(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー芯の引張強度、破断強度および曲げ強度を増大する方法において、有機溶媒に可溶で、２〜１０ヶの炭素原子を有する直鎖のまたは分岐したアルキル基を有するアルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロース１〜５０重量％を芯コンパウンドに添加し、
該芯コンパウンドから、少なくとも５：１の長さ／径比を有するカラー芯を形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
有機溶媒に可溶なエチルセルロースを添加することを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項３】
１００℃において脂肪アルコール、脂肪酸エステルまたは脂肪アルコールの脂肪酸エステル１〜１００部に１部が溶解するアルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロースを添加することを特徴とする請求項１または２項記載の方法。
【請求項４】
アルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロースの溶液に、炭素原子数が７〜５０の鎖長を有する線状または分岐脂肪アルコールまたは炭素原子数が１２〜２４の鎖長を有する線状または分岐飽和または不飽和脂肪酸のエステルを添加することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
セルロース誘導体の溶液に、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、ミリスチン酸、セチルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、ベヘニルアルコールまたはこれらの混合物を添加することを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
芯コンパウンドから化粧用芯を形成することを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
注形によって芯を形成することを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
カラー芯およびシェルを含むカラーペンシルにおいて、芯が、通常の内容物質以外に、有機溶媒に可溶で、１〜１０ヶの炭素原子を有する直鎖のまたは分岐したアルキル基を有するアルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロースを、芯重量に関して１〜５０重量％の割合で含み、
前記カラーペンシルが、１〜８ｍｍの径を有することを特徴とするカラーペンシル。
【請求項９】
カラーペンシルが、カラー芯を挿入した回転機構を備えたシェルを有することを特徴とする請求項８記載のカラーペンシル。
【請求項１０】
芯が、片持ち状態であることを特徴とする請求項９記載のカラーペンシル。
【請求項１１】
シャープペンシルの回転機構に挿入された、径が６ｍｍ以上で長さが２５〜８０ｍｍのカラー芯を含むことを特徴とする請求項８記載のカラーペンシル。
【請求項１２】
化粧用ペンシルであることを特徴とする請求項８から１１いずれか１項記載のカラーペンシル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、カラー芯の引張強度、破断強度および曲げ強度を増大する方法およびこのようなカラー芯を含むカラーペンシルに関する。
【０００２】
カラー芯は、ピグメント、カラーラッカまたは色素を含み色鉛筆またはカラーペンシルおよび化粧用ペンシルに使用される芯である。カラー芯は、一方では、塗布し易くなければならないが、加工可能なよう十分に強固でなければならない。即ち、例えば、化粧用ペンシルとして使用する場合、カラー芯は、柔らかい皮膚部分に穏やかに且つ優しく塗布できなければならず、この場合、容易に且つ強力に色素を与えなければならない。従って、カラー芯は、一般に、結晶構造を有しておらず、チクソトロピー特性を示し、望ましくは、極く僅かな圧縮強度を有しているのが望ましい。かくして、もちろん、その引張強度および曲げ強度も小さく、このような状態は、不利に作用する。成形時、不良品の割合が大きい。なぜならば、芯は、離型時または機械的負荷時、こわれ易いからである。不適な長さ／径比を有する、例えば、２〜６ｍｍの径および２５〜５０ｍｍの長さを有する芯の場合には特に、破断の危険性が大きい。径が６ｍｍよりも小さい細い芯をシャープペンシルに使用し、この際、回転機構に挿入し、順回転または逆回転され、しかも、機械的に保護されない場合に、低い強度、特に、低い引張強度および曲げ強度は不利であるということが判明している。
【０００３】
化粧用ペンシルの分野では、特に、アイシャドーペンシルおよびリップスティックペンシルには、例えば、回転機構に挿入して提供される、いわゆる、“ライナー”が好まれる。上記ライナーは、尖らす必要はなく、芯は、使用しない際には、ライナースリーブ内に保護される。
【０００４】
カラー芯は、通常、着色用ピグメント以外に他の添加剤を含むことができる油脂・ワックス・混合物をベースとする均一化されたベースコンパウンドを型内に注入するか押出加工することによって、製造される。使用のため、芯は、木部に埋込むか、あらかじめ成形した木製または合成樹脂製スリーブに注形するか、回転機構に挿入する。
【０００５】
注形型を使用した場合、冷却した型内にはかなりの付着力が現れ、従って、離型剤を使用しても、注形体が引裂け易く、従って、不良品が生ずる。更に、注形設備の面倒な洗浄作業が必要となる。回転機構へのカラー芯の挿入および芯の引出も、しばしば、破断を招く。
【０００６】
従って、本発明の課題は、これまでカラー芯に関連する欠点を排除し、引張強度および曲げ強度を増大し、かくして、注形型からの芯の離型時にまたは回転機構への芯の挿入時に芯の破断または損傷を招くことなく細い芯を注形、押出加工できるよう、公知のペンシルコンパウンドを改善することにある。しかも、この場合、同時に、このような芯の良好な望ましい性質、特に、良好な使用性質が不利に変更されないことを意図する。
【０００７】
この課題の解決のため、有機溶媒に可溶で、好ましくは２〜１０ヶの炭素原子を有する直鎖のまたは分岐したアルキル基を有するアルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロース１〜５０重量％を芯コンパウンドに添加することを特徴とする、カラー芯の引張強度、破壊強度および曲げ強度を増大する方法を提供する。
【０００８】
驚くべきことには、有機溶媒に可溶なアルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロース（以下では、セルロース誘導体とも呼ぶ）を添加すれば、芯の良好な性質を損なうことなく且つ他の内容物質の性質を不利な態様で変更することなく、より大きい弾性が芯コンパウンドに与えられるということが判明した。
【０００９】
特に、筆記具産業において、水溶性セルロース誘導体を結合剤として使用することは既知である。しかしながら、このような水溶性セルロース誘導体を添加しても、芯の引張強度、破壊強度および曲げ強度は増大されない。
【００１０】
更に、ヨーロツパ特許出願公開第０８６１６５７号には、エチルセルロースの添加によって被膜形成性質および付着性質を改善することを意図する化粧用コンパウンドが記載されている。特に、ゲル状コンパウンドの調製を意図する。しかしながら、この公開公報は、本発明の依拠する課題を解決するものではない。
【００１１】
カラー芯のベースコンパウンドは、油脂素材、ワックス素材およびオイル素材からなる。所望の性質の達成のため、上記ベースコンパウンドに添加物を添加できる。最重要な添加物は、ピグメント、カラーラッカまたは色素の形で添加される着色剤である。更に、コンシステンシーの制御のために、結合剤および充填材を使用する。場合によっては、耐久性および保存性の改善のために、保存剤および酸化防止剤を添加する。カラー芯の慣用の処方は、例えば、ワックス（例えば、パラフィン、蜜蝋等）、オイル素材（例えば、水素添加植物油）、着色用ピグメントおよび体温で揮発し芯の塗布性を改善し塗布後に褪せないカラーコーチングを残して気化する溶媒を含む。カラー芯のベースコンパウンドは、要望および必要に応じて、他の添加物を含むことができる。この種の添加物は、この分野の当業者に知られており、ここで説明する必要はなかろう。ベースコンパウンドのためにパラフィンを使用する場合、その割合が過大であってはならない。なぜならば、パラフィン量が過大であると、本発明にもとづき使用するセルロース誘導体に対する非調和性が現れるからである。
【００１２】
カラー芯のこの種の慣用のベースコンパウンドには、本発明にもとづき、引張強度および曲げ強度の増大のため、以下に定める如く、セルロース誘導体を添加する。ベースコンパウンドおよび加工法の種類に応じて、セルロース誘導体の割合を変更できる。一般に、ベースコンパウンド１００重量部に対して１〜５０重量部の割合が好適であることが判明している。１重量部よりも少ない割合は、強度に対して本質的影響を示さず、他方、割合が５０重量部よりも大きい場合は、コンパウンドの粘度が、加工に不適な範囲になることになる。
【００１３】
コンパウンドを高圧下で押出す場合は、セルロース誘導体の割合は、上部範囲にあってよく、他方、コンパウンドを注形によって成形する場合は、下部範囲の割合が好ましい。３０重量部以下、特に好ましくは、２０重量部以下のセルロース誘導体を添加するのが好ましい。芯ベースコンパウンド１００重量部当り３〜１０重量部のセルロース誘導体を添加すれば、特に好適な結果が得られる。
【００１４】
本発明にもとづき、セルロース誘導体として有機溶媒に可溶なアルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロースを使用する。セルロース誘導体の溶解のため、特に有機溶媒として、脂肪アルコール、脂肪酸およびそのエステルを使用できる。有機溶媒に可溶なアルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロースとしては、特に、１００℃の温度において最大１００部の有機溶媒に溶解する量が１部であるセルロースが挙げられる。
【００１５】
脂肪アルコールまたは脂肪酸に可溶なセルロース誘導体、特に、１００℃において１００ｇの脂肪アルコールまたはエステルに溶解する量が１ｇであるセルロース誘導体が特に好ましい。
【００１６】
アルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロースのアルキル基は、直鎖であるか分岐していてよく、例えば、１〜１０ヶの炭素原子を有する。アルキル基の炭素原子数が２〜６ヶ（特に、２または３ヶ）のセルロース誘導体を使用するのが好ましい。なぜならば、この種のセルロース誘導体は、入手し易いからである。場合によっては、他のセルロース誘導体と混合した、エチルセルロースが特に好ましい。
【００１７】
セルロース誘導体の溶解度は、特に、置換度に依存する。従って、１，４よりも大きい置換度を有するようなセルロース誘導体を考慮するのが好ましい。置換度２，１〜２，６のエチルセルロースまたは上記範囲の置換度を有する各種誘導体の混合物を使用するのが特に好ましい。
【００１８】
本発明に係る方法によって、改善された引張強度および曲げ強度を有し、更に、改善された弾性を有するカラー芯を提供できる。このカラー芯は、破断なく回転機構から回転して引出すのに十分に安定であり、片持ちで保持される。塗布性質は、良好であり、例えば、皮膚に快適な塗布を行うことができる。
【００１９】
機械的性質の上記の改善にもとづき、長さ／径比を５：１または８：１よりも大きく、更には、１０：１以上に構成できる芯を製造できる。
【００２０】
カラー芯は、それ自体は公知の態様で、ベースコンパウンドの成分および本発明にもとづき使用するセルロース誘導体を混合し、次いで、得られたコンパウンドを、一般に、注形または押出によって、芯に成形することによって、製造される。通常、芯の製造の場合、コンパウンドを型内に注入し、冷却後に離型するか、回転機構の保持部分に挿入するか、保持部分を介して対応する型内に注入し、冷却後に回転機構にもどすか、回転機構の対応する部分に注入して固化させる。本発明に係るカラー芯は、注形法で製造するのが好ましい。
【００２１】
もちろん、有機溶媒に可溶のセルロース誘導体が、カラー芯のベースコンパウンドと必ずしも問題なく混合できる訳ではないということが判明している。
【００２２】
従って、有機溶媒に可溶のアルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロースを化粧品に許容される溶媒に溶解し、溶液をペンシルコンパウンド（芯コンパウンド）と混合し、それ自体は公知の態様で芯に加工する形式のカラー芯製造法が好ましい。
【００２３】
本発明にもとづき使用するセルロース誘導体は、化粧品分野で慣用の溶媒に溶解するのが好ましい。７〜５０ヶの炭素原子、特に好ましくは、炭素原子数１２〜３４、特に、１炭素原子数１６〜２４の鎖長を有する線状または分岐脂肪アルコール、好ましくは炭素原子数１２〜２４の鎖長を有する線状または分岐状態の飽和または不飽和脂肪酸−この場合、高温では特に、長鎖脂肪酸を使用する−または脂肪酸と短鎖アルコールとのエステル、特に、場合によっては脂肪アルコールと混合したミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピルまたはミリスチン酸を使用するのが好ましい。上記アルコールおよび／または脂肪酸および／またはエステルからなる混合物を使用することもできる。セチルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、ベヘニルアルコールおよびこれらの混合物が特に好適であることが判明している。
【００２４】
セルロース誘導体は、場合によっては、高温において、溶媒に溶解し、ベースコンパウンドに添加する。ベースコンパウンドは、概ね、高温において均一化されるので、セルロース誘導体を含む溶液を、混合前に、このような高温に昇温するのが好ましい。
【００２５】
ベースコンパウンドをセルロース誘導体と混合し、次いで、公知の態様で、例えば、押出または注形によって、好ましくは、注形によって、更に加工する。
【００２６】
好ましい実施例の場合、セルロース誘導体を、化粧品に許容される溶媒、好ましくは、脂肪アルコール、脂肪酸エステル、脂肪酸と脂肪アルコールとのエステルまたはこれらの混合物に溶解し、ワックス成分および油脂成分を溶融し、双方を相互に混合、均一化し、次いで、着色剤としてピグメント、カラーラッカおよび／または色素および場合による助剤を添加し、次いで、ベースコンパウンドを型内に注入し、冷却後に離型する。
【００２７】
本発明にもとづき、これまで知られている芯に比して改善された強度性質にもとづき問題なく加工できるカラー芯が得られる。このカラー芯は、製造時にも使用時にも破損しないので、ペンシルに問題なく加工できる。
【００２８】
従って、本発明の対象は、芯およびシェルを含む色鉛筆でもあり、この場合、芯は、有機溶媒に可溶なアルキルセルロースおよび／またはヒドロキシアルキルセルロース１−５０重量％を添加した慣用のカラー芯コンパウンドからなる。シェルは、天然材料または合成材料からなる。
【００２９】
本発明に係る方法によって得られたカラー芯は、極めて安定であり、従って、押出および注形によって加工でき、更に、このカラー芯は、大きい曲げ強度および引張強度を有し、従って、回転機構に挿入でき、破断することなく抜差しできる。更に、このカラー芯は、シェル素材にはめ込み、ペンシルに加工できる。
【００３０】
本発明にもとづき得られたカラー芯は、色鉛筆および化粧用ペンシルに好ましく、化粧用ペンシルに特に好ましい。本発明にもとづき得られたカラー芯は、その有利な性質にもとづき、アイブローペンシル、コールペンシル、アイシャドーペンシルまたはリップスティックペンシルの製造に使用できる。
【００３１】
本発明にもとづき得られた芯は、その大きい引張強度および曲げ強度にもとづき、回転機構を有する化粧用“ライナー”に使用するのに特に好適である。このようなペンシルの場合、芯は、８０ｍｍまでの長さにおいて、最大６ｍｍの径を有する。従って、このようなペンシルの機械的強度には、極めて高い要求が課せられるが、本発明にもとづき得られたカラー芯は、このような要求を満足する。
【００３２】
下記の実施例を参照して本発明を説明する。
【００３３】
実施例１
アイライナーペンシルの製造
表１に示した処方の本発明に係るカラー芯を製造した。比較のため、同一であるが本発明にもとづき本質的なセルロース誘導体を含まないベースコンパウンドから芯を製造した。双方のコンパウンドの処方を下記の表１に示した。この場合、すべての量データの単位は重量％である：
【表１】
0004339522.tif 000002
実施例１の芯について、イソステアリルアルコールおよびステアリルアルコールの混合物にエチルセルロースを添加した。次いで、撹拌しながら混合物を６５〜９０℃に加熱し、完全に溶解するまで上記温度に保持した。別個に、水素添加植物油およびパラフィンを溶融し、次いで、エチルセルロース溶液に添加した。次いで、ピグメントを添加し、次いで、全混合物を通常の態様で均一化した。シクロメチコンの添加後、コンパウンドを公知の態様で型に注入し、冷却および固化後、離型した。塗布性良好でソフトタッチで且つ安定性良好なアイライナーペンシルが得られた。
【００３４】
比較のため、比較例１の処方の構成成分を混合した。この場合、水素添加植物油およびパラフィンを溶融し、次いで、ピグメント、イソステアリルアルコールおよびステアリルアルコールを添加した。更に、シクロメチコンをコンパウンドに加え、コンパウンドを型に注入した。塗布性は同等であるが、破壊強度が不十分なコンパウンドが得られた。従って、このコンパウンドは、重いだけであり、離型時に著しく不良品を生ずる。塗布時、径２，５ｍｍの芯は、極めて折れ易い。
【００３５】
実施例２
リップスティックペンシルの製造
リップスティックペンシルに適したカラー芯のためのコンパウンドを調製した。比較のため、実施例２と同一であるが本発明にもとづき本質的なエチルセルロースを含まないベースコンパウンドからリップスティックペンシル用芯を製造した。双方の混合物の処方を下記の表２に示した。同表において、単位は重量％である。
【００３６】
【表２】
0004339522.tif 000003
実施例２の芯の場合、イソステアリルアルコールおよびパルミチン酸セチルの加熱された混合物にエチルセルロースを加え、次いで、撹拌しながら６５〜９０℃に加熱し、完全に溶解するまで上記温度に保持した。別個に、蜜蝋、合成ワックスおよびＰＰＧ−１２／ＳＭＤＩコポリマーを溶融し、次いで、エチルセルロース溶液に加えた。次いで、ピグメントを添加し、次いで、通常の態様で全混合物を均一化した。シクロメチコンの添加後、公知の態様でコンパウンドを型に注入し、冷却および固化後、離型した。塗布性良好でソフトタッチで且つ安定性良好なリップスティックペンシルが得られた。
【００３７】
比較のため、同等の態様で、比較例２の処方にもとづき芯を加工した。この場合、蜜蝋、合成ワックスおよびＰＰＧ−１２／ＳＭＤＩコポリマーを溶融し、次いで、ピグメント、イソステアリルアルコールおよびステアリルアルコールを添加し、更に、シクロメチコンをコンパウンドに加えた。同じく公知の態様でコンパウンドを型に注入し、冷却および固化後、離型した。比較例２のコンパウンドから得られた芯は、同等の塗布性を有するが、不十分な圧縮強度を有する。この芯は、重いだけであり、離型時に且つ回転機構への導入時に著しい不良品を生ずる。塗布時、径２，５ｍｍの芯は、極めて折れ易い。
【００３８】
実施例から明らかな如く、カラー芯の通常のベースコンパウンドに本発明にもとづきセルロース誘導体を添加したことによって、有利な塗布性に対してマイナスの影響を与えることなく、特に、引張強度、曲げ強度および破壊強度が著しく改善される。従って、本発明の芯は、木材または合成樹脂で囲んだ尖らすことができるペンシルの場合よりも大きい機械的負荷が芯に加えられる回転機構を有するペンシルに特に好適である。もちろん、本発明に係るカラー芯は、木材または合成樹脂で囲んだペンシルにも適する。
【００３９】
実施例３
和蝋、イソステアリルアルコールおよびエチルセルロースからなりピグメントを含まない芯コンパウンドを調製し、これから製造した芯の機械的性質を調べた。細く注形し回転機構に挿入した芯の弱点は、芯ホルダにおける直接の移行箇所であり、芯は、この箇所で折れ易い。下記組成のコンパウンドを調製し、このコンパウンドから太さ３ｍｍ、長さ３４ｍｍの芯を注形し、次いで、各種のテストを行った。
【００４０】
【表３】
0004339522.tif 000004
３．ａ）成形テスト
得られたコンパウンドをシェル素材に注入し、次いで、成形体の離型を試みた。処方３の芯のみは、補助手段（例えば、離型剤、圧搾空気等）なしで問題なく離型できた。処方２の芯の場合、著しい不良品が生じた。処方１のコンパウンドの場合、芯を離型できなかった。
【００４１】
３．ｂ）注形テスト
更に、処方１，２，３のコンパウンドを回転機構においてテストした。この場合、部分的に組立てた機構を金属製型上に載せ、次いで、各コンパウンドを保持部分を介して型に注入した。下記結果が得られた：
処方    １．    引裂：２０のうち２０
処方    ２．    引裂：２０のうち４
処方    ３．    引裂：２０のうちゼロ
これから明らかな如く、本発明にもとづき得られた芯コンパウンドは、高い安定性を有し、問題なく注形、離型できる。
【００４２】
３．ｃ）落下テスト
３つの処方について注形した芯を使用して、落下テストを実施した。この場合、芯を挿入した完全な機構を、案内管内で、尖端を前方へ向けて３０ｃｍの高さから硬い台板上に３回落下させた。落下テストの結果を以下に示した：
処方    １．    引裂：２０のうち２０
処方    ２．    引裂：２０のうち９
処方    ３．    引裂：２０のうちゼロ
このテストから明らかな如く、本発明にもとづき得られたカラー芯は、優れた強度を有する。
【００４３】
３．ｄ）引張テスト
３つの処方から製造した芯を使用して、引張テストを実施した。この場合、回転機構に挿入した芯に対して、軸線方向へ張力を加え、保持部分において芯が引裂ける数値を求めた：
処方    １．    ０，００１Ｎ〜０，００５Ｎ
処方    ２．    ０，０２０Ｎ〜０，０４０Ｎ
処方    ３．    ２，０４０Ｎ〜３，４００Ｎ
このテストから明らかな如く、本発明にもとづき得られたカラー芯は、優れた引張強度を有する。
【００４４】
３．ｅ）曲げテスト
３つの処方から製造した芯を使用して、曲げテストを実施した。この場合、芯をそれぞれ回転して回転機構から完全に引出し、次いで、保持部分から３４ｍｍ離し、芯に力を作用させた。折れる前の芯先端のフレを測定した。下記結果が得られた：
処方    １．    測定不能
処方    ２．    ＜１ｍｍ
処方    ３．    ３ｍｍ〜６ｍｍ
このテストから明らかな如く、本発明にもとづき得られたカラー芯は、優れた曲げ強度を有する。
実施したテストから明らかな如く、本発明にもとづき、芯が極めて細い場合も、引張強度および曲げ強度を向上でき、従って、上記芯は、回転機構に問題なく使用できる。