説明

焼成鉛筆芯

【課題】焼成鉛筆芯において筆記濃度を向上させようとすれば曲げ強さが低下する。そこで、更なる焼成鉛筆芯の性能向上のために濃い筆記濃度を得ながらも曲げ強さの低下を抑制し、従来の曲げ強さと濃度の逆相関を破る焼成鉛筆芯を提供する。
【解決手段】少なくとも黒鉛と、少なくとも有機粒子表面の40%以上が無機粒子によって覆われている複合体粒子とを含有する配合物を焼成して得られる焼成鉛筆芯。前記複合体粒子が30体積%以上含まれている配合物を焼成して得られる焼成鉛筆芯。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は黒鉛と、有機結合材と、無機粒子とを配合し、混練、細線状に押出成形後、焼成温度まで熱処理を施して得られる焼成鉛筆芯に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的な焼成鉛筆芯は、黒鉛と、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、塩素化パラフィン樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、ブチルゴムなどの有機結合材に加え、フタル酸エステルなどの可塑剤、メチルエチルケトンや水などの溶剤、更にステアリン酸塩、ステアリン酸、カーボンブラック等も必要に応じて使用し、これら材料を分散混合および混練して、細線状に押出成形した後、焼成温度まで熱処理を施し、更に必要に応じて、シリコーン油、流動パラフィン、スピンドル油、スクワラン、α−オレフィンオリゴマー等の油状物やワックス類などを適宜含浸させて製造している。
【0003】
一般に、鉛筆芯の曲げ強さと濃度には逆相関関係、すなわち曲げ強さを向上させようとすると鉛筆芯が摩耗し難くなり、その結果として筆記線の濃度が低下してしまい、逆に筆記線の濃度を向上させようと摩耗し易い芯体とすると、曲げ強さが低下してしまう関係がある。
【0004】
そこで、この逆相関関係を改善させようと様々な発明が報告されている。芯体の曲げ強さを維持しながら、芯体中に気孔を積極的に作ることで芯体の摩耗を促進させ、筆記線の濃度を向上させるものとして、例えば、解重合型高分子物質を用いて径の小さい気孔を芯体中に均一に作成したもの(特許文献1)が、また、気孔形成材として、繊維状物質(特許文献2)を用いたり、偏平有機紛体(特許文献3)を用いて成形時における黒鉛の配向を阻害しにくくしたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特公昭51−26849号公報
【特許文献2】特開平2−227473号公報
【特許文献3】特開平7−216287号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
解重合型高分子物質を用いると、微細な気孔を得られるものの、気孔形成と共に芯体の補強構造を得るものではなく気孔形成に伴い曲げ強さは低下し、また、繊維状物質や偏平有機紛体を用いた場合には、黒鉛配向の阻害を抑えながら気孔を得られるものの、やはり気孔形成と共に芯体の補強構造を得るものではなく気孔形成に伴い曲げ強さは低下するので、いずれも強度と濃度の逆相関を改善するために十分ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、少なくとも黒鉛と、少なくとも有機粒子表面の40%以上が無機粒子によって覆われている複合体粒子とを含有する配合物を焼成して得られる焼成鉛筆芯を要旨とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明で使用する有機粒子表面の40%以上が無機粒子によって覆われている複合体粒子は、無機粒子を物理的または化学的な方法で有機粒子表面に付着または固着させた粒子で、有機粒子と無機粒子とは一体化して1つの複合体粒子として存在している。
この複合体粒子を熱処理すると、有機粒子は体積が減少し有機粒子の最表面が収縮するに伴って表面に存在している無機粒子同士が凝集する。このとき、有機粒子表面の40%以上が無機粒子で被覆されている複合体粒子を材料として使用すると、凝集した無機粒子が、炭化して収縮する有機粒子の外形を残すような外殻を形成するものと推察され、芯体を補強し曲げ強さの低下が抑制される。また、有機粒子が炭化する際には一部が気化して芯体から気体として抜けるので外殻状に凝集した無機粒子の凝集体の内側に気孔が形成され、筆記時に紙面に擦られる際の摩擦のような、粒子を横にずらすような力に対しては容易に凝集体が崩れ落ちるものと推察され、芯体の崩れやすさは大きく低下しないので、濃い筆跡が維持されるものである。
【0009】
更に、上述の複合体粒子が、焼成前の芯配合物中の30体積%以上とすると、熱処理後に形成される無機粒子の凝集体同士が見かけ上ネットワーク構造を形成するものと推察され、更に曲げ強度が向上したものとなる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明について詳述する。
本発明で使用する有機粒子表面の40%以上が無機粒子によって覆われている複合体粒子には、あらゆる種類の有機粒子と無機粒子を使用することができる。有機粒子には、各種合成樹脂や有機酸等の粒子を、無機粒子には、金属(ケイ素を含む)及びこれらの酸化物、窒化物、炭化物や、粘土鉱物、黒鉛等の粒子を用いることができる。例えば、金属酸化物としては酸化カルシウムや酸化亜鉛、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム等が、粘土鉱物としては雲母、タルク、モンモリロナイト、ハイドロタルサイト、ゼオライト等がそれぞれ挙げられる。黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛などが挙げられる。
【0011】
この複合体粒子の使用量は、焼成前の芯配合物中の1体積%以上の使用が好ましく、1体積%未満の使用量では焼成鉛筆芯の濃度向上効果が発揮されにくい。
有機粒子表面に無機粒子を付着または固着させる方法としては、限定されないが、物理的方法としては、(株)奈良機械製作所のハイブリダイゼーションシステム等を用いて無機粒子を核粒子である有機粒子に叩きつけて密着させる方法が例示できる。また、化学的方法としては、無機粒子の前駆体(例えばビニルメトキシシランやエチレンオルトシリケート)の溶液等に有機粒子を分散させた後、酸処理または加熱することにより無機粒子前駆体の分子間または原子間に結合を形成させて固着させる方法が挙げられる。尚、両成分の複合化した状態の確認は、特性X線分析装置が装着された走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、有機粒子と無機粒子とが付着または固着した複合化状態であることを確認する。有機粒子と無機粒子の判別は、特性X線を用いた元素分析により判別する。
【0012】
また、複合体粒子の被覆率は、SEM観察で、試料台に乗せた1粒の粒子を試料台に対し30度方向と150度方向から得た複合体粒子を撮影した画像について、画像解析装置を用いて得られる無機粒子の面積(A)と有機粒子の面積(B)を用い、被覆率(%)=(A)/(B)×100とし、粒子50個に対して同様に算出した平均値をその複合体粒子の被覆率とする。画像解析装置としては、例えばルーゼックス((株)ニレコ製)を用いることが出来る。
【0013】
粒子の形状としては、押出成形する際に黒鉛粒子の配向をできるだけ乱さないように板状形状をしていることが望ましい。アスペクト比(最大粒子径/最小粒子径)としては5以上であることが望ましい。アスペクト比が5以上であればいくら大きくとも本発明の効果は発現可能であるが、アスペクト比が20より大きな複合体粒子を用いても、無機粒子による芯体の補強効果に顕著な差は得られ難い。
【0014】
尚、平均粒子径は、レーザー回折・散乱法による測定で得られるメディアン径(d50)を用いる。例えばマイクロトラック((株)日機装社製)を用いて乾式測定することが出来る。また板状形状をした粒子のアスペクト比は、画像解析型の粒度分布計による測定で得ることが出来、例えば注入型画像解析粒度分布計(ジャスコインタナショナル(株)製:IF−200nano)を用いて測定することが出来る。さらに、粒子の密度はエアーヘリウム法を用いて測定することが出来、定容積気体圧縮式の粒子密度測定装置を(筒井理化学機器(株)製)を用いて測定することが出来る。
【0015】
その他、焼成鉛筆芯の材料として従来公知の材料を使用できる。有機結合材として、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、塩素化パラフィン樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、ブチルゴムなどの合成樹脂、必要に応じて、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリクレジル、ジプロピレングリコールジベンゾエート、アジピン酸ジオクチル、プロピオンカーボネートなどの可塑剤、メチルエチルケトン、水などの溶剤、ステアリン酸塩などの安定剤、ステアリン酸、ベヘニン酸などの脂肪酸類や脂肪酸アマイド類等の滑材、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、炭素繊維なども併用できる。
【0016】
これらの原材料をヘンシェルミキサーなどによる分散混合、ニーダー、3本ロールなどによる混練の後、細線状に押出成形し、空気中で室温から300℃前後までの熱処理を施し、その後、不活性雰囲気中で800℃〜1300℃の焼成処理を施し、更に更に必要に応じて、シリコーン油、流動パラフィン、スピンドル油、スクワラン、α−オレフィンオリゴマー等の油状物やワックス類などを適宜含浸させて焼成鉛筆芯を得ることができる
【実施例】
【0017】
次に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【0018】
<複合体粒子Aの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)25重量部と、球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)50重量部とをハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作所製)を用いて高速気流中で一体化させ、有機粒子の表面に無機粒子を密着させた複合体粒子Aを57重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことにより球状ポリエチレンの表面に球状シリカが付着した球状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は40%で、その複合体粒子の平均粒径は8.3μmであった。また、粒子密度は1.13g/cmであった。
【0019】
<複合体粒子Bの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)25重量部と、球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)50重量部とをハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作所製)を用いて高速気流中で一体化させ、有機粒子の表面に無機粒子を密着させた複合体粒子Bを56重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことにより球状ポリエチレンの表面に球状シリカが付着した球状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は41%で、その複合体粒子の平均粒径は8.5μmであった。また、粒子密度は1.13g/cmであった。
【0020】
<複合体粒子Cの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)25重量部と、球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)40重量部とをハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作所製)を用いて高速気流中で一体化させ、有機粒子の表面に無機粒子を密着させた複合体粒子Cを50重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことにより球状ポリエチレンの表面に球状シリカが付着した球状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は50%で、その複合体粒子の平均粒径は7.7μmであった。また、粒子密度は1.17g/cmであった。
【0021】
<複合体粒子Dの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)25重量部と、球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)30重量部とをハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作所製)を用いて高速気流中で一体化させ、有機粒子の表面に無機粒子を密着させた複合体粒子Dを46重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことにより球状ポリエチレンの表面に球状シリカが付着した球状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は80%で、その複合体粒子の平均粒径は8.2μmであった。また、粒子密度は1.24g/cmであった。
【0022】
<複合体粒子Eの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)25重量部と、球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)20重量部とをハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作所製)を用いて高速気流中で一体化させ、有機粒子の表面に無機粒子を密着させた複合体粒子Eを30重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことにより球状ポリエチレンの表面に球状シリカが付着した球状粒子であることが確認でき、有機粒子表面の無機粒子による被覆率は100%で、その複合体粒子の平均粒径は8.5μmであった。また、粒子密度は1.24g/cmであった。
【0023】
<複合体粒子Fの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)25重量部と、Nε−ラウロイル−L−リジン(商品名:アミホープLL、味の素(株)製、平均粒子径:3μm)25重量部とを上記方法と同様にして、有機粒子の表面に無機粒子を複合化させた複合粒子Fを40重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことによりNε−ラウロイル−L−リジンの表面に球状シリカが付着した板状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は80%で、その平均粒径は長径:3.4μm、短径:3μm、厚さ:0.7μmであった。また、平均粒子径から算出されるアスペクト比(前述の粒子の場合は厚みを最小粒子径とする)は4.9であった。また、粒子密度は1.24g/cmであった。
【0024】
<複合体粒子Gの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)25重量部と、Nε−ラウロイル−L−リジン(商品名:アミホープLL、味の素(株)製、平均粒子径:3μm)25重量部とを上記方法と同様にして、有機粒子の表面に無機粒子を複合化させた複合粒子Gを38重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことによりNε−ラウロイル−L−リジンの表面に球状シリカが付着した板状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は80%で、その平均粒径は長径:3.2μm、短径:3μm、厚さ:0.6μmであった。また、平均粒子径から算出されるアスペクト比(前述の粒子の場合は厚みを最小粒子径とする)は5.3であった。また、粒子密度は1.24g/cmであった。
【0025】
<複合体粒子Hの作成>
非晶質シリカ(商品名:シルリーフ、水澤化学(株)製、平均粒径:3μm)25重量部と、Nε−ラウロイル−L−リジン(商品名:アミホープLL、味の素(株)製、平均粒子径:4μm)30重量部とを上記方法と同様にして、有機粒子の表面に無機粒子を複合化させた複合粒子Hを35重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことによりNε−ラウロイル−L−リジンの表面に球状シリカが付着した板状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は80%で、その平均粒径は長径:3.8μm、短径:3.5μm、厚さ:0.8μmであった。また、平均粒子径から算出されるアスペクト比(前述の粒子の場合は厚みを最小粒子径とする)は5.4であった。また、粒子密度は1.25g/cmであった。
【0026】
<複合体粒子Iの作成>
非晶質シリカ(商品名:シルリーフ、水澤化学(株)製、平均粒径:6μm)25重量部と、Nε−ラウロイル−L−リジン(商品名:アミホープLL、味の素(株)製、平均粒子径:7μm)20重量部とを上記方法と同様にして、有機粒子の表面に無機粒子を複合化させた複合粒子Iを29重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことによりNε−ラウロイル−L−リジンの表面に球状シリカが付着した板状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は80%で、その平均粒径は長径:8.6μm、短径:7.3μm、厚さ:0.8μmであった。また、平均粒子径から算出されるアスペクト比(前述の粒子の場合は厚みを最小粒子径とする)は10.8であった。また、粒子密度は1.24g/cmであった。
【0027】
<複合体粒子Jの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)35重量部と、Nε−ラウロイル−L−リジン(商品名:アミホープLL、味の素(株)製、平均粒子径:12μm)20重量部とを上記方法と同様にして、有機粒子の表面に無機粒子を複合化させた複合粒子Jを25重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことによりNε−ラウロイル−L−リジンの表面に球状シリカが付着した板状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は80%で、その平均粒径は長径:14.2μm、短径:9.6μm、厚さ:0.7μmであった。また、平均粒子径から算出されるアスペクト比(前述の粒子の場合は厚みを最小粒子径とする)は20.3であった。また、粒子密度は1.24g/cmであった。
【0028】
<複合体粒子Kの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)40重量部と、Nε−ラウロイル−L−リジン(商品名:アミホープLL、味の素(株)製、平均粒子径:13μm)20重量部とを上記方法と同様にして、有機粒子の表面に無機粒子を複合化させた複合粒子Kを25重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことによりNε−ラウロイル−L−リジンの表面に球状シリカが付着した板状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は80%で、その平均粒径は長径:19.1μm、短径:9.8μm、厚さ:0.9μmであった。また、平均粒子径から算出されるアスペクト比(前述の粒子の場合は厚みを最小粒子径とする)は21.2であった。また、粒子密度は1.25g/cmであった。
【0029】
<複合体粒子Lの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)60重量部と、Nε−ラウロイル−L−リジン(商品名:アミホープLL、味の素(株)製、平均粒子径:45μm)15重量部とを上記方法と同様にして、有機粒子の表面に無機粒子を複合化させた複合粒子Lを20重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことによりNε−ラウロイル−L−リジンの表面に球状シリカが付着した板状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は80%で、その平均粒径は長径:45.3μm、短径:9.8μm、厚さ:0.9μmであった。また、平均粒子径から算出されるアスペクト比(前述の粒子の場合は厚みを最小粒子径とする)は50.3であった。また、粒子密度は1.25g/cmであった。
【0030】
<複合体粒子Mの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)20重量部と、球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)50重量部とをハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作所製)を用いて高速気流中で一体化させ、有機粒子の表面に無機粒子を密着させた複合体粒子Mを57重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことにより球状ポリエチレンの表面に球状シリカが付着した球状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は10%で、その複合体粒子の平均粒径は6.5μmであった。また、粒子密度は1.03g/cmであった。
【0031】
<複合体粒子Nの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)25重量部と、球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)45重量部とをハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作所製)を用いて高速気流中で一体化させ、有機粒子の表面に無機粒子を密着させた複合体粒子Nを55重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことにより球状ポリエチレンの表面に球状シリカが付着した球状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は38%で、その複合体粒子の粒径は7.4μmであった。また、粒子密度は1.12g/cmであった。
【0032】
<複合体粒子Oの作成>
球状シリカ(平均粒径:0.1〜1μm)28重量部と、球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)45重量部とをハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作所製)を用いて高速気流中で一体化させ、有機粒子の表面に無機粒子を密着させた複合体粒子Oを55重量部得た。このとき得られた複合粒子は電子顕微鏡写真の確認と、X線マイクロアナライザーよる分析を行うことにより球状ポリエチレンの表面に球状シリカが付着した球状粒子であることが確認した。有機粒子表面の無機粒子による被覆率は39%で、その複合体粒子の粒径は7.5μmであった。また、粒子密度は1.13g/cmであった。
【0033】
<実施例1>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子A 27重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記材料を配合物として、ニーダー及び3本ロールにより十分に混練後、細線状に押し出し、空気中で300℃まで加熱し、更に、不活性雰囲気中で1100℃まで加熱し、呼び径0.5mmの焼成芯体を得た。これを100℃に加熱した流動パラフィン中に16時間浸漬後、表面上の余分な流動パラフィンを除去して鉛筆芯を得た。
【0034】
<実施例2>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子B 27重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0035】
<実施例3>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子C 28重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0036】
<実施例4>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子D 30重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0037】
<実施例5>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子E 32.5重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0038】
<実施例6>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子D 0.8重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0039】
<実施例7>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子D 0.9重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0040】
<実施例8>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 15重量部
複合体粒子D 1.5重量部
黒鉛 25重量部
ジオクチルフタレート 5重量部
ステアリン酸 1重量部
メチルエチルケトン 15重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0041】
<実施例9>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 15重量部
複合体粒子D 45重量部
黒鉛 25重量部
ジオクチルフタレート 5重量部
ステアリン酸 1重量部
メチルエチルケトン 15重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0042】
<実施例10>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 7.5重量部
複合体粒子D 70重量部
黒鉛 13重量部
ジオクチルフタレート 2.5重量部
ステアリン酸 0.4重量部
メチルエチルケトン 7.5重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0043】
<実施例11>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 3重量部
複合体粒子D 81重量部
黒鉛 5重量部
ジオクチルフタレート 1重量部
ステアリン酸 0.2重量部
メチルエチルケトン 3重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0044】
<実施例12>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子D 30重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0045】
<実施例13>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子D 30重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0046】
<実施例14>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子H 38重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0047】
<実施例15>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子I 38重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0048】
<実施例16>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子J 38重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0049】
<実施例17>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子K 38重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0050】
<実施例18>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子L 38重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0051】
<比較例1>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)
0.6重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0052】
<比較例2>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)
7重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0053】
<比較例3>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)
20重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0054】
<比較例4>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
球状ポリエチレン(商品名:LE−1080、住友精化(株)製、平均粒子径:6μm)
35重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0055】
<比較例5>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
Nε−ラウロイル−L−リジン(商品名:アミホープLL、味の素(株)製、
平均粒子径:12μm) 20重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0056】
<比較例6>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
球状シリカ 1.5重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0057】
<比較例7>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
球状シリカ 1.5重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0058】
<比較例8>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
球状シリカ 15重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0059】
<比較例9>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
球状シリカ 75重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0060】
<比較例10>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
非晶質板状シリカ(商品名:シルリーフ、水澤化学(株)製、平均粒径:6μm)
15重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0061】
<比較例11>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
球状シリカ 5重量部
球状ポリエチレン 23重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0062】
<比較例12>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
球状シリカ 5重量部
Nε−ラウロイル−L−リジン(商品名:アミホープLL、味の素(株)製、
平均粒子径:12μm) 23重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0063】
<比較例13>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
非晶質板状シリカ(商品名:シルリーフ、水澤化学(株)製、平均粒径:6μm)
5重量部
Nε−ラウロイル−L−リジン(商品名:アミホープLL、味の素(株)製、
平均粒子径:12μm) 23重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0064】
<比較例14>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子K 45重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0065】
<比較例15>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子L 38重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0066】
<比較例16>
(芯体配合物)
ポリ塩化ビニル樹脂 30重量部
複合体粒子M 38重量部
黒鉛 50重量部
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 30重量部
上記配合物を用い実施例1と同様にした。
【0067】
上記各例により得られた焼成鉛筆芯についてJIS S 6005に準じて曲げ強さを、JIS S 6005に準じて濃度を測定した。結果を表1に示す。
【0068】
【表1】

【0069】
表1で示したとおり、有機粒子の表面に無機粒子を複合化させた複合体粒子を配合することにより、従来気孔形成材として用いていた球状ポリエチレンや板状粒子であるNε−ラウロイル−L−リジンを同量配合したときと比較して、筆記線の濃度は同等であるが、曲げ強さが向上している。例えば球状シリカと球状ポリエチレンとの複合体粒子を用いた実施例1〜5(球状シリカによる被覆率40%〜100%)と、球状ポリエチレンを配合した比較例3を比較すると、それぞれで筆記線の濃度は同等でありながら実施例1〜5の曲げ強さが向上しており、球状シリカとNε−ラウロイル−L−リジンとの複合体粒子を用いた実施例12〜18と、ε−ラウロイル−L−リジンを配合した比較例5を比較すると、それぞれで筆記線の濃度は同等でありながら実施例12〜18の曲げ強さが向上している。また、球状シリカと球状ポリエチレンとをそれぞれ単独で配合した比較例11や球状シリカとε−ラウロイル−L−リジンとをそれぞれ単独で配合した比較例12と比較しても、筆記線の濃度は同等でありながら、曲げ強さが向上している。
また、実施例1〜5と、被覆率が40%未満である球状シリカと球状ポリエチレンとの複合体粒子を用いた比較例14〜16を比較すると、比較例14〜16では曲げ強さが向上する効果は得られておらず、複合体粒子の被覆率は40%以上必要であることが分かる。
次に、被覆率80%である複合体粒子Dについて使用量を変えた実施例4及び実施例6〜11を見ると、使用量が0.8、1、2体積%である実施例6,7,8に比べ、使用量が30体積%である実施例4は曲げ強さの向上が大きく、複合体粒子の使用量が30体積%以上であると好ましいことが分かる。
さらに、球状の複合体粒子である実施例4と板状の複合体粒子である実施例12〜18を比較すると、実施例12〜18ではより曲げ強さが向上しており、複合体粒子は板状であることが好ましいことが分かる。
この実施例12〜18において、板状複合体粒子のアスペクト比が4.9である実施例12は同じ使用率の球状複合体粒子である実施例4に比べて実施例13〜18よりも曲げ強さの向上は僅かであり、アスペクト比は5以上あることが好ましいことが分かる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも黒鉛と、少なくとも有機粒子表面の40%以上が無機粒子によって覆われている複合体粒子とを含有する配合物を焼成して得られる焼成鉛筆芯。
【請求項2】
前記複合体粒子が30体積%以上含まれている配合物を焼成して得られる請求項1に記載の焼成鉛筆芯。
【請求項3】
前記複合体粒子が板状である請求項1または請求項2に記載の焼成鉛筆芯。
【請求項4】
前記複合体粒子のアスペクト比が5以上である請求項3に記載の焼成鉛筆芯。

【公開番号】特開2013−82920(P2013−82920A)
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−218893(P2012−218893)
【出願日】平成24年9月28日(2012.9.28)
【出願人】(000005511)ぺんてる株式会社 (899)
【Fターム(参考)】