(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
体質材及び／又は結合材に窒化物を用いて焼成した多孔質焼成芯体の気孔内にアンモニアによって分解する酒精溶染料、油溶性染料、塩基性染料及び含金属染料の中から選択される染料を含むインキを含浸してなる焼成色鉛筆芯であって、上記アンモニアによって分解する酒精溶染料、油溶性染料、塩基性染料及び含金属染料の中から選択される染料を含むインキに、更に有機酸（但し、「オレイン酸」を除く）を含むことを特徴とする焼成色鉛筆芯。
【請求項２】
上記有機酸がグリコール酸、スルファミン酸、サリチル酸、シュウ酸、酒石酸、酢酸、リンゴ酸、クエン酸、安息香酸、乳酸、アジピン酸、マロン酸、グルコン酸、コハク酸、フマル酸から選ばれる有機酸であることを特徴とする請求項１に記載の焼成色鉛筆芯。
【請求項３】
上記アンモニアによって分解する酒精溶染料、油溶性染料、塩基性染料及び含金属染料の中から選択される染料１００重量部に対して、上記有機酸を１〜３０重量部含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の焼成色鉛筆芯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鮮やかな発色性、十分な描線濃度を持ち、かつ曲げ強度等の機械的強度に優れ、シャープペンシル、ホルダー用の細径色鉛筆芯にも好適な焼成鉛筆芯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における焼成色鉛筆芯は、シャープペンシル用とされることが多く、その製法としては、窒化ホウ素等の体質材、粘土等の結合材等からなる配合組成物を混練、押出成形し、更に熱処理後多孔質芯体とし、この芯体の気孔内に染料、溶剤等からなるインキを充填させる方法が主たる製法である。
【０００３】
また、高強度の芯体を得る方法として、例えば、特開平８−４８９３１号公報等に開示されているように、結合材として窒化ケイ素を用いた芯でも、描線濃度として十分な量の顔料分散インキを含浸でき、かつ、シャープペンシル用芯として実用レベル以上の強度をもつ焼成芯体を得ることは困難なものである。従って、焼成色鉛筆芯の着色剤は、染料を使用せざるを得ないのが現状である。
【０００４】
しかしながら、これらの芯体は、窒化ホウ素、窒化ケイ素等の窒化物の使用が必須であるが、窒化物は焼成中に分解して発生したアンモニアが芯体に残留したり、経時的に徐々に分解してアンモニアを発生することとなる。
そのため、使用する染料が塩基性染料等のようにアンモニアで分解するタイブであると、芯あるいは描線の色が消色、変色するという課題を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の焼成色鉛筆芯の課題等を解決することであり、鮮やかな発色性、滑らかな書き味、十分な描線濃度を持ち、耐候性に優れた筆記描線が得られ、曲げ強度等の機械的強度に優れる焼成色鉛筆芯を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記従来技術の課題等を解決するために鋭意研究を行った結果、窒化物を含有する多孔質焼成芯体を用いる場合、気孔内に有機酸を添加、配合した染料インキを含浸することにより、上記目的の焼成鉛筆芯が得られることを見いだし、本発明を完成するに至ったのである。
すなわち、本発明の焼成色鉛筆芯は、体質材及び／又は結合材に窒化物を用いて焼成した多孔質焼成芯体の気孔内に染料インキを含浸してなる焼成色鉛筆芯であって、上記染料インキに有機酸を含むことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
本発明の焼成色鉛筆芯は、体質材及び／又は結合材に窒化物を用いて焼成した多孔質焼成芯体の気孔内に含浸せしめる染料インキに有機酸を含むことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明において、多孔質焼成芯体は、従来より公知のものを使用でき、少なくとも結合材、体質材として窒化ホウ素、窒化ケイ素のどちらか一方、または両方から形成することができる。
結合材として窒化ケイ素を用いる場合、強度の点で、本出願人による特開平８−４８９３１号公報等に開示されている、ぺルヒドロポリシラザンを出発原料として窒化ケイ素を結合材に用いる製法が好適である。
また、結合材として窒化ホウ素を用いる場合は、特開平６−１９２６３号公報、本出願人による特開平１１−２８６６４３号公報に開示されている製法が例示できる。
体質材としては、従来焼成色鉛筆芯の体質材として使用されてきたもので、無色あるいは白色であれば、特に限定されるものではなく、いずれも使用可能であるが、書き味、強度等の点で窒化ホウ素が最も好ましい。また、この窒化ホウ素にタルク、カオリン、マイカ、シリカ、アルミナ等を混合して使用することもできる。
【０００９】
結合材としては、前記窒化ケイ素、窒化ホウ素の他、粉末の窒化ケイ素、粘土等従来公知のものがいずれも使用でき、また、これらを混合して使用することもできる。
なお、例えば、粘土とタルクの組み合わせのように、結合材、体質材の両方が窒化物でない場合は本発明に含まれないものとなる。
【００１０】
本発明において焼成色鉛筆芯は、上記の多孔質焼成芯体の気孔内に有機酸を含有した染料インキを含浸、充填させることにより作製される。
多孔質焼成芯体の気孔内に、インキを充填する方法としては、例えば、多孔質焼成芯体をインキ中に浸漬し、必要に応じて加圧、減圧等の条件下で芯の気孔内に含浸、充填させることにより行うことができる。
【００１１】
本発明において、染料インキに添加、配合するための有機酸としては、染料インキの溶剤に溶解することができるものであれば、いずれも使用することができる。具体的に例示すると、グリコール酸、スルファミン酸、サリチル酸、シュウ酸、酒石酸、酢酸、リンゴ酸、クエン酸、安息香酸、乳酸、アジピン酸、マロン酸、グルコン酸、コハク酸、フマル酸等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を混合して使用することができる。
これらの有機酸を染料インキに添加、配合する方法としては、インキ製造後に有機酸を添加してインキを調製する方法、インキ製造前のインキ溶剤に有機酸を溶解させてからインキを調製する方法などが挙げられる。
【００１２】
この有機酸の含有量は、染料インキ種、芯体の材質、その他の条件により異なるため、一概には限定できないが、書き味、着色性も考慮すると、インキ配合組成物中のアンモニアで分解する全染料に対して、１重量％〜３０重量％（染料：有機酸＝１００：１〜３０）、好ましくは、５重量％〜２０重量％（染料：有機酸＝１００：５〜２０）が望ましい。
この有機酸の含有量が、１重量％未満であると、染料の分解を抑えるのに不十分で、本発明の効果を発揮することができず、また、３０重量％を越えると、有機酸インキ溶剤に完全に溶解させることが困難であったり、経時的に析出し、また、染料の溶解性も悪くなり、結果的に芯の品質を低下させることとなる。
【００１３】
本発明における焼成色鉛筆芯は、前記多孔質焼成芯体に前記有機酸を含有した染料インキを含浸せしめることにより製造することができる。
前記多孔質焼成芯体に含浸せしめる染料インキとしては、従来公知のものであれば、いずれも使用することができる。
例えば、染料を動植物油、合成油、アルコール類、炭化水素油、水等に溶解させて製造された、一般的に用いられている印刷用インキ、スタンプインキ、ボールペンインキ、水性筆記用インキ等が用いられる。
しかし、消しゴム消去性、含浸されたインキの経時安定性を考慮すると、インキの溶剤としては、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコール、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル（エチレン基数：ｎ＝４．５〜１５）、およびポリオキシエチレンアルキルエーテル（エチレン基数：ｎ＝１〜１４）等の不揮発性溶液の使用が望ましい。
【００１４】
染料としては、上記の不揮発性溶液及びその他の使用する溶剤、オイル、水等に溶解できるものであれば、酒精溶染料、油溶性染料、塩基性染料、含金属染料等のいずれも使用可能である。
ただし、本発明は、多孔質焼成芯体に起因したアンモニアによる染料分解防止が目的であり、使用する染料はアンモニアで分解するものが対象となり、アンモニアで分解しない染料を用いたインキには、有機酸を添加する必要はないからである。
また、染料インキに、必要に応じて樹脂、界面活性剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤等を添加することも可能であるし、染料インキ充填後の芯に書き味向上の目的でオイル等を含浸することもできる。
なお、染料の溶解性向上、インキの粘度を下げることによる多孔質焼成芯体へのインキの浸透性促進の目的で揮発性が高い有機溶剤、望ましくは、沸点が１５０℃以下のものをインキの溶剤として添加することも可能である。
更に、低沸点有機溶剤は、含浸後に乾燥除去するため、低沸点有機溶剤の配合比率を変えることにより、本発明の焼成色鉛筆芯のインキ含有率を調整することが可能である。
【００１５】
このように構成される本発明の焼成色鉛筆芯では、下記（１）及び（２）の作用等を有することとなる。
（１）焼成後の残留アンモニア、または経時的な芯体の分解により発生するアンモニアがインキ中に含有される有機酸により中和されるため、染料が分解することがなく、鮮やかな発色性を持つ焼成色鉛筆芯及び描線を長期にわたり保持することが可能となる。
（２）インキ中の有機酸により、多孔質焼成芯体をインキ中に浸漬して染色する際、芯中の残留アンモニアがインキ中に溶出しても中和されるため、容器に残ったインキの染料がアンモニアで分解、固化することがない。従って、多孔質芯体染色後に残ったインキは、保存安定性に優れ、長期にわたって使用可能となる。
【００１６】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、更に具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって何ら限定されるものではない。
【００１７】
〔実施例１〕
窒化ホウ素                                          ４０重量％
塩化ビニル樹脂                                      ４３重量％
ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）                      １６重量％
オレイン酸アミド                                      １重量％
上記配合組成物をヘンシェルミキサーで混合分散し、加圧ニーダー、２本ロールで混練した後、細線状に押出成形し、これから残留する可塑剤を除去すべく、空気中で１８０℃にて１０時間熱処理して、しかる後、窒素雰囲気中にて１０００℃まで昇温して１０００℃で１時間焼成し、第１焼成芯体を得た。
この第１焼成芯体を大気中で、７００℃で加熱焼成し、炭素化物を除去して白色の第２焼成芯体を得た。
この第２焼成芯体にペルヒドロポリシラザンのキシレン溶液を室温で１日含浸後、窒素雰囲気中で１２００℃まで昇温して１２００℃にて１時間焼成し、直径０．５７ｍｍの白色の第３焼成芯体を得た。
次に、
ベーシックブルー２６                                ２０重量％
グリコール酸                                          ３重量％
エチルアルコール                                    ２０重量％
ポリオキシエチレンラウリルエーテル（ｎ＝４．５）    ５７重量％
からなる青色インキに上記第３焼成芯体を浸し、６０℃で２４時間放置した。
放置後、インキから芯体を取り出した後、８０℃で乾燥してエチルアルコールを除去し、直径０．５７ｍｍの青色焼成色鉛筆芯とした。
【００１８】
〔実施例２〕
ベーシックレッド１                                  ２０重量％
ＤＬ−リンゴ酸                                        ３重量％
イソプロピルアルコール                              ２０重量％
ラウリルアルコール                                  ５７重量％
からなる赤色インキに、上記実施例１と同様の第３焼成芯体を浸し、６０℃で２４時間放置した。
放置後、インキから芯体を取り出した後、８５℃で乾燥してイソプロピルアルコールを除去し、直径０．５７ｍｍの赤色焼成色鉛筆芯とした。
【００１９】
〔実施例３〕
窒化ホウ素                                          ４０重量％
カオリン                                            ３５重量％
ポリビニルアルコール                                １８重量％
ポリエチレングリコール                                ７重量％
上記配合組成物と同重量との水とをヘンシェルミキサーで混合分散し、２本ロールで混練し、水分調整した後、細線状に押出成形し、これから残留する水を除去すべく、空気中で１０５℃にて１５時間熱処理して、しかる後アルゴンガス中にて１１００℃まで昇温して１１００℃で１時間焼成した。
更に、大気中で、７００℃で加熱焼成し、炭素化物を除去して直径０．５７ｍｍの白色焼成芯体を得た。
次に、
ベーシックレッド１                                  ２０重量％
クエン酸                                              ４重量％
エチルアルコール                                    ２０重量％
モノラウリン酸ポリエチレングリコール（ｎ＝４．５）  ５６重量％
からなる赤色インキに上記白色焼成芯体を浸し、６０℃で２４時間放置した。
放置後、インキから芯体を取り出した後、８０℃で乾燥してエチルアルコールを除去し、直径０．５７ｍｍの赤色焼成色鉛筆芯とした。
【００２０】
〔比較例１〕
ベーシックブルー２６                                ２０重量％
エチルアルコール                                    ２０重量％
ポリオキシエチレンラウリルエーテル（ｎ＝４．５）    ６０重量％
からなる青色インキに、上記実施例１と同様の第３焼成芯体を浸し、６０℃で２４時間放置した。
放置後、インキから芯体を取り出した後、８０℃で乾燥してエチルアルコールを除去し、直径０．５７ｍｍの青色焼成色鉛筆芯とした。
【００２１】
〔比較例２〕
ベーシックレッド１                                  ２０重量％
イソプロピルアルコール                              ２０重量％
ラウリルアルコール                                  ６０重量％
からなる赤色インキに、上記実施例１と同様の第３焼成芯体を浸し、６０℃で２４時間放置した。
放置後、インキから芯体を取り出した後、８５℃で乾燥してイソプロピルアルコールを除去し、直径０．５７ｍｍの赤色焼成色鉛筆芯とした。
【００２２】
〔比較例３〕
ベーシックレッド１                                  ２０重量％
エチルアルコール                                    ２０重量％
モノラウリン酸ポリエチレングリコール（ｎ＝４．５）  ６０重量％
からなる赤色インキに、上記実施例３と同様の白色焼成芯体を浸し、６０℃で２４時間放置した。
放置後、インキから芯体を取り出した後、８０℃で乾燥してエチルアルコールを除去し、直径０．５７ｍｍの赤色焼成色鉛筆芯とした。
【００２３】
上記実施例１〜３及び比較例１〜３で得た焼成色鉛筆芯について、下記評価法により、染料の析出、染色後のインキの安定性について評価した。
これらの結果を下記表１に示す。
【００２４】
〔染料の析出の評価法〕
染色後、乾燥する前の芯の先端面、側面に劣化して析出した染料があるか目視により評価した。
【００２５】
〔染色後のインキの安定性の評価法〕
各実施例及び比較例の製法で、染色を３回繰り返したインキの状態を下記評価基準で評価した。
評価基準：
〇：増粘あるいは染料の析出が無く、染色前とほとんど変わらない。
△：増粘あるいは染料の析出が少しある。
×：増粘あるいは染料の析出が著しい。
【００２６】
【表１】
0005079185.tif 000002
【００２７】
表１の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜３ではインキの劣化が無く、繰り返し使用が可能であるのに対し、有機酸を添加していない比較例１〜３はインキが劣化しやすいことが判明した。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、体質材及び／又は結合材に窒化物を用いて焼成した多孔質焼成芯体の気孔内に有機酸を含有する染料インキが含浸されているので、焼成後の残留アンモニア、または経時的な芯体の分解により発生するアンモニアがインキ中の有機酸により中和されるため、染料が分解することがなく、鮮やかな発色性及び描線を長期にわたり保持することができる焼成鉛筆芯が提供される。