(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯部材と呼ばれる充填された第一の熱可塑性材料と、その周りに膨張剤を含まない熱可塑性材料からなる保護層と呼ばれる中間層と木状部材と呼ばれる膨張剤を含む第二の熱可塑性材料とを同時に押し出す工程と、前記の同時押出しされた材料を冷却する工程とからなる同時押出による筆記用鉛筆または彩色用鉛筆の連続的製造方法において、芯部材が冷却時に収縮する間に、前記保護層を構成する熱可塑性材料が変形可能な状態に維持されるようにしたことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記保護層を構成する熱可塑性材料の固化点が、前記芯部材を構成する熱可塑性材料の固化点より低いことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
芯部材の固化点と保護層の固化点との差が１０℃〜２０℃であることを特徴とする請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
保護層の固化点を下げるために、添加剤として熱可塑性エラストマーまたはエチル・ビニル・アセテート（ＥＶＡ）共重合体を使用することを特徴とする請求項２または３記載の製造方法。
【請求項５】
芯部材と呼ばれる充填された第一の熱可塑性材料からなる芯と、膨張していない熱可塑性材料からなる保護層と、木状部材と呼ばれる膨張した第二の熱可塑性材料からなる層とを重ね合わせて構成され、同時押出しによって得られた鉛筆において、前記保護層を構成する熱可塑性材料が前記芯部材を構成する熱可塑性材料の固化点より低い固化点を有することを特徴とする鉛筆。
【請求項６】
前記保護層は、熱可塑性エラストマーまたはエチル・ビニル・アセテート（ＥＶＡ）共重合体を含むことを特徴とする請求項５記載の鉛筆。
【請求項７】
前記保護層は、熱可塑性材料としてスチレン重合体を具備することを特徴とする請求項５記載の鉛筆。
【請求項８】
前記保護層は、７０％〜９５％のスチレン化合物と、５％〜３０％の熱可塑性エラストマーまたはエチル・ビニル・アセテート共重合体とを具備することを特徴とする請求項６記載の鉛筆。
【請求項９】
芯部材と呼ばれる充填された第一の熱可塑性材料からなる芯と、膨張していない熱可塑性材料からなる保護層と、木状部材と呼ばれる膨張した第二の熱可塑性材料からなる層とを重ね合わせて構成される請求項５記載の鉛筆において、前記保護層は加熱により変形可能であることを特徴とする鉛筆。
【請求項１０】
前記保護層は、熱可塑性材料からなることを特徴とする請求項９に記載の鉛筆。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、芯部材と、この芯を囲む、本物の木からなる従来の鉛筆の部材と類比させ以後木状部材と呼ばれる熱可塑性材料とを一緒に押出しすることにより筆記用鉛筆または彩色用鉛筆を連続的に製造する方法に関する。本発明は、特に芯と木状部材との間に同時に押出しされる中間保護層を含む熱可塑性材料の三重押出しによる製造方法に関する。本発明は、また上記の発明による方法によって得られる筆記用鉛筆または彩色用鉛筆に関する。
【０００２】
芯部材を構成する熱可塑性材料、中間保護層、および木状部材を同時押出しにより筆記用鉛筆または彩色用鉛筆を連続的に製造する方法については、文献ＥＰ．０，５０５，２６２によって公知である。この文献において中間保護層は、芯部材と木状部材の双方に適合する膨張していない熱可塑性材料であり、芯部材の溶融温度と木状部材の溶融温度の両方に等しいか、又はそれらより高い溶融温度を有する。中間保護層を構成する熱可塑性材料を特別に選択するのは、木状部材中に発泡剤または膨張剤を用いて二重押出し法により鉛筆を製造するときに観察されるような、芯部材の外周上に泡が存在する欠陥を避けるためである。保護層を構成する熱可塑性材料は、その溶融温度のため、芯部材や木状部材より流動性が小さい。このため、この材料は木状部材表面に放出された泡では変形せず、芯部材のための保護障壁を構成する。
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、これとは別の観点のものである。本発明は、筆記用鉛筆または彩色用鉛筆を熱可塑性材料から同時押出しによる連続的な製造に関するものであるが、特に鉛筆を削るとき、しばしば芯折れを引き起こす別のタイプの欠陥、すなわち芯部材の亀裂が観察された。
【０００４】
出願人の意図した目的は、このような亀裂の発生を回避して上述の欠点を軽減する製造方法を提供することである。
【０００５】
この目的は、本発明の製造方法によって完全に達成される。これは筆記用鉛筆または彩色用鉛筆を連続的に製造する方法に関するものである。この方法は、芯部材と呼ばれる充填された第一の熱可塑性材料と、その周りに、膨張剤のない熱可塑性材料からなる中間保護層と、木状部材と呼ばれる膨張剤を含む第二の熱可塑性材料の両方とを同時押出しする工程と、これらの同時押出しされた熱可塑性材料を冷却する工程とから成り立っている。
【０００６】
本発明によって特徴づけられる態様によると、冷却の際、芯部材が収縮する間、保護層を構成する熱可塑性材料は変形可能な状態を維持するように材料が選定されることである。
【０００７】
出願人が行った観察によると、亀裂は主として、芯の材料として用いた熱可塑性材料が、冷却時に縦方向・横方向の多数の収縮を引き起こす高い膨張係数を有するときに発生する。特に、これは柔らかい芯の鉛筆を製造する場合に使用される芯材料について当てはまるものである。
【０００８】
保護層を構成する熱可塑性材料は、好ましくはその固化点（solidification  point）が芯の材料を構成する熱可塑性材料の固化点より小さくなるように選ばれる。
【０００９】
このようにして、押し出された材料が冷却する間、場合によっては、個々の鉛筆に仕上げるために横方向に切断した後に、芯部材は保護層より早く固化する。なぜなら、その固化点（即ち、プラステック状態つまり溶融状態の熱可塑性材料が固化し始める温度）が、保護層を構成する熱可塑性材料の固化点より高いからである。従って固化のときに芯部材の収縮は生起するが、芯部材を覆っている保護層はこのときには未だ固化せず依然として変形可能な状態にある。この保護層は、その変形可能性と柔軟性のために芯部材を内部応力から開放すること、従って亀裂の発生無しに収縮することを可能にする。保護層の本来の固化は、その後で起こる。
【００１０】
芯部材の固化点と保護層の固化点の差は１０℃から２０℃の程度であるのが好ましい。
【００１１】
好ましくは、保護層の固化点を下げるために、熱可塑性エラストマーあるいはエチル・ビニル・アセテート（ＥＶＡ）共重合体のような添加剤を用いる。
【００１２】
本発明の他の目的は、上述の製造方法によって得られる筆記用または彩色用鉛筆の権利を要求することである。
【００１３】
既知の方法においては、このような鉛筆は芯部材と呼ばれる充填された第一の熱可塑性材料からなる芯、膨張していない熱可塑性材料からなる保護層、および木状部材と呼ばれる膨張した第二の熱可塑性材料材料からなる層を重ね合わせて構成されている。本発明の特有の方法においては、保護層を構成する熱可塑性材料は、芯部材を構成する熱可塑性材料の固化点より低い固化点を有している。
【００１４】
保護層は、熱可塑性エラストマー、またはエチル・ビニル・アセテート（ＥＶＡ）の共重合体を含むのが好都合である。
【００１５】
保護層は、熱可塑性材料として、スチレン重合体を具備するのが好ましい。例えば保護層は７０％ないし９５％のスチレン化合物と、５％ないし３０％の熱可塑性エラストマーまたはエチル・ビニル・アセテート共重合体とからなる。
【００１６】
保護層を構成する熱可塑性材料として、冷めた後も固化せず、加熱すると変形することができ、柔らかい状態を維持している材料を用いることもできる。このことは特に、熱可塑性エラストマーにおいて可能である。
【００１７】
本発明は、熱可塑性材料の三重押出しによる筆記用または彩色用鉛筆の製造方法およびこのようにして得られた連続三層を有する鉛筆に関する記載および添付図から一層理解されるであろう。
【００１８】
多重押出しの技術は、専門家には良く知られている。ここで使用される材料は、例として、筆記用鉛筆を連続的に製造するに適用された二重押出しに関する文献ＦＲ２，０９９，２４８に記述されているタイプのものである。従って、図１はそれぞれ中央の芯、中間層、および外部層を具備する熱可塑性材料からなる３層の三重押出しを概略的に示す。
【００１９】
本発明において、中央の芯は連続的に製造された鉛筆４の芯部材１を構成し、中間層は保護層２を構成し、外部層は木状部材３を構成する。
【００２０】
熱可塑性材料の成分は、それぞれの対応する要素が期待される特性を有するように決定される。即ち、鉛筆は全体として削りやすく、本物の木でできた従来の鉛筆に近い密度を有しなければならない。芯部材に関しては、筆記性や良好な被覆性能（のび）を得て筆記用あるいは色彩用媒体への転写を容易とするために充填剤を含ませなければならない。これに相当する成分としては、例えば文献ＦＲ１，５８８，２９４に記述されているものの中から選ぶことができる。
【００２１】
木状部材に関しては、所望の密度を得るために、たとえばアゾ・ジ・カーボンアミドのような膨張剤を含む。保護層２は、膨張剤を含まず、芯が鉛筆内で良好に保持されるように芯部材１および木状部材３の双方と適合するものでなければならない。保護層を構成する材料は、芯を構成する熱可塑性材料の固化点より相当に低い固化点をもつように選ばれる。
【００２２】
固化点は、しばしば軟化点と称される。これはプラステックの状態つまり溶融状態の材料が固化を始める温度（または温度領域）である。これはまた、固体状態の熱可塑性材料が軟化し始める温度（または温度領域）でもある。これはまた、ＶＩＣＡＴ点と呼ばれる。
【００２３】
一緒に押し出された３つの層１、２、３からなる鉛筆４が冷める間に、芯部材１は保護層より速く固化する。収縮現象が起こり、芯部材の中に内部応力を増加させるのは、この固化の間である。応力は芯部材の成分と直径の関数である。本発明によると、材料の固化は、保護層が未だ固化を始めていない変形可能状態（ペースト状つまり任意の軟化状態）の間に起こる。結果として、保護層を構成する材料は、変形による芯部材の収縮を伴うであろう。それによって、亀裂が後になって発生するのを防止する。
【００２４】
芯の中に亀裂の発生が一番多く認められるのは、柔らかい芯の筆記用または彩色用鉛筆を製造するときである。出願人が観察したところによると、柔らかい芯は更に大きい収縮現象を引き起こす原因となる、より高い膨張係数を有している。本発明の概念によると、保護層の機能は、芯部材を構成する熱可塑性材料と木状部材との間の収縮係数の差を補償させることである。その一方で、一旦鉛筆が完全に固化すると、保護層はこれら２つの材料の機械的な結合を実現する。芯と鉛筆のその他の部分との間に機械的な結合が持続していることが重要である。
【００２５】
芯の構造が柔らかくなればなるほど、その機械的な強度は劣化し、とくに曲げに対して容易に破断する。この機械的な強度の劣化を補償するために、鉛筆の芯の直径を大きくする。このことは、それに対応して収縮現象を増加させる効果を引き起こし、本発明による保護層を用いることの必要性を増加させるものである。このような条件のもとで、この保護層は、好ましくは少なくとも０．５ｍｍの厚さを有し、芯が強固になるのを確実にして鉛筆を使うときに折れる危険性が顕著に減少するように、芯部材を補強することができる。
【００２６】
もちろん、膨張剤を含んだ木状部材の場合において、保護層は文献ＥＰ０，５０５，２６２にて記述されている機能、即ち木状部材から出た泡の拡散に対して芯部材を保護する障壁となることも同様に満たすことが望ましい。この場合、保護層を構成する熱可塑性材料（膨張剤を含まず、芯部材と木状部材の双方に適合する）は、芯部材の溶融温度と木状部材の溶融温度の両方に等しいか、またはそれらより高い溶融温度を有している。
【００２７】
例１
これはグラファイトからなる柔らかい芯の鉛筆４に関するものである。芯部材１の成分は次の通りである：
・ポリスチレン・メタクリレート共重合体          ：２０％〜２５％
・可塑剤                                        ：１５％
・カーボンブラック                              ：５５％
・油煙                                          ：５％
・ステアリン酸亜鉛                              ：０．５％
・滑石                                          ：４．５％
保護層２の成分は次の通りである：
・スチレン重合体                                ：８０％
・エチル・ビニル・アセテート（ＥＶＡ）共重合体  ：２０％
木状部材３の成分は次の通りである：
・ポリスチレン・メタクリレート共重合体          ：７８．５％
・フタレートタイプの可塑剤                      ：１０％
・おがくず                                      ：１０％
・顔料（主混合物）                              ：１．５％
押出しの直前に、膨張剤としてアゾ・ジ・カーボンアミドを含有する主混合物を２％程度、木状部材に混合する。
【００２８】
その上、保護層２が木状部材３と同じ色を有するように、保護層を主混合物で着色することができる。あるいは更に見やすいように他の色で着色することができる。
【００２９】
上記の熱可塑性成分の固化点またはＶＩＣＡＴ  Ａ点（ＩＳＯ３０６）は次の通りである：
・メタクリレート                                ：１００℃〜１１０℃
・高衝撃ポリスチレン                            ：９２℃〜９５℃
・ＡＢＳ                                        ：１０４℃〜１１０℃
・エチル・ビニル・アセテート共重合体            ：４０℃〜４４℃
エチル・ビニル・アセテートの存在により、たとえそれが少量であっても、保護層の固化点を芯部材および木状部材に対して下げることが可能になる。
【００３０】
同様の効果は、エチル・ビニル・アセテート共重合体の代りに、例えばショアー硬度で５０〜７０の硬さをもつＳＢＳ（スチレン・ブタジエン・スチレン）タイプの熱可塑性エラストマーを用いることによっても得られる。
【００３１】
三重押出しと成型器５への連続的な通過の後、六角形の鉛筆４が得られる。これは一度削ると（図２）、芯部材と木状部材３との間に保護層２が現れる。この場合、面間距離が約７ｍｍで、直径が約２ｍｍの芯部材を有する鉛筆４に対して、保護層は約０．３ｍｍの厚みがある。
【００３２】
例２
これは柔らかい芯の彩色用鉛筆４に関するものである。
【００３３】
木状部材３は変えない。
【００３４】
芯部材１の成分は次の通りである：
・ポリスチレン・メタクリレート共重合体          ：２５％
・フタレートタイプの可塑剤                      ：１５％
・着色顔料                                      ：２５％
・ステアリン酸亜鉛                              ：０．５％
・滑石                                          ：３４．５％
保護層２の成分は次の通りである：
・スチレン重合体                                ：８３％
・エチル・ビニル・アセテート（ＥＶＡ）共重合体  ：１５％
・顔料主混合物                                  ：２％
ＳＢＳタイプの熱可塑性エラストマーを使用する場合、保護層２の成分は次のようになるであろう：
・スチレン重合体                                ：８８％
・熱可塑性エラストマー                          ：１０％
・顔料主混合物                                  ：２％
上述した実施例は非網羅的な例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。芯部材および木状部材の基本成分として、ポリスチレン・メタクリレート共重合体以外のものを使用することは可能である。さらに、六角形に限定されることなく、他の形状の鉛筆を提供することができる。円形、三角形、八角形でもよく、これれらに限られない。保護層として、熱いとき（芯が収縮しつつある間）変形可能とするだけでなく、鉛筆が完全に固化した後でも柔らかい状態を維持する、例えば、熱可塑性エラストマーを基本とする熱可塑性材料を利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は三重押出しの工程を図式的に示したものである。
【図２】  図２は本発明の柔らかい保護層を有する鉛筆の斜視図である。
【図１】
0004934260.tif 000002
【図２】
0004934260.tif 000003