(57)【要約】      （修正有）【課題】焼成により得られる鉛筆芯において、一般に、曲げ強さを高めようとすると、筆記時に摩耗し難くなり、曲げ強さは大きいが、筆記濃度が薄い焼成鉛筆芯となり易く、逆に、筆記濃度を高めようとすると、曲げ強さが小さく、筆記時に加わる力や落下した際の衝撃などで折れ易い芯体となり易い。このように曲げ強さと筆記濃度には負の相関がある。この負の相関を破り、曲げ強さと筆記濃度に優れる焼成鉛筆芯を提供する。【解決手段】焼成により得られる鉛筆芯において、少なくとも黒鉛と、酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子を含有することを特徴とした焼成鉛筆芯。前記無機板状粒子を芯体中に０．１〜０．４５ｗｔ％で、且つ、黒鉛に対し、０．１５〜０．７５ｗｔ％含有する。前記無機板状粒子は劈開性の無機非晶質板状粒子である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成により得られる鉛筆芯において、少なくとも黒鉛と、酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子を含有することを特徴とする焼成鉛筆芯。
【請求項２】
前記酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子を、芯体中に０．１ｗｔ％〜０．４５ｗｔ％且つ黒鉛に対し０．１５ｗｔ％〜０．７５ｗｔ％含有することを特徴とする、請求項１記載の焼成鉛筆芯。
【請求項３】
前記酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子が、劈開性板状粒子である、請求項１乃至請求項２記載の焼成鉛筆芯。
【請求項４】
前記劈開性板状粒子が、劈開性無機非晶質板状粒子である、請求項３記載の焼成鉛筆芯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼成により得られる鉛筆芯に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な焼成鉛筆芯は、黒鉛、窒化ホウ素、タルクなどと合成樹脂と、フタル酸エステル等の可塑剤、メチルエチルケトン等の溶剤、更にステアリン酸塩、ステアリン酸、カーボンブラック、無定形シリカ等も必要に応じて併用し、これらの配合材料を分散混合および混練して、細線状に押出成形した後、焼成温度まで熱処理を施し、得られた焼成芯体の気孔中に必要に応じて油状物を含浸させて完成する。
主材となる黒鉛、窒化ホウ素、タルク等の中でも、黒鉛は黒色〜鋼灰色を有することから描線に好適であり、また高い潤滑性を有するため、鉛筆芯の主材として好ましく用いられている。
【０００３】
鉛筆芯は押出成形時の芯径を種々選択することにより目的の芯径の芯体を得ることができ、また配合や焼成温度を変えることなどにより、目的の筆跡濃度や硬度の芯体を得ることもできるが、一般に、曲げ強さを高めようとすると、筆記時に摩耗し難くなり、曲げ強さは大きいが、筆跡濃度が薄い焼成鉛筆芯となり易く、逆に、筆跡濃度を高めようとすると、曲げ強さが小さく、筆記時に加わる力や落下した際の衝撃などで折れ易い芯体となり易い。このように曲げ強さと筆跡濃度には負の相関がある。
この負の相関を破るための様々な発明が報告されており、その中には無機板状粒子を使用したものもある。特開２００４−２６２９８４号公報（特許文献１）に記載の発明は、配合材料中に板状のアルミナを含有した鉛筆芯に関するものであり、特開２００３−３１３４８５号公報（特許文献２）に記載の発明は、扁平状二硼化チタンを含有した鉛筆芯に関するものであり、特開２００８−０８１７１５号公報（特許文献３）に記載の発明は、所謂合成フッ素金雲母を使用した鉛筆芯に関するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６２９８４号公報
【特許文献２】特開２００３−３１３４８５号公報
【特許文献３】特開２００８−０８１７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の発明は、板状アルミナの表面に樹脂炭化物が付くことによる筆跡濃度の向上を図るものであり、特許文献２に記載の発明は、扁平状二硼化チタン粒子の黒味により濃度向上を図るものであるが、このような、単に無機板状粒子の色味により筆跡濃度を上げる手法では、黒鉛に対し概ね１０ｗｔ％以上を配合する必要がある。これだけの量を配合すると、ロールミル等による混練過程において硬い無機板状粒子同士がぶつかり合うので、配合時の粒径を留めることはなく、粉砕による微粉が多数生じる。この微粉は、黒鉛と共に骨格を形成する大きさではないため、芯体強度は黒鉛単独の骨格による強度となる他、同組成の無機板状粒子に付着・凝集し易く、表面の平滑性を低下させて無機板状粒子の配向を妨げる。したがって実際には芯体強度は上がらず、曲げ強さと筆跡濃度の負の相関を破るには十分ではない。特許文献３に記載の発明は、薄片状である合成フッ素金雲母を使用することで押出成形時に黒鉛と同一方向に配向させて緻密な芯体とし、付着炭化物による筆跡濃度向上と共に折れ難い芯体とするものであるが、芯体の配向を上げるだけでは合成フッ素金雲母と黒鉛間の結び付きは弱く骨格としては機能しないため、やはり曲げ強さと筆跡濃度の負の相関を破るには十分ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、焼成により得られる鉛筆芯において、少なくとも黒鉛と、酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子を含有することを特徴とする焼成鉛筆芯を要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
黒鉛と、酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子とは、他の配合物と混合された状態で、細線状に押出成形されることにより、それぞれ同方向に配向してａｂ面（ベーサル面）同士が同方向を向く確率が高く、面同士が接着し易くなる。この無機板状粒子の表面は酸素原子を有するので、還元作用を持つ黒鉛の表面と結合し、芯体内で骨格となって芯を支え、そのａｂ面の広さゆえに曲げに対して芯を支え易く、高い曲げ強さを実現することが出来るものと推察される。
無機板状粒子の粒径が１μｍ以上であると、粒子同士の分子間力による凝集作用が弱いので、分子間力が配向性の妨げにはならない。反対に、無機板状粒子の粒径が１μｍ未満であると、粒子同士の分子間力による凝集作用が強くなり、自身の配向性が下がる他黒鉛の配向も妨げるようになる。
そして筆記時には、配向状態に並んでいる無機板状粒子の端部であるエッジ面が紙面に擦られ、粒子がある程度大きいことも相まって梃の作用が働き、容易にａｂ面の結合が剥がれて黒鉛から離れることができるものと推察され、芯体は摩耗して濃い筆跡濃度が得られる。
以上により、酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子を含有することにより、曲げ強さと筆跡濃度の負の相関を破る鉛筆芯が得られたものである。
【０００８】
更にこの無機板状粒子が、劈開性板状粒子であると、粒子自体も筆記時に劈開して崩れるものと推察され、より崩れ易く筆跡濃度の濃い芯体となる。
【０００９】
更にこの劈開性板状粒子が非晶質であると、表面活性が高いので、黒鉛や粒子同士の結合をより強くし、より曲げ強い芯体を得ることが出来る。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
鉛筆芯の主材として好ましく用いられる黒鉛は、人造黒鉛と天然黒鉛に大別することができ、鉛筆芯に用いるには、結晶が成長して劈開性の良好な天然黒鉛が一般的に利用されている。天然黒鉛には、一般的に、結晶の発達した鱗状黒鉛や鱗片状黒鉛と、純度が低い低結晶性の土状黒鉛などに分類があるが、中でも発達した結晶が積層して高いアスペクト比と平滑な表面を持つ鱗片状黒鉛は、細線状に芯体を成形する際に押出方向に配向することで芯体の強度を向上させ、また、その優れた劈開性により滑らかな運筆感と高い筆跡濃度が得られるので、曲げ強さと筆跡濃度を得る為に好ましく利用されている。
【００１１】
本発明においては、粒径とは、電子顕微鏡で撮影した粒子のａ軸、ｂ軸、ｃ軸のうち、ａ軸長又はｂ軸長の最小値と定義する。また、アスペクト比は、（粒径／ｃ軸長）と定義する。
酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子としては、金属酸化物やケイ酸塩、リン酸塩等の板状物が挙げられる。具体的には、金属酸化物として板状アルミナ、板状シリカ、ケイ酸塩としてマイカ、タルク、バーミキュライト、リン酸塩として板状アパタイトなどが挙げられる。一般に、アスペクト比（ａ軸長又はｂ軸長の最小値／ｃ軸長）が５以上であれば板状形状と言われる。アスペクト比が５以上であると成形時の配向が良く、アスペクト比が５に満たないと、配向性の低下から面同士の接着効果が得られ難く、黒鉛の配向を乱すことにもなり芯体の曲げ強さに負の影響を及ぼすようになる。また、ａｂ面の平面度（ａｂ面が直角となって観察されるＳＥＭ写真において粒子に接し、且つ粒子長軸端部同士を結ぶ線分に平行な線の最大値）が高い粒子が多く含まれる方が面同士の接着効果を得る為には有利と言え、平面度５００ｎｍ以下の粒子が個数割合で９０％以上存在することが好ましいと言える。
このような無機板状粒子を芯体中に含有すると、還元作用を持つ黒鉛中の炭素が粒子中の酸素原子を奪ったり引き付けたりするために粒子表面の電荷が動き、粒子と黒鉛との接面では炭素酸素間の結合力が働き、また無機板状粒子同士の接面では表面エネルギーを小さくする焼結が起きて、骨格を形成することが出来る。
無機板状粒子に働く配向性や梃の作用は、粒子数の影響を受け難く、少量でも効果を発揮することができ、無機板状粒子を芯体中に０．１ｗｔ％以上、黒鉛に対し０．１５ｗｔ％以上の量で充分に本発明の効果を奏する芯体が得られる。
また、材料を混練する工程は、配合物内の粒子同士の衝突による微細化を招くので芯体中に０．１ｗｔ％〜０．４５ｗｔ％且つ黒鉛に対し０．１５ｗｔ％〜０．７５ｗｔ％含有させるようにすると、添加した初期状態の粒径が維持されるのでより好ましい。
【００１２】
酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子の市販品としては、板状アルミナとしてセラフ０５０２５、同０５０７０、同０７０７０、同１００３０（以上キンセイマテック（株）製）、板状アパタイトとして板状ＨＡＰ（岩瀬コスファ（株）製）、劈開性を有するケイ酸塩類のマイカとしてＹ−１８００、Ｙ−３０００、ＳＡ−３１０、ＦＡ−４５０（以上（株）ヤマグチマイカ製）、タルクとしてＣＴ−３５、ＣＴ−２５０（以上（株）ヤマグチマイカ製）、Ｐ−８、Ｐ−６、Ｐ−４、Ｐ−３、Ｐ−２、ＭＳ−Ｐ、ＭＳＷ、ＭＳ（以上日本タルク（株）製）、劈開性無機非晶質板状粒子としてシルリーフ（水澤化学工業（株）製）などが挙げられる。
尚、本発明の鉛筆芯体中には、１μｍに満たない無機粒子が併用されていることを妨げない。
【００１３】
本発明において、芯体中に含有する酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子の確認は、焼成処理後の鉛筆芯を酸化雰囲気中で熱処理し、黒鉛などの炭素質が酸化消耗でなくなることによって得られた無機板状粒子による灰分を観察することで確認するのが良い。一般に、酸化雰囲気中の黒鉛や炭化物は４００℃〜５００℃程度から酸化消耗し始めるので、灰分を得る為には、８００℃〜９００℃の熱処理を施す。灰分となったことの判断は、黒鉛の鉛色が消失したことをもって判断する。熱処理が長時間に及ぶと無機板状粒子の酸化消耗に繋がる恐れもあるので、概ね２〜３時間の処理が好ましい。
本発明では、観察しようとする焼成鉛筆芯を磁性皿に乗せ、９００℃に保持した酸化雰囲気炉中で２時間保持した後に冷却したものを光学顕微鏡（倍率１００倍）にて灰分となった確認を行い、アスペクト比や粒径及び平面度の確認は走査型電子顕微鏡（倍率５０００倍）にて芯側面方向より観察して確認（ｎ＝１０の平均値）するものとする。また無機板状粒子の芯体中含有量の確認は、灰分処理前後の重量から算出すればよい。
【００１４】
上記以外の使用材料としては、従来用いられている焼成鉛筆芯の構成材料を限定なく用いることができ、また、従来公知の製造方法を限定なく用いて製造することができる。
一例を挙げると、窒化硼素など酸素原子を有さない無機粒子も併用することができ、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、塩素化パラフィン樹脂、フラン樹脂、ポリビニルアルコール、スチロール樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレンーブタジエン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリルアミド樹脂、ブチルゴムなどの合成樹脂を必要に応じて１種または２種以上併用することもできる。更に、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）、ジオクチルアジペート、ジアリルイソフタレート、トリクレジルホスフェート、アジピン酸ジオクチルなどの従来公知の可塑剤、メチルエチルケトン、アセトンなどのケトン類やエタノール等のアルコール類、水などの溶剤、ステアリン酸、ベヘニン酸など脂肪酸類や脂肪酸アマイド類等の滑材、ステアリン酸塩などの安定剤を併用しても良い。また、鉄、アルミニウム、チタン、亜鉛等金属の酸化物や窒化物、無定形シリカ、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ、炭素繊維などを併用してもよい。
これら配合材料をニーダー、ヘンシェルミキサー、３本ロールなどで均一分散させた後に細線状に成形し、使用する樹脂に応じて適宜熱処理を施し、最終的に非酸化雰囲気中で８００℃〜１３００℃の焼成処理を施し焼成鉛筆芯を得るが、混練時に無機板状粒子が粉砕されて１μｍ未満の微粉とならないようにするには、例として無機板状粒子の配合量を抑えたり、ロール途中で無機板状粒子を加えて粒子への負荷を抑えたりすればよい。
その後必要に応じて、α−オレフィンオリゴマー、シリコーン油、流動パラフィン、スピンドル油、エステルオイル等の合成油、スクワラン、ヒマシオイル等の動植物油、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、モンタンワックス、カルナバワックスといった蝋状物を含浸させて製造する。
【実施例】
【００１５】
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。
【００１６】
＜実施例１＞
ポリ塩化ビニル                                                        ３０重量部
黒鉛                                                                  ２５重量部
板状アルミナ（平均粒径５μｍ、キンセイマテック（株）製）          ０．２５重量部
ステアリン酸亜鉛                                                    ０．５重量部
ステアリン酸                                                            ２重量部
フタル酸ジブチル                                                      １０重量部
メチルエチルケトン                                                    ２０重量部
上記材料をヘンシェルミキサーによる分散混合処理、３本ロールにより１０分間混練処理をした後、単軸押出機（圧力５００ＭＰａ）にて細線状に押出成形し、空気中で室温から３００℃まで約１０時間かけて昇温し、３００℃で約１時間保持する加熱処理をし、更に、密閉容器中で１０００℃を最高とする焼成処理を施し、冷却後、流動パラフィンを含浸させて、呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は２μｍ、アスペクト比は７であった。また芯体中含有量は０．６１ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１．０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００１７】
＜実施例２＞
実施例１において、用いる板状アルミナを平均粒径１０μｍ（キンセイマテック（株）製）に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は３μｍ、アスペクト比は８であった。また芯体中含有量は０．６１ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１．０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００１８】
＜実施例３＞
実施例１において、用いる板状アルミナを平均粒径１０μｍに代え、３本ロールによる混練処理５分経過後に添加した他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は４μｍ、アスペクト比は８であった。また芯体中含有量は０．６１ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１．０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００１９】
＜実施例４＞
実施例１において、用いる板状アルミナを平均粒径２μｍ（キンセイマテック（株）製）に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は１μｍ、アスペクト比は５であった。また芯体中含有量は０．６１ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１．０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００２０】
＜実施例５＞
平均粒径０．４μｍのアルミナ微粒子（ＡＨＰ２００、日本軽金属（株）製）０．２５重量部を予め少量のフタル酸ジブチルと共にミキサーにて撹拌して、アルミナの凝集体を作成した。
このアルミナ凝集体を実施例１における板状アルミナに代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は３μｍ、アスペクト比は５であった。また芯体中含有量は０．６１ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１．０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は９０％存在した。
【００２１】
＜実施例６＞
実施例５において、作成したアルミナ凝集体を３本ロールによる混練処理５分経過後に添加した他は、実施例５と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は４μｍ、アスペクト比は５であった。また芯体中含有量は０．６１ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１．０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は８０％存在した。
【００２２】
＜実施例７＞
実施例１において、板状アルミナの配合量を０．２０重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は４μｍ、アスペクト比は９であった。また芯体中含有量は０．５０ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．８０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００２３】
＜実施例８＞
実施例１において、板状アルミナの配合量を０．０３重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は５μｍ、アスペクト比は１０であった。また芯体中含有量は０．０７ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．１２ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００２４】
＜実施例９＞
実施例１において、板状アルミナの配合量を０．１５重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は５μｍ、アスペクト比は１０であった。また芯体中含有量は０．３７ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．６０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００２５】
＜実施例１０＞
実施例１において、板状アルミナの配合量を０．１９重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は５μｍ、アスペクト比は１０であった。また芯体中含有量は０．４５ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．７５ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００２６】
＜実施例１１＞
実施例１において、板状アルミナの配合量を０．１０重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は５μｍ、アスペクト比は１０であった。また芯体中含有量は０．２５ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．４０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００２７】
＜実施例１２＞
実施例１において、板状アルミナの配合量を０．０４重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は５μｍ、アスペクト比は１０であった。また芯体中含有量は０．１０ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．１５ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００２８】
＜実施例１３＞
実施例１において、板状アルミナをタルク（劈開性有、結晶質、ＭＩＣＲＯ  ＡＣＥ  Ｐ−３、平均粒径５．０μｍ、日本タルク（株）製）に代え、配合量を０．１５重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認によるタルクの粒径は５μｍ、アスペクト比は１０であった。また芯体中含有量は０．３７ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．６０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００２９】
＜実施例１４＞
実施例１において、板状アルミナをマイカ（劈開性有、結晶質、ＳＪ−００５、平均粒径５．０μｍ、（株）山口マイカ製）に代え、配合量を０．１５重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認によるマイカの粒径は５μｍ、アスペクト比は１０であった。また芯体中含有量は０．３７ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．６０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００３０】
＜実施例１５＞
実施例１において、板状アルミナをマイカ（劈開性有、結晶質、Ａ−１１、平均粒径３．０μｍ、（株）山口マイカ製）に代え、配合量を０．１５重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認によるマイカの粒径は３μｍ、アスペクト比は７であった。また芯体中含有量は０．３７ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．６０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００３１】
＜実施例１６＞
実施例１において、板状アルミナをマイカ（劈開性有、結晶質、ＳＪ−０１０、平均粒径１０．０μｍ、（株）山口マイカ製）に代え、配合量を０．１５重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認によるマイカの粒径は１０μｍ、アスペクト比は１５であった。また芯体中含有量は０．３７ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．６０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００３２】
＜実施例１７＞
実施例１において、板状アルミナを板状シリカ（劈開性有、非晶質、シルリーフ、平均粒径５．０μｍ、水澤化学工業（株）製）に代え、配合量を０．１５重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状シリカの粒径は５μｍ、アスペクト比は１０であった。また芯体中含有量は０．３７ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．６０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００３３】
＜実施例１８＞
実施例１において、板状アルミナを粉砕装置（スターバースト、（株）スギノマシン製）により粉砕処理し粒径を３μｍとした板状シリカに代え、配合量を０．１５重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状シリカの粒径は３μｍ、アスペクト比は８であった。また芯体中含有量は０．３７ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．６０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００３４】
＜実施例１９＞
実施例１において、板状アルミナを板状シリカの０．１５重量部に代え、３本ロールによる混練処理５分経過後に添加した他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状シリカの粒径は８μｍ、アスペクト比は１４であった。また芯体中含有量は０．３７ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．６０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００３５】
＜実施例２０＞
実施例１において、板状アルミナを板状シリカに代え、配合量を０．０５重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状シリカの粒径は５μｍ、アスペクト比は１０であった。また芯体中含有量は０．１２ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は０．２０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００３６】
＜実施例２１＞
実施例１において、黒鉛２５重量部を２０重量部に代え、窒化硼素（平均粒径１３μｍ）を５重量部加えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は２μｍ、アスペクト比は７であった。また芯体中含有量は０．６１ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１．２５ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００３７】
＜比較例１＞
実施例１において、板状アルミナを平均粒径０．６μｍのアルミナ（ＬＳ−５００、日本軽金属（株）製）に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は０．６μｍ、アスペクト比は２であった。また芯体中含有量は０．６１ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１．０ｗｔ％である。
尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００３８】
＜比較例２＞
実施例１において、板状アルミナの配合量を３．０重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による板状アルミナの粒径は０．５μｍ、アスペクト比は８であった。また芯体中含有量は７．３８ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１２．０ｗｔ％である。
尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００３９】
＜比較例３＞
実施例１において、板状アルミナを合成フッ素金雲母（平均粒径６μｍ、ＰＤＭ−５Ｂ、トピー工業（株））に代え、配合量を３．０重量部に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による合成フッ素金雲母の粒径は０．６μｍ、アスペクト比は７であった。また芯体中含有量は７．３８ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１２．０ｗｔ％である。
尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００４０】
＜比較例４＞
実施例１において、板状アルミナを扁平状二硼化チタン（平均粒径４μｍ、ＴｉＢ２−Ｎ、日本新金属（株））に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による扁平状二硼化チタンの粒径は４μｍ、アスペクト比は８であった。また芯体中含有量は０．６１ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１．０ｗｔ％である。
尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は１００％存在した。
【００４１】
＜比較例５＞
実施例１において、板状アルミナを球状アルミナ（平均粒径５μｍ、ＤＡＭ−０５、電気化学工業（株））に代えた他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分確認による球状アルミナの粒径は５μｍであった。また芯体中含有量は０．６１ｗｔ％であり、黒鉛に対する含有量は１．０ｗｔ％である。尚、平面度５００ｎｍ以下の粒子は存在しない。
【００４２】
＜比較例６＞
実施例１において、板状アルミナを用いなかった他は、実施例１と同様にして呼び径０．５の鉛筆芯を得た。
得られた芯の灰分に残るものはなかった。
【００４３】
以上、各実施例及び比較例で得た鉛筆芯について、ＪＩＳ  Ｓ  ６００５に準じて曲げ強さと濃度を評価した。
【００４４】
【表１】
2015010157.tif 000002
【００４５】
上記表１の結果から明らかなように本発明範囲の実施例１〜２１の鉛筆芯は、比較例１〜６の鉛筆芯に較べて、曲げ強さと筆跡濃度に優れることが判明した。
実施例１はアスペクト比７で粒径２μｍの板状アルミナを芯に含有したものであり、未配合の比較例６やアスペクト比２で粒径０．６μｍの比較例１、アスペクト比８で粒径０．５μｍの比較例２、酸素原子を有さない扁平状二酸化チタンを用いた比較例４等と比較して曲げ強さが高く濃度も同等以上であり、酸素原子を有する板状アルミナの粒径により効果が得られている。尚実施例１の粒径は配合時の粒径５μｍから変化しており、配合物内の粒子同士の衝突による微細化が起きていると推察される。
実施例１〜４は、配合する板状アルミナの大きさや混練条件を変更することにより、得られる粒径を１〜４μｍの範囲で変えたものであり、粒径１μｍの実施例４は比較例２に比べて曲げ強さと濃度が向上しており、粒径１μｍ以上で効果を得られる。また粒径が大きくなるほど曲げ強さが向上しており濃度低下は少ないことから、粒径が大きい程接着作用や梃の作用が働き易いと推察される。
実施例５、６はアルミナ微粒子を予め凝集したものを用いて、芯内に板状アルミナを得たものであり、平面度５００ｎｍ以下の粒子の含有率はそれぞれ９０％、８０％である。粒径４μｍの実施例６は粒径３μｍの実施例５や実施例２に比べて粒径は大きいものの曲げ強さが低下していることから、平面度の高い方が面同士の接着効果を得る為には有利で、平面度５００ｎｍ以下の粒子が９０％以上存在することが好ましいと言える。
実施例７〜１２は板状アルミナの芯体中含有量を０．０７〜０．５０ｗｔ％の範囲、黒鉛に対する含有量を０．１２〜０．８０ｗｔ％の範囲で変えたものであり、芯体含有量０．５０ｗｔ％且つ黒鉛に対する含有量０．８０ｗｔ％である実施例７や芯体含有量０．０７ｗｔ％且つ黒鉛に対する含有量０．１２ｗｔ％である実施例８と、芯体含有量０．１ｗｔ％〜０．４５ｗｔ％且つ黒鉛に対する含有量０．１５ｗｔ％〜０．７５ｗｔ％である実施例９〜１２との曲げ強さの差が大きく、効果をより得られる範囲は芯体含有量０．１ｗｔ％〜０．４５ｗｔ％且つ黒鉛に対する含有量０．１５ｗｔ％〜０．７５ｗｔ％である。尚実施例９〜１２における粒径は配合時の粒径５μｍから変化しておらず、配合物内の粒子同士の衝突による微細化が避けられていると推察される。
実施例１３〜１６は無機板状粒子として劈開性を有する結晶質のマイカやタルクを用いたものであり、劈開性の無い結晶質の板状アルミナを用いた実施例９〜１２と比較し濃度が濃く、粒子の劈開性により芯が崩れ易くなり濃い濃度を得られる。また板状アルミナと同様に粒径が大きくなるほど曲げ強さが向上しており濃度低下は少ないことから、粒径が大きい程接着作用や梃の作用が働き易いと推察される。
実施例１７〜２０は無機板状粒子として劈開性を有する非晶質の板状シリカを用いたものであり、結晶質の劈開性板状粒子を含有した実施例１３〜１６に比べ曲げ強さが向上しており、非晶質の表面活性の高さが、黒鉛や粒子同士の結合をより強くし、より曲げ強さが得られると推察される。
実施例２１は板状アルミナと酸素原子を有さない無機粒子である窒化硼素を併用したものであり、実施例１同等の効果が得られており、酸素原子を有さない無機粒子を併用した場合においても本発明の効果は得られる。
以上説明したとおり、酸素原子を有するアスペクト比が５以上で粒径１μｍ以上の無機板状粒子を含有することにより、曲げ強さと筆跡濃度に優れた焼成鉛筆芯が得られている。