JP2002205487A - ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用した鉛筆ないし鉛筆型化粧品 - Google Patents

ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用した鉛筆ないし鉛筆型化粧品

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 近年ペットボトルは、その優れた性能の故、
清涼飲料水、液体調味料、洗剤、液体香粧料等の容器と
して大量に使用されてきているが、反面使用後の空容器
は、主として一般廃棄物として排出されるため、その処
理をどうするかが問題となっている。このため関係業界
が処理・再生のための努力を進め、資金的援助をするな
どして処理施設が全国的に整備されてきているが、そこ
で処理・再生して出てくるリサイクルPET樹脂の用
途、捌け口をどうするかがまた問題となってきている。
本発明者はこのような状況に鑑み、ペットボトルから処
理・再生して得られたリサイクルPET樹脂の新用途の
一つとして、これを鉛筆ないし鉛筆型化粧品の軸に使用
しようとするものである。 【解決手段】 PET樹脂をポリプロピレン樹脂等のポ
リオレフィン樹脂とブレンドし、必要に応じて弾性率を
上げるためにタルク等の無機粉末、ガラス繊維等を添加
・混合したものを射出成形または押出成形して、その軸
に使用した鉛筆または鉛筆型化粧品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレンテレ
フタレート樹脂(以下PET樹脂ということがある)を
使用した鉛筆または鉛筆型化粧品に関するものである。
さらに詳しくは、軸の材料としてPET樹脂を使用した
鉛筆ないし鉛筆型化粧品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】もともと鉛筆軸には、腰が強くて、削り
易い点から天然の木材(特に米国カリフォルニア産イン
センス・シダー)が使用されて来た。しかし近年主とし
てコストの観点から、一部でプラスチック材料(ポリス
チレン樹脂やABS樹脂の発泡体またはそれらの無機充
填剤ブレンド物など)が使われるようになって来ている
が、軸用材料の成分として、PET樹脂が検討されたこ
とはなかった。その理由のいくつかは、価格がポリスチ
レン樹脂などに比べ高いことおよび成形加工時溶融温度
が相当高い(融点260℃より高い)だけでなく、溶融
時の溶融物の粘度がかなり低いため、特に押出成形が難
しいこと等である。それ故、PET樹脂を鉛筆軸に使用
せんとする技術は、従来全く存在しなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の実情
に鑑みなされたものである。それ故、本発明の目的は、
軸にPET樹脂、特に使用済みペットボトルから回収し
たPET樹脂を主成分として使用した鉛筆ないし鉛筆型
化粧品を提供するにある。本発明の他の目的および利点
は、以下の説明から明らかになろう。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
鑑み鋭意検討した結果、使用済みペットボトルから回収
したPET樹脂を含むいわゆるPET樹脂とポリオレフ
ィン樹脂とをブレンドしてブレンド物とし、これを成形
して軸とすれば、鉛筆ないし鉛筆型化粧品の軸として必
要な剛性(腰)と易切削性を有することを見出し、本発
明を完成するに至った。すなわち、本発明によれば、本
発明の上記目的および利点は、鉛筆ないし鉛筆型化粧品
であって、その軸がPET樹脂とポリオレフィン樹脂の
ブレンド物からなり且つこのブレンド物におけるPET
樹脂の構成比率が20〜60重量%であることを特徴と
する鉛筆ないし鉛筆型化粧品によって達成される。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明者がPET樹脂を鉛筆の軸用材料に使用しようと
したそもそもの理由は、近時ペットボトルが、その優れ
た性能の故、清涼飲料水、液体調味料、洗剤、液体香粧
料等の容器として大量に使用されるようになって来てい
るが、反面使用後の空容器は、主として一般廃棄物とし
て排出されるため、その処理をどうするか、また処理後
の回収PET樹脂の捌け口をどう見つけるかが大きな問
題となって来ており、この問題の解決の一手段を提供せ
んとしたことにある。
【0006】この使用済みペットボトルからの回収PE
T樹脂とは、主として市販されているペットボトル入り
清涼飲料水の内容物の飲料が消費された後に残った空の
ペットボトルを市場より回収し、各種の選別工程を経て
極力異材料(キャップからの金属、他のプラスチックな
ど)、異物を分別・排除し、十分洗浄して純度の高いP
ET樹脂として回収した樹脂のことである。通常このP
ET樹脂は、PETの純度は少なくとも99.7重量%
以上、分子量に相当する固有粘度(I.V値とも言う)
は、0.55〜0.70dl/gの範囲にある。
【0007】形状としては、ボトルをクラッシャーにか
けて粗砕して得られたままのフレーク状のものや、それ
を溶融押出しして得られたペレット状のものもあるが、
前者の方が一般的に低コストで、分子量も高いので、こ
れを使用するのが得策である。本発明者は、この回収P
ET樹脂を如何にして鉛筆軸用材料として活用するかに
ついて、あらゆる角度から検討した結果、このPET樹
脂とポリオレフィン樹脂とをある特定の割合でブレンド
しブレンド物とすれば、鉛筆軸用として使用可能な材料
となしうることを見出し、本発明に至ったものである。
【0008】この種の回収PET樹脂が使用出来るの
で、当然のことながら、回収PET樹脂でないもともと
繊維、ボトル、フィルムなどを作るために製造されたい
わゆる未使用の新しいPET樹脂も、本発明のPET樹
脂として使用可能である。この未使用のPET樹脂は公
知の方法で容易に製造することが出来る。すなわち、テ
レフタル酸ジメチルないしテレフタル酸とエチレングリ
コールとから、エステル交換法または直接重合法にて縮
重合することにより製造することができる。未使用の樹
脂の固有粘度は、用途により異なり、一般的には、0.
6〜1.1dl/gの範囲にあり、融点は265℃前後
の樹脂であるが、鉛筆軸に使うものとしては固有粘度の
低いものの方が使い易い。また回収PET樹脂として
は、ペットボトルからの回収品のみならず、繊維やフィ
ルムからの回収PET樹脂も適用可能である。
【0009】この各種のソースから入手したPET樹脂
とブレンドしてブレンド物とするためのポリオレフィン
樹脂としては、例えばポリプロピレン樹脂およびその変
性体、ポリエチレン樹脂およびその変性体、ポリ4−メ
チルペンテン−1樹脂を好ましいものとして挙げること
が出来る。これらは単独であるいは2種以上のブレンド
物として使用することが出来る。ポリプロピレン樹脂と
しては、いわゆるチーグラー・ナッタ触媒を用いて作ら
れるアイソタクチックポリプロピレンをベースとして作
られる樹脂が好ましく用いられ、ホモポリマーは勿論、
少量のエチレンやαーオレフィンとのランダム・コポリ
マーあるいはブロック・コポリマーも用いられる。好ま
しくは、得られる軸の剛性(腰)の点から前2者のホモ
ポリマーまたはランダム・コポリマーの使用が望まし
い。
【0010】ポリエチレン樹脂としては、高密度(低圧
法)ポリエチレン樹脂および低密度(高圧法)ポリエチ
レン樹脂のいずれでも良い。しかし、上記と同様に得ら
れる軸の剛性の点からは、前者の使用が望ましい。ポリ
4−メチルペンテン−1樹脂は、4−メチルペンテンー
1をベースとする樹脂である。三井化学(株)から”T
PX”なる商品名で市販されているものは、高融点(融
点240℃)、低比重(比重0.83)のポリオレフィ
ン樹脂である。PET樹脂は、良く知られているよう
に、融点が265℃前後の結晶性樹脂であり、また溶融
した時の粘度が極めて低いため、一般的には特に押出成
形が困難である。
【0011】その上、仮に無理に成形しても、得られた
成形品は、鉛筆ないし鉛筆型化粧品に必要な切削性(ナ
イフや鉛筆削り器で容易に削れる性質)を全く持ち合わ
せていない。しかしながら、本発明者の研究により、P
ET樹脂とポリオレフィン樹脂をブレンドしてブレンド
物とし、このブレンド物を成形して得られた成形品は、
鉛筆ないし鉛筆型化粧品の軸として必須の切削性と剛性
(腰の強さ)を有していることが明らかとなった。
【0012】このブレンド物に占めるPET樹脂の比率
は20〜60重量%であることが必要である。この比率
が60重量%を超えると、特に押出成形が困難となり、
実用的でない。また一方、この比率が20重量%をより
低くなると、軸に必要な切削性が得られずこれまた実用
に耐えない。ブレンド物に占めるPET樹脂の好ましい
比率は40〜60重量%である。PET樹脂とブレンド
して、ブレンド物とするためのポリオレフィン樹脂とし
ては、その樹脂自体の剛性、比重、コストを考慮して、
一般的には主成分としてポリプロピレン樹脂が使用され
るが、切削性、成形性をさらに向上・改善するために、
さらに第三成分としてポリエチレン樹脂やTPX樹脂を
ブレンドするのが好ましい。目的とする鉛筆ないし特に
鉛筆型化粧品の軸の太さ、肉厚などによっては、当然ポ
リエチレン樹脂やTPX樹脂を単独で用いたブレンド物
も使用出来る。PET樹脂とポリオレフィン樹脂とのブ
レンド法としては、通常1軸ないし2軸の押出機による
溶融・混練押出しによる方法が採用されるが、他の同様
の方法を採用することもできる。
【0013】またこれら両樹脂などのブレンド物に、軸
の剛性アップやコスト低減のために、タルク、炭酸カル
シウムなどの無機粉末を添加・混合してもよい。またさ
らなる剛性アップや切削時の感触の向上のために、ガラ
ス繊維、チタン酸カリなどのウィスカーを加えることも
出来る。また、PET樹脂とポリオレフィン樹脂のより
均一な混合状態を得るために、無水マレイン酸、無水ト
リメリット酸などを使ってカルボキシル基を導入した変
性ポリオレフィン樹脂などのいわゆる相溶化剤を添加・
混合してもよい。また、切削性をより向上させるため
に、このブレンド物から軸を成形する時に、化学発泡剤
を添加して、成形品を若干発泡させた状態とすることも
出来る。さらにまたこのブレンド物には、通常一般的に
使われる帯電防止剤、滑剤、各種安定剤などを添加して
もよい。
【0014】PET樹脂とポリオレフィン樹脂からのブ
レンド物より、鉛筆ないし鉛筆型化粧品の軸を成形する
方法については、射出成形、押出成形の双方が活用出来
る。いくつかの例を挙げれば次の通りである。鉛筆の場
合は、プラスチックをバインダーとして作るプラスチッ
ク芯に電線被覆法の要領でこのブレンド物を連続的に押
出成形して、この芯の周囲を取り囲むようにして、無限
長の鉛筆成形品とするのが経済的に最適である。しか
し、従来からある木軸鉛筆の製造法と同様に、このブレ
ンド物から厚さ約5mm程度の板を射出成形ないし押出
成形して、これに溝を切り、鉛筆芯を嵌め込んで鉛筆と
して行く伝統的な方法も採用出来る。また、鉛筆型化粧
品の場合は、通常は最終形状として外径7〜14mm、
厚さ0.7〜1.3mm程度の円筒形の成形品とすれば
よいので、射出成形、押出成形のどちらの方法でも採用
出来る。
【0015】
【実施例】以下本発明を実施例により説明するが、本発
明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものではない。
【0016】実施例1:その軸の材質がペットボトルか
らの回収PET樹脂を主成分とする材料よりなる鉛筆の
製造法 内容量200リットルのドラム・タンブラーにポリプロ
ピレン樹脂(日本ポリケム(株)製ノバテック FY6
H) 39kg、ボトルからの回収PET樹脂(よのペ
ットボトルリサイクル(株)製) 51kg、およびガ
ラス繊維(旭ファイバーグラス(株)製チョップドスト
ランドCSO3411) 5kgを投入し、5分間ブレ
ンドした。
【0017】このようにして得られた混合物を下記の押
出機および押出条件で溶融押出しし、ペレット化してガ
ラス繊維およびタルクで強化されたPET樹脂とポリプ
ロピレン樹脂のブレンド物を得た。タルク(竹原化学工
業(株)製ハイトロン)は、溶融押出時に押出機のサイ
ド・フィーダーから溶融ブレンド物中に5重量%になる
ように添加・配合した。
【0018】溶融混練のための押出機および押出条件: 押出機:プラスチック工学研究所製2軸押出機 BT−
40−S2 30T、スクリュウ径 40mm、 シリンダー温度設定:C1 245℃;C2 265
℃;C3 275℃;ダイ 250℃。 一方鉛筆芯材料として米国特許第3,834,910号
明細書に記載の方法に基づきHB硬度用のものを調製し
た。以上の2種の材料(本発明による軸用材料とHB芯
成形用材料)を用いて、いわゆる電線被覆法により2台
の押出機と特殊クロス・ヘッドダイを使って、無限長の
無塗装の鉛筆を成形した。
【0019】使用した成形機および成形条件は次の通り
である。 軸材料用押出機:スクリュウ径 50mm、L/D 2
5。 同上温度設定:C1 220℃;C2 240℃;C3
260℃;アダプターおよびダイ 250℃。 スクリュウ回転数:10 rpm。 芯材料用押出機:縦型 スクリュウ径 20mm、L/
D 25。 同上温度設定:C1 160℃;C2 170℃;C3
170℃。 スクリュウ回転数:7 rpm。 成形(引き取り)速度:3m/分。 得られた無限長の成形品を鉛筆長さの175mmにカッ
トして、無塗装の鉛筆を完成した。
【0020】なお、軸材料には予め茶色の着色剤(チタ
ン工業(株)製マピコブラウンB−403)を0,4重
量%成形前に均一に配合しておき、得られる軸が従来の
鉛筆の軸に近い外観になるようにした。この鉛筆は、市
販のナイフ、電動および手動の鉛筆削り器で従来の木軸
鉛筆並みに簡単に削れるだけでなく、筆記時の筆圧にも
十分耐える腰(剛性)と強度を有していることが判っ
た。なお、念のため未使用の新しいPET樹脂でも同じ
結果が得られるかどうかを確認するため、ペットボトル
からの回収PET樹脂に代えて、未使用の新しいPET
樹脂(帝人(株)製の醤油ボトル用グレードI.V値
0.70)を用いて同じ実験を行ったところ、成形条
件、得られた鉛筆成形品の仕上がりには、全く差が認め
られなかった。
【0021】実施例2:鉛筆型化粧品の製造 実施例1の軸用材料の製造において、ポリプロピレン樹
脂39kgの一部(6kg)をポリエチレン樹脂(高密
度ポリエチレン樹脂、日本ポリケム(株)製ノバテック
HD HE420)で置き換えた以外は、全く同じ配合
処方、溶融押出、ペレット化条件で、本発明の軸用材料
を作った。得られた軸用ペレットを次の成形機および成
形条件で、外径7mm、厚さ1,5mm、長さ110m
mのパイプ状成形品に射出成形した。
【0022】使用成形機:型締力40トンの日本製鋼所
製射出成形機J40S。 シリンダー温度設定:ホッパー側より先端に向かい 2
30〜235℃。 使用金型と型温:上記形状の一個取り、常温。 成形サイクル:35秒。
【0023】得られたパイプ状成形品に、一端をセロテ
ープ(登録商標)で封じて市販の赤色の口紅材料を10
0℃で溶融して中空部に注入し、冷却して実験的に口紅
用鉛筆型化粧品を作った。このものは、指先で持って削
る小型の削り器で、先端を容易に削ることが出来ると共
に、実際に口紅をつける動作に十分耐えるだけの腰(剛
性)と強度を持っていることが判った。なお、削り性
は、ポリエチレン樹脂を一部加えたことにより一層向上
していると判断された。
【0024】実施例3:PETフィルムより回収したP
ET樹脂からの鉛筆型化粧品軸の製造 いわゆる離型用PETフィルムから回収したPET樹脂
を使用し、その他は実施例2と全く同様にして軸用ペレ
ットを作った。離型用PETフィルムは、その目的を果
たすためフィルムの表面に極く薄くシリコン樹脂が塗布
されているが、用済後このフィルムを回収し、専用クラ
ッシャーで粉砕後、通常通りペレット化して本発明に使
うPET樹脂とした。この樹脂のI.V値は、約0.6
0で、極く微量のシリコン樹脂が混入していた。得られ
た軸用ペレットを使って、実施例2と同様の条件で、鉛
筆型化粧品の軸を射出成形して、同じ形状のパイプ状成
形品を成形した。この成形品の腰、切削性は、実施例2
で得られたものと全く差が認められなかった。以上の実
施例から判る様に、本発明に使用するPET樹脂は、未
使用の新しいものでも、ボトルからの回収品でも、また
フィルムからの回収品でも問題ないことが実証された。
【0025】
【発明の効果】本発明による鉛筆ないし鉛筆型化粧品
は、従来からあるものに比して、実用上遜色なく、また
コスト的にも低減の可能性が十分あるので、その工業的
価値は高い。その上、その有効活用の必要性が叫ばれて
いるペットボトルからのリサイクル(回収)PET樹脂
の新規用途としても期待されるので、その価値は一段と
大きいと言える。
フロントページの続き Fターム(参考) 4C083 AD021 AD091 CC13 DD11 FF06 4J002 BB032 BB122 BB172 CF061 GB00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉛筆ないし鉛筆型化粧品であって、その
    軸が、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリオレフィ
    ン樹脂のブレンド物からなり且つこのブレンド物におけ
    るポリエチレンテレフタレート樹脂の構成比率が20〜
    60重量%であることを特徴とする鉛筆ないし鉛筆型化
    粧品。
  2. 【請求項2】 ポリオレフィン樹脂が、ポリプロピレン
    樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ4−メチルペンテン−1
    樹脂またはこれらのブレンド物である請求項1に記載の
    鉛筆ないし鉛筆型化粧品。
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