JP6125056B2 - 固形描画材及び固形描画具 - Google Patents
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Description
一方、強度を強くするため、樹脂量を増量すると、細く成形することはできても硬いため、コート紙、プラスチック、金属、ガラス、ホワイトボード等の平滑な非吸収面に描画することができない点に課題がある。
上記の「ワックス」と総称されるもののうち、「脂肪酸と高級一価または二価のアルコール」と定義されるほとんどのものが、ロジン及びロジンのグリセリンエステル等ロジン変成物との相溶性が劣る。
これに対して、三価(グリセリン)、あるいは四価(ペンタエリスリトール)のアルコールと脂肪酸のエステルは、ロジン及びロジンのグリセリンエステル等ロジン変成物との相溶性が良い。
以上より、本願では、「常温で固体または半固体の有機物」であって「常温から100℃付近までの温度範囲で溶融し、溶融粘度の低いもの」、特に、その溶融する温度(融点)が110℃以下であるものを「ワックス」と称することとする。
上記の課題に鑑み、本願の第1の発明は、樹脂成分(水溶性樹脂(ウッドロジンとロジン樹脂を除く。)を除く。以下同じ。)、ワックス成分、少なくとも二酸化チタンを含む顔料及び体質材をから成る固形描画材20において、
前記樹脂成分として、ロジン及びロジン変成物のうち少なくとも一方のみを6重量%以上20重量%以下の範囲で含有し、
前記ワックス成分として、融点45℃以上のグリセリン脂肪酸エステル及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルのうちの少なくとも一方を8重量%以上50重量%以下の範囲で含むとともに、
融点40℃超の成分のみから成ることを特徴とする。
これらは、化成品、天然物を区別することなく、単独、又は2種以上混合して用いることも可能であり、目的とする固形描画材20の着色性、硬さによって適宜選択される。
この樹脂成分の含有率は0.5重量%以上20重量%以下の範囲にあることとなっている。この含有率が0.5重量%を下回ると、平滑面での定着性が劣り着色が不十分であり、また強度的に弱く、実用的でない。一方、20重量%を上回ると硬く、やはり平滑面での定着性が劣り着色が不十分となる。
上記ワックス成分の含有率は8重量%以上50重量%以下の範囲にあることとなっている。この含有率が8重量%を下回ると硬く、平滑面での定着性が劣り着色が不十分となる。一方、50重量%を上回ると強度的に弱くなり、実用的でない。
本発明における「二酸化チタン」としてはルチル、アタナーゼを問わず従来公知の二酸化チタンをすべて用いることができる。しかし、透明プラスチック、ガラス等透明な板面に濃く明確に描画することを目的とするには、触媒用二酸化チタンは粒子径が細かく、薄い描画面となり、好ましくない。
本発明における「体質材」としては炭酸カルシウム、カオリン、タルク、沈降性硫酸バリウム、マイカ、窒化ホウ素、チタン酸カリウムウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムウィスカーのウィスカー類等公知の体質材をすべて用いることができる。
また、本願の第2の発明は、前記第1の発明の特徴に加え、前記樹脂成分と前記ワックス成分との重量比率が2:1〜1:25の範囲にあることを特徴とする。
樹脂成分の重量比率がワックス成分に対し1:25より少ないと、得られる固形描画材20が脆く、また平滑面での定着性が劣り着色が不十分となる。また、樹脂成分の重量比率がワックス成分に対し2:1より多いと固形描画材20が硬くなってしまい、着色性が不十分である。
要するに、樹脂成分と、ワックス成分とが好適な重量比率(すなわち、2:1〜1:25の範囲内)で混合されれば、平滑面での定着性が良好で、着色が良い固形描画材20が得られることになる。
なお、樹脂成分とワックス成分との混合は、事前に溶融混合しておくことも可能であるし、また、固形描画材20の製造工程において、他の配合物とミキサー中等で混合することも可能であり、その製造方法については特に限定されない。
また、本願の第3の発明は、前記第1の発明の特徴に加え、前記二酸化チタンを5重量%以上含むことを特徴とする。
二酸化チタンの含有量が5重量%を下回ると、透明プラスチック、ガラス等透明な板面に濃く明確に描画することができず、薄い描画面となり、好ましくない。
また、本願の第4の発明に係る固形描画具10は、前記第1の発明に係る固形描画材20と、
該固形描画材20の外周面に2周以上巻き回される保護シート30とを備え、
該固形描画材20は該保護シート30ごと鉛筆削り器で切削するものであることを特徴とする。
「保護シート30」とは、この固形描画材20の外周面に、手指の汚れ防止や固形描画材20の保護あるいや補強のために巻き回されるシート状構造物をいう。
そして、この固形描画材20にこの保護シート30が巻き回されているものが「固形描画具10」である。
なお、保護シート30の材質としての紙については、吸湿により繊維が膨潤することで切削性が悪くなることを考慮し、アート紙又はコート紙等表面加工した紙や、ポリプロピレン製等の樹脂を配合した合成紙が望ましい。
また、強度及び切削時のカスの散乱防止の点で、保護シート30の内面側の一部又は全部に接着剤が塗布されていることが望ましい。この接着剤の材質は、これまでシール、シート、フィルム等に使用されてきたものであれば、特に限定はなく、いずれも使用可能である。
また、本発明では固形描画材20に保護シート30を2周以上巻き回すが、極端に薄いと皺になりやすい。また、あまりに厚ければ、最内層の辺縁と重なる部分に段差ができやすく、常温では巻きにくく、そして時間が経てば剥れやすい。よって保護シート30の厚さは概ね1μm以上かつ200μm以下が好ましく、5μm以上かつ150μm以下がさらに望ましい。
これに対して、本発明の固形描画材では、特定の樹脂、ワックス類の組み合わせ、比率により、オイル等液体成分の含有量を極限まで減量でき、その結果、強く、かつ平滑な非吸収面へ描画可能な固形描画材が得られた。
すなわち、本発明によれば、滑らかな書き味を有し、特にコート紙、プラスチック、金属、ガラス、ホワイトボード等の平滑な非吸収面に対しても格段に濃く描画可能な固形描画材が提供される。さらに詳しくは、透明プラスチック、ガラス等透明な板面に濃く明確に描画可能でありながら、優れた曲げ強度等の機械的強度を有し、折れにくい固形描画材が提供される。また、上記の非吸収面に描画した場合、布、ティッシュペーパー等紙類、ホワイトボード消去具等で容易に消去できる固形描画材が提供される。また、このような固形描画材の外周を保護シートで被覆しつつ、この保護シートに剥離や離断等のためのミシン目や切れ目等の特別の構造を設けることなく、固形描画材の摩耗に伴って描画可能な先端部分を新たに露出させることが可能な固形描画具が提供される。
(1−1)実施例1
ハゼロウ(融点52℃):43重量%
ロジン:16重量%
タルク:17重量%
二酸化チタン:14重量%
ジスアゾイエローAAA:2重量%
フタロシアニングリーン:8重量%
上記配合組成物をニーダーで加熱混合、分散させた後に2本ロールで混練した後、加熱溶融させ、所定の型に流し込み、冷却、固化して、断面が一辺8.0mm×8.0mmの図1(A)に示すような緑色の固形描画材20を得た。
ステアリン酸グリセリド(融点61℃):43重量%
ロジンエステル:16重量%
タルク:18重量%
二酸化チタン:12重量%
パーマネントレッド:11重量%
上記配合組成物をニーダーで加熱混合、分散させた後に2本ロールで混練し、この混練物をプランジャー型押出機にて押出成形して、直径8.0mmの図1(B)に示すような赤色の固形描画材20を得た。
ステアリン酸グリセリド(融点61℃):43重量%
ロジンエステル:16重量%
タルク:18重量%
二酸化チタン:12重量%
パーマネントレッド:11重量%
上記配合組成物をニーダーで加熱混合、分散させた後に2本ロールで混練し、この混練物をプランジャー型押出機にて押出成形して、図2に示すような直径7.0mm、長さ120mmの赤色の固形描画材20を得た。これに、接着剤を含めた厚さ100μm、横138mm、縦120mmのポリプロピレン合成紙製の保護シート30を図3に示すように5周巻き回し、図2に示すような直径8.0mm、長さ120mmの固形描画具10を得た。
上記実施例3の保護シート30を、接着剤を含めた厚さ100μm、横138mm、縦120mmの二軸延伸ポリプロピレン製の保護シート30に置き換えたこと以外は、上記実施例3と同様の製法で直径8.0mm、長さ120mmの固形描画具10を得た。
上記実施例3の保護シート30を、接着剤を含めた厚さ100μm、横138mm、縦120mmのアート紙製の保護シート30に置き換えたこと以外は、上記実施例3と同様の製法で直径8.0mm、長さ120mmの固形描画具10を得た。
ハゼロウ(融点52℃):43重量%
ロジン:16重量%
タルク:17重量%
二酸化チタン:14重量%
ジスアゾイエローAAA:2重量%
フタロシアニングリーン:8重量%
上記配合組成物をニーダーで加熱混合、分散させた後に2本ロールで混練し、この混練物をプランジャー型押出機にて押出成形して、直径7.0mm、長さ120mmの緑色の固形描画材20を得た。これに、接着剤を含めた厚さ80μm、横141mm、縦120mmのポリ塩化ビニル製の保護シート30を6周巻き回し、直径7.9mm、長さ120mmの固形描画具10を得た。
上記実施例6の保護シート30を、接着剤を含めた厚さ80μm、横141mm、縦120mmのスチレン製の保護シート30に置き換えたこと以外は、上記実施例6と同様の製法で直径7.9mm、長さ120mmの固形描画具10を得た。
ハゼロウ(融点52℃): 40重量%
パラフィンワックス155F(日本精蝋):10重量%
ホワイトミネラルオイル:10重量%
タルク:16重量%
二酸化チタン:14重量%
ジスアゾイエローAAA:2重量%
フタロシアニングリーン:8重量%
上記配合組成物をニーダーで加熱混合、分散させた後に2本ロールで混練した後、加熱溶融させ、所定の型に流し込み、冷却、固化して、断面が一辺8.0mm×8.0mmの緑色固形描画材を得た。
ウルシロウ(融点52℃):15重量%
フィッシャー・トロプシュワックス(融点110℃):21重量%
モンタンワックス:12重量%
低密度ポリエチレン(住友化学):21重量%
カオリン:6重量%
二酸化チタン:15重量%
ジスアゾイエローAAA:10重量%
上記配合組成物をニーダーで加熱混合、分散させた後に2本ロールで混練し、この混練物を射出機にて射出成形し、直径8.0mmの黄色固形描画材を得た。
ウルシロウ(融点52℃):22重量%
パラフィンワックス135F(日本精蝋):23重量%
マイクロクリスタリンワックス(日本精蝋):5重量%
エチレン−酢酸ビニル共重合体:22重量%
(酢酸ビニル含有量:28重量%、メルトフローレート:15g/分)
タルク:8重量%
二酸化チタン:10重量%
群青:6重量%
フタロシアニンブルー:4重量%
上記配合組成物をニーダーで加熱混合、分散させた後に2本ロールで混練し、この混練物を射出機にて射出成形し、直径8.0mmの青色固形描画材を得た。
ハゼロウ(融点52℃):34重量%
パラフィンワックス155F(日本精蝋):15重量%
低密度ポリエチレン(住友化学):15重量%
エチレン−酢酸ビニル共重合体:5重量%
(酢酸ビニル含有量:28重量%、メルトフローレート:40g/分)
炭酸カルシウム:6重量%
二酸化チタン:15重量%
ピラゾロンオレンジ:10重量%
上記配合組成物をニーダーで加熱混合、分散させた後に2本ロールで混練し、この混練物を射出機にて射出成形し、直径8.0mmの橙色固形描画材を得た。
上記実施例3の保護シート30を、接着剤を含めた厚さ100μm、横138mm、縦120mmの上質紙製の保護シートに置き換えたこと以外は、上記実施例3と同様の製法で直径8.0mm、長さ120mmの固形描画具を得た。
上記実施例3と同様の配合組成物をニーダーで加熱混合、分散させた後に2本ロールで混練し、この混練物をプランジャー型押出機にて押出成形して、直径7.8mm、長さ120mmの赤色の固形描画材を得た。これに、厚さ80μm、横28mm、縦120mmのポリプロピレン合成紙製の保護シートを1周巻き回し、合わせ部を接着剤で貼り合わせ、直径8.0mm、長さ120mmの固形描画具を得た。
上記比較例6の保護シートを、厚さ80μm、横28mm、縦120mmのアート紙製の保護シートに置き換えたこと以外は、上記比較例6と同様の製法で直径8.0mm、長さ120mmの固形描画具を得た。
ウルシロウ(融点52℃):15重量%
フィッシャー・トロプシュワックス(融点110℃):21重量%
モンタンワックス:12重量%
低密度ポリエチレン(住友化学):21重量%
カオリン:6重量%
二酸化チタン:15重量%
ジスアゾイエローAAA:2重量%
フタロシアニングリーン:8重量%
上記配合組成物をニーダーで加熱混合、分散させた後に2本ロールで混練し、この混練物を射出機にて射出成形し、直径8.0mmの緑色の固形描画材を得た。
上記実施例3と同様の固形描画材の外周面に接着剤を塗布し、外径8.0mm、内径7.1の木軸に装填し、直径8.0mm、長さ120mmの固形描画具を得た。
上記実施例1及び2並びに比較例1〜4の固形描画材について、強度、紙、PETフィルム、ガラス、ホワイトボードに描画する際の着色性及び消去性について、評価、確認した。
各固形描画材について、23℃の温度下、支点間40mmで3点曲げ強度測定し、折損した際の荷重(単位:N)を求めた。
実施例1及び比較例1に係る固形描画材はカッターナイフで先端を切削して尖らせた。実施例2及び比較例2〜4に係る固形描画材は小型ミニシャープナーで先端を切削して尖らせた。これらのそれぞれを用いて、コピー用紙、PETフィルム、ガラス板、ホワイトボード(WB)に描画し、その時の着色性をA〜Eの5段階で評価した。評価基準は以下のとおりとした。
A:描線が濃く、はっきりと見える。
B:描線に乱れが見られるが、普通に見える。
C:描線は掠れており、見辛い。
D:描線はかなり掠れており、注意しないと見えない。
E:描線はほとんど見えない、もしくは描けない。
上記(2−2)でPETフィルム、ガラス板、ホワイトボードに描いた描線をティッシュペーパーで擦り、その時の消去性をA〜Eの5段階で評価した。評価基準は下記のとおりとした。
A:良く消えて全く跡が残らない。
B:消えるが少し跡が残る。
C:描線の形が消えずに残る。
D:ほとんど消えない。
E:全く消えない(ただし、上記(2−2)の評価がD又はEであった場合はこの評価とした)。
上記実施例1及び2並びに比較例1〜4を用いた上記各評価方法についての評価結果を、下記表1に示す。
まず、比較例1はハゼロウのみでロジン等が配合されていないため、描画時に先端が折れやすかった。また、軟らかい割りに平滑面に対して滑ってしまい、濃く描画できない結果となった。
比較例2〜4は強度も強く、紙に描画する場合はほとんど問題なかったが、平滑面に描画する場合、滑って描画ができない、という結果となった。
上記実施例3〜7及び比較例5〜9の固形描画具について、強度及び鉛筆削り器による切削性について評価した。
各固形描画材について、23℃又は40℃の温度下、支点間60mmで3点曲げ強度測定し、折損した際の荷重(単位:N)を求めた。
モニター5名に、三菱鉛筆製ミニ鉛筆削り器(商品名:ポケットシャープナーDPS−101 PLT)を用いて常温・常湿(23℃、50%)の環境下及び高温・高湿(35℃、80%)の環境下にて先端が尖るように(図3参照)切削させたうえで、その切削性を下記の1〜5点の5段階で官能評価させ、その平均点を求めた。
1:著しく悪い。
2:悪い。
3:良くも悪くもない。
4:良い。
5:著しく良い。
各実施例及び比較例を用いた上記評価方法についての評価結果を、下記表2に示す。
比較例5で保護シートとして使用した上質紙は、堅く吸湿しやすいため、これを巻き回した比較例5では、固形描画材を同じくする実施例1に比べ、明らかに切削性が劣ることとなった。特に高温・高湿の条件下では、保護シートが破れるという結果となった。
比較例6及び7は、保護シートの巻き回しが1周のため弱くて折れやすく、固形描画具としては強度不足であった。また、保護シートの接着材は重ね合わせる部位のみに塗布されていたため、保護シートが固形描画材から剥れやすかった。このことによって、固形描画材を同じくする実施例3に比べ、明らかに切削性が劣ることとなった。
比較例8は切削性については問題なかったが、強度が著しく弱く、折れやすいため実用には適さないと思われる。
比較例9は、同じ固形描画材を使用した実施例3よりも木軸を備える分だけ堅牢で強度は強かった。しかし、木軸の厚さが0.1mmと薄かったため、固形描画材との接着強度が弱く、特に高湿条件下では軸が割れてしまい、実施例3に比べ切削性の評価が著しく低下することとなった。
Claims (6)
- 樹脂成分(水溶性樹脂(ウッドロジンとロジン樹脂を除く。)を除く。以下同じ。)、ワックス成分、少なくとも二酸化チタンを含む顔料及び体質材から成る固形描画材において、
前記樹脂成分として、ロジン及びロジン変成物のうち少なくとも一方のみを6重量%以上20重量%以下の範囲で含有し、
前記ワックス成分として、融点45℃以上のグリセリン脂肪酸エステル及びペンタエリスリトール脂肪酸エステルのうちの少なくとも一方を8重量%以上50重量%以下の範囲で含むとともに、
融点40℃超の成分のみから成ることを特徴とする固形描画材。 - 前記樹脂成分と前記ワックス成分との重量比率が2:1〜1:25の範囲にあることを特徴とする請求項1記載の固形描画材。
- 前記二酸化チタンを5重量%以上含むことを特徴とする請求項1記載の固形描画材。
- 請求項1記載の固形描画材と、
該固形描画材の外周面に2周以上巻き回されるとともに表面加工紙又は合成紙で形成されている保護シートとを備え、
該固形描画材は該保護シートごと鉛筆削り器で切削するものであることを特徴とする固形描画具。 - 請求項1記載の固形描画材と、
該固形描画材の外周面に2周以上巻き回されるとともにポリエステル、ナイロン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル又は二軸延伸ポリプロピレンにより形成されている保護シートとを備え、
該固形描画材は該保護シートごと鉛筆削り器で切削するものであることを特徴とする固形描画具。 - 前記保護シートの内面側の一部又は全部に接着剤が塗布されていることを特徴とする請求項4又は5記載の固形描画具。
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