JP4784313B2 - 鉛筆芯研磨器 - Google Patents

Description

本発明は、鉛筆芯研磨器に関するものであり、特にＪＩＳ Ｋ５４００、およびＪＩＳ Ｋ５６００記載の鉛筆引っかき試験で使用する鉛筆についての鉛筆芯研磨器に関するものである。

塗膜の引っかき耐性を調べる上で用いられているＪＩＳ Ｋ５４００、および ＪＩＳ Ｋ５６００記載の鉛筆引っかき試験に用いられる鉛筆は、芯の形状が円柱状であり、鉛筆芯の長さが規定の範囲に収まっている必要がある。また、鉛筆芯先端が平らで角が鋭くなるように研磨する必要がある。

従来、規格に適した鉛筆を得るために、まず、一定量芯のみを残すように木部を削り、次いで、人が鉛筆を持ち、平らな面に置いた研磨紙に鉛筆芯を垂直に当てながら円を描くように研いでいた。

しかしながら、人が研磨紙を用いて研磨する場合、垂直は目視によって確認をするので、研磨毎に鉛筆芯先端の形状にバラツキが起こるという問題があった。特に、鉛筆芯先端角における曲率半径の研磨毎のバラツキが大きくなるという問題があった。このため、再現性良く鉛筆引っかき試験を行うことは難しく、塗膜の引っかき耐性を正当に評価することは困難であった。

通常、鉛筆芯を研磨する場合、鉛筆側面を削る。（特許文献１参照）しかし、ＪＩＳ Ｋ５４００、および ＪＩＳ Ｋ５６００記載の鉛筆引っかき試験のための鉛筆は、上記のように鉛筆の状態が規定されているので、これに適した鉛筆は上述の方法では再現性良く得ることは出来ない。
特開平６−２１９０９５号公報

そこで、本発明は鉛筆引っかき試験に用いる鉛筆の鉛筆芯先端角における曲率半径の研磨毎のバラツキが大きくなる問題を解決するためになされたものであり、再現性良く同形の鉛筆芯先端角を得ることのできる鉛筆芯研磨器を提供することを目的とする。

請求項１に記載の本発明は、鉛筆引っかき試験で使用する芯の形状が円柱状の鉛筆の芯先端を平らにするための鉛筆芯研磨器であって、該鉛筆研磨器は鉛筆固定部と研磨機構部からなり、
前記鉛筆固定部は、底板と、
前記底板に固定されており、鉛筆を乗せる６０度の角度の溝を有する下部鉛筆保持部位と、
前記下部鉛筆保持部位に乗せた鉛筆を押さえる上部鉛筆保持部位と、
前記下部鉛筆保持部位と前記上部鉛筆保持部位とを固定する固定ネジと、
前記底板に固定されており、前記研磨機構部の移動を制限するストッパーとからなり、
かつ、前記下部鉛筆保持部位と前記上部鉛筆保持部位と前記固定ネジとは前記底板上の２箇所に設けられており、
前記研磨機構部は可動部に研磨部を装着してなり、
かつ、前記研磨部はＪＩＳ Ｒ６２５２に規定する４００番の研磨紙またはＰ１０００の研磨紙から選択されるものであり、
前記可動部はＬ字型形状であり、前記研磨部が前記底板の底板上面に対して垂直に位置するように設けられ、
前記ストッパーはＬ字型形状であり、該ストッパーの上部面および該ストッパーの下部面が前記底板の底板上面に対して垂直に位置するように設けられ、
前記鉛筆固定部に保持される鉛筆の軸方向と前記底板の底板上面は平行の関係であり、
前記鉛筆固定部に保持される鉛筆の軸方向と前記ストッパーの上部面は垂直の関係であり、
前記鉛筆固定部に保持される鉛筆の軸方向と前記可動部の上部面は垂直の関係であり、
前記ストッパーの上部面と前記可動部の上部面とが接触することにより鉛筆の研磨が終了することを特徴とする鉛筆芯研磨器である。

本発明により、鉛筆芯先端角における曲率半径の研磨毎のバラツキを小さくすることが出来る。つまり、鉛筆引っかき試験に用いるための鉛筆を一定の形状で用意することが出来る。このため、鉛筆引っかき試験の再現性が向上し、塗膜の引っかき耐性を正当に評価することが可能となる。

本発明の鉛筆芯研磨器の一例を、図１を基にして説明する。

本発明の鉛筆芯研磨器を示す。２１〜２５のパーツから成る鉛筆固定部２０、および３０〜３１のパーツから成る研磨機構部３０から成る。

鉛筆固定部２０の一例を詳細に示す。
鉛筆固定部２０は、底板２１に、鉛筆１０を乗せる溝を有する下部鉛筆保持部位２２、そして下部鉛筆保持部位２２に乗せた鉛筆を動かないよう押さえる上部鉛筆保持部位２４と、下部鉛筆保持部位２２と上部鉛筆保持部位２４を固定する固定ネジ２５、および鉛筆１０の芯の先端と研磨機構部３０を直角に当て、研磨による研磨機構部３０の移動を制限するストッパー２３から成る。下部鉛筆保持部位２２、ストッパー２３は底板２１に固定されている。なお、鉛筆をしっかりと固定させるため、下部鉛筆保持部位２２、上部鉛筆保持部位２４、固定ネジ２５を図１に示すように、２箇所に設置した。

鉛筆固定部２０を構成するそれぞれの部材の材料としては、アクリルやポリカーボネイト等のプラスチック、および金属、木材を用いることが出来る。

鉛筆固定部２０は、鉛筆が固定できればどのような構造でも良い。例えば、鉛筆保持部に鉛筆の径よりも大きな孔をあけ、その孔に通した鉛筆を、孔の中心に向かって伸びるネジにより固定する構造でも良い。また、鉛筆を固定する箇所は、鉛筆の長さ方向について、２箇所以上が望ましい。

次に、研磨機構部３０の詳細を示す。研磨機構部３０は、可動部３１に研磨部３２を装着して成る。

可動部３１の材料としては、アクリルやポリカーボネイト等のプラスチック、および金属、木材を用いることが出来る。

研磨部３２に用いる研磨紙としては、ＪＩＳ Ｋ５４００試験の場合は、ＪＩＳ Ｒ６２５２に規定する４００番の研磨紙、ＪＩＳ Ｋ５６００試験の場合は規格で定められている３Ｍ−Ｐ１０００を用いることが出来る。

研磨部３２は鉛筆芯で汚染されるため、容易に交換できるような構成にすることが望ましい。例えば、研磨部３２は両面テープで可動部３１に貼り付けてもよい。

鉛筆１０の軸方向と研磨機構部３０の研磨部３２は互いに垂直の位置を保つように設けられる。このため、鉛筆固定部２０の底板２１、ストッパー２３と研磨機構部３０の可動部３１は以下のように設けられる。

可動部３１はＬ字型であり、研磨部３２が底板２１の底板上面ｃに対して垂直に位置するように設ける。

また、ストッパー２３はＬ字型であり、ストッパー上部面ａ、ストッパー下部面ｃが底板２１の底板上面ｃに対して垂直に位置するように設ける。

また、鉛筆固定部２０によって保持された鉛筆１０の軸方向と底板上面ｃは平行の関係であり、鉛筆１０の軸方向とストッパー上部面ａは垂直の関係であり、鉛筆１０の軸方向と可動部上部面ｂは垂直の関係である。研磨の際もこの位置関係を保てるように、底板２１上に可動部３１のためのアライメントマークを設けても良い。

研磨終了時には、ストッパー上部面ａと可動部上部面ｂが垂直の位置関係を保ったまま接触する。このため、ストッパー上部面ａと可動部上部面ｂは水平であり、歪みなく両面が接触する。これにより、ストッパー上部面ａと可動部上部面ｂに対して、垂直である鉛筆芯もまた垂直に研磨することが出来、鉛筆芯先端角における曲率半径の研磨毎のバラツキを小さくすることが出来る。また、所定の長さで研磨を完了することが出来る。

また、ストッパー上部面ａと可動部上部面ｂが接触して研磨が終了するためには、ストッパー下部面ｄと可動部下部面ｅは接触しないことが望ましい。

次に、本発明の鉛筆芯研磨器の使用方法の詳細を示す。
鉛筆芯の先端をストッパー上部面ａから研磨する分だけ出た状態で、鉛筆１０を鉛筆固定部２０に固定する。

その後、可動部３１に装着した研磨部３２を、鉛筆芯に鉛筆の軸に対して垂直に押し当てながら、例えば左右に動かすことにより、鉛筆芯を研磨する。このとき、可動部上部面ｂと鉛筆の軸方向が常に垂直の関係にあるように底板２１上のアライメントマークを参照してもよい。

ストッパー上部面ａと可動部上部面ｂが水平に接触し、鉛筆芯の研磨される手ごたえがなくなった時点で研磨を終了する。

研磨を行う時、鉛筆の軸方向と可動部上部面ｂが垂直の関係であれば、可動させるのは、鉛筆固定部１０と研磨機構部３０の一方、または両方であってもよい。例えば、研磨部３２を底板２１に固定し、鉛筆固定部２０を可動にする構成であってもよい。

まず、厚さ１０ｍｍのステンレス板を用いて、図１に示す鉛筆芯研磨器を作製した。下部鉛筆保持部位には、鉛筆軸の六角形の形状に合うよう、６０°の角度で三角形の溝を設け、この溝に鉛筆はめ込むようにし、上部鉛筆保持部位を用い、ネジ止めすることにより鉛筆の固定を行った。また、可動部には両面テープを用いてＪＩＳ Ｒ６２５２に規定する４００番の紙やすりを貼り付けた。

次に、円柱状に芯を出した３Ｈの鉛筆を、上記鉛筆用冶具を用い、鉛筆芯長さが３ｍｍになるよう先端研磨した。この方法で五本の鉛筆の芯を研磨した。

次に、得られた五本の鉛筆の鉛筆芯先端の曲率半径を測定した。

ここで、曲率半径は以下の方法で求めたものと定めた。まず、レーザー顕微鏡（オリンパス製、ＯＬＳ１１００）を用いて、研磨した鉛筆芯先端の角のプロファイルを取った。次に、図２に示すように、鉛筆芯先端の研磨面Ａと円柱状に出した鉛筆芯の側面Ｂとが接する鉛筆５０μｍ幅内の円弧を測定した。前記円弧の形状を座標データとして抽出し、円の方程式にフィッテイングを行うことにより曲率半径を求めた。

五本の鉛筆それぞれに対して曲率半径を得た。結果を図３に示す。

次に、ＪＩＳ Ｋ５４００に規定された鉛筆引っかき試験を行い、試験再現性を確認した。

試料は、８０μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）上に、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）を５μｍ程度塗布したものを用いた。ＰＭＭＡ塗布面に対し、研磨を行った鉛筆の研磨面と逆側から角度４５度、１０００±５０ｇｆの荷重を印加し、鉛筆引っかき試験を行った。鉛筆引っかき試験は、５０ｍｍ×６０ｍｍのシートの中央部分に、長さ３０ｍｍの引っかきを、５ｍｍ間隔で５回行い、試験片の面に４５度の角度から目視でキズの有無を確認した。５本引掻いた内、キズのつかなかった回数ｘを数え、ｘ／５と評価した。

五回試験を行い、塗膜の耐性を検査した。結果を表１に示す。

＜比較例＞
３Ｈの鉛筆について、鉛筆芯研磨器を用いず、鉛筆を持ち、平らな面に置いたＪＩＳ Ｒ６２５２に規定する４００番の紙やすりに鉛筆芯を目視で垂直に当てながら、鉛筆芯の長さが３ｍｍになるよう、円を描くように、鉛筆芯の先端を研磨した。この方法で五本の鉛筆の芯を研磨した。

実施例と同様に、得られた五本の鉛筆の鉛筆芯先端の曲率半径を測定した。五本の鉛筆それぞれに対して曲率半径を得た。結果を図３に示す。

実施例と同様に、ＪＩＳ Ｋ５４００に規定された鉛筆引っかき試験を行い、試験再現性を確認した。五回試験を行い、塗膜の耐性を検査した。結果を表１に示す。

＜評価＞
図３より、従来の研磨方法で鉛筆芯先端の研磨を行った鉛筆と比較すると、本発明の鉛筆芯研磨器を用いて芯先端の研磨を行った鉛筆芯先端の曲率半径はバラツキが小さいことが確認された。

キズのつかなかった回数ｘを数え、ｘ／５と評価する。３／５以上であれば、使用した鉛筆硬さに対し、塗膜の耐性があるものと判断する。

また表１より、従来の研磨方法で鉛筆芯先端の研磨した鉛筆を用いて行った引っかき試験は、引っかき耐性の合否が混在しており、この状態で試料の鉛筆引っかき耐性を評価するのは精度が低いため不可能であった。しかし、本発明の鉛筆芯研磨器を用いて芯先端の研磨を行った鉛筆を用いて行った引っかき試験結果は、引っかき耐性の合否が混在しておらず、引っかき試験の再現性が向上したことが確認された。

本発明の鉛筆芯研磨器は、鉛筆芯先端形状の安定化を可能にするため、鉛筆引っかき試験などの精度向上に利用できる。

本発明による鉛筆芯研磨器の概略図であり、（ａ）側面図、（ｂ）正面図である。 鉛筆芯先端の角の曲率半径の求め方を説明するための概略図であり、（ａ）概観図、（ｂ）拡大図である。 従来法と本発明の鉛筆芯研磨器で研磨した鉛筆の芯の先端角の曲率半径をプロットしたグラフである。

符号の説明

１０…鉛筆
２０…鉛筆固定部
２１…底板
２２…下部鉛筆保持部位
２３…ストッパー
２４…上部鉛筆保持部位
２５…固定ネジ
３０…研磨機構部
３１…可動部
３２…研磨部
ａ…ストッパー上部面
ｂ…可動部上部面
ｃ…底板上面
ｄ…ストッパー下部面
ｅ…可動部下部面
Ａ…鉛筆芯先端研磨面
Ｂ…鉛筆芯側面

Claims (1)

1. 鉛筆引っかき試験で使用する芯の形状が円柱状の鉛筆の芯先端を平らにするための鉛筆芯研磨器であって、該鉛筆研磨器は鉛筆固定部と研磨機構部からなり、
   前記鉛筆固定部は、底板と、
   前記底板に固定されており、鉛筆を乗せる６０度の角度の溝を有する下部鉛筆保持部位と、
   前記下部鉛筆保持部位に乗せた鉛筆を押さえる上部鉛筆保持部位と、
   前記下部鉛筆保持部位と前記上部鉛筆保持部位とを固定する固定ネジと、
   前記底板に固定されており、前記研磨機構部の移動を制限するストッパーとからなり、
   かつ、前記下部鉛筆保持部位と前記上部鉛筆保持部位と前記固定ネジとは前記底板上の２箇所に設けられており、
   前記研磨機構部は可動部に研磨部を装着してなり、
   かつ、前記研磨部はＪＩＳ Ｒ６２５２に規定する４００番の研磨紙またはＰ１０００の研磨紙から選択されるものであり、
   前記可動部はＬ字型形状であり、前記研磨部が前記底板の底板上面に対して垂直に位置するように設けられ、
   前記ストッパーはＬ字型形状であり、該ストッパーの上部面および該ストッパーの下部面が前記底板の底板上面に対して垂直に位置するように設けられ、
   前記鉛筆固定部に保持される鉛筆の軸方向と前記底板の底板上面は平行の関係であり、
   前記鉛筆固定部に保持される鉛筆の軸方向と前記ストッパーの上部面は垂直の関係であり、
   前記鉛筆固定部に保持される鉛筆の軸方向と前記可動部の上部面は垂直の関係であり、
   前記ストッパーの上部面と前記可動部の上部面とが接触することにより鉛筆の研磨が終了することを特徴とする鉛筆芯研磨器。