(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、着色材と、体質材としての非晶質板状シリカと、結合材としてのニトロセルロースとを使用し、体質材としての非晶質板状シリカと結合材としてのニトロセルロースとを結合させた固形描画材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クレヨン、パステル、固形修正具、色鉛筆芯など、着色材、結合材、体質材などを混練、成形して得られる固形描画材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にクレヨン、パステル、固形修正具、色鉛筆芯などの固形描画材には、有機系顔料、無機系顔料などの着色、粘土、有機ベントナイト、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン樹脂などの結合材、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等の体質材、および必要に応じてカルナバワックス、ポリエチレンワックス等の油脂類、水、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の溶剤を使用し混練、成形して得られている。
【０００３】
このような固形描画材は、固形描画材自身が紙面に対して摩耗により付着もしくは定着させて発色させるもので、着色成分をより多く固形描画材から摩耗させれば良好な発色が得られるが、摩耗を促進する事は成形品としての強度（曲げ強さ）が弱くなるという問題を抱えるものであった。例えば、色鉛筆芯で発色性を得る方法としては、樹脂やワックスの使用量を抑えて色鉛筆芯自身を軟らかく摩耗し易くする方法が知られているが、得られる色鉛筆芯の発色性は向上しても、強度が弱くなり折れ易くなると言う現象が生じる。
【０００４】
強度（曲げ強さ）を損ねることなく発色性を備える固形描画材を得るために、例えば特開２００２−２３５０２６公報（特許文献１）には板状アルミナを使用することで強度（曲げ強さ）を損ねることなく発色性を得るとの記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
（特許文献１）特開２００２−２３５０２６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先行技術物件の板状アルミナは、従来広く使用されているタルクのごとく、アスベストが含まれず安全性に優れている。また、強度（曲げ強さ）はタルクと同等程度であるため、クレヨン、パステル等の直径の太い固形描画材では折れ難いが色鉛筆等の直径の細い固形描画材に於いては折れやすく充分なものとは言えなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも、着色材と、体質材としての非晶質板状シリカと、結合材としてのニトロセルロースとを使用し、体質材としての非晶質板状シリカと結合材としてのニトロセルロースとを結合させた固形描画材を要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本物件で使用される非晶質板状シリカは、板状粒子が成形時の圧力で押出方向に配向し強度（曲げ強さ）が発現する。さらに、表面に水酸基を有するため反応性が高く結合材との結合力が高まり、強度（曲げ強さ）がさらに増加し色鉛筆等の直径の細い固形描画材に於いても折れ難いものを得ることが出来る。また、非晶質板状シリカは劈開性を有するため筆記時には劈開による自身の摩耗を発現することで発色性を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
一般的なシリカの製法としては、珪酸ソーダ水溶液の酸又はアルカリ金属塩による中和・分解反応によりシリカの析出を行う湿式法や、高温気相反応によりシリカの析出を行う乾式法が知られている。本発明で使用する非晶質板状シリカは、バーミキュライトを酸処理することなどで得られる。バーミキュライトはバーミキュライト群粘土鉱物あるいは雲母群粘土鉱物に分類される加水雲母を主成分とする鉱物であり、蛭石とも呼ばれている。バーミキュライトの化学的組成は、産地等によっても相違するが、代表的な組成は以下の通りである。
ＳｉＯ２  ３５〜４５重量％
Ａｌ２Ｏ３  １０〜２０重量％
ＭｇＯ３  ７〜３０重量％
Ｆｅ２Ｏ３  ５〜２２重量％
ＣａＯ  ０〜３重量％
Ｎａ２Ｏ  ０〜１重量％
Ｋ２Ｏ  ０〜１０重量％
Ｆｅ以外の重金属含有量（Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｄ等）  ０．２重量％以下
灼熱減量（１０５０℃）  ３〜２５重量％
【００１０】
このバーミキュライトを硫酸、塩酸、硝酸等の鉱酸の水溶液で酸処理することで、結晶構造が破壊され、かつ有色成分が除去される。酸の使用量は、バーミキュライト中のＦｅ２Ｏ３を含む塩基性成分に対して過剰量である。また、酸濃度は、一般に１５〜４０重量％、特に２０〜３５重量％とするのが良く、酸処理温度は１０から１１０℃の範囲とするのが良い。特に酸処理温度の高い方が酸濃度を低くしても酸処理が短時間で行える。酸処理の時間は、酸濃度や、酸の使用量、処理温度により異なるが、通常６〜４８時間程度である。このようにバーミキュライトを強度に酸処理し、水洗、乾燥、粉砕、分級することにより、非晶質板状シリカが得られる。市販品の具体例としては、水澤化学工業（株）の「シルリーフ」が挙げられる。
【００１１】
本発明で使用する非晶質板状シリカの使用量は、特に限定されないが、揮発溶剤分を除く固形描画材全量に対して２〜３０重量％で、より好ましくは５〜２０重量％が用いられる。使用量が２重量％未満のときは、実用強度は得られるものの発色性がやや落ちる場合がある。また、３０重量％を超えたときは、発色性は得られるものの、強度の低下が大きかったりする場合がある。平均粒子径も特に限定されない。
【００１２】
本発明で使用する固形描画材の材料としては、非晶質板状シリカの他に、賦形させるための樹脂などの結合材、タルク、マイカ等の体質材、着色材などと必要に応じて紙面に塗布するための各種ワックス、ステアリン酸などの油脂類を使用することができる。
【００１３】
結合材としては特に限定されず、具体的には、硝化綿、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリスチレンブタジエン、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。これらは単独で用いても、２種以上を併用しても構わない。
【００１４】
体質材としては特に限定されず、タルク、マイカ、アルミナ、窒化ホウ素、カオリンクレー、ベントナイト、Ｎε−ラウロイルリジン、Ｎ−ラウロイル−β−アラニンの各種金属塩などを任意に使用でき、これらは単独で用いても、２種以上を併用しても構わない。また、本発明の効果を損なわない範囲であるならば、従来公知の体質顔料の黒鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、板状アルミナ水和物や繊維状物としてチタン酸カリウムウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、二酸化チタンウィスカー、硫酸マグネシウムウィスカー、硫酸カルシウムウィスカー、硫酸アルミニウムウィスカー等を併用しても何ら差し支えない。
【００１５】
着色材としては、特に限定されず、天然系、合成系各種染料や無機系、有機系各種顔料を任意に使用することができる。染料としては、ジャパノールファストブラックＤコンク（Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７）、カヤクダイレクトブリリアントエローＧ（Ｃ．Ｉ．ダイレクトエロー）、アイゼンダイレクトファストレッドＦＨ（Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１）、ダイレクトスカイブルー６Ｂ（Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１）等の直接染料やアシッドブルーブラック１０Ｂ（Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１）、アシッドイエロー♯１０（Ｃ．Ｉ．アシッドエロー１）、スミトモファストスカーレットＡ（Ｃ．Ｉ．アシッドレッド８）、スミトモパテントピュアブルーＶＸ（Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１）、ダイワギニアグリーンＢ（Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン３）、ウォーターオレンジ♯１７（Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ５６）等の酸性染料、ウオーターイエロー♯２（Ｃ．Ｉ．フードエロー３）、食品用黄色５号（Ｃ．Ｉ．フードエロー３）、食品用赤色３号（Ｃ．Ｉ．フードレッド１４）、食品用青色２号（Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７４）、食品用緑色２号（Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン５）等の食用染料、マラカイトグリーン（Ｃ．Ｉ．４２０００）、ビクトリアブルーＦＢ（Ｃ．Ｉ．４４０４５）、メチルバイオレットＦＮ（Ｃ．Ｉ．４２５３５）、ローダミンＦ４Ｇ（Ｃ．Ｉ．４５１６０）、ローダミン６ＧＣＰ（Ｃ．Ｉ．４５１６０）等の塩基性染料が挙げられる。顔料としては、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ６（デグサ・ジャパン（株）製）、＃４０００Ｂ（三菱化成（株）製）、ＭＯＮＡＲＣＨ １３００（米国、キャボットＣｏ．ＬＴＤ製）、Ｒａｖｅｎ７０００、Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ９７５（コロンビヤン・カーボン日本（株）製）などのカーボンブラック、ＫＡ−１０（チタン工業（株）製）、Ｐ２５（日本アエロジル（株）製）などの酸化チタン、ＢＳ−６０５、（東洋アルミ（株）製）、ブロンズパウダーＰ−５５５、（中島金属箔工業（株）製）、ブロンズパウダー３Ｌ５（福田金属箔工業（株）製）などの金属粉顔料、また、黒色酸化鉄、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄、群青、紺青、コバルトブルー、クロムグリーン、酸化クロム等の無機顔料、ハンザエロー−１０Ｇ、ベンジジンエロー、パーマネントエローＮＣＣＧ、タートラジンレーキ、キノリンエロー、スダーン１、パーマネントオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＧＮ、パーマネントブラウンＦＧ、パラブラウン、ファイヤーレッド、ブリリアントカーミン６Ｂ、ボルドー５Ｂ、チオインジゴレッド、ファストバイオレットＢ、ジオキサンバイオレット、アルカリブルーレーキ、フタロシアニンブルー、インジゴ、アシッドグリーンレーキ、フタロシアニングリーン等の有機顔料などが挙げられる。また、この他に硫化亜鉛、珪酸亜鉛、硫酸亜鉛カドミウム、硫化カルシウム、硫化ストロンチウム、タングステン酸カルシウム等の無機蛍光顔料が挙げられる。
【００１６】
本発明においては、必要に応じて上記の他にカルナバワックス、密ろう、木ろう等の天然系ワックス群、ポリエチレンワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、ジンクステアリルケトン、マイクロクリスタリンワックス等の合成系ワックス群、ステアリン酸、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛等のステアリン酸各種金属塩や、フタル酸ジアリル、フタル酸ジメチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、プロピレンカーボネート等の可塑剤類などを使用することができる。
【００１７】
本発明において、上記材料を固形描画材として成形するに際して、これら配合材料を任意に配合し、使用する結合材の特性によっては水、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アルコール等の極性溶剤や、トルエン等の無極性溶剤を任意に使用しながら、ヘンシルミキサー、ボールミル、ロールミル等の攪拌、粉砕、分散機により混練を行い、クレヨンやパス等は加熱溶融しながら型入れした後、冷却し成形する方法が採用できる。更に、色鉛筆芯などの場合には、若干溶剤分を残存させた材料を縦型押し出し機用のシリンダーに装填し、油圧ピストンでシリンダー内材料を押し出し成形し、含まれる有機溶剤については乾燥機を利用して強制乾燥する等、既存の方法を採用することができる。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
【００１９】
＜実施例１＞
ニトロセルロース（結合材）                                      ２１重量部
タルク（体質材）                                                ５重量部
シルリーフ（水澤化学工業（株）社製、非晶質板状シリカ、平均粒径６μｍ）１５重量部
ステアリン酸（滑材）                                            １９重量部
カルナバワックス（ワックス）                                      ５重量部
プロピレンカーボネート（可塑剤）                                  ５重量部
フタロシアニンブルー（着色材）                                  ３０重量部
ＭＥＫ（溶剤）                                                １００重量部
上記材料を配合して、ヘンシルミキサーで分散後、３本ロールで混練およびさらなる分散を行い、溶剤分を調整しながら縦型押し出し機で成形後、残存溶剤分を完全に除くため８０℃で８時間乾燥して、直径２ｍｍの青色の色鉛筆芯を得た。
【００２０】
＜実施例２〜５＞
実施例１において、シルリーフの粒径を、平均粒子径がそれぞれ１、２５、４５、５５μｍのものに変えた以外、すべて実施例１と同様にして、直径２ｍｍの青色の色鉛筆芯を得た。
【００２１】
＜実施例６〜１１＞
実施例１において、シルリーフの使用量をそれぞれ１．５、３、５、１０、３０、４０重量％になるように調整した以外は全て実施例１と同様の操作を行い、直径２ｍｍの青色の色鉛筆芯を得た。
【００２２】
＜比較例１＞
実施例１において、シルリーフを使用せずに、ＣＴ３５（（株）山口雲母工業のタルク、平均粒子径：１５μｍ）を２０重量部使用した以外、すべて実施例１と同様にして、直径２ｍｍの青色の色鉛筆芯を得た。
【００２３】
＜比較例２＞
実施例１において、シルリーフ１５重量部の代わりにセラフＹＦＡ０５０２５（ＹＫＫ（株）社製の板状アルミナ、平均粒子径：５μｍ）を１５重量部使用した以外、すべて実施例１と同様にして、直径２ｍｍの青色の色鉛筆芯を得た。
【００２４】
＜比較例３＞
実施例１において、シルリーフ１５重量部の代わりにアエロジル２００（デグサ（株）社製の親水性無定形シリカ、平均粒子径：１２ｎｍ）を１５重量部使用した以外、すべて実施例１と同様にして、直径２ｍｍの青色の色鉛筆芯を得た。
【００２５】
以上の実施例および比較例において、得られた色鉛筆芯の曲げ強さ（単位；ＭＰａ）と発色性の代用特性としての濃度（単位；Ｄ）とをＪＩＳ  Ｓ  ６００５に基づいて測定した結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
0005640389.tif 000002