(57)【要約】【課題】筆記、スケッチ及び化粧用の貯蔵性が良く含水量の少ない芯を提供する。【解決手段】少なくとも１種類の糖及び／又は糖アルコールと、最高でも２％までの水を含む芯用出発コンパウンドを熱可塑化加工することにより、糖及び／又は糖アルコールを高温で軟化させて芯を製造する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
筆記、スケッチ及び化粧用の芯において、少なくとも１種類の糖及び／又は糖アルコールと、最高でも２％の水を含む芯用出発コンパウンドとを、この糖及び／又は糖アルコールを軟化させる高い温度での熱可塑化加工により製造することを特徴とする筆記、スケッチ及び化粧用芯。
【請求項２】
マンニトール、ソルビトール、ペンタエリトリトール、キシリトール、アドニトール、アラビトール、ズルシトール及びトレイトールの群からの少なくとも１種類の糖アルコールを含むことを特徴とする請求項１記載の芯。
【請求項３】
糖としてキシロースを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の芯。
【請求項４】
少なくとも１つのセルロース誘導体及び／又はデンプン誘導体を含むことを特徴とする請求項１〜３の１つに記載の芯。
【請求項５】
ナトリウムカルボキシメチルセルロース及び／又はナトリウムカルボキシメチルデンプンを含むことを特徴とする請求項４記載の芯。
【請求項６】
０．５〜１８％のセルロース誘導体及び／又はデンプン誘導体並びに４〜４０％の糖及び／又は糖アルコールを含むことを特徴とする請求項４又は５記載の芯。
【請求項７】
０．５〜８％のセルロース誘導体及び／又はデンプン誘導体並びに４〜３０％の糖及び／又は糖アルコールを含むことを特徴とする請求項６記載の芯。
【請求項８】
少なくとも１種の充填剤を４０〜７０％の分量で含むことを特徴とする請求項１〜７の１つに記載の芯。
【請求項９】
タルカム、カオリン、雲母及び二酸化チタンの群からの少なくとも１種の充填剤を含むことを特徴とする請求項８記載の芯。
【請求項１０】
少なくとも１種の脂肪状又はワックス状物質を含むことを特徴とする請求項１〜９の１つに記載の芯。
【請求項１１】
脂肪状又はワックス状物質として脂肪酸及び／又は脂肪酸の誘導体を含むことを特徴とする請求項１０記載の芯。
【請求項１２】
５〜２５％の脂肪状又はワックス状物質を含むことを特徴とする請求項１０又は１１記載の芯。
【発明の詳細な説明】
【従来技術】
【０００１】
本発明は、筆記、スケッチ及び化粧用の芯又はチョークに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来芯の結合剤系は、ナトリウムカルボキシメチルセルロース（ＮａＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、メチルヒドロキシエチルセルロース（ＭＨＥＣ）、メチルヒドロキシ−プロピルセルロース（ＭＨＰＣ）又はナトリウムカルボキシメチルデンプン（ＣＭＳ）のようなセルロース誘導体を含んでいる。このような結合剤の作用効果は、それらが水分を吸って膨らむ性質に基づくものである。従って従来の芯の出発コンパウンドには、比較的多量の水が混入されている。しかし水の添加は必然的に欠点を伴う。即ち例えば充填剤、色素顔料及び添加物を含む含水調合物は、特に化粧用の芯を製造しようとする場合、微生物学上の制約から、数時間又は数日間保存できるに過ぎない。更に芯を成形する際に、一定した芯直径と一様な芯表面を保証するため、一定の含水量をコンパウンド中に維持しなければならないことは欠点である。もう１つの欠点は、このような芯は約４０〜１４０℃の温度で乾燥することを必須条件とすることである。これはエネルギーの消費を高めるばかりでなく、出費を要する処理操作を必要とする。一方では、脱水に伴う目減りを配慮しなければならない。また他方において、湿った状態で柔軟なこの芯は、「直線性」を維持するため、円筒容器内で、高温で、従ってエネルギーを消費して、乾燥しなければならない。いわゆるポスト−ワックス（post-wax）芯の場合、芯は乾燥後、付加的加工処理において溶解するワックス又は油脂に浸される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、上述の欠点を回避した筆記、スケッチ及び化粧用芯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１に記載の芯により解決される。
【０００５】
それによると、この芯は熱可塑化加工により、例えば射出成形法、即ち特に少なくとも１種類の糖及び／又は糖アルコールを固体の形で含む芯用出発コンパウンドを、その糖及び／又は糖アルコールを溶解させるように高温で押出成形することにより製造される。この糖又は場合によっては他の成分の軟化もしくは溶解は、もちろん水溶液中では達成されない。従ってこれらの芯用出発コンパウンドは無水であるか、最高でも２％の水を含むにすぎない。本発明は、例えば芯コンパウンドを押出して芯を成形する際に芯コンパウンドを溶解させ残りの芯成分を結合する物質、特に天然に近い物質を結合剤として使用するという考え方に基づく。芯コンパウンドの冷却後には、既に完成した芯が提供され、従って水又はその他の溶剤の費用のかかる除去は行わなくてよい。芯の出発混合物、またその芯そのものも、必要に応じて数週間又は数ヶ月以上貯蔵でき、その際含水量がないことから、微生物学上の悪影響を殆ど懸念する必要がない。
【０００６】
特に有利な実施態様では、芯の結合剤系は少なくとも１種類の糖及び／又は糖アルコールと、セルロース誘導体及び／又はデンプン誘導体から構成される。驚くべきことには、このような混合物も熱可塑性に軟化可能であり、押出処理で加工できることが判明している。更に、この種の結合剤系を熱可塑性に軟化可能な結合剤として含む芯は、専ら糖及び／又は糖アルコールだけを含む芯に比べて、破壊に強いことが判明している。更にまた本発明により熱可塑性に製造した芯は、紙の上に極めてむらがなく均質に書くことができる。従来の芯に比べて、この芯コンパウンドは、使用中に紙の上に粉塵又は芯屑を殆ど生じることはない。
【０００７】
糖とセルロース及びデンプンもしくはそれらの誘導体との溶解は、しばしば圧力を高めるだけで十分である。それというのも、グルコース、フルクトース、サッカロース、マンノース等のような糖も、セルロース誘導体やデンプン誘導体も、１００〜２２０℃の温度で分解現象を示すからである。例えばソルビトール、マンニトール、キシリトール、アドニトール、（ペンタ）エリトリトール、アラビトール、ズルシトール、トレイトールのような糖アルコールを使用した場合、一層容易に均質な溶解もしくは混合が得られる。これらは１００℃以上で圧力を高めなくても無色透明に溶解し、セルロース又はデンプンもしくはそれらの誘導体を極めて容易に受容できる。セルロース誘導体としては、ナトリウムカルボキシメチルセルロース（ＮａＣＭＣ）又はナトリウムカルボキシメチルデンプン（ＣＭＳ）も特に適している。この場合８０〜１２０℃の温度で高速ミキサ内又は押出機内で緊密な結合に成功する。完全混和もしくは緊密結合は、混合プロセスないし配合プロセス中にセルロース及び／又はデンプン及び糖／糖アルコールに５〜３０％の水を加えることによっても促進され、その際出発物質の混合中に、例えば押出機中でのコンパウンドの製造時に、存在する水が残留分≦２％以下に蒸発され、その結果、糖又は糖アルコールの完全溶解が可能となり、それに対応して含水量の少ない芯を押出すことができる。
【０００８】
特に芯の製造に好適なコンパウンドは、０．８〜１８％、特に０．８〜８％のセルロース誘導体及び／又はデンプン誘導体と、４〜４０％、特に４〜３０％の糖及び／又は糖アルコールから生成された結合剤系を含んでいる。
【０００９】
この芯の特性、例えばマーキング特性は、４０〜７０％の分量の充填剤と、５〜２５％の分量の脂肪状又はワックス状物質を添加することにより高められる。例えば公知のポスト−ワックス芯に相当する芯が得られるが、その場合芯を溶解したワックス又はオイルに浸す付加的加工処理を省略できる。充填剤としては、とりわけカオリン、タルカム、雲母及び二酸化チタンが適している。
【００１０】
親油性並びに親水性の特徴を有する脂肪状又はワックス状物質、例えば脂肪酸のナトリウム塩、例えばステアリン酸ナトリウムの使用により、水溶性もしくは水分を吸って膨らむ芯を製造できる。
【００１１】
筆記及び化粧分野のカラー芯又はチョークには、以下に記載する基本製剤を挙げることができる。
【００１２】
・単独で熱可塑性に軟化し得る結合剤として糖アルコールを含む芯の配合比：
糖及び／又は糖アルコール                                ４〜３０％
脂肪状又はワックス状物質                                ５〜２５％
充填剤                                                ４０〜７０％
残り：必要に応じて例えば芳香剤、滑剤、スケッチ剤、ワックス、脂肪及び乳化剤
【００１３】
・セルロース−／デンプン誘導体及び糖／糖アルコールから成る混合物を含む芯の配合比：
セルロース誘導体及び／又はデンプン誘導体            ０．５〜１８％
糖及び／又は糖アルコール                                ４〜４０％
充填剤                                                ４０〜７０％
残り：必要に応じて例えば芳香剤、滑剤、着色剤、ワックス、脂肪及び乳化剤のような付加物
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施例に基づき以下に詳述する。
【００１５】
例  １
以下に記載する配合比で、直径３．０ｍｍの水彩性の緑色芯を製造した。
マンニトール                                              ６．０％
ソルビトール                                              ３．０％
ＮａＣＭＣ（商品名：Ｗａｌｏｃｅｌ  ＣＲＴ  １００、Ｗｏｌｆｆ
Ｗａｌｓｒｏｄｅ社製）                                  ２．０％
ステアリン酸ナトリウム                                  １０．０％
エトキシ（８０）セトステアリルアルコール
（＝乳化剤、ＣＡＳ６８４３９−４９−６）            ８．０％
カオリン                                                ６４．０％
顔料  緑７（Ｃ．Ｉ．７４２６０）                          ７．０％
【００１６】
これらの原料を高速ミキサ中で８０〜１００℃の温度でコンパウンドに均質に混合した。乾燥して均質化するとともに、このプロセスを促進するため、まず、１５〜２０％の水分を添加し、高速ミキサ内で混合工程中に、最高で２％の残含水量まで再度蒸発させた。得られた微粒状物（顆粒）は数週間以上貯蔵可能であり、必要に応じてスクリュー押出機（特に２軸スクリュー押出機）で、約１５０℃の温度で芯に成形できた。熱可塑性に成形した芯は、乳化剤とステアリン酸ナトリウムが存在するため、良好な水彩性を示した。
【００１７】
例  ２
以下に記載する配合比で、即ちナトリウムカルボキシセルロースを加えずに、上記のようにして比較用の芯を製造した。
マンニトール                                              ６．０％
ソルビトール                                              ３．０％
ステアリン酸ナトリウム                                  １０．０％
エトキシ（８０）セトステアリルアルコール
（ＣＡＳ  ６８４３９−４９−６）                          ８．０％
カオリン                                                  ６６．０％
顔料  緑７（Ｃ．Ｉ．７４２６０）                          ７．０％
【００１８】
このコンパウンドは、同様に芯に押出成形できるが、その横方向強度は、例１に示した芯の約２５％であった。このことから、例１による芯の比較的高い強度は、糖、特に例えばナトリウムカルボキシメチルセルロースのようなセルロースエーテルと糖アルコールとの共同作用から生じることが明らかになった。
【００１９】
例  ３
以下の成分比を有する、直径１０ｍｍの非水彩性の丸型チョークを製造した。
マンニトール                                            １２．０％
ペンタエリトリトール                                      ４．０％
ナトリウムカルボキシ−メチルデンプン（ＣＭＳ）            ５．０％
タルカム                                                ６６．６％
脂肪アルコール＋約５０モル／ｋｇのエチレンオキシド（商品名
Ｇｅｎａｐｏｌ  Ｔ  ５００  粉末、Ｃｌａｒｉａｎｔ社製）  ６．０％
顔料  黄色  ３（Ｃ．Ｉ．１１７１０）                      ６．４％
【００２０】
黄色のチョークの押出を行った。高速ミキサ中で、約９０℃でコンパウンドを製造した後、２軸スクリュー押出機で１４０〜１６０℃の温度でチョークの押出成形を行った。
【００２１】
例  ４
以下に記載する成分比で、直径４．０ｍｍの水に強い青色芯を製造した。
マンニトール                                              ９．０％
キシリトール                                              ４．０％
ＣＭＣ及びＣＭＳ（商品名Ｃｒａｙｏｎ  Ｂ  ３００  Ｐ、
Ａｌｂｏｎ−Ｃｈｅｍｉｅ社製）                          ３．０％
ステアリン酸ナトリウム                                    ５．０％
カオリン                                                ６７．０％
ステアリン酸                                              ２．９％
パラフィンワックス                                        ５．１％
顔料  青色１５：１（Ｃ．Ｉ．７４２６０）                  ４．０％
【００２２】
２軸スクリュー押出機で８５〜１００℃の温度で上記のコンパウンドを製造した後、芯の押出成形を１３０〜１５０℃で行った。水に対する十分な耐性はワックス及び脂肪酸の添加によって生じた。
【００２３】
以上の記述においてパーセントと記載したものは全て重量％である。
【００２４】
無水であるか、最高でも２％の水を含む芯用コンパウンドは押出して芯を成形する際に、溶けて残りの芯成分を結合する特に天然に近い物質を結合剤として使用し、従ってこのような芯コンパウンドは冷却後、既に完成した芯を提供でき、水又はその他の溶剤の除去を行う必要がない。また芯も出発コンパウンドも含水量が少ないため、必要に応じて数週間又は数ヶ月以上貯蔵できる。