TW201402357A - 橡皮擦 - Google Patents

Abstract

本發明之課題為在得到具有透明性、同時具有充分高消字率和強度的橡皮擦的同時，藉由降低填充劑的含有比例而提高製造時的成型性。本發明之解決手段係相對於樹脂組合物含有0.5至15.0重量%的二氧化矽粒子的透明性橡皮擦。

Description

橡皮擦

本發明係關於橡皮擦。

通常的氯乙烯樹脂類橡皮擦含有碳酸鈣作為填充劑(體質顏料)。藉由添加該碳酸鈣，使用時藉由與紙面的摩擦而磨損橡皮擦，由此產生的橡皮擦屑將書寫在紙面上的由鉛筆所產生的筆跡的鉛筆粉以捲入般之方式剝離、聚集，其結果可消除筆跡從而達到消字。

如此之橡皮擦藉由含有碳酸鈣，與紙面摩擦的結果係一邊產生橡皮擦屑一邊進行消字。

上述的橡皮擦由於含有碳酸鈣而呈現不透明的白色，但是考慮到橡皮擦的設計性，已知也存在不添加碳酸鈣而具備透明性的橡皮擦。由於該具備透明性的橡皮擦不含有碳酸鈣，因此即使藉由與紙面的摩擦也難於磨損。即由磨損所引起的橡皮擦屑的產生量降低，進而消字性變差，從而不能充分具有由橡皮擦所產生的消字作用。

如專利文獻1所述，已知含有碳酸鈣的橡皮擦係作為油性麥克筆用橡皮，其可不使非吸收面受損從而消除描繪的線等。該專利文獻1所述的橡皮擦以消除由麥克筆所產 生的筆跡為目的，為添加大量塑化劑而形成的橡皮擦。其次，當揩擦面被麥克筆污染而有損美觀時，每次使用時，藉由因揩擦而削下的橡皮擦所產生橡皮擦屑，可使污染的使用面經常保持乾淨狀態。如(塑化劑、軟化劑)段落、實施例4及5所示，原本並不需要添加碳酸鈣等的體質材料(extender material)。體質材料是以提高橡皮擦的強度為目的而添加的。

在專利文獻2中記載了原子筆用的橡皮，即作為磨砂橡皮擦將氧化鋯粒子和二氧化矽粒子混合並以成為橡皮重量的30至70重量%之方式而含有，但是由於是磨砂橡皮擦，所以以除去紙的纖維為目的，而與通常的鉛筆、自動鉛筆用的橡皮不同。

此外，如專利文獻3及4所述，已知有使含有20重量%的重質碳酸鈣的橡皮擦材料含浸而形成的橡皮擦、使含有17重量%的重質碳酸鈣的橡皮擦材料含浸而形成的橡皮擦。

進而，如專利文獻5所述，與雲母、滑石等的粒徑為15至50μm的無機質粉末一起，將粒徑為0.2μm以下的二氧化矽微粉、碳酸鈣微粉、氧化鈦微粉等作為增強劑摻配到塑膠橡皮組合物中，也已知如專利文獻6所述的含有碳酸鈣的橡皮組合物。

由於上述的專利文獻1及2所述的各種橡皮擦、橡皮，係作為麥克筆用橡皮而藉由塑化劑消除筆跡，或作為所謂的磨砂橡皮而藉由除去紙的纖維消除由原子筆 所產生的筆跡，所以用與通常的鉛筆等的橡皮以完全不同的原理而消除。

進而，含有20重量%以上或者17重量%以上的重質碳酸鈣的橡皮擦、含有具有沉降性等的碳酸鈣的橡皮，例如即使併用二氧化矽並摻配重質碳酸鈣的之樹脂製的橡皮擦也不是明顯的透明橡皮擦，而為經常可看到的白色不透明的橡皮擦。

已知此種不透明的橡皮擦，考慮作為橡皮擦的功能和設計，也嘗試了將橡皮擦製成透明性。此時，如果不添加以往所添加的碳酸鈣，橡皮擦確實變得透明，但是存在使用時磨損量降低、消字率也降低的缺點。

先行技術文獻

專利文獻1：日本特開2010-228220號公報

專利文獻2：日本特開昭63-309500號公報

專利文獻3：日本特開2006-27151號公報

專利文獻4：日本特開2001-138688號公報

專利文獻5：日本特開昭56-125444號公報

專利文獻6：日本特開2001-81259號公報

本發明旨在解決的課題為在得到具有透明性、同時充分具有高消字率的橡皮擦的同時，藉由使填充劑的含有比例降低而提高製造時的擠出成型、壓製成型的 可操作性。

為了解決上述課題，本發明者反復進行深入研究，結果發現可採用下述的方法。

1.一種透明性橡皮擦用樹脂組合物，為含有樹脂和二氧化矽粒子而形成的樹脂組合物，且相對於該樹脂組合物含有0.5至15.0之重量%該二氧化矽粒子。

2.如1所述的透明性橡皮擦用樹脂組合物，其係不含有碳酸鈣。

3.一種透明性橡皮擦，其係將1或2的透明性橡皮擦用樹脂組合物成型而形成。

4.一種透明性橡皮擦，其係將1或2中所述的透明性橡皮擦用樹脂組合物含浸在多孔性構造體中而形成。

藉由採用上述的方法，除了充分具有消字性以外，還可使橡皮擦具有透明性，且提高橡皮擦的成型時的擠出成型、壓製成型的可操作性。

本發明為了實現上述效果，為樹脂組合物中含有0.5至15.0重量%二氧化矽粒子而形成的透明性橡皮擦用樹脂組合物，以及由此所得到的透明性橡皮擦，其中，以成為成為特定範圍的含量之方式含有二氧化矽而作 為摻配到橡皮擦用樹脂組合物中的體質顏料。

因此，以下按順序進行說明。

(樹脂)

作為用於本發明的透明性橡皮擦用樹脂組合物及透明性橡皮擦的樹脂，可採用以往的橡皮擦所使用的樹脂。

作為此種樹脂，本發明中可使用公知的樹脂、橡膠、彈性體等。作為該樹脂，例如可例示熱塑性樹脂、熱固化性樹脂、紫外線固化性樹脂等，其中較佳為熱塑性樹脂。

作為熱塑性樹脂，例如可使用聚氯乙烯、氯乙烯與其它的共聚性單體的共聚物等的氯乙烯類樹脂；乙烯-醋酸乙烯酯等的醋酸乙烯酯類樹脂；聚丙烯、乙烯-聚丙烯共聚物、丁二烯類樹脂等的烯烴類樹脂；乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、離子聚合物樹脂等。其中，較佳為氯乙烯類樹脂，特佳為聚氯乙烯。

此外，在熱塑性樹脂之中，較佳為使用可由糊成型的微粒狀態的物質。作為此種樹脂，例如，可例示商品名“ZEST P21”(新第一聚氯乙烯股份有限公司製)等。且樹脂可單獨使用或者也可二種以上組合使用。

作為橡膠，例如可使用天然橡膠(例如所謂的生橡膠等)、合成橡膠(例如苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、丁基橡膠等)。橡膠可單獨使用或者也可二種以上組合使用。

作為彈性體，可使用熱塑性彈性體，例如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯系彈性體、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯 系彈性體、苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯系彈性體等。

這些彈性體可單獨使用或者也可二種以上組合使用。

在這些樹脂、橡膠、彈性體成分之中，特佳為氯乙烯樹脂，藉由摻配後述的二氧化矽粒子，可確實得到具有透明性的橡皮擦，而且不僅在使用時可產生適當的磨損量，更提高消字率。

這些樹脂的含量無特別限制，例如，相對於橡皮擦用樹脂組合物的總量為10至80重量%、較佳為20至60重量%、更佳為30至50重量%。相對於橡皮擦用樹脂組合物總量，當樹脂的含量少於10重量%時，在使用時橡皮擦會拉扯紙或者變得易於變形，另一方面，當多於80重量%時會變硬、彈性降低。

(二氧化矽粒子)

摻配本發明中所使用的二氧化矽粒子為用於調整橡皮擦的硬度或者調整使用所產生的磨損的程度。作為二氧化矽，可為通過通常的製造方法所得到的二氧化矽粒子，其平均粒徑為0.5至50.0μm、較佳為1.0至20μm、進更佳為1.0至15μm。

平均粒徑越小可越削減所摻配的二氧化矽的量，從在樹脂組合物內分散性良好且可使透明性更加明確的方面來看為較佳。

此外，較佳為該二氧化矽粒子的吸油量為100至300ml/100g、更佳為150至280ml/100g、特佳為200至250ml/100g。當吸油量超過300ml/100g時，所得到的橡皮 擦易變得不透明。

進而，作為該二氧化矽粒子的比表面積，較佳為80至500m²/g、特佳為110至400m²/g。當比表面積超過500m²/g時所得的橡皮擦易於變得不透明。

作為所摻配的二氧化矽粒子的量，相對於透明性橡皮擦用樹脂組合物整體為0.5至15.0重量%、較佳為1.0至10.0重量%、更佳為2.0至5.0重量%。在該摻配量的範圍時，橡皮擦可在具有透明性的同時具備充分的強度，具有成型性良好、使用時橡皮擦易磨損的性質。

(塑化劑、軟化劑)

可使本發明的透明性橡皮擦用樹脂組合物中含有塑化劑、軟化劑，其具有使橡皮擦變柔軟、聚集使用時所產生的橡皮擦屑的功能。

其中，作為塑化劑可使用可使橡皮擦所使用的熱塑性樹脂塑化的塑化劑，只要是可使聚氯乙烯等的上述的樹脂塑化的塑化劑，可使用公知的塑化劑。作為此種塑化劑，較佳為使用鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二庚酯等的鄰苯二甲酸酯系塑化劑；鄰苯二甲酸丁苄酯、鄰苯二甲酸二異丁酯及鄰苯二甲酸二異壬酯等的鄰苯二甲酸酯系塑化劑、己二酸二異壬酯、己二酸二辛酯。

作為軟化劑，可採用植物油、動物油、礦物油、液體石蠟、聚丁烯等。

作為這些塑化劑、軟化劑的添加量，相對於透明性橡皮擦用樹脂組合物，較佳為30至70重量%、較佳為40至 60重量%。

(熱穩定劑、抗氧化劑)

以防止本發明中的透明性橡皮擦用樹脂組合物的變色、劣化為目的，還可添加熱穩定劑。作為此種熱穩定劑，可採用月桂酸丁基錫類、蘋果酸丁基錫類、巰基丁基錫類、月桂酸辛基錫類、蘋果酸辛基錫類、巰基辛基錫類、各種金屬肥皂、鋇-鋅類的穩定劑、鈣-鋅類、鎂-鋅類的穩定劑等的公知的熱穩定劑。或者，作為抗氧化劑，可採用羥基甲苯二丁酯、Irganox 1010等的受阻酚系抗氧化劑。

作為此種熱穩定劑、抗氧化劑的摻配量，可為具備成為本發明的透明性橡皮擦用樹脂組合物的目標的熱穩定性、抗氧化性的程度的摻配量，作為這些摻配量，在透明性橡皮擦用樹脂組合物中為3.0重量%以下、較佳為1.0重量%以下、更佳為0.8重量%以下。藉由該程度的添加可具有充分熱穩定性。

(其它成分)

另外，以下示出可摻配在本發明的透明性橡皮擦用樹脂組合物中的添加劑，但是採用任一種添加劑時，不能為妨礙所得到的橡皮擦為透明性的添加比例。

作為該添加劑，可使用研磨劑、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、滑石、黏土、矽藻土、石英粉、氧化鋁、鋁矽酸鹽、雲母等的填充劑、金屬肥皂著色劑、香料、表面活性劑、二醇類等。作為著色劑，可使用有機顏料、無機顏料、螢光顏料等的公知的顏料、公知的染料等。此外，在本發明 中也可使用藉由摩擦力而壓碎的感壓性微囊體所構成的變色性色素成分(感壓變色性色素成分)、含有藉由摩擦熱而變色的感熱性著色成分的變色性色素成分(感熱變色性色素成分)。

在這些之中，為了使所得到的橡皮擦為透明性，需要僅添加極少量或者完全不添加摻配到樹脂等中會成為不透明的添加劑，例如碳酸鈣等。

如此，從其他成分中選擇何種成分以何種程度摻配到透明性橡皮擦用樹脂組合物中，對於為了使橡皮擦用樹脂組合物成為透明性係極為重要。

(橡皮擦的製造方法)

作為使用本發明的橡皮擦用樹脂組合物而得到橡皮擦的方法，可採用用於樹脂的公知的成形方法。

將上述的熱塑性樹脂、彈性體及/或橡膠等和二氧化矽、熱穩定劑、塑化劑、根據需要的上述其他成分加入到容器內加熱攪拌，其後充分脫氣而成為均勻的透明性橡皮擦用樹脂組合物。

可將其擠出成型並調整至目標形狀而製成產品，或者可將該均勻的透明性橡皮擦用樹脂組合物填充到模具內並充分壓製而製造橡皮擦。

如此，與將均勻的透明性橡皮擦用樹脂組合物直接成型的方法不同，可採用使用預先製造的多孔性構造體的製造方法。

使用上述的多孔性構造體的方法為下述方 法，即藉由在由樹脂或除樹脂以外的材料所形成的多孔性構造體的孔內使本發明的透明性橡皮擦用樹脂組合物含浸之方法。

該多孔性構造體的空隙率(氣孔率)無特別限制，但是需要為填充透明性橡皮擦用組合物而可形成透明的橡皮擦的空隙率，例如為60%以上、較佳為80%以上、更佳為90%以上(例如，90至99.8%)。特別是當氣孔率為90%以上時，其骨架部的壁厚變小，多孔性構造體由於摩擦變得易於斷裂，彈性體的磨損面和多孔性構造體的斷裂面變得一致或大略一致。

此種多孔性構造體無特別限定，但重要的是為以下多孔性構造體，即與使用時與紙的摩擦所引起的透明性橡皮擦用樹脂組合物的磨損，以相同的速度一起分裂、脫離。

相對於所述多孔性構造體的空隙部的總容積的透明性橡皮擦用樹脂組合物的填充率無特別限定。然而，有必要填充透明性橡皮擦用組合物從而可使橡皮擦自身為透明，因此，較佳為該填充率為50%以上至100%。該填充率小於50%時，橡皮屑的聚集性、消字性及使用感降低。即使是該填充率為100%的橡皮擦，與以往的橡皮擦相比也具有強度、強韌而難於折斷、橡皮屑的聚集性良好、消字性優異、富有使用感，但藉由使該填充率小於100%、較佳為80%以上、最較佳為90至99.8%，進一步期望為95.0至99.8%，使消字時的橡皮擦表面的磨損率增大、消字率增大。

在多孔性構造體中填充本發明的透明性橡皮擦用樹脂組合物而製成橡皮擦時，其橡皮擦整體所含有的本發明中的樹脂和二氧化矽粒子的量為考慮到該多孔性構造體的空隙率和其填充率而求得的值。

多孔性構造體較佳為具有3kg f/cm²以下、較佳為2kg f/cm²以下的拉伸強度。具有拉伸強度超過3kg f/cm²的多孔性構造體的橡皮擦，使用時在所述橡皮擦組合物的彈性體磨損的同時，多孔性構造體自身難於分裂或斷裂。該拉伸強度的數值為以JIS K 6402為標準測定的值。同時，樣品的厚度為10mm、啞鈴為2號形狀、拉伸速度為300mm/min。

較佳為上述多孔性構造體具有0.2kg f以上、較佳為0.7kg f以上的壓縮反作用力。當多孔性構造體的壓縮反作用力小於0.2kg f時，橡皮擦整體的剛性不充分，變得難於具有強韌性。該壓縮反作用力為測定將直徑15.2mm的圓盤與厚度10mm的樣品接觸，以7mm/min的速度壓縮5mm時的反作用力的數值。

從上述中，適合的多孔性構造體較佳為具有3kg f/cm2以下的拉伸強度、500%以下的伸長率及0.2kg f以上的壓縮反作用力。

如此，多孔性構造體具有強度及彈性、強韌從而耐斷裂性優異，而且橡皮屑的聚集性質良好，另外使用感和消字性優異。

多孔性構造體可藉由有機聚合物或無機聚 合物而得。作為有機聚合物可為合成聚合物、天然聚合物中的任一種。有機聚合物可單獨或二種以上組合而使用，可使用樹脂(熱固化性樹脂、熱塑性樹脂等)、橡膠類、纖維等。當然，當多孔性構造體為包含近多角形或近圓形的空間的構造體時可使用樹脂、橡膠類的發泡體等，當多孔性構造體為網狀構造體時可使用纖維。

作為樹脂，包含三聚氰胺系樹脂、環氧系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、尿素系樹脂、酚系樹脂等的熱固化性樹脂；聚苯乙烯等的苯乙烯系樹脂；聚酯等的酯系樹脂；聚丙烯酸酯等的丙烯酸系樹脂；聚乙烯等的烯烴系樹脂；聚氯乙烯等的氯乙烯系樹脂等的熱塑性樹脂等的各種樹脂、彈性體等，在橡膠系中包含天然橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、腈-丁二烯橡膠等的各種的橡膠類。此外，還可使用海綿等的天然高分子多孔體等。作為纖維，例如可使用木棉、絹、麻等的天然纖維；纖維素系纖維、酯系纖維、丙烯酸系纖維、醯胺系纖維等的合成纖維等各種的纖維。

本發明的橡皮擦所具有的透明性為根據由下述的測定方法所得的透明性(透射率)所求得的值，其為20.0%以上、較佳為25.0%以上、更佳為30.0%以上。該值小於20.0%時可說橡皮擦不具備透明性。

實施例

(實施例1)

將下述的表1所示摻配量的原材料加熱、混合、脫泡 而製造透明性橡皮擦用樹脂組合物，進而使該組合物成型、含浸於空隙率為99.8%的三聚氰胺系樹脂的發泡體中而製造本發明的透明性橡皮擦。

(實施例2)

將下述的表2所示摻配量的原材料加熱、混合而製造透明性橡皮擦用樹脂組合物，使用該成形體進行壓製成型加熱而得到橡皮擦。

(比較例1及2)

將如下述表3所示摻配量的含有碳酸鈣而不含有二氧化矽的原材料加熱、混合而製造橡皮擦用樹脂組合物。其次，藉由與實施例1相同的方法得到比較例1的橡皮擦，藉由與實施例2相同的方法得到比較例2的橡皮擦。

(比較例3)

將如下述的表4所示摻配量的不含有碳酸鈣及二氧化矽的原材料加熱，用捏合機揉捏後粉碎、加熱、擠出成型而製造橡皮擦。

DOP：鄰苯二甲酸二辛酯(塑化劑)

DBP：鄰苯二甲酸二異丁酯(塑化劑)

EMBILIZER R-23L：熱穩定化劑

EMBILIZER TC-110S：熱穩定化劑

P-21：聚氯乙烯樹脂

Carplex#1120：二氧化矽粒子(平均粒徑9.0μm、吸油量220ml/100g、比表面積109m²/g)

Carplex#67：二氧化矽粒子(平均粒徑9.0μm、吸油量265ml/100g、比表面積429m²/g)

Irganox 1010：受阻酚系抗氧化劑

Ryton A-4：碳酸鈣

EPOCOLOR FP-40：螢光顏料(橙)

對於所得到的透明性橡皮擦測定其透明性、消字率、硬度、穿刺強度及磨損量。作為具體的測定方法如下所述。在除磨損量以外的測定中，所測定的透明性橡皮擦的厚度為10.31mm、長度為58.97mm、寬度為23.23mm、重量為16.20g。

透射率：將橡皮擦切割成為10.3mm的厚度。將其藉由Sakura濃度計PDA-65而測定光的透射濃度x，從其結果藉由換算式(y=100 e^-2.3x)而求得透射度y(%)。

消字率：基於JIS S 6050將自動鉛筆的筆跡進行消字而測定；硬度：基於JIS S 6050藉由C型硬度計而測定。

穿刺強度：測定凝膠硬度作為穿刺強度。凝膠硬度藉由以下方法進行測定。

橡皮擦樣品：12 φ×5mm

溫度：20±2℃

測定器：AIKOH ENGINEERING CPU GAUGE 9550B

穿刺棒：4.4mm φ

穿刺速度：7mm/分鐘

放置橡皮擦樣品，從其上方將上述穿刺棒以上述穿刺 速度向該樣品中央穿刺。觀察此時的穿刺所需要荷重的上升，將顯示1秒以上的一定值的荷重作為穿刺強度。

磨損量：將橡皮擦的樣品加工為12 φ×10mm的圓柱狀，其重量以mg單位而測定。將其樣品以與圓柱的旋轉軸往返運動的方向垂直的方向插入到設置在消字試驗機上的橡皮保持器上，在試驗紙保持器上設置與消字率試驗相同的紙。接下來，以500g的荷重往返50次，將附著在樣品上的橡皮屑用平刷去除，測定磨損後的重量。

其次，藉由(初始重量-磨損後重量)/初始重量×100的式子求得磨損率，並採用3次的平均值。

根據本發明的例子的實施例1及2的橡皮擦，其消字率、硬度、磨損量與不含有二氧化矽的比較例1及2之以往包含碳酸鈣的橡皮擦為相同程度，但是透明性、穿刺強度優異。

此外，根據沒有摻配填充劑的比較例3，尤其透明性變差了一些、消字率明顯降低且磨損量明顯降低。

根據上述的實施例及比較例，當使用本發明的透明性橡皮擦用樹脂組合物時，與摻配了碳酸鈣的以往的橡皮擦 相比，即使二氧化矽的添加量明顯少，也可得到消字性及磨損量優異且硬度、穿刺強度優異並具有高透明性的橡皮擦。

Claims (4)

1. 一種透明性橡皮擦用樹脂組合物，為含有樹脂和二氧化矽粒子而形成的樹脂組合物，且相對於前述樹脂組合物含有0.5至15.0重量%之前述二氧化矽粒子。
2. 如申請專利範圍第1項所述之透明性橡皮擦用樹脂組合物，係不含有碳酸鈣。
3. 一種透明性橡皮擦，係將申請專利範圍第1或2項所述之透明性橡皮擦用樹脂組合物成型而形成。
4. 一種透明性橡皮擦，係將申請專利範圍第1或2項所述之透明性橡皮擦用樹脂組合物含浸在多孔性構造體中而形成。