(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成芯体が有する気孔中に、含浸成分を含浸させてなる鉛筆芯において、前記含浸成分が、（Ａ）エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、非結晶ポリプロピレン、エチレン−極性モノマー共重合体、ポリエチレン、イソブチレンの重合体であるポリイソブチレン、非晶性ポリα−オレフィンから選ばれる１種もしくは２種以上の混合物と、（Ｂ）イソブチレンとｎ−ブテンとの共重合物質であるポリブテンと、（Ｃ）金属石けんとを少なくとも含有する鉛筆芯。
【請求項２】
前記金属石けんが高級脂肪酸の非アルカリ金属塩を少なくとも含有する請求項１記載鉛筆芯。
【請求項３】
前記金属石けんの含有量が全含浸成分の０．０５重量％以上１５重量％未満である請求項１又は請求項２に記載の鉛筆芯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、黒鉛を含有する焼成芯体が有する気孔中に含浸成分を含浸させてなる鉛筆芯に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛筆芯は、黒鉛や窒化ホウ素、タルク等の体質材と、粘土や各種合成樹脂などを結合材として使用し、必要に応じて使用される各種の着色材、気孔形成材、可塑剤、溶剤などと共にニーダー、ヘンシェルミキサー、３本ロールなどで均一分散させ、押し出し成形後、８００℃〜１２００℃で高温焼成して得られる。焼成された芯体の気孔中に種々物質を、種々目的で含浸させている。
【０００３】
含浸成分の一例としては、流動パラフィン、シリコーン油やスピンドル油（特許文献１参照）、α−オレフィンオリゴマー（特許文献２参照）、脂肪酸エステル（特許文献３参照）、パラフィンワックス、カルナバワックス、マイクロクリスタリン等のワックス、金属石けん（特許文献４参照）も知られている。
これらの含浸成分は芯体中の体質材（黒鉛、窒化ホウ素、タルク等）の表面に皮膜を形成し、濡れによる反射光の分散・吸収効果によって、主に黒鉛に起因する強い反射光を抑える効果が付与されたり、筆記時に黒鉛の結晶層間が容易に剥離・脱落したりすることによる摩耗の促進により、濃い筆跡が得られると考えられる。
また、摩耗粉の定着性の向上を図ったものとしては窒化ホウ素と炭素よりなる焼成芯にボヘミア・モンタンワックスを含浸することにより、摩耗粉に粘着性を付与し定着させるもの（特許文献５、特許文献６参照）がある。
【特許文献１】特開昭５５−０２５３６８号公報
【特許文献２】特開昭６３−１３５４６９号公報
【特許文献３】特開昭６０−０６７５７８号公報
【特許文献４】特公昭２５−００４１７９号公報
【特許文献５】特開昭５９−１４０２７４号公報
【特許文献６】特開昭６０−０６７５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
摩耗の促進により得られた筆跡は、それだけ着色成分が多く紙面に付与させていることとなり、紙面に直接付着している摩耗粉の上に幾重にも摩耗粉が重なっている。このため手などの皮膚が触れて擦過されることによって、重なった部分の摩耗粉が手に付着するとか、紙に広がるとか、移動することにより汚れが目立つようになってくる。
【０００５】
特許文献５及び特許文献６に記載されている発明のごとく、摩耗粉の紙面への定着性を上げることで汚れは低減できる。しかしその低減の程度は未だ不十分で、特に濃い筆記線が得られるＢ、２Ｂ等摩耗粉が紙面上に幾重にも重なる鉛筆芯では更に汚れの低減が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、焼成芯体が有する気孔中に、含浸成分を含浸させてなる鉛筆芯において、前記含浸成分が、（Ａ）エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、非結晶ポリプロピレン、エチレン−極性モノマー共重合体、ポリエチレン、イソブチレンの重合体であるポリイソブチレン、非晶性ポリα−オレフィンから選ばれる１種もしくは２種以上の混合物と、（Ｂ）イソブチレンとｎ−ブテンとの共重合物質であるポリブテンと、（Ｃ）金属石けんとを少なくとも含有する鉛筆芯を要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
ポリブテンと、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、非結晶ポリプロピレン、エチレン極性モノマー共重合体、ポリエチレン、ポリイソブチレン、非晶性ポリα−オレフィンの中から少なくとも１つとを混合すると、この組成物は芯の定着性向上に必要な摩耗粉を固着させる特性と、擦過などにより摩耗粉が移動しそうになった時またもとの位置に戻ろうとする特性を併せ持つようになる。この結果、筆記部周辺の紙面や手汚れが少なくなる効果を発揮する。
これに更に金属石けんを添加すると、金属石けんは、上記ポリブテンと、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、非結晶ポリプロピレン、エチレン極性モノマー共重合体、ポリエチレン、ポリイソブチレン、非晶性ポリα−オレフィンから選ばれる１種もしくは２種以上とからなる混合物中ではミセルを形成する。金属石けんのミセル構造は会合して巨大分子の繊維状ミセルを形成しミセル網目構造のようになり、そのミセル網目間に上記含浸成分を抱き込んだ構造となり、筆記表面では上記含浸成分の露出が少なくなる。結果、紙等の擦過では汚れがより少なくなったと推測される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る鉛筆芯は、従来用いられている構成材料及び製造方法を限定なく用いることができる。
鉛筆芯は、黒鉛と、粘土や各種合成樹脂などを結合材として使用し、各種の体質材や必要に応じて使用される着色材、気孔形成材、可塑剤、溶剤などと共にニーダー、ヘンシェルミキサー、３本ロールなどで均一分散させ、押し出し成形後、８００℃〜１２００℃で高温焼成して得られる。焼成された芯体の気孔中に種々物質を、種々目的で含浸させている。
具体的には、粘土やポリ塩化ビニル、ポリ塩素化ポリエチレン、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、ポリエステル樹脂などの合成樹脂を結合材として使用し、黒鉛、窒化硼素、タルク、雲母などの体質材、必要に応じて使用される有機顔料や無機顔料などの着色材、ポリアミド、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの気孔形成材、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）などの可塑剤、水、アルコール、ケトン、エステル、芳香族炭化水素などの溶剤と共にニーダー、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成形、高温焼成して得られる。
【０００９】
含浸成分として必須のポリブテンは、例えばナフサ分解により生成するブタン−ブテン留分のうちイソブチレンを主体として、一部ｎ−ブテンが反応させることで製造できる共重合物質で、代表的な市販品としては新日本石油化学（株）製のＬＶ−５０、ＬＶ−１００、ＨＶ−１５、ＨＶ−３５、ＨＶ−５０、ＨＶ１００、ＨＶ３００、ＨＶ１９００、ＨＶ３０００、出光石油化学（株）製のＯＨ、５Ｈ、１０Ｈ−Ｔ、１５Ｈ、２０００Ｈ、１５Ｒ、３５Ｒ、１００Ｒ、３００Ｒ等がある。
【００１０】
そして、このポリブテンと混合される成分であるエチレン−プロピレン−ブテン共重合体、非結晶ポリプロピレン、エチレン極性モノマー共重合体、ポリエチレン、ポリイソブチレン、非晶性ポリα−オレフィンは、含浸成分に応力を加えたとき元に戻ろうとする特性を付与するものである。
【００１１】
エチレン−プロピレン−ブテン共重合体は、数平均分子量２０００以上５００００以下で、この三元共重合体を構成する単量体単位の割合はエチレンとプロピレンとのモル比が５０：５０ないし1：９９の範囲、エチレンとプロピレンの合計とブテンとのモル比が１５：８５ないし８５：１５の範囲が良い。この三元共重合体は、これら３成分から構成されていればよく、その形式はランダム型、ブロック型、グラフト型のいずれでもよい。エチレン−プロピレン−ブテン共重合体の添加量は、含浸成分の全体に対し、1重量％以上５０重量％以下、好ましくは５重量％以上２５重量％以下がよい。配合割合が前記範囲に満たない場合には、手や紙での擦過に対し十分な摩耗粉の移動抑制効果が得られない。
【００１２】
非結晶性ポリプロピレンは、主にアタクチック構造からなるもので、具体的には結晶性ポリプロピレンの製造の際に副生するものである。非結晶性ポリプロピレンの基材であるポリブテンへの添加量は組成物全体に対し、２重量％以上５０重量％以下、好ましくは３重量％以上４５重量％以下である。配合割合が前期範囲に満たない場合には、手や紙での擦過に対し十分な摩耗粉の移動抑制効果が得られない。
【００１３】
エチレン−極性モノマー共重合体は、極性モノマーとしては前記エチレンと共重合可能なものが使用できるが、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸、メタクリル酸、一酸化炭素、あるいはこれらを２種類以上使用できる。好ましい共重合体はエチレン−酢酸ビニル共重合体。エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル−酢酸ビニル共重合体などであり、特にエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）およびエチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）が好ましい。これらの共重合体は極性モノマー部分の量が、共重合体全体の構造中１〜３０重量％、好ましくは２重量％以上２８重量％以下がよい。エチレン−極性モノマー共重合体の添加量は、含浸成分の全体に対して０．５重量％以上３０重量％以下、好ましくは１重量％以上２５重量％以下である。配合割合が前記範囲に満たない場合には、手や紙での擦過に対し十分な摩耗粉の移動抑制効果が得られない。
【００１４】
ポリエチレンは、エチレンを重合することによって得られる。ポリエチレンの添加量は、含浸成分の全体に対し、０．５重量％以上３０重量％以下、好ましくは１重量％以上２５重量％以下である。配合割合が前記範囲に満たない場合には、手や紙での擦過に対し十分な摩耗粉の移動抑制効果が得られない。
【００１５】
ポリイソブチレンは、イソブチレンを重合することによって得られる。ポリイソブチレンの添加量は、含浸成分の全体に対し、０．１重量％以上２０重量％以下、好ましくは２重量％以上１０重量％以下である。配合割合が前記範囲に満たない場合には、手や紙での擦過に対し十分な摩耗粉の移動抑制効果が得られない。
【００１６】
非晶性ポリα−オレフィンは、Ｃ３〜Ｃ６の炭素数を有するエチレン炭化水素を単独あるいは２つ以上よりなる共重合体あるいはこれらとエチレンとの共重合体である。具体的には、非晶性プロピレン、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、またはこれらにヘキセン等を共重合させたもの等を挙げることができる。非晶性ポリα−オレフィンの基材であるポリブテンへの添加量は、組成物全体に対し０．５重量％以上３０重量％以下、好ましくは２重量％以上１０重量％以下である。配合割合が前記範囲に満たない場合には、手や紙での擦過に対し十分な摩耗粉の移動抑制効果が得られない。
【００１７】
金属石けんは、高級脂肪酸の非アルカリ金属塩からなり、高級脂肪酸としては炭素８以上の脂肪族カルボン酸、脂環族カルボン酸からなり、オクチル酸、イソノナン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、オレイン酸、リシノール酸、リノール酸、ベヘニン酸、ナフテン酸、樹脂酸等が使用できる。
非アルカリ金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛、カドミウム、銅、アルミニウム、スズ、鉛、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等が使用できる。
アルカリ金属のナトリウム、カリウムの金属塩は油性の含浸油成分中では繊維状ミセルは形成できず効果が無い。
【００１８】
そして、金属石けんの添加量は含浸成分全体の０．０５重量％以上１５重量％未満が好ましい。０．０５重量％未満になると汚れ防止効果が見られず、１５重量％以上になると定着性が落ち汚れやすくなってくる。また筆跡濃度も薄くなってしまう。
【００１９】
このような含浸成分を焼成芯体中に含浸させる際は、含浸成分をそのまま用いても良いが、流動パラフィン、シリコーン油やスピンドル油、スクワラン、α−オレフィンオリゴマー、脂肪酸エステルなどの有機媒体と任意の割合で混合希釈したり、加熱した含浸成分中に芯体を浸漬する方法や、圧力差を利用することによって強制的に含浸させる方法等を用いることできる。含浸後は適宜、遠心分離機などで焼成芯体表面の余分な含浸成分を除去して鉛筆芯を得る。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例に基き本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
ポリ塩化ビニル                ３０重量部
黒鉛                          ３０重量部
タルク                        ２０重量部
カーボンブラック                ２重量部
ジオクチルフタレート          １０重量部
ステアリン酸                    ２重量部
酸化珪素                        １重量部
メチルエチルケトン            ３０重量部
上記材料を配合物として、ニーダー及び３本ロールにより十分に混練後、細線状に押し出し成形し、空気中で３００℃まで加熱し、更に、不活性雰囲気で１０００℃に加熱し、呼び直径０．５ｍｍの焼成芯体を得た。これを、下記含浸成分１を１００℃に加熱したものに１０時間浸漬後、表面上の余分な含浸成分を除去して鉛筆芯を得た。
含浸成分１
ポリブテンＨＶ１００（ポリブテン、新日本石油化学（株）製）      ８５部
ベストプラスト５０８（エチレン−プロピレン−ブテン３元共重合体、構成モル比：エチレン：プロピレン：ブテン＝５：３０：６５、ヒュルス社製）        １０部
ステアリン酸アルミニウム＃６００（金属石けん、日本油脂（株）製）  ５部
上記成分を加熱攪拌装置を用い、良く混合したものを含浸成分とした。
【００２１】
（実施例２）
実施例１において、含浸成分１を下記含浸成分２とした以外は実施例１と同様にして鉛筆芯を得た。
含浸成分２
ポリブテンＨＶ１００（ポリブテン、新日本石油化学（株）製）      ８５部
ＡＰＰ−Ｂ（非結晶性ポリプロピレン、徳山曹達（株）製）          １０部
ステアリン酸亜鉛Ｓ（金属石けん、日本油脂（株）製）                ５部
上記成分を加熱攪拌装置を用い、良く混合したものを含浸成分とした。
【００２２】
（実施例３）
実施例１において、含浸成分１を下記含浸成分３とした以外は実施例１と同様にして鉛筆芯を得た。
含浸成分３
ポリブテンＨＶ１００（ポリブテン、新日本石油化学（株）製）      ９０部
エバフレックス♯２１０（エチレン−アクリル酸エチル共重合体、三井ポリケミカル（株）製）                                                          １０部
ラウリン酸アルミニウム（金属石けん、和光純薬（株）製）            ５部
上記成分を加熱攪拌装置を用い、良く混合したものを含浸成分とした。
【００２３】
（実施例４）
実施例１において、含浸成分１を下記含浸成分４とした以外は実施例１と同様にして鉛筆芯を得た。
含浸成分４
ポリブテンＨＶ１００（ポリブテン、新日本石油化学（株）製）      ９０部
レクスロン（ポリエチレン、新日本石油化学（株）製）              １０部
ナフテン酸カルシウム（金属石けん、和光純薬（株）製）              ５部
上記成分を加熱攪拌装置を用い、良く混合したものを含浸成分とした。
【００２４】
（実施例５）
実施例１において、含浸成分１を下記含浸成分５とした以外は実施例１と同様にして鉛筆芯を得た。
含浸成分５
ポリブテンＨＶ１００（ポリブテン、新日本石油化学（株）製）      ９０部
ビスタネックスＭＭＬ１２０（ポリイソブチレン、エッソ社製）  ９．９５部
ミリスチン酸マグネシウム（金属石けん、和光純薬（株）製）    ０．０５部
上記成分を加熱攪拌装置を用い、良く混合したものを含浸成分とした。
【００２５】
（実施例６）
実施例１において、含浸成分１を下記含浸成分６とした以外は実施例１と同様にして鉛筆芯を得た。
含浸成分６
ポリブテンＨＶ１００（ポリブテン、新日本石油化学（株）製）        ６０部
ビスタネックスＭＭＬ１２０（ポリイソブチレン、エッソ社製）          ５部
ダフニーオイルＣＰ  ６８Ｎ（流動パラフィン、出光興産（株）製）    ２０部
ステアリン酸アルミニウム＃６００（金属石けん、日本油脂（株）製）  １５部
上記成分を加熱攪拌装置を用い、良く混合したものを含浸成分とした。
【００２６】
（比較例１）
実施例１の含浸物をダフニーオイルＣＰ  ６８Ｎ（流動パラフィン、出光興産（株）製）にしたこと以外は実施例１と同様にして鉛筆芯を得た。
【００２７】
（比較例２）
実施例１の含浸物のステアリン酸アルミニウム＃６００（金属石けん、日本油脂（株）製）を使用しないこと以外は実施例１と同様にして鉛筆芯を得た。
【００２８】
（比較例３）
実施例１の含浸物を下記含浸成分７にしたこと以外は実施例１と同様にして鉛筆芯を得た。
含浸成分７
モンタンワックス（東洋ペトロライト（株）製）                      ９０部
ステアリン酸アルミニウム＃６００（金属石けん、日本油脂（株）製）  １０部
上記成分を加熱攪拌装置を用い、良く混合したものを含浸成分とした。
【００２９】
上記各例により得られた鉛筆芯の筆跡における擦過汚れの濃度を測定した結果を表1に示す。
【００３０】
【表１】
0004788244.tif 000002