【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、焼成黒鉛芯の強度を有し、筆跡が鮮
明で、その上特に筆跡の定着性に優れ、筆跡の汚
れが改善された鉛芯に関するもので、製図フイル
ム用鉛芯として特に好適に用いられる鉛芯に関す
るものである。
製図用フイルムは、ポリエステル等の高分子フ
イルムの表面を加工して筆記可能としたものであ
り耐薬品性、耐湿性、耐熱性にすぐれ、かつ丈夫
で破損し難いなどの数々の利点を有している製図
用紙である。この製図用フイルムに、従来からの
焼成黒鉛芯を用いて筆記した場合、筆記線がクリ
アーで、消去性も良好であるものの、製図用フイ
ルムと筆跡との定着性が著しく悪く、作図中に手
や定規をスライドさせることによつて図面が非常
に汚れ易い欠点があつた。つまり、通常の紙にお
いては繊維どおしが複雑に絡み合つた構造となつ
ているので、鉛芯の鉛粉が繊維中に入り込み、そ
のため多少こすつても汚れにくいのであるが、製
図用フイルムの場合はフイルム表面が均一な凹凸
であるために、筆記された芯粉は単に積層された
形となり、汚れ易いのである。従つて、製図用フ
イルムに用いられる鉛芯の特性としては、筆記線
のクリアーさ、良好な消去性、良好なコピー性は
勿論のこと、手や定規の擦過による汚れの生じな
いものが要求され、特に設計製図における図面上
の汚れは致命的欠陥となるため、フイルム上との
定着性の優れた、つまり粘着性のある鉛芯が望ま
れいる。
このような考え方の鉛芯と１つとして、無焼成
のワツクス類又は樹脂よりなる無焼成のワツクス
芯が知られている。このワツクス芯で筆記した場
合には、ワツクス類の粘着性が定着性に好ましい
影響を与えるので、手や定規のスライドによる汚
れは殆ど生じない。しかしながら、ワツクス芯は
クリアーな筆記線が得られず、従つてコピー性が
悪く、しかも消去性が悪いこと、更には曲げ強度
が焼成黒鉛芯に比べ、半分あるいはそれ以下の性
能であるため、現状では2.0〜0.9mmφが限度であ
り、製図フイルム用鉛芯として主に使われている
0.5〜0.3mmφの細芯では、実用上の強度がなく使
用できない。
このため、上記欠点を解決する方法として、多
孔質焼成黒鉛芯の気孔中に硬いワツクスを充填さ
せる方法が知られている。この方法で得られる鉛
芯は、40〜60％の気孔中に硬いワツクスを充填さ
せてあるため、通常の焼成黒鉛芯と比べると、製
図用フイルムへの定着性が若干良好になるもの
の、ワツクス芯の定着性には遥かに及ばず、未だ
充分な製図フイルム用鉛芯ではなかつた。つま
り、単に硬いワツクスを気孔中に充填しただけで
は、手や定規の擦過による汚れは無くならず、満
足すべきものではなかつた。
本発明者は上記問題点、特に定着性という観点
から種々考察した折、過去において本発明者が色
鉛芯の研究をしていた際、窒化硼素と粘土からな
る焼成色鉛芯は、通常の焼成黒色芯に比べ定着性
が良好で、汚れが少ないことを思い起こし、窒化
硼素による製図フイルム用鉛芯について鋭意検討
を進めた。その結果、窒化硼素と結合材としての
炭素、すなわち炭化性有機化合物が焼成後生成し
た炭素とから成る鉛芯が、通常の焼成黒鉛芯と比
較して、強度は遜色なく強く、かつ汚れ難いこと
を見いだしたのである。
更に、本発明者は定着性において、無焼成ワツ
クス芯と遜色ない鉛芯を目的として、気孔中に含
浸する種々のワツクスについて検討を行なつた。
従来硬いワツクスが用いられることが一般的で
あり、本発明者も種々試みたが無焼成ワツクス芯
と匹適しうる良好な結果は得られなかつた。そこ
で製図用フイルムとの定着性について考慮した結
果、針入度の小さい硬いワツクスではなく、むし
ろ粘着性の大きいワツクスを用いることにより、
定着性が向上することに思い至り、数多くのワツ
クスの中でボヘミアワツクスと呼ばれるものが粘
着性が高く、製図用フイルムへの定着性がワツク
クス芯と遜色なく大であることに着目し、本発明
を完成したものである。
すなわちボベミアワツクスとは、モミの木皮か
ら抽出された植物性ワツクスであり、脂肪族オキ
シ酸、芳香族オキシ酸、モノカルボン酸（リノグ
リセリン酸、ベヘニン酸、セロチン等）、および
粘土靭性を有するといわれるジカルボン酸（ヘキ
サデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン
酸等）と脂肪族アルコールとエステル結合が約50
％、前記の遊離酸が約50％とからなる粘着性の高
いワツクスであり、他のワツクスを充填した焼成
黒鉛芯に比して、製図用フイルム上に筆記した場
合、これによく喰い付き、定着性が良好である。
しかも無焼成ワツクス芯のように不均一な筆跡と
ならない。また手や定規のような平滑な面に対し
ては粘着性が弱く、手で触れても一般のワツクス
のようなベトベトした感じが少ないという特徴を
有する。また常温ではこのボヘミアワツクスは塑
性変形しにくいほどの固さ（針入度10〜15／25
℃）ではあるのが、軟化点（59℃）以上では低粘
度となり、窒化硼素と炭素から成る焼結体の気孔
内に容易含浸することができる。
以上本発明の製図フイルム用鉛芯は窒化硼素お
よび炭素から成る焼結体と、該焼結体の気孔中に
充填されているボヘミアワツクスとからなること
を特徴とするものであり、窒化硼素と炭素および
ボヘミアワツクスとの組合せから、これらの相乗
効果により強度が大で書味が滑らかであり、しか
も製図用フイルムに筆記した場合、筆記線がクリ
アーでかつ手や定規のスライドによる汚れのな
い、定着性優れた画期的な製図フイルム用鉛芯が
得られるのである。
次に、本発明の製図フイルム用鉛芯について具
体的に述べると、本発明に用いられる炭素は、炭
化性有機物質を不活性ガス中、500℃以上の高温
で焼成した際生成した炭素であり、有機物質とし
ては焼成して炭素化する有機物質であれは何でも
よく、例えば天然樹脂、合成樹脂、アスフアル
ト、コールタールピツチ等を単独もしくは組合わ
せたものが用いられる。
窒化硼素と炭素とから成る焼結体の気孔率は15
〜60％の範囲が定着性が大で好ましい。15％以下
ではワツクスによる定着性の向上が期待出来な
く、60％以上では強度が弱くなり折れ易い。
得られた気孔中にボヘミアワツクスを充填する
のであるが、この時、ボヘミアワツクスの特性が
変らない範囲内で他のワツクスおよび／もしくは
油等を添加してもよい。添加することにより、鉛
芯の軟硬度の調節や、種々の紙に対応した定着性
を有する製図フイルム用鉛芯を得ることができ
る。
この発明における気孔率の測定は、浸透性の良
い液体（たとえばベンジルアルコール）を鉛芯の
気孔に吸収させ、吸収させた液体の容量を鉛芯の
嵩容積で除し、百分率で表わしたものである。
気孔率（見かけの気孔率）
＝鉛芯に吸収された液体の全容量／鉛芯の嵩容積×10
0
＝W3−W1／W3−W2×100
但しW1は液体を吸収させる前の鉛芯の乾燥重
量。
W2は気孔中に液体を吸収させた鉛芯のその液
体中における重量。
W3は液体を鉛芯の気孔中に吸収させたのちの
鉛芯の重量。
次に、本発明の製図フイルム用鉛芯の製造法に
ついて簡単に述べる。窒化硼素と、焼成して炭素
化する有機物質を任意の溶剤または加熱により、
溶解あるいは溶融し、三本ロールやニーダーを用
いて混練、押出成型したのち、不活性ガス中で
1000℃前後の高温で焼成し、有機物を炭素化させ
て、窒化硼素と炭素とから成る焼結体を得る。次
に得られた焼結体の気孔中にボヘミアワツクスを
加熱、加圧、減圧等の手段により、一定時間浸透
させて製図フイルム用鉛芯とする。
次に本発明の実施例を述べる。（部は重量部で
ある）
実施例 １
窒化硼素50部とブローンアスフアルト＃20〜
30、50部とを加熱混練し、押出成形したのち不活
性ガス中で常温〜1100℃まで100℃／hrで昇温し、
1100℃で１時間焼成して窒化硼素と炭素から成る
焼結体が得られた。この焼結体の気孔率は35％で
あつた。次に、ボヘミアワツクスを加熱溶融した
中に、焼結体を５時間浸漬して気孔内部にボヘミ
アワツクスを吸収充填させたのち、鉛芯表面のボ
ヘミアワツクスをトリクロールエタンで加熱洗浄
して製図フイルム用鉛芯を得た。
実施例 ２
実施例１と同じ、焼結体を作成し、その焼結体
の気孔中にボヘミアワツクスと酸化マイクロクリ
スタリンワツクスの誘導体とを９：１の割合で溶
融混合させたワツクスを充填させた。
比較例 １
実施例１と同じ焼結体を作成し、その焼結体の
気孔中に酸化マイクロクリスタリンワツクスの誘
導体を充填させた。
比較例 ２
黒鉛60部と、ブローンアスフアルト＃20〜30、
40部を用いて実施例１と同様の製法にて焼結体を
作成した。この焼結体の気孔率は33％であつた。
次にその焼結体の気孔中に、実施例１と同じボヘ
ミアワツクスを充填させた。
上記実施例１、２、比較例１、２および焼成黒
鉛芯、無焼成ワツクス芯について性能を比較する
と表１の通りである。
The present invention relates to a lead lead that has the strength of a fired graphite lead, provides clear handwriting, has particularly excellent handwriting fixation, and has improved handwriting stains, and is particularly suitable as a lead lead for drafting film. This relates to the lead core used. Drafting film is made by processing the surface of polymeric film such as polyester to make it writable, and has many advantages such as excellent chemical resistance, moisture resistance, and heat resistance, as well as being durable and difficult to break. It is a drafting paper. When writing on this drafting film using a conventional fired graphite lead, the writing lines are clear and the erasability is good, but the adhesion of the handwriting to the drafting film is extremely poor, making it difficult to write while drawing. There was a drawback that the drawings were easily smudged by sliding the ruler or ruler. In other words, since ordinary paper has a structure in which the fibers are intricately intertwined, the lead powder from the lead core gets into the fibers, so even if you rub it a little, it will not stain easily. In this case, since the surface of the film is uniformly uneven, the core powder written on it simply forms a layered layer, and is easily smudged. Therefore, the characteristics of the lead lead used in drafting film include clear writing lines, good erasability, and good copyability, as well as being free from stains caused by scratches from hands or rulers. Since stains on drawings, especially in design drawings, can be a fatal defect, a lead core with excellent fixing properties on the film, that is, adhesiveness, is desired. An unfired wax core made of unfired wax or resin is known as a lead core based on this concept. When writing with this wax core, the adhesiveness of the wax has a favorable effect on fixing properties, so there is almost no staining caused by hands or ruler slides. However, wax cores do not provide clear writing lines, have poor copyability, and also have poor erasability, and their bending strength is half or less than that of fired graphite cores. The limit is 2.0 to 0.9 mmφ, and it is mainly used as a lead core for drafting film.
A thin core of 0.5 to 0.3 mmφ lacks practical strength and cannot be used. Therefore, as a method for solving the above-mentioned drawbacks, a method is known in which the pores of a porous fired graphite core are filled with hard wax. The lead core obtained by this method has 40 to 60% of the pores filled with hard wax, so it has slightly better fixation to drafting film than a normal fired graphite core, but the wax The fixing properties were far inferior to that of the core, and it was still not a sufficient lead core for drafting film. In other words, simply filling the pores with hard wax does not eliminate stains caused by scratches from hands or rulers, and is not satisfactory. The present inventor has variously considered the above-mentioned problems, especially from the viewpoint of fixing properties.When the present inventor was researching colored lead cores in the past, he found that fired colored lead cores made of boron nitride and clay were different from ordinary ones. Recalling that it has better fixing properties and less staining than a fired black lead, we conducted extensive research into a lead lead for drafting film made of boron nitride. As a result, the lead core, which is made of boron nitride and carbon as a binder, i.e., the carbon produced after firing a carbonizable organic compound, is as strong as a normal fired graphite core, and is resistant to staining. I found this. Furthermore, the present inventors have studied various waxes that can be impregnated into the pores, with the aim of creating a lead core that is comparable in fixability to an unfired wax core. In the past, hard wax has generally been used, and although the present inventors have made various attempts, they have not been able to obtain good results comparable to those of unfired wax cores. Therefore, as a result of considering the fixability with the drafting film, we decided to use wax with high adhesiveness rather than hard wax with low penetration.
He came up with the idea of improving the fixing properties, and noticed that among the many waxes out there, Bohemia wax has high adhesiveness, and its fixing properties on drafting film are as good as wax cores. It is a completed invention. In other words, Bovemia wax is a vegetable wax extracted from the bark of fir trees, and is said to have aliphatic oxyacids, aromatic oxyacids, monocarboxylic acids (linoglyceric acid, behenic acid, serotin, etc.), and clay toughness. About 50 dicarboxylic acids (hexadecanedicarboxylic acid, octadecanedicarboxylic acid, etc.), aliphatic alcohol and ester bonds
%, the above-mentioned free acid is a highly sticky wax consisting of about 50%, and when written on a drafting film, it bites into it better than a calcined graphite core filled with other waxes. Good fixing properties.
Moreover, unlike unfired wax cores, the handwriting does not become uneven. It also has weak adhesion to smooth surfaces such as hands and rulers, and has the characteristic that it does not feel sticky like regular wax when touched by hand. In addition, at room temperature, this bohemia wax is so hard that it does not undergo plastic deformation (penetration 10 to 15/25).
℃), but above the softening point (59℃), the viscosity becomes low and it can be easily impregnated into the pores of a sintered body made of boron nitride and carbon. As described above, the lead core for drafting film of the present invention is characterized by comprising a sintered body made of boron nitride and carbon, and bohemia wax filled in the pores of the sintered body. Due to the synergistic effect of the combination of carbon and bohemia wax, the writing quality is high and the writing quality is smooth.Moreover, when writing on drafting film, the writing lines are clear and resistant to stains caused by hands or the slide of a ruler. The result is a revolutionary lead core for drafting film with excellent fixing properties. Next, to specifically describe the lead core for drafting film of the present invention, the carbon used in the present invention is carbon produced when a carbonizable organic substance is fired at a high temperature of 500°C or higher in an inert gas. The organic material may be any organic material that can be carbonized by firing, such as natural resins, synthetic resins, asphalt, coal tar pitch, etc. alone or in combination. The porosity of the sintered body made of boron nitride and carbon is 15
A range of 60% is preferable because it provides good fixing properties. If it is less than 15%, no improvement in fixing performance can be expected with wax, and if it is more than 60%, the strength will be weak and it will break easily. The resulting pores are filled with Bohemia wax, and at this time, other waxes and/or oils may be added within a range that does not change the characteristics of Bohemia wax. By adding it, it is possible to adjust the softness and hardness of the lead core and obtain a lead core for drafting film that has fixing properties compatible with various papers. In this invention, porosity is measured by absorbing a liquid with good permeability (for example, benzyl alcohol) into the pores of a lead core, dividing the volume of the absorbed liquid by the bulk volume of the lead core, and expressing the result as a percentage. be. Porosity (apparent porosity) = total volume of liquid absorbed into the lead core/bulk volume of the lead core x 10
0 = W 3 −W 1 /W 3 −W 2 ×100 where W 1 is the dry weight of the lead core before absorbing liquid. W 2 is the weight of the lead core in the liquid after absorbing the liquid into its pores. W 3 is the weight of the lead core after liquid has been absorbed into the pores of the lead core. Next, a method for manufacturing a lead core for drafting film according to the present invention will be briefly described. Boron nitride and an organic substance to be carbonized by firing are combined with any solvent or by heating.
After melting or melting, kneading and extrusion molding using a triple roll or kneader, in an inert gas.
It is fired at a high temperature of around 1000°C to carbonize the organic matter and obtain a sintered body consisting of boron nitride and carbon. Next, Bohemia wax is infiltrated into the pores of the obtained sintered body for a certain period of time by means of heating, pressurization, depressurization, etc. to form a lead core for drafting film. Next, examples of the present invention will be described. (Parts are parts by weight) Example 1 50 parts of boron nitride and blown asphalt #20~
After heating and kneading 30 and 50 parts and extrusion molding, the temperature was raised from room temperature to 1100°C at a rate of 100°C/hr in an inert gas.
After firing at 1100°C for 1 hour, a sintered body consisting of boron nitride and carbon was obtained. The porosity of this sintered body was 35%. Next, the sintered body was immersed in heated and melted Bohemia wax for 5 hours to absorb and fill the Bohemia wax inside the pores, and then the Bohemia wax on the surface of the lead core was heated and washed with trichloroethane. A lead core for drafting film was obtained. Example 2 A sintered body was created in the same manner as in Example 1, and the pores of the sintered body were filled with wax obtained by melting and mixing Bohemia wax and an oxidized microcrystalline wax derivative at a ratio of 9:1. I let it happen. Comparative Example 1 The same sintered body as in Example 1 was prepared, and the pores of the sintered body were filled with an oxidized microcrystalline wax derivative. Comparative example 2 60 parts of graphite, blown asphalt #20-30,
A sintered body was produced in the same manner as in Example 1 using 40 parts. The porosity of this sintered body was 33%.
Next, the same Bohemia wax as in Example 1 was filled into the pores of the sintered body. Table 1 shows a comparison of the performance of Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 and 2, the fired graphite core, and the unfired wax core.
【表】
ＳのS6019の測定法に準ずる。
汚れ度は、プラスチツクフイルム紙上において
一定荷重で書かれた筆記部の反射率をＡ、筆記部
を一定条件でこすり、該筆記部外の汚れた紙面の
反射率をＢとして
汚れ度＝100−Ｂ／100−Ａ×100
として求めた。数値が小さい程汚れ度合が少な
い。
これから明らかなように、この発明の実施例
１、２の鉛芯は、焼成黒鉛芯と同程度の強い曲げ
強度を有し、また摩擦係数においてもワツクス芯
よりもはるかに優れており、焼成黒鉛芯と遜色な
い程度に良好である。また定着性においてもワツ
クス芯と同程度に優れたものである。さらに比較
例１、２にあるように、窒化硼素およびボヘミア
ワツクス単独では、定着性において良好な効果は
得られず、この２つの相乗効果により顕著な効果
がもたらされることがわかる。以上のように、本
発明の鉛芯は製図用フイルム上における従来の焼
成黒鉛芯、ワツクス芯の欠点を解決した画期的な
鉛芯であり、その実用的価値はきわめて大であ
る。又、本発明の鉛芯は製図用フイルム上ばかり
でなく、トレーシング紙および通常の紙にももち
ろん筆記可能であり、更に強度が強いので0.2〜
0.7mm程度の細い芯径のシヤープペンシル用芯と
して最適であるが、もちろんそれ以上の芯径のシ
ヤープペンシル用鉛芯、鉛筆用鉛芯として用いる
こともできる。[Table] According to the measurement method of S6019. The degree of staining is defined as A, the reflectance of the writing area written under a constant load on plastic film paper, and B, the reflectance of the dirty paper surface outside the writing area when the writing area is rubbed under certain conditions.Degree of staining = 100-B /100-A×100. The lower the number, the lower the degree of contamination. As is clear from this, the lead cores of Examples 1 and 2 of the present invention have a bending strength comparable to that of the calcined graphite core, and are far superior to the wax core in terms of friction coefficient. It is as good as the core. It also has excellent fixing properties, comparable to that of wax cores. Further, as shown in Comparative Examples 1 and 2, boron nitride and bohemia wax alone do not have a good effect on fixing properties, but it can be seen that the synergistic effect of these two produces a remarkable effect. As described above, the lead core of the present invention is an epoch-making lead core that solves the drawbacks of the conventional fired graphite core and wax core used on drafting films, and has extremely great practical value. Furthermore, the lead lead of the present invention can be written not only on drafting film, but also on tracing paper and ordinary paper, and has a strong strength of 0.2~
It is most suitable as a sharp pencil lead with a thin lead diameter of about 0.7 mm, but of course it can also be used as a lead lead for sharp pencils and pencils with a lead diameter larger than that.