JP2011111476A - チャコ用焼成鉛筆芯 - Google Patents

Abstract

【課題】布への筆記が可能であり、その筆記線の定着性も良く、水などによる洗浄での筆記線の消去性に優れ、鉛筆芯および筆記線の経時変化が少なく、保存安定性に優れた、高温で焼成した焼成芯体の気孔中に、非イオン性界面活性剤を含浸した、チャコ用鉛筆芯を提供すること。
【解決手段】黒鉛を含む高温で焼成した焼成芯体の気孔中に、少なくともＨＬＢ値が８〜２０である非イオン性界面活性剤を含浸し、チャコ用焼成鉛筆芯とした。
【選択図】 なし

Description

本発明は、チャコ用焼成鉛筆芯に関する。さらに詳しくは、焼成芯体の気孔中に、非イオン性界面活性剤を含浸したチャコ用焼成鉛筆芯に関する。

一般に焼成鉛筆芯は、黒鉛などの体質材と樹脂などの結合材とを混練し、押出、焼成して得られた焼成芯体の気孔中に、油類を含浸して完成芯としている。気孔中に含浸する油脂類は、筆記濃度を高めると共に、書き味を滑らかにするために用いられている。油脂類としては、動植物油、スピンドル油、流動パラフィンなどの鉱油、シリコーン油、変性シリコーン油、ワックス類などが挙げられ、これらを単独または、組み合わせて使用されている。(例えば特許文献１、２参照)

これらの焼成鉛筆芯は、通常の鉛筆芯、シャープペンシル用の芯などに用いられ、紙や布への筆記が可能である。しかしながら、例えば、布の表面に裁断するための線やボタン孔などの目印を一時的にマ−キングする所謂チャコ用として用いた場合、目印としてマーキングした筆記線の消去を、水などによる洗浄で行っても、含浸した油脂類などの影響により、筆記線の消去性が悪いなどの課題があった。

一方、水消去性の焼成鉛筆芯は、気孔内に電子供与性呈色性化合物と水溶性の電子受容性化合物が反応した発色した状態で充填し、筆記後、筆記線を水により消去することが可能である。（例えば特許文献３参照）

しかしながら、筆記線を消去するメカニズムは、水により水溶性の電子受容性化合物を除去し、消色状態として消去するため、筆記線の色は消えているが、マーキングした布などの表面に、焼成鉛筆芯の材料が残るなどの課題があった。

このように、従来の焼成鉛筆芯は、筆記線を完全に消去出来ないため、チャコ用として用いることができなかった。

特開平９−３１６３８４号公報 特開２００６−０８９６１６号公報 特開平９−２８６９４６号公報

本発明は、布への筆記が可能であり、その筆記線の定着性も良く、水などによる洗浄での筆記線の消去性に優れ、焼成鉛筆芯および筆記線の経時変化が少なく、保存安定性に優れた、チャコ用焼成鉛筆芯を提供するものである。

本発明は、高温で焼成した焼成芯体の気孔中に、特定の非イオン性界面活性剤を含浸し、焼成鉛筆芯とすることなどにより上記課題が解決され、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
「１．黒鉛を含む焼成芯体の気孔中に、少なくともＨＬＢ値が８〜２０である非イオン性界面活性剤を含浸したことを特徴とするチャコ用焼成鉛筆芯。
２．非イオン性界面活性剤の分子量が４００〜６０００であることを特徴とする第１項に記載のチャコ用焼成鉛筆芯。
３．非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン鎖を有することを特徴とする第１項または第２項のいずれかに記載のチャコ用焼成鉛筆芯。」に関する。

本発明によれば、焼成芯体の気孔中に、ＨＬＢ値が８〜２０の非イオン性界面活性剤を含浸したことにより、筆記線が水溶性となり、布などへの筆記した後に、筆記線を消去するために水などによる洗浄を行った場合にも、筆記線が残らないなど、筆記線の消去性が良好となった。また、特定の非イオン性界面活性剤を含浸させたことにより、焼成鉛筆芯および筆記線の経時変化が少ないなど、チャコ用焼成鉛筆芯としての優れた効果を奏するものである。

本発明のチャコ用鉛筆芯は、少なくとも高温で焼成した焼成芯体と、焼成芯体の気孔中に含浸した非イオン性界面活性剤を最小の単位として構成する。

本発明において、焼成芯体の気孔中に非イオン性界面活性剤を含浸するが、含浸する材料として特定の非イオン性界面活性剤を用いた場合、該界面活性剤が、水溶性であるため、洗浄剤としての効果が働く。この為、従来、含浸する材料として用いていた油脂類では、布に筆記した場合、筆記線を水などにより洗浄した場合に、消え残りがみられたが、該界面活性剤を含浸した場合、消え残りなく消去することが可能となる。

本発明に用いる非イオン性界面活性剤のＨＬＢ値は、８以上である。ＨＬＢ値は０〜２０までの値を取り、０に近いほど親油性が高く２０に近いほど親水性が高くなる。ＨＬＢ値が８より小さいと親水性が落ちるため、筆記線の水による消去性能が低下する。水による消去性を維持するためには、ＨＬＢ値が８以上であることが必要である。また、前記の通りＨＬＢは、２０までであることから、ＨＬＢ値の範囲としては、８〜２０となる。

また、焼成芯体は、親油性の黒鉛で構成されているため、気孔内に含浸する材料は、黒鉛と親和性を有する必要があり、該材料は親油基を有しないと含浸しにくくなるため、親油基と親水基を有する非イオン性界面活性剤を用いることが必要である。さらに、洗浄による消去性を満足するためには、水溶性の非イオン性界面活性剤を用いる必要があり、以上のことから、ＨＬＢ値が８〜２０の非イオン性界面活性剤を用いることが必要である。

非イオン界面活性剤としては、ＨＬＢ値が８以上のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類などが挙げられる。特に、ポリオキシエチレン鎖を有するＨＬＢ値が８以上の非イオン性界面活性剤が好ましく用いられる。ポリオキシエチレン鎖を有すると、親水性と親油性のバランスがとれ、筆記線の水に対する溶解性と、前記焼成芯体を布から取り去る効果を有するため好ましい。具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルなどが挙げられる。

また、ＨＬＢ値が１０より小さい範囲であると、水で完全に消去することは出来るが、水での洗浄に若干時間がかかるようになり、１７より大きいと、非イオン性界面活性剤の吸湿性のため、前記焼成芯が、保存や使用する環境の湿度が高い場合、若干べたつく傾向が見られる。このことから、ＨＬＢ値が１０〜１７の範囲であると、水による消去性、保存安定性が良好であるため、特に好ましい。

本発明に用いる非イオン性界面活性剤の分子量は、４００〜６０００が好ましい。分子量が４００より小さいと、経時後に、該界面活性剤の一部が揮発し、水で完全に消去することは出来るが、初期との比較で、水での洗浄に若干時間がかかるようになり、分子量が６０００より大きいと、該界面活性剤を焼成芯体に含浸する場合に、含浸に時間がかかる傾向がある。前記界面活性剤の分子量が上記範囲にあると経時後の変化も起こらず、含浸も簡単に行うことが出来るため、好ましい。このように、分子量が４００〜６０００の範囲にあると、保存安定性、製造工程上などから、特に好ましい。

本発明に用いる非イオン性界面活性剤は、２３℃において固体であると、筆記時に筆感がやや重く感じられる傾向があり、液体であると、筆記時に滑らかな筆感が得られるため、２３℃において液体であることがより好ましい。

本発明のチャコ用鉛筆芯は、前記黒鉛以外に、カーボンブラック、窒化硼素、タルク、雲母などの体質材、製造時に結合材として働く粘土あるいは樹脂を焼成して得られた炭素などを含んでいても良い。粘土としては、カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、ベントナイトなどの粘土鉱物が挙げられる。また、樹脂としては従来公知のものが用いられ、例えばポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、フラン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの合成高分子物質や、リグニン、セルロース、トラガントガム、アラビアガムなどの天然高分子物質、石油アスファルト、コールタールピッチ、樹脂乾留ピッチなどのピッチ類などが挙げられる。

また、本発明に用いる焼成芯体の気孔率は特に限定されないが、筆記線の水洗浄による消去性を向上するため、５〜４０％の範囲であることが好ましい。５％より小さいと含浸された非イオン性界面活性剤の量が少なくなり、筆記線を水で完全に消去することは出来るが、水での洗浄に若干時間がかかるようになり、４０％より大きいと、筆記線の視認性が若干劣る傾向がある。５〜４０％の範囲であると、筆記線の視認性が良く、筆記線の消去性が良好であるので好ましい。

なお、本発明に用いる焼成芯体の気孔率は、以下の方法により測定することが出来る。浸透性の良い液体（例えばベンジルアルコール）を芯の気孔に吸収させ、吸収された液体の容量を芯の嵩容積で除し、百分率で表したものであり、下記(数１)に示す式により、求められる。

本発明の焼成鉛筆芯の製造方法は、黒鉛と、必要に応じてカーボンブラック、窒化硼素、タルク、雲母などの体質材、粘土、天然高分子物質、合成高分子物質などの結合材を加え、必要に応じて溶剤、可塑剤、耐熱性顔料などを添加して混練、押出成形する。この押出成形物を、６００℃以上の高温で焼成し、焼成芯体を得る。得られた焼成芯体の気孔中に、非イオン性界面活性剤を含浸して鉛筆芯とする。非イオン性界面活性剤を含浸する方法としては、常圧含浸または減圧、加圧含浸法を用いて、温度を７０〜２００℃に保ち含浸を行う。充分に含浸させた後に、表面に付着した余分な非イオン性界面活性剤を遠心分離または吹き付け洗浄などにより除去する。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
実施例１
黒鉛 ５０質量部
ピッチ状物質 ３５質量部
ポリビニルアルコール １５質量部
上記配合物をニーダー、三本ロールにて混練し、得られた混練物を所定の径にて押出成形を行い、成形物を得た。この成形物をアルゴンガス中において、昇温速度５０℃／時間で９００℃まで昇温し、２時間保持し、気孔率が２５％の焼成芯体を得た。得られた焼成芯体を、７０℃に加温したポリオキシエチレン（４７）ラウリルエーテル（ＨＬＢ値１８．４ 分子量２３００ ２３℃における状態は固体）中に浸漬し、１０時間保持をした。次に、ポリオキシエチレン（４７）ラウリルエーテルを含浸した焼成芯体の表面をエタノールで洗浄し、表面に付着した過剰のポリオキシエチレン（４７）ラウリルエーテルを除去し、チャコ用焼成鉛筆芯を得た。

実施例２
黒鉛 ６０質量部
ピッチ状物質 ４０質量部
上記配合物をニーダー、三本ロールにて混練し、得られた混練物を所定の径にて押出成形を行い、成形物を得た。この成形物をアルゴンガス中において、昇温速度５０℃／時間で９００℃まで昇温し、２時間保持し、気孔率が３０％の焼成芯体を得た。得られた焼成芯体を、１００℃に加温したポリエチレングリコール（１４１）モノステアレート（ＨＬＢ値１９．４ 分子量６４８８ ２３℃における状態は固体）中に浸漬し、１５時間保持をした。次に、ポリエチレングリコール（１４１）モノステアレートを含浸した焼成芯体の表面をエタノールで洗浄し、表面に付着した過剰のポリエチレングリコール（１４１）モノステアレートを除去し、チャコ用焼成鉛筆芯を得た。

実施例３
黒鉛 ５０質量部
ピッチ状物質 ３５質量部
ポリビニルアルコール １５質量部
上記配合物をニーダー、三本ロールにて混練し、得られた混練物を所定の径にて押出成形を行い、成形物を得た。この成形物をアルゴンガス中において、昇温速度５０℃／時間で９００℃まで昇温し、２時間保持し、気孔率が２５％の焼成芯体を得た。得られた焼成芯体を、１００℃に加温したポリエチレングリコール（１４０）ジステアレート（ＨＬＢ値１８．９ 分子量６７１０ ２３℃における状態は固体）中に浸漬し、１５時間保持をした。次に、ポリエチレングリコール（１４０）ジステアレートを含浸した焼成芯体の表面をエタノールで洗浄し、表面に付着した過剰のポリエチレングリコール（１４０）ジステアレートを除去し、チャコ用焼成鉛筆芯を得た。

実施例４〜１２
ポリオキシエチレン（４７）ラウリルエーテルの代わりに、（表１）の非イオン性界面活性剤を用いた以外は、実施例１と同じ方法でチャコ用焼成鉛筆芯を得た。

比較例１〜４
ポリオキシエチレン（４７）ラウリルエーテルの代わりに（表２）の含浸材料を用いた以外は、実施例１と同じ方法でチャコ用焼成鉛筆芯を得た。

実施例１〜１２、比較例１〜４で得たチャコ用焼成鉛筆芯について、下記要領にて評価を行った。結果を（表３）に示す。

筆記線の水消去性：チャコ用焼成鉛筆芯を用いて、綿１００％からなる布（ＶＡＮＣＥＴカラーブロード オフホワイト）筆記し、印つけを行った。この布を１時間放置した後に、洗濯機にて水洗いし、乾燥後、その消去状態を確認した。
◎：５分以内の水洗いで、完全に筆記線が消去されている。
○：５〜１５分以内の水洗いで、完全に筆記線が消去されている。
×：１５分以上の水洗い後、筆記線は筆記直後と比較して薄くはなっているが、視認可能であり、筆記線が消去されていない。
××：１５分以上の水洗い後も、筆記線が筆記直後の状態で残っており、水による消去性を有していない。

保存安定性：チャコ用焼成鉛筆芯の質量を、初期と６０℃で６０日間送風乾燥機に放置した後に測定し、その減量を比較した。
◎：減量が３％以内となっている。
○：減量が３〜１０％以内となっている。

加湿時保存安定性：チャコ用焼成鉛筆芯を２５℃で湿度８０％の恒温槽内に３０日間放置した後、チャコ用焼成鉛筆芯の状態の観察を行った。
◎：初期と変化がない。
○：チャコ用焼成鉛筆芯が吸湿しており、表面がべとついている。

筆感：チャコ用焼成鉛筆芯を用いて、綿１００％からなる布（ＶＡＮＣＥＴカラーブロード オフホワイト）筆記し、印つけを行った時の筆感を評価した。
◎：滑らかに筆記可能。
○：筆感がやや重い。

本発明のチャコ用鉛筆芯は、布への筆記が可能であり、水洗いで筆記線を完全に消去できることなどから、チャコなどとしての利用が可能である。

Claims (3)

1. 黒鉛を含む焼成芯体の気孔中に、少なくともＨＬＢ値が８〜２０である非イオン性界面活性剤を含浸したことを特徴とするチャコ用焼成鉛筆芯。
2. 非イオン性界面活性剤の分子量が４００〜６０００であることを特徴とする請求項１に記載のチャコ用焼成鉛筆芯。
3. 非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレン鎖を有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のチャコ用焼成鉛筆芯。