(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも有機結合材と、体質材として黒鉛およびタルクを併用したものを主材として使用し、混練、細線状に押出成形後、焼成処理、油状物の含浸処理を施してなる鉛筆芯において、チタン酸リチウムコバルトを材料中に加えたことを特徴とする鉛筆芯。
【請求項２】
チタン酸リチウムコバルトの添加量がタルクに対し０．５〜２０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の鉛筆芯。
【請求項３】
タルクとして湿式粉砕法による薄片状タルクを用い、予めチタン酸リチウムコバルトと乾式混合させておくことを特徴とする請求項２に記載の鉛筆芯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
焼成型鉛筆芯において、体質材として黒鉛とタルクを併用したもので、黒鉛を単独で使用した時に生じる筆跡の光沢を抑え、純黒の色調を有する鉛筆芯、中でもシャープペンシル用芯のような芯径の細い芯に好適な鉛筆芯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鉛筆芯における体質材としては、黒鉛が用いられているが、黒鉛結晶特有の光沢が必然的に存在する。この黒鉛特有の光沢を改善する為に、黒鉛以外の体質材を用いたものが知られている。
【０００３】
例えば、特公昭４２−７１６６号公報に開示された体質材として雲母粉末を併用したものや、特開昭５４−８８４２３号公報に開示された体質材としてタルクを添加したものなどである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
体質材として前記の雲母やタルクを黒鉛と併用すれば、確かに黒鉛結晶特有の光沢は減少させることは可能となるが、ここで大きな問題が発生する。すなわち、黒鉛の代わりにタルクなどを置き換えた場合、摩耗量が低下して濃度が極端に低下してしまう点である。濃度低下を防ぐ為に、黒鉛量を増やせば黒鉛特有の光沢が強くなるし、焼成芯体全体の摩耗を促進する為に焼成芯体のかさ密度を低いものとした場合には、極端に強度が低下してしまい、直径が０．９ｍｍ以下のシャープペンシル用鉛筆芯などにした場合には全く実用性のないものしか出来ない。
【０００５】
そこで本発明は、直径が０．９ｍｍ以下のシャープペンシル用鉛筆芯とした場合にも十分な摩耗量と濃度があり、結果的に実用強度を維持した従来の黒鉛単独の光沢のある筆跡とは異なり、純黒の色調を有する鉛筆芯を提供することを目的とする。
【０００６】
体質材としてタルクを黒鉛と併用することにより、筆跡の光沢が減少するのは、結合材として用いる有機結合材の炭化物が、タルクの表面に密着され易い為と思われる。しかし、タルクは摩耗現象が黒鉛のような焼成芯体からの脱離現象というより、タルクと炭化物が一体化したブロック的なくずれによる摩耗である。その為に、シャープペンシル用鉛筆芯のように強度が必要な鉛筆芯の場合には、有機結合材のバインダー強度上げる為に、どうしても焼成温度を７００℃以上とする必要があるが、この温度を高くすれば鉛筆芯の強度は上がるものの、逆にタルクの摩耗が極端に低下して鉛筆芯の濃度が著しく低下してしまうという問題を有していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこでこのタルクを、いかに黒鉛のように焼成芯体より離脱させ摩耗量を増やし、且つ、強度も向上させるかを鋭意検討した結果、チタン酸リチウムコバルトを添加、さらには湿式粉砕法による薄片状タルクと予め乾式混合させておくことが、極めて有効であることを見い出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
即ち、本発明は、少なくとも有機結合材と体質材として黒鉛およびタルクを併用したものを主材として使用し、混練、細線状に押出成形後、焼成処理、油状物の含浸処理を施してなる鉛筆芯において、チタン酸リチウムコバルトを材料中に加えたことことを特徴とする鉛筆芯を第１の要旨とし、第１の要旨において、チタン酸リチウムコバルトの添加量がタルクに対し０．５〜２０重量％であることを第２の要旨とし、第２の要旨においてタルクとして湿式粉砕法による薄片状タルクを用い、予めチタン酸リチウムコバルトと乾式混合させておくことを第３の要旨とする。
【０００９】
以下、詳述する。
本発明で用いるチタン酸リチウムコバルトとは、酸化チタン、炭酸コバルト、炭酸リチウムの混合物を加熱焼成し、粉砕して得られるものであって、分子式はＬi2ＣｏＴｉ3Ｏ8で示される、青緑〜緑青色の粉末状のものである。粒径としては、使用するタルクの粒径との兼ね合いで特に限定されないが、あまり大きすぎるとタルクとの分散性が悪くなるので、少なくとも２５μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下のものを使用する。具体的には、日興リカ(株)製の商品名『ファインセラ』シリーズＳＮＧ−１、ＳＮＢ−１、ＣＢ−１０００、ＣＮ−１００などが挙げられる。
【００１０】
チタン酸リチウムコバルトの使用量としては、タルクに対する重量％として、０．５〜２０％が好適である。使用量が少な過ぎるとタルクに対する摩耗促進効果が小さく、使用量が多過ぎると鉛筆芯の強度低下が特に大きくなってしまう。更に好ましくは１〜１０％の範囲とするのがより望ましい。
【００１１】
体質材として用いるタルクは、従来公知の汎用タルクでも良いが、湿式粉砕法タルクのような薄片状タルクがより好ましい。粒径としては、あまり細かすぎてもアスペクト比が小さくなり、強度面での低下を招く為、少なくとも５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ〜３０μｍ程度で、アスペクト比が１０以上のものを使用するとよい。具体的には、山口雲母(株)の商品名『フィットパウダー』ＦＫ３００、ＣＴ−３５などが挙げられる。
又、黒鉛としては特に限定されず、従来公知の天然黒鉛や人造黒鉛、膨張黒鉛を粉砕して得られる薄片状黒鉛などを用いる。
尚、タルクと黒鉛の使用割合は、本発明の狙いより、従来の黒鉛とタルクの割合よりタルクの割合を増やしても、鉛筆芯の濃度低下を防ぐことが可能となるので特に限定はされないが、あまりタルクの割合が多すぎても、強度低下を招いてしまうので、タルクの割合は全体質材に占める使用割合として、概ね３０％〜７０％の割合で黒鉛と併用することが好ましい。  又、体質材として上記タルク及び黒鉛以外に窒化硼素などを一部添加することも可能である。
【００１２】
チタン酸リチウムコバルトは、単に配合時に添加してもよいが、予め、タルクとチタン酸リチウムコバルトを乾式で混合するなどの適宜の処理を施すことが望ましい。乾式混合は、ハイブリダイゼーション装置など特殊乾式混合装置を用いるのが望ましいが、通常のヘンシルミキサーなどによる乾式混合でも十分である。
【００１３】
体質材以外の有機結合材としては、従来公知のポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、フラン樹脂、ポリビニルアルコールなどを用い、さらに必要に応じて使用される、可塑剤、溶剤などを適宜使用する。これらをニーダー、三本ロールなどで混練後、押出成形により細線状物とした後、７００〜９００℃の高温熱処理を施し、焼成芯体としたものに必要に応じてスピンドル油などの油状物を含浸して鉛筆芯とする。
【００１４】
【作用】
通常のタルクでは、有機結合材の炭化物とタルクの結合が強く、タルクの摩耗が起こり難く、濃度も低下してしまう傾向があるのに対して、鉛筆芯中にタルクとチタン酸リチウムコバルトを含有させておくことにより、５００℃以上の熱処理時にタルクと有機結合材の炭化物との界面で、チタン酸リチウムコバルトが複合酸化物として部分的に金属酸化物として反応し、微細な部分でタルクと有機結合材の炭化物との結合が強くなる部分と弱くなる部分が混在する。従って、チタン酸リチウムコバルトをタルク界面に適量存在させておくことにより、強度を向上させると共に、部分的な摩耗の促進により、濃度向上効果もあるものと推定される。
【００１５】
【実施例】
＜実施例１＞
塩化ビニル樹脂                              ３０重量部
タルク（ＭＳ−Ａ、日本タルク（株）製）      ２５重量部
天然黒鉛                                    ２５重量部
ファインセラＣＢ−１０００                １．５重量部
（日興リカ（株）製）
ジオクチルフタレート                        １０重量部
ステアリン酸                                  ２重量部
メチルエチルケトン（溶剤）                  ３０重量部
上記材料を配合物として、ニーダー及び三本ロールにより十分に混練後、細線状に押出成形し、空気中で３００℃まで加熱し、更に、不活性雰囲気中で９００℃まで加熱し、冷却後、スピンドル油を含浸し、０．９ｍｍの鉛筆芯を得た。
【００１６】
＜実施例２＞
実施例１においてタルクとして山口雲母(株)製のフィットパウダーＣＴ−３５を用い、ファインセラＣＢ−１０００と予めヘンシルミキサーにより約５分間、乾式混合させた以外すべて実施例１と同様にした。
【００１７】
＜実施例３〜５＞
実施例２において、ファインセラＣＢ−１０００の使用量をそれぞれ、０．１３、０．２、０．３とした以外すべて実施例２と同様にした。
【００１８】
＜実施例６〜９＞
実施例２においてファインセラＣＢ−１０００の使用量をそれぞれ、２．４、２．６、３．８、４．８とした以外すべて実施例２と同様にした。
【００１９】
＜実施例１０、１１＞
実施例１においてファインセラＣＢ−１０００の使用量をそれぞれ、０．１２、５．３とした以外すべて実施例１と同様にした。
【００２０】
＜比較例１＞
実施例１においてファィンセラＣＢ−１０００を用いず、他は全て実施例１と同様にした。
【００２１】
上記各例で得たものについて、ＪＩＳ  Ｓ  ６００５に準じて曲げ強さと濃度を測定し、筆記線の黒みの代用特性として荷重６００ｇでケント紙に面塗り（同一摩耗量となるように１０回厚塗り）したものをミノルタ（株）製の分光測色計ＣＭ−３７００ｄを用いてＹ値を測定した。（Ｙ値は値が小さいほど反射率が小さく黒みも高いことを示す。）その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
0003733409.tif 000002
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、黒鉛とタルクを体質材として併用した鉛筆芯においても、摩耗量が多く濃度も高く、且つ、実用的な強度を持った、筆跡に黒みのある鉛筆芯を得ることが出来る。