JP6347099B2 - シャープペンシル - Google Patents
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Description
これを改善するために、実開平1−132790号公報(特許文献1)には、本体の先端部材の角を曲面状に形成したシャープペンシルが、特開平8−282182号公報(特許文献2)には、軸回転自在な先端部材を備えたシャープペンシルが開示されている。
さらに、前記先端部材の表面を水酸基や酸素原子を持つものとし、前記粒子の表面を水酸基を持つものとすると、水素結合によって摩耗粉が先端部材に付着し易くなるので、固体潤滑剤としての効果を発揮しやすくなる。
また、先端部材の少なくとも表面部分が、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリメタクリル酸メチルの何れかとして、焼成鉛筆芯が樹脂炭化物を含有するものとすると、先端部材の表面部分は、炭素と酸素または窒素間での不飽和結合による分極部位を持つカーボネート基、ニトリル基、カルボニル基を表面に持つことになり、摩耗粉中の樹脂炭化物内の分極部位とで摩擦帯電が起き易く、その静電力により、摩耗粉が先端部材に付着し易くなるので、固体潤滑剤としての効果を発揮しやすくなる。
本発明で使用する焼成鉛筆芯を内蔵し操作によって先端より突出させるシャープペンシル本体としては、従来公知のものが種々使用できる。例えば、特開2013−173321号公報に開示されているようなものがあげられる。また、他に、特開平8−282182号公報に開示されているような、筆記に際し芯の磨耗と共に先端部材の先端面が紙面に擦られた状態で後退するなどして、筆記時の芯折れを防ぐものがあり、特にφ0.2やφ0.3など細径の芯の保護として有効である。
この先端部材の表面に微細な凹部形成する方法としては、粒状の研磨材を表面に当てて対象物を物理的に加工するバレル研磨やブラスト研磨、薬剤により対象物を化学的に加工するケミカルエッチング等があり、当該凹部の開口径や深さを調整して所望のものとするためには研磨材の材質、径や薬剤の種類濃度、加工時間などを適宜調整すればよい。
材質としては、無機粒子では、鱗片状黒鉛、薄片状黒鉛、窒化硼素として六方晶系窒化硼素、金属酸化物としてアルミナ、シリカ、ケイ酸塩としてマイカ、タルク、バーミキュライト、リン酸塩としてアパタイトなど、有機粒子では、固相炭化する樹脂として、塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、フェノール樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ブチルゴムなどが例示できる。中でも表面水酸基を持つ粒子としては、アルミナ、シリカ、マイカ、タルク、バーミキュライト、アパタイトなどが挙げられる。これら表面水酸基を持つ粒子と表面に水酸基や酸素原子を持つ先端部材とを使用して水素結合により摩耗粉を先端部材に付着し易くする際は、水素結合した粒子はパイプ表面で保持され易いので添加量は用いる粒子に対し0.15wt%以上で十分効果を発揮する。
粒子の市販品としては、黒鉛として、CPB(平均粒子径19μm)、CSP(平均粒子径15μm)、ACP−1000(平均粒子径12μm)、J−CPB(平均粒子径5μm)(以上日本黒鉛(株)製)、窒化硼素として、デンカボロンナイトライドSGP(平均粒子径d50=18μm)、同MGP(平均粒子径d50=13μm)、同GP(平均粒子径d50=8μm)、同HGP(平均粒子径d50=5μm)(以上電気化学工業(株)製)、アルミナとしてセラフ05025(平均粒子径5μm)、同05070(平均粒子径5μm)、同07070(平均粒子径7μm)、同10030(平均粒子径10μm)(以上キンセイマテック(株)製)、アパタイトとしてHAP(岩瀬コスファ(株)製)、ケイ酸塩類のマイカとしてY−1800(平均粒子径10μm)、TM−10(平均粒子径11μm)(以上(株)ヤマグチマイカ製)、タルクとしてCT−35(平均粒子径17μm)、EX−15(平均粒子径15μm)(以上(株)ヤマグチマイカ製)、P−8(平均粒子径d50=3μm)、P−6(平均粒子径d50=4μm)、P−4(平均粒子径d50=4.5μm)、P−3(平均粒子径d50=5μm)、P−2(平均粒子径d50=7μm)、MS−P(平均粒子径d50=13μm)、MSW(平均粒子径d50=13μm)、MS(平均粒子径d50=14μm)(以上日本タルク(株)製)、シリカとして、サンスフェア(平均粒子径3〜5μm)、M.S.GEL(平均粒子径1.8μm)(以上、AGCエスアイテック(株)製)、シルリーフ(平均粒子径5μm、安息角53°)(水澤化学工業(株)製)、塩化ビニリデンとして、サランレジン(旭化成ケミカルズ(株)製)、塩素化ポリエチレンとして、エラスレン(昭和電工(株)製)、タイリン(ダウ・ケミカル日本(株)製)、フェノール樹脂として、PZ−9000(DIC(株)製)、マリリンFM、同HF(以上、群栄化学工業(株)製)、フラン樹脂として、ヒタフラン(日立化成(株)製)、ポリアクリルアミドとして、ポリフロックNシリーズ(ニットーボーメディカル(株)製)、ポリアクリロニトリルとして、タフチックASF−7(平均粒子径7μm)(東洋紡(株)製)などが挙げられる。
これら粒子径が1μm以上20μm以下となる粒子を配合物に対し30wt%以上の割合で含有することが好ましい。尚、本発明の鉛筆芯体中には、1μmに満たない粒子が併用されていることを妨げない。
一例を挙げると、粒子径が1μm〜20μmの範囲外の粒子も併用することができ、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、塩素化パラフィン樹脂、ポリビニルアルコール、スチロール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレンーブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニルなどの合成樹脂や、鉄、アルミニウム、チタン、亜鉛等金属の酸化物や窒化物、無定形シリカ、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ、炭素繊維などを併用してもよい。これらは必要に応じて1種または2種以上併用することもできる。
更に、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジブチル(DBP)、ジオクチルアジペート、ジアリルイソフタレート、トリクレジルホスフェート、アジピン酸ジオクチルなどの従来公知の可塑剤、メチルエチルケトン、アセトンなどのケトン類やエタノール等のアルコール類、水などの溶剤、ステアリン酸、ベヘニン酸など脂肪酸類や脂肪酸アマイド類等の滑材、ステアリン酸塩などの安定剤を併用しても良い。
焼成鉛筆芯とするには、これら配合材料をニーダー、ヘンシェルミキサー、3本ロールなどで均一分散させた後に細線状に成形し、使用する樹脂に応じて適宜熱処理を施し、最終的に非酸化雰囲気中で800℃〜1300℃の焼成処理を施し焼成鉛筆芯を得る。
その後必要に応じて、α−オレフィンオリゴマー、シリコーン油、流動パラフィン、スピンドル油、エステルオイル等の合成油、スクワラン、ヒマシオイル等の動植物油、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、モンタンワックス、カルナバワックスといった蝋状物を含浸させて製造する。このような含浸成分を使用する場合は、高級脂肪酸、高級アルコール、そのエステル化物、グリセリン等、水酸基やカルボニル基などの極性基を有する油状物を用いると、極性基と先端部材表面との分子間力が強く働き、その引力(液架橋力)により、摩耗粉の先端部材への付着力をより高められ好ましい。
ポリエチレン製の先端部材を湿式の回転バレル研磨機にセラミック研磨材と共に投入し、1時間処理することにより、表面に口径及び深さが1μm〜20μmである凹部を20μm四方の範囲内に5個(10カ所の平均)有する、ポリエチレン製の先端部材Aを得た。
ポリエチレン製の先端部材を湿式の回転バレル研磨機にセラミック研磨材と共に投入し、30分処理することにより、表面に口径及び深さが1μm〜20μmである凹部を20μm四方の範囲内に、測定した10カ所の全てで2個有する、ポリエチレン製の先端部材Bを得た。
ステンレス製の先端部材を湿式の回転バレル研磨機にセラミック研磨材と共に投入し、3時間処理することにより、表面に口径及び深さが1μm〜20μmである凹部を20μm四方の範囲内に7個(10カ所の平均)有する、ステンレス製の先端部材Cを得た。
アクリロニトリルブタジエンスチレン製の先端部材を湿式の回転バレル研磨機にセラミック研磨材と共に投入し、1時間処理することにより、表面に口径及び深さが1μm〜20μmである凹部を20μm四方の範囲内に6個(10カ所の平均)有するアクリロニトリルブタジエンスチレン製の先端部材Dを得た。
ポリカーボネート製の先端部材を湿式の回転バレル研磨機にセラミック研磨材と共に投入し、1時間処理することにより、表面に口径及び深さが1μm〜20μmである凹部を20μm四方の範囲内に6個(10カ所の平均)有するポリカーボネート製の先端部材Eを得た。
ポリメチルメタクリレート製の先端部材を湿式の回転バレル研磨機にセラミック研磨材と共に投入し、1時間処理することにより、表面に口径及び深さが1μm〜20μmである凹部を20μm四方の範囲内に5個(10カ所の平均)有するポリメチルメタクリレート製の先端部材Fを得た。
先端部材Aを1時間バフ研磨することにより、表面に口径及び深さが1μm〜20μmである凹部の無いポリエチレン製の先端部材Gを得た。
ポリエチレン製の先端部材表面を120番の紙やすりで擦ることにより、表面に口径及び深さが20μmを超える凹部のみを20μm四方の範囲内に5個(10カ所の平均)有するポリエチレン製の先端部材Hを得た。
鱗片状黒鉛(レーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布範囲1〜80μm)を渦式分級機により分級して大粒子を除き、粒度分布が50μm以下となる粒子1を得た。
粒子1をレーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が1μm〜20μmの範囲に80%が含まれるように分級機に粒子を複数回通し、粒子2を得た。
鱗片状黒鉛と粒子1とを50%ずつ混ぜることにより、粒子3を得た。
窒化硼素(デンカボロンナイトライドSGP、電気化学工業(株)製)を渦式分級機により分級してレーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が50μm以下に分布する粒子4を得た。
鱗片状黒鉛25重量部と球状フェノール樹脂(マリリンFM、群栄化学工業(株)製)5重量部を混ぜ、渦式分級機により分級して大粒子を除き、レーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が50μm以下に分布する粒子5を得た。
鱗片状黒鉛25重量部と板状シリカ(シルリーフ、水澤化学工業(株)製)5重量部を混ぜ、渦式分級機により分級して大粒子を除き、レーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が50μm以下に分布する粒子6を得た。
鱗片状黒鉛25重量部と球状シリカ(M.S.GEL、AGCエスアイテック(株)製)5重量部を混ぜ、渦式分級機により分級して大粒子を除き、レーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が50μm以下に分布する粒子7を得た。
鱗片状黒鉛29重量部と板状シリカ1重量部を混ぜ、渦式分級機により分級して大粒子を除き、レーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が50μm以下に分布する粒子8を得た。
鱗片状黒鉛29.95重量部と板状シリカ0.05重量部を混ぜ、渦式分級機により分級して大粒子を除き、レーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が50μm以下に分布する粒子9を得た。
鱗片状黒鉛15重量部と板状シリカ15重量部を混ぜ、渦式分級機により分級して大粒子を除き、レーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が50μm以下に分布する粒子10を得た。
タルク(CT−35、ヤマグチマイカ(株)製)を渦式分級機により分級して大粒子を除き、レーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が50μm以下に分布する粒子11を得た。
結晶化度の低い土状黒鉛(平均粒径4μm)を渦式分級機により分級し、レーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が1μm未満となる粒子12を得た。
鱗片状黒鉛(平均粒径4μm)を渦式分級機により分級し、レーザー回折・散乱法の粒度分布測定による粒度分布が1μm未満となる粒子13を得た。
(焼成鉛筆芯の作成)
ポリ塩化ビニル 30重量部
粒子1 30重量部
ステアリン酸亜鉛 0.5重量部
ステアリン酸 2重量部
フタル酸ジブチル 10重量部
メチルエチルケトン 20重量部
上記材料をヘンシェルミキサーによる分散混合処理、3本ロールにより15分間混練処理をした後、単軸押出機にて細線状に押出成形し、空気中で室温から300℃まで約10時間かけて昇温し、300℃で約1時間保持する加熱処理をし、更に、密閉容器中で1000℃を最高とする焼成処理を施し、冷却後、流動パラフィンを含浸させて、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。
得られた芯体を長手方向に破断してレーザー顕微鏡(VK−X8710、(株)キーエンス製)により含まれる粒子の画像(100倍)を得た。画像解析ソフト(VK Analyzer、(株)キーエンス製)の表面粗さ測定モードより粒子径と断面曲線の最大山高さ(JIS B 0601:2013)の測定を行った。また、サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中83%であった(比率範囲1.5%〜18.8%)。尚、粒子の配合量は配合物に対し41wt%である(溶剤であるメチルエチルケトンを除く)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、得られた鉛筆芯を、先端部材Bの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1の使用量を20重量部に変えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中80%であった(比率範囲1.3%〜19.8%)。尚、粒子の配合量は配合物に対し32wt%である。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1の使用量を15重量部に変えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中81%であった(比率範囲1.0%〜18.8%)。尚、粒子の配合量は配合物に対し26wt%である。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を分級前の鱗片状黒鉛に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中62%であった(比率範囲1.2%〜18.1%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子2に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中90%であった(比率範囲0.5%〜15.6%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子3に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中70%であった(比率範囲0.4%〜17.9%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子4に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中82%であった(比率範囲3.5%〜19.6%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子5に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中81%であった(比率範囲5.9%〜19.6%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子6に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中84%であった(比率範囲1.3%〜17.4%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Cの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子7に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中84%であった(比率範囲0.5%〜18.6%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Cの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子8に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中85%であった(比率範囲1.1%〜19.0%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Cの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子9に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中86%であった(比率範囲0.7%〜18.2%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Cの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子10に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中80%であった(比率範囲2.5%〜17.6%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Cの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子11に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中83%であった(比率範囲3.2%〜19.4%)。
得られた鉛筆芯を、先端部材Cの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例11において、得られた鉛筆芯を先端部材D〜Fの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子12に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中0%であった。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を粒子13に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中0%であった。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、粒子1を土状黒鉛(平均粒径4μm)に代えた他は、実施例1と同様にして、呼び径0.2の鉛筆芯を得た。サンプリングした粒子の粒子径が1μm以上20μm以下で且つ断面曲線の最大山高さが粒子径の20%以下となった粒子は、サンプリング粒子中0%であった。
得られた鉛筆芯を、先端部材Aの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、得られた鉛筆芯を、先端部材Gの付いたシャープペンシルに装填した。
実施例1において、得られた鉛筆芯を、先端部材Hの付いたシャープペンシルに装填した。
筆記荷重を一定にして直線筆記した際の筆記抵抗値を筆記荷重で割った値で評価した。筆記抵抗値は自動筆記機(書き味試験機、ぺんてる(株)製)を用いて筆記荷重200gf、筆記速度10mm/秒、筆記角度90度の条件で10秒間直線筆記し筆記方向にかかる荷重を測定した。得られた筆記抵抗値の平均を筆記荷重で割った値を、筆記抵抗度とした。
10人の被験者が「ぺんてる」の文字を10回繰り返し筆記し、相対評価を行った。
評価基準(平均値)
◎:非常に滑らか
○:滑らか
△:ややひっかかる
×:引っ掛る
実施例1は粒子径が1μm以上20μm以下で且つ、断面曲線の最大山高さ(JIS B 0601:2013)が、粒子径の20%以下である粒子をサンプリングした粒子中83%含有する焼成鉛筆芯を使用し、先端部材に、口径及び深さが1μm〜20μmである凹部を20μm四方の範囲内に5個有するポリエチレン製の先端部材を使用したものであり、粒子径が1μm以上20μm以下の粒子も、断面曲線の最大山高さ(JIS B 0601:2013)が、粒子径の20%以下である粒子も、サンプリングした粒子中に含まない焼成鉛筆芯を使用した比較例1や、断面曲線の最大山高さ(JIS B 0601:2013)が、粒子径の20%以下である粒子は含むものの、粒子径が1μm以上20μm以下の粒子を含まない比較例2や、逆に粒子径が1μm以上20μm以下の粒子を含むものの断面曲線の最大山高さ(JIS B 0601:2013)が、粒子径の20%以下である粒子を含まない比較例3に比べ、抵抗値が低く、粒子径が1μm以上20μm以下で且つ、断面曲線の最大山高さ(JIS B 0601:2013)が、粒子径の20%以下である粒子を含有する焼成鉛筆芯を使用することにより、筆記時の抵抗値が低減し運筆の滑らかさが得られると言える。
また、実施例1の芯体を、凹凸の無い先端部材を使用した比較例4や口径及び深さが20μmを超える凹部のみを20μm四方の範囲内に5個有する先端部材を使用した比較例5に比べて、実施例1のシャープペンシルは抵抗値が低く、先端部材に、口径及び深さが1μm〜20μmである凹部を20μm四方の範囲内に複数有することで、筆記時の抵抗値が低減し運筆の滑らかさが得られると言える。
実施例2は実施例1の芯体を、先端部材に口径及び深さが1μm〜20μmである凹部を20μm四方の範囲内に2個有するポリエチレン製の先端部材を使用したものであり、凹部の無い先端部材を使用した比較例4と比較して、筆記時の抵抗値が低減しており、開口径及び深さが1μm以上20μm以下である凹部を20μm四方の範囲内に2個以上有することで、筆記時の抵抗値が低減し運筆の滑らかさが得られると言える。
実施例3,4は、実施例1から粒子の配合量を32%、26%と減らしたものであり、減らすにつれ抵抗値は上がる傾向があり、26%では抵抗値の上昇が大きい事から、配合量を30%以上にすることが好ましいと言える。
実施例5〜7は粒子径が1μm以上20μm以下で且つ、断面曲線の最大山高さ(JIS B 0601:2013)が、粒子径の20%以下である粒子の量を、実施例1の83%から62%、90%、70%に変えたものである。90%、70%では83%より僅かに抵抗値と同等が下がる(−0.003、0.001)が62%では83%に比べ抵抗値が上り(0.048)、上がり幅が大きいので、粒子径が1μm〜20μmの範囲内に収まる粒子の割合は70%以上が好ましいと言える。
実施例8、9では、黒鉛以外の粒子を使用したり、一部を球状粒子に代えたが、いずれも比較例1〜5に比べて抵抗値低減の効果を得ており、粒子径が1μm以上20μm以下で且つ、断面曲線の最大山高さ(JIS B 0601:2013)が、粒子径の20%以下である粒子を含有した焼成鉛筆芯を使用することで抵抗値低減の効果が得られると言える。
実施例10は、粒子に表面水酸基を有する物を用いて、先端部材に表面に酸素原子を持つ先端部材を用いたものであり、実施例1と比較して抵抗値が下がり(−0.053)、先端部材と表面水酸基を持つ粒子との間で起きる水素結合によって、摩耗粉が先端部材に付着し易くなるので、固体潤滑剤としての効果を発揮しやすくなったものと推察する。
実施例12〜14は、表面水酸基を持つ粒子の量を、実施例10の16.7%から、0.16%、3.3%、50%に変えたものであり、また実施例11、実施例15は実施例10と異なる表面水酸基を持つ粒子を用いたものであり、いずれも実施例1と比較して抵抗値が低く、粒子中の表面水酸基を持つ粒子は0.15%以上で十分効果を発揮すると言える。また表面水酸基を持つ粒子の量が増える程、抵抗値は低減する。
実施例16は、実施例10の芯体に、表面に水酸基や酸素原子は持たないが不飽和結合による分極部位を持つアクリロニトリルブタジエンスチレン製の先端部材を用いたものであり、実施例10と比較して同等の抵抗値を得ている。これは不飽和結合による分極部位が摩耗粉中の樹脂炭化物内の分極部位とで摩擦帯電を起こし、その静電力により、摩耗粉が先端部材に付着し易くなり、固体潤滑剤としての効果を発揮して抵抗値が低減したものと推察する。
実施例17、18は、実施例10の芯体に、表面に水酸基や酸素原子を持ち且つ不飽和結合による分極部位を持つポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル製の先端部材を用いたものであり、実施例10と比較して抵抗値が大きく下がる。これは先端部材表面が水酸基や酸素原子を持ち且つ不飽和結合による分極部位を持つことにより、水素結合と摩擦帯電による静電力との相乗効果で、摩耗粉がより先端部材に付着し易くなり、固体潤滑剤としての効果を発揮してより抵抗値が低減したものと推察する。
以上説明したとおり、粒子径が1μm以上20μm以下で且つ、断面曲線の最大山高さ(JIS B 0601:2013)が、粒子径の20%以下である粒子を含有する焼成鉛筆芯を使用し、この焼成鉛筆芯体が突出する部材である先端部材が紙面と接触する先端表面に、開口径及び深さが1μm以上20μm以下である凹部を20μm四方の範囲内に2個以上有するシャープペンシルを使用することにより、筆記抵抗値が低く、運筆の滑らかさに優れるシャープペンシルが得られている。
Claims (3)
- 粒子径が1μm以上20μm以下で且つ、断面曲線の最大山高さ(JIS B0601:2013)が、粒子径の20%以下である粒子を含有する焼成鉛筆芯を使用し、この焼成鉛筆芯体が突出する部材である先端部材が紙面と接触する表面に、開口径及び深さが1μm以上20μm以下である凹部を20μm四方の範囲内に2個以上有するシャープペンシル。
- 前記粒子の内の0.15wt%以上が表面に水酸基及び/又は酸素原子を有する粒子であり、前記焼成鉛筆芯が下記(A)群から選ばれる含浸成分及び下記(B)群から選ばれる油状物を含有し、前記焼成鉛筆芯体が突出する部材である先端部材が紙面と接触する表面が酸素原子又は不飽和結合による分極部位を持つ請求項1に記載のシャープペンシル。
(A)群:α−オレフィンオリゴマー、シリコーン油、流動パラフィン、スピンドル油、エステルオイル、スクワラン、ヒマシオイル、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、モンタンワックス、カルナバワックス。
(B)群:高級脂肪酸、高級アルコール、グリセリン。 - 前記焼成鉛筆芯に樹脂炭化物を含み、前記先端部材の少なくとも紙面と接触する表面が、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリメタクリル酸メチルの一種もしくは二種以上の混合物よりなる請求項1又は請求項2に記載のシャープペンシル。
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