JP2006205730A - 筆記、製図或いは描画装置用の芯 - Google Patents

Abstract

【課題】
着色する材料、所謂芯核の使用された芯製法が変更されることなしに、特に外力に対する高い荷重性を有する筆記、製図或いは描画する焼けた或いは焼けていない芯を創作することであり、さらに、より高い筆記力に基づいて並びに尖端力によって破壊に対する芯の抵抗力を減少することである。
【解決手段】
この発明は、長手方向軸線の方向において着色する芯核と少なくとも一つの芯外被を有し、少なくとも一つの芯外被が芯の横断面を見て芯核を包囲し、そして芯外被と芯核が互いに移動自在に保持されており、少なくとも一つの芯外被が芯核より高い曲げ破壊強度を有する筆記、製図と描画装置用の芯に関する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、主請求項の上位概念に基づく筆記、製図或いは描画装置用の芯に関する。

筆記、製図及び描画或いは少なくともそのいずれか一つを行う芯は基本的には知られている。

公知の筆記或いは描画の芯は通常には中実芯或いは白墨として形成され、外被内に固定的或いは移動自在に保持されている。

先行技術は一部材で均質に形成された心であり、その芯はなかんづく芯硬度に関して調整でき、使用に必要な心強度を意味する所望の筆記特性から成る。芯強度を下回るならば、通常にはこの形式で芯の荷重能力を向上するために、芯横断面を拡大する必要性のみですむ。この場合には、芯直径の拡大とそれに伴う使用した芯材料は芯の著しい値上げをまねくことは欠点と見做される。さらに、この場合に、拡大した芯直径がプレス速度、乾燥時間と熱エネルギー必要性に関するマイナス効果を有することは欠点と見做される。

ドイツ実用新案第１２０１３３９号明細書（特許文献１）とドイツ特許１４２６７５号明細書（特許文献２）から、多色芯が知られており、種々の色の芯が互いに堆積されている。この種の芯或いは鉛筆によって多色の経費削減が達成され得る。互いに種々の色の外被の配列にもかかわらず、多色芯に比べて曲げ破壊強度の向上が達成されない、それは鉛筆が公知のように折れ易くなることをまねくことが欠点である。

さらに、ドイツ特許出願公開第４３３２５８２号明細書（特許文献３）から焼いた鉛筆芯並びにそれを製造する方法は知られている。この種の芯では、心物質は中央領域と外周領域の間に一つ或いは複数の層が半径方向に外周領域から間隔を置いて配置されるようにプレスされており、それらの層では充填材が同心円管状に形態に配向されて、充填材が芯のその他の領域に任意に或いは半径方向に配向されている。この場合には、費用のかかる製造方法が取り扱われていることが欠点である。このための例は、この方法では板状添加物によって押出機内で極めて高い剪断エネルギーが発生し、それがプレス出力を非常に低下させる。それに加えて、この形式で行われる強度上昇は製造のためにかかった費用を正当化するためにあまり十分でないことは、重大な欠点である。使用された或いは装入された芯材料は全心横断面にわたり等しく、それはそれ自体が筆記領域或いは尖端領域にて必要であった高価な心物質のかなりの消費をまねいた。
ドイツ実用新案第１２０１３３９号明細書 ドイツ特許１４２６７５号明細書 ドイツ特許出願公開第４３３２５８２号明細書

それ故に、この発明の課題は、前記欠点を有しなく、着色する材料、所謂芯核の使用された芯製法が変更されることなしに、特に外力に対する高い荷重性を有する筆記、製図或いは描画する焼けた或いは焼けていない心を創作することである。この課題はより高い筆記力に基づいて並びに尖端力によって破壊に対する芯の抵抗力を減少することである。

この課題は請求項１による特徴とする特徴事項により解決される。好ましい構成は従属された請求項から明らかになる。

筆記、製図或いは描画する芯とは、一方では、木材或いは他に先細にできる材料に硬く得られる芯と、他方では曲げに強い外被内に移動自在に保持される芯と理解される。この例は木材で包まれた鉛筆や色鉛筆、機械的鉛筆、所謂圧縮鉛筆用の精緻芯と下降鉛筆用の芯である。この場合に、芯はおよそ０．３ｍｍから６ｍｍの範囲の通常の外径を有する。鉛筆或いは色鉛筆の場合には、焼結された或いは焼結されていない芯が取り扱われている。さらに、この発明は成長基礎における描画白墨にも使用できる。

提出された課題は、この発明による芯が芯核或いは芯の中心軸線を中心に実質的に同心円に延びている少なくとも一つの芯外被を有するように形成されていることによって解決される。芯核は先行技術による組織を有し得る。芯核を包囲する芯外被は支持外被と同様に作用する。この支持外被は破壊に対する心の安定性を向上するために向上した強度を有する。芯核を包囲する支持外被を着色構成することができ、使用された色は例えば製造業者、硬度、芯タイプ或いは筆太さに関する情報を包含し得る。芯核からの芯外被の着色区分によってマークの特殊で光学的に知覚し得る特徴事項が創作し得て、その特徴事項は消費者或いは使用者に価値の高い芯の存在を既に円錐面において形成された色リングによって尖った芯にて光学的に信号化する。

例として、先行技術に基づいて公知の芯材料で製造されている芯核によって、外被なしの先行技術に基づく心と比較して、同じ全横断面にて黒鉛芯並びに色芯では芯の曲げ強度が十分に２０−６０％だけ向上することが挙げられている。

包囲された芯の曲げ強度のこの種の高い向上には、包囲された芯の全横断面がこの際に先行技術に基づく包囲されていない芯と比べて強度を失うことなしに減少され得た。費用節約は直接的結果である。

製造費は適当な価格の外被管材の使用によって明らかに低下され得る。

さらに、特殊な外被によって品質の弱化や核材料の仕上げ公差が平均化されるか、或いは補償され得る。

外被地帯用の材料の組織は通常には、正確に芯の所望筆記特性に調整された芯よりも、適当な価格の管材から製造され得る。芯外被は木材で包囲された筆記、製図或いは描画装置の通常の取り扱いでは、支持外被としてのみ用いられ、書かれた芯核では利用者により使用されないままでのみ先細にされる。

この種の芯の構成では、好ましくは芯核を包囲する芯外被による強度向上にもかかわらず、筆記品質の影響は生じない、というのは、芯核が先行技術に基づく本日まで仕上げられた中実芯と同じ組織を有するからである。正反対に、芯核が筆記特性に適当である包囲された芯では明らかにかなり最適化され得る、というのは、本質的強度の損害は外被によて行われるからである。

芯横断面は円状、楕円、三角、六角、直角或いはほぼ任意に構成されて形成され得る。しかし、この際には円形状は好ましい。

一つ或いは複数の外被は芯核を中心に同心円に配置され得る。同心円配列は、芯が筆記状態とそれに伴うあらゆる整合における圧縮荷重と無関係に同じ強度と筆記特性を有することが確保する。

複数の芯外被或いは外被地帯が存在するならば、個々の外被は種々の色及び／又は組織を有し得る。

より高い品質の外被芯を製造するために、次の境界条件が満たされるべきである。この場合にはこの発明により構成された芯の芯外被は、芯核と同じ或いは同様な可塑性を有し、外被材料の流れ挙動がほぼ核材料に一致し、外被材料が核材料より高い曲げ破壊強度を有し、外被の振動挙動が乾燥過程と燃焼過程における割れを回避するために核材料に適合され、外被地帯と筆記芯の間の分割ライン或いは境界面が組立て歯部を保証するために特に半径方向及び軸方向又はいずれか一方に不規則に形成され、外被容積が核容積より少ないか、或いは同じである。

少なくとも一つの全長にわたって長手方向軸線と同心円に延びる芯外被を備えている円状横断面をもつ外被芯は、横断面が外被心の横断面と正確に同じ大きさに選定される中実芯と比較して、より高い曲げ破壊強度を有する。

同時に芯外被の組成及び／又は表面は、木枠内に芯を封入する際により良い貼付けが達成されるように構成され得る。

結果として曲げ破壊強度の減少を得たなおざりにすべきでない刻み力が境界に生じるから、芯外被の横断面並びに芯核が丸く形成されるときに利点であることが明らかである。

この発明の別の利点は、芯核が取壊し挙動或いは滑り特性のような特殊な特性に関して全く改良されるか、或いは調整され得る、というのは、安定性が主として外被材料によって構成されるからである。

若干の図面に基づいて、この発明による心は次に詳細に記載される。図１は一つの芯外被をもつこの発明による外被芯を通る断面を示し、図２は図１による芯の横断面を示し、図３は木内に封入されるこの発明による心を示し、図４は二つの芯外被をもつこの発明による心を示す。

図１は一つの芯外被２をもつ外被芯１を長手方向断面で示し、この実施態様において芯外被２は芯核３の長手方向軸線を中心に同心円に形成されている。

図２は図１による芯或いは外被芯１を長手方向断面で示す。この図では、芯１の同心円構成は明らかに認識できる。この実施態様では、芯核３は芯外被２により包囲される。

図３は二つの木製部材４１から成る被覆４を備えて、芯核３と芯外被２から成る外被芯１を示し、外被芯１は、これが古典的鉛筆或いは着色した鉛筆から知られるように、木製部材４１の溝内に封入されている。木包囲された鉛筆はこの実施態様では六角外形を有する。

図４はこの発明による外被芯１’の別の実施態様を示す。芯核３はこの態様では二つの芯外被２と２’により包囲されている。ここに示された構成でも、同心円システムである。

図面には三つ以上の心外被を有する心の実施態様が示されている。外被では、例えば、化学的或いはセラミックに結合された外被が重要である。この場合に、どのような順序で芯外被が配置されているのかは、自由に選定できる。この場合に、少なくとも一つの芯外被が芯核より高い強度を有することのみが重要である。

この発明による芯の構成によって破壊に対する心の安定性の向上が行われることが記録され得た。さらに、芯は既に製造工程において僅かに破壊し易い、それは結果として僅かな不良率しか生じない。この発明による心をもつ筆記装置の使用者にとって、より高い筆記力をもつ心尖端が単一的に構成された横断面をもつ中実心と比較して、荷重でき、子供における筆記学習挙動のために典型的であるようなより高い表現力が問題なく耐えられることが利点である。

この発明をなお明瞭に表示するために、次に例として芯核と芯外被の製法関係が与えられる。
鉛筆外被芯の製法例
芯核： 硬度 ＨＢ
黒鉛 ６５重量％
粘土 ３５重量％
芯外被： 硬度 Ｈ
黒鉛 ６０重量％
粘土 ３０重量％

この製法例では、硬度ＨＢをもつ柔らかい黒鉛核がより硬い外被（硬度Ｈ）により包囲されている。核並びに外被が着色した材料から成る。

次の表から、どのように外被芯の強度が中実芯に対して変更するかが採用され得る。外被面対核面の面比が１と同じである。
┌─────┬───┬─────┬─────┬──────┐ │強度 │単位 │ 中実芯 │ 外被芯 │ 強度向上 │ ├─────┼───┼─────┼─────┼──────┤ │芯の曲げ │ＭＰａ│ ８４ │ １１３ │ ＋３６％ │ │破壊強度 │ │ │ │ │ ├─────┼───┼─────┼─────┼──────┤ │鉛筆の尖端│ Ｎ │ ３０ │ ５０ │ ＋６６％ │ │破壊強度 │ │ │ │ │ └─────┴───┴─────┴─────┴──────┘

強度の向上は曲げ破壊応力の増加によって行われる。一般に尖端破壊強度の増加は芯の曲げ破壊強度の増加と外被材料の最適化した化学機構に基づく外被材料の改良された貼付けとによって行われる。
着色した外被芯の製法例
芯核： 黄
有機顔料 ７ 重量％
無機顔料 １５ 重量％
軟化剤 ８ 重量％
結合剤 ５ 重量％
充填剤 残り

芯外被： 白
有機顔料 ２０ 重量％
軟化剤 １５ 重量％
結合剤 ９ 重量％
充填剤 残り

次の表には、曲げ破壊と尖端破壊における強度変更が記録化されている。 ┌─────┬────────┬─────┬─────┬──────┐ │ 強度 │ 核／外被の面比│ 中実芯 │ 外被芯 │ 強度向上 │ ├─────┼────────┼─────┼─────┼──────┤ │芯の曲げ │ １．４４ │ ４６ │ ５２ │ ＋１３％ │ │破壊強度 │ │ │ │ │ │ＭＰａで │ │ │ │ │ ├─────┼────────┼─────┼─────┼──────┤ │鉛筆の尖端│ １．４４ │ １７ │ ２７ │ ＋５９％ │ │破壊強度 │ │ │ │ │ │Ｎで │ │ │ │ │ └─────┴────────┴─────┴─────┴──────┘

この例でも、安定性の別の向上は木材内の心の改良された貼付けによって、最適された或いは適合された外被製法によって行われることが認識すべきである。黄色芯核が白い芯外被により包囲されているこの発明による外被芯のこの実施態様では、外被は尖った状態にて白いリングとして認識できる。この種の芯が木材内に封入されるならば、尖端領域では木材から白いリングを介して黄色芯核までの移行が認識できる。リングの色が利用者に例えば製造業者、硬度、芯直径などに関する情報を与える情報を外被材料の後に置いているときに、好ましい。

前記各場合には、経費削減の品質の減少が行われないことがわかった。
この種の外被芯は例えば共重押出によって製造され得る。

この発明は、長手方向軸線の方向において着色する芯核と少なくとも一つの芯外被を有し、少なくとも一つの芯外被が心の横断面を見て芯核を包囲し、そして芯外被と芯核が互いに移動自在に保持されており、少なくとも一つの芯外被が心核より高い曲げ最大応力を有する筆記、製図と描画装置用の心に関する。芯の横断面を見て、芯被覆を形成する芯外被は芯核より高い曲げ最大応力を有する。単数或いは複数の芯外被は芯核に対して同心円に配置されており、少なくとも一つの芯外被は芯核とは異なる色を有する。例えば少なくとも一つの芯外被は白色に形成され得る。

この場合には、少なくとも一つの芯外被は着色して或いは着色しないで形成され得る。この場合に、芯核の材料組成と心外被の材料組成は種々に形成され得る。その上、芯核と少なくとも一つの芯外被は種々の粒大きさ分布及び／又は粒精密度の材料から形成されている。芯の横断面を見て、芯外被は芯核より小さいか、或いは同じ大きさの横断面を有する。芯の横断面を見て、芯核の外径が芯核を限定する内径と噛み合わされ且つ他に機械的に固定される、又は噛み合わされるか、或いは他に機械的に固定される。

分割ライン或いは境界面は芯外被と芯核の間に形成されていて、分割ラインは特に半径方向及び軸方向に、又は半径方向に或いは軸方向に不規則に形成されている。

芯核は一つのセラミック結合剤或いは一つの有機的結合剤を有する。同様に、少なくとも一つの芯外被は一つのセラミック結合剤或いは一つの有機的結合剤を有する。少なくとも一つの芯外被は圧縮応力下にあり得る。

一つの芯外被をもつこの発明による外被芯を通る断面を示す。 図１による芯の横断面を示す。 木内に封入されるこの発明による芯を示す。 二つの芯外被をもつこの発明による芯を示す。

符号の説明

１，１’．．．．．外被芯
２，２’．．．．．芯外被
３ ．．．．．芯核
４ ．．．．．被覆
４１ ．．．．．木製部材

Claims (14)

1. 長手方向軸線の方向において着色する芯核と少なくとも一つの芯外被とを有し、少なくとも一つの芯外被が芯の横断面を見て芯核を包囲し、そして芯外被と芯核が互いに移動自在に保持されている筆記、製図と描画装置用の芯において、少なくとも一つの芯外被（２、２’）は芯核（３）より高い曲げ破壊強度を有することを特徴とする芯。
2. 芯（１、１’）の横断面を見て、芯被覆を形成する芯外被（２、２’）は芯核（３）より高い曲げ破壊強度を有することを特徴とする請求項１に記載の芯。
3. 単数或いは複数の芯外被（２、２’）は芯核（３）に対して同心円に配置されていることを特徴とする請求項１或いは２に記載の芯。
4. 少なくとも一つの芯外被（２、２’）は芯核（３）とは異なる色を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の芯。
5. 少なくとも一つの芯外被（２、２’）は白色に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の芯。
6. 少なくとも一つの芯外被（２、２’）は着色しているか、或いは着色していないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の芯。
7. 芯核（３）の材料組成と芯外被（２、２’）の材料組成は種々に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の芯。
8. 芯核（３）と少なくとも一つの芯外被（２、２’）は種々の粒大きさ分布及び／又は粒精密度の材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の芯。
9. 芯（１、１’）の横断面を見て、芯外被（２、２’）は芯核（３）より小さいか、或いは同じ大きさの横断面を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の芯。
10. 芯（１、１’）の横断面を見て、芯核（３）の外径が芯核（３）を限定する内径と噛み合わされ且つ他に機械的に固定される、又は噛み合わされるか、或いは他に機械的に固定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の芯。
11. 芯外被（２、２’）と芯核（３）の間には、分割ライン或いは境界面が形成されていて、分割ラインは特に半径方向及び軸方向に、又は半径方向に或いは軸方向に不規則に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の芯。
12. 芯核（３）は一つのセラミック結合剤或いは一つの有機的結合剤を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の芯。
13. 少なくとも一つの芯外被（２、２’）は一つのセラミック結合剤或いは一つの有機的結合剤を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の芯。
14. 少なくとも一つの芯外被（２、２’）は圧縮応力下にあることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の芯。

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