CN110494298B - 擦除工具 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有高透光性的擦除工具，其不产生擦除碎屑并且可以一目了然地识别对甚至色铅笔芯等的浅色等的吸附程度，并且其使得可以确保擦除。所述擦除工具的特征在于含有以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm的平均粒径的二次聚集体。

Description

擦除工具
技术领域
本发明涉及一种铅笔、机械铅笔、和色铅笔等的书写描线的擦除性优异、不产生擦除碎屑(eraser crumb)且具有透光性的擦除工具。
背景技术
通常，擦除工具的材料公知，例如天然橡胶和合成橡胶等橡胶系擦除工具，和包括例如氯乙烯树脂等塑料树脂作为主要树脂的塑料系擦除工具，并且形状公知为通常的矩形、和适用于角擦除的多边形等。此外，公知通过将基材与各种研磨剂、和无机材料等混合来制备的擦除工具可增强描线的擦除性。
过去在传统擦除工具中涉及的问题是，需要收集和处理产生的擦除碎屑，未完全收集的擦除碎屑污染地板等。
然后，本申请人公开了特征在于含有吸液性多孔材料管状碱性碳酸镁作为共混组合物的擦除工具为描线擦除性优异且不产生擦除碎屑的擦除工具(例如，参考专利文献1)。
此外，公开了含有管状碱性碳酸镁和丙烯酸系热塑性树脂粉末等的擦除工具的组合物(例如，参考专利文献2)。
专利文献1中描述的擦除工具在描线擦除性优异并且不产生擦除碎屑方面迄今为止是未有的。由于使用的管状碱性碳酸镁包含管状结构，擦除工具其自身是不透明的，并且通过观察擦除工具可以目视确认在由例如黑色等深色的书写描线中的石墨等的吸附程度。此外，专利文献2中描述的擦除工具由于丙烯酸系热塑性树脂粉末的作用，不污染纸面，并且在擦除工具的表面几乎不产生毛刺。
然而，专利文献1中描述的擦除工具涉及引起捏合时的粉碎显著、捏合时的粘度增加、和碱性碳酸镁的吸液性以及擦除工具的擦除性减少的若干问题。此外，近年来，许多色铅笔(芯)已商购可得，并且在不产生擦除碎屑且不透明的擦除工具中，在每次擦除中吸附且累积擦除的颜色。当颜色为例如黑色等深色时，可以通过其吸附程度来确定，但在浅色的情况中，其中涉及难以发现吸附的若干问题。目前，对具有这样的高透光性甚至可发现对浅色的吸附的擦除工具的需求增加。此外，可发现专利文献2中描述的擦除工具同样甚至对浅色的吸附也不具有这样的高透光性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开2014-111320号公报(权利要求的范围、实施例等)
专利文献2：日本专利申请特开2017-52275号公报(权利要求的范围、实施例等)
发明内容
发明要解决的问题
鉴于在上述常规技术和现状中的问题，本发明旨在解决问题，并且其目的是提供不产生擦除碎屑且可以一目了然地识别对甚至色铅笔芯等的浅色等的吸附程度的擦除工具，并且其使得可以确保擦除浅色且具有高透光性。
用于解决问题的方案
为了解决上述常规问题等进行了重复深入调查，结果发现，满足上述目的的擦除工具可以通过含有具有特定结构特征的化合物作为共混组合物来得到，并且由此完成本发明。
即，本发明的擦除工具的特征在于含有以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm粒径的二次聚集体。
上述颗粒优选含有选自硅酸钙、碳酸钙或磷酸钙及其复合体的薄片。此外，优选含有基材组分、增塑剂和填料。
发明的效果
根据本发明，提供一种擦除工具，其不产生擦除碎屑且可以一目了然地识别对甚至色铅笔芯等的浅色等的吸附程度，并且其使得可以确保擦除浅色且具有高透光性。
具体实施方式
以下将详细描述本发明的实施方案。
本发明的擦除工具的特征在于含有以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm粒径的二次聚集体。在本发明中，花瓣状颗粒包含具有类似于玫瑰花瓣的花瓣状结构的薄片颗粒。
在本发明的擦除工具中，将以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm粒径的二次聚集体作为共混组分。在本发明(包括以下描述的实施例等)中，直径是指来自激光散射衍射法的测量结果的体积进行加权而得的平均直径，并且可以通过使用例如Micro Truck(3100II，由Nikkiso Co.,Ltd.制)的干法来测量。
通过使用花瓣状颗粒作为一次颗粒并且聚集一次颗粒来制备的具有1至100μm粒径的二次聚集体与普通多孔物质不同，并且具有非常大的孔半径和孔体积，聚集体具有透光性并且是具有非常高的吸液率的吸液性多孔体。包含颗粒的聚集体的吸液率优选30至500ml/100g、更优选300至500ml/100g。吸液率由通过将亚麻籽油滴在100g粉末上而使粉末从砂团子(sand dumpling)状态转变为流体状态来得到的最低亚麻籽油量来表示。
具有超过100μm粒径的二次聚集体的擦除时的感觉恶化，因此不发挥本发明的效果。
可用的以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有前述粒径的二次聚集体优选包括上述颗粒，所述颗粒包括选自硅酸钙、碳酸钙或磷酸钙及其复合体的薄片，一次颗粒包括，例如，硅酸钙花瓣状多孔结构、碳酸钙花瓣状多孔结构、磷酸钙花瓣状多孔结构、以及碳酸钙和磷酸钙的花瓣状多孔复合体。优选使用满足上述各个粒径和吸液率的相应范围并且具有透光性的二次聚集体。
具体可用的硅酸钙花瓣状多孔结构是所谓的具有大的孔半径和孔体积的花瓣状结构的白钙沸石型硅酸钙。上述结构的硅酸钙具有2CaO·3SiO2·mSiO2·nH2O(m和n为正数)的晶体结构以及1.0至4.5的SiO2/CaO的摩尔比，并且其具有透光性。特别优选具有100μm以下的粒径的硅酸钙，因为即使在小含量下也发挥本发明的效果，并且还可以在低压的成形压力下成形。可以使用例如Tomita Pharmaceutical Co.,Ltd.制的"FLORITE
Figure BDA0002230202000000041
"和"FLORITE
Figure BDA0002230202000000042
"的商购产品。
通过用磷酸处理重质碳酸钙或轻质碳酸钙来用磷取代钙同时将复合体转变为多孔性来制备碳酸钙和磷酸钙的花瓣状多孔复合体，并且复合体具有花瓣状晶体结构和透光性。
在花瓣状颗粒中，在进一步发挥本发明的效果方面，优选使用硅酸钙花瓣状多孔结构。
基于擦除工具组合物的总量，以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm粒径的二次聚集体的含量为0.7至30质量％(以下仅称作“％”)，优选6至12.5％。
如果含量小于0.7％，擦除工具变得太软，如果含量超过30％，擦除工具容易产生擦除碎屑、或捏合和搅拌中的处理减少使得成形困难，因此两种都不是优选的。
除了本发明中使用的以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm粒径的二次聚集体以外，优选含有基材组分、增塑剂和填料，并且必要时，以所需量共混用于擦除品(eraser)的各种共混剂等来成形混合物，从而可以制备可以确保擦除铅笔、机械铅笔、和色铅笔等的书写描线并且在擦除描线时不污染纸面的擦除工具，其在具有约0.25mm厚度的片(piece)的情况中具有30至40％高透光性，且即使一点也可目视识别对面，并且在即使10mm的厚度中可以略微目测识别对面，使得可以一目了然地识别擦除工具对甚至色铅笔芯等的浅色等的吸附程度且不产生擦除碎屑。
可以使用的基材组分没有特别限制，并且可以使用例如各种热塑性树脂、合成橡胶、和热塑性弹性体等的至少一种。
热塑性树脂包括，例如氯乙烯系树脂如氯乙烯树脂和氯乙烯醋酸乙烯酯共聚物；丙烯酸系树脂如聚甲基丙烯酸甲酯；乙烯醋酸乙烯酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、聚烯烃、和氯代聚烯烃等。合成橡胶包括，例如，丁基橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、腈基丁二烯橡胶、和丁苯橡胶等。热塑性弹性体包括苯乙烯弹性体、烯烃弹性体、和聚氨酯弹性体等。特别优选的基材组分包括氯乙烯系树脂。
适于使用的氯乙烯系树脂包括，具体地，Kane Vinyl系列如聚氯乙烯(由KanekaCorporation制)、Vinyca系列(由Mitsubishi Kasei Vinyl Co.制)、Ryuron糊剂系列(均聚物和共聚物：由Tosoh Corporation制)、并且这些树脂可单独使用或以两种以上的树脂的混合物使用。
基于擦除工具组合物的总量，基材组分的含量优选20至60％。
可用的增塑剂没有特别限制，只要增塑剂可以塑化或凝胶化含有的热塑性树脂即可，并且增塑剂包括，例如，邻苯二甲酸二辛酯(DOP，dioctyl phthalate)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP，dibutyl phthalate)、己二酸二辛酯(DOA，dioctyl adipate)、癸二酸二辛酯(DOS，dioctyl sebacate)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP，dimethyl phthalate)、和邻苯二甲酸二己酯等。基于擦除工具组合物的总量，优选以5至40％含量含有增塑剂。
可用的填料没有特别限制，只要填料不溶于或不与氯乙烯和增塑剂反应即可，并且填料包括，例如，碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、二氧化硅、滑石、粘土、硅藻土、石英粉末、氧化铝、硅酸铝、云母、绢云母、和蒙脱石等。基于擦除工具组合物的总量，优选以5至50％的含量含有填料。
具体地，从擦除性、韧性和润滑性的观点来看，这些填料优选具有10至200nm的粒径。
在本发明的擦除工具中，如果不强调透光性，从进一步增强擦除力、擦除感和抑制变形的观点来看，可以含有碳材料，并且从擦除力和抑制变形的观点来看，可以含有纤维颗粒。
在上述情况中，可用的碳材料包括，例如，具有不被上述花瓣状颗粒吸附的大粒径的炭黑、碳纤维、石墨、和碳纳米纤维等的至少一种，并且基于擦除工具组合物的总量，优选以1至20％的含量含有碳材料。优选使用具有最大(粒径)为100μm以下的尺寸(粒径或直径)的上述碳材料，并且优选使用具有200μm以下的长度的碳纤维。
从增强设计性能的观点来看，此处可以含有具有不被花瓣状颗粒吸附的大粒径的彩色颜料以及不溶于上述增塑剂的具有不被花瓣状颗粒吸附的大粒径的染料。在上述情况中，未混合有上述着色材料并且具有相对高的30至40％的透光性的擦除工具，即，保持在其中擦除工具变浑浊至可以略微看到对面的程度的状态下的擦除工具，导致增强着色效果。
可用的纤维颗粒包括，例如，聚乙烯纤维、纤维素纤维、芳纶纤维、维尼纶纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、玻璃纤维、和氧化锌单晶等的纤维颗粒的至少一种，并且基于擦除工具组合物的总量，优选以1至20％的含量含有纤维颗粒。优选使用具有最大为20μm以下的直径的上述纤维颗粒。
此外，必要时，为了防止各种共混剂，例如，基材组分(具体地，氯乙烯系树脂)在高温下劣化，可以使用热稳定剂例如Ca-Zn硬脂酸盐和环氧化脂肪酸烷基酯。此外，粘度调整剂、润滑剂、溶剂、着色剂、UV吸收剂、防腐剂、防霉剂、和芳香剂等可以以合适的量共混。
此外，当橡胶和弹性体用作基材组分时，软化剂如萜烯树脂、矿物油、和无硫橡胶替代品(sulfur-free rubber sustitutes)、硫化剂、硫化促进剂、填料、抗氧化剂、和填充有各种添加剂的微胶囊等可以以合适的量共混。
本发明的擦除工具可以通过以下来制备：共混以具有上述粒径的花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm粒径的二次聚集体、基材组分、增塑剂、填料、碳材料、纤维颗粒，必要时，上述各种共混剂分别以预定量通过常规方法共混，然后将共混物成形为优选形式。
擦除工具的形式包括，例如，条形、矩形、圆柱形、棱柱形、三角形、四角锥形、和扇形等。此外，擦除工具可以以笔形夹持件的形式和带形使用。
可以确保擦除铅笔、和机械铅笔等的书写描线并且在将其擦除时不污染纸面的本发明的擦除工具具有高透光性，其允许一目了然地识别即使色铅笔芯等的浅色等的吸附程度并且由于以下作用机制而不产生擦除碎屑。
即，本发明的擦除工具含有以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm粒径的二次聚集体，例如硅酸钙花瓣状多孔结构作为共混组合物，从而通过用擦除工具摩擦描线使得擦除工具中以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm粒径的二次聚集体吸附色铅笔芯的着色材料等，并且从纸面擦除着色材料等；吸附的着色材料等通过以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm粒径的二次聚集体的吸附能力而扩散并更新，从而不产生擦除碎屑；另外，一旦着色材料等被吸附就不会再覆盖在纸面上，因此不污染纸面，并可以确保擦除描线；擦除工具提供有透光性并且因此使得可以一目了然地识别甚至色铅笔芯等的浅色等的吸附程度。通过使用例如常规碱性碳酸镁等吸液性多孔体制备的擦除工具由于颗粒以管状聚集而是不透明的，并且每当擦除时，吸附并累积擦除的颜色，使得提出了难以识别擦除性色铅笔(芯)的浅色的吸附问题。
因此，本发明的擦除工具透过光，使得可以产生设计性能优异的擦除工具并且还通过添加着色材料来产生具有各种颜色的擦除工具。此外，擦除工具透过光并且不因使用而减少从而保持原始形式，因此擦除工具可以容易地用至最后；擦除工具不产生擦除碎屑且描线的擦除性优异。本发明的擦除工具中，擦除时吸附的着色材料等在擦除工具中扩散并累积；例如，擦除工具的颜色具有透光性并且色铅笔芯的颜色是浅的的情况下，每当擦除时擦除工具的颜色就会以浅色度增加。
实施例
以下将参考实施例和比较例进一步详述本发明，但本发明不限于以下实施例等。
[实施例1至15和比较例1至5]
(实施例1)
Figure BDA0002230202000000081
通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)。将制备的共混组合物倒入具有10mm厚度的模具中来成形，并且在130℃下加热糊剂2小时同时施加200kg/cm2的压力来得到擦除工具(20×54×10mm，以下相同)。
(实施例2)
Figure BDA0002230202000000082
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(实施例3)
Figure BDA0002230202000000083
Figure BDA0002230202000000091
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(实施例4)
Figure BDA0002230202000000092
通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)。将糊剂倒入模具中成形并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(实施例5)
Figure BDA0002230202000000093
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(实施例6)
Figure BDA0002230202000000094
Figure BDA0002230202000000101
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(实施例7)
Figure BDA0002230202000000102
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(实施例8)
Figure BDA0002230202000000103
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(实施例9)
Figure BDA0002230202000000111
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(实施例10)
Figure BDA0002230202000000112
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(实施例11)
Figure BDA0002230202000000113
通过使用捏合机加热并捏合上述共混材料来制备糊剂。将糊剂倒入具有10mm厚度的模具成形并且冷却来得到擦除工具。
(实施例12)
实施例1中使用的FLORITE
Figure BDA0002230202000000121
20质量％
烯烃系弹性体(Labaron TE9500C，由Mitsubishi Chemical Corporation制)
65质量％
矿物油(SPECTRASYN 4，由Exxon Mobil Yugen Kaisha制) 15质量％
通过使用捏合机加热并捏合上述共混材料来制备糊剂。将糊剂倒入具有10mm厚度的模具成形并且冷却来得到擦除工具。
(实施例13)
实施例1中使用的FLORITE
Figure BDA0002230202000000122
20质量％
聚氨酯系弹性体(Ellastran，由BASF Japan Ltd.制) 65质量％
矿物油(SPECTRASYN 4，由Exxon Mobil Yugen Kaisha制) 15质量％
通过使用捏合机加热并捏合上述共混材料来制备糊剂。将糊剂倒入具有10mm厚度的模具成形并且冷却来得到擦除工具。
(实施例14)
实施例1中使用的FLORITE
Figure BDA0002230202000000123
25质量％
苯乙烯系弹性体(AR-731N，由Aronkasei Co.,Ltd.制) 55质量％
矿物油(SPECTRASYN 4，由Exxon Mobil Yugen Kaisha制) 20质量％
通过使用捏合机加热并捏合上述共混材料来制备糊剂。将糊剂倒入具有10mm厚度的模具成形并且冷却来得到擦除工具。
(实施例15)
Figure BDA0002230202000000124
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(比较例1)
Figure BDA0002230202000000131
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(比较例2)
Figure BDA0002230202000000132
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(比较例3)
Figure BDA0002230202000000133
通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)。将糊剂倒入模具中成形并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
(比较例4)
Figure BDA0002230202000000134
Figure BDA0002230202000000141
通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)。将糊剂倒入具有10mm厚度的模具中成形并且冷却来得到擦除工具。
(比较例5)
Figure BDA0002230202000000142
以如上述实施例1中所述的相同方法，通过用真空混合器混合上述共混材料来制备共混组合物(糊剂)，然后将糊剂倒入模具中成形，并且在130℃下加热2小时同时施加压力来得到擦除工具。
使用上述实施例1至15和比较例1至5中得到的擦除工具，通过以下评价方法来评价擦除率、重量变化、擦除碎屑的存在、透光性、以及色铅笔芯的描线的吸附程度。下表1中显示其结果。
(擦除率的评价方法)
基于JIS S 6050-2008中公开的塑料擦除能力(消字率(character erasingrate))，根据E(消字率＝擦除率)＝(1–M/C)×100(M：擦除部的浓度，C：着色部的浓度)测量擦除率(四次往复)。其显示出，擦除率的数值越高，擦除性越好。在JIS S 6050-2008中使用了JIS S 6006中规定的HB铅笔，但在本评价中，使用了Uni ARTERASE COLOR(由MitsubishiPencil Co.,Ltd.制)的"柠檬黄"的色铅笔。
(重量变化的评价方法)
测量了擦除工具在上述擦除率的测量试验之前和之后的重量变化量。当重量变化(mg)为正值时，变化显示了吸附量，并且当重量为负值时，变化显示了擦除碎屑量。
在上述擦除率的评价中目视确认擦除碎屑的存在。
(透光性的评价方法)
通过使用紫外可见光红外分光光度计(U-3300，由Hitachi,Ltd.制)来测量具有0.25mm厚度的擦除工具片。碘钨灯(750nm)用作光源。当透光性(％)为0(零)时，擦除工具不透明，并且值越高，擦除工具越透明。
(色铅笔芯描线的吸附程度的评价方法)
将上述擦除率的评价中使用的擦除工具静置一天，并且通过以下评价标准对"柠檬黄"的色相是否扩散至擦除工具中进行感官评价。
评价标准：
A：可以观察到"柠檬黄"的色相在擦除工具中均匀分散。
B：可以观察到"柠檬黄"的色相从擦除面向内部逐渐分散。
C：可以观察到"柠檬黄"的色相粘附在擦除工具表面，但未观察到色相扩散至内部。
D：在擦除工具的表面或内部几乎观察不到"柠檬黄"。
[表1]
Figure BDA0002230202000000161
从表1显示的结果可以清晰看出，与本发明范围外的比较例1至5中制备的评价品相比，在本发明范围中的实施例1至15中制备的擦除工具不产生擦除碎屑，可以允许一目了然地识别甚至色铅笔芯等的浅色等，使得可以确保擦除色铅笔芯的颜色并且具有高透光性。
产业上的可利用性
本发明的擦除工具可以适用于擦除色铅笔、铅笔、和机械铅笔等的书写描线。

Claims (1)

1.一种擦除工具，其基于所述擦除工具的总量含有0.7至30质量％的以花瓣状颗粒作为一次颗粒的具有1至100μm粒径的二次聚集体、20至60质量％的基材组分、5至40质量％的增塑剂和5至50质量％的填料，所述花瓣状颗粒含有硅酸钙花瓣状多孔结构体的薄片，所述二次聚集体的吸液率为30至500ml/100g。
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