1855mmであった。
また、裏紙として、前記タック紙のベース紙と同様の複合紙(坪量128g/m2の上質紙の両面に、厚み20μmのポリエチレンフィルムが積層された複合紙)を準備した。
2枚の発泡シートのそれぞれの両面を加熱する際、外面側のヒーター温度を130℃とした以外は、実施例1と同様にポリスチレン系樹脂積層発泡板を作製した。
2枚の発泡シートのそれぞれの両面を加熱する際、外面側のヒーター温度を115℃とした以外は、実施例1と同様にポリスチレン系樹脂積層発泡板を作製した。
2枚の発泡シートのそれぞれの両面を加熱する際、外面側のヒーター温度を110℃とした以外は、実施例1と同様にポリスチレン系樹脂積層発泡板を作製した。
押出機として内径115mmの押出機と、150mmの押出機とが連結された押出機を用意した。ポリスチレン樹脂(PSジャパン社製、商品名「G9305」)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、を添加した配合原料を押出機に投入した。この配合原料を押出機内にて最高温度230℃で溶融、混練した後、揮発性発泡剤としてブタン(イソブタン/ノルマルブタンの質量比:65質量%/35質量%)を3.8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180mmφでスリットクリアランス1.2mm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た。押出された円筒状の発泡体の外面に冷却エアーを吹き付け、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、厚み5mm、密度0.064g/cm3、坪量320g/m2の積層発泡体を得たこと以外は実施例1と同様に、ポリスチレン系樹脂積層発泡板を得た。
2枚の発泡シートの内面側のヒーター温度を160℃とし、外面側の加熱は行わなかった以外は、実施例1と同様にポリスチレン系樹脂積層発泡板を作製した。
2枚の発泡シートのそれぞれの両面を加熱する際、外面側のヒーター温度を140℃とした以外は、実施例1と同様にポリスチレン系樹脂積層発泡板を作製した。
図3に実施例1で作製した積層発泡体のMD断面の電子顕微鏡画像を示す。
図4に実施例1で作製した積層発泡体のTD断面の電子顕微鏡画像を示す。
図5に比較例1で作製した積層発泡体のMD断面の電子顕微鏡画像を示す。
図6に比較例1で作製した積層発泡体のTD断面の電子顕微鏡画像を示す。
図7に比較例2で作製した積層発泡体のMD断面の電子顕微鏡画像を示す。
図8に比較例2で作製した積層発泡体のTD断面の電子顕微鏡画像を示す。
また、電子顕微鏡画像の図示はしないが、実施例2~4で作製した積層発泡体のMD断面、TD断面の接合部近傍の気泡状態及び外面側近傍の気泡状態は、実施例1で作製した積層発泡体のMD断面、TD断面の接合部近傍の気泡状態及び外面側近傍の気泡状態と同じ傾向の画像であった。比較例3で作製した積層発泡体のMD断面、TD断面の接合部近傍の気泡状態及び外面側近傍の気泡状態は、実施例1で作製した積層発泡体のMD断面、TD断面の接合部近傍の気泡状態及び外面側近傍の気泡状態と似た傾向の画像であった。
また、実施例1の積層発泡体は、図7、図8に示す比較例2の積層発泡体と比べ、中央1/3部分の気泡と外側1/3部分の気泡との大きさに差がなく、全体的に同じ大きさの気泡が分布していた。一方、比較例2の積層発泡体は、外側1/3部分の気泡が、中央1/3部分の気泡よりも小さく、中央1/3部分の気泡の大きさと外側1/3部分の気泡の大きさとの差が顕著であった。
また、得られた積層発泡体の厚み、見掛け密度及び坪量については、下記の測定方法によって行った。結果を表1に示す。
得られた積層発泡体の厚みを、厚み測定器SM-114(TECLOCK社製)を用いて測定した。
得られた積層発泡体の見掛け密度(g/cm3)は、その質量と体積とを測定して、質量(g)÷体積(cm3)により求めた。
得られた積層発泡体の坪量は、積層発泡体の幅方向の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に、10cm×10cmの切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定し、各切片の質量(g)の平均値を1m2当たりの質量に換算した値(g/m2)とした。
加熱寸法変化率を以下の測定方法によって評価した。
各例のポリスチレン系樹脂積層発泡板を作製して24時間以上経過した後、900(mm)×900(mm)×5(mm)の大きさの試験片を切り出した。この際、試験片の辺の方向が発泡シート押出流れ方向と、発泡シート押出流れ方向に直交する方向(発泡シート幅方向)とになるように試験片を切り出した。この試験片に、対向している辺の中点同士を結ぶ十字の線を記入し、60℃の熱風循環式乾燥機の中で24時間加熱した後に、試験片を取り出し、25℃の環境下で放冷した。十字の線の縦線(発泡シート押出流れ方向)及び横線(発泡シート幅方向)の寸法を測定し、下記式(13)に基づいて加熱寸法変化率S(%)を算出した。
S(%)=((L1/L0)-1)×100 ・・・(13)
式(13)において、L1は加熱後の寸法(mm)、L0は加熱前の寸法(mm)を表す。Sがマイナスの場合は、L1がL0よりも小さくなったこと、すなわち加熱によりポリスチレン系樹脂積層発泡板が収縮したことを意味する。
《評価基準》
A:Sが-0.3%以上0.3%以下。
B:Sが-0.4%以上-0.3%未満又は0.3%超0.4%以下。
C:Sが-0.4%未満又は0.4%超。
上記<加熱寸法変化率の評価>における加熱後の試験片の表面を目視で確認し、下記評価基準に基づいて表面の平滑性(表面性)を評価した。結果を表2に示す。
《評価基準》
○:表面が平滑で良好である。
△:表面が若干荒れている。
×:表面が著しく荒れている。
上記<加熱寸法変化率の評価>における加熱後の試験片の表面を目視で確認し、下記評価基準に基づいて合紙品の紙浮きを評価した。結果を表2に示す。
《評価基準》
○:表面の紙浮きが見られず美麗である。
△:表面の紙浮きがわずかに見られる。
×:表面の紙が剥がれているところがあり、はっきりと表面の紙浮きが見られる。
上記<加熱寸法変化率の評価>、<表面性の評価>及び<合紙品の紙浮きの評価>の結果から、下記評価基準に基づいて総合評価をした。結果を表2に示す。
《評価基準》
A:加熱寸法変化率の評価が「A」評価であり、表面性の評価及び合紙品の紙浮きの評価がともに「〇」であるものを総合評価「A」とした。
B:加熱寸法変化率の評価が「A」評価であり、表面性の評価又は合紙品の紙浮きの評価に「△」があるものを総合評価「B」とした。
C:加熱寸法変化率の評価が「B」評価であり、表面性の評価及び合紙品の紙浮きの評価に「×」がないものを総合評価「C」評価とした。
D:加熱寸法変化率の評価が「C」評価であるか、又は表面性の評価もしくは合紙品の紙浮きの評価に「×」があるものを総合評価「D」とした。
一方、MD/VD及びTD/VDの値が本発明の範囲外である比較例1は、加熱寸法変化率の評価が「C」、合紙品の紙浮きの評価が「×」で、総合評価が「D」だった。比(d/D)が本発明の範囲外である比較例2は、加熱寸法変化率の評価が「C」で、総合評価が「D」だった。比(d/D)が本発明の範囲外である比較例3は、表面性の評価が「×」で、総合評価が「D」だった。
2a,2b ポリスチレン系樹脂発泡シート
3 接合部
4a,4b 非発泡樹脂層
5a,5b ポリスチレン系樹脂発泡シート
6a,6b 原反ロール
7 ローラ
8a,8b ヒーター
9a,9b 熱ロール
10 カッター
11 パネル本体
20 積層発泡体
30 中央部分
41 第一の外側部分
42 第二の外側部分
Claims (7)
- 2枚以上のポリスチレン系樹脂発泡シートが積層された積層発泡体を有するポリスチレン系樹脂積層発泡板であって、
隣接する2枚の前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを厚み方向に3等分した内の中央部分において、発泡シート押出流れ方向の平均気泡径(MD)と、発泡シート押出流れ方向と直交する方向の平均気泡径(TD)と、発泡シート厚み方向の平均気泡径(VD)とが、下記式(1)及び(2)を満足し、かつ、前記中央部分の総合平均気泡径(D)が下記式(3)で表され、
隣接する2枚の前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを厚み方向に3等分した内の外側部分において、発泡シート押出流れ方向の平均気泡径(md)と、発泡シート押出流れ方向と直交する方向の平均気泡径(td)と、発泡シート厚み方向の平均気泡径(vd)と、前記外側部分の総合平均気泡径(d)とが、下記式(4)で表され、
前記総合平均気泡径(D)に対する前記総合平均気泡径(d)の比(d/D)が、下記式(5)を満足することを特徴とする、ポリスチレン系樹脂積層発泡板。
MD/VD=0.6~1.4 ・・・(1)
TD/VD=0.6~1.4 ・・・(2)
D=(MD×TD×VD)1/3 ・・・(3)
d=(md×td×vd)1/3 ・・・(4)
d/D=0.90~1.15 ・・・(5) - 前記平均気泡径(md)と、前記平均気泡径(td)と、前記平均気泡径(vd)とが、下記式(6)及び(7)を満足することを特徴とする、請求項1に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板。
md/vd=0.6~2.4 ・・・(6)
td/vd=0.6~2.4 ・・・(7) - 前記積層発泡体の見掛け密度が0.04~0.15g/cm3の範囲であり、かつ前記平均気泡径(MD)、前記平均気泡径(TD)及び前記平均気泡径(VD)が10~500μmの範囲であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板。
- 前記積層発泡体の双方又はいずれか一方の面に非発泡樹脂層又は表皮材が設けられていることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板。
- ディスプレイパネル用であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板。
- ポリスチレン系樹脂と発泡剤とを溶融混練して押出発泡させて得られた2枚以上の前記ポリスチレン系樹脂発泡シートを積層して前記積層発泡体を得るポリスチレン系樹脂積層発泡板の製造方法であって、
前記ポリスチレン系樹脂発泡シートの両面を加熱し、複数枚重ねて押圧して、前記積層発泡体を得ることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板の製造方法。 - 前記積層発泡体の双方又はいずれか一方の面に非発泡樹脂層又は表皮材を積層する工程を含むことを特徴とする、請求項6に記載のポリスチレン系樹脂積層発泡板の製造方法。
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