(57)【要約】  【課題】  従来の有機溶剤系塗料と遜色ない堅牢性の鉛筆軸表面塗膜を水性系塗料樹脂により実現し、また、それにより、軸材との密着性に優れ、かつ、耐スレ傷性、表面の堅牢性、印刷及び版押し性の良好な塗膜を有する鉛筆を提供する。  【解決手段】  本発明に係る鉛筆軸の塗膜形成方法は、シラノール基を置換基としたポリウレタンエラストマーの水中分散体である一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンであって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上であるものを含有する塗料を鉛筆軸の表面に塗布する工程と、塗布した塗料中の水分を蒸発させる工程とを含んでなる。  【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シラノール基を置換基としたポリウレタンエラストマーの水中分散体である一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンであって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上であるものを含有する塗料を鉛筆軸の表面に塗布する工程と、
塗布した塗料中の水分を蒸発させる工程とを含んでなることを特徴とする鉛筆軸の塗膜形成方法。
【請求項２】
シラノール基を置換基としたポリウレタンエラストマーの水中分散体である一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンであって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上であるものを含有する塗料を鉛筆軸の表面に塗布し、その塗布した塗料中の水分を蒸発せしめて得た塗膜を有することを特徴とする鉛筆。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛筆軸表面の塗膜を形成する方法及びその塗膜を軸表面に有する鉛筆に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉛筆軸、化粧具等の表装用には従来から溶剤形塗料が用いられているが、その塗料用樹脂としては酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂、硝化綿等が従来から一般に用いられている。また近年は環境負荷低減、製造工程の安全性の観点から、塗料としては水性系塗料が多く用いられてきている。このような水性系塗料用樹脂としては、下記の特許文献１に示すように、スチレンアクリルエマルジョン樹脂、酢酸ビニルエマルジョン樹脂等が用いられている。
【特許文献１】特開平９−１９３５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１記載の発明は、速乾性で耐ブロッキング性であるという表装用塗料の要件を満たすものではある。しかし、塗膜としての性能の面では、屈曲性が小さいため脆く、また、従来の有機溶剤系塗料の塗膜に比べ木軸との密着性が劣るという問題点があった。さらに、塗膜表面の堅牢性が劣るため、箔押し工程時におけるスレ傷が生じやすく、また、印刷適性が悪い等の問題点もあった。
そこで本発明は、従来の有機溶剤系塗料と遜色ない堅牢性の鉛筆軸表面塗膜を水性系塗料樹脂により実現すること、また、それにより、軸材との密着性に優れ、かつ、耐スレ傷性、表面の堅牢性、印刷及び箔押し性の良好な塗膜を有する鉛筆を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題に鑑み、本発明に係る鉛筆軸の塗膜形成方法は、シラノール基を置換基としたポリウレタンエラストマーの水中分散体である一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンであって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上であるものを含有する塗料を鉛筆軸の表面に塗布する工程と、塗布した塗料中の水分を蒸発させる工程とを含んでなることを特徴とする。
本発明における「鉛筆」とは、筆記を目的とした、黒鉛と粘土とを主成分とする芯を有する狭義の「鉛筆」及び粘土と顔料とを主成分とする芯を有する「色鉛筆」のみならず、筆記目的ではなく、眉墨やアイシャドー等の化粧品を芯として成形して鉛筆様の形状としたものをも含む。また、この「鉛筆」の「鉛筆軸」は、主として木製又は合成木材製のものであるが、いわゆるダーマトグラフのような紙製のものも含む。
【０００５】
本発明における「一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョン」とは、下記化学式１に示すように、シラノール基を置換基としたポリウレタンエラストマーの水中分散体をいう。
【０００６】
【化１】
2005342906.tif 000002
なお、上記化学式１中のＲは、ポリウレタン分子主鎖を意味する。このシラノール基同士が、下記化学式２に示すようにシロキサン結合により脱水縮合することで、ポリウレタン分子間の架橋構造が形成されることとなる。
【０００７】
【化２】
2005342906.tif 000003
前記化学式２と同様、上記化学式２中のＲは、ポリウレタン分子主鎖を意味する。実際には、ポリウレタン分子主鎖には複数のシラノール基が結合している。このため、上記化学式２に示すような架橋構造は、２分子間で複数箇所で形成され得るし、また、複数分子間でも形成され得ることから、強固な結合が実現されることになる。この脱水縮合の実現には、鉛筆軸への塗布後、加温等により塗料中の水分を蒸発するのみで足り、特別な試薬等は不要である。また、木製又は合成木材製の鉛筆軸への密着性も良好である。
また、本発明における一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上のものである。ここで、一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンのガラス転移温度が高いほど、形成される塗膜が堅牢である。
【０００８】
すなわち、ガラス転移温度が７０℃未満であれば、塗膜が柔らかいラバー様の感触を得ることが可能ではあるが、表面の堅牢性に欠けることとなる。一方、ガラス転移温度が７０℃以上であれば、７０℃未満のものに比べ、塗膜表面が堅牢となる。よって、その目的に応じ、どちらのガラス転移温度のものを採用するかを適宜選択することとなる。本発明においては、表面の堅牢性を重視することから、ガラス転移温度が７０℃以上のものを使用することとしている。
上述の塗膜形成方法により、シラノール基を置換基としたポリウレタンエラストマーの水中分散体である一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンであって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上であるものを含有する塗料を鉛筆軸の表面に塗布し、その塗布した塗料中の水分を蒸発せしめて得た塗膜を有することを特徴とする鉛筆を得ることができる。この鉛筆においては、上述のとおり、その塗膜表面の密着性が良好であるとともに、堅牢性が優れることとなっている。
【発明の効果】
【０００９】
上記の構成により、本発明は、以下に記す効果を奏する。
すなわち、本発明により、従来の有機溶剤系塗料と遜色ない堅牢性の鉛筆軸表面塗膜を水性系塗料樹脂により実現すること、また、それにより、軸材との密着性に優れ、かつ、耐スレ傷性、表面の堅牢性、印刷及び箔押し性の良好な塗膜を有する鉛筆を提供することが可能となった。
【実施例】
【００１０】
以下、本発明を実施例を参照しつつ説明する。以下に示す実施例１から３までの鉛筆は、一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンを含有する塗料であってガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上のもので塗装されている。比較例１から３までの鉛筆は、一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンを含有する塗料であってガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃未満のもので塗装されている。比較例４及び５の鉛筆は従来の水性塗料で塗装されている。
（１）実施例１
実施例１の鉛筆の塗膜は、樹脂として一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョン（ＷＳ−５１００、三井武田ケミカル）８９．５重量部、増粘剤としてポリオキシエチレンウレタン変性エーテル（日本ペイント）７．２重量部、艶消し剤としてシリカＣタイプ（日本ペイント）２．４重量部、及び消泡剤としてシリカ／鉱物油系消泡剤（日本ペイント）０．９重量部から成る組成の塗料により形成された。この塗料のガラス転移温度（Ｔｇ）は１２０℃であった。この塗料の粘度は約１０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであった。また、この塗料により形成される塗膜は艶消し無色であった。
【００１１】
（２）実施例２
実施例２の鉛筆の塗膜は、樹脂として一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョン（ＷＳ−４０００、三井武田ケミカル）８０重量部、増粘剤としてポリオキシエチレンウレタン変性エーテル（日本ペイント）８重量部、及び顔料としてカーボンブラック１２重量部から成る組成の塗料により形成された。この塗料のガラス転移温度（Ｔｇ）は１３６℃であった。この塗料の粘度は約２０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであった。また、この塗料により形成される塗膜は黒色であった。
（３）実施例３
実施例３の鉛筆の塗膜は、樹脂として一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョン（ＷＳ−５０００、三井武田ケミカル）７２重量部及び一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョン（ＷＳ−５１００、三井武田ケミカル）８重量部、増粘剤としてポリオキシエチレンウレタン変性エーテル（日本ペイント）８重量部、並びに顔料として酸化チタン１２重量部から成る組成の塗料により形成された。この塗料のガラス転移温度（Ｔｇ）は７０℃であった。この塗料の粘度は約２０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであった。また、この塗料により形成される塗膜は白色であった。
【００１２】
（４）比較例１
比較例１の鉛筆の塗膜は、樹脂として一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョン（ＷＳ−６０２１、三井武田ケミカル）８９．５重量部、増粘剤としてポリオキシエチレンウレタン変性エーテル（日本ペイント）７．２重量部、艶消し剤としてシリカＣタイプ（日本ペイント）２．４重量部、及び消泡剤としてシリカ／鉱物油系消泡剤（日本ペイント）０．９重量部から成る組成の塗料により形成された。この塗料のガラス転移温度（Ｔｇ）は−６０℃及び４０℃であった。この塗料の粘度は約４０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであった。また、この塗料により形成される塗膜は艶消し無色であった。
【００１３】
（５）比較例２
比較例２の鉛筆の塗膜は、樹脂として一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョン（ＷＳ−６０２１、三井武田ケミカル）８０重量部、増粘剤としてポリオキシエチレンウレタン変性エーテル（日本ペイント）８重量部、及び顔料としてカーボンブラック１２重量部から成る組成の塗料により形成された。この塗料のガラス転移温度（Ｔｇ）は−６０℃及び４０℃であった。この塗料の粘度は約５０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであった。また、この塗料により形成される塗膜は黒色であった。
（６）比較例３
比較例３の鉛筆の塗膜は、樹脂として一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョン（ＷＳ−５０００、三井武田ケミカル）２８重量部及び一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョン（ＷＳ−６０２１、三井武田ケミカル）５２重量部、増粘剤としてポリオキシエチレンウレタン変性エーテル（日本ペイント）８重量部、並びに顔料として酸化チタン１２重量部から成る組成の塗料により形成された。この塗料のガラス転移温度（Ｔｇ）は３℃及び６８℃であった。この塗料の粘度は約３５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであった。また、この塗料により形成される塗膜は白色であった。
【００１４】
（７）比較例４
比較例４の鉛筆の塗膜は、樹脂として酢酸ビニルエマルジョン（日本ペイント）２５．４重量部及びスチレンアクリルエマルジョン（日本ペイント）５９．３重量部、増粘剤としてポリオキシエチレンウレタン変性エーテル（日本ペイント）４．０重量部、増粘助剤として２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールイソブチレート（テキサノール）４．７重量部、艶消し剤としてシリカＣタイプ（日本ペイント）５．７重量部、並びに消泡剤としてシリカ／鉱物油系消泡剤（日本ペイント）０．８重量部から成る組成の塗料により形成された。この塗料のガラス転移温度（Ｔｇ）は７０℃であった。この塗料の粘度は約２５，０００ｍＰａ・ｓｅｃであった。この塗料により形成される塗膜は艶消し無色であった。
【００１５】
（８）比較例５
比較例５の鉛筆の塗膜は、樹脂として一液型ポリウレタンディスパージョン（Ｗ−６０１０、三井武田ケミカル）８９．５重量部、増粘剤としてポリオキシエチレンウレタン変性エーテル（日本ペイント）７．２重量部、艶消し剤としてシリカＣタイプ（日本ペイント）２．４重量部、及び消泡剤としてシリカ／鉱物油系消泡剤（日本ペイント）０．９重量部から成る組成の塗料により形成された。この塗料のガラス転移温度（Ｔｇ）は９０℃であった。この塗料の粘度は約７，０００ｍＰａ・ｓｅｃであった。この塗料により形成される塗膜は艶消し無色であった。なお、本例で用いられている「一液型ポリウレタンディスパージョン」とは、分子構造中シラノール基を有せず、自己架橋はしないものである。
【００１６】
（９）塗装方法
上記各実施例及び比較例に係る鉛筆はいずれも、図１の概略図に示すような塗装工程にて表面塗装が施された。
この塗装工程においては、まず、木製の鉛筆軸10は、軸突出しロール20により、同一の塗料23を収容した第１塗装タンク21及び第２塗装タンク22内へ順に送り込まれる。すなわち、軸突き出しロール20から、まず第１塗装タンク21へ送り込まれ、次いで次の鉛筆軸10に押し出されるようにして、第２塗装タンク22へ送り込まれ、さらに次の鉛筆軸10に押し出され乾燥炉30へ至る。
【００１７】
これらの第１塗装タンク21及び第２塗装タンク22内で、塗料23が鉛筆軸10の表面に付着する。鉛筆軸10が、第１塗装タンク21から第２塗装タンクへ、また第２塗装タンク22から乾燥炉30へ突き出される際に、各々の出口部分に設けられたしごきゴムダイス24を通過し、余分の塗料23が除去され均一に塗装される。
乾燥炉30内においては、第２塗装タンク22から突き出された鉛筆軸10が、突き出される方向に対し直角をなす方向へ移動する搬送コンベアー31上に落下する。搬送コンベアー31は、鉛筆軸10を両端でを支えるべく、２本のコンベアーが互いに内向きに傾斜した状態で移動するようになっている。これにより、塗料の付着した鉛筆軸10の側面が搬送コンベアー31に接触しないこととなった。この乾燥炉30内は８０℃以上に保たれている。鉛筆軸10はこの乾燥炉30内を３０秒から４０秒の間、搬送コンベアー31により搬送されつつ通過することで、塗装された表面が乾燥して水分が蒸発することで塗膜が形成される。
【００１８】
（１０）評価方法
各実施例及び各比較例に係る鉛筆は、以下の各項目によって評価された。
（１０−１）塗膜の仕上がり
塗膜の仕上がり具合を評価した。具体的には、塗装機を用いて塗装を実施し、塗膜の乾燥状態にて、タック感及びブロッキングがなければ「○」、タック感があれば「△」、また、クッツキがあれば「×」と評価した。
（１０−２）塗膜の密着性
塗膜の鉛筆軸への密着性を評価した。具体的には、塗膜にセロハンテープ（ニチバン）を貼り付け直ちにはがし、塗膜がセロハンテープに付着したかどうかを確認した。付着しなかった場合には「○」、また、付着した場合には「×」と評価した。
【００１９】
（１０−３）耐スレ傷性
箔押し工程時にスレ傷が生じやすいかどうかを評価した。具体的には、塗装後の鉛筆軸に箔押し工程を施し、この工程後の塗装表面のスレ傷の有無を目視にて確認した。スレ傷が認められなかった場合には「○」、また、認められた場合には「×」と評価した。なお、この項目は、印刷及び箔押し適性の良否として評価できる。
（１０−４）塗膜の堅牢性
塗膜が物に擦れた際に傷が付きやすいかどうかを評価した。具体的には、塗装後の軸表面をテント地にて擦り、塗膜の擦れ具合を目視にて確認した。擦れが認められなかった場合には「○」、また、認められた場合には「×」と評価した。
【００２０】
（１１）評価結果
上記各実施例及び比較例について、上記各評価の結果を下記表１に示す。
【００２１】
【表１】
2005342906.tif 000004
上記結果によると、一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンを含有する塗料で塗膜を形成した実施例１から３まで及び比較例１から３までは、いずれも塗膜の密着性については、従来の水性塗料である比較例４及び５に優っていた。
そして、塗膜の仕上がりについては、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上である実施例１から３までに係る鉛筆の塗膜は、従来の水性塗料を用いた比較例４及び５と同様に、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃未満である比較例１から３までに係る鉛筆の塗膜より優れていることが判明した。
【００２２】
そして、耐スレ傷性及び塗膜の堅牢性については、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上である実施例１から３までに係る鉛筆の塗膜は、従来の水性塗料を用いた比較例４及び５は勿論、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃未満である比較例１から３までに係る鉛筆の塗膜より優れていることが判明した。
結論として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が７０℃以上である一液自己架橋型ポリウレタンディスパージョンを含む塗料で塗膜を形成した鉛筆は、良好な塗膜の仕上がり及び密着性を備えつつ、塗膜の耐スレ傷性や堅牢性にも優れるということが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例及び比較例に係る鉛筆の塗装工程を概略図で示したものである。
【符号の説明】
【００２４】
10  鉛筆軸
20  軸突き出しロール      21  第１塗装タンク
22  第２塗装タンク        23  塗料
24  しごきゴムダイス
30  乾燥炉                31  搬送コンベアー
【図１】
2005342906.tif 000005