JP4822703B2 - 非焼成色鉛筆芯 - Google Patents
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Description
しかしながら、この製法により得られる非焼成色鉛筆芯は、高湿度下において、芯が膨張することによって木軸の割れなどが生じたり、筆記描線が水に濡れると着色材の溶出が起こり、着色性が低下したりするばかりでなく、手や衣服などを汚してしまう可能性があった。
しかしながら、上記ニトロセルロースを使用するものでは、乾燥状態ではきわめて燃えやすく、また、溶剤を含むと爆発性がなくなるため、運搬や貯蔵の際には20%以上の溶剤を含ませておくことが普通であり、使用性の点で不便であり、また、ニトロセルロースに酸が残っていると自然発火する危険性が少なからずある。
更に、非焼成鉛筆芯において、結合材として用いるニトロセルロースやカルボキシメチルセルロース酸などの有機高分子物質は、焼成鉛筆芯の結合材である粘土、炭化物に較べて機械的強度が劣るという欠点を有している上に、滑らかな筆感と紙に対する付着性を得るために添加されるワックス類が非焼成色鉛筆芯の機械的強度を更に低下させるという課題がある。
しかしながら、これらの各文献に記載される方法で繊維状物質等を含有させることにより、機械的強度を増大させることはできても、書き味の点で未だ不満が残るものが多く、また、色相の点で色鉛筆芯に使用できる繊維状物質は限定される点にも課題がある。
(1) 少なくとも着色材と、体質材と、粘結材を含有する非焼成色鉛筆芯において、上記粘結材がケン化度90mol%以上のポリビニルアルコールであることを特徴とする非焼成色鉛筆芯。
(2) ポリビニルアルコールは、水溶解粘度が300mPa・s(4%/20℃)以下である上記(1)記載の非焼成色鉛筆芯。
(3) ポリビニルアルコールの重合度が100〜4000である上記(1)又は(2)記載の非焼成色鉛筆芯。
(4) ポリビニルアルコールの含有量が1〜35重量%である上記(1)〜(3)の何れか一つに記載の非焼成色鉛筆芯。
本発明の非焼成色鉛筆芯は、少なくとも着色材と、体質材と、粘結材を含有する非焼成色鉛筆芯において、上記粘結材がケン化度90mol%以上のポリビニルアルコールであることを特徴とするものである。
ポリビニルアルコールのケン化度が90mol%未満のものでは、耐水性が悪くなり、高湿度下で芯が膨張したり、筆記描線が水に濡れると着色材の溶出が生じたりし、好ましくない。
この水溶解粘度(4%/20℃)が300mPa・sを超えるものでは、分散効率が悪くなり、均一に撹拌しづらくなるため、強度のバラツキが発生し、非焼成色鉛筆芯の機械的強度、即ち引張強度、曲げ強度、衝撃強度等が著しく損なわれ、一定形状の色鉛筆芯体を得ることが難しくなることがあり、好ましくない。
この重合度が100未満であると、滑らかな筆感、優れた着色性への効果は大きくなるが、強度の低下も大きく、強度、書き味のバランスのとれた非焼成色鉛筆芯は得られなくなり、一方、重合度が4000を超えると、分散効率が悪くなり、均一に撹拌しづらくなるため、強度のバラツキが発生し、非焼成色鉛筆芯の機械的強度、即ち引張強度、曲げ強度、衝撃強度等が著しく損なわれ、一定形状の色鉛筆芯体を得ることが難しくなることがあり、好ましくない。
この含有量が1重量%未満では、一定形状の色鉛筆芯を得ることが難しく、一方、35重量%を越えると、強度は高くなるが、摩耗しづらくなるなどの弊害を生じることがあり、好ましくない。
使用される体質材としては、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、タルク、二酸化チタン、沈降性硫酸バリウム、マイカ、チタン酸カリウムウィスカー、マグネシウムオキシサルフェートウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー等の公知の体質材をすべて用いることができる。その他に、ワラストナイト、アタパルジャイト、セピオライト等も併用して用いることができる。
この体質材の含有量としては、原料組成物全量に対して、好ましくは、10〜80重量%である。
この着色材の含有量としては、原料組成物全量に対して、好ましくは、5〜40重量%である。
更に、その他の成分として、流動パラフィンやシリコーンオイル、硬化ひまし油、ワセリン等の公知の油脂類やワックス類;、アニオン性、カチオン性、非イオン性、両性の公知の界面活性剤;、エチレングリコール、メチルエチルケトン、トルエン、キシレン、水等の溶媒;、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料分散剤、防腐剤、防カビ剤等を適宜量含有することも可能である。
具体的には、上記原料組成物をヘンシェルミキサーで混合し、更に原料組成物と同重量に相当する水を加えてニーダーで混合、分散させた後に二本ロールで混練しながら水分調整し、この混練物をペレット化して単軸スクリュー型押出機にて押出成形した後、50℃で3日間乾燥して水分を除去することにより目的の非焼成鉛筆芯を得ることができる。
好ましくは、ポリビニルアルコールの水溶解粘度が300mPa・s(4%/20℃)以下、及び/又はその重合度が100〜4000であるものを用いると、更に耐水性が良好で、機械的強度が更に格段に優れると共に、更に滑らかな書き味を有する非焼成色鉛筆芯が得られるものとなる。
すなわち、ケン化度90mol%以上のポリビニルアルコールは分子間及び分子内で強い水素結合を持つため、水溶解性が阻害され、耐水性が良好になり、また、機械的強度に優れるものと考えられる。また、紙表面の水酸基との水素結合も少なくなるため、滑らかな書き味になるものと考えられる。
下記表1に示される各ケン化度、水溶解粘度、重合度のポリビニルアルコールA〜Kを用いて下記表2及び表3に示す配合組成となる原料組成物をヘンシェルミキサーで混合し、更に原料組成物と同重量に相当する水を加えてニーダーで混合、分散させた後に二本ロールで混練しながら水分調整し、この混練物をペレット化して単軸スクリュー型押出機にて押出成形した後、50℃で3日間乾燥して水分を除去すること各非焼成色鉛筆芯を製造した。
これらの結果を下記表2及び表3に示す。
25℃、湿度65%環境下で、水中に各非焼成色鉛筆芯を入れ、1週間放置後の着色材の溶け具合を下記評価基準で評価した。
評価基準:
○:着色材の溶出なし
×:着色材の溶出あり
25℃、湿度65%環境下で、水中に各非焼成色鉛筆芯を入れ、1週間放置後の芯径の膨潤具合を水中に入れる前の初期と比較して下記評価基準で評価した。
評価基準:
◎:芯径の増加が5%以下
○:芯径の増加が10%未満
×:芯径の増加が10%以上
JIS−S−6005−1992に準拠して曲げ強度(MPa)を評価した。
25℃、湿度65%環境下で、上質紙面に筆記して下記評価基準で官能評価した。
評価基準:
◎:大変良好
○:良好
△:やや悪い
×:悪い
JIS−S−6005−1992に準拠して筆記描線の濃度(単位:D)を測定した。
特に、ケン化度が97mol%以上で、水溶解粘度が5〜100mPa・sで、かつ、重合度が400〜3000であるポリビニルアルコールを用いた実施例7では、膨潤もなく、耐水性が更に良好で、機械的強度に更に優れると共に、滑らかな書き味、着色性を有する非焼成色鉛筆芯が得られることが判った。
Claims (4)
- 少なくとも着色材と、体質材と、粘結材を含有する非焼成色鉛筆芯において、上記粘結材がケン化度90mol%以上のポリビニルアルコールであることを特徴とする非焼成色鉛筆芯。
- ポリビニルアルコールは、水溶解粘度が300mPa・s(4%/20℃)以下である請求項1記載の非焼成色鉛筆芯。
- ポリビニルアルコールの重合度が100〜4000である請求項1又は2記載の非焼成色鉛筆芯。
- ポリビニルアルコールの含有量が1〜35重量%である請求項1〜3の何れか一つに記載の非焼成色鉛筆芯。
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