シリコーンマスターバッチ vs 従来の潤滑剤：分散性、安定性、性能比較
作成日 01.28
添加剤は、成形やブローなどのあらゆるプラスチック加工技術において重要です。これらはプラスチックの流れを良くし、部品を金型から取り外す際の欠陥を防ぐのに役立ちます。主な添加剤としては、従来の潤滑剤（ワックスなど）と、より優れた「シリコーンマスターバッチ」が使用されています。
どちらのタイプも摩擦を低減し、プラスチックの流れを助け、表面の外観を向上させます。しかし、強力で安全、かつ迅速な生産への要求が高まるにつれて、メーカーは自社の選択に疑問を投げかけています。従来の潤滑剤は、高温で劣化する可能性がある場合、それだけの価値があるのでしょうか？それともシリコーンは、その性能から初期コストが高くても価値があるのでしょうか？
従来の潤滑剤には、PEワックスや金属ステアレートなどが含まれます。シリコーンマスターバッチは、PEやPPのようなポリマーキャリアに多くのシロキサンが混合された添加剤です。この記事では、プラスチック加工業者がより良い選択をし、材料の無駄を減らすのに役立つように、これらを比較します。
基本的な特性：従来の潤滑剤 vs. シリコーンマスターバッチ
これらの2つの添加剤の選択は、まずそれらの物理的および化学的性質を理解することから始まります。以下の表は、それらの主な違いをまとめたものです。
特徴 | 従来の潤滑剤（ワックス/ステアレート） | シリコーンマスターバッチ（UHMWシロキサン） |
分子量 | 低～中 | 超高（UHMW） |
活性成分 | 通常100% | 樹脂中のシロキサン30～50% |
物理的形態 | 粉末、フレーク、またはパスチル | 取り扱いやすいペレット |
メカニズム | 表面に素早く移行する | 相互浸透ネットワーク/低表面張力 |
耐熱性 | 限定的（高温で分解する） | 優れている（300℃以上で安定） |
従来の潤滑剤とシリコーンマスターバッチの性能比較
1. 分散性
従来の潤滑剤：これらの材料は分子量が低いため、ベース樹脂よりもはるかに早く溶融します。これは有益に聞こえますが、押出機スクリューでの「滑り」につながる可能性があり、潤滑剤がポリマーと十分に混合されません。高濃度では、従来のワックスが凝集する可能性があり、フィルム用途での表面品質の一貫性の低下や「魚の目」につながります。
シリコーンマスターバッチ：これらは、ベースポリマーと互換性のあるキャリア樹脂を使用してペレット状に設計されています。これにより、シリコーンが溶融全体に均一に分散されます。UHMWシロキサン粒子は微細に分散されており、粉末ベースの潤滑剤によく見られる不均一な濃度を防ぎます。
シリコーンマスターバッチは、最終製品の機械的完全性と一貫した色開発を維持するために重要な、優れたマイクロ分散性を提供します。
2. 熱安定性と長期安定性
従来の潤滑剤：EBSやステアリン酸塩のような物質は、比較的低い分解温度を持っています。高温処理中（PA66やPPAのようなエンジニアリングプラスチックで一般的）、これらの潤滑剤は煙を発生させたり、変色したり、分解して揮発性有機化合物（VOC）. 時間が経つにつれて、完成品表面に移行する傾向があり、「ブルーミング」と呼ばれるこのプロセスは、油っぽいまたは粉っぽい残留物を生成します。
シリコーンマスターバッチ：シロキサン結合（Si-O）は、標準的なワックスのC-C結合よりもはるかに強力です。このため、シリコーンマスターバッチは高温でも非常に安定しています。分解することなく300°Cを超える温度でも容易に対応できます。また、シロキサン鎖は大きいため、ポリマー内に固定されています。これにより、時間の経過とともに移動したり漏れ出したりするのを防ぎます。
長期保存が必要な製品や高温での使用が想定される製品に対して、シリコーンマスターバッチは従来のワックスでは実現できない安定性を提供します。
3. 加工効率と表面性能
3.1 流動性と生産能力
従来の潤滑剤は、溶融粘度を下げる「グリスアップ」効果を迅速に発揮しますが、この効果は長時間の生産では不安定になる可能性があります。シリコーンマスターバッチは、ポリマー鎖間の内部摩擦を低減することで、トルクと射出圧力をより効果的に低下させます。これにより、押出速度の向上と射出成形におけるサイクルタイムの短縮が可能になり、エネルギー消費の削減と生産量の増加に直接つながります。
3.2 優れた離型性
従来の離型剤は、部品を金型から取り出しやすくします。しかし、金型表面に残留物を残す可能性があるため、頻繁に停止して金型を清掃する必要があります。シリコーンマスターバッチは、材料内部で恒久的な離型剤として機能します。複雑な金型や光沢のある金型からでも、部品をきれいに離型できます。これにより、金型のメンテナンスが削減されます。
3.3 表面の美観と触感
シリコーンマスターバッチの最も明白な利点の1つは、それが与える高品質な触感です。
従来の離型剤では、離型剤が移動するため、表面がくすんで見えたり、光沢が不均一になったりすることがあります。シリコーンは表面の光沢を向上させ、表面を滑らかに感じさせます。さらに重要なのは、耐傷付き性を大幅に向上させることで、自動車の内装や高級電子機器に最適です。
3.4 摩擦係数（COF）低減
ケーブル被覆や包装フィルムなどにおいて、低摩擦は非常に重要です。従来の潤滑剤では、摩擦を0.20未満に抑えることが難しい場合があります。しかし、少量のシリコーンマスターバッチを添加することで、摩擦を0.05～0.10に低減できます。これにより、ケーブルの引き抜きが容易になり、高速包装ラインのスムーズな稼働を維持できます。
4. 移動性と環境規制への準拠
従来の潤滑剤：ワックスは移動して他のプロセスを妨げる可能性があります。プラスチック部品への印刷、接着、塗装が必要な場合、従来の潤滑剤由来のワックス状の皮膜は、接着不良や剥がれを引き起こす可能性があります。また、多くの従来の添加剤は、VOC排出量や食品安全性に関して厳しく監視されています。
シリコーンマスターバッチ：シリコーンはポリマー構造内に閉じ込められているため、印刷、塗装、めっきを妨げません。ほとんどの高品質シリコーンマスターバッチは無毒であり、国際的な食品接触規制（FDA/LFGB）にも準拠しているため、医療機器や食品包装などのデリケートな用途においてより安全な選択肢となります。
シリコーンの非移行性は、製品の表面が「クリーン」で二次加工に適した状態を保ち、より厳しい環境基準を満たすことを保証します。
コスト対価値
キログラムあたりの単価では、シリコーンマスターバッチはPEワックスやステアリン酸亜鉛よりも高価であることは事実です。しかし、プロフェッショナルな調達戦略は、総所有コスト（TCO）を考慮します。
- 低添加量：シリコーンマスターバッチは、従来の潤滑剤と比較して、はるかに低い添加量（0.5％から2％）で効果を発揮することがよくあります。
- スクラップ削減：分散性と離型性が向上し、表面欠陥や固着による不良品の発生を抑制します。
- 効率向上：サイクルタイムまたはエネルギー消費を5～10%削減することで、大規模生産において数千ドルの節約が可能です。
- 機能的価値：「傷つきにくい」または「シルクタッチ」製品としてマーケティングできる能力により、小売価格を高く設定できます。
適用シナリオ：どれを選ぶべきか？
用途 | 推奨添加剤 | 理由 |
汎用プラスチック | 従来の潤滑剤 | コストが主な要因であり、表面要件は低い。 |
自動車内装 | シリコーンマスターバッチ | 高い耐傷性および低VOCが要求される。 |
電線・ケーブル | シリコーンマスターバッチ | COFを低下させて取り付けを容易にし、難燃性を向上させる。 |
BOPP/PEフィルム | シリコーンマスターバッチ | 透明性や印刷性に影響を与えることなく、安定したCOFを保証します。 |
ハイエンドパッケージング | シリコーンマスターバッチ | 食品安全規制への準拠とプレミアムな表面仕上げ。 |
結論
従来の潤滑剤は、低コストの汎用品プラスチック製造においては常に一定の役割を果たしますが、業界は明らかに、より高度なソリューションへと移行しています。シリコーンマスターバッチは、優れた熱安定性、非移行性、表面美観の向上、加工効率など、あらゆる技術カテゴリーにおいて包括的なアップグレードを提供します。
メーカーがより厳しい規制と製品耐久性に対する消費者の期待の高まりに直面する中、ワックスからシロキサンへの移行はもはや贅沢ではなく、戦略的な必要性となっています。シリコーンベースの技術に投資することで、プラスチック加工企業はスクラップ率を下げ、生産速度を上げ、グローバル市場で際立つ最終製品を提供できます。
高性能プラスチックの未来は、よりクリーンで、より安定し、より効率的な材料にあります。その未来において、シリコーンマスターバッチは、品質に妥協を許さない人々にとって、間違いなく最有力候補です。
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