JP4926338B2 - 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関し、さらに詳述すれば、芯の成型性及び描画時の着色性を向上させるとともに、特に芯の曲げ強度を向上させた非焼成色鉛筆芯に関するものであり、特に消しゴムで消去することができる非焼成色鉛筆芯に関するものである。また、描き味が良好であって、芯の曲げ強度を向上させた非焼成色鉛筆芯に関するものでもある。
【０００２】
【従来の技術】
従来の非焼成色鉛筆芯は、その配合組成中に、結合材である水溶性樹脂とワックス及び／又は油脂類を同時に含んでいる。このため、結合材である水溶性樹脂とワックス及び／又は油脂類とが配合段階では均一に混ざりにくいので成型性が悪いという問題が生じる。また、芯の成型工程中においてワックス及び／又は油脂類が水溶性樹脂の結合力を阻害するために、色鉛筆芯として使用した場合における曲げ強度が低い等の問題がある。特に、筆跡を消しゴムで消せる色鉛筆を得るためには、ワックス及び／又は油脂類として常温で液体の油状物質を用いる必要があり、常温で固体のものを用いるのと比較して、これらの問題が顕著に現れる。
【０００３】
かかる点で、従来、芯の曲げ強度を下げずに着色量を増大させるために、ソルビタン脂肪酸エステル系界面活性剤を配合した非焼成色鉛筆芯が提案されている（特開昭５１−１５３０２３号）。また、芯の成型性と曲げ強度を向上させるために、ソルビタン脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルを配合した非焼成色鉛筆芯が提供されている（特開２０００−７９７６号）。
【０００４】
しかし、筆跡を消しゴムで消去可能な非焼成色鉛筆芯とするために、ワックス及び／又は油脂類として特に常温で液体の油状物質を配合した場合、これらの界面活性剤では芯の成型性と曲げ強度向上の点では必ずしも十分なものとはいえない。また、非焼成色鉛筆芯に界面活性剤を含む場合においては、界面活性剤が親水性界面活性剤を有する場合には、親水性界面活性剤を含有することによる芯の高湿度下における強度（耐湿強度）の低下や筆跡の耐水性の低下がみられるために、非焼成色鉛筆芯の筆跡は必ずしも耐水性が十分ではなく、耐水性を必要とする用途には適していない。
【０００５】
一方、非焼成色鉛筆芯には、種々の体質材がその特性に応じて用いられている。なかでもタルクを体質材として含有させた非焼成色鉛筆芯は、鱗片状であるタルクが一方向に組織配向することから曲げ強度を向上することができ、また、タルクの摩耗しやすさ、滑りやすさなどの物性から描き味が良好であることなど非焼成色鉛筆芯としての特性を有することが可能となる。
【０００６】
また、タルクは、天然鉱物であるため、採取する産地などによっては、人体に悪影響を及ぼす可能性があると近年において指摘されているアスベストが含まれているものがあるので、アスベストが含まれていないタルクを選定し品質管理をする作業は非焼成色鉛筆芯を製造するに際して通常として行われている。
【０００７】
しかし、その作業が煩雑であるため、できれば品質が安定し、安全性において優れた体質材を用いることが望ましい。また、かかる作業を行う必要がない体質材を用いた非焼成色鉛筆芯であっても、従来と同等の着色量（着色性）を有し、曲げ強度があり、描き味が良好であるなどの物性を備えることも必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来においては、常温で固体のワックス及び／又は油脂類を配合した場合はもとより、たとえワックス及び／又は油脂類として常温で液体の油状物質を配合した場合であっても、芯の成型性と曲げ強度が良好な非焼成色鉛筆芯を提供することに問題があり、耐水性の向上についても問題となっていた。
【０００９】
また、従来のタルクを体質材として含有するものと比較して、曲げ強度、描き味などの描画材としての特性の低下がなく、アスベストが含まれていないことの確認作業がなく、さらに安全性に優れた非焼成色鉛筆芯を提供することについても問題となっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題である芯の良好な成型性と曲げ強度とを確保するために、着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、及び親水性界面活性剤を含み、上記親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含有する非焼成色鉛筆芯を採用した。特に、上記親水性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンひまし油及びポリオキシエチレン硬化ひまし油のうち少なくともいずれかの油脂類のポリオキシエチレン付加物が好適である。
【００１１】
本発明である上記親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含有する非焼成色鉛筆芯は、ワックス及び／又は油脂類を含む場合、特に常温で液体の油状物質をワックス及び／又は油脂類として含む場合であっても、芯の成型性と曲げ強度が良好である。
【００１２】
また、本発明は、親水性界面活性剤を含む非焼成色鉛筆芯の場合において、上記課題である芯の高湿度下における強度の低下や筆跡の耐水性の低下を改善するために、着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、及び親水性界面活性剤を含み、さらに撥水性物質を含む非焼成色鉛筆芯である。
【００１３】
本発明である撥水性物質をさらに含む非焼成色鉛筆芯の最も好適な態様としては、限定されるものではないが、着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、親水性界面活性剤及び撥水性物質を含み、上記親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物、上記撥水性物質として界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルションのパラフィンワックスエマルションを含有する非焼成色鉛筆芯である。
【００１４】
さらに、本発明は、体質材として板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を含有する非焼成色鉛筆芯でもある。体質材として板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を含む非焼成色鉛筆芯は、従来のタルクと同様に成型において板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物が一方向に配向して曲げ強度を発現するものであり、体質材にアスベストが含まれていないことの確認作業が不要であるために非焼成色鉛筆芯の製造の一環である品質管理作業が簡易であり、しかも従来のタルクの様にアスベストが含まれるということもなく、安全性に優れている非焼成色鉛筆芯である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（親水性界面活性剤）
本発明で用いられる親水性界面活性剤としては、公知の親水性界面活性剤を用いることができるが、色鉛筆の発色を阻害しないものが好適である。親水性界面活性剤としては、芯の良好な成型性と曲げ強度とを必要とする場合には、油脂類のポリオキシエチレン付加物が好適である。公知の親水性界面活性剤であれば、２種以上を組み合わせて用いることもできる。また、本発明に含まれる結合材とワックス及び／又は油脂類との相溶性をより良好にするために、上記親水性界面活性剤を親油性界面活性剤と供に用いることもできる。
【００１６】
上記の油脂類のポリオキシエチレン付加物における油脂類は、脂肪酸とグリセリンのエステルであるが、ここでいう油脂類としては天然、合成を問わず用いることができる。植物性天然油脂としては、例えば綿実油、やし油、ひまし油、オリーブ油、大豆油、サフラワー油、ホホバ油、ひまわり油などを挙げることができる。また植物性天然油脂としては、上記の硬化油を用いることができる。動物性天然油脂としては、例えば牛脂、鯨油、魚油などを挙げることができる。動物性天然油脂も上記の硬化油を用いることができる。
【００１７】
しかしながら、これらの油脂類のポリオキシエチレン付加物の中でも、特に、ポリオキシエチレンひまし油、或いはポリオキシエチレン硬化ひまし油が好適である。従って、本発明の好適な実施形態としては、ポリオキシエチレンひまし油及びポリオキシエチレン硬化ひまし油のうち少なくともいずれかを含有する非焼成色鉛筆芯とすることが重要である。なお、ポリオキシエチレンひまし油、或いはそのポリオキシエチレン硬化ひまし油としては、エチレンオキサイド鎖の付加モル数ｎが３６モルであるポリオキシエチレンひまし油（HLB：１０．０）を用いることが非焼成色鉛筆芯中に含まれる結合材である水溶性樹脂とワックス及び／又は油脂類とをより均一に混ざり易くするために最適である。
【００１８】
上記の油脂類のポリオキシエチレン付加物、中でもポリオキシエチレンひまし油或いはポリオキシエチレン硬化ひまし油の含有量は、原料組成物（固形分）全量に対して０．１〜１０．０重量％、好ましくは２．５〜３．５重量％である。上記親水性界面活性剤の含有量が０．１重量％未満の場合は、含有量が少なすぎるため、常温で液体のワックス及び／又は油脂類を含む非焼成色鉛筆芯の場合、芯の成型が困難となるほか、成型しても当該芯の曲げ強度が弱く、実用性が低下する。一方、上記親水性界面活性剤の含有量が１０．０重量％を超える場合は、耐水性が低下する。
【００１９】
（結合材）
本発明で用いられる結合材としては、公知の結合材であれば用いることができるが、強度及び剛性がある結合材が望ましい。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）、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロース、ポリビニルアルコール、アラビアガム、ベントナイト等のほか、公知の水溶性又は非水溶性高分子化合物を合成、天然を問わず使用することができる。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。好ましくは、公知の水溶性樹脂、公知の粘土鉱物を用いることが望ましい。また水などの溶剤を加えて結合材溶液としても用いることができる。結合材の含有量は、原料組成物（固形分）全量に対して２〜１５重量％、好ましくは３〜１０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描き味が低下し、摩耗し難く、実用性が低下する。一方、原料組成物（固形分）全量の２重量％未満にて配合された場合には芯状に成型し難く、また鉛筆芯としての強度が得難い。
【００２０】
（ワックス及び／又は油脂類）
本発明で用いられるワックス及び／又は油脂類としては、着色剤による発色を阻害しないものであれば、常温での状態が固形や液体であることを問わず、公知のワックス、油脂類を用いることができる。例示すると、流動パラフィン、シリコーンオイル、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、サゾールワックス、ケトンワックス、ワセリン、牛脂硬化油、密ロウ、木ロウ、α−オレフィンオリゴマー、鯨油、液状ラノリン、ヒマシ油、オリーブ油、エポキシ化大豆油、スクワレン等を挙げることができる。ワックス及び／又は油脂類は、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。
【００２１】
特に、本発明の比焼成色鉛筆芯を消しゴムで消去可能な非焼成色鉛筆芯とする場合は、ワックス及び／又は油脂類として常温で液体であるワックス及び／又は油脂類を用いることが好ましい。常温で液体である油状物質をワックス及び／又は油脂類として用いると、上記親水性界面活性剤によって、常温で液体である油状物質が、結合材の結合力を疎外せずに存在する結果、紙面上に付着した筆跡は、結合材で覆われた着色剤粒子及び体質材粒子が常温で液体の油状物質を伴う集合群として形成されるので、消しゴムで消去可能な非焼成色鉛筆芯とすることができる。
【００２２】
上記のワックス及び／又は油脂類は、着色性及び発色性等を与えるために配合されるものであるが、その含有量は原料組成物（固形分）全量に対して１〜２０重量％、好ましくは３〜１０重量％である。１重量％未満の場合は描き味及び着色性が低下し、２０重量％を越えると、鉛筆芯としての強度が得にくい。
【００２３】
なお、製造工程上、上記のワックス及び／又は油脂類を配合するにあたっては、Ｏ／Ｗエマルションとして配合してもよい。Ｏ／Ｗエマルションとする場合の界面活性剤は特に限定されない。上記のワックス及び／又は油脂類をＯ／Ｗエマルションとしない場合は、上記親水性界面活性剤と上記ワックス及び／又は油脂類とを予め混合し、この混合物を配合することが好ましい。
【００２４】
（着色剤）
本発明で用いられる着色剤は、特に限定されるものではないが、着色効果を有していて発色が美しい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、蛍光顔料のほか、パール顔料、金属粉顔料や、ガラスフレーク顔料等の鱗片状顔料も使用できる。その含有量は、原料組成物（固形分）全量に対して０．１〜２０重量％、好ましくは１〜１５重量％である。上記含有量が原料組成物（固形分）全量の２０重量％より過剰であると描き味が低下し、鉛筆芯としての強度が得にくい。これに対して、上記含有量が原料組成物（固形分）全量の１重量％より少ないと、特に０．１重量％未満であると発色が必ずしも十分でない。
【００２５】
（撥水性物質）
また、本発明の非焼成色鉛筆芯は、筆跡に耐水性が要求される用途の用いられる場合には、さらに撥水性物質を含有させることが好ましい。非焼成色鉛筆芯に撥水性物質を含有させることにより、親水性界面活性剤を含有する非焼成色鉛筆芯であっても、芯の耐湿度性（耐湿強度）及び筆跡の耐水性を確保することができる。上記撥水性物質は、公知の撥水性付与剤などを用いることができる。上記撥水性物質としては、撥水性物質を水媒体中に分散したものが撥水性物質を非焼成色鉛筆芯の成型体中に微細に存在させることができるために強度がより強くなるので好適であり、耐水性の観点から界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルションがより好適であり、特にパラフィンワックスエマルションを用いることが最適である。なお、上記の界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルションを原材料として配合した場合、製造工程において乾燥した後には油性成分である上記撥水性物質だけが有効成分として残るため、色鉛筆芯の耐湿度性、筆跡の耐水性を高めることができるものである。
【００２６】
上記撥水性物質、特に界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルション、中でもパラフィンワックスエマルションは、有効成分（撥水成分乃至ワックス成分）として、原料組成物（固形分）全量に対して０．１〜５．０重量％が好適であり、その最適範囲は、１．５〜４．５重量％である。撥水性物質が原料組成物（固形分）全量に対して０．１重量％未満の場合は耐水性及び耐湿強度が低下し、５．０重量％を超える場合は成型性、曲げ強度及び消しゴム消去性が低下する。
【００２７】
（体質材）
体質材としては、公知の体質材であれば使用することができるが、発色、着色性を阻害しない体質材が好ましい。具体的には、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、アルミナシリケート、白雲母、炭酸マグネシウム、シリカ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。なお、カオリン、白雲母が体質材として最適である。体質材の含有量は、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％より過小であると描き味が低下する。
【００２８】
（板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物）
本発明の非焼成色鉛筆芯は、非焼成色鉛筆芯に含まれる体質材のうち一部又は全部として板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を含むことができる。体質材のうち一部又は全部として、タルクに替えて板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を用いることにより、板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物にはアスベストを含む心配が無く、タルクを用いた場合に行われる製造における煩雑な品質管理作業の必要が無いので、本発明の非焼成色鉛筆芯は、安全性に優れかつ作業性に優れたものである。上記の板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、特に限定されるものではないが、体質材である板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物が含まれた非焼成色鉛筆芯が、タルクが非焼成色鉛筆芯中に含まれた場合と同程度以上の曲げ強度、描き味を発揮するものであれば良い。
【００２９】
体質材として板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を含む非焼成色鉛筆芯は、従来のタルクと同様に成型において板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物が一方向に配向して曲げ強度を発現するものであり、体質材にアスベストが含まれていないことの確認作業が不要であるために非焼成色鉛筆芯の製造の一環である品質管理作業が簡易であり、しかも従来のタルクの様にアスベストが含まれるという可能性もなく、優れていた安全性を維持した非焼成色鉛筆芯である。なお、非焼成色鉛筆芯に含まれる体質材として板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物とタルク以外の安全性のある体質材とを共に用いることで、本発明の非焼成色鉛筆芯を安全性を有する非焼成色鉛筆芯とすることができるものである。
【００３０】
上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、粉体中の粒子が実質的に平板状であれば六角板状であっても、円板状であってもよく、板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の粉体中の粒子が粉砕により均一の形状を有していなくてもよい。
【００３１】
上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、多形として特に限定されるものではなく、上記板状アルミナがα−Ａｌ２Ｏ３、γ−Ａｌ２Ｏ３及びθ−Ａｌ２Ｏ３からなる群より選ばれた単独又は２種以上の混合物であっても良く、上記板状アルミナ水和物がα−Ａｌ２Ｏ３水和物、γ−Ａｌ２Ｏ３水和物及びθ−Ａｌ２Ｏ３水和物からなる群より選ばれた単独又は２種以上の混合物であっても良いが、板状アルミナがα−Ａｌ２Ｏ３であり、板状アルミナ水和物がα−Ａｌ２Ｏ３水和物であることが、表面に孔がないために強度を劣化させることなく非焼成色鉛筆芯の配合中に比較的多量の板状アルミナを用いることができ、分散も容易であることから好ましい。板状アルミナ水和物を用いる場合には、板状アルミナ一水和物、板状アルミナ二水和物であっても板状アルミナ三水和物であっても良い。なお、上記板状アルミナにγ−Ａｌ２Ｏ３、θ−Ａｌ２Ｏ３のいずれかの単独又はこれらの混合物を用いる場合並びに上記板状アルミナにγ−Ａｌ２Ｏ３水和物、θ−Ａｌ２Ｏ３水和物のいずれかの単独又はこれらの混合物を用いる場合には、そのまま用いることも可能であるが、板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の表面がシランカップリング剤やチタネート系カップリング剤などのカップリング剤によって処理されたものであればα−Ａｌ２Ｏ３と同様に好適に用いることができる。
【００３２】
上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、製造方法としては特に限定されるものでなく、例えばα−Ａｌ２Ｏ３及び／又はα−Ａｌ２Ｏ３水和物であればバイヤー法によって得られた水酸化アルミニウムを粒度調整後にＮａ２ＳｉＯ３などの結晶抑制剤を用いた水熱合成処理（３５０℃以上、２００気圧以下）などの方法で得ることができる。
【００３３】
上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の粒子径は、特に限定されるものではないが、粒子径０．１〜２０μｍであるものを好適に用いることができる。また、上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の粒子のアスペクト比は特に限定されるものではないが、平均値が２〜５０である上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の粉体を好適に用いることができる。なお、アスペクト比とは、粒子の平均直径（μｍ）を厚さ（μｍ）で除したものである。上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、具体的にはセラフＦＹＡ００６１０、セラフＦＹＡ０２０２５、セラフＦＹＡ１００３０（以上、ＹＫＫ社製）、テラセスＢＭＮ、テラセスＢＭＮ―Ｂ（以上、河合石灰工業社製）を用いることができる。
【００３４】
上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、それぞれ単独で用いられるが、混合することも可能である。板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の含有量は、板状アルミナと板状アルミナ水和物とを合わせた含有量が非焼成色鉛筆芯の原料組成物の固形分全量に対して２〜８５重量％含まれることが好ましく、５〜８０重量％含まれることがより好ましい。板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の含有量が非焼成色鉛筆芯の原料組成物の固形分全量に対して８５重量％より多く含まれる場合には発色性が低下するために好ましくなく、また非焼成色鉛筆芯の原料組成物の固形分全量に対して２重量％より少ない場合には描画時において描き味が低下し、着色性が低下し、芯状に形成しにくくなるために好ましくない。なお、板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、板状アルミナと板状アルミナ水和物とのいずれか一方が単独の種類からなるものであってもよく、また形状、粒径、組成などが異なる複数種からなるものであってもよく、板状アルミナと板状アルミナ水和物とがそれぞれ複数種の混合されたものである混合物であっても良い。
【００３５】
（その他の成分）
なお、本発明の非焼成色鉛筆芯を製造するにあたっては、必要に応じて、水溶性樹脂を溶解させる水やアルコール等の溶剤のほか、防腐・防黴剤、滑剤、などのその他の添加剤を含有することができる。
【００３６】
（製造方法）
本発明の非焼成色鉛筆芯の製造方法は、基本的には上記の各成分を混合して、特定の形状に成型して調製することができる。例えば、原料を、混練機（ニーダーなど）を用いて混練し、混練しながら６０℃、４時間適度に水を蒸発させる。次いで、加圧機を用いて予備形成し、続いてプランジャー型押し出し成型機で例えば３ｍｍ径の鉛筆芯に押し出し成型し、乾燥（例えば７０℃で１２時間）させることにより調製することができる。必要に応じて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ことができる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例及び比較例について述べが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３８】
実施例１〜９、比較例１、比較例２について、次の製造方法により、表１に示す原料及び配合で非焼成色鉛筆芯を得た。まず、着色材、体質材及び結合材を、これらの原料と約同量の溶剤とともにニーダーで、６０℃、約８時間混練した。続いてこれに、親水性界面活性剤と、油状物質であるワックス及び又は油脂類の混合物を加え、さらに必要に応じて撥水性物質を加えた。次に、これを、加熱することなく３本ロールに１回通して脱気した後、プランジャー型成型機で予備成型し、その後プランジャー型成型機で直径３ｍｍの鉛筆芯に押し出し成型し、７０℃で少なくとも１２時間乾燥して、非焼成色鉛筆芯を得た。なお、表１の配合量は固形分として重量％で表されており、溶剤には水を用いた。
【００３９】
【表１】
【００４０】
実施例１０〜１３、比較例３〜６について、次の製造方法により、表２に示す原料及び配合で非焼成色鉛筆芯を得た。まず、板状アルミナ、板状アルミナ水和物、着色剤及び結合材並びにこれらの原料と約同容量の溶剤を６０℃で約４時間の条件下においてニーダーを用いて混練し、これにあらかじめ作成しておいた親水性界面活性剤と油脂類及び／又はワックス類との混合物を加えて混練をし、さらに撥水性物質を加えて混練した。なお、表２の配合量は固形分として重量％で表されており、溶剤には水を用いた。
【００４１】
【表２】
【００４２】
なお、表１及び表２中、各種成分は次の通りである。
結合材
（ａ）：ヒドロキシエチルセルロース（クラリアントポリマー社製、商品名「Tylose H20P2」）
（ｂ）：ポリビニルアルコール（クラレ社製、商品名「クラレポバール２０５」）
体質材
（ａ）：Pigment White 26（日本タルク株式会社製、商品名「MICRO ACE P-4」）
（ｂ）：カオリン（土屋カオリン工業社製、商品名「カオブライト」）
着色剤
（ａ）：ウォッチングレッドＳｒ（野間化学社製、商品名「レッドＳＲ−２００ＰＨ」）
（ｂ）：フタロシアニンブルー（クラリアントジャパン社製、商品名「ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ ＢＬＵＥ Ｂ２Ｇ」）とサンカチタン（ジュポン 社製、商品名「Ｔｉｐｕｒｅ Ｒ９００」）
ワックス及び又は油脂類：流動パラフィン（昭和シェル石油社製、商品名「オンジナオイル」）
親水性界面活性剤
（ａ）：ポリオキシエチレンひまし油（クラリアントジャパン社製、商品名「Emulsogen EL」、エチレンオキサイド鎖の付加モル数ｎ＝３６モ ル）
（ｂ）：ポリオキシエチレン硬化ひまし油（日光ケミカルズ社製、商品名「ＨＣＯ−２０」、エチレンオキサイド鎖の付加モル数＝２０モル）
（ｃ）： モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン（エチレンオキサイド鎖の付加モル数ｎ＝２０モル、日光ケミカルズ社製、商品名 「ＴＯ−１０」）
（ｄ）： モノオレイン酸デカグリセリル（日光ケミカルズ社製、商品名
「Decaglyn１−Ｏ」）
親油性界面活性剤：セスキオレイン酸ソルビタン（日光ケミカルズ社製、商品名「ＳＯ−１５」）
撥水性物質
（ａ）：パラフィンワックスエマルション（Dick Peters BV社製、商品名「Pekophob 1160」）
（ｂ）：パラフィンワックスエマルション（クラリアントジャパン社製、商品名「Ｅ７０１Ｋ」）
（ｃ）：パラフィンワックスエマルション（Ｄｉｃｋ Ｐｅｔｅｒｓ ＢＶ社製、商品名：Ｐｅｋｏｐｈｏｂ）
滑材 （ａ）：窒化ホウ素
（ｂ）：雲母（山口雲母工業所社製、商品名：ＭＩＣＡ ＰＯＷＤＥＲＡ−１１）
【００４３】
〔評価〕
表１に示す実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯について、消しゴム消去性、曲げ強度（ＭＰａ）、湿度８０％保存後の曲げ強度（ＭＰａ）、着色量（ｍｇ／２５ｍ）及び成型性についてそれぞれ評価した。
【００４４】
（曲げ強度）
曲げ強度は、ＪＩＳ−Ｓ−６００５に準じて曲げ強度を測定した。すなわち、両支点間に支持した非焼成色鉛筆芯の中央部に荷重を加えて、非焼成色鉛筆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数値を求めた。その数値より以下の基準で評価した。
◎：従来の非焼成色鉛筆芯より優れている。
○：従来の非焼成色鉛筆芯と同程度の強度である。
×：従来の非焼成色鉛筆芯より強度が劣り、実用できない。
【００４５】
（湿度８０％保存後の曲げ強度）
この湿度８０％保存後の曲げ強度は、湿度８０％の環境下で６時間保存した後に、上記の曲げ強度試験と同様にして測定し評価した。
【００４６】
（着色性）
着色量は、２５ｍ筆記した後の芯の重量と、筆記前の当該芯の重量の差の数値を算出し、以下の基準により評価した。
○：従来の実用されている色鉛筆と比べて優れた着色量である。
△：従来の実用されている色鉛筆と同程度の着色量である。
×：従来の実用されている色鉛筆より劣る着色量である。
【００４７】
（成型性）
成型中もしくは乾燥中に、成型した芯の４０％以上がバラバラに破損してしまったものは×、破損してしまった芯が４０％未満〜３５％以上のものは△、３５％未満〜３０％以上のものは○、３０％未満のものは◎とした。
【００４８】
（消しゴム消去性）
実施例及び比較例の色鉛筆を使って画用紙に筆記し、その消しゴム消去性の良さを以下の基準で評価した。なお、消しゴムはラビット株式会社製の商品名「ＲＣ−６０」を用いた。
◎：消去性が優れている。
○：消去性が良好である。
△：消去性があまり良くない。
×：消去性が良くない。
【００４９】
（描き味）
上記色鉛筆を用い、描き味の評価の試験を実施例、比較例の番号をふせて官能評価により行った。具体的には、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、温度２０℃、湿度６５％と８５％の両条件下において１０名のモニターにより画用紙に筆記した際の描き味をモニターのフィーリングにより行い、以下の基準により評価した。
◎：１０名ともよいと判断したもの。
○：８〜９名のものがよいと判断したもの。
△：５以上７名以下のものがよいと判断したもの。
×：４名以下のものがよいと判断したもの。
【００５０】
表１より、界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含有する非焼成色鉛筆芯である実施例１、実施例２、実施例５〜９の非焼成色鉛筆芯は、親水性界面活性剤を含まない非焼成色鉛筆芯である比較例１または２の非焼成色鉛筆芯に比べて、曲げ強度及び成型性が実用レベル以上であって良好であった。また、ソルビタン脂肪酸エステル系界面活性剤を含有する実施例３及び実施例４と比較して、実施例１、実施例２、及び実施例６の非焼成色鉛筆芯は曲げ強度及び芯の成型性が向上し、実施例５及び実施例７の非焼成色鉛筆芯は撥水性物質の種類及び配合量の違いに起因して成型性のみが向上し、実施例８及び実施例９の非焼成色鉛筆芯は親水性界面活性剤を多量に含んでいることに起因して成型性のみが向上していることが認められた。
【００５１】
親水性界面活性剤とともに撥水性物質を含有する実施例１〜５の非焼成色鉛筆芯は、通常の曲げ強度を良好に維持しながら、湿度８０％保存後の曲げ強度の低下も防止されており、かつ消しゴム消去性、着色性及び成型性も良好であって、消しゴムで消去可能な非焼成色鉛筆芯としてバランスのとれた性能が確保されている。これに対して、実施例６の非焼成色鉛筆芯は、親水性界面活性剤を含み、撥水性物質を含まないために、曲げ強度が向上しているものの、湿度８０％保存後の曲げ強度が低下していることから、芯及び筆跡の耐湿性が低下していると判断されるものであった。
【００５２】
なお、実施例８の非焼成色鉛筆芯は、親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含む非焼成色鉛筆芯ではあるが、親水性界面活性剤を原料組成物（固形分）全量に対して１０．０重量％を超えて配合しているため、親水性が強すぎるため耐水性が低下しているものの、実施例９に比べて耐水性は向上し、湿度８０％保存後の曲げ強度について試験を実施できる程度までに向上した。また、表１中には示されていないが、油脂類のポリオキシエチレン付加物を原料組成物（固形分）全量に対して０．１重量％未満配合した非焼成色鉛筆芯では、その含有量が少なすぎるため、比較例１と余りかわらず、常温で液体の油状物質を含む非焼成色鉛筆芯の場合、芯の成型が困難となり、また成型しても当該芯の曲げ強度が弱く、実用性が低下していた。
【００５３】
また、撥水性物質として、特に界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルション、中でもパラフィンワックスエマルションを配合した非焼成色鉛筆芯であっても、その有効成分（撥水成分乃至ワックス成分）として、原料組成物（固形分）全量に対して５．０重量％を超えて配合した比較例４では、成型が困難となり、たとえ成型しても曲げ強度及び消しゴム消去性が低下している。一方、撥水性物質の配合量が固形分として原料組成物（固形分）全量に対して０．１重量％未満の場合は耐水性及び耐湿強度が低下した。なお、親水性界面活性剤を含有せずに撥水性物質だけを配合した比較例２では、成型できず、色鉛筆芯をつくること自体が困難であった。
【００５４】
なお、表１の物性欄における「−」は、数値の計測又は評価をすることができなかったことを示すものである。
【００５５】
実施例１０〜１３の非焼成色鉛筆芯は、タルクを用いたもの（比較例４〜６）に比べて曲げ強度及び描き味が同程度以上であり、成型性及び消しゴム消去性も良好であった。実施例１０〜１３の非焼成色鉛筆芯は、曲げ強度、描き味、成型性、消去性に加えて着色性も良好であった。
【００５６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は、着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、及び親水性界面活性剤を含み、上記親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含有する非焼成色鉛筆芯であるので、たとえワックス及び／又は油脂類として常温で液体の油状物質を含む場合であっても、芯の成型性と曲げ強度が良好である。また着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、及び親水性界面活性剤とともに撥水性物質を含む非焼成色鉛筆芯の場合は、さらに芯の耐湿性と筆跡の耐水性を改善することができる。
【００５７】
また、本発明は、板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を含有する非焼成色鉛筆芯であるため、アスベストは含まれておらず、安全性に優れている。また従来のタルクを体質材として含有するものと比較して、従来と同等の着色量（着色性）を有し、曲げ強度があり、描き味が良好であるなどの物性の低下もない。従って、安全性に優れた実用性のある非焼成色鉛筆芯を提供することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は非焼成色鉛筆芯に関し、さらに詳述すれば、芯の成型性及び描画時の着色性を向上させるとともに、特に芯の曲げ強度を向上させた非焼成色鉛筆芯に関するものであり、特に消しゴムで消去することができる非焼成色鉛筆芯に関するものである。また、描き味が良好であって、芯の曲げ強度を向上させた非焼成色鉛筆芯に関するものでもある。
【０００２】
【従来の技術】
従来の非焼成色鉛筆芯は、その配合組成中に、結合材である水溶性樹脂とワックス及び／又は油脂類を同時に含んでいる。このため、結合材である水溶性樹脂とワックス及び／又は油脂類とが配合段階では均一に混ざりにくいので成型性が悪いという問題が生じる。また、芯の成型工程中においてワックス及び／又は油脂類が水溶性樹脂の結合力を阻害するために、色鉛筆芯として使用した場合における曲げ強度が低い等の問題がある。特に、筆跡を消しゴムで消せる色鉛筆を得るためには、ワックス及び／又は油脂類として常温で液体の油状物質を用いる必要があり、常温で固体のものを用いるのと比較して、これらの問題が顕著に現れる。
【０００３】
かかる点で、従来、芯の曲げ強度を下げずに着色量を増大させるために、ソルビタン脂肪酸エステル系界面活性剤を配合した非焼成色鉛筆芯が提案されている（特開昭５１−１５３０２３号）。また、芯の成型性と曲げ強度を向上させるために、ソルビタン脂肪酸エステルとポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルを配合した非焼成色鉛筆芯が提供されている（特開２０００−７９７６号）。
【０００４】
しかし、筆跡を消しゴムで消去可能な非焼成色鉛筆芯とするために、ワックス及び／又は油脂類として特に常温で液体の油状物質を配合した場合、これらの界面活性剤では芯の成型性と曲げ強度向上の点では必ずしも十分なものとはいえない。また、非焼成色鉛筆芯に界面活性剤を含む場合においては、界面活性剤が親水性界面活性剤を有する場合には、親水性界面活性剤を含有することによる芯の高湿度下における強度（耐湿強度）の低下や筆跡の耐水性の低下がみられるために、非焼成色鉛筆芯の筆跡は必ずしも耐水性が十分ではなく、耐水性を必要とする用途には適していない。
【０００５】
一方、非焼成色鉛筆芯には、種々の体質材がその特性に応じて用いられている。なかでもタルクを体質材として含有させた非焼成色鉛筆芯は、鱗片状であるタルクが一方向に組織配向することから曲げ強度を向上することができ、また、タルクの摩耗しやすさ、滑りやすさなどの物性から描き味が良好であることなど非焼成色鉛筆芯としての特性を有することが可能となる。
【０００６】
また、タルクは、天然鉱物であるため、採取する産地などによっては、人体に悪影響を及ぼす可能性があると近年において指摘されているアスベストが含まれているものがあるので、アスベストが含まれていないタルクを選定し品質管理をする作業は非焼成色鉛筆芯を製造するに際して通常として行われている。
【０００７】
しかし、その作業が煩雑であるため、できれば品質が安定し、安全性において優れた体質材を用いることが望ましい。また、かかる作業を行う必要がない体質材を用いた非焼成色鉛筆芯であっても、従来と同等の着色量（着色性）を有し、曲げ強度があり、描き味が良好であるなどの物性を備えることも必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来においては、常温で固体のワックス及び／又は油脂類を配合した場合はもとより、たとえワックス及び／又は油脂類として常温で液体の油状物質を配合した場合であっても、芯の成型性と曲げ強度が良好な非焼成色鉛筆芯を提供することに問題があり、耐水性の向上についても問題となっていた。
【０００９】
また、従来のタルクを体質材として含有するものと比較して、曲げ強度、描き味などの描画材としての特性の低下がなく、アスベストが含まれていないことの確認作業がなく、さらに安全性に優れた非焼成色鉛筆芯を提供することについても問題となっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題である芯の良好な成型性と曲げ強度とを確保するために、着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、及び親水性界面活性剤を含み、上記親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含有する非焼成色鉛筆芯を採用した。特に、上記親水性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンひまし油及びポリオキシエチレン硬化ひまし油のうち少なくともいずれかの油脂類のポリオキシエチレン付加物が好適である。
【００１１】
本発明である上記親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含有する非焼成色鉛筆芯は、ワックス及び／又は油脂類を含む場合、特に常温で液体の油状物質をワックス及び／又は油脂類として含む場合であっても、芯の成型性と曲げ強度が良好である。
【００１２】
また、本発明は、親水性界面活性剤を含む非焼成色鉛筆芯の場合において、上記課題である芯の高湿度下における強度の低下や筆跡の耐水性の低下を改善するために、着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、及び親水性界面活性剤を含み、さらに撥水性物質を含む非焼成色鉛筆芯である。
【００１３】
本発明である撥水性物質をさらに含む非焼成色鉛筆芯の最も好適な態様としては、限定されるものではないが、着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、親水性界面活性剤及び撥水性物質を含み、上記親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物、上記撥水性物質として界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルションのパラフィンワックスエマルションを含有する非焼成色鉛筆芯である。
【００１４】
さらに、本発明は、体質材として板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を含有する非焼成色鉛筆芯でもある。体質材として板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を含む非焼成色鉛筆芯は、従来のタルクと同様に成型において板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物が一方向に配向して曲げ強度を発現するものであり、体質材にアスベストが含まれていないことの確認作業が不要であるために非焼成色鉛筆芯の製造の一環である品質管理作業が簡易であり、しかも従来のタルクの様にアスベストが含まれるということもなく、安全性に優れている非焼成色鉛筆芯である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（親水性界面活性剤）
本発明で用いられる親水性界面活性剤としては、公知の親水性界面活性剤を用いることができるが、色鉛筆の発色を阻害しないものが好適である。親水性界面活性剤としては、芯の良好な成型性と曲げ強度とを必要とする場合には、油脂類のポリオキシエチレン付加物が好適である。公知の親水性界面活性剤であれば、２種以上を組み合わせて用いることもできる。また、本発明に含まれる結合材とワックス及び／又は油脂類との相溶性をより良好にするために、上記親水性界面活性剤を親油性界面活性剤と供に用いることもできる。
【００１６】
上記の油脂類のポリオキシエチレン付加物における油脂類は、脂肪酸とグリセリンのエステルであるが、ここでいう油脂類としては天然、合成を問わず用いることができる。植物性天然油脂としては、例えば綿実油、やし油、ひまし油、オリーブ油、大豆油、サフラワー油、ホホバ油、ひまわり油などを挙げることができる。また植物性天然油脂としては、上記の硬化油を用いることができる。動物性天然油脂としては、例えば牛脂、鯨油、魚油などを挙げることができる。動物性天然油脂も上記の硬化油を用いることができる。
【００１７】
しかしながら、これらの油脂類のポリオキシエチレン付加物の中でも、特に、ポリオキシエチレンひまし油、或いはポリオキシエチレン硬化ひまし油が好適である。従って、本発明の好適な実施形態としては、ポリオキシエチレンひまし油及びポリオキシエチレン硬化ひまし油のうち少なくともいずれかを含有する非焼成色鉛筆芯とすることが重要である。なお、ポリオキシエチレンひまし油、或いはそのポリオキシエチレン硬化ひまし油としては、エチレンオキサイド鎖の付加モル数ｎが３６モルであるポリオキシエチレンひまし油（HLB：１０．０）を用いることが非焼成色鉛筆芯中に含まれる結合材である水溶性樹脂とワックス及び／又は油脂類とをより均一に混ざり易くするために最適である。
【００１８】
上記の油脂類のポリオキシエチレン付加物、中でもポリオキシエチレンひまし油或いはポリオキシエチレン硬化ひまし油の含有量は、原料組成物（固形分）全量に対して０．１〜１０．０重量％、好ましくは２．５〜３．５重量％である。上記親水性界面活性剤の含有量が０．１重量％未満の場合は、含有量が少なすぎるため、常温で液体のワックス及び／又は油脂類を含む非焼成色鉛筆芯の場合、芯の成型が困難となるほか、成型しても当該芯の曲げ強度が弱く、実用性が低下する。一方、上記親水性界面活性剤の含有量が１０．０重量％を超える場合は、耐水性が低下する。
【００１９】
（結合材）
本発明で用いられる結合材としては、公知の結合材であれば用いることができるが、強度及び剛性がある結合材が望ましい。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）、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロース、ポリビニルアルコール、アラビアガム、ベントナイト等のほか、公知の水溶性又は非水溶性高分子化合物を合成、天然を問わず使用することができる。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。好ましくは、公知の水溶性樹脂、公知の粘土鉱物を用いることが望ましい。また水などの溶剤を加えて結合材溶液としても用いることができる。結合材の含有量は、原料組成物（固形分）全量に対して２〜１５重量％、好ましくは３〜１０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描き味が低下し、摩耗し難く、実用性が低下する。一方、原料組成物（固形分）全量の２重量％未満にて配合された場合には芯状に成型し難く、また鉛筆芯としての強度が得難い。
【００２０】
（ワックス及び／又は油脂類）
本発明で用いられるワックス及び／又は油脂類としては、着色剤による発色を阻害しないものであれば、常温での状態が固形や液体であることを問わず、公知のワックス、油脂類を用いることができる。例示すると、流動パラフィン、シリコーンオイル、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、サゾールワックス、ケトンワックス、ワセリン、牛脂硬化油、密ロウ、木ロウ、α−オレフィンオリゴマー、鯨油、液状ラノリン、ヒマシ油、オリーブ油、エポキシ化大豆油、スクワレン等を挙げることができる。ワックス及び／又は油脂類は、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。
【００２１】
特に、本発明の比焼成色鉛筆芯を消しゴムで消去可能な非焼成色鉛筆芯とする場合は、ワックス及び／又は油脂類として常温で液体であるワックス及び／又は油脂類を用いることが好ましい。常温で液体である油状物質をワックス及び／又は油脂類として用いると、上記親水性界面活性剤によって、常温で液体である油状物質が、結合材の結合力を疎外せずに存在する結果、紙面上に付着した筆跡は、結合材で覆われた着色剤粒子及び体質材粒子が常温で液体の油状物質を伴う集合群として形成されるので、消しゴムで消去可能な非焼成色鉛筆芯とすることができる。
【００２２】
上記のワックス及び／又は油脂類は、着色性及び発色性等を与えるために配合されるものであるが、その含有量は原料組成物（固形分）全量に対して１〜２０重量％、好ましくは３〜１０重量％である。１重量％未満の場合は描き味及び着色性が低下し、２０重量％を越えると、鉛筆芯としての強度が得にくい。
【００２３】
なお、製造工程上、上記のワックス及び／又は油脂類を配合するにあたっては、Ｏ／Ｗエマルションとして配合してもよい。Ｏ／Ｗエマルションとする場合の界面活性剤は特に限定されない。上記のワックス及び／又は油脂類をＯ／Ｗエマルションとしない場合は、上記親水性界面活性剤と上記ワックス及び／又は油脂類とを予め混合し、この混合物を配合することが好ましい。
【００２４】
（着色剤）
本発明で用いられる着色剤は、特に限定されるものではないが、着色効果を有していて発色が美しい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、蛍光顔料のほか、パール顔料、金属粉顔料や、ガラスフレーク顔料等の鱗片状顔料も使用できる。その含有量は、原料組成物（固形分）全量に対して０．１〜２０重量％、好ましくは１〜１５重量％である。上記含有量が原料組成物（固形分）全量の２０重量％より過剰であると描き味が低下し、鉛筆芯としての強度が得にくい。これに対して、上記含有量が原料組成物（固形分）全量の１重量％より少ないと、特に０．１重量％未満であると発色が必ずしも十分でない。
【００２５】
（撥水性物質）
また、本発明の非焼成色鉛筆芯は、筆跡に耐水性が要求される用途の用いられる場合には、さらに撥水性物質を含有させることが好ましい。非焼成色鉛筆芯に撥水性物質を含有させることにより、親水性界面活性剤を含有する非焼成色鉛筆芯であっても、芯の耐湿度性（耐湿強度）及び筆跡の耐水性を確保することができる。上記撥水性物質は、公知の撥水性付与剤などを用いることができる。上記撥水性物質としては、撥水性物質を水媒体中に分散したものが撥水性物質を非焼成色鉛筆芯の成型体中に微細に存在させることができるために強度がより強くなるので好適であり、耐水性の観点から界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルションがより好適であり、特にパラフィンワックスエマルションを用いることが最適である。なお、上記の界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルションを原材料として配合した場合、製造工程において乾燥した後には油性成分である上記撥水性物質だけが有効成分として残るため、色鉛筆芯の耐湿度性、筆跡の耐水性を高めることができるものである。
【００２６】
上記撥水性物質、特に界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルション、中でもパラフィンワックスエマルションは、有効成分（撥水成分乃至ワックス成分）として、原料組成物（固形分）全量に対して０．１〜５．０重量％が好適であり、その最適範囲は、１．５〜４．５重量％である。撥水性物質が原料組成物（固形分）全量に対して０．１重量％未満の場合は耐水性及び耐湿強度が低下し、５．０重量％を超える場合は成型性、曲げ強度及び消しゴム消去性が低下する。
【００２７】
（体質材）
体質材としては、公知の体質材であれば使用することができるが、発色、着色性を阻害しない体質材が好ましい。具体的には、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、アルミナシリケート、白雲母、炭酸マグネシウム、シリカ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。なお、カオリン、白雲母が体質材として最適である。体質材の含有量は、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％より過小であると描き味が低下する。
【００２８】
（板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物）
本発明の非焼成色鉛筆芯は、非焼成色鉛筆芯に含まれる体質材のうち一部又は全部として板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を含むことができる。体質材のうち一部又は全部として、タルクに替えて板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を用いることにより、板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物にはアスベストを含む心配が無く、タルクを用いた場合に行われる製造における煩雑な品質管理作業の必要が無いので、本発明の非焼成色鉛筆芯は、安全性に優れかつ作業性に優れたものである。上記の板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、特に限定されるものではないが、体質材である板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物が含まれた非焼成色鉛筆芯が、タルクが非焼成色鉛筆芯中に含まれた場合と同程度以上の曲げ強度、描き味を発揮するものであれば良い。
【００２９】
体質材として板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を含む非焼成色鉛筆芯は、従来のタルクと同様に成型において板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物が一方向に配向して曲げ強度を発現するものであり、体質材にアスベストが含まれていないことの確認作業が不要であるために非焼成色鉛筆芯の製造の一環である品質管理作業が簡易であり、しかも従来のタルクの様にアスベストが含まれるという可能性もなく、優れていた安全性を維持した非焼成色鉛筆芯である。なお、非焼成色鉛筆芯に含まれる体質材として板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物とタルク以外の安全性のある体質材とを共に用いることで、本発明の非焼成色鉛筆芯を安全性を有する非焼成色鉛筆芯とすることができるものである。
【００３０】
上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、粉体中の粒子が実質的に平板状であれば六角板状であっても、円板状であってもよく、板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の粉体中の粒子が粉砕により均一の形状を有していなくてもよい。
【００３１】
上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、多形として特に限定されるものではなく、上記板状アルミナがα−Ａｌ２Ｏ３、γ−Ａｌ２Ｏ３及びθ−Ａｌ２Ｏ３からなる群より選ばれた単独又は２種以上の混合物であっても良く、上記板状アルミナ水和物がα−Ａｌ２Ｏ３水和物、γ−Ａｌ２Ｏ３水和物及びθ−Ａｌ２Ｏ３水和物からなる群より選ばれた単独又は２種以上の混合物であっても良いが、板状アルミナがα−Ａｌ２Ｏ３であり、板状アルミナ水和物がα−Ａｌ２Ｏ３水和物であることが、表面に孔がないために強度を劣化させることなく非焼成色鉛筆芯の配合中に比較的多量の板状アルミナを用いることができ、分散も容易であることから好ましい。板状アルミナ水和物を用いる場合には、板状アルミナ一水和物、板状アルミナ二水和物であっても板状アルミナ三水和物であっても良い。なお、上記板状アルミナにγ−Ａｌ２Ｏ３、θ−Ａｌ２Ｏ３のいずれかの単独又はこれらの混合物を用いる場合並びに上記板状アルミナにγ−Ａｌ２Ｏ３水和物、θ−Ａｌ２Ｏ３水和物のいずれかの単独又はこれらの混合物を用いる場合には、そのまま用いることも可能であるが、板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の表面がシランカップリング剤やチタネート系カップリング剤などのカップリング剤によって処理されたものであればα−Ａｌ２Ｏ３と同様に好適に用いることができる。
【００３２】
上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、製造方法としては特に限定されるものでなく、例えばα−Ａｌ２Ｏ３及び／又はα−Ａｌ２Ｏ３水和物であればバイヤー法によって得られた水酸化アルミニウムを粒度調整後にＮａ２ＳｉＯ３などの結晶抑制剤を用いた水熱合成処理（３５０℃以上、２００気圧以下）などの方法で得ることができる。
【００３３】
上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の粒子径は、特に限定されるものではないが、粒子径０．１〜２０μｍであるものを好適に用いることができる。また、上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の粒子のアスペクト比は特に限定されるものではないが、平均値が２〜５０である上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の粉体を好適に用いることができる。なお、アスペクト比とは、粒子の平均直径（μｍ）を厚さ（μｍ）で除したものである。上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、具体的にはセラフＦＹＡ００６１０、セラフＦＹＡ０２０２５、セラフＦＹＡ１００３０（以上、ＹＫＫ社製）、テラセスＢＭＮ、テラセスＢＭＮ―Ｂ（以上、河合石灰工業社製）を用いることができる。
【００３４】
上記板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、それぞれ単独で用いられるが、混合することも可能である。板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の含有量は、板状アルミナと板状アルミナ水和物とを合わせた含有量が非焼成色鉛筆芯の原料組成物の固形分全量に対して２〜８５重量％含まれることが好ましく、５〜８０重量％含まれることがより好ましい。板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の含有量が非焼成色鉛筆芯の原料組成物の固形分全量に対して８５重量％より多く含まれる場合には発色性が低下するために好ましくなく、また非焼成色鉛筆芯の原料組成物の固形分全量に対して２重量％より少ない場合には描画時において描き味が低下し、着色性が低下し、芯状に形成しにくくなるために好ましくない。なお、板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物は、板状アルミナと板状アルミナ水和物とのいずれか一方が単独の種類からなるものであってもよく、また形状、粒径、組成などが異なる複数種からなるものであってもよく、板状アルミナと板状アルミナ水和物とがそれぞれ複数種の混合されたものである混合物であっても良い。
【００３５】
（その他の成分）
なお、本発明の非焼成色鉛筆芯を製造するにあたっては、必要に応じて、水溶性樹脂を溶解させる水やアルコール等の溶剤のほか、防腐・防黴剤、滑剤、などのその他の添加剤を含有することができる。
【００３６】
（製造方法）
本発明の非焼成色鉛筆芯の製造方法は、基本的には上記の各成分を混合して、特定の形状に成型して調製することができる。例えば、原料を、混練機（ニーダーなど）を用いて混練し、混練しながら６０℃、４時間適度に水を蒸発させる。次いで、加圧機を用いて予備形成し、続いてプランジャー型押し出し成型機で例えば３ｍｍ径の鉛筆芯に押し出し成型し、乾燥（例えば７０℃で１２時間）させることにより調製することができる。必要に応じて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ことができる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明の実施例及び比較例について述べが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３８】
実施例１〜９、比較例１、比較例２について、次の製造方法により、表１に示す原料及び配合で非焼成色鉛筆芯を得た。まず、着色材、体質材及び結合材を、これらの原料と約同量の溶剤とともにニーダーで、６０℃、約８時間混練した。続いてこれに、親水性界面活性剤と、油状物質であるワックス及び又は油脂類の混合物を加え、さらに必要に応じて撥水性物質を加えた。次に、これを、加熱することなく３本ロールに１回通して脱気した後、プランジャー型成型機で予備成型し、その後プランジャー型成型機で直径３ｍｍの鉛筆芯に押し出し成型し、７０℃で少なくとも１２時間乾燥して、非焼成色鉛筆芯を得た。なお、表１の配合量は固形分として重量％で表されており、溶剤には水を用いた。
【００３９】
【表１】
実施例１０〜１３、比較例３〜６について、次の製造方法により、表２に示す原料及び配合で非焼成色鉛筆芯を得た。まず、板状アルミナ、板状アルミナ水和物、着色剤及び結合材並びにこれらの原料と約同容量の溶剤を６０℃で約４時間の条件下においてニーダーを用いて混練し、これにあらかじめ作成しておいた親水性界面活性剤と油脂類及び／又はワックス類との混合物を加えて混練をし、さらに撥水性物質を加えて混練した。なお、表２の配合量は固形分として重量％で表されており、溶剤には水を用いた。
【００４１】
【表２】
なお、表１及び表２中、各種成分は次の通りである。
結合材
（ａ）：ヒドロキシエチルセルロース（クラリアントポリマー社製、商品名「Tylose H20P2」）
（ｂ）：ポリビニルアルコール（クラレ社製、商品名「クラレポバール２０５」）
体質材
（ａ）：Pigment White 26（日本タルク株式会社製、商品名「MICRO ACE P-4」）
（ｂ）：カオリン（土屋カオリン工業社製、商品名「カオブライト」）
着色剤
（ａ）：ウォッチングレッドＳｒ（野間化学社製、商品名「レッドＳＲ−２００ＰＨ」）
（ｂ）：フタロシアニンブルー（クラリアントジャパン社製、商品名「ＨＯＳＴＡＰＥＲＭ ＢＬＵＥ Ｂ２Ｇ」）とサンカチタン（ジュポン 社製、商品名「Ｔｉｐｕｒｅ Ｒ９００」）
ワックス及び又は油脂類：流動パラフィン（昭和シェル石油社製、商品名「オンジナオイル」）
親水性界面活性剤
（ａ）：ポリオキシエチレンひまし油（クラリアントジャパン社製、商品名「Emulsogen EL」、エチレンオキサイド鎖の付加モル数ｎ＝３６モ ル）
（ｂ）：ポリオキシエチレン硬化ひまし油（日光ケミカルズ社製、商品名「ＨＣＯ−２０」、エチレンオキサイド鎖の付加モル数＝２０モル）
（ｃ）： モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン（エチレンオキサイド鎖の付加モル数ｎ＝２０モル、日光ケミカルズ社製、商品名 「ＴＯ−１０」）
（ｄ）： モノオレイン酸デカグリセリル（日光ケミカルズ社製、商品名
「Decaglyn１−Ｏ」）
親油性界面活性剤：セスキオレイン酸ソルビタン（日光ケミカルズ社製、商品名「ＳＯ−１５」）
撥水性物質
（ａ）：パラフィンワックスエマルション（Dick Peters BV社製、商品名「Pekophob 1160」）
（ｂ）：パラフィンワックスエマルション（クラリアントジャパン社製、商品名「Ｅ７０１Ｋ」）
（ｃ）：パラフィンワックスエマルション（Ｄｉｃｋ Ｐｅｔｅｒｓ ＢＶ社製、商品名：Ｐｅｋｏｐｈｏｂ）
滑材 （ａ）：窒化ホウ素
（ｂ）：雲母（山口雲母工業所社製、商品名：ＭＩＣＡ ＰＯＷＤＥＲＡ−１１）
【００４３】
〔評価〕
表１に示す実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯について、消しゴム消去性、曲げ強度（ＭＰａ）、湿度８０％保存後の曲げ強度（ＭＰａ）、着色量（ｍｇ／２５ｍ）及び成型性についてそれぞれ評価した。
【００４４】
（曲げ強度）
曲げ強度は、ＪＩＳ−Ｓ−６００５に準じて曲げ強度を測定した。すなわち、両支点間に支持した非焼成色鉛筆芯の中央部に荷重を加えて、非焼成色鉛筆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数値を求めた。その数値より以下の基準で評価した。
◎：従来の非焼成色鉛筆芯より優れている。
○：従来の非焼成色鉛筆芯と同程度の強度である。
×：従来の非焼成色鉛筆芯より強度が劣り、実用できない。
【００４５】
（湿度８０％保存後の曲げ強度）
この湿度８０％保存後の曲げ強度は、湿度８０％の環境下で６時間保存した後に、上記の曲げ強度試験と同様にして測定し評価した。
【００４６】
（着色性）
着色量は、２５ｍ筆記した後の芯の重量と、筆記前の当該芯の重量の差の数値を算出し、以下の基準により評価した。
○：従来の実用されている色鉛筆と比べて優れた着色量である。
△：従来の実用されている色鉛筆と同程度の着色量である。
×：従来の実用されている色鉛筆より劣る着色量である。
【００４７】
（成型性）
成型中もしくは乾燥中に、成型した芯の４０％以上がバラバラに破損してしまったものは×、破損してしまった芯が４０％未満〜３５％以上のものは△、３５％未満〜３０％以上のものは○、３０％未満のものは◎とした。
【００４８】
（消しゴム消去性）
実施例及び比較例の色鉛筆を使って画用紙に筆記し、その消しゴム消去性の良さを以下の基準で評価した。なお、消しゴムはラビット株式会社製の商品名「ＲＣ−６０」を用いた。
◎：消去性が優れている。
○：消去性が良好である。
△：消去性があまり良くない。
×：消去性が良くない。
【００４９】
（描き味）
上記色鉛筆を用い、描き味の評価の試験を実施例、比較例の番号をふせて官能評価により行った。具体的には、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、温度２０℃、湿度６５％と８５％の両条件下において１０名のモニターにより画用紙に筆記した際の描き味をモニターのフィーリングにより行い、以下の基準により評価した。
◎：１０名ともよいと判断したもの。
○：８〜９名のものがよいと判断したもの。
△：５以上７名以下のものがよいと判断したもの。
×：４名以下のものがよいと判断したもの。
【００５０】
表１より、界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含有する非焼成色鉛筆芯である実施例１、実施例２、実施例５〜９の非焼成色鉛筆芯は、親水性界面活性剤を含まない非焼成色鉛筆芯である比較例１または２の非焼成色鉛筆芯に比べて、曲げ強度及び成型性が実用レベル以上であって良好であった。また、ソルビタン脂肪酸エステル系界面活性剤を含有する実施例３及び実施例４と比較して、実施例１、実施例２、及び実施例６の非焼成色鉛筆芯は曲げ強度及び芯の成型性が向上し、実施例５及び実施例７の非焼成色鉛筆芯は撥水性物質の種類及び配合量の違いに起因して成型性のみが向上し、実施例８及び実施例９の非焼成色鉛筆芯は親水性界面活性剤を多量に含んでいることに起因して成型性のみが向上していることが認められた。
【００５１】
親水性界面活性剤とともに撥水性物質を含有する実施例１〜５の非焼成色鉛筆芯は、通常の曲げ強度を良好に維持しながら、湿度８０％保存後の曲げ強度の低下も防止されており、かつ消しゴム消去性、着色性及び成型性も良好であって、消しゴムで消去可能な非焼成色鉛筆芯としてバランスのとれた性能が確保されている。これに対して、実施例６の非焼成色鉛筆芯は、親水性界面活性剤を含み、撥水性物質を含まないために、曲げ強度が向上しているものの、湿度８０％保存後の曲げ強度が低下していることから、芯及び筆跡の耐湿性が低下していると判断されるものであった。
【００５２】
なお、実施例８の非焼成色鉛筆芯は、親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含む非焼成色鉛筆芯ではあるが、親水性界面活性剤を原料組成物（固形分）全量に対して１０．０重量％を超えて配合しているため、親水性が強すぎるため耐水性が低下しているものの、実施例９に比べて耐水性は向上し、湿度８０％保存後の曲げ強度について試験を実施できる程度までに向上した。また、表１中には示されていないが、油脂類のポリオキシエチレン付加物を原料組成物（固形分）全量に対して０．１重量％未満配合した非焼成色鉛筆芯では、その含有量が少なすぎるため、比較例１と余りかわらず、常温で液体の油状物質を含む非焼成色鉛筆芯の場合、芯の成型が困難となり、また成型しても当該芯の曲げ強度が弱く、実用性が低下していた。
【００５３】
また、撥水性物質として、特に界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルション、中でもパラフィンワックスエマルションを配合した非焼成色鉛筆芯であっても、その有効成分（撥水成分乃至ワックス成分）として、原料組成物（固形分）全量に対して５．０重量％を超えて配合した比較例４では、成型が困難となり、たとえ成型しても曲げ強度及び消しゴム消去性が低下している。一方、撥水性物質の配合量が固形分として原料組成物（固形分）全量に対して０．１重量％未満の場合は耐水性及び耐湿強度が低下した。なお、親水性界面活性剤を含有せずに撥水性物質だけを配合した比較例２では、成型できず、色鉛筆芯をつくること自体が困難であった。
【００５４】
なお、表１の物性欄における「−」は、数値の計測又は評価をすることができなかったことを示すものである。
【００５５】
実施例１０〜１３の非焼成色鉛筆芯は、タルクを用いたもの（比較例４〜６）に比べて曲げ強度及び描き味が同程度以上であり、成型性及び消しゴム消去性も良好であった。実施例１０〜１３の非焼成色鉛筆芯は、曲げ強度、描き味、成型性、消去性に加えて着色性も良好であった。
【００５６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は、着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、及び親水性界面活性剤を含み、上記親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含有する非焼成色鉛筆芯であるので、たとえワックス及び／又は油脂類として常温で液体の油状物質を含む場合であっても、芯の成型性と曲げ強度が良好である。また着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、及び親水性界面活性剤とともに撥水性物質を含む非焼成色鉛筆芯の場合は、さらに芯の耐湿性と筆跡の耐水性を改善することができる。
【００５７】
また、本発明は、板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物を含有する非焼成色鉛筆芯であるため、アスベストは含まれておらず、安全性に優れている。また従来のタルクを体質材として含有するものと比較して、従来と同等の着色量（着色性）を有し、曲げ強度があり、描き味が良好であるなどの物性の低下もない。従って、安全性に優れた実用性のある非焼成色鉛筆芯を提供することができる。
Claims (9)
- 着色材、結合材、体質材、ワックス及び／又は油脂類、及び親水性界面活性剤を含み、さらに撥水性物質を含む非焼成色鉛筆芯であって、
上記親水性界面活性剤として油脂類のポリオキシエチレン付加物を含有し、
ワックス及び／又は油脂類が、常温で液体の油状物質であり、
前記撥水性物質は、パラフィンワックスであり、原料組成物（固形分）全量に対して０．１〜５．０重量％含まれている非焼成色鉛筆芯。 - 油脂類のポリオキシエチレン付加物がポリオキシエチレンひまし油及びポリオキシエチレン硬化ひまし油のうち少なくともいずれかを含有する請求項１記載の非焼成色鉛筆芯。
- 油脂類のポリオキシエチレン付加物が、原料組成物（固形分）全量に対して０．１〜１０．０重量％含まれている請求項１又は２記載の非焼成色鉛筆芯。
- 撥水性物質が、撥水性物質を水媒体中に分散した撥水性付与剤である請求項１記載の非焼成色鉛筆芯。
- 撥水性物質が、界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルションである請求項１記載の非焼成色鉛筆芯。
- 界面活性剤を含まないＯ／Ｗエマルションが、パラフィンワックスエマルションである請求項５記載の非焼成色鉛筆芯。
- 体質材が板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物である請求項１乃至６のいずれかに記載の非焼成色鉛筆芯。
- 上記板状アルミナがα−Ａｌ ２ Ｏ ３ 、γ−Ａｌ ２ Ｏ ３ 及びθ−Ａｌ ２ Ｏ ３ からなる群より１種以上選ばれたものであり、上記板状アルミナ水和物がα−Ａｌ ２ Ｏ ３ 水和物、γ−Ａｌ ２ Ｏ ３ 水和物及びθ−Ａｌ ２ Ｏ ３ 水和物からなる群より１種以上選ばれたものである請求項７記載の非焼成色鉛筆芯。
- 板状アルミナ及び／又は板状アルミナ水和物の含有量が非焼成色鉛筆芯全量に対して２〜８５重量％である請求項７又は請求項８のいずれかに記載の非焼成色鉛筆芯。
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