JPS586758B2 - 鉛筆芯の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 通常黒色鉛筆芯は黒鉛を主成分として用いているが黒鉛
は鱗片状微粉末で配向性があるので、書き味がスムーズ
で折項強度も強くなる。

しかし、色芯に黒鉛をまぜると色が黒か灰色に近い色と
なる。

美しい色芯で書き味のよいものをつくる為に鱗片状の微
粉末で着色成分と混和して、その色調をそこなわず、黒
鉛同様の効果を出すものとして、窒化硼素や雲母粉など
があげられるが、いずれも極微粉砕のものは入手し難く
、また価格も可成り高価である。

乳化型ポリエチレンを金属粉顔料とともに鉛筆芯のバイ
ンダーとして使用すると硬度が大きくなる割に筆記面へ
の付着性・延伸性がよくなり書き味はスムーズになる。

しかも比較的低温度で成型が可能、溶融粘度が他の成型
用樹脂類に比して低いので着色成分を多く含ませる事が
出来る。

カルボン酸基のような活性基があるので顔料の分散性が
よい、染料の種類によっては親和性もよい、等の効果が
あることを確認し、本発明を完成した。

本発明で用いられる乳化型ポリエチレンワックスとは分
子内にカルボキシル基を有する低分子量のポリエチレン
であって、軟化点１１０〜１４０℃、酸価１０以上のも
のが使用できる。

乳化型ポリエチレンは出来るだけ軟化点の高いものがよ
いがあまりに高いものは溶融粘度が高くなりすぎて混練
、成型に不向きであり鉛筆芯としたとき書き味も悪くな
る。

また軟化点の低い低分子量のものは芯が軟かくなりすぎ
て折損強度が弱くなり摩耗もはげしいので、本発明で用
いられる乳化型ポリエチレンとしては軟化点１１０℃以
上１４０℃以下のものが適当であり、使用できる乳化型
ポリエチレンとしては「ＡＣポリエチレン＄３９２」「
ＡＣポリエチレン＃６８０」（以上米国アライドケミカ
ル社製）、「バリコＥ２０２０」（米国ベトライト社製
）等市販されているものをあげることができる。

一般に使用する量は多すぎると書き味がクレヨンのよう
になり、少なすぎるともろく折損強度も弱くなるので、
組成物全重量の１５〜４０％が用いられるが、また用い
る金属粉の種類によって大きく変わり、アルミ粉を用い
る場合には全重量の２５〜４０％が、ブロンズ粉銅粉を
用いる場合には１５〜３０％がよい。

また単一の種類に限らず強度や書き味を調整する為に２
種以上の乳化型ポリエチレンを混合して用いるのもよい
。

さらには微妙な調整の為にこれと相溶性のある樹脂類た
とえばポリエチレン樹脂、ポリブテン樹脂等のポリオレ
フイン樹脂類、ロジンあるいは硬化口ジンのグリセリン
、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとのエステ
ル樹脂類などを数％以下の少量添加することによって或
は強度を増し、或は着色力、着色成分の分散性を良くす
る事が出来る。

本発明で用いられる金属粉顔料は通常市販の金属粉顔料
であって金粉・銀粉・アルミ粉・ブロンズ粉などの金属
をきわめて薄い箔状に延ばし、粉砕しているものでいず
れも厚さ０．１μ以下最大径１０μ程度の鱗片状微粉末
のものが比較的安価に入手し得かつ本発明に好ましく使
用できる。

通常の金属粉顔料は脂肪酸又は脂肪酸塩でコーティング
されているので、乳化型ポリエチレンのカルボキシル基
と親和性よく均一に分散する。

金属粉顔料の量はその粒形、粒度比重によって異なって
くるが、一般に３５〜７５％であり、ブロンズのような
重いものは６０〜７５％が適量であり金属粉が多くなる
と混用する着色成分の色を殺してしまったり芯がもろく
崩れやすくなる。

また、少ない場合には色彩は鮮明になるが、書き味が重
くなり、通常の色鉛筆とあまり変わらないものとなり折
損強度も低下する。

金属粉は乳化型ポリエチレンおよび着色成分とともにニ
−ダーやミキサーのような機械で混練し、棒状に加圧押
出成型することによって芯体の中で長さ方向に配向して
折損強度をたかめると同時に、一度び筆記すれば層状に
崩れて延伸性をよくする効果があり、通常の色鉛筆・ク
レヨンに見られるような重い書き味でなく、黒鉛筆芯と
同様のスムーズな書き味を出す事が出来て、且つメタリ
ックカラーとしての一種独特の美しい筆記線を得るので
一般の鉛筆芯の味気なさに比して深みのある渋い色調の
なかに豪華さを持った筆記線が得られる。

なお通常の色鉛筆は、高融点ワックス類と体質顔料と着
色剤を混練し、加圧押出成型して製造しているために木
軸鉛筆に於ける２ｍｍ径程度の芯であっても折損強度が
黒鉛を用いた焼成芯に比して極めて弱いのが通例である
が、本発明の芯は高軟化点の乳化型ポリエチレンと配向
性のよい金属粉顔料を用いているので通常の色鉛筆芯に
比して折損強度は極めて高く、木軸色鉛筆としては勿論
０．５ｍｍ径のシャープペンシル用芯としても充分使用
に耐える強度を得ることができる。

本発明で着色成分として使用し得るものは１８０℃以上
の耐熱性のものであれば染料でも顔料でもよいが、染料
を使用する場合には水溶性のものは乳化型ポリエチレン
との親和性がよくない場合が多く着色力が落ち、折損強
度も弱くなる。

また筆記線が水で濡れた場合滲出して不鮮明となる現象
が起るので、染料としては油溶性で、耐熱性のあるもの
が良好である。

なかでも造塩染料、含金属造塩型の染料がよいが、金属
粉と反応して複雑な錯体な形成する場合もあるので注意
して用いる必要がある。

また顔料としては酸化鉄系、群青、コバルトブルー、コ
バルトバイオレット、クロムグリーン等の無機顔料も微
粉砕したものは用いる事が出来るが、一般に着色力が弱
く、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等
着色力の強い有機顔料の耐熱性の高いものを用いる方が
着色力がよく好ましい。

量としては着色力にもよるが、染料の場合でも全量の１
０〜４０％が用いられる。

また顔料としてカーボンブラックを用いた場合は２５〜
３５％配合する事によって黒色のメタリックカラー芯が
得られる。

これは黒鉛を用いて焼成した芯に比して濃度、強度共に
遜色なく、焼成する必要がないので、製造工程が簡単と
なり、原料的には僅か高価となっても綜合コストが安く
なる利点を有する。

また、黒芯の場合は金属粉を用いず、黒鉛とカーボンブ
ラックと乳化型ポリエチレンを混練して押出成型しても
同様に実用可能の成型芯を得る事が出来るが、金属粉を
用いる場合は外観が美麗となり折損強度も高くなる。

本発明による鉛筆芯を製造するには乳化型ポリエチレン
、金属粉顔料、着色成分を乳化型ポリエチレンの軟化点
を２０〜３０℃位上まわる温度の加熱の下でニーダーや
ミキサー中で３０分〜１時間混練し、所望形状とサイズ
のノズルを有する押出成型機で、乳化型ポリエチレンの
軟化点より僅かに低い温度で２００〜２５０ｋｇ／ｃｍ
２の力を加えて押出成型し、所望の長さに裁断する。

次に具体的に実楕例を示して本発明を明らかにする。

実施例 １ ＡＣポリエチレン＃３９２ ３．０ｇｒブ
ロンズ粉＃５０００ ６．Ｏｇｒ（福
田金属箔粉工業製ブロンズ粉） オラゾールブルーＧＮ （スイスチバガイギー社製含金属油 １０ｇｒ溶性染料
） をニーダーに入れ１７０℃で３０分間混練し、９． ５
ｍｍφのノズルを持つ押出成型機を用い、１２５〜１
３５℃で２００〜２ ５ ０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加え
１００〜２０ ０ｃｍ／分の速度で押出成型し、６０ｍ
ｍ長に裁断して、０．５８ｍｍφのシャープペンシル用
替芯を得た。

この芯は美しい金属光沢のあるみどり色でスムーズな筆
記が可能であった。

この鉛筆芯についてＪＩＳ６０１９による折損強度を測
定したところ１４０００ｇｒ／ｍｍ２の価を得、又鉛筆
芯を７０°傾斜させて２００ｇｒの荷重をかげて、上質
紙に対し６ｍ／分の速度で連続筆記したところ５ｍｍの
芯長につき２３ｍの筆記が可能であった。

ちなみにＡ社の０．５ｍｍφあか芯およびＢ社の０．５
ｍｍみどり芯の折損強度はそれぞれ１００００ｇｒ／ｍ
ｍ２および９０００ｇｒ／ｍｍ２であり、筆記距離はそ
れぞれ８ｍ、および５ｍである。

実施例 ２〜５ 実施例１に準じ種々の色、サイズの鉛筆芯を得た。

その組成、製造条件、得た鉛筆芯の性質を次第に記す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軟化点１１０℃以上の乳化型ポリエチレンに鱗片状
   微粉末である金属粉顔料と耐熱性顔料およびまたは油溶
   性染料を乳化型ポリエチレンの軟化点以上の温度で均一
   に混練した後、乳化型ポリエチレンの軟化点以下の温度
   で加圧押出成型する鉛筆芯の製造法。