JP3312314B2 - 色 芯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、結合材と体質材と着色
材とを少なくとも主材とする非焼成タイプの色芯に関す
る。

【０００２】

【従来技術】配合材料を混練、成形後、結合材の焼結あ
るいは焼成のための高温熱処理を施して製造される焼成
タイプの芯においても、また、このような高温熱処理を
施すことなく製造される非焼成タイプの芯においても、
補強材として、体質材の全部または一部に繊維状物を使
用することはよく知られている。例えば、チタン酸カリ
ウム、マグネシウムオキシサルフェ−ト、アスベスト、
アルミナ、シリカ、ジルコニア、窒化ケイ素、ムライ
ト、黒鉛、炭素、顔料などの繊維状物である。

【０００３】その中で、二酸化チタンの繊維状物を使用
することも知られている。即ち、特開平３−２５９９７
１号公報には、基材としての体質材に、直径０．１〜
２．０μｍ、長さ１０〜５０μｍの結晶水を有する二酸
化チタンウィスカ−を使用し、焼成のための熱処理を施
し、この熱処理によって、二酸化チタンウィスカ−は結
晶水を失うが、これを含有する焼成タイプの芯は、強度
に優れるだけでなく、筆跡の光の反射が少なく、かつ、
濃度や書き味などの筆記性においても優れたものになる
との記載がある。ここで、筆跡の光の反射が少なくなる
のは、熱処理後の油脂類の含浸率が向上し、この油脂類
が筆跡における黒鉛の反射を打ち消し、また、ウィスカ
−が筆跡における黒鉛上に分散することによって筆跡表
面に凹凸が形成されるためであり、また、濃度の優れた
ものとなるのは、やはり、油脂類の含浸率が増大するこ
とと筆跡時の紙面との摩擦抵抗が増大することとによっ
て、筆圧による摩耗量が増大して黒鉛の紙面への付着量
が増大するためであり、更に、書き味に優れるのは、ウ
ィスカ−を適量使用することによって、黒鉛による潤滑
性が十分に発揮されるためであると推定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】繊維状物は、補強材と
して使用するものであるから補強効果の高さは勿論であ
るが、非焼成タイプの色芯に使用するための選択にあた
っては、見た目の色の白っぽさ、即ち、無色透明性か白
色性に優れていることも大切な条件である。例えば、黒
鉛や炭素は、各色揃うことを求められる色芯にとっては
決して好ましくない。また、顔料の繊維状物も、素材と
して異なるものを準備しなければならないのでは都合が
悪い。色ごとに準備しなければならない上に、色ごとに
素材が異なることによる強度などの特性差が生じてしま
う。この点、見た目の色の白っぽい繊維状物であれば、
着色材の着色機能を十分に発揮させることができる。ま
た、他の材料が異なることによる特性差は生じるとして
も、繊維状物自体による特性差の発生は避けることがで
きる。ちなみに、適宜色に着色できれば、繊維状物だけ
で着色材かつ体質材として使用できる利点もある。

【０００５】更に、繊維状物の選択に当たっては、他の
特性にも留意しなければならい。まず、前記した特開平
３−２５９９７１号公報でも言及されているが、一般
に、繊維状物の使用は書き味を悪化し、特に、非焼成タ
イプの色芯においては、この傾向が強い。従って、なる
べく書き味を悪化しないものが好ましい。加えて、非焼
成タイプの色芯においては、一般に、筆記かすも生じ易
くなる。芯の滑らかな摩耗物としての筆跡とは別に筆記
面上に生じる微小ブロック状のごみであり、手などで筆
記面を擦過したときの汚れの原因になるものである。そ
して更に、色芯自体の見た目の色も挙げられる。例え
ば、赤い筆跡を呈する色芯でありながら、色芯自体は黒
っぽいものであったりすると、商品としての美観上好ま
しくないだけでなく、使用者の誤使用を招きかねない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した非焼成タイプの
色芯に対する考慮すべき点を課題として、これを解決す
るために、本発明は、材質の選択とともに寸法の選定を
図ったものである。具体的に、本発明は、結合材と体質
材と着色材とを少なくとも主材とする非焼成タイプの色
芯において、前記体質材の少なくとも一部として、平均
径が０．０５〜０．１５μｍで、平均長さが４〜１２μ
ｍの二酸化チタンの繊維状物を含有していることを特徴
とする色芯を要旨とする。

【０００７】以下、詳述する。二酸化チタンの繊維状物
の製造方法は、種々知られている。例えば、前記した特
開平３−２５９９７１号公報に記載されている、チタン
酸カリウムウィスカ−を酸処理してカリウムイオンを抽
出するのも一方法である。また、二酸化チタンと塩化ナ
トリウムとオキシリン化合物との混合物を、例えば８２
５℃といったように１０００℃程度の温度で熱処理後、
得られたものから可溶性の塩を除去するような方法など
もある。ここで、この材料の二酸化チタンとして、微小
な繊維状物を併用することによって、得る二酸化チタン
の繊維状物の寸法を制御するようにした方法などもあ
る。このようにして、種々の径、種々の長さのものが存
在する中で、本発明では、平均径が０．０５〜０．１５
μｍのものを色芯中の含有物とする。なるべく、不純物
含有量の少ないものが好ましい。

【０００８】平均径が０．０５〜０．１５μｍであるか
らといって、わざわざ最小のものから最大のものまでの
範囲の広いものを含有した色芯とすることはない。例え
ば、平均径０．１μｍのものを含有すると言ったとき、
この含有するものの中には、０．１μｍよりも小さなも
のもあれば大きなものもある訳で、最小のものから最大
のものまでの範囲は様々な値を取り得る。わざわざこの
範囲の大きなものを含有することはないという意味であ
る。通常の考え方、即ち、なるべく寸法は揃っている方
が好ましいという考え方のもとに、必要に応じて、適宜
ふるいによる分級したものを使用し含有させればよい。
この点、最も単純な考え方は、最小のものが０．０５μ
ｍ以上であり最大のものが０．１５μｍ以下のものとな
るようなものを含有させることであろう。

【０００９】平均径が０．０５〜０．１５μｍのものを
含有したものとするのは、以下の理由による。前述した
ように、本発明で課題とするのは、繊維状物使用による
補強効果の高さ、繊維状物自体の見た目の色の白っぽさ
による利点の発揮、繊維状物使用による書き味悪化の抑
制、従来の繊維状物使用に見られる筆記かす発生の低
減、それに、色芯自体の見た目の色の良好さを同時に満
足することであるが、このうち、繊維状物自体の見た目
の色の白っぽさによる利点の発揮と色芯自体の見た目の
色の良好さは、二酸化チタンという材質によるところで
あり、残る、補強効果の高さ、書き味悪化の抑制、筆記
かす発生の低減についてが、この二酸化チタンという材
質を基として、寸法との関係で満足される。即ち、ま
ず、平均径が０．１５μｍを超えるものを含有した色芯
とすると、前記した繊維状物使用による書き味悪化の一
般的傾向が顕在化する。と同時に、筆記かすの発生も低
減できない。恐らく、平均径０．１５μｍよりも大きす
ぎると、筆記時の筆記面との引掛かりが生じて書き味が
良くならない上、この引掛かりによって芯体に長手方向
の亀裂が生じ易くなり、筆記かすもそれだけ生じ易くな
るのであろう。また、平均径が０．０７μｍ未満のもの
を含有した色芯は、強度的に十分に向上したものとはな
らない。恐らく、このような細径すぎるものを含有させ
た場合、製造過程で材料として使用した繊維状物が寸断
され過ぎたり、筆記に当たって寸断され過ぎたりして、
繊維状物としての機能を十分に発揮しないのであろう。

【００１０】更に、含有させる繊維状物の平均長さは４
〜１２μｍである。平均長さが４μｍ以上であること
は、繊維状物としての形状性ゆえの補強効果に寄与し、
また、平均長さが１２μｍ以下であることは、筆記かす
の発生を更に抑制する上で寄与する。従って、準備した
材料が長すぎるような場合には、混練などの製造過程で
積極的に寸断したり、予め、ボ−ルミル、ジェットミ
ル、ヘンシルミキサ−などで寸断して必要に応じて分級
したりして、長さの調整をすることが必要である。

【００１１】本発明の色芯は、上述のような二酸化チタ
ンの繊維状物を含有させる以外は、従来と同様の方法を
そのまま利用して製造することができる。例えば、カル
ボキシメチルセルロ−ス、ポリアクリルニトリル、ニト
ロセルロ−ス、酢酸セルロ−ス、ポリビニルアルコ−
ル、ポリ塩化ビニルなどの各種有機結合材、タルク、カ
オリンクレ−、窒化ホウ素、フッ化黒鉛などの体質材、
各種有機、無機系顔料などの着色材、ポリエチレンワッ
クス、ジステアリルケトン、マイクロクリスタリンワッ
クス、ケトンワックス、パラフィンワックスなどの合成
系ワックスやカルナバワックス、鯨ろう、密ろう、木ろ
うなどの天然系のワックス、各種金属ステアリン酸など
の滑材、フタル酸ジアリル、ブチルフタリルブチルグリ
コレ−ト、リン酸トリクレジルなどの可塑剤、メチルエ
チルケトンなどの溶剤といったものと二酸化チタンの繊
維状物とを配合材料とし、３本ロ−ルやニ−ダ−などで
混練し、溶剤使用時には溶剤揮発分を調整しながら押出
機などで成形し、必要に応じて乾燥処理を施すなどす
る。ここで、二酸化チタンの繊維状物の使用量は、例え
ば、結合材の種類にもよるが、色芯中における含有量で
３０〜６０重量％程度でよい。

【００１２】

【製造例】＜実施例１〜１３＞ ニトロセルロ−ス ２５重量部 二酸化チタンの繊維状物 ４５重量部 フタロシアニンブル− １０重量部 ステアリン酸 １５重量部 ポリエチレンワックス ３重量部 リン酸トリクレジル ２重量部 メチルエチルケトン １００重量部

【００１３】上記材料を３本ロ−ルで溶剤量を調整しな
がら混練後、細線状に押出成形し、乾燥機にて８０℃で
約８時間乾燥して呼び径０．５のシャ−プペンシル用青
芯とした。尚、二酸化チタンの繊維状物には、複数種の
ものを使用した（後掲表１参照）。

【００１４】＜実施例１４〜１７＞ 実施例４において、二酸化チタンの繊維状物の使用量を
３５、４０、５０、５５重量部と変えた以外は、すべて
実施例４と同様にした（後掲表１参照）。

【００１５】＜比較例１＞ 実施例１において、二酸化チタンの繊維状物の代わりに
タルクを使用した以外は、すべて実施例１と同様にし
た。

【００１６】＜比較例２〜４＞ 実施例１において、二酸化チタンの繊維状物の径と長さ
を変えた以外は、すべて実施例１と同様にした（後掲表
２参照）。

【００１７】＜比較例５〜７＞ 実施例１において、二酸化チタンの繊維状物の代わりに
チタン酸カリウムの繊維状物を使用した以外は、すべて
実施例１と同様にした（後掲表２参照）。

【００１８】＜比較例８〜１１＞ 実施例１において、二酸化チタンの繊維状物の径と長さ
を変えた以外は、すべて実施例１と同様にした（後掲表
２参照）。

【００１９】上記各例で得たものは、見た目ほとんど黒
色の暗青色となった比較例１で得たものを除き、いずれ
も筆跡とよく似た鮮やかな青色の芯で、見た目の色の良
好さは満足されていた。また、これらについて、含有さ
れる二酸化チタン繊維状物及びチタン酸カリウム繊維状
物の寸法、曲げ強さ、動摩擦係数、筆跡における筆記か
す発生状況を調べた結果を表１、表２に示す。尚、含有
されている繊維状物の寸法は、上記各例で得たものを長
手方向に切断し、電子顕微鏡で切断面の写真を撮影し、
含有されている繊維状物５０個の寸法を無作為にスケ−
ルで測定したものであり（単位：μｍ）、曲げ強さ
（Ａ）は、ＪＩＳ Ｓ ６００５に準じて測定した
ものであり（単位：ＭＰａ）、動摩擦係数（Ｂ）は、銅
製の円盤の上に、色芯を入れたホルダ−を垂直にセット
し、荷重４００ｇで円盤を回転させて筆記させたときの
銅板に対する芯の抵抗を数値化したもので、数値が小さ
い程、書き味が良いことを意味する。また、筆跡におけ
る筆記かす発生状況（Ｃ）は、上質紙に荷重３００ｇで
長さ３０ｃｍの線を１０本垂直筆記させた時の筆記かす
発生量（重量）を測定したものである（単位：ｍｇ）。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】比較例１で得たものは、比較の基準になる
ものである。また、比較例３で得たものは、書き味の代
用特性としての動摩擦係数と筆記かす発生の点で好まし
くない結果となっている。更に、比較例４で得たもの
は、二酸化チタン繊維状物を含有させたことによる補強
効果よりもむしろ、書き味、筆記かすの悪さの方が目立
ったものとなっている。

【００２３】次に、比較例５から７までは二酸化チタン
の繊維状物をチタン酸カリウムの繊維状物に代えたもの
で、各例とも繊維状物添加による補強効果はあるもの
の、動摩擦係数並びに、筆記かすの点で好ましくない結
果になっている。更に、比較例８、９は、曲げ強さが低
く、比較例１０、１１は、筆跡における筆記かす発生状
況が悪くなっている。これに対し、実施例１から１７で
得たものは、相対的に差はあるものの、諸特性に優れた
ものとなっている。

【００２４】

【発明の効果】上述のように、本発明の色芯は、繊維状
物使用による補強効果の高さ、繊維状物自体の見た目の
色の白っぽさによる利点の発揮、繊維状物使用による書
き味悪化の抑制、従来の繊維状物使用に見られる筆記か
す発生の低減、それに、色芯自体の見た目の色の良好さ
を同時に満足できるものである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結合材と体質材と着色材とを少なくとも
   主材とする非焼成タイプの色芯において、前記体質材の
   少なくとも一部として、平均径が０．０５〜０．１５μ
   ｍで、平均長さが４〜１２μｍの二酸化チタンの繊維状
   物を含有していることを特徴とする色芯。