JPH1036746A

JPH1036746A - 鉛筆またはシャープペンシルの芯

Info

Publication number: JPH1036746A
Application number: JP8200597A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kaiya; 篤海谷
Original assignee: Nippon Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】環境衛生上安全で運筆が滑らかで芯崩れがな
く、かつ、色が濃く美しい描き線が書ける鉛筆またはシ
ャープペンシルの芯を開発する。【解決手段】細孔中に油性物質を含む鉛筆またはシャ
ープペンシルの芯において、該油性物質として、スクア
レン、その部分水素添加物およびその完全水素添加物で
あるスクアランからなる群から選ばれる少なくとも１種
の化合物を使用する。芯から余分な上記スクアレン類を
分離、除去して得られるスクアレン類は物性変動が少な
く、何回も再利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉛筆またはシャープ
ペンシルの芯に関する。詳しくは、特定の油性物質を使
用することによって、運筆が滑らかで芯崩れがなく、か
つ、描き線の色が濃く美しい鉛筆またはシャープペンシ
ルの芯に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉛筆またはシャープペンシルの芯
は、黒鉛と粘土等の粘着剤を焼成して焼成体とするもの
や、黒鉛を炭化物で結合した結合体などがある。かかる
焼成体や結合体等には多数の細孔が存在し、かかる細孔
に油性物質を含浸させることにより、運筆を滑らかにし
たり、芯崩れの防止を図ることが行われる。従来、こう
した油性物質としては、ネオペンタン骨格を有する多価
アルコールと脂肪族カルボン酸の混合物（特開昭５５−
１５７６６９号公報）、スピンドルオイルやシリコーン
オイル（特開昭５５−２５３６８号公報）、アルファオ
レフィンオリゴマー（特開昭６３−１３５４６９号公
報）等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の多価アルコール
と脂肪族カルボン酸の混合物の場合は、これらの２つの
化合物の分離や酸化劣化の問題があり、スピンドルオイ
ルやシリコーンオイルを使用した場合は、運筆が滑らか
にならなかったり、芯の中への含浸の仕方にむらができ
るなどの欠点がある。

【０００４】また、アルファオレフィンオリゴマーを使
用した場合には、含まれている揮発成分により作業時に
引火の危険性があり、多量に吸収した場合には人体に対
する毒性等が問題になる。また、アルファオレフィンオ
リゴマー等の合成による高分子は広い分子量分布を有す
るので、細孔を有する芯に含浸させる場合、芯の奥の方
（中心付近）には分子量の小さい分子が集まり易く、逆
に表面には分子量の大きい分子が集まり易い。その結
果、芯の半径方向に油性物質の物性の差ができ、書き線
に濃淡ができるなどの恐れがある。

【０００５】本発明は、かかる欠点がなく、環境衛生上
安全で、運筆が滑らかで、芯崩れの少なく、かつ、紙等
に記載された描き線の色も濃く美しい鉛筆またはシャー
プペンシルの芯を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討の結
果、特定の油性物質を使用することにより上記目的を達
成できることを見いだし本発明を成すに到った。

【０００７】すなわち本発明は、細孔中に油性物質を含
む鉛筆またはシャープペンシルの芯において、該油性物
質が、スクアレン、その部分水素添加物およびその完全
水素添加物であるスクアランからなる群から選ばれる少
なくとも１種の化合物からなることを特徴とする鉛筆ま
たはシャープペンシルの芯である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。鉛筆またはシャープペンシルの芯は、黒鉛等の着色
剤と粘土等の粘着剤を配合し、焼成して焼成体とした芯
（以下「焼成体の芯」という）が代表的であるが、本発
明の鉛筆またはシャープペンシルの芯は焼成体に限ら
ず、着色剤を結着剤で固化してそのまま使用する芯（以
下「結着芯」という）も含む。なお、焼成体の芯はもち
ろん、結着芯も前記油性物質が含浸され得るような細孔
を有するものである。

【０００９】本発明はかかる焼成体の芯または結着芯に
含浸する油性物質として、スクアレン、その部分水素添
加物およびスクアランからなる群から選ばれる少なくと
も１種の化合物を使用する。

【００１０】本発明で使用するスクアレン（SQUALENE）
とは下記の一般式（１）で示される多不飽和化合物であ
る。

【００１１】

【化１】

【００１２】上記多不飽和化合物はオリーブ油、米ぬか
油、トウモロコシ油などの植物油および鶏肉、豚肉、一
般魚類などの動物油など各種動植物原料ならびに人体に
も微量含まれているのでこれから採取して使用すること
ができる。しかしながら、アイザメ、ユメザメ、ヘラツ
ノザメ、カスミザメ等の深海鮫の肝油に多量に含有され
ているため、これから採取して用いるのがよい。また、
イソプレン等から合成される合成スクアレンも使用し得
るが、好ましくは動植物由来の天然スクアレンである。
また、本発明においてはスクアレンの部分水素添加物も
用いることができ、好ましくは天然スクアレンの部分水
素添加物を用いることができる。

【００１３】本発明で使用するスクアランとは、上記ス
クアレンの完全水素添加物である。生体内からもスクア
ランは見いだされており、スクアレン同様スクアランも
また生体反応生成物とみなし得るといわれている。本発
明においてスクアランを使用する際には、天然スクアレ
ンの完全水素添加物を使用することが好ましい。これら
３種のスクアレン、その部分水素添加物およびその完全
水素添加物であるスクアランは適宜に混合して使用して
もよい。

【００１４】なお、前記水素添加化合物は、白金、プラ
チナ、コバルト、モリブデン、ニッケルまたはこれらの
混合物からなる金属触媒により常法に従い水素添加する
ことにより得るができる。特にヨウ素価（ｇ／１００
ｇ）が３．５以下のものは、酸化安定性が高く好ましく
使用できる。

【００１５】本発明においては、スクアレン、その部分
水素添加物およびスクアランからなる群から選ばれる少
なくとも１種の化合物（以下「スクアレン類」という）
の純度は高ければ高いほど好ましいが、一般的には８０
重量％程度のものまでは十分に使用にたえうる。

【００１６】前記のスクアレン類には、必要に応じて、
アルコール、セロソルブ、炭酸プロピレンといった両親
媒性の物質やショ糖脂肪酸エステルのような界面活性剤
等を配合し、着色剤との親和性をよくしたものを使用す
ることもできる。また、着色剤は、チタネート、シリケ
ートといったカップリング剤により処理されたものを使
用することができる。

【００１７】本発明において芯に使用する着色剤として
は、黒鉛、カーボンブラック、黒雲母、モリブデン硫化
物等を使用することができ、これらは針状、鱗状、球状
等いずれのものでも使用することができ、これらの中か
ら適宜選択して使用することが好ましい。

【００１８】本発明において焼成体の芯に使用する粘着
剤の例としては、粘土、コールタール、アスファルト、
ポリビニルアルコール、セルロース類、ポリスチレン、
アクリル樹脂、パラフィンワックス、天然ゴム、合成ゴ
ム等を挙げることができる。

【００１９】本発明において結着芯に使用される結着剤
の例としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を挙
げることができる。

【００２０】本発明においてこれらの粘着剤・結着剤
は、着色剤と共に混合され、押し出されて成形される。
前記の混合の際に、必要に応じて、水や有機溶媒を使用
することが好ましい。混合・成形装置としては２軸押出
機のような混合力の高いものを使用することが好まし
い。また、必要に応じて押し出しの前に予備混合をおこ
なってもよい。粘着剤・粘着剤と着色剤の比は特に限定
されないが、１：１０〜１０：１程度の範囲内で、芯の
用途によって適宜選択することが好ましい。

【００２１】本発明においては、芯の強度を挙げるため
や、芯の劣化を防ぐためや、書き線の色を改善するため
や、細孔を増やすため等に、シラン系、チタン系、マレ
イン酸系等のカップリング剤を配合したり、チタンウイ
スカー、炭酸カルシュウム、タルク、酸化珪素粉末等の
無機フィラー、各種酸化防止剤、劣化防止剤等を配合す
ることができる。

【００２２】粘着剤と着色剤の混合物は押し出し成形に
よって生芯（ここでいう「生芯」とは押し出しされてま
だ焼成されていない芯をいう）に成形される。この際の
生芯の太さはシャープペンシル用では通常０．１〜１．
０ｍｍ程度、鉛筆用では１．５〜２．５ｍｍ程度の太さ
に成形される。

【００２３】成形後、生芯は乾燥され、結着芯はそのま
まで製品となり、焼成体の芯は焼成されて製品となる。

【００２４】次に焼成体の芯の代表的な製造方法を挙げ
る。（イ）黒鉛・カーボンブラックを合成樹脂、有機溶剤、
可塑剤と共に混練し押し出し成形した生芯を３００℃で
８時間程度処理し、９００〜１２００℃で焼成する方
法。（ロ）黒鉛・カーボンブラックをコールタールピッチ、
アスファルトとともに押し出し成形し３００℃で８時間
程度処理し、１０００〜３０００℃で焼成する方法。（ハ）黒鉛をエポキシ樹脂のような熱硬化樹脂の初期縮
合物、親油性界面活性剤、ワックス、有機溶剤と共に混
練し、押し出し成形の後に硬化して８００〜１０００℃
で焼成する方法。（二）セルロースエーテルを水に溶解して、黒鉛・カー
ボンブラックと共に混練し押し出し成形した生芯を１０
００℃近辺で焼成する方法。（ホ）黒鉛とカーボンブラックを塩化ビニル樹脂、フタ
ル酸ジオクチルを３５０〜４００℃で処理し、微粉末と
した後、ポリビニルアルコール、アラビアゴム等の結着
剤と配合して混練し、生芯を成形する。その後９００〜
１２００℃で焼成する方法。

【００２５】焼成体の芯は生芯を焼成後、結着芯はその
ままでスクワレン類に浸漬するか、あるいは、上記の焼
成体の芯または結着芯にスクアレン類を塗布、吹き付け
等することにより、焼成体の芯または結着芯の細孔にス
クアレン類を充分に含浸させる。

【００２６】スクアレン類を含浸させる温度は、芯の種
類等により自由に変え得るが、一般的には５０〜２００
℃、好ましくは８０〜１５０℃により行われる。また含
浸の際には必要に応じて加圧・減圧することが好まし
い。

【００２７】スクアレン類を含浸させた後は、余分のス
クアレン類を除去することが必要である。除去の仕方は
任意である。例えば、紙や布で拭き取ってもよいが、好
ましくは遠心分離器によって余分のスクアレン類を分
離、除去するのがよい。この際の加速度は５０〜４００
００ｍ／ｓｅｃ² 程度まで使用でき、必要に応じて、減
圧にすることができる。時間は通常５秒から３０分程度
で行うことがよい。遠心分離後、スクアラン類が芯内に
３〜２５重量％程度、好ましくは、５〜２０重量％程度
残存しているように含浸するのが一般的である。この含
有量（％）は［（Ｘ−Ｙ）／Ｘ］×１００（Ｘ：含浸後
の芯の重量、Ｙ：含浸前の芯の重量）で示される。

【００２８】スクアレン類は分子量が一定なので、遠心
分離などにより分離、除去されたスクアレン類も分子量
が一定である。スクアレン類は劣化しにくく、かつ含浸
させた後、特定の成分だけが余分に残留するということ
がない。したがって分離、除去したスクアラン類は、濾
紙やフィルターを使用したり、減圧蒸留したり、または
これらを併用したりして芯の残査等の狭雑物、その他を
除去することによって容易に再利用することができる。

【００２９】結着芯の含浸の場合はもちろん、焼成体の
芯の含浸の場合でも装置汚れ等単なる濾過では除去し難
い不純物がスクアレン類中に混入することがある。この
ような場合には、濾過を併用するか、あるいは、濾過を
併用せずにスクアレン類を単独で蒸留することができ
る。蒸留は減圧で行うことが好ましく、減圧度は例えば
０．００１〜１０ｍｍＨｇ程度の範囲で行うことがで
き、蒸留温度は１５０〜２５０℃程度の範囲で行うこと
ができる。蒸留の際には必要に応じ、多段蒸留、水蒸気
蒸留を行ってもよい。

【００３０】なお、油性物質として例えば、アルファオ
レフィンオリゴマー、エチレン／アルファオレフィンオ
リゴマー等は通常は広い分子量分布を有する。これらの
広い分子量分布を有する油性物質を使用すると、焼成体
の芯や結着芯等に含浸する際に、細孔内へ浸透する油性
物質の分子量と浸透しないで細孔外に存在する油性物質
の分子量とに違いがでることが考えられる。何故ならば
細孔内への浸透の容易さは前記油性物質の分子量に依存
する可能性があるからである。前記オリゴマーは広い分
子量分布を有するので、実際に含浸したオリゴマーと残
余のオリゴマー（未含浸分）の分子量が異なる可能性が
あり、従って、再利用の回数の増大にしたがって油性物
質の物性変動を来す恐れがある。

【００３１】しかしながら、本発明で使用する油性物質
は分子量分布がなく、本質的に分子量が均一であり、上
記のような懸念がないので、繰り返し再利用しても物性
変動が少なく、何回も再利用できる。スクアレン類を再
利用することは、コスト削減、環境保全という観点か
ら、特に好ましい。

【００３２】分離、除去されたスクアレン類は、集めら
れて、芯からでた黒鉛やカーボンブラック、粘着剤等の
かすを沈澱させ、さらに濾過する。この濾過により前記
のかすが除去される。かすを取り除いたスクアレン類
は、そのままで、あるいは、新しいスクアレン類を加え
て再び芯の含浸に再利用する。

【００３３】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳しく説明
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。（実施例１）粘着剤、着色剤などを表１の生芯Ａの欄に
示す配合で配合し、ミキサーで予備混合した後、３本ロ
ールで更に混合した後、押出し成形して生芯Ａを成形し
た。この生芯Ａを３００℃で１時間乾燥した。その後１
１００℃で焼成して、太さ０．５ｍｍのシャープペンシ
ル用芯と相当の焼成体の芯Ａを作った。この焼成体の芯
Ａを、８０℃に加熱した油性物質［深海ザメから採取さ
れたスクアレンを完全水素添加して得られたスクアラ
ン］（油性物質１）に浸漬し、その後遠心分離（加速度
２００ｍ／ｓｅｃ² ）により余分な油性物質を分離、除
去した。油性物質の含浸量は約１４重量％であった。こ
のようにして製造した芯について、曲げ強度を評価し
た。さらに、市販のシャープペンシルをセットして、一
定荷重をかけて、製図用のケント紙の上に線を引き、そ
の際の芯の崩れ、書き線の濃度、書き味を評価した結果
を表３、表４に示す。

【００３４】（実施例２〜６）実施例１と同様にして、
粘着剤、着色剤などを表１および表２に示す配合で配合
して生芯Ｂ〜Ｆを成形し、この生芯Ｂ〜Ｆを３００℃で
１時間乾燥し、その後１１００℃で焼成して、太さ０．
５ｍｍのシャープペンシル用芯と相当の焼成体の芯Ｂ〜
Ｆを作った。この焼成体の芯Ｂ〜Ｆを、実施例１と同様
にして、８０℃に加熱した油性物質［深海ザメから採取
されたスクアレンを完全水素添加して得られたスクアラ
ン］（油性物質１）に浸漬し、その後遠心分離により余
分な油性物質を分離、除去した。このようにして製造し
た芯について、曲げ強度を評価した。さらに、市販のシ
ャープペンシルをセットして、一定荷重をかけて、製図
用のケント紙の上に線を引き、その際の芯の崩れ、書き
線の濃度、書き味を評価した結果を表３、表４に示す。

【００３５】（実施例７）実施例１と同様にして作った
芯Ａを、８０℃に加熱した油性物質［スクアレン：深海
ザメから採取されたもの］（油性物質２）に浸漬し、そ
の後実施例１と同様にして、遠心分離により余分な油性
物質を分離、除去した。油性物質の含浸量は約１４重量
％であった。このようにして製造した芯について、曲げ
強度を評価した。さらに、市販のシャープペンシルをセ
ットして、一定荷重をかけて、製図用のケント紙の上に
線を引き、その際の芯の崩れ、書き線の濃度、書き味を
評価した結果を表３、表４に示す。

【００３６】（実施例８）実施例１と同様にして作った
芯Ａを、８０℃に加熱した油性物質［前記スクアレンに
しょ糖脂肪酸エステル（５重量％）配合したもの］（油
性物質３）に浸漬し、その後実施例１と同様にして、遠
心分離により余分な油性物質を分離、除去した。油性物
質の含浸量は約１４重量％であった。このようにして製
造した芯について、曲げ強度を評価した。さらに、市販
のシャープペンシルをセットして、一定荷重をかけて、
製図用のケント紙の上に線を引き、その際の芯の崩れ、
書き線の濃度、書き味を評価した結果を表３、表４に示
す。

【００３７】（比較例１）粘着剤、着色剤などを表１の
生芯Ａの欄に示す配合で配合し、ミキサーで予備混合し
た後、３本ロールで更に混合した後、押出し成形して生
芯Ａを成形した。この生芯Ａを３００℃で１時間乾燥し
た。その後１１００℃で焼成して、太さ０．５ｍｍのシ
ャープペンシル用芯と相当の焼成体の芯Ａを作った。芯
Ａに油性物質を含浸しなかった。このようにして製造し
た芯Ａについて、曲げ強度を評価した。さらに、市販の
シャープペンシルをセットして、一定荷重をかけて、製
図用のケント紙の上に線を引き、その際の芯の崩れ、書
き線の濃度、書き味を評価した結果を表３、表４に示
す。

【００３８】（比較例２）実施例１と同様にして作った
芯Ａを、８０℃に加熱した油性物質［シリコーンオイ
ル］に浸漬し、その後実施例１と同様にして、遠心分離
により余分な油性物質を分離、除去した。油性物質の含
有量は約１４重量％であった。このようにして製造した
芯について、曲げ強度を評価した。さらに、市販のシャ
ープペンシルをセットして、一定荷重をかけて、製図用
のケント紙の上に線を引き、その際の芯の崩れ、書き線
の濃度、書き味を評価した結果を表３、表４に示す。

【００３９】（比較例３）実施例１と同様にして作った
芯Ａを、８０℃に加熱した油性物質［エチレン−アルフ
ァオレフィンオリゴマー（数平均分子量Ｍｎ＝４０
３）］に浸漬し、その後実施例１と同様にして、遠心分
離により余分な油性物質を分離、除去した。油性物質の
含浸量は約１４重量％であった。このようにして製造し
た芯について、曲げ強度を評価した。さらに、市販のシ
ャープペンシルをセットして、一定荷重をかけて、製図
用のケント紙の上に線を引き、その際の芯の崩れ、書き
線の濃度、書き味を評価した結果を表３、表４に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】

【表３】

【００４３】

【表４】

【００４４】表１〜４から、実施例１〜８の本発明の芯
は、運筆が滑らかで、強度があり、芯崩れがなく、色が
濃く美しい描き線が書けることが判る。一方、比較例１
〜３の芯は、運筆が普通〜悪であり、強度がやや弱く、
芯崩れがあり、描き線は濃淡があり美しい描き線が書け
ない。

【００４５】（実施例９）実施例１〜６で遠心分離（加
速度２００ｍ／ｓｅｃ² ）して分離、除去した油性物質
［スクアラン］を回収した。油性物質に含まれる芯のか
すを沈澱させ、上澄みを濾紙を使用して吸引濾過した。
このようにして濾過した油性物質［スクアラン］の外観
を目視したところ、何等の変化もなく、粘性の変化もな
かった。前記の生芯Ａおよび生芯Ｂから作った太さ０．
５ｍｍのシャープペンシル用芯と相当の焼成体の芯Ａお
よび芯Ｂを、前記の濾過して得られた油性物質［スクア
ラン］に実施例１と同様にして、浸漬し、その後遠心分
離により余分な油性物質を分離、除去して製造した芯を
用い、この芯の強度、芯の崩れ、書き線の濃度、書き味
について調べた結果、新品の油性物質［スクアラン］を
使用した場合と何等遜色のないものであった。

【００４６】（比較例４）比較例３に使用し、遠心分離
により分離、除去した油性物質［エチレン−アルファオ
レフィンオリゴマー］を回収した。芯のかすを沈澱させ
上澄みを濾紙を使用して吸引濾過した。このようにして
濾過した油性物質の外観を目視したところ変化がみら
れ、粘性が上昇していた。前記の生芯Ａおよび生芯Ｂか
ら作った太さ０．５ｍｍのシャープペンシル用芯と相当
の焼成体の芯Ａおよび芯Ｂを、前記の濾過して得られた
油性物質［エチレン−アルファオレフィンオリゴマー］
に実施例１と同様にして、浸漬し、その後遠心分離によ
り余分な油性物質を分離、除去して製造した芯を用い、
この芯の強度、芯の崩れ、書き線の濃度、書き味につい
て調べた結果、濃淡に差が生じ、書き味が比較例３の芯
より悪化していることが判った。

【００４７】

【発明の効果】本発明の鉛筆またはシャープペンシルの
芯は、細孔中に油性物質を含む鉛筆またはシャープペン
シルの芯であって、該油性物質として、スクアレン、そ
の部分水素添加物およびその完全水素添加物であるスク
アランからなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物
を用いることを特徴とするものであり、環境衛生上安全
で運筆が滑らかで芯崩れがなく、かつ、色が濃く美しい
描き線が書ける。また、本発明の鉛筆またはシャープペ
ンシルの芯は、崩れが少なく、色が濃いので通常の筆記
のみならずマークシートの記入等にも最適である。さら
に、スクアレン類は、含浸量が充分であると共に、分子
量が一定であるので、スクアレン類に浸漬した芯から余
分なスクアレン類を分離、除去して得られるスクアレン
類は物性変動が少なく、何回も再利用でき、コスト削減
ができるとともに、環境保全にも大いに寄与する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】細孔中に油性物質を含む鉛筆またはシャ
ープペンシルの芯において、該油性物質が、スクアレ
ン、その部分水素添加物およびその完全水素添加物であ
るスクアランからなる群から選ばれる少なくとも１種の
化合物からなることを特徴とする鉛筆またはシャープペ
ンシルの芯。