JPS6123667A - 色鉛芯およびその製造法 - 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、焼成型の色鉛芯およびその製造法に関するも
のである。

従来１色鉛芯にはワックス、樹脂、顔料等より成る無焼
成芯が知られているが、性能上強度が弱いため芯が折れ
易く、その上、書味的にもワックス特有の重い運筆、消
ゴムで簡単には消せない等の問題があった。このため、
黒鉛芯と同様に焼成型の色鉛芯が種々試みられている。

すなわち窒化扉素、タルク等の体質材と粘土類等の結合
材とを主成分とし、これらを混練、押出し成形したのち
、高温で焼成して得られた焼結体の気孔中に１着色材と
して従来公知のインキを充填する方法である。

この方法忙より得られた焼成型の色鉛芯は、無焼成型の
色鉛芯と比べ結合材により焼き固めであるために４強度
が強く、又書味的に４焼成芯特有の滑らかな書味を有す
るという利点を持つ。しかしながら、焼成型の色鉛芯は
、サインペン、ボールペン等、他籏記具に比し、やや色
合いが不鮮明という点、又筆跡の光（特に紫外線）によ
る劣化等の問題を有している。すなわち、上記焼成復色
鉛芯を筆記した場合、筆跡に載置された染料の量が。

サインペン、ボールペン等、他筆記具に比べＸ〜昂と絶
対量が少ないということに起因すると思われる。上記問
題を解決する方法として、１焼結体へのインキ充填量を
増加する方法。２インキの染料濃度を上げる方法等が考
えられる。■のインキ充填量を増加するためＫは、焼結
体の気孔量を増やさなければならないが１強度が低下し
、芯折れが生じ易くなるという問題があり、又２の方法
は。

染料の溶解度ギリギリで使用しているため、これ以上無
理に溶解させるとインキ粘度が急激に高くなり、気孔中
に充填するのが困難となる。その上経時的には染料の析
出等の問題が生じ、解決策とけならない。又、染料濃度
を高めるために低沸点　゛溶剤をインキの主成分とした
場合は、低沸点溶剤の揮発に供なうインキの変化が大き
く、その上。

書味的にも硬く、うすく成るため、なるべく高沸点の溶
剤を使用するのが好ましいが、しかる（Ｃ高沸点の溶剤
に溶解し易い染料が少ないというのが実状であり、染料
を選べないという量販もある。

又、他の方法として、顔料を着色材として配合した焼成
型の色鉛芯も知られているが、顔料自体が焼成温度、焼
成雰囲気により変化を受は易＜、シかも顔料自体の硬さ
が筆記時に悪影響を及ぼすという問題があり、やはり適
切な解決方法とは成り得ない。

本発明は上記諸点に鑑み、筆記線が色鮮やかな筆跡を有
し、かつ耐光性が良好な焼結型の色鉛芯材から成る多孔
質焼結体の気孔中に、固形状の染料と、高沸点溶剤ある
いは高沸点溶剤と染料とを主成分としたインキとが充填
されて成る色鉛芯。

２少なくとも体質材と無機系結合材とを混線、成形し、
高温で焼成して多孔質焼結体を作成し、該多孔質焼結体
の気孔中に溶剤と染料とを主成分としたインキを充填し
たのち、溶剤を除去して固形状の染料を形成させ１次に
高沸点溶剤あるいは高沸点溶剤と染料とを主成分とした
インキを充填することを特徴とする色鉛芯の製造法であ
り、上記方法九より焼結体の気孔中には、少なくとも高
沸点溶剤中に固形状の染料が分散されたものが充填され
ており、固形状の染料が保有する色相や耐久性等の特性
が、筆記時、筆跡に付与されるのである。更知は、固形
状の染料にかえて通常のインキを充填することにより、
染料の絶対量が増加するため、より色相が濃く、鮮やか
な筆跡が得られるのである。

次に１本発明の色鉛芯およびその製造法について具体的
に述べる。

本発明の色鉛芯は１体質材および無機系結合材から成る
多孔質焼結体の気孔中眞、固形状の染料と、高沸点溶剤
あるいけ高沸点溶剤と染料とを主成分としたインキとが
充填された構造を有するものであり、高沸点溶剤あるい
は高沸点溶剤と染料とを主成分としたインキ中に、固形
状の染料が分散された状態釦なっていることを特徴とす
るものであ−る、 本発明に用いられる体質材としては１次の材料が使用で
きる。例對−げ、酸化チタン、雲母、タルク、窒化硼素
、アルミナ、炭酸カルシウム等白色系のものと、二硫化
モリブデン、二硫化タングステン、黒鉛等有色系のもの
があり、使用目的により、これらを単独、あるいは組み
合せて使用することができる。又、必要に応じて耐熱性
＃ｉ料を配合しても良い。

本発明に用いられる無機系結合材としては１次の材料が
使用できる。例えば、カメリナイト系。

モンモリロナイト系、セリザイト系、ベントナイト系等
の粘土類、ゼオライト、ケイソウ士、活性白土、シリカ
、リン酸アルミニウム、ケイ素樹脂。

ケイ素ゴム等が挙げられ、これらを単独、あるいは組み
合せて使用することができる。

本発明の色鉛芯の気孔中に充填する固形状の染料として
は、該気孔中に充填可能なものであればどのような染料
を使用しても良い。染料は染料の種類、あるいは染料側
々でも各種違った特徴を有しており、所望する色鉛芯の
特性に合致する特徴を有した染料を選択するのが望まし
い。染料の分類としては種々あるが１例えば構造、特性
等により、酸性染料、塩基性染１．直接染料１名金属染
料１反応性染料等が挙げられる。

塩基性染料の中のカチオン染料を例にとって説明すると
、カチオン染料は、あらゆる染料種属の中で鮮明度およ
びカラーバリユーが最も優れ、螢光を有する鮮明な黄色
から黒色に至る広範な色相を有したもので、その構造に
は共役型と絶縁型とがあり、共役型は陽電荷が染料母体
の全体知分布している染料であり、トリフェニルメタン
系、アゾ系、オキサジン系、メチン系等が挙げられ、又
絶縁型は染料発色糸とオニウム基が種々の絶縁基（例−
（！　Ｈ２（！　Ｈ２−）を介して結合した型であり。

共役型は一般に鮮明性、カラーバリユーに優れ。

絶縁型は耐光性、耐熱性に優れるという特徴を有してい
る。このように同じ種類の染料でも異なった＠徴を有し
ているのでおる。上記のように揮々の特徴を有する各染
料を単独あるいけ組み合せたインキを作製し、該多孔質
焼結体の気孔中に充填したのち、溶剤を除去する仁とに
より、色相、鮮明性、カラーバリユー、耐光性、耐熱性
、螢光性等各染刺の特徴に応じた種々の作用効果を有す
る色鉛芯が得られるのである。

本発明の色錯芯に充填する高沸点溶剤、あるいけ充填す
るインキに用いる高沸点溶剤は、経時的変化を抑制する
ためのものであり、常温で蒸発しにくい溶剤が望ましい
。例えば、鯨油、オリーブ油等の動植物油２合成油、シ
リコンオイル、流動パラフィン等の炭化水素油、ステア
リルアルコール等の脂財族高級アルコール類、ベンジル
アルコール等のアルコール類、オレイン酸、オレイン酸
プロピル等の脂肪酸および脂材酸エステル類、ジエチレ
ングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノフェニルエーテルアセテート等のグリコールエ
ーテルおよびグリコールエーテルアセテート類、グリセ
リン等が挙げられ、好ましく　ｌ−ｊ沸点２００℃以と
のものが良く、これらのものを幣独であるいは複数の混
合溶剤として使用で伴る。又、粘度調整あるいは筆記時
の潤滑性賦与のため、パラフイ、ンろう、木ろう等のワ
ックス類を一ヒ記高沸点溶剤と組み合せることもで鎗る
。

又、充填を容易ならしめるために、ポリアルキレ　　　
　ｌンクリコールアルキルエーテル、ポリアルキレング
リコール脂肪酸エステル等の界面活性剤を加えても良く
、更には、必要に応じてケトン樹脂、ブチラール樹脂、
ビニル系ポリマー、石油１石炭樹脂等を加兼、ることも
できる。

又、高沸点溶剤に染料を溶解し、インキとして充填する
場合、給料としては一般的にスピリット染料、含金属油
溶性染料等の有機溶剤可溶性染料。

あるいは酸性染料、塩基性染料、直接染料等の油溶性染
料が挙げられるが、要は、上記高沸点溶剤に溶解する染
料であれば良いのである。

本発明の色鉛芯す筆記すると１色鉛芯が紙面上で摩耗し
、体質材および無機系結合材から成る固形粉体と共に、
気孔中に充填されている固形状の染料と、高沸点溶剤あ
るいけ高沸点溶剤と染料とを主成分としたインキとが紙
面上に付着し、濃く。

鮮やかに着色された核跡が得られるのである。この時、
固形状の染料の量Ｓ特性が筆記さハた筆跡の発色性、耐
久性に影響を寿えるのは勿論だが。

更には、高沸点溶剤を主成分としたインキの特性が加味
され、相乗効果的に、より鮮明さ、耐光性耐熱性等が向
上するものと思われる。又、筆跡の色相は固形状の染料
の色相および高沸点溶剤と染料とを主成分としたインキ
の色相により調色的に決まる。更には固形状の染料同士
での調色あるいは高沸点溶剤と染料とを主成分としたイ
ンキ同士での調色も、勿論可能であり、これらの組み合
せ釦より、任意な色相は、もとより微妙な色相も現出で
きるのである。

一般的圧サインベン、ボールペンの筆跡に於けるように
、インキが紙面に浸透していると消ｔ７ゴムでの消去は
困難であるが５本発明の色鉛芯で筆記された筆跡は、焼
成黒芯と同様、非常に消去性が良好である。この理由は
定かでないが２本発明で使用される高沸点溶剤は一般的
に粘性が高く。

固形状の染料と、高沸点溶剤あるいは高沸点溶剤と染料
とを主成分としたインキとが１体質材および無機系結合
材に吸着された状態で紙面上に付着し１紙面圧は浸透し
ないためと思われる。逆Ｋ。

粘性が低く浸透性の良い高沸点溶剤を選らんだものは、
消ゴムによる消去が困難であった。

次に１本発明の色鉛芯の製造法について具体的に説明す
る。体質材および無機系結合材を主材とし、必要に応じ
て水等の液体を適当量加え、ボールミル、ニーグー、３
本ロール等の混練機を適宜用いて混練し、液゛体量を調
節したのち押出機によ“り細線状に押出成形し１色鉛芯
素材を形成する。

この色鉛芯素材を乾燥後、おおむね６００℃以上の高温
で焼成することにより多孔質焼結体を作成するのである
が、この時必要に応じて酸化処理を行っても良い。次忙
該多孔質焼結体の気孔中に溶剤と染料とを主成分とした
インキを充填させたのち、適宜な条件で溶剤を除去し、
該気孔中に固形状の染料を析出形成させ、ひきつづいて
高沸点溶剤あるいは高沸点溶剤と染料とを主成分とした
インキを該気孔中釦充填して完成芯とするのである。

又、上記混練時忙有機高分子化合物を添加することＫよ
り、押出し時の粘結力が増加し、その後の取扱いも容易
になる。更に焼成時点で有機高分子化合物を除去するこ
と罠より、気孔量が増加し。

かつ気孔分布の均一な多孔質焼結体が得られるという、
造孔剤的効果も有している。この時用いる有機高分子化
合物としては、ワックス類１合成樹脂、天然樹脂、天然
および合成ゴム類、解重合型樹脂等が挙げられる。又、
有機高分子化合物を添加した場合は、ｖ８８次に適宜酸
化処理して除去するが１例えば解重合型樹脂のように焼
成時分解するものは、酸化処理をしなくても良い。又、
焼成時の雰囲気は１体質材、無機系結合材等の特性に合
せて、適宜選ぶことができる０例えば空気、酸化性、不
活性、還元、真空、加圧等の雰囲気である。

又、上記多孔質焼結体の気孔中に溶剤と染料とを主成分
としたインキを充填したのち、溶剤を除去する時には、
加熱、減圧および加熱と減圧とを組み合せた方法等、溶
剤の蒸発を促進する方法が適宜使用できるが、この時固
形状と成る染料の耐熱温度以下で行なうのが好ましい。

又、必要に応じて上記インキの充填、溶剤の蒸発除去操
作を繰り返して行な−・ても良い。

又、上記インキ忙使用される溶剤は、染料を溶解するも
のであれば伺でも良く、染料の溶解性。

蒸発性等を考慮し適宜選べるが、低沸点溶剤の方カ好ま
しい。例えば、水、エチルアルコール、アセ」トン、メ
チルエチルケトン、シクロヘキサン。

石油ナフサ、トルエン、イソブチルアセテート。

セルソルブ等が挙げられるが、上記溶剤に限定されるも
のではない。又、染料濃度を上げるため複数の混合溶剤
として用いても良く、更には溶解助剤を添加しても良い
。

次に、本発明の実施例を述べる。部は重量部である。

実施例１ 体質材としての窒化硼素４５部と、無機系結合材として
の粘土４５部とをポリビニルアルコール１０部を溶解さ
せた１００部の水忙加え、ニータ゛−１三本ロールで練
合し、水分量を調節したのち。

細線状に押出成形して色鉛芯成形素材を作成した。

次にこの色鉛芯成形素材を１０５℃で１５時間以上乾燥
したのち、ｅ素雰囲気中で６００℃まで昇温し、６００
℃で５時間焼成してポリビニルアルコールを除去し１次
にアルゴンガス中で１１００°Ｃまで昇温し、１時間焼
成して多孔質焼結体を得た。次に、溶解助剤としてのエ
チレングリコールを添加した水圧、黄色の耐光性が良好
な含金属染料を溶解し、黄色のインキを作成したのち、
該黄色インキ中に上記多孔質焼結体を浸漬し、常温。

減圧下の条件で含浸処理を施し、気孔中に該黄色インキ
を充填せしめたのち、該黄色インキの溶剤を６０℃、送
風下の条件で蒸発させて除去した。

この黄色インキの充填、溶剤の蒸発という操作を２度繰
り返し、気孔中に固形状の染料を保有した黄色の色鉛芯
素材を作成した。次に、高沸点溶剤としての流動パラフ
ィン中忙、黄色の色鉛芯素材を浸漬し、８０℃、常圧下
の条件で含浸処理を施し、黄色の色鉛芯素材の気孔中に
流動パラフィンを充填させ、鮮明な黄色の色鉛芯を完成
させた。

実施例２゜ オレイン酸トベンジルアルコールとの混合溶剤に、ピン
ク色の塩基性染料の油溶性染料を溶解したインキを作成
し、実施例１と同、様の黄色の色鉛芯素材を該ピンクイ
ンキに浸漬し、５０℃、減圧下の条件で含浸処理を施し
、黄色の色鉛芯素材の気孔中に該ピンクインキを充填せ
しめ、黄色とピンクとの調色による鮮明な赤色鉛芯を完
成させた。

比較例として、上記実施例の多孔質焼結体にインキを充
填させ、従来の焼成葉色鉛芯を作成した。

比較例Ｊ 実施例１の多孔質焼結体を、ボールペンインキ系の黄色
インキに浸漬し７０℃、常圧下の条件で含浸処理を施１
．多孔質焼結体の気孔中Ｃ（ボールペンインキ系の黄色
インキを充填せしめ、黄色の色鉛芯を作成Ｉ−た。

比較例２ 黄色とピンクとの調色によるボールペンインキ系の赤イ
ンキを作成し、該赤インキに実施例１．の多孔質焼結体
を浸漬し、′ＩＯ℃、減圧下の条件で含浸処理を施し、
多孔＊焼結体の気孔中に該ボールペン系の赤インキを充
填せしめ、赤色の色鉛芯を作成した。

以上、実施例１．、！および比較例１．．２について性
能を比較すると、下表の通りである。

筆跡の発色性ｉ　３５０　ｇ荷重により画線したサンプ
ルでの比較。

芯の経時変化；５０℃、１ケ月経時後の芯の状態変化。

筆跡の耐光性＋　３５０ｇ荷重により画線したサンプル
を常夜螢光燈下＋３０ｃＩｒＬＫ設置、１ケ月後の画線
の状態。

以上５表に示したように本発明の色鉛芯は１通常のイン
キのみを含浸した色鉛芯と比較して、筆跡の色相が濃く
、鮮明である。こｈは２本発明による色鉛芯の気孔中の
染料の量が１通常の焼成型　　　　　１色鉛芯に比し多
い為と思われる。又１例えば固形状の染料として耐光性
の良好な染料を選択した場合圧は、従来の焼成形色鉛芯
と比較して耐光性が格段と向上したものが得られ、更に
は、鮮明性、カラーバｌニー、耐熱性、螢光性等１棟々
の特徴を有する染料を良く吟味、選択することにより。

これら染料の特徴に応じて、さまざまな特徴を有した色
鉛芯が得られるのである。又、固形状の染料の色相とイ
ンキの色とを各種組み合せることＫより任意の色相が得
られるのは勿論のこと、更には微妙な色合も可能である
。

以上のように本発明の色鉛芯は、従来の焼成形色鉛芯の
欠点を補い、更にはさまざまな特徴を付与できるという
、従来にない画期的なものである。

又、この色鉛芯は、太径に成形することにより。

クレヨン、フレパス減等の篭記具も可能である。

特許出願人　　　パイロットプレシジョン株式会社Ｆ１
１５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも体質材および無機系結合材から成る多孔
   質焼結体の気孔中に、固形状の染料と、高沸点溶剤ある
   いは高沸点溶剤と染料とを主成分としたインキとが充填
   されて成る色鉛芯。 ２、少なくとも体質材と無機系結合材とを混練、成形し
   、高温で焼成して多孔質焼結体を作成し、該多孔質焼結
   体の気孔中に溶剤と染料とを主成分としたインキを充填
   したのち、溶剤を除去して固形状の染料を形成させ、次
   に高沸点溶剤あるいは高沸点溶剤と染料とを主成分とし
   たインキを充填することを特徴とする色鉛芯の製造法。