JP2007031612A - 白墨組成物及びその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】 白墨として成形される場合に手指に付着せず、描画性が良好であり、乾布で消去でき且つその際に粉末化して飛散することのない白墨組成物及びその製法を提供する。
【解決手段】 高融点蝋１４〜４５重量部と、非イオン系界面活性剤１０〜２０重量部と、植物油、フタル酸エステル及び流動パラフィンから選ばれたもの３〜１０重量部と、ベントナイト５〜２０重量部と、無機質顔料３３〜５０重量部とからなる白墨組成物である。

Description

本発明は、白墨組成物及びその製法に関するものであり、更に詳しくは、白墨として成形される場合に手指に付着せず、描画性が良好であり、乾布で消去でき且つその際に粉末化して飛散することのない白墨組成物及びその製法の改良に関するものである。

従来、この種の白墨組成物及びその製法としては、次のような構成のものを本願出願人が特許出願しており、既に特許第１５６５１１２号を取得している。

この白墨組成物は、高融点蝋１４〜４５重量部と、滑材５〜２０重量部と、非イオン系界面活性剤１０〜２０重量部と、植物油、フタル酸エステル及び流動パラフィンのうちから選択されたもの３〜１０重量部と、無機質顔料３３〜５０重量部とから構成される。上記の滑材は、特にステアリン酸が好ましい（特許文献１参照）。

上記のように滑材、即ちステアリン酸を加えるのは次の理由による。つまり、高融点蝋を用いて製造された白墨で黒板に筆記する場合は、運筆に際して滑りやすくなって書き味が悪く、描線は硬い感じを呈し、慣用の白墨を用いて筆記した場合のような力強い描線とはならなくなり、また、白墨の成形を押出し機により行う場合に離型性が悪くなる。そのような不都合を解消するために、滑材としてステアリン酸が加えられるのである。
特公平１−４９７５２号公報

この従来例の白墨組成物においては、滑材として加えられるステアリン酸が、白墨の表面に白いカビ状のものを表出する、所謂ブルーミング現象の原因となっていた。そのような現象が発生すると、商品価値を著しく低下させてしまう。

従って、従来例における白墨組成物においては、ブルーミング現象の発生を防止して商品価値を低下させないと共に、運筆性等を維持することに解決しなければならない課題を有している。

前記従来例の課題を解決する具体的手段として本発明は、高融点蝋１４〜４５重量部と、非イオン系界面活性剤１０〜２０重量部と、植物油、フタル酸エステル及び流動パラフィンから選ばれたもの３〜１０重量部と、ベントナイト５〜２０重量部と、無機質顔料３３〜５０重量部とからなる白墨組成物を提供するものである。

また、前記高融点蝋が合成蝋、石油蝋及び植物蝋から選択された少なくとも１種であることとしたものであり、そして、前記非イオン系界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルエステル型及びポリオキシエチレンアルキルアミン型、アルコールエトキシレート型のもの並びにソルビタン誘導体から選ばれたものであることとしたものであり、更に、前記フタル酸エステルがジオクチルフタレート及びジブチルフタレートから選ばれた少なくとも１種であることとしたものであり、更にまた、前記無機質顔料がチタン白粉末、炭酸カルシウム粉末及び焼石膏粉末から選ばれた少なくとも１種であることとしたものであり、また、前記炭酸カルシウム粉末には、ホタテ貝殻粉砕物が所要比率で混合されていることとしたものであり、そして、前記合成蝋としてＦＴ蝋が、石油蝋としてマイクロワックスが、植物蝋として米糠蝋及びカルナウバ蝋の少なくとも１種が選択されることとしたものであり、更に、前記植物油が沃素価７０〜１３０の半乾性油及び不乾性油から選択されることとしたものであり、更にまた、前記植物油がトウモロコシ油、オリーブ油及びヒマシ油から選択されることとしたものである。

更に、本発明は、高融点蝋３０重量部と、非イオン系界面活性剤１０〜３０重量部と、植物油、フタル酸エステル及び流動パラフィンから選ばれたもの３〜１５重量部と、ベントナイト５〜３０重量部とを配合し加熱溶融させて蝋状組成物を調整し、この蝋状組成物と無機質顔料とを１対０．５〜１の重量比で配合することを特徴とする白墨組成物の製法を提供するものである。

本発明によれば、顔料分散性や押し出し成形性に優れた白墨組成物及びその製法が提供される。また、本発明による白墨組成物を用いて製造される白墨は、筆記性や乾布消去性等が良好であり、しかも粉末飛散性を有さず、そして、平滑黒板にも適用可能であるという効果を有している。
更には、ブルーミング現象の発生が防止できて、商品価値を低下させない。

本発明による白墨組成物は、高融点蝋１４〜４５重量部と、非イオン系界面活性剤１０〜２０重量部と、ゼオライト、アルコール類、脂肪酸エステル、フタル酸エステル及び流動パラフィンから選ばれたもの３〜１０重量部と、ベントナイト５〜２０重量部と、無機質顔料３３〜５０重量部とからなることを特徴としている。

本発明による白墨組成物おいて無機質顔料としては、自体公知の素材であるチタン白粉末、炭酸カルシウム粉末及び焼石膏粉末の少なくとも１種が用いられる。

なお、炭酸カルシウム粉末には、ホタテ貝殻粉砕物が１〜９５重量％範囲で混合させてもよい。粉砕されたホタテ貝殻は棒状の粒子形状であるため、この棒状の粒子が白墨成形時に配向することにより補強効果が得られ、白墨の強度を向上させるからである。

このような無機質顔料を安定に包蔵して粉末化を阻止すると共に、筆記に際し黒板に対して摩擦抵抗により容易に付着し、力強い描線をもたらすのに適切な素材として蝋成分、特に後述の理由で高融点蝋が本発明による白墨組成物において選択された。

白墨となす観点から、上記の蝋中には、できるだけ多量の無機質顔料を包蔵させることが肝要であり、この多量の無機質顔料を安定に分散させて凝集を防止するには、界面活性剤の使用が当然考えられ、他の配合成分との関連から本発明による白墨組成物においては、非イオン系界面活性剤が採択された。

この非イオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルエステル型及びポリオキシエチレンアルキルアミン型、アルコールエトキシレート型のもの並びにソルビタン誘導体を用いることができる。

水溶性クレヨンやこれを白墨用チョークとしたものには蝋に非イオン系界面活性剤を添加することが知られているが、上記のような非イオン系界面活性剤を用いて蝋中に無機質顔料を包蔵させて製造した白墨は水溶性を呈し、筆記した文字や絵の消去には水を含んだ湿布を必要とした。
しかしながら、白墨による描線の消去は、乾布で行い得ることが望ましいので、これについて研究をおこなった結果、ゼオライト、アルコール類、脂肪酸エステル、フタル酸エステル又は流動パラフィンを添加すれば、乾布による描線の消去が可能となることが判明した。

これらの添加物のうちで、アルコール類としては、高級アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン等を上げることができる。
脂肪酸エステルとしては、飽和又は不飽和の脂肪酸エステル、特に高級脂肪酸エステルや植物油を上げることができる。
また、フタル酸エステルとしては、ジエステル型のもの例えばジオクチルテレフタレート、ジブチルフタレート等を上げることができる。

植物油としては、白墨製造後におけるその変性を防止するために、沃素価７０〜１３０程度の半乾性油及び不乾性油、具体的には、トウモロコシ油、ナタネ油、オリーブ油及びヒマシ油、ツバキ油等が採択される。
なお、非イオン系界面活性剤と上記の添加剤との組み合わせにおいて、描線の乾布消去に関しては、ＨＬＢ（親水性−疎水性バランス）値１０以上のポリオキシエチレンアルキルエーテル型又はアルコールエトキシレート型のもの、もしくはソルビタン誘導体と、植物油、フタル酸ジエステル又は流動パラフィンとを組み合わせた場合に良好となることが判明した。

なお、上記のような界面活性剤を添加することにより、蝋中における無機質顔料の安定な包蔵が達成され、また、上記のような添加物を配合することにより、乾布による描線消去性が向上するが、これらの界面活性剤や添加物の存在は蝋の温度耐性を低下させ、このような白墨組成物を用いて成形された白墨は熱変形し易くなるというマイナス効果をもたらす。
白墨の温度耐性は、規格化されていないが、基準としては類似組成を有するクレヨンやパス（パステル）の比較試験（ＪＩＳ−Ｓ６０２６）に合格すればよいものと考えられる。このために本発明による白墨組成物においては、母材である蝋として高融点蝋が採択される。

この高融点蝋としては合成蝋、石油蝋及び植物蝋があり、合成蝋としてはＦＴ蝋（Fisher−Tropsch waxes、融点１００〜１０７℃）が好適であり、石油蝋としてはマイクロワックス（融点６５〜９５℃）が好適であり、また、植物蝋としては米糠蝋（融点７２〜７７℃）やカルナウバ蝋（融点７２〜８６℃）が好適である。
これらの高融点蝋は、単独で又は組み合わせて用いられるが、これらの高融点蝋を採択して製造された白墨を用いて黒板に筆記する場合には、運筆に際して滑りやすくなって書き味が悪く、描線は硬い感じを呈し、慣用の白墨を用いて筆記した場合のような力強い描線とはならなくなり、また、白墨の成形を押出し機により行う場合に離型性がはなはだ悪くなる。このような不都合を解消するために、従来は滑材としてステアリン酸が加えられていた。

しかしながら、滑材としての役割をもつステアリン酸は、白墨の表面に白いカビ状のものを表出する、所謂ブルーミング現象の原因となり、商品価値を著しく低下させてしまうので、その使用は好ましくないことが判明した。
そこで、ステアリン酸がもつ滑材の役割は界面活性剤を増量することで補えるが、熱変形し易くなる欠点や、運筆に際して滑りやすくなり書き味が悪くなってしまう。それを解決するために、ベントナイトの使用が好ましいことが判明した。
一般にベントナイトは、膨潤性、増粘性及び粘結性の特徴を有し、水中で著しく膨張、分散して安定な水系コロイドを形成するといわれているが、油性部分を含む当該組成でも粘結性の特徴を発揮して、書き味、消去性を一段と良くすることを発見した。

本発明は、上記の根拠に基づき配合成分が特定され、目的との関連においてこれら諸成分の配合割合を種々検討した結果、所期の白墨をもたらし得る組成物が得られ、完成に至ったのである。

本発明による白墨組成物を構成する各成分の重量比は既述の通りであるが、本発明方法によれば、無機質顔料以外の諸成分を先ず配合し加熱溶融させて蝋状組成物が調整され、次いでこの蝋状組成物（溶融状態にある）に対して無機質顔料を配合することにより、白墨組成物が製造される。
本発明によるこの方法は、高融点蝋３０重量部と、非イオン系界面活性剤１０〜３０重量部と、ゼオライト、アルコール類、脂肪酸エステル、フタル酸エステル及び流動パラフィンから選ばれたもの３〜１５重量部と、ベントナイト５〜３０重量部とを配合し加熱溶融させて蝋状組成物を調整し、この蝋状組成物と無機質顔料とを１対０．５〜１の重量比で配合することを特徴としている。

白墨のうちで白色チョークの場合には、無機質顔料として白色顔料、例えば既述のようにチタン白粉末、炭酸カルシウム粉末、焼石膏粉末等から選ばれた少なくとも１種が用いられ、白色以外の所謂「色チョーク」の場合には、上記白色顔料のごく一部が着色顔料で代替される。

このようにして、製造された本発明による白墨組成物は、これが溶融状態にある間に常法により金属製のパイプに流し込み、冷却固化された後に押し出して棒状成型物となし、次いで、切断することにより所定長さの白墨製品とすることができる。

なお、本発明方法において、蝋状組成物の調製に際しての各成分の配合量が上記の如く設定され、また、この蝋状組成物と無機質顔料とを配合して白墨組成物になすに際しての両者の配合比が上記の如く設定された理由は下記の通りである。

まず、高融点蝋の配合量は白墨製品となす場合の押出し成型時の離形及び白墨製品としての筆記性や書き味を考慮して３０重量部に設定された。
非イオン系界面活性剤に関しては配合量を１０重量部未満になすと蝋状組成物にチタン白等の無機質顔料を配合する場合にその相分離を生じ易くなり、また３０重量部を越えると融点が低下し液体成分が滲出し易くなり、白墨製品とする場合の筆記性が低下するために１０〜３０重量部に設定されたものであり、その最も好ましい配合量は２０±５重量部である。
ゼオライト、アルコール類、脂肪酸エステル、フタル酸エステル及び流動パラフィンから選ばれたものとは白墨製品になされる場合に、その乾布消去法をもたらすための添加物であり、蝋状組成物におけるその配合量が３重量部未満では乾布消去法に寄与する処が少なく、また１５重量部を越えると液体成分の滲出が大となるために３〜１５重量部に設定されており、この添加物として脂肪酸エステル、特に植物油を用いたり、または流動パラフィンを用いる場合には、その配合量として１０±２重量部が最適であり、またフタル酸ジエステルを用いる場合には、７±３重量部が最適である。
なお、蝋状組成物と無機質顔料とは、１対０．５〜１の重量比で配合されるが、これは１対０．５未満になすと白墨製品となして筆記した場合の隠蔽力が低下し、また１対１を越えて無機質顔料を配合すると白墨製品となす場合にく脆くなり、成形性を延いては製品の歩留まりに低下が生じるからであり、その好ましい配合重量比は１対０．７±０．１である。

（実施例１〜１４、比較例１〜２及び性能試験）
表１に掲記されているような成分、配合割合で配合し加熱溶融させて先ず蝋状組成物を調製し、次いでこれに無機質顔料成分を表１に掲記されている配合割合で配合して各種の白墨組成物を得た。

溶融状態にある各白墨組成物を白墨成型用の慣用の金属製成形パイプに流し込み、水冷固化させ、次いで押し出して棒状成型物とし、更に切断して一定長さの白墨を製造した。これらの白墨は、クレヨン及びクレパスに関する軟化試験（ＪＩＳ−Ｓ６０２６）に合格するものであった。

なお、これら白墨について及びその製造過程において、３名の専門家パネラーにより、次の試験即ち、
顔料分散性：
溶融状態にある白墨組成物を撹拌した後に相分離を起こす状態を目視観察し、これに基づき判定する、
描画性：
各白墨を用いて合成樹脂製平滑板上に描線を画き、この描線が均一であるか否か及び擦過抵抗に基づく書き味により判定する、
押出し成形性：
成形パイプからの押出し時の難易性と折損の有無に基づき判定する、
乾布消去性：
黒板拭きで軽く３回擦過し、描線の消去の程度に基づき判定する。

なお、判定は、良、可、不可の３段階評価（可は一応の合格ラインに達したものと判定）によるものであり、これら試験の結果は表１に示される通りであって、これから比較例１及び２の白墨組成物から製造される白墨は乾布消去性が悪く、従って、これらの白墨は採用し得ないものであることが判明した。

注 １：モービル社製の合成ワックス（融点１０８℃）
２：モービル社製の合成ワックス（融点８３℃）
３：トーホー油脂(株)社製の石油ワックス（融点７３．５−７６℃）
４：日本乳化剤(株)製のポリオキシエチレンオレイルエーテル（HLB 14.2）
５：日本乳化剤(株)製のポリオキシエチレンソルビタンオレエート（HLB 15.1）
６：旭電化工業(株)製の第２級直鎖アルコールエトキシレート（HLB 14.5）
７：東北化学（株）製のチタン白

（実施例１５〜１７及び性能試験）
下記表２に掲記されているような成分割合で、無機質顔料（ＤＩＡＷＨＩＴＥ）以外の諸成分を配合し、加熱溶融して先ず蝋状組成物を調製して、次いでこれに無機質顔料を添加混合して各種の白墨組成物を得た。
溶融状態にある各白墨組成物を白墨成型用の慣用の金属製成形パイプに流し込み、水冷固化させ、次いで押出して棒状成型物となし、更に切断して一定長さの白墨を製造した。
これらの各白墨の製造過程において並びに得られた各白墨について、前記実施例１〜１４に記載と同様な試験を実施した。結果は表２に示されている通りであり、いずれの試験においても良好であった。

Claims (10)

1. 高融点蝋１４〜４５重量部と、
   非イオン系界面活性剤１０〜２０重量部と、
   植物油、フタル酸エステル及び流動パラフィンから選ばれたもの３〜１０重量部と、
   ベントナイト５〜２０重量部と、
   無機質顔料３３〜５０重量部と
   からなる白墨組成物。
2. 高融点蝋が合成蝋、石油蝋及び植物蝋から選択された少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の白墨組成物。
3. 非イオン系界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル型、ポリオキシエチレンアルキルエステル型及びポリオキシエチレンアルキルアミン型、アルコールエトキシレート型のもの並びにソルビタン誘導体から選ばれたものであることを特徴とする請求項１に記載の白墨組成物。
4. フタル酸エステルがジオクチルフタレート及びジブチルフタレートから選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の白墨組成物。
5. 無機質顔料がチタン白粉末、炭酸カルシウム粉末及び焼石膏粉末から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の白墨組成物。
6. 炭酸カルシウム粉末には、ホタテ貝殻粉砕物が所要比率で混合されていることを特徴とする請求項５に記載の白墨組成物。
7. 合成蝋としてＦＴ蝋が、石油蝋としてマイクロワックスが、植物蝋として米糠蝋及びカルナウバ蝋の少なくとも１種が選択されることを特徴とする請求項２に記載の白墨組成物。
8. 植物油が沃素価７０〜１３０の半乾性油及び不乾性油から選択されることを特徴とする請求項１に記載の白墨組成物。
9. 植物油がトウモロコシ油、オリーブ油及びヒマシ油から選択されることを特徴とする請求項１に記載の白墨組成物。
10. 高融点蝋３０重量部と、非イオン系界面活性剤１０〜３０重量部と、植物油、フタル酸エステル及び流動パラフィンから選ばれたもの３〜１５重量部と、ベントナイト５〜３０重量部とを配合し加熱溶融させて蝋状組成物を調整し、
    この蝋状組成物と無機質顔料とを１対０．５〜１の重量比で配合することを特徴とする白墨組成物の製法。