(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも結合材と体質材の他に、紫外線下では通常の状態とは異なる色を発光する無機系物質を添加し、混練、成形、焼成してなる鉛筆芯。
【請求項２】
紫外線下では通常の状態とは異なる色を発光する無機系物質として、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ／Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ／ＺｎＯ：Ｚｎ／３（Ｂａ，Ｍｇ）Ｏ・８Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ／ＺｎＳ：Ａｇ／ＣａＷＯ４／３（Ｍ，Ｅｕ）Ｏ・ＭＣｌ２・Ｐ２Ｏ５・Ｂ２Ｏ３（但しＭ＝Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｅ）／Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ／（Ｃａ，Ｓｒ）ＳｉＯ５：Ｍｎ，Ｐｂ／３（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２・（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）Ｃｌ２：Ｅｕ／３（Ｂａ，Ｍｇ）Ｏ・８Ａｌ２Ｏ３：Ｅｕ，Ｍｎ／Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ／（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）２Ｏ３・0.2ＳｉＯ２・0.9Ｐ２Ｏ５／ＺｎＳ：Ｍｎ／ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎ／６ＭｇＯ・Ａｓ２Ｏ５：Ｍｎ／Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ／Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ／0.5ＭｇＦ２・3.5ＭｇＯ・ＧｅＯ２：Ｍｎ／Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ／ＬｉＡｌＯ２：Ｆｅ／Ｎｄ0.95Ｙｂ0.05Ｎａ（ＭｏＯ４）４／ＢａＳｉ２Ｏ５：Ｐｂ／（Ｓｒ，Ｂａ）２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｐｂ／ＭｇＷＯ４／ＣａＷＯ４：Ｐｂであることを特徴とする請求項１記載の鉛筆芯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、紫外線発光物質を有する鉛筆芯、例えば焼成型の鉛筆、シャープペンシル芯などに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、焼成型の鉛筆、シャープペンシル芯などでは種々の色調を有する鉛筆芯が求められ、そのため着色材として顔料が添加されるか、芯体内の気孔中に種々の色調のインキを含浸して作製されている。
これらの鉛筆芯は、いずれも通常の状態、例えば白色光や太陽光のもとにおいて、鮮やかな色調が呈示されるものであるが、これとは別に、特開昭５１−１３４２２７のように蓄光蛍光体を用いる筆記体が知られている。これは筆記線に白色光を与え、しかる後に暗闇においてもその筆記線が発光し、数十分目視できるというものである。
また、特開昭６３−１７９９８６の筆記体は有機物質の光活性剤、変色剤を用いて筆跡に紫外線を当てた後、白色光の下で変色させるというもので、これは紫外線の下で発色させるわけではなく、あくまで白色光での色調である。
【０００３】
このような鉛筆芯は、いわゆる特殊な用途に使用されてきたものであるが、現在では商品的にも多様化して種々の応用が考えられる。例えば白色光のもとではなく、紫外線下において鮮明な色調を有するものも求められ、このような応用の一つとして、白色光のもとにおける筆記線の色調と、紫外線下における同じ筆記線の色調が異なるものも考えられ、従来このような思想に基づく鉛筆芯は存在していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
紫外線下において優れた色調を求めた例として、蛍光顔料を使用することが知られている。着色材として蛍光顔料を使用すると、紫外線下において輝くような色調が得られるのであるが、この場合はあくまで白色光での色調と同様な色調が強調されるだけであり、本発明の目的とする思想とは全く異なるものである。また、一般に有機物質である蛍光顔料は高温で焼成すると分解してしまい、全く色を失ってしまう。本発明は、通常の状態すなわち白色光や太陽光のもとでは筆記線が透明あるいは白色であって、紫外線にさらすと筆記線が鮮明な色彩をともなって浮かびあがったり、あるいは白色光のもとで筆記線は有色であっても、紫外線下では他の色に変化するという特殊な効果を有する焼成型の鉛筆芯である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、少なくとも結合材と体質材の他に、紫外線下では通常の状態とは異なる色を発光する無機系物質を添加し、混練、成形、焼成してなることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明に用いる紫外線発光物質は、耐熱性を有する無機系の材料であり、材料に応じて紫外線をあてた時に通常の状態とは異なった種々の色を発光する。紫外線発光物質としては、青色に発光するものとして、
Ｓｒ2 Ｐ2 Ｏ7 ：Ｅｕ    ／    Ｓｒ5 （ＰＯ4 ）3 Ｃｌ：Ｅｕ    ／
３（Ｂａ，Ｍｇ）Ｏ・８Ａｌ2 Ｏ3 ：Ｅｕ  ／    ＺｎＳ：Ａｇ    ／
ＣａＷＯ4   ／    ３（Ｍ，Ｅｕ）Ｏ・ＭＣｌ2 ・Ｐ2 Ｏ5 ・Ｂ2 Ｏ3 
（ただしＭ＝Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃｅ）
青緑色に発光するものとして、
３（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）3 （ＰＯ4 ）2 ・（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）Ｃｌ2 ：Ｅｕ／  ＺｎＯ：Ｚｎ
緑色に発光するものとして、
３（Ｂａ，Ｍｇ）Ｏ・８Ａｌ2 Ｏ3 ：Ｅｕ，Ｍｎ  ／
Ｚｎ2 ＳｉＯ4 ：Ｍｎ    ／    Ｚｎ2 ＧｅＯ4 ：Ｍｎ    ／
（Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ）2 Ｏ3 ・0.2 ＳｉＯ2 ・0.9 Ｐ2 Ｏ5 
橙色に発光するものとして、
（Ｃａ，Ｓｒ）ＳｉＯ5 ：Ｍｎ，Ｐｂ  ／  ＣａＳｉＯ3 ：Ｐｂ，Ｍｎ  ／ＺｎＳ：Ｍｎ
赤色に発光するものとして、
Ｙ2 Ｏ3 ：Ｅｕ  ／  ６ＭｇＯ・Ａｓ2 Ｏ5 ：Ｍｎ  ／  Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ／
Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4 ：Ｅｕ  ／  0.5 ＭｇＦ2 ・3.5 ＭｇＯ・ＧｅＯ2 ：Ｍｎ
赤外域に発光するものとして、
ＬｉＡｌＯ2 ：Ｆｅ    ／      Ｎｄ0.95Ｙｂ0.05Ｎａ（ＭｏＯ4 ）4 
紫外域に発光するものとして、
ＢａＳｉ2 Ｏ5 ：Ｐｂ    ／    （Ｓｒ，Ｂａ）2 ＭｇＳｉ2 Ｏ7 ：Ｐｂ
青白色に発光するものとして、
ＣａＷＯ4 ：Ｐｂ  ／    ＭｇＷＯ4 
があり、これらを単独もしくは組み合わせて、任意の色調を得ることもできる。
【０００７】
上記物質が充填、含有された本発明の鉛筆芯は、発光性、発色性に優れている。この理由は定かでないが、上記物質が通常の状態とは異なった色が紫外線下で発現されるという、従来公知の蛍光顔料や蓄光顔料などにはない特殊なメカニズムを有しており、発色がきわめて強く、そのため紫外線下では特にその発色性、発光性に優れた筆跡が得られるものと推察される。
またこれらの物質を用いると、上記メカニズムによる理由からか、通常の状態での色調と紫外線下での色調が明瞭に識別できるという特徴を有しているのである。
【０００８】
本発明の紫外線発光物質の添加量は任意であるが、紫外線下の良好な呈色性を考慮すると、概ね鉛筆芯の全体量の１〜５０重量％、特には１０〜４０重量％の範囲が好ましい。また、紫外線発光物質の平均粒径は任意であるが、呈色性の点から概ね０．５〜１０μｍの範囲が好ましい。
【０００９】
上記紫外線発光物質を使用する以外は、焼成芯体の材料として、従来公知の材料がそのまま使用できる。即ち体質材や、原材料である結合材を焼成して得られる骨格材などが用いられ、鉛筆、シャープペンシル芯など用途に応じて適宜選択して用いる。
【００１０】
本発明の結合材としては、焼成後に骨格材としてのカーボン、粘土、酸化珪素などになるものが用いられ、結合材としての合成樹脂や天然樹脂では、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどが挙げられ、さらにはピッチ、アスファルトや粘土、シリコーン樹脂などが挙げられる。また体質材としては黒鉛、窒化硼素、雲母、タルク、二硫化タングステン、二硫化モリブデンなどが代表的に用いられる。また上記材質以外に、顔料などを添加してもよい。
【００１１】
本発明の鉛筆芯の製造方法は、結合材、体質材等従来公知の材質に、紫外線発光物質を添加し、ニーダー、三本ロールで混練したのち、射出成形や押出成形により棒状体を作製し、乾燥した後、高温で焼成して完成芯とする。さらに、この完成芯の気孔中にインキを含浸してもよい。
【００１２】
【作用】
本発明の鉛筆芯は、筆記線が白色または透明の時には、筆記しても通常の白色光のもとではその筆記線が見えず、紫外線をあてることにより、添加した紫外線発光物質に応じた色調を有する筆記線が現出するのである。また、有色の紫外線発光物質を使用したり、顔料などを加えると、通常の白色光のもとでは有色の紫外線発光物質あるいは顔料に応じた色調を有する筆記線となるが、紫外線のもとでは、白色光での色調とは異なった色調が呈色されることになる。
次に実施例を述べる、なお、部は重量部である。
【００１３】
【実施例】
実施例１
ポリ塩化ビニル                      ３０部
黒鉛                                ５０部
メチルエチルケトン                １００部
ＳＰＥシリーズ                      ２０部
（根本特殊化学社製：化学式・・Ｓｒ5 （ＰＯ4 ）3 Ｃｌ：Ｅｕ）
上記材質をニーダー、三本ロールにて混練して混練物を作製し、この混練物を押出成形して外径０．５ｍｍφの棒状体とし、この棒状体を１００℃で溶剤除去した後、アルゴン雰囲気中において５０℃／時間の昇温速度で焼成し、１０００℃で１時間保持して完成芯とした。この鉛筆芯は黒色で、骨格材としてのカーボンと体質材としての黒鉛および紫外線発光物質とで構成され、筆記したところ、白色光のもとでは黒色となった。これを紫外線にあてたところ、筆記線は青色に呈色された。
【００１４】
実施例２
セリサイト系粘土                    ４０部
窒化硼素                            ４０部
水                                １００部
ＳＰＥシリーズ                      ２０部
（根本特殊化学社製：化学式・・Ｓｒ5 （ＰＯ4 ）3 Ｃｌ：Ｅｕ）
上記材質をニーダー、三本ロールにて混練して混練物を作製し、この混練物を押出成形して外径２ｍｍφの棒状体とし、この棒状体を１００℃で乾燥した後、酸素雰囲気中において５０℃／時間の昇温速度で焼成し、８００℃で１時間保持して完成芯とした。この鉛筆芯は白色で、骨格材としての粘土と体質材としての窒化硼素および紫外線発光物質とで構成され、筆記したところ、白色光のもとでは筆記線は全く見えず、紫外線にあてたところ、青色の筆記線が呈色された。
【００１５】
実施例３
実施例２の鉛筆芯の気孔中に、ボールペン用赤色インキを含浸し、筆記したところ、白色光のもとでは筆記線は赤色であったが、紫外線をあてたところ、筆記線が青色に呈色された。
【００１６】
実施例４
実施例２の材料に、青色の顔料（群青）５部を加え、さらにＳＰＥをＹＯシリーズ（根本特殊化学社製：化学式・・・Ｙ2 Ｏ3 ：Ｅｕ）に代えた以外は、実施例２と同様の方法で鉛筆芯を作製した。この鉛筆芯は外観が青色で、筆記線も白色光のもとでは青色となった。これを紫外線にあてたところ、筆記線が赤色に呈色された。
【００１７】
実施例５
実施例２のＳＰＥをＨＲシリーズ（根本特殊化学社製：化学式・・・0.5 ＭｇＦ2 ・3.5 ＭｇＯ・ＧｅＯ2 ：Ｍｎ）に代えた以外は、実施例２と同様の方法で鉛筆芯を作製した。この鉛筆芯は外観が黄色で、筆記線も白色光のもとでは薄い黄色となった。これを紫外線にあてたところ、筆記線が赤色に呈色された。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は従来にない鉛筆芯を提供するものであって、紫外線をあてることにより、白色光などの通常の状態では隠されていた色調を呈色するという特徴を有する。
即ち、白色光における通常筆記では目視できない筆記線を、特定光のもとでは顕現できることから、秘密文書等に応用できると同時に、白色光で有色の筆記線を有する場合においても、重要な箇所のみを筆記したり、また玩具的な面白さも内在している。またこの場合には、通常の筆記にも使用できる。
本発明の鉛筆芯による筆記線は、無機系の紫外線発光物質を用いているため、白色光のもとで長時間さらしたあとでも色調が劣化することはなく、耐光性等の経時変化にも優れたものとなる。
さらに，本発明の紫外線発光物質は無機物質であるために、例えば無焼成型の固形筆記体ではどうしても無機物質の持つザラツキがもろに生じてしまうが、焼成型の鉛筆芯の場合には、潤滑性のある体質材が書き味を圧倒してしまい、タッチが柔らかく滑らかに筆記できると同時に、焼成により骨格材が無機物質や体質材をしっかりと焼き固めるため、強度もきわめて強く、しかも消しゴムでの筆跡の消去も容易になるという特徴を持つものである。
また、焼成型の鉛筆芯の場合、芯体の筆記面が滑らかにへき開してくずれていくために、筆記表面に均一に紫外線発光物質が載置され易く、安定した発光面が得られるという特徴を有する。