JP2658092B2

JP2658092B2 - ゴム磁石の製造法

Info

Publication number: JP2658092B2
Application number: JP62291859A
Authority: JP
Inventors: 健一藤本
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1997-09-30
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: JPH01134904A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ゴム磁石の製造法に関する。更に詳しく
は、磁気特性および加工性などにすぐれたゴム磁石の製
造法に関する。

〔従来の技術〕

従来から、焼結磁石の加工性および可撓性を改良する
ために、ストロンチウムフェライト（SrO・6Fe₂O₃）や
バリウムフェライト（BaO・6Fe₂O₃）によって代表され
るフェライト系磁性粉末を、NBR、エチレン・プロピレ
ン共重合ゴム、クロロプレンなどの合成ゴムまたは天然
ゴムに混合して用いたゴム磁石あるいはポリアミド、ポ
リ塩化ビニルなどの樹脂に混合して用いたプラスチック
磁石などが知らている（特開昭61−36342号公報、同61
−67203〜４号公報、同60−53002号公報、同59−170130
号公報、同59−82355号公報、同50−37846号公報な
ど）。

しかしながら、これらのゴム磁石あるいはプラスチッ
ク磁石は、成形加工時の加工性および可撓性の点ではす
ぐれているものの、焼結磁石と比較して磁石が弱く、そ
のため高磁力が要求される用途には使用できなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明者は、成形加工時の加工性や可撓性を
損うことなく、ゴム磁石の磁力を高める方法として、フ
ェライト系磁性粉末に代えて希土類磁性粉末を用いるこ
とを検討した。

希土類の焼結磁石または磁性粉末は、フェライト系磁
性粉末より高磁力を有するので、それをポリアミド、ポ
リ塩化ビニルなどの樹脂に混合して用いたプラスチック
磁石は既に知られているが、この場合はやはり加工性や
可撓性に問題がみられ、ゴム弾性を求めてバインダーと
してゴムを用いた場合には、磁性体の配向の問題から製
造が行われていないという事実がみられる。

本発明者は、加工性、可撓性、ゴム弾性にすぐれ、し
かもフェライト焼結磁石以上の磁力を有するゴム磁石を
得るために、特定の希土類磁性粉末をそれのバインダー
としての液状シリコーンゴムとの混合物として用い、そ
の混合物の硬化物に磁場を印加することにより、かかる
課題が効果的に解決されることを見出した。

〔問題点を解決するための手段〕

従って、本発明はゴム磁石の製造法に係り、このゴム
磁石の製造は、液状シリコーンゴム100重量部および１
−５型または２−17型希土類磁性粉末約200〜1800重量
部を含有する混合物の硬化物に磁場を印加することによ
って行われる。

希土類磁性粉末としての１−５型または２−17型と
は、合金中の金属原子の数の比を示しており、かかる型
の磁性体粉末としては、一般に粒径が約0.5〜40μｍ程
度のSmCo₅、LaCo₅、PrCo₅、YCo₅、Sm₂Co₁₇、Sm₂Zr₁₇、S
m₂Hf₁₇などが例示され、好ましくはSmCo₅およびSm₂Co₁₇
が用いられる。

これらの磁性体粉末は、希土類酸化物をランタン金属
片やカルシウム金属片などの還元剤で還元して希土類金
属とし、これにコバルト、鉄、銅などの金属を添加し溶
融したものを、再度約1000〜1200℃の温度で加熱溶体化
し、次いで約400〜900℃で時効処理して合金を作製した
後、機械的に粉砕して粉体の粒度を調整することにより
得られる。

このようにして得られた希土類磁性粉末は、そのまま
用いることもできるが、液状シリコーンゴムバインダー
との界面接着性を増加させるために、その粉体表面をシ
ランカップリング剤で処理して用いることもできる。

シランカップリング剤としては、例えばγ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロ
シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニトルエトキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピル
トリエトキシシランなどが用いられる。

これらのシランカップリング剤による磁性体粉末の表
面処理は、磁性体粉末に対して約0.1〜10重量％のシラ
ンカップリング剤をそのままあるいは水、メタノール、
エタノールなどの約５〜40％溶液として、ヘンシェルミ
キサー、リボンミキサーなどの混合分散機を用いて約３
〜30分間分散させた後、室温乃至約80℃で約１〜24時間
加熱処理することにより行われる。

シランカップリング剤で処理されたあるいは処理され
ない希土類磁性粉末のバインダーとしての液状シリコー
ンゴムは、次のような一般式で示され、粘土が約１〜50
0ポイズ（25℃）のものが一般に使用される。

かかる液状シリコーンゴムは、一般に常温硬化型であ
り常温で硬化し得るが、その際液状シリコーンゴムに対
して約0.5〜20重量％、好ましくは約１〜10重量％の硬
化剤が用いられる。

硬化剤としては、一般に次のようなシラン化合物が用
いられる（ただし、R₁〜R₃は低級アルキル基である）。

R₁Si（OCOR₂）_３ CH₂＝CHSi（OCOR₁）_３ R₁Si（Ｏ−Ｎ＝CR₂R₃）_３ CH₂＝SHSi（Ｏ−Ｎ＝CR₂R₃）_３ R₁Si（OR₂）_３ CH₂＝CHSi（OR₁）_３ R₁R₁Si（NR₃−CO−R₂）_２ CH₂＝SHSiR₁（NR₃−CO−R₂）_２ R₁Si（Ｏ−CR₂＝CH₂）_３ CH₂＝CHSi（Ｏ−CR₂＝OH₂）_３具体的には、トリアセチルシラン、トリメトキシメチ
ルシラン、トリ（メチルエチルオキシム）メチルシラ
ン、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシメチルシ
ラン、トリエトキシビニルシラン、ジ（Ｎ−エチルアセ
チル）ジメチルシラン、トリス（２−エチルビニロキ
シ）メチルシランなどが挙げられる。

これらの硬化剤以外に、塩化白金酸などの硬化触媒、
シリカ、炭酸カルシウムなどのゴム用充填剤、顔料など
が適宜添加されて用いられる。

以上の各成分は、ニーダーなどを用いて混練し、混合
物を形成されるが、その際希土類磁性粉末は液状シリコ
ーンゴム100重量部当り約200〜1800重量部、好ましくは
約400〜1000重量部の割合で用いられる。希土類磁性粉
末の使用割合がこれ以下では、ゴム磁石に所望の磁気特
性が得られず、一方これより多い割合で用いると、硬化
物がボロボロとなり所望の成形品を形成し得ないように
なる。

混合物は、射出成形機中で硬化、成形されるが、その
際モールドの厚さ方向など成形品形状に応じた方向に約
５〜30KOeの磁場を印加し、磁気によりゴム中の磁性体
をその厚さ方向などに配向させる着磁を行ない、必要が
あればモールドから取り出されたゴム磁石について再度
の着磁が行われる。

このように、成形の段階で着磁が行われるのは、次の
ような理由によっている。即ち、フェライト系磁性粉末
の場合には、その特性上ロール、押出機などにより磁化
軸を機械的に配向させることは可能であるが、希土類磁
性粉末の場合には、その性質上機械配向させることがで
きない。従って、着磁前に磁場配向という方法をとる必
要がある。しかるに、NBRや天然ゴムのようなゴムで
は、その粘土が大きく、磁場配向させることができな
い。そこで、ゴムの粘土を最高約500ポイズ（25℃）程
度と小さくし、射出成形時に磁力をかけて磁場配向を可
能としている。また、希土類磁性粉末は、酸化劣化して
磁力が損われるため、常温付近でも短時間に硬化可能な
液状シリコーンゴムが用いられているのである。

〔発明の効果〕

本発明に係るゴム磁石は、最大エネルギー積（BH）ma
xとして約２〜6MGOe程度の値を示しており、即ち希土類
焼結磁石とフェライト焼結磁石との中間領域をカバーす
る磁気特性を有している。しかも、ゴム弾性、可撓性、
加工性などの点においても、従来のフェライト系ゴム磁
石と同等以上のゴム特性を有している。

従って、このような特性を有する本発明のゴム磁石
は、小型PM型ステッピングモーター、ブラッシレスモー
ター、コアレスモーター、エンコーダーなどの回転機器
類、マイクロホーン、ヘッドホーン、薄形スピーカー、
カセットレコーダーなどの音響機器、その他センサー、
リレー装置、メーター類、装飾具などへの利用あるいは
磁性流体シール、ダストシール、オイルシールなどのシ
ール製品への応用をも可能としている。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１液状シリコーンゴム（信越化学製品KE108、粘度７ポ
イズ）100部（重量、以下同じ）、トリメトキシメチル
シラン10部、塩化白金酸２部およびSmCo₅（平均粒径５
μｍ）480部を３ニーダーで混練し、それを射出成形
機のモールド中に射出し、80℃で20分間加熱硬化させ
た。

この際、モールドの厚さ方向に20KOeの磁場を加え、
磁気によりゴム中の磁性体をその厚さ方向に配向させる
着磁を行ない、150×150×2mmのゴム磁石シートを得
た。

得られたゴム磁石シートについて、Ｂ−Ｈカーブトレ
ーサー（日本電磁測器製）を用いてその磁気特性を最大
エネルギー積（BH）maxとして測定すると共に、JIS K−
6301によるゴム特性（硬さ、引張り強さおよび伸び）の
測定と90゜曲げ試験による亀裂発生の有無を観察した。

比較例１実施例１において、SmCo₅の使用量が80部に変更され
た。

以上の実施例および比較例における測定結果は、次の
表１に示される。

表１項目実施例１比較例１（BH）max （MGOe） 4.2 0.6 硬さ［JIS A］（ポイント） 62 48 引張り強さ（Kgf/cm²） 30 40 伸び（％） 40 90 曲げ試験での亀裂発生なしなしこの結果から、実施例１のものは（BH）maxが大きく
しかもゴム特性も良好であるが、比較例１のものは（B
H）maxの値が従来のフェライト系ゴム磁石以下であるこ
とが分る。

比較例２実施例１において、塩化白金酸の使用量が１部に、ま
たSmCo₅の使用量が2000部にそれぞれ変更された。加熱
硬化物はボロボロで、シート状に成形できなかった。

実施例２液状シリコーンゴム（同社製品KE16、粘度200ポイ
ズ）100部、トリメトキシビニルシラン８部、塩化白金
酸0.9部およびSm₂Co₁₇（平均粒径16μｍ、粉体表面がビ
ニルトリエトキシシラン処理されたもの）850部を３
ニーダーで混練し、それを射出成形機のモールド中に射
出し、60℃で60分間加熱硬化させた。

この際、モールドの厚さ方向に15KOeの磁場を加え、
磁気配向させた。その後、モールドからゴム磁石シート
（150×150×2mm）を取り出し、再びその厚さ方向に22K
Oeの磁場をかけ、着磁を行った。

このゴム磁石シートについて、実施例１と同様の測定
が行われた。

比較例３実施例２において、Sm₂Co₁₇の使用量が160部に変更さ
れた。

以上の実施例２および比較例３における測定結果は、
次の表２に示される。

表２項目実施例２比較例３（BH）max （MGOe） 5.9 1.3 硬さ［JIS A］（ポイント） 86 63 引張り強さ（Kgf/cm²） 35 42 伸び（％） 30 85 曲げ試験での亀裂発生なしなしこの結果から、実施例２のものは（BH）maxが大きく
しかもゴム物性も良好であるが、比較例３のものは（B
H）maxの値が従来のフェライト系ゴム磁石並みであるこ
とが分る。

比較例４実施例２において、Sm₂Co₁₇の使用量が2000部に変更
された。

加熱硬化物はボロボロで、シート状に成形できなかっ
た。

実施例３液状シリコーンゴム（同社製品KE1091、粘度170ポイ
ズ）100部、トリエトキシビニルシラン７部、塩化白金
酸0.5部およびSm₂Co₁₇（平均粒径12μｍ、粉体表面がγ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン処理された
もの）720部を３ニーダーで混練し、それを射出成形
機のモールド中に射出し、60℃で２時間加熱硬化させ
た。

この際、モールドの厚さ方向に10KOeの磁場を加え、
磁気配向させた。その後、モールドからゴム磁石シート
（150×150×2mm）を取り出し、再びその厚さ方向に20K
Oeの磁場をかけ、着磁を行った。

比較例５〜６実施例３において、Sm₂Co₁₇の代りに、いずれも平均
粒径が５μｍで、粉体表面がγ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシラン処理されたSrO・6Fe₂O₃（比較例
５）またはBaO・6Fe₂O₃（比較例６）の同量が用いられ
た。

以上の実施例３および比較例５〜６における測定結果
は、次の表３に示される。

この結果から、実施例３のものは（BH）maxが大きく
しかもゴム特性も良好であるが、比較例５〜６のものは
（BH）maxの値が小さいばかりではなく、フェライト系
磁性粉末のゴムへの分散性が悪いため伸びが小さく、曲
げにより微小クラックよりなる亀裂を発生させることが
分る。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液状シリコーンゴム100重量部および１−
５型または２−17型希土類磁性粉末200〜1800重量部を
含有する混合物の硬化物に磁場を印加することを特徴と
するゴム磁石の製造法。
【請求項２】希土類磁性粉末がSmCo₅またはSm₂Co₁₇であ
る特許請求の範囲第１項記載のゴム磁石の製造法。
【請求項３】シランカップリング剤で表面処理された希
土類磁性粉末が用いられる特許請求の範囲第１項または
第２項記載のゴム磁石の製造法。
【請求項４】５〜30KOeの磁場が印加される特許請求の
範囲第１項記載のゴム磁石の製造法。