R1800-SH ブラック専用ハイパー分散剤：ワックス比で潤滑性能28倍・分散性能122倍

R1800-SH は、锎锔がブラック専用に開発したハイパー分散剤です。顔料ブラックを分散させ、黒度は下がるどころか上がり、加工性能も向上します。

本稿では3点を取り上げます。ワックスとの具体的な違い、3% の折り返し点の出どころと超えると逆向きに振れる理由、そしてブラック工場とマスターバッチ工場での使い方です。

まず3つの数字

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ポリエチレンワックスに対する R1800-SH の潤滑性能はワックスの 28 倍、分散性能はワックスの 122 倍です。

カーボンブラックは無機顔料としてマスターバッチに広く使用されています。しかし使用の過程で、顔料粒子が細かいほど凝集して大きな粒子を生じやすく、製品品質に影響するため、そのまま使用することはできず、必ず分散処理を行う必要があります。顔料の分散過程は三つの部分に分けられます。すなわち、濡れ、微細化（分散）、微細化後の安定化（被覆）です。顔料の表面処理とは、顔料の微細化後の安定化の過程であり、顔料粒子の表面に単分子または多分子の物質を沈着・被覆させることです。これには界面活性剤、改質剤、顔料自体の誘導体などが含まれます。

これはマニュアルが「なぜ分散処理が不可欠なのか」を全面的に説明した箇所です。分散を三つの段階、濡れ、微細化（分散）、微細化後の安定化（被覆）に分けています。R1800-SH の作用は第三段階にあり、顔料粒子の表面に被覆層をブルームさせ、その被覆層と立体的な空間障壁によって、粒子が近づいたときに互いに弾き合って離れるのです。

R1800-SH の主成分はケイ素と樹脂エーテル系ポリマー。青いペースト状、わずかな豚脂臭、密度 0.860 g/cm³、粘度 1000–4000 mPa·s、引火点 287℃、アミン価≦8 mgKOH/g、酸価≦6 mgKOH/g、分散度 III。水に不溶で、常温では大部分の有機溶剤に可溶です。

3% の折り返し点は、飽和点であると同時に架橋点でもある

横軸 = 添加量 （%）；各行 = オブジェクトの応答ステップ（塗りつぶし区間 = そのステップの値範囲）；破線 = ステップ間の遷移パス。

0246添加量 %1201–1%1242–2%1303–3%1284–4%1255–5%X軸：添加量（%） · 同一次元 % · 点線は中央応答パス

• X軸：添加量（%） · 同一次元 % · 点線は中央応答パス

• 1201–1 %
• 1242–2 %
• 1303–3 %
• 1284–4 %
• ... 合計 5 項目、全データは下表を参照してください。

チャートデータ（原文のまま）

オブジェクト / 条件	範囲	中央値
120	1–1 %	1 %
124	2–2 %	2 %
130	3–3 %	3 %
128	4–4 %	4 %
125	5–5 %	5 %

原語目盛 0–6.8 %

黒度は 3% でピーク値 130 に達します。

同じ実験の薄膜光密度も同じ曲線を描きます。添加量が増えるほど上昇し、3% で最大となって 0.487 に達します。これ以上増やすと急激に低下します。

「多いほどよい」ということではありません。3% は、固着基がブラック表面への吸着で飽和に達する点です。

3% 未満では表面の固着部位がまだ埋まっておらず、吸着した固着基は添加量とともに増え、被覆層はより完全になり、光密度も上昇します。

3% を超えると、余分な R1800-SH 分子どうしが相互作用し「架橋凝集」を生じます。顔料粒子はハイパー分散剤の溶媒和鎖の絡み合いで凝集し、押し離すべき力が逆に数個を束ねてしまいます。分散剤は引き離す役目から凝集させる役目へ変わり、光密度は下落します。

この「上昇してから下降する」形こそが、ハイパー分散剤と通常の潤滑剤の最も本質的な違いです。後者は「固着—飽和—架橋」という経路で働きません。

80℃ と被覆層のスイッチ

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R1800-SH の分子構造は2部分。固着基は -COOH で、極性基がイオン結合・水素結合・ファン・デル・ワールス力によって顔料表面に強く吸着し、分散剤の脱離を防ぎます。もう一方は溶媒和鎖（分散）で、分散後の安定性を決めます。

ポイントは、溶媒和鎖の挙動が温度スイッチを持つことです。

• 80℃ 未満では、被覆層は溶化せず、ブラック粒子を固く包み込んで隔離作用を担う
• 80℃ を超えると、被覆層は溶化し始め、イオン型カップリング剤へ移行し、ブラックと樹脂の相溶性を高める

温度が 70℃ を超えるとき表面処理効果が最も良好です。

見落としやすい性質がもう1つ。色相は温度の変化とともに深くなりますが、製品に投入して使う場合には色に影響しません。

分散性：目に見える2つの顕微鏡写真

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マニュアルには位相差顕微鏡写真が2点掲載されています。

• A：3% R1800-SH で処理し、PH = 6.2、80℃、エタノール 1:1 で希釈したブラック
• B：未処理のブラック

A の図は比較的よく分散し、粒子も小さくなっています。B の図では、粒子が著しく凝集しています。

同じ定性判断には定量版もあります。分散性は定性的に位相差・電子顕微鏡で観察・撮影し、定量的には粒度分布を測ります。

ブラックのスラリーでは粒子表面に電荷が集積し、R1800-SH の固着基（-COOH）と結合して強固な保護層を形成します。溶媒和鎖（炭化水素鎖）の立体的空間障壁も働き、2つの作用が重なって安定分散になります。

ブラック工場で使うのか、マスターバッチ工場で使うのか

まったく異なる2つの添加位置です。

ブラック工場：通常は湿式造粒時に他の助剤とともに混合造粒します。乾式造粒では粉砕前にブラックへ均一に添加し、粉砕時の温度に達して初めてその分散効果が発現します。処理する場合はマニュアルがアルコール系溶媒での希釈を推奨し、添加分が粉体に均一に分布させることが目的です。

マスターバッチ工場：本品と他の助剤を高速度撹拌機へ入れて撹拌し、温度が 100℃ 程度に達した時点で樹脂を加え、均一に混ざってから造粒します。

作用は、ブラックの吸油量を低減し、分散性能・流動性能・内外潤滑性能を高め、着色力と相溶性を増大させることです。

黒色マスターバッチの実験処方はそのまま流用できます。

工程は、高速撹拌 → 造粒 → 押出吹成 → 隠蔽力 → 黒度 です。

この処方の R1800-SH 1 g は 50 g のブラックに対応し、ブラック基準で 2%、マスターバッチ全体（50+1+10+39 = 100 g）なら 1% です。

一方、先ほど述べた 3% は顔料に表面処理を行うときの処理比率です。あの 1%–5% の実験ではブラックを粉体として単独に処理しており、添加量もブラック基準です。

2つの数値の分母は同じですがシーンが異なります。1つは「ブラック粉体を単独で処理しきる」比率、もう1つは「樹脂に混ぜてマスターバッチにする」際の投入比率。直接換算は不可です。

プラスチック製品における最終添加量

マニュアルが示している下流側の基準は、プラスチック最終製品の 0.5%—1% です。

包装は 20 kg/PE プラスチック容器入りで、涼しく乾燥した場所に保管、防湿してください。

使用前に確認すべき2つのこと

第一に、R1800-SH は水に不溶です。 水性系（水性塗料、水性インキ、水性スラリー）への直接使用は不適切で、別の型番への変更をお勧めします。

第二に、ブラックの銘柄が変われば折り返し点も動きます。 マニュアルの 3% のデータは、実験原料が云南众一の顔料ブラック ZY-1、処方では DK2028P を使っています。実際の銘柄は比表面積も飽和点も変わり、マニュアルも使用量と比表面積は関係すると明記しています。3% は出発点であって終点ではありません。

よくある質問

問：5% まで添加すれば、もっと黒くなるのでしょうか。 答：いいえ。実測では 5% の黒度は 125 で、3% の 130 より低くなります。3% を超えると架橋凝集が引き継ぎ、光密度は急激に低下します。

問：80℃ 未満で使うとどうなりますか。 答：被覆層は溶化せず、ブラック粒子を固く包み込んで隔離作用を担うため、分散は成立します。ただしイオン型カップリング剤には移行せず、樹脂との相溶性は高まりません。

問：黒色マスターバッチ処方の 1 g と 3% は同じ比率ですか。 答：いいえ。1 g は 50 g のブラックに対応し、ブラック基準で 2%、マスターバッチ全体基準で 1% です。3% はブラック粉体を単独で表面処理するときの比率で、2つのシーンは直接換算できません。

問：水性スラリーにそのまま使えますか。 答：いいえ。R1800-SH は水に不溶で、常温では大部分の有機溶剤にのみ可溶です。水性系では別の型番への変更をお勧めします。

問：マニュアルの概要欄は添加量 1%、結論欄は 3% が最良としていますが、どちらを基準にすべきですか。 答：どちらもマニュアルの記載です。1% は概要欄に記録された処理条件、3% は黒度と光密度の実測ピーク点です。自社の系での使用量は、実測曲線を基準にしてください。

一言でまとめると