JP6157728B2 - 筆記、製図及び／又は図画の用具用の芯並びに当該芯の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ポリマーバインダーをベースとする筆記、製図及び／又は図画の用具用の芯、並びに当該芯の製造方法に関する。
製図、筆記及び／又は図画のための原油由来のポリマーをベースとするポリマー芯は、基本的に知られている。
筆記、製図及び／又は図画のためのカラーベース及びグラファイトベースのポリマー結合型の芯とは、一方では、木材又は他の削られることができる材料中にしっかり固定して組み込まれている芯を意味し、かつ他方では、耐曲げ性のケースに繰り出せるようにしまわれている芯を意味する。これらの例は、木製の鉛筆及びシャープペンシル、例えばいわゆるノック式ペンシル又はドロップ式ペンシル(Fallstifte)用の芯である。この場合、これらの芯は、通常、約０．３ｍｍ〜６ｍｍの範囲の外径を有する。
このように、例えばポリマー結合型の色芯及びグラファイト芯は、ＷＯ２０１０／００６７４２Ａ１から公知である。この種の芯は、ポリマーバインダー、ワックス、パーム油及びフィラーを含有する。
この種の芯の欠点は、たいていのポリマー芯が原油製品をベースにして作り上げられており、それゆえ石油の価格と利用可能性に直接依存していることである。さらに、原油由来のポリマーをベースにして製造される芯は、天然に存在する非再生可能資源を使うことが欠点とみなされる。そのため、再生可能な原料をベースとするポリマー製ペンシル芯の環境にやさしい製造は可能ではない。
この種の芯の欠点は、たいていのポリマー芯が原油製品をベースにして作り上げられており、それゆえ石油の価格と利用可能性に直接依存していることである。さらに、原油由来のポリマーをベースにして製造される芯は、天然に存在する非再生可能資源を使うことが欠点とみなされる。そのため、再生可能な原料をベースとするポリマー製ペンシル芯の環境にやさしい製造は可能ではない。
さらに、ポリマー結合型の色芯及びグラファイト芯は、ＵＳ２９８８７８４Ａから公知である。この種の芯は、セルロースエステル、殊に酢酸セルロースをベースとするポリマーバインダー、ワックス及びフィラーを含有する。この種の芯の欠点は、たしかに、芯は天然原料から作り上げられており、それゆえ完全に分解され得るものの、しかしながら、それらは大部分が天然に存在する原料木材から成ることである。とはいっても、木材の高い需要によって、高品質の木材を調達することは、ますます困難かつ高価になってきている。加えて、天然の木材の存在がより少なくなっているために、セルロースエステルを用いたペンシル芯の製造が強い負荷をかける。
それゆえ、本発明の課題は、前述の欠点を有さず、かつ、殊に原油に依存せず、純粋に再生可能及び分解可能なバインダー／ポリマーから製造されることができる、筆記、製図及び／又は図画のための芯を、主要な特性、例えば芯の被削性(Spitzbarkeit)、着色性、強度、引いた線の隠蔽性(Deckkraft des Abstriches)及び消去性を失わずに作り出すことである。
この課題は、原油ベースのポリマーをポリラクチドで置き換えることによって解決される。それにともない、筆記、製図及び／又は図画の用具用の、殊に鉛筆又は色鉛筆用のポリマー結合型の芯であって、少なくとも１種のバインダー、少なくとも１種のワックス、少なくとも１種の着色剤及び少なくとも１種のフィラーを含有し、ここで、バインダーとしてポリラクチドを含有する芯を作り出した。
ポリラクチドの同義語は、ポリ乳酸又はそれにＰＬＡである。頻繁に使用される短縮形のＰＬＡは、英語表記のｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄに由来する。
意想外にも、原油に依存したポリマーの代わりにポリラクチドを用いることによって、例えば芯の被削性、着色性、強度、引いた線の隠蔽性及び消去性などの特性が損なわれないことがわかったが、かかるポリラクチドの製造は、原油に依存していない。このことによって、芯の製造費は、原油の価格と利用可能性に依存しなくなる。そのほかに、このようにして製造された芯は、より素早く分解可能であり、かつ製造に際して、天然に存在する非再生可能資源が節約される。
芯組成物中でのポリラクチド割合は、１０〜６０質量％の範囲に、有利には１０〜４０質量％の範囲に、特に有利には１０〜２５質量％の範囲にある。
ポリマー結合型の芯が、
ポリラクチド１０〜６０質量％、
ワックス２〜２５質量％、
フィラー１５〜７０質量％、
パーム油０〜５質量％、
着色剤０〜３０質量％
を含有する場合に好ましいことがわかった。
ポリラクチド１０〜６０質量％、
ワックス２〜２５質量％、
フィラー１５〜７０質量％、
パーム油０〜５質量％、
着色剤０〜３０質量％
を含有する場合に好ましいことがわかった。
少なくとも１種のワックスが、脂肪酸、ステアレート、モンタンワックス、アミドワックス及びパラフィンを含む群からの少なくとも１種である場合に有利であることがわかった。２種以上のワックスの混合物も使用可能である。
ここで、特に有利なのは、少なくとも１種のワックスが、ステアリン酸カルシウム及び／又はエチレンビスステアリン酸アミド（ＥＢＳ）の場合である。
エチレンビスステアリン酸アミド（ＥＢＳ）を用いた場合の非常に良好な結果が、色芯の場合に得られた。鉛筆芯においてはステアリン酸カルシウムを使用した場合、非常に良好な結果が得られた。
エチレンビスステアリン酸アミド（ＥＢＳ）を用いた場合の非常に良好な結果が、色芯の場合に得られた。鉛筆芯においてはステアリン酸カルシウムを使用した場合、非常に良好な結果が得られた。
好ましくは、少なくとも１種のフィラーは、グラファイト、六方晶窒化ホウ素、層状ケイ酸塩、チョーク、重晶石、有彩顔料及び／又は無彩顔料を含む群の少なくとも１種のフィラーである。
鉛筆芯については、この場合、殊にグラファイト又はグラファイトをカーボンブラックと組み合わせたものが着色フィラーとして有利である。色鉛筆芯については、白色フィラー又は無色フィラー、例えば六方晶窒化ホウ素、層状ケイ酸塩などと、着色顔料、例えばアゾ顔料、フタロシアニン類、ジオキサジン類、キナクリドン類、酸化鉄、カーボンブラック、グラファイト、ウルトラマリン、鉄シアノ錯体との組合せ物が有利であることがわかった。
鉛筆芯のための有利な組成物は、
ポリラクチド１０〜６０質量％、
ワックス２〜２５質量％、
パーム油０〜５質量％、
残分のグラファイト
を含有する。
ポリラクチド１０〜６０質量％、
ワックス２〜２５質量％、
パーム油０〜５質量％、
残分のグラファイト
を含有する。
殊に鉛筆芯は、
ポリラクチド１０〜２５質量％、
ワックス５〜１５質量％、
パーム油０．１〜２．５質量％、
残分のグラファイト
を含有する。
ポリラクチド１０〜２５質量％、
ワックス５〜１５質量％、
パーム油０．１〜２．５質量％、
残分のグラファイト
を含有する。
例示的に挙げられる鉛筆芯のための配合物は、
ポリラクチド２０質量％、
ステアリン酸カルシウム９質量％、
パーム油１質量％、
残分のグラファイト
を含有する。
ポリラクチド２０質量％、
ステアリン酸カルシウム９質量％、
パーム油１質量％、
残分のグラファイト
を含有する。
鉛筆芯のための更なる配合物の例は、以下の組成：
ポリラクチド３８質量％、
ステアリン酸カルシウム７質量％、
エチレンビスステアリン酸アミド５質量％、
パーム油１質量％、
残分のグラファイト
であってよい。
ポリラクチド３８質量％、
ステアリン酸カルシウム７質量％、
エチレンビスステアリン酸アミド５質量％、
パーム油１質量％、
残分のグラファイト
であってよい。
鉛筆芯用の着色剤として、前記例に示したようにグラファイトを用いる。しかしながら、同様にグラファイトとカーボンブラックとの組合せ物を用いてもよい。
色鉛筆芯のための組成物は、
ポリラクチド１０〜６０質量％、
ワックス２〜２５質量％、
着色剤１〜３０質量％、
残分のフィラー
を含有する。
ポリラクチド１０〜６０質量％、
ワックス２〜２５質量％、
着色剤１〜３０質量％、
残分のフィラー
を含有する。
殊に色鉛筆芯は、
ポリラクチド１０〜２５質量％、
ワックス１０〜２０質量％、
着色剤２〜２０質量％、
残分のフィラー
を含有する。
ポリラクチド１０〜２５質量％、
ワックス１０〜２０質量％、
着色剤２〜２０質量％、
残分のフィラー
を含有する。
色鉛筆芯のための例示的な配合物は、
ポリラクチド１５質量％、
エチレンビスステアリン酸アミド１３質量％、
顔料７質量％
フィラー６５質量％
を含有する。
ポリラクチド１５質量％、
エチレンビスステアリン酸アミド１３質量％、
顔料７質量％
フィラー６５質量％
を含有する。
色芯の場合の着色剤として、有彩顔料及び／又は無彩顔料を用いてよい。この種の顔料の例として、アゾ顔料、フタロシアニン類、ジオキサジン類、キナクリドン類、酸化鉄、カーボンブラック、グラファイト、ウルトラマリン及び鉄シアノ錯体が挙げられる。
本発明によるポリマー結合型の芯の製造方法として、押出法が有利であることがわかった。
本発明による芯を、殊に、以下に説明した工程の実施下で製造する：
− 芯の全ての配合成分を混合して粒状化し、芯の粒状体を形成する工程、
− この芯の粒状体を、押出機で１２０〜２００℃の範囲の温度にて適したダイを通して押し出し、芯の連続ストランドを形成する工程、
− この芯の連続ストランドを冷却して固化する工程、及び
− この芯の連続ストランドを、最終長さに、殊に必要なペンシル芯長さに切断する工程。
− 芯の全ての配合成分を混合して粒状化し、芯の粒状体を形成する工程、
− この芯の粒状体を、押出機で１２０〜２００℃の範囲の温度にて適したダイを通して押し出し、芯の連続ストランドを形成する工程、
− この芯の連続ストランドを冷却して固化する工程、及び
− この芯の連続ストランドを、最終長さに、殊に必要なペンシル芯長さに切断する工程。
押出ヘッドに応じて、芯の断面は、任意の形状―丸形、角形又はそれらが組み合わさった形状をとってよい。さらに、多重共押出により様々の芯配合物を１個の押出ヘッドにおいて結合して多成分の芯にすることが可能である。
そのうえまた、芯の粒状体は、他のポリマー結合型の材料との適した共押出法によって完全なペンシル芯へと押し出しすることができる。
Claims (11)
- 筆記、製図及び／又は図画の用具用の、殊に鉛筆又は色鉛筆用の、少なくとも１種のバインダー、少なくとも１種のワックス、少なくとも１種の着色剤及び少なくとも１種のフィラーを含有するポリマー結合型の芯において、前記芯が、バインダーとしてポリラクチドを含有することを特徴とする、前記芯。
- 前記少なくとも１種のバインダーが、ポリラクチド１０〜６０質量％、有利にはポリラクチド１０〜４０質量％、又は特に有利にはポリラクチド１０〜２５質量％から形成されていることを特徴とする、請求項１記載の芯。
- 前記芯が、
ポリラクチド１０〜６０質量％、
ワックス２〜２５質量％、
フィラー１５〜７０質量％、
パーム油０〜５質量％、
着色剤０〜３０質量％
を含有することを特徴とする、請求項１又は２記載の芯。 - 前記少なくとも１種のワックスが、脂肪酸、ステアレート、モンタンワックス、アミドワックス及びパラフィンを含む群の少なくとも１種から形成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の芯。
- 前記ワックスが、エチレンビスステアリン酸アミド（ＥＢＳ）及び／又はステアリン酸カルシウムとして存在することを特徴とする、請求項１、３又は４記載の芯。
- 前記少なくとも１種のフィラーが、グラファイト、六方晶窒化ホウ素、層状ケイ酸塩、チョーク及び重晶石を含む群からの少なくとも１種のフィラーを含有することを特徴とする、請求項１又は３記載の芯。
- 前記芯が、鉛筆芯であり、かつ
ポリラクチド１０〜６０質量％、
ワックス２〜２５質量％、
パーム油０〜５質量％、
残分のグラファイト
を含有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の芯。 - 前記芯が、鉛筆芯であり、かつ
ポリラクチド１５〜２５質量％、
ワックス５〜１５質量％、
パーム油０．１〜２．５質量％、
残分のグラファイト
を含有することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の芯。 - 前記芯が、色鉛筆芯であり、かつ
ポリラクチド１０〜６０質量％、
ワックス２〜２５質量％、
着色剤１〜３０質量％、
残分のフィラー
を含有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の芯。 - 前記芯が、色鉛筆芯であり、かつ
ポリラクチド１０〜２５質量％、
ワックス１０〜２０質量％、
着色剤２〜２０質量％、
残分のフィラー
を含有することを特徴とする、請求項９記載の芯。 - ポリマー結合型の芯が押出成形によって形成されることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載のポリマー結合型の芯の製造方法。
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