JP4565074B2

JP4565074B2 - チョーク

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Publication number: JP4565074B2
Application number: JP2004256835A
Authority: JP
Inventors: 昌充吉田; 智幸内山; 暢山岸; 浩可児; 泰弘大山; 一仁西川
Original assignee: NIPPON PHARMACEUTICAL CHEMICALS CO., LTD.; Hokkaido Research Organization
Current assignee: NIPPON PHARMACEUTICAL CHEMICALS CO., LTD.; Hokkaido Research Organization
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2024-09-03
Also published as: JP2006070195A

Description

本発明は、チョークに関するものであり、更に詳しくは、折損強度が高く、描線時の折損が少ないと共に、滑らかな書き味を備えたチョークに関するものである。

従来のチョークとしては、次のように製造されるものが知られている。このチョークは、炭酸カルシウムに適量のバインダーと水とを加えて混練し、押出し機で棒状に形成して、所定長さに切断してから乾燥することにより製造される（特許文献１参照）。
特公平１−４９７５２号公報（第２頁）。

この従来例の炭酸カルシウムを主成分とするチョークは、折損強度が低く、描線時に折れやすいという欠点を有している。

そこで、折損強度を上げるために、バインダーの量を増やす方法が考えられるが、この場合にはチョークが硬くなり過ぎて書き味が悪くなり、また、黒板に傷を付けてしまうおそれがあるという問題点を有する。

更に、従来のチョークでは、使用時又は消去時に炭酸カルシウム粉が飛散しやすく、それを吸い込んだ場合の健康上の問題点が指摘されている。

従って、従来例におけるチョークにおいては、折損強度を高くして描線時の折損を少なくすると共に、滑らかな書き味を有し、更に、炭酸カルシウム粉が飛散しにくいように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、炭酸カルシウムを主成分とし、該炭酸カルシウムにホタテ貝殻粉砕物を混合して該ホタテ貝殻粉砕物の棒状の粒子を配向したチョークであって、前記ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、１〜９５重量％の範囲であり、該ホタテ貝殻粉砕物の平均粒径は、０．５〜５０μｍの範囲であり、該ホタテ貝殻粉砕物の粒子における平均的な縦横比は、１：１．５〜３０の範囲であることを特徴とするチョークを提供するものである。

本発明に係るチョークは、炭酸カルシウムを主成分とし、該炭酸カルシウムにホタテ貝殻粉砕物を混合して該ホタテ貝殻粉砕物の棒状の粒子を配向したチョークであって、前記ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、１〜９５重量％の範囲であり、該ホタテ貝殻粉砕物の平均粒径は、０．５〜５０μｍの範囲であり、該ホタテ貝殻粉砕物の粒子における平均的な縦横比は、１：１．５〜３０の範囲であることによって、粉砕されたホタテ貝殻は棒状の粒子形状であるため、この棒状の粒子がチョーク成形時に配向することにより補強効果が得られ、滑らかな書き味を有した状態でチョークの強度を向上させることとなる。従って、筆圧が高くても、また描線時の筆圧にムラがあっても折損が少なくなる。
また、消去時に紛状になっても、バインダーの存在により棒状の粒子が絡み合う状態になるので、従来例のチョークと比較して、炭酸カルシウム粉が飛散しにくい。
そして、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、１〜９５重量％の範囲であるので、チョークの折損強度を向上させる補強効果が得られると共に、製造時の成形性を保てる。
また、ホタテ貝殻粉砕物の平均粒径は、０．５〜５０μｍの範囲であることにより、ホタテ貝殻粉砕物の粒子が補強に必要な縦横比を形成できるので、チョークの折損強度を向上させる補強効果が得られると共に、ホタテ貝殻粉砕物の粒子がチョーク中に均一に分散し、成形品の機械的物性が安定する。
更に、ホタテ貝殻粉砕物の粒子における平均的な縦横比は、１：１．５〜３０の範囲であることによって、チョークの折損強度を向上させる補強効果が得られると共に、ホタテ貝殻粉砕物の調製が容易である。
具体的な実施例としては、ホタテ貝殻粉砕物を混合したチョークは、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない従来品のチョークと比較して、「書き味」が低下することなく折損強度が向上するか、あるいは折損強度が従来品と同一値であっても、「書き味」「消去性」「黒板面へのチョーク粉の乗り」の少なくとも１項目以上の評価が向上するという種々の優れた効果を奏する。

ホタテ貝殻は、炭酸カルシウムを主成分としており、チョークの主な構成成分である石灰石を粉砕した炭酸カルシウムと同様の成分である。また、ホタテ貝殻には、コンキオリンと云う有機マトリックス蛋白質が含まれるために、純粋な炭酸カルシウムの無機結晶と比較して強度が高い。

また、ホタテ貝殻の炭酸カルシウムの結晶構造は、貝の成長に伴い一方向に成長するために方向性があり（図１参照）、粉砕すると成長方向に沿った縦横比を有する棒状の粒子を形成することとなる（図２参照）。このような形状特性は、生物由来のものである。

本願発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、炭酸カルシウムと、縦横比の大きい粒子のホタテ貝殻粉砕物とを混合してチョークを成形すると、棒状の粒子が配向することにより補強効果が得られ、チョークの強度を向上させるという新知見を得た。

ホタテ貝殻粉砕物は、次のような方法により得られる。まず、水産加工場等から廃棄物として排出されたホタテ貝殻を利用することが、産業廃棄物の有効利用の観点から望ましい。
ホタテ貝殻の粉砕は、例えば、ハンマーミル、ローラーミル、ジェットミル等の一般的な粉砕機を用いて、衝撃、圧縮、又は摩擦等の粉砕手段により行う。特に、ホタテ貝殻を粉砕することによる特徴的な、縦横比を有する棒状の粒子を適宜の大きさに調製するためには、剪断力の強い粉砕方法が望ましい。

このようにして得られたホタテ貝殻粉砕物から、海藻や砂等の異物を分離除去した後に、分級操作を施して、洗浄乾燥することにより、所要大きさの粒子径のホタテ貝殻粉砕物が得られる。分級操作は、乾式又は湿式での篩い分け、あるいは気流分級等の分級手段を施すことにより、粒子の大きさを制御し、縦横比の大きい棒状粒子のホタテ貝殻粉砕物を選択的に回収することがすることが可能となる。

ホタテ貝殻粉砕物と炭酸カルシウムとを混合する装置は、例えは、ローラーミル、単軸押出機、２軸押出機、ニーダ、バンバリーミキサー、２本ロールミル、ブラベンダー等の装置が挙げられる。また、ホタテ貝殻粉砕物を混合したチョークを成形する方法としては、押出成形、圧縮成形等の一般的なチョーク成形手段により行う。

本発明のチョークに対するホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、１〜９５重量％の範囲であることが望ましい。混合比率が１重量％未満であるとチョークの折損強度を向上させる補強効果が得られない。また、混合比率が９５重量％を越えると製造時の成形性が著しく低下してチョークの形状に成形できないこととなる。

ホタテ貝殻粉砕物の粒径は、０．５〜５０μｍの範囲であることが望ましい。粒径が０．５μｍ未満であると、ホタテ貝殻粉砕物の粒子が補強に必要な縦横比を形成できず、チョークの折損強度を向上させる補強効果が充分に得られない。また、粒径が５０μｍを越えると、同様にホタテ貝殻粉砕物の粒子が補強に必要な縦横比を形成できず、充分な補強効果が得られないと共に、板書時に均一な描線濃度が得られない。更には、ホタテ貝殻粉砕物の粒子がチョーク中に均一に分散しなくなり、成形品の機械的物性がバラ付くこととなる。

なお、ホタテ貝殻粉砕物と炭酸カルシウムとを混合するにあたっては、ほぼ同一の粒径のホタテ貝殻粉砕物を用いてもよく、又は粒径の異なるものを混在させてもよい。要するに、ホタテ貝殻粉砕物の粒径が０．５〜５０μｍの範囲であればよいのである。

ホタテ貝殻粉砕物の粒子における平均的な縦横比は、１：１．５〜３０の範囲であることが望ましい。粒子の縦横比が１：１．５未満であると折損強度を向上させる補強効果が得られない。また、粒子の縦横比が１：３０を越えるホタテ貝殻粉砕物の調製は困難である。

次に、本発明の実施例及び比較例について説明し、それぞれの例において得られたチョークの折損強度及び評価を示す。なお、チョークの折損強度はＪＩＳＳ６００９に準拠して測定した。
また、筆記のしやすさとしての「書き味」の評価は、黒板に通常の筆記状態で直径１０ｃｍの円を連続して５回書いた時の滑らかさ、運筆の軽さを３段階で評価した。
黒板に描いた描線の「消去性」の評価は、上記「書き味」の評価で書いた円を、粉を良く落とした黒板拭きを用いて、２回往復で消した時の黒板面のムラ、及びチョークの粉末が黒板面に沿って落ちるか否かを３段階で評価した。
「黒板面へのチョーク粉の乗り」の評価は、上記「書き味」の評価で書いた時の黒板面へのチョーク粉の付着、及びかすれ具合を目視で判定して３段階で評価した。
これら「書き味」「消去性」「黒板面へのチョーク粉の乗り」の前記３段階の評価基準は、ホタテ貝殻粉砕物を混合しないチョークで「書き味」「消去性」「黒板面へのチョーク粉の乗り」が良好な例としての、後述の比較例１の場合を基準値「２」としている。つまり、この基準値「２」に比較して優れるものを評価「３」、劣るものを評価「１」として判定した。

炭酸カルシウム９３重量％、平均粒径３μｍで、粒子の平均的な縦横比１：３のホタテ貝殻粉砕物を５重量％、バインダー２重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。つまり、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、チョークに対して５重量％相当である。

この実施例１のチョークは、折損強度が４．１ｋｇｆであり、「書き味：２」「消去性：２」「黒板面へのチョーク粉の乗り：２」の評価が得られた。従って、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない比較例１のチョークと比較して「折損強度」が向上している。

炭酸カルシウム８８重量％、平均粒径３μｍで、粒子の平均的な縦横比１：３のホタテ貝殻粉砕物を１０重量％、バインダー２重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。つまり、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、チョークに対して１０重量％相当である。

この実施例２のチョークは、折損強度が４．２ｋｇｆであり、「書き味：２」「消去性：２」「黒板面へのチョーク粉の乗り：２」の評価が得られた。従って、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない比較例１のチョークと比較して「折損強度」が向上している。

炭酸カルシウム３８重量％、平均粒径３μｍで、粒子の平均的な縦横比１：３のホタテ貝殻粉砕物を６０重量％、バインダー２重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。つまり、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、チョークに対して６０重量％相当である。

この実施例３のチョークは、折損強度が４．４ｋｇｆであり、「書き味：２」「消去性：２」「黒板面へのチョーク粉の乗り：２」の評価が得られた。従って、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない比較例１のチョークと比較して「折損強度」が向上している。

炭酸カルシウム８重量％、平均粒径３μｍで、粒子の平均的な縦横比１：３のホタテ貝殻粉砕物を９０重量％、バインダー２重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。つまり、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、チョークに対して９０重量％相当である。

この実施例４のチョークは、折損強度が４．５ｋｇｆであり、「書き味：２」「消去性：２」「黒板面へのチョーク粉の乗り：２」の評価が得られた。従って、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない比較例１のチョークと比較して「折損強度」が向上している。

炭酸カルシウム８８重量％、平均粒径１μｍで、粒子の平均的な縦横比１：２のホタテ貝殻砕物を１０重量％、バインダー２重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。つまり、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、チョークに対して１０重量％相当である。

この実施例５のチョークは、折損強度が３．７ｋｇｆであり、「書き味：３」「消去性：２」「黒板面へのチョーク粉の乗り：３」の評価が得られた。従って、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない比較例１のチョークと比較して「折損強度」「書き味」「黒板面へのチョーク粉の乗り」が向上している。

炭酸カルシウム８８重量％、平均粒径２０μｍで、粒子の平均的な縦横比１：１０のホタテ貝殻砕物を１０重量％、バインダー２重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。つまり、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、チョークに対して１０重量％相当である。

この実施例６のチョークは、折損強度が４．４ｋｇｆであり、「書き味：２」「消去性：２」「黒板面へのチョーク粉の乗り：２」の評価が得られた。従って、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない比較例１のチョークと比較して「折損強度」が向上している。

炭酸カルシウム８８重量％、平均粒径５０μｍで、粒子の平均的な縦横比１：３のホタテ貝殻砕物を１０重量％、バインダー２重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。つまり、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、チョークに対して１０重量％相当である。

この実施例７のチョークは、折損強度が３．５ｋｇｆであり、「書き味：２」「消去性：３」「黒板面へのチョーク粉の乗り：２」の評価が得られた。従って、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない比較例１のチョークと比較して「折損強度」「消去性」が向上している。

炭酸カルシウム８８重量％、平均粒径０．５μｍで、粒子の平均的な縦横比１：１のホタテ貝殻砕物を１０重量％、バインダー２重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。つまり、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、チョークに対して１０重量％相当である。

この実施例８のチョークは、折損強度が３．０ｋｇｆであり、「書き味：３」「消去性：２」「黒板面へのチョーク粉の乗り：３」の評価が得られた。従って、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない比較例１のチョークと比較して、「折損強度」は同一値であるが、「書き味」「黒板面へのチョーク粉の乗り」が向上している。

炭酸カルシウム８８重量％、平均粒径５５μｍで、粒子の平均的な縦横比１：２のホタテ貝殻砕物を１０重量％、バインダー２重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。つまり、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、チョークに対して１０重量％相当である。

この実施例９のチョークは、折損強度が３．０ｋｇｆであり、「書き味：２」「消去性：３」「黒板面へのチョーク粉の乗り：２」の評価が得られた。従って、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない比較例１のチョークと比較して、「折損強度」は同一値であるが、「消去性」が向上している。

炭酸カルシウム９４重量％、平均粒径３μｍで、粒子の平均的な縦横比１：３のホタテ貝殻砕物を５重量％、バインダー１重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。つまり、ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、チョークに対して５重量％相当であり、バインダー量の減量品である。

この実施例１０のチョークは、折損強度が３．０ｋｇｆであり、「書き味：３」「消去性：３」「黒板面へのチョーク粉の乗り：３」の評価が得られた。即ち、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない比較例１のチョークと比較して、バインダー量を減量したにもかかわらず「折損強度」は同一値であり、「書き味」「消去性」「黒板面へのチョーク粉の乗り」が共に向上している。

比較例１

炭酸カルシウム９８重量％、バインダー２重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。即ち、ホタテ貝殻砕物未混合の従来品である。

この比較例１のチョークは、折損強度が３．０ｋｇｆである。また、このチョークの「書き味：２」「消去性：２」「黒板面へのチョーク粉の乗り：２」の評価を基準値としている。

比較例２

炭酸カルシウム９６重量％、バインダー４重量％、及び所要量の水を混合し、ローラーミルで１０分間混練した後、押出機で直径１１ｍｍの棒状のチョークを形成した。即ち、ホタテ貝殻砕物未混合のバインダー量の増量品である。

この比較例２のチョークは、折損強度が４．５ｋｇｆであり、「書き味：１」「消去性：１」「黒板面へのチョーク粉の乗り：１」の評価が得られた。従って、比較例１のチョークと比較して、バインダー量を増量したことで「折損強度」は向上しているが、「書き味」「消去性」「黒板面へのチョーク粉の乗り」が共に低下している。

以上の実施例１〜１０、及び比較例１、２について、それぞれの例において得られたチョークの折損強度及び評価を表１に示す。

以上の実施例１〜１０、及び比較例１、２で説明したように、ホタテ貝殻粉砕物を混合したチョークは、ホタテ貝殻粉砕物を混合しない従来品のチョークと比較して、「書き味」が低下することなく折損強度が向上するか、あるいは折損強度が従来品と同一値であっても、「書き味」「消去性」「黒板面へのチョーク粉の乗り」の少なくとも１項目以上の評価が向上している。

ホタテ貝殻の断面を示す電子顕微鏡写真である。ホタテ貝殻粉砕物の電子顕微鏡写真である。

Claims

炭酸カルシウムを主成分とし、該炭酸カルシウムにホタテ貝殻粉砕物を混合して該ホタテ貝殻粉砕物の棒状の粒子を配向したチョークであって、
前記ホタテ貝殻粉砕物の混合比率は、１〜９５重量％の範囲であり、
該ホタテ貝殻粉砕物の平均粒径は、０．５〜５０μｍの範囲であり、
該ホタテ貝殻粉砕物の粒子における平均的な縦横比は、１：１．５〜３０の範囲であること
を特徴とするチョーク。