JPS5933370A - 鉛筆芯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉛筆芯の新規にして有用なる製造方法に関し、
さらに＋！？、１１には、結合剤として熱可塑性樹脂と
熱硬化性樹脂とを併用することから成る、とくにシャー
プ・ベンシルなどの極細にして高強度の鉛筆芯を製造す
る方法に関する。

合成樹脂類を結合剤として用いて鉛筆芯を製造する−・
般的な方法として、まず芯組成物をロールなどで充分に
混綿処理したのち押出機で押出して成型された芯を適当
な１さに切断し、次いでこれを常温からＩ　０００℃稈
度の高温まで昇温して焼成せしめるという方法と、押出
成型後に何ら焼成させることなしに使用可能な鉛筆芯と
する方法とが知られている。

かかる合成樹脂類が使用される以前においては、従来よ
り結合剤として粘土類が用いられていたが、かかる粘土
類はもとより天然産物であって品質が安定Ｍず、そのた
め品質の管理が困財なばかりでなく、要求される強度性
能が得られ雌いとい・）欠点があった。

かくして最近では、こ−うし、た粘土の代りに合成４Ｇ
１脂頬を結合剤成分として使用することが提案されるに
至ったわけであるが、かかる合成樹脂類としては、ポリ
塩化ビニル系樹脂が押出成型時における良ＩＴな粘着力
を有するものである処から、最も多く使用されている。

しかしながら、このポリ塩化ビニル系樹脂は押出成型後
の前処理乾燥工程（通常は１００〜２００℃）において
多量の分解塩素含有ガス類を発生する処から、作業環境
を極度に悪化さ−Ｕるなどの理由で、好ましい結合剤と
は言い得ない。

また、その他の熱可塑４１目Ｎ脂としては、ポリビニル
アセクール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリスチ
レンまたはへＢＳ樹脂などが単独で、あるいはニ一種以
下の混合の形で使用されζはいるけれども、これらの各
ｍ脂を結合剤として用いて芯の強度を向上させるために
は樹脂の添加量をそれ相当に増やさなければならなく、
その結果は、芯の摩耗損失が少なくなって″書き味”が
悪くなる。

そのために、ジブチルフタレート（Ｄ　ＯＰ　）やジブ
チルフタレート（ＤＢＰ）などの各種の可塑剤を添加さ
（ては、かかる摩耗損失閘の調節をはかっζいるｉＪれ
ども、可噌荊の添加は却って、大幅な強度の低Ｆをもた
らし、その結果は、強度と硬度とのバランスのとれた高
強度の鉛筆芯を得ることを困難なものにしている。

しかるに、本発明者らは上述した如き従来技術における
種々の欠点の存在に鑑みて鋭意研究をし、フラン系や）
Ｙノール系の熱硬化性樹脂の耐熱性および残炭性（有機
質分解物残存性）の良さに着眼して、熱可塑性樹脂の一
部を、かかる熱硬化性樹脂に置き換え、ｉ■糸系統樹脂
を特定の比率で併用した処、に述の如き各種の欠点が解
消され、目的とする極細にして高強度なる鉛筆芯が得ら
れるごと４見出すに及んで、本発明を完成させるに到っ
た。

すなわち、本発明は必須の成分として着色Ｍ（Δ）、Ｆ
ζ可塑性樹脂（Ｂ）および熱硬化性４１脂（Ｃ）を、成
分（八）の１００重量部に対して成分１）および成分（
０）をそれぞれ固形分換算で１０〜４０重量部およびＩ
−１０重９部なる割合で用い′ζ成型したのち、吹いて
これを乾燥し焼成せしめることから成る鉛筆芯のａ漬方
法を堤供するものである。

以下に、本発明方法をより詳細に説明することにする。

まず、前記した熱可塑性樹脂（Ｂ）および熱硬化性４Ｎ
脂（Ｃ）としては、いずれも、あらゆるタイプの樹脂が
適用できるが、まず（Ｂ）成分用の樹脂としては、■−
ルなどによる混練処理工程における作業性と鉛筆芯の強
度との両面からずれば、エチレン−酢酸ビニル系共重合
樹脂が最も適しているものであり１、かかるエチレン−
酢酸ビニル系共重合樹脂の性状としては、数平均分子ｉ
（Ｍｎ）が１０万〜２０万で、かつ、エチレンと酢酸ビ
ニルとの割合が、酢酸ビニルの６０〜９５重量％に対し
てエチレンの５〜４０　ｔｓｔ量％となるようなものが
最も適しており、酢酸ビニル曙が多ずぎるとロールなど
による混練処理工程における粘性が増大して作業性は良
好となるものの、焼成時においアクラックが入り、所望
の強度が得られなくなる。

他方、（Ｃ）成分用の１１脂としてはフラン系樹脂、フ
ェノール系樹脂、原車系樹脂またはメラミン系樹脂など
が代表的なものではあるが、熱硬化性樹脂のみの使用で
は芯の硬度が八くなり、成型性も悪くなるし、ましてや
高強度化は月し畔（なるので、前記熱可＃　（Ｉｔ、　
４Ｈ脂（Ｔ３）との併用が必須の条件となる。

ところで、残炭性および酬Ｐハ性の面からすれば、フラ
ン系４Ｈ脂および／またはフェノール系４Ｍ月ｎが一層
々了才しく、フラン系４８１月りお、上び／またはレゾ
ール型フｙ、ノーｌし樹１１が最も々丁市しい。

ここにおいて、フラン系樹脂としてはフルフリルアルコ
ールの産休またはフルフリルアルコールの重合物のいず
れを用いたものでもよいが、高フラン４１１脂として通
称されている、フルフリルアル７ノールの含有率が約７
０重量％以上の尿素−フルフリルアルコール−ポルムア
ルデヒド樹脂が々了ましく、またフェノール系４耐月ｎ
としては、就中、レゾール型のものが好ましく、かかる
タイプのものであれば、水溶性と゛ｒルユ１−ル溶性と
の別なく使用することができる。

これら熱可塑性樹脂（Ｂ）と！ｆ化性樹脂（Ｃ）との使
用撃は前記着色剤（八）成分の１００垂１部に対して、
それぞれ固形分換算で、（Ｂ）成分が１０〜４０重肇部
で、（Ｃ）成分が１〜ｌＯ重量部となる割合においてで
あり、これらの（Ｂ）成分対（Ｃ）成分なる相互の使用
比率は、固形分換算で９対ｌから８対２までの範囲が適
当である。

これら両成分の比率がいずれかの側に偏在しても最高強
度ないしは最適強度は得られ難くなる。

また、これら同成分の併用の効果を最大限に発揮さ・Ｕ
るには、可ｔｌ１Ｍを少贋添加するのが望ましく、かか
る可塑剤としては汎用のものが使用可能でけあるが、そ
のうちでもＤＯＰが特に好ましく、かかる可塑剤の添加
量としては前記熱可塑性樹脂（Ｂ）に対して、固形分換
算で１〜１０重景％なる範囲が好適である。

他方、前記着色剤（Ａ）成分としては、通常、ｍ＃ｌ）
とカーボンブラックとが用いられるが、そのうちでも代
表的なものを挙げれば、黒鉛としては蛸片状のものが最
適であり、他方、カーボンブラックとしては、ファーネ
ス・ブラック、ヂャンネル・ブラックまたはサーマル・
ブラックなどである。

次に、乾燥および焼成工程であるが、とくに乾燥］−程
は充分なる強震を有する芯の製造には欠くことのできな
いもので、通常は１００〜８００℃なる酸化雰囲気中で
最低１０時間以上の予備乾燥が必要であり、最遠条件と
しては１００〜１３０℃で５時間とさらに１５０〜１８
０℃で１０時間との二段の乾燥によるのがよい、、他方
、焼成条件としては、目的とする強度にはさほど関係な
く、還元雰囲気で昇温速度を２００℃／時間で、この２
００℃からｔｏｏｏ℃までに約５時間を要しての昇温に
よる焼成が必要である。ただし、Ｉ　Ｏ（１０℃を越え
ると強度の低下が大きくなるので注意を要する。

このさい、Ｉ　０００℃前後に焼成さセた場合には、還
元雰囲気下においても結合剤成分の残炭率は著しく少な
くなるが、着色剤成分としての黒鉛とさらにはカーボン
ブランクとはいずれも部分的にしか焼結され得ないこと
から、結合剤の性質それ自体は初期の状郭からは、もは
マ）完全に変化してしまっているものの、不定形高置イ
有機物の性質が依然として残っているので、結合剤の役
割は充分に果されており、当該結合剤の性質は使用され
た樹脂が何であったかという、用いられる樹脂の種類に
より鉛筆芯の性能もまた界なってくるものである。

そのために、当該結合剤成分の選択は得られる芯の真き
味、硬度もしくは濃淡または強度などの如き鉛筆芯の特
性と、結合剤自体の作業性および経済性と、さらにその
結合剤としての性能および高温焼成後の残炭性能などと
のバランスによって決定されなければならない。

本発明方法は、以ｌ・の如き各必須成分の使用と乾燥お
、Ｆび焼成の条件の設定とにより遂行されるが、１ｒｌ
ｉ＋１１度の鉛筆芯を得るという目的を達成するための
本発明の標準的処方は次の通りである。

着色剤（Δ）の１００重乗部に対して、そゎぞれ固形分
重量換算で 熱可塑性樹脂（Ｂ）が１０〜４０重署部、熱硬化性樹脂
＜Ｃ＞が５〜１０重晴部、可塑剤がｏ、　ｉ〜４重量部 となる範囲である。

次に、本発明を実施例および比較例により具体的に説明
するが、部および％は特に断りのない限りはすべ”ｌＩ
基準であるものとする。

実施例１ 各成分の配合割合は次の通りであるが、着色剤（黒鉛＋
カーボンブラック）　　　　　　　１００６１１ｒエバ
スレン３６−３０ＥＪ　　Ｃ大Ｅ本インキ化学工業■製
エヂレンー酢酸ビニ ル系共重合４Ｍ脂；エヂレン含有率　　　　９０部＝３
０％、固形分＝３５％、溶剤 ＝酢酸エチル） 「ファウンドレッッＤＡ−４０５Ｊ　　（同士社製フラ
ン系樹脂；フルフリルアル　　　　　８部コール含有率
−８５％、固形分＝３０％）タ　　　ル　　　り　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　５　部［１０Ｐ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　５　　部テトラヒドロフラン
（ＴＨＦ）　　　　　　　　　　５部ジメヂルホルムア
ミド（ＤＭＦ）　　　　　　　　　　５部まず、１エバ
スレン３６−３０１！　Ｊおよび［ファウンドレソ′ン
１）Ａ−４０５ＪをＴ夏（ＦおよびＩ）ＭＦなる溶剤に
、高ン申ミ平−サーを用いて５０℃で溶解させたのち、
さらにＩ）　ＯＰ　、タルクおよび着色剤を添加混合さ
せ、次いで三木ロールで混練し、て溶剤の大部分を蒸発
させたのち、棒状に成型したものを押出機により押出成
型して核となるべき芯状物（桃芯）を得た。

次い°乙この核芯を長さ２ｍに切断し、Ｉ　２０　’Ｃ
で５時間、サラに１６０”ｃで１部時間乾燥さ・ｌたの
ち、還元雰囲気中で常温から１０００　”Ｃまで４時間
を要して昇温さセ、この１０００℃で１時間焼成させて
から流動パラフィンを含浸（しめてｏ、５１φなる鉛筆
芯を得た。

実施例２ ｆ゛ファウンドレッ゛ン〇八へ４０５　Ｊの代りに、１
−ファウンドレソッＤへ−６０３Ｘ−Ｉ　Ｊ　　（同１
１：ｉｔレゾール型フエノール系樹脂；固形分−６８％
）の７部を用いた他は、実施例１と同様にして０．５１
φなる鉛筆芯を得た。

実施例３ ［ファウンドレッッＤＡ−４０５Ｊに対して０．０３％
の「アミノシランＩＢＭ−６０３Ｊ　　（信越化学工業
ｎ製アミノシラン・カップリング剤）を追加した以外は
、実施例Ｉと同様にして０．５龍φなる鉛筆芯を得た。

比較例１ 各成分の配合割合を次の通りのものとし、着色剤（黒鉛
＋カーボンブラック＞　　　　　　　ｉｏｏ部粘　　土
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　３０部水　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　３０部まず、予め水に分散さ
ゼておいた粘土の泥状物と、着色剤とを三木ロールで混
練して余分な水分を除去し、次いで棒状に成型してがら
押出機で押出して、還元雰囲気中で常温から９００’Ｃ
まで３時間を要して昇温させ、この９００℃で１時間焼
成させたのち、これに流動パラフィンを含浸させて０．
５１φなる鉛筆芯を得た。

比較例２ 各成分の配合割合を次の通りのものとし、着色剤（黒鉛
十カーボンブラック）　　　　　　１００部１−７’７
力ヒニールＭ）Ｉ−１００Ｊ　　（ｔｆ！気化学工業＠
製塩化ビニル樹脂；固　　　　　３０部形分−１００％
） タ　　　ル　　　り　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　５　部Ｄ　　Ｉ３　　Ｐ　　　　　　　　　　　　
　　　　５部１’　　Ｉｔ　　Ｆ　　　　　　　　　　
　　　　　２０部メチルエチルケトン（Ｍｌ”：ＩＯＩ
（１部まず、１デン力ビニールＭｌｌ−Ｉｏｎ　、１を
Ｔ　ＩＩ　Ｆお上びＭｌ！になる溶剤に、高速ミキサー
で溶解さ−υたのち、さらにｎＲｒ’　。

タルクおよび着色剤を添加混合さ・ｔまた他け、実施例
１と同様にＬ７て０．５　ｌｌｌ５φなる鉛筆芯を書た
。

以１−の各実施例およびｊヒ較例で得られた鉛筆芯に゛
ついて性能試験を行、た処、第１表に示さ（するような
結果が（１Ｃ）わゾ、：。

硝１１）曲げ強度および摩擦係紗の測定は共にＪＩＳＳ
−ｆｉ０１９に準じて行った。

第１表の結果からも明らかなように、本発明方法（こよ
り得られる鉛筆芯は従来品に比し−ｒＲ強度をもったも
のであることが知れる。

特許出願人　大日本インキ化学工業株式会社−５１（

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　（八）着色剤の１００重量部に対し、そ才１ぞれ
   固形分１１！！算で （＋３）熱可塑性樹脂の１０〜４０重量部および（Ｃ）
   熱硬化性樹脂の１〜１０重量部 なる割合で、」二記三成分を必須の成分として用いて成
   型したのち、乾燥し、焼成・υしめることを特徴とする
   、高強度の鉛筆芯を製造する方法。 ２、上記熱可塑性樹脂として、エチレン−酢酸ビニ月・
   系共重合樹脂を用いることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。 ３、前記熱硬化性樹脂として、フラン系樹脂を用いるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、前記熱硬化性樹脂として、フェノール系樹脂を用い
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。