(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも結合材としての熱可塑性樹脂と、体質材と、ワックスと、滑材と、着色材とよりなり、乾式製法により得られる色鉛筆芯において、前記ワックスとしてモンタンワックスとパラフィンワックスとを１８１：１９〜１４９：５１の重量割合で併用した色鉛筆芯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも結合材に熱可塑性樹脂を使用し、その他体質材、ワックス、滑材、着色材を用い、乾燥や焼成することなく得られる、所謂、乾式製法により得られる色鉛筆芯に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
これまでの色鉛筆芯は、１種類もしくは複数種の有機結合材を組み合わせて使用し、タルクや炭酸カルシウム等の体質材、カルナバワックスやパラフィンワックス等のワックス、ステアリン酸カルシウム等の金属塩、各種無機系、有機系顔料などの着色材などを混ぜ、必要に応じて可塑剤や有機溶剤を使用して分散混練後、押出成形機などにより芯状に成形後必要に応じて乾燥処理を施す等して得られている。
【０００３】
今日、これら色鉛筆芯の製法は、水や可塑剤及び有機系溶剤に可溶な熱可塑性樹脂を結合材として使用し、体質材、ワックス、滑材、着色材などを溶剤下で攪拌機などで混ぜ合わせ、溶剤の揮散する量を調整しながら３本ロ−ルで混練し、均一に分散させた後、これら溶剤の存在下で押出機などで所望する芯径に成型し、溶剤分を乾燥処理により完全に除去する湿式製法が主流である。
【０００４】
この湿式製法にも、溶剤に水を使用したものと、ケトン等の有機溶剤を使用した二種類の製法がある。溶剤に水を使用した製法は、常温下で揮散し難い水を使用しており、芯に成形後、水分を完全に取り除くために、組成中のワックス成分が溶け出さない低い温度で数十時間を掛けての乾燥処理が必須となる。又、ケトン等の有機溶剤を使用した製法は、常温下で揮散蒸発し易い有機溶剤を使用しているので、乾燥は短時間で済むものの、揮発溶剤の回収設備や衛生上に問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記湿式製法に対して、熱可塑性樹脂を加熱溶融し混練後押出成形する乾式製法がある。この製法は、成形後に溶剤や可塑剤を除く必要がないので、成形後の状態で完成品となる。乾燥や熱処理を必要としない分工程が短くなり、又、環境及び衛生面からも好ましい製法であるが、体質材や着色材は熱可塑性樹脂の溶融による分散なので一般に高粘度になり易く、材料の分散が不均一で湿式製法で得られる色鉛筆芯に比べると品質の低いものとなりがちである。
【０００６】
これら従来の乾式製法において、熱可塑性樹脂の溶融を促進させる目的で、補助的にワックス類を使用することが知られている。確かに、ワックス類を使用することで、樹脂の溶融温度を見掛け上低下させ材料粘度を低くして材料の分散を均一にすることにより、湿式製法で得られる色鉛筆芯と同程度の強度と発色性を有した色鉛筆芯を得ることができるが、筆記時のカス出が発生したり、筆記線が掠れてしまう等、総合的な品質ではまだ不十分なものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、従来の乾式製法に基づく色鉛筆芯であって、結合材に熱可塑性樹脂を使用し、該熱可塑性樹脂の溶融温度を低下させるためのワックスを使用しても、強度と発色性が高く、筆記時のカス出の発生と筆記線の掠れを抑制した色鉛筆芯を提供することを目的とするもので、ある特定の二種類のワックスを併用することで、前述した課題を改善するに至ったものである。
【０００８】
即ち、本発明は、少なくとも結合材としての熱可塑性樹脂と、体質材と、ワックスと、滑材と、着色材とよりなり、乾式製法により得られる色鉛筆芯において、前記ワックスとしてモンタンワックスとパラフィンワックスとを１８１：１９〜１４９：５１の重量割合で併用した色鉛筆芯を要旨とするものである。
【０００９】
以下、詳述する。
本発明で結合材として使用する熱可塑性樹脂は、基本的に押出成型が可能である樹脂であれば何でも良く、例えば、アクリルスチレン樹脂、アクリルスチレンブタジエン樹脂、ポリスチレン樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタアクリレ−ト等のアクリル系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、そしてポリエチレンオキサイド樹脂、ヒドロキシプロピルアルコ−ル等の水溶性樹脂などを任意に使用でき、これら樹脂を単独もしくは組み合わせて使用することができるが、熱可塑性樹脂選定においては、樹脂以外に配合される素材が熱的に劣化しない素材を選ぶのも考慮に入れ、使用する樹脂はその溶融する温度域が１８０℃より低い温度で溶融するような樹脂を使用するのが好ましい。
【００１０】
次に、本発明で使用するモンタンワックスは、分類上は天然ワックスの鉱物系ワックスに属され、原料である褐炭を有機溶剤で抽出しレジン質を取り除き、更に、硝酸やクロム酸などの酸で処理して得られるもので、グレ−ドとしてはＳワックス、ＬＰワックスなどがある。次に、これらワックスを更に高級アルコ−ルなどでエステル化したものや、アルコ−ル類で部分ケン化後に金属酸化物でケン化したもの等がある。前者の代表的なグレ−ドとしては、Ｅ、ＫＰＳ、ＤＰＥ各ワックス等があり、後者の代表的なグレ−ドとしては、Ｏ、ＯＰ、ＯＭ各ワックス等がある。
【００１１】
上記モンタンワックスと併用して使用するパラフィンワックスは、原料である原油を減圧蒸留し軽質留分を取り出し冷却濾過し粗ロウを得、発汗または溶剤脱油をし、硫酸での洗浄後活性白土で処理して精製パラフィンワックスを得るもので、その構造はｎ-パラフィンを主成分とし若干のイソやシクロパラフィンを含むもので、分子量が３００から５００の汎用的なパラフィンワックスである。
【００１２】
本発明は、前述の如く二種類のワックスをある割合で併用することで、従来乾式製法における色鉛筆芯の低強度、筆記時の筆記線の掠れ、カス出を格段に低減したものであり、パラフィンワックスの使用量はモンタンワックスの使用量１に対して０．１０乃至０．３５重量割合が好ましい。その理由は、０．１０重量割合未満であると、強度や筆記時の掠れやカス出具合は解消されるが、芯は硬くなり発色性が低下することがあり、一方、０．３５の重量割合を超えた使用量では強度が弱くなったり、筆記時の掠れやカス出が比較的多く発生する傾向にあるからである。又、これら両ワックスが色鉛筆芯の組成中占める割合は、結合材として使用される熱可塑性樹脂の使用量にもよるが、概ね１割程使用すれば、熱可塑性樹脂の溶融温度を下げさせるのに十分である。
【００１３】
乾式製法で、且つ、ワックスを前述の如く使用する以外は、従来公知の素材を使用することができる。タルク、炭酸カルシウム、マイカ、窒化ホウ素などの各種体質材、ステアリン酸、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛、Ｎ−ラウリルアスパラギン酸−β−ラウリルエステル等の各種滑材、そして有機系及び無機系の各種顔料などをヘンシルミキサ−等の適宜分散機で処理し、その際、材料を顆粒化させた後、押出機にて所定の芯径に加工する。尚、顆粒化の際には、粘度調整のために、必要に応じて使用する結合材の性状に合わせて、顆粒化する温度域で蒸発してしまうような水や有機溶剤もしくは可塑剤を適宜使用しても良い。
【００１４】
【作用】
本発明において、従来の乾式製法に比較し、強度及び発色性の向上と筆記時のカス出と筆記線の掠れが改善された理由は以下のとおりと推察される。即ち、モンタンワックスは、結晶性の良いワックスで、押出成形時に結合材、体質材の配向性を阻害しないような板状に近い結晶形に再結晶するため、強度は向上し、筆記時のカス出や筆記線の掠れはなくなるという利点があるものの、結晶化したモンタンワックスが見掛け上体質化してしまい、着色材の隠蔽効果が失われ発色性が低下してしまうという欠点があるが、パラフィンワックスを併用すると、パラフィンワックスは、他の材料との相溶性が悪く、溶融後も芯体中に独立したマトリックスを形成し易く、筆記時の荷重でミクロ的な亀裂が生じ、その後連続的に亀裂が芯体中に走ることで、ブロック状の着色化した体質材が芯体より剥離し、見掛け上の摩耗量が多くなり、その結果、発色性が向上するものと推察される。
【００１５】
以下に、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明は下記各実施例に何ら限定されるものではない。尚、以下に「部」とあるのは重量部を意味する。
【００１６】
【実施例】
＜実施例１＞
ポリスチレン樹脂（結合材）                                          ２８０部
タルク（体質材）                                                  １０５０部
ステアリン酸カルシウム（滑剤）                                      ２１４部
赤色顔料（着色材）                                                  ２５６部
モンタンワックス（グレ−ド；Ｅ）                                    １６５部
パラフィンワックス                                                    ３５部
上記配合組成物をヘンシルミキサ−に入れて分散、混練し、顆粒化した材料を直径３０ミリメートルのスクリュ−押出機を用い１８０℃以下で成形し、芯径２ミリメートルの赤色の色鉛筆芯を得た。
【００１７】
＜実施例２〜５＞
実施例１において、モンタンワックスとパラフィンワックスの使用量を各々１８１：１９（重量割合；１：０．１１）１７０：３０（重量割合；１：０．１８）、１６０：４０（重量割合；１：０．２５）、１４９：５１（重量割合；１：０．３４）、と各々変えた以外は実施例１と同様とし芯径２ミリメートルの赤色の色鉛筆芯を得た。
【００１８】
＜比較例１＞
実施例１において、パラフィンワックスを使用せず、そのパラフィンワックスの使用量をモンタンワックスに加え、ワックスを全てモンタンワックスとした以外は実施例１と同様とし芯径２ミリメートルの赤色の色鉛筆芯を得た。
【００１９】
＜比較例２＞
実施例１において、モンタンワックスを使用せず、その使用量をパラフィンワックスに加え、ワックスを全てパラフィンワックスとした以外は実施例１と同様とし芯径２ミリメートルの赤色の色鉛筆芯を得た。
【００２０】
＜比較例３＞
カルボキシメチルセルロ−ス １４０部 タルク １３６０部 合成木ろう ２００部 赤色顔料 ３００部 水 ２０００部上記配合組成物をニ−ダで混練分散後、２本ロ−ルで混練しながら水分を調整し、この混練物をペレット化して直径３０ミリメートルのスクリュ−押出機で成形後、５０℃で６０時間乾燥して水分を除去し、直径２ミリメートルの赤色の色鉛筆芯を得た。
【００２１】
＜比較例４〜７＞
実施例１において、モンタンワックスとパラフィンワックスの使用量を各々（モンタンワックス：パラフィンワックス＝）１９０：１０（重量割合；１：０．５３）、１８２：１８（重量割合；１：０．０９）、１４８：５２（重量割合；１：０．３５）、１４０：６０（重量割合；１：０．４３）と各々変えた以外は実施例１と同様とし芯径２ミリメートルの赤色の色鉛筆芯を得た。
【００２２】
以上各例で得られた色芯の曲げ強さ（単位ＭＰａ）と発色性の代用特性としての濃度（単位Ｄ）をＪＩＳ Ｓ ６００５に基づいて測定し、筆記時のカス出発生具合（単位ｍｇ）は上質紙に濃度測定試験で使用するレコ−ド式画線機にて荷重３００ｇ、筆記角度７５°、ピッチ０．５の条件で約５ｍ筆記した際に発生した重量を、筆記線の掠れ発生具合は前記画線紙の任意の場所をビデオマイクロスコ−プで６０倍に拡大したものを撮影し、写真上に１ミリメートル方眼のトレ−シングペ−パ−をあて、着色されている部分の面積（Ｓ１）と着色されていない部分の面積（Ｓ２）の比（Ｓ１／Ｓ２）から筆記線上の摩耗粉の被覆率（単位％）を任意の３点を測定した平均値より求めた。尚、被覆率の値が大きいほど掠れが少ないことを意味する。以上測定した結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
0003820773.tif 000002
【００２４】
【発明の効果】
上表のように、本発明によれば、乾式製法で得られる色鉛筆芯であっても、モンタンワックスとパラフィンワックスを併用したので、強度、濃度、筆記時のカス出や筆記線の掠れ具合などが格段に改良された色鉛筆芯を提供することができる。