JP3928904B2 - 非焼成色鉛筆芯 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は非焼成色鉛筆芯において、特にその機械的強度を改善して芯折れを防止すると共に、コストパフォーマンスを改善した非焼成色鉛筆芯に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の非焼成色鉛筆芯は、結合材、着色材、体質材、滑材及び溶剤などの原料組成物を配合し混練したものを押出成形し、必要に応じて乾燥などを施して製造されている。
【0003】
ここで、滑材としては、一般に各種の材料が用いられているが、中でも窒化硼素は、その結晶構造が黒鉛と類似して潤滑性に優れており、また白色であることから色鉛筆芯の色調を損なわないという利点があるため広く使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる窒化硼素を含有した非焼成色鉛筆芯は、機械的強度の点で必ずしも充分でなく、筆記時に芯折れしたり、落下した衝撃によって芯の途中で芯折れする場合がある。また、窒化硼素は原料コストが高く、元来比較的廉価に提供する必要性の高い色鉛筆芯においてそのコストパフォーマンスが未だ充分でないという欠点がある。従って、当業者間にあっては、窒化硼素の代替材料としての開発が広くが求められている。
【0005】
本発明の課題は、窒化硼素と比較して、機械的強度に優れ、芯折れを起こし難く、しかも書き味及び着色性も良好であり、更にコストパフォーマンスに優れた非焼成色鉛筆芯を提供する点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を達成するため鋭意検討した結果、結合材、着色材、体質材及び滑材を原料組成物として含み、必要に応じて油脂及び/又はワックス類を含み、上記滑材として合成雲母を含有してなる非焼成色鉛筆芯を開発した。
【0007】
本発明の非焼成色鉛筆芯は、滑材として合成雲母を含有しているため、窒化硼素と比較して、優れた機械的強度を非焼成色鉛筆芯に与えることができ、芯折れを起こし難い。また合成雲母は窒化硼素と比較して原料コストが廉価であるため、コストパフォーマンスに優れている。また、書き味や着色性も良好であり、窒化硼素の場合と比較して同等のレベルの書き味や着色性を保有することができる。
【0008】
本発明に使用する合成雲母は、劈開性に優れており、これを非焼成色鉛筆芯の滑材として使用した場合、芯に適度な硬さを与えながら、筆記時においては芯の先端部が筆記面との摩擦により劈開し、書き味を向上させることができる。
【0009】
上記合成雲母としては、いわゆる天然雲母に対して人工的に生成されたフッ素雲母系鉱物を意味し、その構造はたとえば天然雲母の結晶中の結晶水をフッ素で置き換えたものとしてとらえられる層状化合物であり、その層間で剥離しやすい劈開性を有する。具体的には、フッ素金雲母、カリ四ケイ素雲母等の非膨潤性雲母や、Naテトラシリシックマイカ、Na又はLiデニオライト、Na又はLiヘクトライト等の膨潤性雲母を例示することができる。
【0010】
ここで、上記膨潤性雲母とは、水と共存すると層間域に水分子を取り込んで膨潤していくものをいい、これに対して非膨潤性雲母とは、水によって膨潤しない合成雲母をいう。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明は、結合材、着色材、体質材及び滑材を原料組成物として含み、必要に応じて油脂及び/又はワックス類を含み、上記滑材として合成雲母を含有してなる非焼成色鉛筆芯である。
【0012】
本発明で用いる合成雲母は、既述の通り、膨潤性雲母及び非膨潤性雲母のいずれも可能である。しかし、膨潤性雲母の方が、書き味の向上、及び着色性の向上に優れているため本発明の滑材としては適している。
【0013】
但し、膨潤性合成雲母であっても、ワックス類又は油脂で膨潤する性質のものは、芯自体に含まれるワックスや油脂により膨潤し、芯の強度が得られにくくなることから本発明の色鉛筆芯には適さない。
【0014】
合成雲母の具体例としては、例えば、トビー工業社製の商品名「DMA−350」等がある。この合成雲母は、人工的に製造することができるため、原料コストに優れており、また性状や品質等が安定している点で好ましい。
【0015】
本発明の滑材には、上記合成雲母のうち任意のものを単独で、又はその他滑材として使用できるもの、たとえばフッ化黒鉛、窒化硼素と混合して用いることもできる。合成雲母を従来の窒化硼素に替えて又は窒化硼素と共に滑材として配合した場合、窒化硼素単独で配合した場合と比較して、非焼成色鉛筆芯の機械的強度が向上し、芯折れを防止することができる。
【0016】
この合成雲母の配合量は特に限定されない。しかし合成雲母を原料組成物(固形分)全量に対して1〜15重量%を配合することが好ましい。合成雲母の配合量が原料組成物(固形分)全量に対して1重量%未満の場合は、実用上支障はないものの着色性及び書き味は共にやや低下する。一方、合成雲母の配合量を原料組成物(固形分)全量に対して15重量%を越えて配合した場合も、実用上支障はないものの着色性及び書き味は共にやや低下する。
【0017】
なお、窒化硼素と混合して使用した場合は、窒化硼素の使用量が低減できる点で、非焼成色鉛筆芯の機械的強度やコストパフォーマンスを改善することができる。
【0018】
合成雲母に混合する窒化硼素としては、昭和電工社製の商品名「UHP−S1」等を例示することができるが、必ずしもこれに限定されない。
【0019】
また、本発明で使用される結合材としては、従来使用されているものの中から適宜選択して使用することができる。例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム(CMCナトリウム)、カルボキシメチルセルロースアンモニウム(CMCアンモウニウム)、カルボキシメチルセルロース酸(CMC酸)、メチルセルロース、ニトロセルロース、硫酸セルロース、アセチルセルロース、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール、アラビアガム等が挙げられる。これらは単独または組み合わせて使用することができる。その配合量は、原料組成物(固形分)全量に対して3〜15重量%、好ましくは5〜10重量%である。結合材が原料組成物(固形分)全量の15重量%より過剰である場合には書き味が低下し、また原料組成物(固形分)全量の3重量%より過小に配合された場合には機械的強度が低下すると共に芯状への成型性が低下する。
【0020】
着色材は、通常使用されている無機顔料、有機顔料のいずれも単独で又は組み合わせて使用することができる。また、パール顔料、蛍光顔料、金属粉等も使用できる。その配合量は、原料組成物(固形分)全量に対して5〜25重量%、好ましくは15〜20重量%である。上記配合量が原料組成物(固形分)全量の25重量%より過剰であると書き味が低下し、5重量%より過小であると発色性が必ずしも十分でない。
【0021】
体質材としては、タルク、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナシリケート、カオリン、ベントナイト等を例示することができる。そしてこれらの中から適宜選択して単独で又は組み合わせて使用できる。その配合量は、原料組成物(固形分)全量の60〜80重量%、好ましくは65〜75重量%である。体質材の配合量が原料組成物(固形分)全量の80重量%より過剰であると芯状への成型性が低下し、60重量%より過小であると書き味が低下する。
【0022】
また、本発明の非焼成色鉛筆芯には、必要に応じて成形後、油脂、ワックス類を含浸させることができる。また、この油脂、ワックス類は、成形後に含浸させるのではなく、原料組成物としてあらかじめ練り込むこともできる。この油脂、ワックス類は、非焼成色鉛筆芯の着色性を向上させることができる。
【0023】
油脂、ワックス類としては、具体的には、流動パラフィン、シリコーンオイル、α−オレフィンオリゴマー、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ケトンワックス、ワセリン、蜜ロウ、牛脂硬化油、木ロウ、カルナウバワックス、ステアリン酸等を例示することができる。油脂、ワックス類は合成、天然を問わずこれらを単独で又は組み合わせて使用することができる。
【0024】
本発明の非焼成色鉛筆芯は、たとえば次の製造方法により得ることができる。まず、滑材として合成雲母を含む上記原料組成物に、この原料組成物と約同量の溶剤(水、有機溶剤等からなる)を添加して混練する。ここで溶剤は上記原料組成物の混練と成形を容易にするために加えられる。次に、上記混練された原料組成物をプランジャー型又はスクリュー型押出成形機によって直径約3mmの色鉛筆芯に成形する。次に、この成型物を乾燥してこの成型物から溶剤を除去した後、更にこの成型物に油脂、ワックス類を含浸させることによって非焼成色鉛筆芯を得る。
【0025】
このようにして製造された色鉛筆芯は、合成雲母が滑材として配合されているため、窒化硼素の場合と比較して、機械的強度に優れ、芯折れを起こし難い。また滑材として安価な原料であり、コストパフォーマンスに優れている。また、潤滑性も高く、その劈開性によって筆記時に色鉛筆芯がなめらかに摩耗し良好な書き味を得ることができる。また合成雲母は白色であるため、色鉛筆芯の色に影響を与えることなく着色性も良好である。
【0026】
従って、従来の窒化硼素を滑材として使用していた場合と同等以上の品質を確保することができ、しかも材料コストの低減を図ることができる。
【0027】
【実施例】
以下、本発明のさらに具体的な実施例について説明する。但し、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【0028】
表1に示す配合により実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯を製造した。すなわち、表1に示す配合原料を水と有機溶剤とともに混練し、その後、プランジャー型押し出し成形機で3mmφの芯に成形した後、溶剤を乾燥、除去し、70℃で12時間加熱後、流動パラフィンを含浸させて製造した。
【0029】
表1中、実施例1〜5及び実施例6〜7は合成雲母を滑材として使用した場合、比較例1〜3は窒化硼素を滑材として使用した場合、比較例4は滑材として合成雲母及び窒化硼素をいずれも配合しない場合である。
【0030】
【表1】
【0031】
表1中、CMCナトリウムはダイセル化学工業社製、商品名「CMC1130」、タルクは日本タルク社製、商品名「MICROACE P−4」、窒化硼素は昭和電工社製、商品名「UHP−S1」、合成雲母はトピー工業社製、商品名「DMA−350」を使用し、着色材としては、赤色の着色材はウオッチングレッドSr(C.I.PR 48:3)、青色の着色材はフタロシアニンブルー(C.I.PB 15)、黄色の着色材はハンザエロー10G(C.I.PY 3)を使用した。
【0032】
(機械的強度試験)
次に、上記の製造によって得られた実施例及び比較例の各非焼成色鉛筆芯について、芯折れを評価するため曲げ強度を測定した。曲げ強度は JIS S 6005に準拠して測定した。すなわち、両支点間に支持した色鉛筆芯の中央部に荷重を加えて、芯が折損したときの荷重を測定し、JIS 試験法に定められた計算式に代入して行った。評価は算出された曲げ強さの値(MPa)で行った。数値が大きい程曲げ強度が大きく芯折れし難いことを示している。
【0033】
(書き味評価)
上記各実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯について書き味の評価の試験を行った。評価方法は、各実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯を用いた色鉛筆を製造し、10名のモニターを用いて、各実施例、比較例の番号を隠した色鉛筆を使って画用紙に筆記し、その書き味のフィーリングを評価した。結果は10名中8名以上が書き味がよいと判断したものを○、7名から5名の者が書き味がよいと判断したものが△、4名以下のものを×として前記表1に示した。
【0034】
(着色性評価)
上記各実施例及び比較例の非焼結色鉛筆芯について着色性の評価を行った。評価方法は、各実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯を用いた色鉛筆を製造し、10名のモニターを用いて、各実施例、比較例の番号を隠した色鉛筆を使って画用紙に筆記し、その着色性の良さを評価した。その結果、10名中8名以上が着色がよいと判断したものを○、7名から5名の者が書き味がよいと判断したものが△、よいと判断したものが4名以下のものを×とし、前記表1に示した。
【0035】
上記各試験結果により、合成雲母を使用した実施例1乃至5及び比較例5及び比較例6の各非焼成色鉛筆芯は、いずれも窒化硼素を使用した色鉛筆芯と比較して曲げ強度が向上し、芯折れを起こし難くいことが判明した。
【0036】
また、合成雲母を使用した実施例1〜5の各非焼成色鉛筆芯は、いずれも窒化硼素を使用した比較例1〜3の各非焼成色鉛筆芯と同等の良好な書き味及び着色性が認められた。
【0037】
また、合成雲母の配合量が表1に示す原料組成物(固形分)全量に対して1重量%より過小である実施例6の場合、及び同原料組成物(固形分)全量に対して15%を越える実施例7の場合には、いずれも、合成雲母を含有しない比較例4のものと比較すれば書き味及び着色性がともに良好であったが、窒化硼素含有の比較例1〜3の各非焼成色鉛筆芯と比較すれば、実用上は使用可能であるが、書き味及び着色性の低下がみられた。
【0038】
従って、機械的強度の向上と共に、従来の窒化硼素含有の非焼成色鉛筆芯と同等の書き味及び着色性を備えた非焼成色鉛筆芯を得るには、合成雲母の配合量は原料組成物(固形分)全量に対して1〜15重量%配合することが好適であることを見いだした。
【0039】
なお、合成雲母及び窒化硼素のいずれも使用しなかった比較例4の非焼成色鉛筆は、書き味及び着色性ともに実用上満足できるものではなかった。
【0040】
【発明の効果】
本発明は、結合材、着色材、体質材及び滑材を原料組成物として含み、必要に応じて油脂及び/又はワックス類を含み、上記滑材として合成雲母を含有してなる非焼成色鉛筆芯であるので、窒化硼素を滑材として使用した従来の非焼成色鉛筆芯と比較して、機械的強度が改善され、芯折れを起こし難く、また窒化硼素と同等の良好な書き味と着色性をもつ非焼結色鉛筆芯とすることができる。しかも、合成雲母は窒化硼素と比較して原料コストが安価であることから、比較的廉価に提供する必要性の高い非焼成色鉛筆芯においてそのコストパフォーマンスは良好である。

Claims (2)

  1. 結合材、着色材、体質材及び滑材を原料組成物として含む非焼成の色鉛筆芯であって、
    上記滑材として、膨潤性合成雲母を含有する非焼成色鉛筆芯。
  2. 前記膨潤性合成雲母が、原料組成物(固形分)全量に対して1〜15重量%配合されている請求項1記載の非焼成色鉛筆芯。
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