(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも有機結合材と、体質材として黒鉛およびタルクを併用したものを主材として使用し、混練、細線状に押出成形後、焼成処理、油状物の含浸処理を施してなる鉛筆芯において、チタンブラックを材料中に加えたことを特徴とする鉛筆芯。
【請求項２】
チタンブラックの添加量がタルクに対し０．５〜２０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の鉛筆芯。
【請求項３】
チタンブラックと共に無定型シリカを、併用して添加したことを特徴とする請求項２に記載の鉛筆芯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
焼成型鉛筆芯において体質材として黒鉛とタルクを併用したもので、黒鉛を単独で使用した時に生じる筆跡の光沢を抑え、純黒の色調を有する鉛筆芯、中でもシャ−プペンシル用芯のような芯径の細い鉛筆芯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉛筆芯における体質材としては黒鉛が用いられているが、黒鉛結晶特有の光沢が必然的に存在する。この黒鉛特有の光沢を改善させる為に、黒鉛以外の体質材を用いたものが知られている。
【０００３】
例えば、特公昭４２−７１６６号公報に開示された、体質材として雲母粉末を併用したものや、特開昭５４−８８４２３号公報に開示された、体質材としてタルクを添加したものなどである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
体質材として前記の雲母やタルクを黒鉛と併用すれば、確かに黒鉛結晶特有の光沢は減少させることは可能となるが、ここで大きな問題が発生する。即ち、黒鉛の代わりにタルクなどを置き換えた場合は、摩耗量が低下して濃度が極端に低下してしまう点である。濃度低下を防ぐ為に、黒鉛量を増やせば黒鉛特有の光沢が強くなるし、焼成芯体全体の摩耗を促進する為に焼成芯体のかさ密度を低いものとした場合は、極端に強度が低下してしまい、直径が０．９ｍｍ以下のシャ−プペンシル用芯などに使用した場合には全く実用性のないものしかできない。
【０００５】
そこで本発明は、直径が０．９ｍｍ以下のシャ−プペンシル用芯とした場合にも十分な摩耗量と濃度があり、結果的に実用強度を維持した従来の黒鉛単独の光沢のある筆跡とは異なり、純黒の色調を有する鉛筆芯を提供することを目的とする。
【０００６】
体質材としてタルクを黒鉛と併用することにより、筆跡の光沢が減少するのは、結合材として用いる有機結合材の炭化物が、タルクの表面に密着され易い為と思われる。しかし、タルクは摩耗現象が黒鉛のような焼成芯体からの脱離現象というより、タルクと炭化物が一体化したブロック的なくずれによる摩耗である。その為に、シャ−プペンシル用芯のように強度が必要な鉛筆芯の場合、有機結合材のバインダ−強度を上げる為に、どうしても焼成温度を７００℃以上とする必要があるが、この温度を高くすれば鉛筆芯の強度は上がるものの、逆にタルクの摩耗が極端に低下して鉛筆芯の濃度が著しく低下してしまうという問題を有していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこでこのタルクを、いかに黒鉛のように焼成芯体より離脱させ摩耗を低下させないようにするかを鋭意検討した結果、タルクを摩耗させる為に、チタンブラック単独もしくはチタンブラックと無定型シリカを併用させることが極めて有効であることを見い出し、本発明を完成した。
【０００８】
即ち、本発明は、少なくとも有機結合材と体質材として黒鉛およびタルクを併用したものを主材として使用し、混練、細線状に押出成形後、焼成処理、油状物の含浸処理を施してなる鉛筆芯において、チタンブラックを材料中に加えたことことを特徴とする鉛筆芯を第１の要旨とし、第１の要旨において、チタンブラックの添加量がタルクに対し０．５〜２０重量％であることを第２の要旨とし、第２の要旨においてチタンブラックと共に無定型シリカを、併用して添加したことを第３の要旨とするものである。
【０００９】
以下、詳述する。
本発明で用いるチタンブラックとは、酸化チタンを原料として還元技術により作られたものであって、分子式はＴｉｎＯ２ｎ−１で示され、ｎ＝１に近く（例えばＴｉＯ１．８６、ＴｉＯ１．８５）、結晶構造は立方晶形（ＮａＣｌ型）と正方晶形（ルチル型）の混合粉末状のものである。
チタンブラックとしては三菱マテリアル（株）から市販されているが、チタンブラックという名称は用いていないものの、製法及び組成的には上記チタンブラックとして同一のものとして、石原産業（株）の黒色酸化チタンや赤穂化成（株）のチタン系黒色顔料などが挙げられる。（以下、単にチタンブラックと呼ぶ。）尚、必要に応じてチタンブラックの表面をＡｌ２Ｏ３などで表面処理したものを用いることもできる。
【００１０】
チタンブラックの使用量としては、タルクに対する重量％として、概ね０．５〜２０％程度とするが、使用量が少な過ぎるとタルクに対する摩耗促進効果が小さく、使用量が多過ぎると鉛筆芯の強度低下が特に大きくなってしまうので、より好ましくは１〜１０％の範囲とするのが望ましい。
【００１１】
又、チタンブラックと併用する無定型シリカとは、一般に天然に存在する結晶性シリカに対し、含水珪酸、湿式シリカ、合成珪酸などと呼ばれ、Ｓｉ−Ｏの網目状構造からなり、一定の結晶構造を持たない為、非晶質シリカとも呼ばれるものである。具体的には、徳山曹達（株）の『ファインシ−ル』（商品名）や、（株）龍森の『イムシル』、日本アエロジル（株）の『アエロジル』等が挙げられる。
【００１２】
無定型シリカの使用量としては、併用するチタンブラックの使用量にもよるので特に使用量については限定できないが、使用量が少な過ぎるとチタンブラックとの相乗効果が小さく、使用量が多過ぎると鉛筆芯の強度の低下を招くので、概ねタルクに対しチタンブラックと無定型シリカを合わせた添加量が２〜２０％程度の範囲で添加するのが望ましい。目的とする鉛筆芯の濃度にもよるが、チタンブラックの使用量が上記の範囲内で少ない時は、併用する無定型シリカを上記の範囲で多めに、チタンブラックの使用量が上記の範囲内で多い時は、併用する無定型シリカを上記の範囲内で少な目にするのが望ましい。
【００１３】
チタンブラック及びチタンブラックと無定型シリカは、単に配合時に添加してもよいが、予め、タルクとチタンブラックを乾式でプレミキシングするなどの適宜の処理を施してもよし、さらにはチタンブラックと無定型シリカを予め乾式でプレミキシングした後に更にタルクを加えて乾式混合するなどの適宜の処理を施してもよい。
【００１４】
体質材として用いるタルクは、従来公知の汎用タルクでもよいが、湿式粉砕法タルクのような薄片状タルクがより好ましい。黒鉛としては特に限定されず、従来公知の天然黒鉛や人造黒鉛などを用いる。又、タルクと黒鉛の使用割合は、本発明の狙いより、従来の黒鉛とタルクの割合よりタルクの割合を増やしても、鉛筆芯の濃度低下を防ぐことが可能となるので特に限定はされないが、あまりタルクの割合が多過ぎても、強度低下を招いてしまうので、タルクの割合は全体質材に占める使用割合として、概ね３０％〜７０％の割合で黒鉛と併用することが好ましい。
【００１５】
体質材以外の有機結合材としては、従来公知のポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、フラン樹脂、ポリビニルアルコ−ル等を用い、さらに必要に応じて使用される、可塑剤、溶剤などを適宜使用する。これらをニ−ダ−、三本ロ−ルなどで混練後、押出成形により細線状物とした後、７００〜９００℃の高温熱処理を施し、焼成芯体としたものに必要に応じてスピンドル油などの油状物を含浸して鉛筆芯とする。
【００１６】
【作用】
通常のタルクでは有機結合材の炭化物とタルクの結合が強く、タルクの摩耗が起こり難く、濃度も低下してしまう傾向があるのに対して、鉛筆芯中にタルクとチタンブラックを含有させておくことにより、５００℃以上の熱処理時にタルクと有機結合材の炭化物との界面で、チタンブラックが金属酸化物として反応し（一部は酸化チタンやＴｉＣに変化）、微細な部分でタルクと有機結合材の炭化物との結合が弱くなり、部分的なブロック破壊を誘発し、結果としてタルクが離脱され易くなり、摩耗が促進され、濃度低下も起こらないものと推測される。
さらに無定型シリカを併用することで摩耗したタルク表面上に無定型シリカの微粉末が存在し、微小な凹凸となる為に黒味も増すものと思われる。
【００１７】
【実施例】
＜実施例１＞
塩化ビニル樹脂                              ３０重量部
湿式粉砕法タルク                            ２５重量部
天然黒鉛                                    ２５重量部
チタンブラック１２Ｓ                      １．３重量部
（三菱マテリアル（株）製）
ジオクチルフタレ−ト                        １０重量部
ステアリン酸                                  ２重量部
メチルエチルケトン（溶剤）                  ３０重量部
上記材料を配合物として、ニ−ダ−及び三本ロ−ルにより十分に混練後、細線状に押出成形し、空気中で３００℃まで加熱し、更に、不活性雰囲気中で９００℃まで加熱し、冷却後、スピンドル油を含浸し、０．９ｍｍの鉛筆芯を得た。
【００１８】
＜実施例２〜４＞
実施例１においてチタンブラックの使用量をそれぞれ、０．１３、０．２、０．３とした以外すべて実施例１と同様にした。
【００１９】
＜実施例５〜８＞
実施例１においてチタンブラックの使用量をそれぞれ、２．４、２．６、３．８、４．８とした以外すべて実施例１と同様にした。
【００２０】
＜実施例９、１０＞
実施例１において用いたチタンブラックの代わりに、赤穂化成（株）製のチタン系黒色顔料、石原産業（株）製の黒色酸化チタンＳ−１（表面をＡｌ２Ｏ３で処理したチタンブラック）をそれぞれ用いた以外すべて実施例１と同様にした。
【００２１】
＜実施例１１＞
実施例１において用いた湿式粉砕法タルクの代わりに汎用の乾式粉砕法タルクを用いた以外すべて実施例１と同様にした。
【００２２】
＜実施例１２＞
実施例１において配合物としてさらに、無定型シリカとして徳山曹達（株）製の『ファインシ−ルＴ−３２』を２重量部添加した以外すべて実施例１と同様にした。
【００２３】
＜実施例１３、１４＞
実施例４および実施例５において配合物としてさらに、無定型シリカとして（株）龍森の『イムシルＡ−２５』をそれぞれ、４．５、０．５重量部添加した以外すべて実施例１と同様にした。
【００２４】
＜実施例１５＞
実施例１において配合物としてさらに、無定型シリカとして日本アエロジル（株）の『アエロジルＴＴ６００』を３重量部併用し、かつ予めチタンブラック１２ＳとアエロジルＴＴ６００をヘンシルミキサ−で乾式混合し、さらにタルクを加えてプレミキシングした後に残りの配合材料を加えて配合した以外すべて実施例１と同様にした。
【００２５】
＜実施例１６、１７＞
実施例１においてチタンブラックの使用量をそれぞれ、０．１２、５．３とした以外すべて実施例１と同様にした。
【００２６】
＜比較例１＞
実施例１においてチタンブラックを用いない以外すべて実施例１と同様にした。
【００２７】
＜比較例２＞
実施例１においてチタンブラックの代わりに、無定型シリカとして徳山曹達（株）製の『ファインシ−ルＴ−３２』を用いた以外すべて実施例１と同様にした。
【００２８】
上記各例で得たものについて、ＪＩＳ  Ｓ  ６００５に準じて曲げ強さと濃度を測定し、筆記線の黒みの代用特性として荷重６００ｇでケント紙に面塗り（同一摩耗量となるように１０回厚塗り）したものをミノルタ（株）製の分光測色計ＣＭ−３７００ｄを用いてＹ値を測定した。（Ｙ値は値が小さいほど反射率が小さく黒みも高いことを示す。）その結果を表１、表２に示す。
【００２９】
【表１】
0003603485.tif 000002
【００３０】
【表２】
0003603485.tif 000003
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、黒鉛とタルクを体質材として併用した鉛筆芯においても、摩耗量が多く濃度も高くかつ実用的な強度を持った、筆跡に黒みのある鉛筆芯を得ることができる。