(57)【要約】  【課題】  鉛筆芯体中に気孔を形成し、曲げ強さの低下が少なく、濃度向上効果の大きい鉛筆芯を提供すること  【解決手段】  少なくとも熱処理によって炭化し芯の骨格を形成する樹脂と、気化する温度が該樹脂の炭化する温度より高温である気孔形成材と、着色材とを含有し、混練成形語二章制されて得られる鉛筆芯において、前記気孔形成材がテルペン系樹脂である鉛筆芯。    【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも熱処理によって分解し炭化物となり芯の骨格を形成する樹脂と、該樹脂よりも高い温度で炭化する気孔形成材と、着色材とを含有し、混練成形後に焼成されて得られる鉛筆芯において、前記気孔形成材がテルペン系樹脂である鉛筆芯。
【請求項２】
前記テルペン系樹脂が、芳香族変性テルペン炭化水素樹脂、水素添加テルペン樹脂、テルペンフェノール共重合樹脂から選ばれる一種もしくは二種以上の混合物である請求項１に記載の鉛筆芯。
【請求項３】
前記テルペン系樹脂の軟化点が１２０℃以下である請求項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、木軸鉛筆の芯、シャープペンシル用の芯（以下まとめて鉛筆芯の表現する）に関するもので、少なくとも熱処理によって炭化し芯の骨格を形成する樹脂と、該樹脂よりも高い温度で炭化する気孔形成材と、着色材とを含有し、混練成形後に焼成されて得られる鉛筆芯に関する。
【０００２】
一般に鉛筆芯は、着色材としての黒鉛と、熱処理によって炭化し芯の骨格を形成し、黒鉛同士を結合させる、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、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、スチレン−ブタジエン共重合体などの樹脂とを使用し、必要に応じて、樹脂に可塑性を付与させるためのフタル酸エステルや、使用する樹脂に対応する各種安定剤、また材料の混練時の滑り性を付与するために用いるステアリン酸、その他、着色剤としてカーボンブラック等を併用し、これらの材料を混合、混練し細線状に成形した後、焼結温度まで熱処理をすることによって作られる。熱処理によって前記樹脂が炭化する際に、その樹脂の炭化する温度までは分解せず配合成分中に留まっている成分は、その分解する温度にまで熱をかければ分解物が気化して消失されるので、樹脂の炭化物の骨格の内部や、この樹脂の炭化物と結合している黒鉛の周囲に気孔として得られることになる。そして、その気孔に、必要に応じて、筆記時の運筆を滑らかにするためにシリコン油、流動パラフィン、スピンドル油、パラフィンワックス、モンタンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、カルナバワックスなどの油状物を含浸させるものも知られている。
【０００３】
ところで、鉛筆芯は、紙面などの被筆記面に押し付けられ擦られることによって自身が摩耗して崩れた成分が被筆記面に転写されて筆記線を形成するものであるので、摩耗量が多く被筆記面に転写される着色剤成分が多ければ濃い筆跡を形成できるが、反面、崩れやすい芯体とすることは曲げ強さが低いものとなるという、筆跡の濃度と芯体の曲げ強さとの逆相関の関係がある。本発明の鉛筆芯は、焼成することにより樹脂成分の炭化物の骨格を形成しており、クレヨンなどの焼成しない描画材と比べ、曲げ強さは高いものとなるが、特にシャープペンシル用の芯など、芯径が細いものは、事実上、折れ易いという欠点がある。
【０００４】
このため、筆跡の濃度が高い鉛筆芯としても、曲げ強さの低下は少ないものとするため、従来から様々なことが検討されており、そのひとつに芯体中の気孔の人為的な形成方法に関するものがある。芯体の骨格を形成する炭化物を多孔質体とすることにより、気孔付近は比較的弱い力で崩れるため、筆記時に摩耗が促進されることで濃度が向上する。もちろん曲げ強さの低下もあるものの、気孔の大きさや、形状を制御することで濃度向上効果を大きく、曲げ強さの低下はより少なくすることが出来るからである。特許文献1には、熱処理によって炭化し芯の骨格を形成する樹脂として、サルファイトリグニンやポリビニルアルコール等を使用し、この樹脂の炭化する温度までではで配合成分中に留まっている成分としてロジン樹脂またはロジン樹脂の誘導体を用いたものが開示されている。
【特許文献１】特開昭４９−１５５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
気孔を形成する材料としてロジン樹脂またはロジン樹脂の誘導体を使用した場合、これらの物質は焼成する過程で熱分解し、分解物質が気化されることで気孔が形成され、濃度向上効果が発生する。しかし、ロジン樹脂またはロジン樹脂の誘導体を配合したものを焼成した場合、炭化物の残留が殆ど無く、単に気孔を形成するだけであることから、曲げ強さの点で未だ満足できるものではなかった。
本発明は、濃い筆跡が得られるものでありながら、十分な曲げ強さを維持する鉛筆芯を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、少なくとも熱処理によって分解し炭化物となり芯の骨格を形成する樹脂と、該樹脂よりも高い温度で炭化する気孔形成材と、着色材とを含有し、混練成形後に焼成されて得られる鉛筆芯において、前記気孔形成材がテルペン系樹脂である鉛筆芯を要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明で用いるテルペン系樹脂は、ロジン系樹脂に比べて、焼成した際の炭化物の残留が多い。炭化物の残留は、テルペン系樹脂の種類にもよるが、概ね使用量の０．５％から１０％程度であり、熱分解の過程で自身が作る気孔の内面に炭化物の膜を形成させるので、この膜が気孔周辺の骨格部分を補強し、芯体の曲げ強さを補う働きをすると考えられる。また、このテルペン系樹脂の炭化物は真黒色であるため、筆記摩耗で崩れて筆記線の濃度の向上にも寄与すると推察される。
更にテルペン系樹脂は粘着性を有するため、ロールミル等での混練の際に主材である黒鉛との濡れ性が良い。黒鉛の基底面は不活性で、他の物質が付着しにくいが、テルペン系樹脂はロールミルでの混練温度まで加熱しても弾性を残し、適度な粘着性を損なわない。このため黒鉛表面にも良く付着し、比較的気孔が出来にくかった着色剤である黒鉛と骨格である樹脂の間にも気孔を積極的に形成する。その結果、鉛筆芯体中の気孔の分布、形状の均一性が向上することも起因し、曲げ強さの低下が少なく、かつ濃度向上効果の大きい鉛筆芯が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の鉛筆芯を製造するに当たって使用するテルペン系樹脂は、テルペン樹脂とテルペン樹脂の誘導体に分けられ、更にテルペン樹脂は原料の違いからα―ピネン、β―ピネン、ジペンテン（リモネン）に大別されるがα―ピネン型樹脂としてＹＳレジンＡシリーズ（ヤスハラケミカル（株）製）、β―ピネン型樹脂としてはＹＳレジンＰＸＮシリーズ（ヤスハラケミカル（株）製）、テルペン重合型樹脂（α―、β―、ジペンタンの共重合体）としてはＹＳレジンＰＸシリーズ、同ＰＥシリーズ（以上、ヤスハラケミカル（株）製）などが挙げられる。テルペン樹脂の誘導体としては、芳香族変性テルペン樹脂としてＹＳレジンＴＯシリーズ、同ＬＰシリーズ、（以上、ヤスハラケミカル（株）製）、水素添加テルペン樹脂としてはクリアロンPシリーズ、同Ｍシリーズ、同Ｋシリーズ（以上、ヤスハラケミカル（株）製）、テルペンフェノール共重合体として、ＹＳポリスター２０００、同Ｔシリーズ、同Ｓシリーズ、マイティーエースGシリーズ、ＹＰ−９０ＬＬ（以上、ヤスハラケミカル（株）製）などが挙げられる。
【０００９】
これらテルペン系樹脂の使用量は鉛筆芯の主材である黒鉛と樹脂の量の合計に対し０．５〜１０重量％で、より好ましくは１〜５重量％が概ね良好である。その理由として０．５％未満だと濃度向上効果が発現しにくく、また１０重量％を超えると、曲げ強さが低下し過ぎるためである。
【００１０】
更に、これらテルペン系樹脂は、ロールミル等で混練する際に軟化状態であることが望ましく、従って軟化温度は概ね１２０℃以下のものがよい。テルペン系樹脂は軟化状態では粘着性を有するため、鉛筆芯の主材である黒鉛とも良く混ざり合う。黒鉛の基底面は不活性で他の物質が付着しにくい。しかし、粘着性を有することで、黒鉛の表面にも薄く付着し、その結果、分散性が向上し、分布、形状が均一な気孔が鉛筆芯体中に形成されるからである。
【００１１】
上記以外の材料としては、従来公知の材料を使用することができる。着色剤として用いる黒鉛は、天然黒鉛と人造黒鉛とがあり、また黒鉛以外ではタルク、窒化ホウ素なども使用できる。
【００１２】
熱処理によって炭化し芯の骨格を形成する樹脂としてはポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、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、スチレン−ブタジエン共重合体などの樹脂の他、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール、エチルセルロース、ニトロセルロース、変性ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミドなどのから１種または２種以上のものが選択できる。
【００１３】
更に必要に応じて、樹脂に可塑性を付与するためにフタル酸エステル、プロピレンカーボネートなど、また樹脂に熱的安定性を付与するための、ステアリン酸塩、材料に滑り性を持たせ成形性を向上させるために、ステアリン酸、また液媒体としてメチルエチルケトン、水なども併用できる。これらの材料を混合、混練し、細線状に成形し、焼結温度まで熱処理を施し、更に必要に応じて、芯体中に形成された気孔にシリコン油、流動パラフィン、スピンドル油、パラフィンワックス、モンタンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、カルナバワックスなどの油状物を含浸させて鉛筆芯とする。
【実施例】
【００１４】
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。
【００１５】
＜実施例１＞
ポリ塩化ビニル樹脂                                                  ４２重量部
天然黒鉛                                                            ５８重量部
ステアリン酸塩                                                        ２重量部
フタル酸ジオクチル                                                  ２０重量部
ＹＳレジンＬＰ（芳香族変性テルペン樹脂、常温で液状、ヤスハラケミカル（株）製）
3重量部
上記材料を３本ロールで混練後、細線状に押出成形し、空気中で３００℃まで熱処理後、不活性雰囲気で１０００℃まで熱処理を施してできた焼成鉛筆芯体にスピンドル油を含浸し、呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００１６】
＜実施例２＞
実施例１においてＹＳレジンＬＰをＹＳレジンＡ８００（テルペン樹脂、軟化点８０℃、ヤスハラケミカル（株）製）に変えたこと以外全て実施例１と同様にして呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００１７】
＜実施例３＞
実施例１においてＹＳレジンＬＰをＹＳレジン１１５０Ｎ（テルペン樹脂、軟化点１１５℃、ヤスハラケミカル（株）製）に変えたこと以外全て実施例１と同様にして呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００１８】
＜実施例４＞
実施例１においてＹＳレジンＬＰをＹＳレジンＴＯ８５（芳香族変性テルペン樹脂、軟化点85℃、ヤスハラケミカル（株）製）に変えたこと以外全て実施例１と同様にして呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００１９】
＜実施例５＞
実施例１においてＹＳレジンＬＰをクリアロンＭ１０５（水素添加テルペン樹脂、軟化点１０５℃、ヤスハラケミカル（株）製）に変えたこと以外全て実施例１と同様にして呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００２０】
＜実施例６＞
実施例１においてＹＳレジンＬＰをＹＰ−９０ＬＬ（テルペンフェノール共重合樹脂、常温で液体、ヤスハラケミカル（株）製）に変えたこと以外全て実施例１と同様にして呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００２１】
＜実施例７〜２１＞
実施例１においてＹＳレジンＬＰの使用量を０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．７、０．９、１．０、２．０、４．０、５．０、６．０、１０．０、１１．０、２０．０重量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００２２】
＜実施例２２＞
実施例１においてＹＳレジンＬＰをＹＳポリスター２１３０（テルペンフェノール共重合樹脂、軟化点１３０℃、ヤスハラケミカル（株）製）に変えたこと以外全て実施例１と同様にして呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００２３】
＜実施例２３＞
実施例１においてＹＳレジンＬＰをＹＳレジンＰＸ１２５０（テルペン樹脂、軟化点１２５℃、ヤスハラケミカル（株）製）に変えたこと以外全て実施例１と同様にして呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００２４】
＜比較例１＞
実施例１においてＹＳレジンＬＰを使用しなかったこと以外全て実施例１と同様にして呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００２５】
＜比較例２＞
実施例１においてＹＳレジンＬＰをハリエスターＳ（ロジン系樹脂、軟化点６８〜73℃ハリマ化成（株）製）に変えたこと以外全て実施例１と同様にして呼び直径０．５の鉛筆芯を得た。
【００２６】
上記各例により得られた鉛筆芯についてＪＩＳ  Ｓ  ６００５に準じて曲げ強さと濃度を測定した結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2005187682.tif 000002