JPS6346278A - 低荷重用芯 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明の芯は、１００ｇ以下の低荷重で筆記されるプロ
ッタに装着し、鮮明でかつ消去性に優れた芯に関するも
のである。

（従来の技術） 近年、設計製図の分野においては、手書きからコンピュ
ーターを利用した、ＣＡＤシステムへと移行し、出図も
コンピューターに接続されたプロッタによることが多く
なっている。

Ｘ−Ｙプロッタは元来、記録装置の出図用として、筆記
には液体インクを使用するのが常であって、筆記荷重も
１００ｇ以下の低荷重しかかからないものが大半である
。

ＣＡＤシステムにおいても、従来はインクを使用して図
面を書いてきたが、修正の容易な鉛筆書きを望む声は大
きなものがあり、そのためには真黒で、しかも低荷重で
明瞭な筆跡の得られる芯が要求されている。

従来の芯は、手書きを前提として３００〜５００ｇの筆
記荷重で必要十分な筆跡を提供するものであり、このた
めの芯としては、黒鉛及び粘土よりなる鉛筆芯や、黒鉛
及び炭素からなるシャープペンシル芯、さらに窒化硼素
、顔料、粘土及び／又は炭素からなる色鉛筆芯等が知ら
れている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の焼成黒鉛芯は、−ＦＧに結合材と
しての粘土又は炭素と、潤滑材および着色材としての黒
鉛を使用しているが、黒鉛は潤滑性には優れるものの鉛
色をしており真黒な筆跡を望むことはできず、その筆跡
は光線の具合によっては反射して光ることもある。これ
を改善するためにカーボンブラック等の黒色顔料を加え
ることもあるが、真黒な筆跡となるまでにはいたらない
。

すなわち、従来の焼成黒鉛芯では、３００〜５００ｇで
の一般筆記荷重においても鉛色の筆跡であり、１００ｇ
以下では極めて薄くてほとんど画線にならない。

また、窒化硼素にカーボンブラック等の顔料を加え、粘
土及び／又は炭素を結合材としてなる黒色芯がある。こ
の構成において、窒化硼素は白色であるが体質性を有し
、純黒色のカーボンブランク、あるいは焼成により炭素
化性有機化合物から生成した炭素の強力な黒色により、
白色体質材の窒化硼素は完全に隠蔽されて真黒な焼結体
となるのである。しかし、従来の窒化硼素を含む芯は通
常筆記では良好であるものの、窒化硼素の潤滑性が黒鉛
に比べてやや劣ることから、１００ｇ以下での低荷重の
もとにおいては、その筆跡は黒くても芯の摩耗量が少な
いために、画線の密度が希薄で不鮮明となり、実用に適
するものではなかった。

以上、要するに従来の芯は、手書きを前提としているた
め、３００ｇから５００ｇの筆記荷重をかけないと充分
な濃さが得られず、１００ｇ以下の荷重しかかからない
プロッタでは、明瞭な画線はほとんど書けないのが実情
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、低荷重で筆記するプロッタに装着して、５０
ｇから１００ｇの筆記荷重でも充分な濃さの得られる芯
に関するものであり、本発明者らはこのような芯の製造
について種々検討した結果、結合材としての炭素と潤滑
材としての窒化硼素を主材とする芯であって、その芯の
押出軸方向に対して垂直にＸ線を照射して得られるＸ線
回折における六方晶窒化硼素の（００２）面のピーク高
さと（１００）面のピーク高さとの比が４０以下である
ことを特徴とする芯が、従来の芯よりも摩耗性が大きく
、低荷重の筆記においても濃い画線が得られることを見
出したものである。

一般に、芯の組成物を棒状に押出成形すると、黒鉛や窒
化硼素のような板状の潤滑材粒子は、押出軸と平行とな
るように配向され易く、この配向度が進むと焼結体の摩
耗が著しく小さくなる。このことを六方晶窒化硼素にお
けるＸ線回折図の（００２）面のピーク高さと（１００
）面のピーク高さとの比でみると、窒化硼素の配向度が
大きくなるほど、その比は大きくなるのである。従って
、窒化硼素から成る芯底形体の前記ピーク高さの比を小
さいものとすることは、板状の窒化硼素が押出方向に対
してランダムに並び、結果として押出軸方向に垂直とな
る窒化硼素が増加することを意味し、このような押出成
形物の焼結体を芯として筆記に用いると、へき関して摩
耗し易い方向にある板状の潤滑材の窒化硼素が増加して
、極く弱い外力でも摩耗性に富む芯が得られるものと考
察される。

すなわち、この比については４０以下にすることが良い
ことを確認して本発明を完成させたものである。

本発明の芯底形体におけるＸ線回折の前記ピーク高さの
比は、４０以下と低い方がよく、芯径の太さによって、
好ましい比は若干異なるが、特には３０以下が好ましい
。

以上のような芯底形体において低い比を示すに好適な窒
化硼素は、大方晶系のもので、特に硼素と酸素を含む化
合物（例えば、酸化硼素、硼酸、硼砂等）を炭素、金属
マグネシウムなどのような適当な還元剤の存在下、窒素
を含むガス（Ｎ、、Ｎｉｌ。

等）と一段階で反応生成させることによって得られるも
のが、一定値以下の比すなわちよりランダムな配向を得
る原料として適している。このような方法により製造さ
れた窒化硼素を用いることにより、優れた効果が得られ
る理由については定かでないが、従来市販の窒化硼素と
比べて、一段反応によって得られる窒化硼素は、表面に
きわめて微小な結晶が成長していると思われ、それによ
って押出時の配向が妨げられ、結果として材料自体のも
つランダムな配向を芯底形体としてからも比較的保持し
ているためと思われる。

これにひきかえ、従来一般の窒化硼素は、炭素との焼結
体において、その押出軸方向に配向され易く、それによ
って筆記面に対して潤滑材の窒化硼素がへき関し易い方
向にある粒子が減少して、低荷重の筆記力で摩耗しにく
い、薄い筆跡の芯となってしまうのである。

本発明に用いられる炭素は、炭素化性ｆ機化合物を焼成
して得られる炭素であり、炭素化性有機化合物としては
天然樹脂、合成樹脂、アスファルト、コールタールピッ
チ等を単独もしくは組み合わせたものが用いられる。

窒化硼素の配合量は、上記の炭素化性有機化合物１００
重量部に対して、２０重量部以下では潤滑性に劣り、摩
耗しにくい芯となり、４００重量部以上にすると、芯の
押出成形性が著しく悪くなってしまうので、２０〜４０
０重量部、特には５０〜３００重量部が良好である。

また気孔中に、従来公知の油を含浸させたり、黒色系の
インクを含浸させてもよい。

次に、本発明の低荷重用芯の製造法について簡単に述べ
る。

窒化硼素と、焼成により炭素化する有機化合物を、任意
の溶剤に溶かすか、または加熱により溶解あるいは溶融
し、三本ロールやニーダ−を用いて混練したものを押出
成形した後、不活性ガス９１０００℃前後の高温で焼成
し、有機化合物を炭素化させて窒化硼素と炭素とからな
る焼結体を得る。次に、得られた焼結体を油浸して低荷
重用芯とする。

（実施例） 実施例１ 窒化硼素　　　　　　　　　　７０重量部（信越化学工
業■製ＫＢＮ−ｈ−１０）ポリ塩化ビニール　　　　　
１３０重量部ジオクチルフタレート　　　　２６重量部
ステアリン酸カルシウム　　　１２重量部（ここで使用
の窒化硼素は、硼酸とアセチレンブラックと金属マグネ
シウムとをリボンブレンダーで混合してから、還元窒化
炉でＮ２ガスを流しながら１８００℃で窒化反応させた
のち、得られた反応生成物を解砕機で解砕し、塩酸で酸
洗いしてから水洗し、乾燥をして篩分機で整粒して得ら
れた平均粒径３μｍの窒化硼素を用いる。）上記の配合
物をニーダ−１三本ロールで加熱混練し、スクリュー押
出機で押出成形したのちアルゴンガス中で常温〜６００
℃まで１０℃／ｈｒで、６００〜１１００℃までを１０
０℃／ｈｒで昇温し、１１００℃で１時間焼成して、窒
化硼素と炭素から成る焼結体を得、この焼結体にシリコ
ンオイルを油浸して芯径０．２９０ｍｍφの低荷重用芯
を完成させた。

実施例２ 窒化硼素　　　　　　　　　１００重量部（信越化学工
業■製ＫＢＮ−ｈ−１０）ポリ塩化ビニール　　　　　
１００重量部ジオクチルフタレート　　　　２０重量部
ステアリン酸カルシウム　　　１２重量部上記配合を用
いて、実施例１と同様にして焼結体を作成し、芯径０．
３７４ｓ＋ｍφの低荷重用芯を完成させた。

比較例１ 市販の六方晶窒化硼素（硼酸、無水硼酸、硼砂等とリン
酸カルシウムまたはリン酸水素カルシウムとを混合し、
ＮＨ３雰囲気下９００〜１４００℃で反応させ、その反
応生成物を水洗、乾燥した後、Ｎ２雰囲気下１８００〜
２０００℃で熱処理し、更に水洗、乾燥、粉砕すること
により得られる窒化硼素）を用いる以外は、全て実施例
１と同様にして芯を作成した。

比較例２ 比較例１の窒化硼素を用いる以外は、全て実施例２と同
様にして芯を作成した。

上記の実施例１．２、比較例１．２について得られた測
定値を示すと、表１のようになる。

表　　１ 本、試料（芯）をガラス製試料台にはりつけ、この芯の
押出軸に対して垂直にＣｕＫα線を照射し、その反射線
量をゴニオメータ−でとらえる。

具体的にはＸ線回折計により、２θ：　２６．９°近辺
（（００２）面）及び２θ：　４１．６°近辺（（１０
０）面）のピーク高さの比をとる。

本２　ヒューレットパソカード社のブロックＴｙｐｅ７
５８５　Ｂに、プロッタ用ペンシルを装着し、このペン
シルに測定しようとする芯を装填して、ペン圧６６ｇ（
実際に芯にかかる荷重３０〜４５ｇ）で所定の方式によ
り試験筆跡を書き、この筆跡の中央部を小西六写真工業
社ＤＥＮＳＩＴＯＭＥＴＥＲＰＤＡ６５を用いてその濃
度を測定した。数値が高い程、濃い筆跡であることを示
す。

（発明の効果） 表１でわかるように、本発明の芯はピーク高さの比が低
く、従って低荷重において濃度が濃くなっているが、従
来の製法による窒化硼素を用いた芯では比が高り、濃度
が薄いことがわかる。ちなみに、通常の黒鉛芯の２Ｂ程
度のものを筆記させると、濃度が０．１０位となり、は
とんど筆記不能に近い。

以上のようにして得られた本発明の芯は、従来の芯と比
べて５０〜１００ｇの低荷重において濃く、真黒な筆跡
が得られ、これは鉛筆用として、３００〜５００ｇの高
荷重を特別に設定していない、−触のインク書き用プロ
ッタにも広く鉛筆書きができる、画期的な芯である。

またこの低荷重用芯は、液体インクのブロックベンに比
べ、次のような利点を有している。

ｌ）液体インクのように、乾燥して書けなくなることが
なく、常に書き出しの安定した画線が得られる。

２）液体インクの筆記体において、高速の筆記速度（例
えば６０　ｃｖｘ／ｓｅｃ以上）ではインクの追従が間
に合わず、かすれた画線となるが、本発明の芯では６０
ｃｒａ／ｓｅｃ以上の高速筆記でも鮮明な画線を得るこ
とができる。

３）液体インクを使用する筆記体は、ペン体の形状がテ
ーパー状となっているものが多く、使用が進むにつれペ
ン体が摩耗して、初期筆記時の線幅よりも太くなってく
る。これに対し本発明の芯では、常に所定の線幅で筆記
できるので、正確な画線を有する図面が作成できる。

以上のように、本発明の低荷重用芯は、特別に鉛筆書き
を設定していない、比較的安価なインク書き用プロッタ
でも鉛筆書きが可能なものとなり、その筆跡は消しゴム
で簡単に消去でき、なおかつインクペンよりも高速の筆
記ができるので、能率の向上に寄与し、その産業上の効
果は絶大なものである。

特許出願人　パイロットプレシジョン株式会社信越化学
工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　結合材としての炭素と、潤滑材としての窒化硼素を
   主材とする芯であって、その芯の押出軸方向に対して垂
   直にＸ線を照射して得られるＸ線回折における六方晶窒
   化硼素の｛００２｝面のピーク高さと｛１００｝面のピ
   ーク高さとの比が４０以下であることを特徴とする低荷
   重用芯。