(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合材、着色材及び体質材を含む原料組成物に、必要に応じて油脂、ワックス類、及び滑剤が含まれており、上記体質材としてワラストナイトを、原料組成物（固形分）全量中１〜２０重量％含有してなる非焼成色鉛筆芯。
【請求項２】
結合材、着色材及び体質材を含む原料組成物に、必要に応じて油脂、ワックス類、及び滑剤が含まれており、上記体質材としてアタパルジャイトを、原料組成物（固形分）全量中１〜２０重量％含有してなる非焼成色鉛筆芯。
【請求項３】
結合材、着色材及び体質材を含む原料組成物に、必要に応じて油脂、ワックス類、及び滑剤が含まれており、上記体質材としてハロイサイトカオリンを、原料組成物（固形分）全量中１〜２０重量％含有してなる非焼成色鉛筆芯。
【請求項４】
結合材、着色材及び体質材を含む原料組成物に、必要に応じて油脂、ワックス類、及び滑剤が含まれており、上記体質材としてセピオライトを、原料組成物（固形分）全量中１〜２０重量％含有してなる非焼成色鉛筆芯。
【請求項５】
結合材、着色材及び体質材を含む原料組成物に、必要に応じて油脂、ワックス類、及び滑剤を含み、上記体質材としてワラストナイト、アタパルジャイト、ハロイサイトカオリン及びセピオライトの群から選ばれる少なくとも２種類以上の化合物を、原料組成物（固形分）全量中１〜２０重量％含有してなる非焼成色鉛筆芯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非焼成色鉛筆芯に関し、さらに詳述すればその機械的強度を改善した非焼成色鉛筆芯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の非焼成色鉛筆芯は、例えば、結合材、着色材及び体質材などの原料組成物に水等の溶剤を加えて混練し、これを成型機により押出成型した後、乾燥により前記溶剤を除去して製造している。
【０００３】
この種の非焼成色鉛筆芯は、粘土骨格や炭化物の炭素骨格を有する焼成タイプの色鉛筆芯と比較して、着色材の種類を広く選択することができ、しかも結合材は高温熱処理されないことにより好適な書き味を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の非焼成色鉛筆芯は、結合材として有機高分子物質を含み、又はこれにさらに油脂、ワックス類を含んでいるため、粘土や炭化物を含む焼成タイプの色鉛筆芯と比較して、曲げ強度、先端強度などの機械的強度が劣る問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、たとえ結合材として有機高分子物質を含み、又はこれにさらに油脂、ワックス類を含んでいたとしても、従来の非焼成色鉛筆芯と比較して、機械的強度が向上した非焼成色鉛筆芯を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は鋭意検討した結果、ワラストナイト、アタパルジャイト、ハロイサイトカオリン、セピオライトを体質材として用いると、たとえ結合材として有機高分子物質を含み、又はこれにさらに油脂、ワックス類を含んでいたとしても、非焼成色鉛筆芯の機械的強度が向上する知見を得、本発明を完成させたものである。
【０００７】
本発明は、結合材、着色材及び体質材を含む原料組成物に、必要に応じて油脂、ワックス類、及び滑剤が含まれており、上記体質材としてワラストナイトを含有してなる非焼成色鉛筆芯である。
【０００８】
また、本発明は、結合材、着色材及び体質材を含む原料組成物に、必要に応じて油脂、ワックス類、及び滑剤が含まれており、上記体質材としてアタパルジャイトを含有してなる非焼成色鉛筆芯である。
【０００９】
また、本発明は、結合材、着色材及び体質材を含む原料組成物に、必要に応じて油脂、ワックス類、及び滑剤が含まれており、上記体質材としてハロイサイトカオリンを含有してなる非焼成色鉛筆芯である。
【００１０】
また、本発明は、結合材、着色材及び体質材を含む原料組成物に、必要に応じて油脂、ワックス類、及び滑剤が含まれており、上記体質材としてセピオライトを含有してなる非焼成色鉛筆芯である。
【００１１】
本発明の非焼成色鉛筆芯の場合、何故機械的強度が向上するかについてその理由は定かではないが、上記のワラストナイト、アタパルジャイト、ハロイサイトカオリン及びセピオライトの各化合物はそれぞれ繊維状の粒形を備えているため、これらが他の材料とともに押出し成型する際に一定方向に配向して行き、因って機械的強度の向上につながるものと思われる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（体質材）
本発明では、既述の通り、ワラストナイト、アタパルジャイト、ハロイサイトカオリン、セピオライトを含有させることが重要である。
【００１３】
本発明にいうワラストナイトとは、CaSiO3 又はCaO・SiO2 で表される白色の繊維状や塊状の鉱物であり、珪灰石やスカルン鉱物ともいう。また、ワラストナイトは低温型珪火石と高温型珪火石に分類されるが、本発明では両者とも使用することができる。また、ワラストナイトは天然のものであっても、合成されたものであっても特に問題なく使用でき、そのグレードも特に限定されない。本発明において好適に使用できるものとしては、ＷＯＬＫＥＭ社製、商品名「ハイコンＡ−６０」が好適に使用できる。
【００１４】
本発明にいうアタパルジャイトとは、コロイド状の薄い木片状の無機鉱産物であり、化学的には含水マグネシウムアルミニウムシリケートをいう。また、その組成は、3MgO・1.5Al2O3・8SiO2・9H2Oで表され、酸性白土として一般に知られている極めて小さい粒子の無機鉱産物の一族をなすものである。アタパルジャイトのグレードは特に限定されることなく好適に使用することができる。例えば、分散の度合いを示すヘグマングラインド値についても特に限定されない。本発明において好適に用いられるものとしては、ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ社製、商品名「アタゲル４０」及び「アタゲル５０」を例示することができる。
【００１５】
本発明でいうハロイサイトカオリンとは、白陶土ともいわれるものであり、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイ石等の一般的なカオリナイト類粘土鉱物を意味するものではなく、これらのカオリンの中でも他と比較して特に可塑性、乾燥強度が大きく、管状の結晶構造を持つものをいう。ハロイサイトカオリンの結晶構造は管状である点で、他の六角板状の結晶構造を有する一般的なカオリンとは明確に区別される。ハロイサイトカオリンには一般的には１次カオリンと２次カオリンがあるが、本発明においては両者とも使用することができる。また、そのグレードは問わず、あらゆるグレードのものを好適に使用することができる。本発明において好適に用いられるものとしては、土屋カオリン社製、商品名「ナイアド４００」を例示することができる。
【００１６】
本発明でいうセピオライトとは、繊維状多孔質の含水珪酸マグネシウムである。本発明において使用するセピオライトは、そのグレードにつき限定されず、各種のグレードのものを使用することができる。特に好適なセピオライトとしては、日本タルク社製、商品名「セピオライトＳ」を例示することができる。
【００１７】
これらのワラストナイト、アタパルジャイト、ハロイサイトカオリン、セピオライトから選ばれる少なくとも１種類以上の体質材は、原料組成物（固形分）全量中１〜２０重量％含まれていることが好ましい。上記体質材が原料組成物（固形分）全量中１重量％より少ない場合は機械的強度を十分に得ることができず、２０重量％より過剰の場合は書き味が低下する。上記体質材の最適範囲は原料組成物（固形分）全量中５〜１０重量％である。
【００１８】
なお、これらのワラストナイト、アタパルジャイト、ハロイサイトカオリン、セピオライトから選ばれる少なくとも１種類以上の体質材は、公知の体質材と組み合わせて使用することが好ましい。例えば、タルク、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナシリケート、カオリン、ベントナイトを例示することができる。これらは単独で又は任意に組み合わせて配合できる。
【００１９】
上記の体質材と共に公知の体質材を含めた体質材全量としては、原料組成物（固形分）全量中６０〜８０重量％配合することが好ましい。上記の体質材と共に公知の体質材を含めた体質材全量が、原料組成物（固形分）全量中６０重量％より少ない場合は芯状に成型し難い一方、８０重量％より過剰に配合した場合は書き味の低下を招くため好ましくない。最適範囲は６５〜７５重量％である。
【００２０】
（結合材）
本発明で使用する結合材としては、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣナトリウム）、カルボキシメチルセルロースアンモニウム（ＣＭＣアンモウニウム）、カルボキシメチルセルロース酸（ＣＭＣ酸）、メチルセルロース、ニトロセルロース、ポリビニルアルコール、アラビアガム、メチルヒドロキシエチルセルロース等のほか、公知の結合材を使用することができる。中でも、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣナトリウム）、メチルヒドロキシエチルセルロースが好適に用いられる。これらは単独または組み合わせて使用することができる。その配合量は、原料組成物（固形分）全量中３〜１５重量％、好ましくは４〜６重量％である。結合材が原料組成物（固形分）全量の１５重量％より過剰である場合には書き味が低下し、また原料組成物（固形分）全量の３重量％より過小に配合された場合には機械的強度が低下すると共に芯状への成形性が低下する。
【００２１】
（着色材）
着色材は、通常使用されている無機顔料、有機顔料のいずれも単独で又は組み合わせて使用することができる。また、パール顔料、蛍光顔料、金属粉顔料等も使用できる。その配合量は、原料組成物（固形分）全量中５〜２５重量％、好ましくは１０〜２０重量％である。上記配合量が原料組成物（固形分）全量の２５重量％より過剰であると書き味が低下し、５重量％より過小であると発色が必ずしも十分でない。
【００２２】
（滑剤）
本発明で用いる滑剤は、書き味の滑らかさを与えるために配合されるものであり、潤滑性、白色度に優れたものであることが好ましい。具体的には窒化ホウ素、フッ化黒鉛等が好適に使用でき、特に窒化ホウ素が最適である。
【００２３】
滑剤の配合量は、原料組成物（固形分）全量中１〜１５重量％配合することが好ましい。滑剤が原料組成物（固形分）全量中１重量％より過小の場合は潤滑性が不十分であり、書き味の低下を招く。滑剤が原料組成物（固形分）全量中１５重量％より過剰に配合した場合は筆記時に紙上で滑りすぎて書き味が低下し、また紙上に必ずしも十分な筆跡を残すことができない。
【００２４】
（含浸油）
含浸油は、着色性を向上させるために配合するものであり、公知の油脂、ワックス類が使用できる。具体的には、流動パラフィン、シリコーンオイル、α−オレフィンオリゴマー、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ケトンワックス、ワセリン、蜜ロウ、牛脂硬化油、木ロウ、カルナウバワックス、ステアリン酸など、合成、天然等を問わずに使用することができる。また、これらのうち単独でも任意の組み合わせにより用いてもよい。特に、流動パラフィン、シリコーンオイル、ワセリンが最適である。また、これらをエマルジョンにして使用することもできる。
【００２５】
含浸油は他の材料との関係により必要に応じて配合すればよい。含浸油は芯成形後含浸させる。なお、含浸油を少なく配合した場合は書き味が低下する点で好ましくない。
【００２６】
本出願の非焼成色鉛筆芯には、その他の添加材として、混練、成型を可能にするため、例えば原料とほぼ同量の溶剤を添加することができる。溶剤としては水や各種公知の有機溶剤を使用することができる。溶剤は原料とともに配合し混練、成形した後乾燥して除去する。また、香料等各種の添加剤を配合してもよい。
【００２７】
本発明の非焼成色鉛筆芯は、例えば次のような工程により製造することができる。まず、各種原料を混練する。このとき必要に応じて溶剤を添加することもできる。混練した原料組成物をプランジャー型、又はスクリュー型押し出し機で鉛筆芯に押し出し成形する。溶剤を用いた場合は、その後その溶剤を乾燥（例えば約４０℃、２４時間）除去し、必要に応じて６０〜８０℃で１２時間加熱しながら油脂類、ワックス類を含浸させる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。但し、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
【００２９】
次の表１乃至表７に示す配合により下記の実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯を製造した。各実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯は、表１乃至表７に示す原料組成物を同量の溶剤（水）とともに混練し、押し出し成型機で成型した後、溶剤を乾燥、除去した後、流動パラフィンに含浸させて製造した。なお、各実施例、比較例で使用した原料は次の通りである。
【００３０】
カルボキシメチルセルロース：ダイセル化学工業社製、商品名「ダイセルＣＭＣ１１３０」
タルク：日本タルク社製、商品名「ＭＩＣＲＯＡＣＥ  Ｐ−４」
ワラストナイト：ＷＯＬＫＥＭ社製、商品名「ハイコンＡ−６０」
アタパルジャイト：ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ社製、商品名「アタゲル４０」
ハロイサイトカオリン：土屋カオリン社製、商品名「ナイアド４００」
セピオライト：日本タルク社製、商品名「セピオライトＳ」
窒化ホウ素：昭和電工社製、商品名「ＵＨＰ−Ｓ１」
ウォッチングレッドSr：Ｃ．Ｉ．ＰＲ  ４８：３
フタロシアニングリーン：Ｃ．Ｉ．ＰＧ  ７
群青：Ｃ．Ｉ．ＰＢ  ２９
【００３１】
【表１】
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【００３２】
【表２】
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【００３３】
【表３】
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【００３４】
【表４】
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【００３５】
【表５】
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【００３６】
【表６】
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【００３７】
【表７】
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【００３８】
（書き味評価）
上記各実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯について書き味の評価の試験を行った。評価方法は、各実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯を用いた色鉛筆を製造し、１０名のモニターを用いて、各実施例、比較例の番号を隠した鉛筆を使って画用紙に筆記し、その書き味のフィーリングを評価した。結果は１０名中８名以上が書き味がよい（実用上好適である）と判断したものを○、５名以上７名以下のものがよい（実用上支障なし）と判断したものを△、４名以下のものがよい（実用上支障あり）と判断したものを×として前記表１乃至表７に示した。
【００３９】
（機械的曲げ強度）
上記各実施例及び比較例の非焼成色鉛筆芯についてＪＩＳ  Ｓ  ６００５に基づき機械的曲げ強度の測定を行った。すなわち両支点間に支持した芯の中央部に、荷重を加え芯が折損したときの荷重を測定し、ＪＩＳ試験法に定められた計算式に代入して行った。評価は算出された曲げ強さの値で行い、その結果は表１乃至表７に示した。
【００４０】
表１乃至表６より、実施例の非焼成色鉛筆芯は、比較例１乃至比較例６の非焼成色鉛筆芯と較べて、機械的強度が向上している。しかも、実施例の非焼成色鉛筆芯は、比較例１乃至比較例６の非焼成色鉛筆芯と同等の書き味が認められる。
【００４１】
一方、比較例７乃至比較例１４の非焼成色鉛筆芯によれば、ワラストナイト、アタパルジャイト、ハロイサイトカオリン、セピオライトを体質材として用いた場合、原料組成物（固形分）全量中１重量％より過小であるため書き味が低下しており、また２０重量％を越えると機械的強度の向上が必ずしも充分でないことが認められる。この点で、比較例７乃至比較例１４の非焼成色鉛筆芯は実用上支障はないとはいうものの、実施例よりみられるように、ワラストナイト、アタパルジャイト、ハロイサイトカオリン、セピオライトについては、原料組成物（固形分）全量中１〜２０重量％含有させた非焼成色鉛筆芯が最も好ましい。
【００４２】
また、上記のワラストナイト、アタパルジャイト、ハロイサイトカオリン、セピオライトのうち、特にセピオライトを配合したものが好結果を得ることができた。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、結合材、着色材及び体質材を含み、必要に応じて油脂、ワックス類、及び滑剤を含み、上記体質材としてワラストナイト、アタパルジャイト、ハロイサイトカオリン、セピオライトのうち少なくとも１種類以上の化合物を含有してなる非焼成色鉛筆芯であるので、書き味を確保しつつ、従来では得られないほどの機械的強度が向上する効果を奏している。