JP2006225601A - 磁性ゴム組成物およびそれを用いた成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、加工作業性に優れ、優れた磁気特性を有する磁性ゴム組成物およびそれを用いた成形方法を提供することができる。
【解決手段】異方性磁性粉末、（化１）で示されるアルコキシシランおよびゴムバインダーを混練してなるゴム組成物。
【化１】

【選択図】
なし

Description

本発明は異方性磁性粉末を含有し磁気特性が良好なゴム組成物およびそれを用いた成形方法に関する。

ゴム素材に磁力特性を持たせるためには、希土類、フェライト等の磁性粉末を添加して使用される。希土類は高磁力が期待できるものの、フェライトを使用したものに比べてコストが高くなってしまう。そのため、磁性ゴム組成物には一般的にフェライト粉末が多く用いられている。フェライトには、一般にバリウム系とストロンチウム系があり、後者の方が磁力は優れている（例えば、特許文献１）。

優れた磁気特性を持たせる場合はゴムバインダーに対して磁性粉末を高充填させる必要があり、圧縮密度が３．２ｇ/ｃｍ^３以下のフェライトを用いると該組成物の粘度が高くなり、混練、押し出し、成形等の加工作業が困難であった。

そのためフェライトとして圧縮密度が３．２ｇ/ｃｍ^３以上であるものを用いることにより混練、押し出し、成形等の加工作業は改善されるが、ゴム混練中での機械的圧力ではフェライトの配向度が充分でなく、その結果良好な磁気特性を得ることが出来なかった。
特開２００３−１８３５１８号（請求項、発明の詳細な説明）

このように、従来の磁性ゴム組成物およびそれを用いた成形方法においては、磁気特性の向上を求めると加工作業性が低下し、逆に加工作業性の向上を求めると、充分な磁気特性が得られなく、加工作業性と磁気特性の両方を満足するものではなかった。

したがって、本発明は、加工作業性に優れ且つ、優れた磁気特性を有する磁性ゴム組成物およびそれを用いた成形方法を提供することを課題とするものである。

本発明は、上記の課題を解決するためのもととして、請求項１に係る発明は、異方性磁性粉末、（化１）で示されるアルコキシシランおよびゴムバインダーを混練してなるゴム組成物を提供する。

請求項２に係る発明は、異方性磁性粉末として、ストロンチウムフェライトを添加してなる請求項１のゴム組成物を提供する。

請求項３に係る発明は、異方性磁性粉末の圧縮密度が３．２ｇ/ｃｍ^３以上である請求項１のゴム組成物を提供する。

請求項４に係る発明は、請求項１記載のゴム組成物を、磁場を印加した金型中で加硫成形することを特徴とする成形方法を提供する。

請求項１の磁性ゴム組成物においては、異方性磁性粉末、（化１）で示されるアルコキシシランおよびゴムバインダーを混練してなるので、加工作業性に優れ、また、磁場による配向性がよく、優れた磁気特性を得ることができる磁性ゴム組成物となる・

請求項２の磁性ゴム組成物においては、請求項１における磁性ゴム組成物に用いる異方性磁性粉末として、ストロンチウムフェライトを用いたので、請求項１と同様な効果が得られるとともに、より一層、優れた磁気特性を有する磁気エンコーダ用ゴム組成物となる。

請求項３の磁性ゴム組成物においては、請求項２における磁性ゴム組成物に用いる異方性磁性粉末として、圧縮密度が３．２ｇ/ｃｍ^３以上である異方性磁性粉末を用いたので、請求項２と同様な効果が得られるとともに、より一層、優れた磁気特性を有す磁性ゴム組成物となる。

請求項４の磁性ゴム組成物を用いた成形方法においては、請求項１記載のゴム組成物を、磁場を印加した金型中で加硫成形するので、加工作業性に優れ、優れた磁気特性を得ることができる磁性ゴム組成物を用いた成形方法となる。

本発明による磁性ゴム組成物およびそれを用いた成形方法の最良の形態として、
異方性磁性粉末、アルコキシシラン系モノマーおよびゴムバインダーを混練してなる磁性ゴム組成物およびそれを用いた成形方法について以下に説明する。

本発明に使用するアルコキシシランは一般的に Ｒ_ａＳｉＸ_４−ａ で表される化合物で、ＲはＣ_ｎＨ_2ｎ＋１で表されるアルキル基、Ｘはメトキシ基、エトキシ基などの加水分解性基を表し、ａは０〜３の整数値である。例えばテトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシランなどが挙げられる。なお、アルコキシシランの添加量としては、ゴム素材１００重量部に対し、０．０５〜２０重量部を添加する。これは、アルコキシシランの添加量が、０．０５重量部未満の場合には、磁場による配向性の向上およびそれに伴う磁気特性の向上効果が得られず、また、２０重量部を越えるとゴム組成物の加硫速度が遅くなり、加工作業性を著しく低下させることとなるためである。

本発明に使用する異方性磁性粉末としては一般的に使用される異方性磁性粉末であれば、いずれも使用でき、詳しくはストロンチウムフェライト、ネオジム−鉄−ホウ素系磁性粉、サマリウム−コバルト系磁性粉、サマリウム−鉄−窒素系磁性粉等があり、これらのうち少なくとも１種を該組成物全体に対して７４〜９４重量％になるように添加する。配合物に対する充填率が７４重量%未満だと実用的な磁力特性は得られず、９４重量%を超えると加工作業性が著しく低下するとともに、磁性粉同士の相互作用のため、該組成物の磁力特性は低下する。
また異方性磁性粉末の圧縮密度としては３．２ｇ/ｃｍ^３以上、好ましくは３．３ｇ/ｃｍ^３以上のものを使用することにより加硫成形中に金型に磁場を印加することにより異方性磁性粉末の配向度が高まり、良好な磁気特性を得ることが出来る。

本発明で使用するゴム素材としては、耐油性の良好なゴム素材としてアクリロニトリルブタジエンゴム、水素化ニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、エチレンアクリルゴム、フッ素ゴムのうちから1種あるいは2種以上を適当にブレンドして使用することができる。
本発明において得られる組成物には、通常ゴムに用いられる配合剤を任意に配合することができる。例えば、充填剤として、カーボンブラック、また、シリカ、クレーなどの白色充填剤、可塑剤、滑剤、加工助剤、老化防止剤、亜鉛華、架橋剤、架橋促進剤などを任意に配合することもできる。
本発明において得られる磁性ゴム組成物は、一般的な混練用装置、すなわち、オープンロール、ニーダー、バンバリー、ニ軸押出し機などを使用して混練することができる。

次に、本発明による磁性ゴム組成物として実施例１、その比較のための磁性ゴム組成物として比較例１〜３について評価を実施した。以下に実施例１および比較例１〜３の配合、製造方法および評価方法について示す。

ゴム素材１００重量部に対し、表１に示す所定の充填率になるようにフェライト及びその他配合剤をオープンロールにて混練した。

得られたゴム組成物を試料用金型により加硫開始から終了までの間に２０ｋＯｅの磁場をゴム生地の厚み方向に印加する。加硫の温度は１９０℃、加硫の時間は９０秒とした。
試料はφ１８、厚み６ｍｍの円柱型の試験片を用い、磁力特性についてはＢＨカーブトレーサー（メトロン技研社製）にて測定した。また、加工作業性の評価として、キュラストメーターV型（オリエンテック社製）を用い、１８０℃での最低粘度値の測定を行った。それらの結果を表1に示す。

実施例１は、比較例１〜３に比べ、最低粘度が低く加工作業性に優れ、また磁力特性についても優れたものとなっている。

以上詳しく説明した通り、本発明によって、加工作業性に優れ、優れた磁気特性を有する磁性ゴム組成物およびそれを用いた成形方法を提供することができる。

Claims (4)

1. 異方性磁性粉末、（化１）で示されるアルコキシシランおよびゴムバインダーを混練してなるゴム組成物。
   

   
2. 異方性磁性粉末として、ストロンチウムフェライトを添加してなる請求項１のゴム組成物。
3. 異方性磁性粉末の圧縮密度が３．２ｇ/ｃｍ^３以上である請求項１のゴム組成物。
4. 請求項１記載のゴム組成物を、磁場を印加した金型中で加硫成形することを特徴とする成形方法。