JP2001011360A

JP2001011360A - 鉛筆芯の製造方法

Info

Publication number: JP2001011360A
Application number: JP11180103A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Sano; 博美佐野
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】筆跡の濃度に対し曲げ強さの改善を図った鉛
筆芯の製造方法を提供する。【解決手段】結合材として、ブチラール基含有率７２
％以上８３％以下で、平均重合度８００以上２４００以
下のポリビニルブチラールを使用する鉛筆芯の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも結合材
と黒鉛とを含む材料を混練、押出成形し、焼成温度まで
熱処理してなる鉛筆芯の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、焼成する鉛筆芯の製造方法におい
て、結合材としては、粘土や天然樹脂、合成樹脂等、種
々のものが用いられてきており、例えば、結合材として
アルキルベンゼンの架橋重合体を使用するもの（特開平
３−２５８８７２）、ビスマレイミド・トリアジン樹脂
を使用するもの（特公平４−２００３２）なども提案さ
れているが、最近では主として、含塩素樹脂を使用して
有機溶剤に溶解させて混合する方法が加工性の良さや比
較的高い曲げ強さを有する鉛筆芯が得られるなどの理由
より広く使用されている。何れにしても上記のような樹
脂タイプの結合材は、熱処理により、炭化することによ
って黒鉛同士を結合し、鉛筆芯の曲げ強さを得る働きを
しているが、筆記するためには芯を崩れさせなくてはな
らず、結合材自身が炭化する際に収縮することを利用し
たり、熱処理前の材料に、熱処理に伴って揮発する気孔
形成剤を添加するなどして気孔を形成しているものがあ
る。また、結合材として、ポリビニルブチラールなどの
酢酸ビニル系樹脂を用い、これに金属塩化物を添加する
ことによって、強度と濃度の両立を計ろうとするものも
提案されている（特公平１−３１７９４）が、これは金
属塩化物中の塩素が高温によりポリビニルブチラールな
どの酢酸ビニル系樹脂と反応することにより、熱処理後
の結合材の炭素残分（炭素収率）が増えることによっ
て、炭素化した結合材の強度、及び、結合材と黒鉛との
結合力を大きくしようとするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鉛筆芯の曲げ強さは結
合材の強度（黒鉛との結合力）に関係し、筆跡の濃度は
結合材の崩れ易さに関係し、結局、芯体中の結合材に形
成される気孔の大きさや量と密接な関係にある。つま
り、気孔が小さく、また、その量が少なくなるにつれ、
鉛筆芯の曲げ強さは高いものとなるが、結合材が崩れに
くいために黒鉛が芯体から離れず筆跡の濃度が薄くなる
ものであった。従来使用されていた結合材では、単に気
孔の量や大きさをコントロールするか、結合材の炭素残
分を増やすというようなものでしかなく、単に炭素残分
を増やすだけでは、相対的に気孔の量が少なくなってし
まうため、強度は大きくなるが濃度が薄くなってしまう
という結果になり、鉛筆芯の曲げ強さと筆跡の濃さを共
に優れたものとすることは十分とは言えなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも結
合材と黒鉛とを含む材料を混練、押出成形し、焼成温度
まで熱処理してなる鉛筆芯の製造方法において、前記結
合材として、ブチラール基含有率７２％以上８３％以下
で、平均重合度８００以上２４００以下のポリビニルブ
チラールを使用することを特徴とする鉛筆芯の製造方法
を要旨とする。

【０００５】以下、詳述する。ブチラール基含有率７２
％以上で、平均重合度８００以上のポリビニルブチラー
ルは、ポリビニルブチラールの製造工程において、ブチ
ラール化反応の条件を制御することによって得られるも
のである。既に上市されている商品の一例としては、デ
ンカブチラール＃３０００−４，同＃３０００−Ｋ、同
＃４０００−１，同＃４０００−２，同＃５０００−
Ａ、同６０００−Ｃ、同６０００−ＥＰ、（以上、電気
化学工業株式会社製）、エスレックＢＭ−１、同ＢＭ−
２、同ＢＭ−５、同ＢＭ−Ｓ、同ＢＨ−３、同ＢＨ−
Ｓ、同ＢＸ−１、同ＢＸ−２、同ＢＸ−５、同ＢＸ−５
５（以上、積水化学工業株式会社製）などが挙げられ、
これらは単独で用いても良く、また、併用して用いるこ
とも出来る。また、本発明にて使用するブチラール基含
有率７２％以上８３％以下で、平均重合度８００以上２
４００以下のポリビニルブチラールは、ブチラール基含
有率が７２％未満や８４％を以上のポリビニルブチラー
ルや、平均重合度が８００未満や２４００以上のポリビ
ニルブチラールと併用することもできるし、その他従来
より公知の粘土、アラビアゴムなどの天然樹脂、ポリビ
ニルアルコール、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂等と併
用して使用することも出来る。他の結合材と併用する場
合、本発明にて使用するポリビニルブチラールの使用量
は、結合材全量に対して３重量％未満であると、樹脂の
強度と濃度の向上効果が発現されにくいこともありえる
ので、使用量は、結合材全量に対して３重量％以上であ
ることが好ましい。

【０００６】黒鉛は、着色材として配合されるものであ
り、一般的な鱗状黒鉛や鱗片状黒鉛等が挙げられる。

【０００７】上記の結合材、黒鉛の他に、フタル酸エス
テル、脂肪族二塩基酸エステルなどの可塑剤、脂肪酸、
金属石けん、脂肪族アルコールなどの滑剤、脂肪族カル
ボン酸塩、芳香族カルボン酸塩、メルカプト酸エステル
などの安定剤、無定型シリカやカーボンブラックなどの
充填材といった必要に応じて使用する材料等を配合する
こともできる。

【０００８】これら使用する材料を混合して、混練、押
出成形し、乾燥後、焼成温度まで熱処理をして冷却後取
り出したものに、濃度及びなめらかさ付与のために油状
物を含浸させることもできる。油状物としては、流動パ
ラフィン、スピンドル油、マイクロクリスタリンワック
ス、低分子ポリエチレンワックス、パラフィンワック
ス、スクワランなどの１種もしくは、２種以上を使用す
ることができる。

【０００９】

【作用】ポリビニルブチラールは、親油性のブチラール
基と親水性の水酸基、カルボキシル基を分子中に共有し
ているため、黒鉛の表面に吸着されている水分等との相
互作用によって黒鉛近傍に配位することになる。また、
ポリビニルブチラール自体、炭化されたものの構造が線
状でありながら、分子レベルで絡み合った状態で炭化す
るために、出来た気孔が単なる直線状ではなく複雑な網
目構造になっているため、黒鉛と結合した状態でも構造
上の強度が得られるものであるが、ブチラール基含有率
が７２％以上８３％以下であると共に、平均重合度が８
００以上２４００以下とすることにより、ブチラール基
の含有率（相対的に水酸基、カルボキシル基の含有率）
とも相俟って黒鉛との結合力も維持し得ると共に、適度
な網目構造を維持した線状の連続した気孔を形成しやす
く、筆跡の濃度をも高いものとすることができると推察
される。

【００１０】

【実施例】＜実施例１＞塩化ビニル樹脂（結合材）２８部デンカブチラール＃３０００−Ｋ（ポリビニルブチラール樹脂、ブチラール基８４％、平均重合度８３０、電気化学工業株式会社製）２部黒鉛５０部ジオクチルフタレート（可塑剤）１７部ステアリン酸（滑材）３部メチルエチルケトン（溶剤）３０部上記材料を配合物として、ニーダー及び三本ロールによ
り十分に混練後、細線状に押出成形し、空気中で３００
℃まで加熱し、更に、不活性雰囲気中で１１００℃まで
加熱し、冷却後、スピンドル油を含浸し、０．５ｍｍの
鉛筆芯を得た。

【００１１】＜実施例２＞実施例１において、塩化ビニ
ル樹脂を１５部とし、デンカブチラール＃３０００−Ｋ
を１５部とした以外は実施例１と同様にして０．５ｍｍ
の鉛筆芯を得た。

【００１２】＜実施例３＞実施例１において、塩化ビニ
ル樹脂を無くし、デンカブチラール＃３０００−Ｋを３
０部とした以外は実施例１と同様にして０．５ｍｍの鉛
筆芯を得た。

【００１３】＜実施例４＞実施例２において、デンカブ
チラール＃３０００−Ｋをデンカブチラール＃３０００
−４（ポリビニルブチラール樹脂、ブチラール基７９
％、平均重合度８３０、電気化学工業株式会製）に替え
た以外は実施例２と同様にして０．５ｍｍの鉛筆芯を得
た。

【００１４】＜実施例５＞実施例２において、デンカブ
チラール＃３０００−Ｋをデンカブチラール＃６０００
−Ｃ（ポリビニルブチラール樹脂、ブチラール基８１
％、平均重合度２４００、電気化学工業株式会製）に替
えた以外は実施例２と同様にして０．５ｍｍの鉛筆芯を
得た。

【００１５】＜実施例６＞実施例２において、デンカブ
チラール＃３０００−ＫをエスレックＢＢＸ−５（ポ
リビニルブチラール樹脂、ブチラール基７５％、平均重
合度２２００、積水化学工業株式会社製）に替えた以外
は実施例２と同様にして０．５ｍｍの鉛筆芯を得た。

【００１６】＜実施例７＞酢酸ビニル樹脂（結合材）１０部デンカブチラール＃３０００−Ｋ（ポリビニルブチラール樹脂、ブチラール基８４％、平均重合度８３０、電気化学工業株式会社製）３部黒鉛６７部ステアリン酸（滑材）８部酢酸エチル（溶剤）１２部メチルエチルケトン（溶剤）１０部上記材料を配合物として、ニーダー及び三本ロールによ
り十分に混練後、細線状に押出成形し、空気中で３００
℃まで加熱し、更に、不活性雰囲気中で１１００℃まで
加熱し、冷却後、スピンドル油を含浸し、０．５ｍｍの
鉛筆芯を得た。

【００１７】＜実施例８＞塩化ビニル樹脂（結合材）３０部デンカブチラール＃３０００−Ｋ（ポリビニルブチラール樹脂、ブチラール基８４％、平均重合度８３０、電気化学工業株式会社製）１０部黒鉛４０部ジオクチルフタレート（可塑剤）１７部ステアリン酸カルシウム（滑材）３部メチルエチルケトン（溶剤）２５部上記材料を配合物として、ニーダー及び三本ロールによ
り十分に混練後、細線状に押出成形し、空気中で３００
℃まで加熱し、更に、不活性雰囲気中で１１００℃まで
加熱し、冷却後、スピンドル油を含浸し、０．５ｍｍの
鉛筆芯を得た。

【００１８】＜比較例１＞実施例１において、デンカブ
チラール＃３０００−Ｋを使用せずに、塩化ビニル樹脂
を３０部とした以外は実施例１と同様にして０．５ｍｍ
の鉛筆芯を得た。

【００１９】＜比較例２＞実施例１において、デンカブ
チラール＃３０００−ＫをエスレックＢＢＸ−Ｌ（ポ
リビニルブチラール樹脂、ブチラール基７１％、平均重
合度２５０、積水化学工業株式会製）に替えた以外は実
施例１と同様にして０．５ｍｍの鉛筆芯を得た。

【００２０】＜比較例３＞実施例１において、デンカブ
チラール＃３０００−Ｋをデンカブチラール＃３０００
−２（ポリビニルブチラール樹脂、ブチラール基７９
％、平均重合度７００、電気化学工業株式会製）に替え
た以外は実施例１と同様にして０．５ｍｍの鉛筆芯を得
た。

【００２１】＜比較例４＞実施例１において、デンカブ
チラール＃３０００−Ｋをデンカブチラール＃６０００
−ＥＰ（ポリビニルブチラール樹脂、ブチラール基７１
％、平均重合度２４００、電気化学工業株式会製）に替
えた以外は実施例１と同様にして０．５ｍｍの鉛筆芯を
得た。

【００２２】＜比較例５＞実施例２において、デンカブ
チラール＃３０００−Ｋを使用せずに、塩化ビニル樹脂
を３０部とし、濃度を濃くするために、ジオクチルフタ
レートを３２部とした以外は実施例１と同様にして０．
５ｍｍの鉛筆芯を得た。

【００２３】＜比較例６＞実施例７において、デンカブ
チラール＃３０００−Ｋを使用せずに、酢酸ビニル樹脂
を１３部とした以外は実施例７と同様にして０．５ｍｍ
の鉛筆芯を得た。

【００２４】＜比較例７＞実施例８において、デンカブ
チラール＃３０００−Ｋを使用せずに、塩化ビニル樹脂
を４０部とした以外は実施例８と同様にして０．５ｍｍ
の鉛筆芯を得た。

【００２５】上記各例で得られた鉛筆芯について、ＪＩ
ＳＳ６００５に基づいて、曲げ強さと濃度とを測定
した結果を表１に示す。（曲げ強さ：ＭＰａ、濃度：
Ｄ）

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、筆跡の濃度に対し鉛筆
芯の曲げ強さの向上した、筆跡濃度と鉛筆芯の曲げ強さ
とを両立した鉛筆芯を得ることができるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結合材と黒鉛とを含む材料を
混練、押出成形し、焼成温度まで熱処理してなる鉛筆芯
の製造方法において、前記結合材として、ブチラール基
含有率７２％以上８３％以下で、平均重合度８００以上
２４００以下のポリビニルブチラールを使用することを
特徴とする鉛筆芯の製造方法。