(57)【要約】【課題】ゴム材及び磁性粉を混練して得た混練物を押出成形して得られる成形物の外観不良を低減することにより安定してゴム磁石組成物を製造できるゴム磁石組成物の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、ゴム材、磁性粉及び滑剤を含む原料組成物を得る工程と、原料組成物を混練して混練物を得る混練工程と、を備え、混練工程で到達する粘度が、原料組成物の飽和粘度の４〜７倍であることを特徴とするゴム磁石組成物の製造方法である。【選択図】図５
2007250603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム材、磁性粉及び滑剤を含む原料組成物を得る工程と、
前記原料組成物を混練して混練物を得る混練工程と、を備え、
前記混練工程で到達する粘度が、前記原料組成物の飽和粘度の４〜７倍であることを特徴とするゴム磁石組成物の製造方法。
【請求項２】
前記混練工程を、
前記滑剤の融点未満の温度で行う請求項１に記載のゴム磁石組成物の製造方法。
【請求項３】
前記混練工程において、
添加すべき前記磁性粉を少なくとも２回に分割して添加し混練することを特徴とする請求項１または２に記載のゴム磁石組成物の製造方法。
【請求項４】
前記混練工程が、
前記ゴム材及び前記磁性粉を所定状態まで混練する第一混練工程と、
所定状態まで混練された前記ゴム材及び前記磁性粉に対して前記滑剤を添加して混練する第二混練工程と、からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のゴム磁石組成物の製造方法。
【請求項５】
前記第一混練工程において添加する前記磁性粉を、添加すべき前記磁性粉の一部の量とし、
前記第二混練工程において、添加すべき前記磁性粉の残部の量を添加する請求項４に記載のゴム磁石組成物の製造方法。
【請求項６】
前記混練工程で得られた前記混練物を粉砕して粉砕物を得る工程と、
前記粉砕物を押出成形して成形物を得る工程と、
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のゴム磁石組成物の製造方法。
【請求項７】
ゴム材及び磁性粉を所定状態まで混練する第一混練工程と、
所定状態まで混練された前記ゴム材及び前記磁性粉に対して滑剤を添加して混練する第二混練工程とを備え、
前記滑剤の融点未満の温度で前記第二混練工程を行うことを特徴とするゴム磁石組成物の製造方法。
【請求項８】
前記第一混練工程において、添加する前記磁性粉を、添加すべき前記磁性粉の一部の量の添加とし、
前記第二混練工程において、添加すべき前記磁性粉の残部の量を添加する請求項７に記載のゴム磁石組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム磁石の製造方法に関し、特に安定して製造できるゴム磁石組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フェライト系永久磁石は、原材料が安価なことから焼結磁石やプラスチック磁石、或いはゴム磁石として様々な分野に使用されている。具体的には、モータやアクチュエータに組み込まれＡＶ機器やＯＡ機器から自動車分野にわたって汎用されている。現在、モータ等の小型化に伴い永久磁石体には、小径化や薄肉化の要求と寸法精度の向上を求められている。
【０００３】
焼結磁石は、焼結工程時に大きく収縮し、寸法精度の高いものが得られず、焼結後に加工工程を必要とするため、成形後の工程で収縮がほとんど見られない寸法精度の高い複合磁石（磁性粉と樹脂とを混合してなる永久磁石体）が用いられる。その中でも、モータ機器等に永久磁石を組み込む際には、圧入時にクラックが生じ難く接着工程を必要としないゴム磁石が好んで用いられている。
【０００４】
従来の異方性ゴム磁石の製造方法について、その例を以下に示す。まずフェライト磁石粉末とゴム材とを加圧混練して、一定の粘度の組成物を得た後、磁場中にて押出成形を行って異方性成形物を作製する。さらに、この異方性組成物に脱磁処理を行った後、必要に応じて架橋処理（熱処理）を行いゴム磁石の前駆体を得る。そして、必要なサイズに切断加工した後、着磁処理を行うことで、ゴム磁石が得られる。また、フェライト磁石粉末とゴム材との組成物をロール圧延による成形によって異方性組成物を作製する方法もある。この場合もロール圧延によって得られた均一な厚さのシートを必要なサイズに切断加工することでゴム磁石の前駆体となる。なお、取扱の便宜上、ゴム磁石の前駆体の段階で取引されることが多く、前駆体の段階の製品もゴム磁石と呼ばれている。
【０００５】
例えば、特許文献１（特開昭６０−１４４０４号公報）には、アクリロニトリル含量１０〜３５％かつムーニー粘度ＭＬ１＋４（１００℃）６０以上の高分子量ニトリルゴムに強磁性体粉末を、該ニトリルゴムおよび高級脂肪酸系滑剤の配合物と強磁性体粉末の合計量に対して９０〜９５重量％および高級脂肪酸系滑剤を５〜２０ＰＨＲ配合した後、６０〜１５０℃で該配合物を混練する異方性ニトリルゴム磁石の製造方法が開示されている。
【０００６】
前述したように、ゴム磁石は、はじめにゴム磁石を構成するゴム材及び磁性粉を混練し、混練物を得る。この混練物を押出成形し成形物を得るが、混練から成形までに相当の時間が経過すると成形物の端部にクラックが発生して外観不良となることがあり、押出温度等の押出成形条件を適宜設定する。しかし、一定の押出成形条件下においてもクラックの発生頻度はロットごとのばらつきがある。ゴム磁石を安定して製造するためには、クラックの発生および発生頻度のばらつきが減少することが望まれる。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６０−１４４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、押出成形して得られる成形物の外観不良を低減することにより安定してゴム磁石組成物を製造できるゴム磁石組成物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、成形物の外観不良について詳細に検討し、ゴム材及び磁性粉を混練した混練物に含まれる滑剤が混練後の時間経過とともに劣化して成形離型剤としての機能が低下し、それが成形物のクラック発生とクラック発生頻度のばらつきの原因であることをつきとめ、混練物に含まれる滑剤の劣化を抑えるための混練工程の温度制御や混練方法を見出した。さらにこのような滑剤の劣化を抑えた混練工程は、混練物が到達する粘度を特定することによって実現でき、この混練物の特定の到達粘度が成形物の外観不良の低減に寄与していることを見出した。
【００１０】
したがって、本発明は、ゴム材、磁性粉及び滑剤を含む原料組成物を得る工程と、この原料組成物を混練して混練物を得る混練工程と、を備え、混練工程で到達する粘度が、原料組成物の飽和粘度の４〜７倍であることを特徴とするゴム磁石組成物の製造方法である。
飽和粘度とは、混練を継続したときの到達粘度、すなわち混練を続けても混練物の粘度が変化しない状態となったときの粘度である。この飽和粘度は、混練される原料組成物によって異なるため、あらかじめ目的とする混練物の原料組成物に固有の飽和粘度を求めておくことで、混練時の到達粘度を飽和粘度の４〜７倍とすることができる。また、混練物の到達粘度とは、混練過程における粘度であって、混練が終了して硬化した後の粘度とは異なる。なお、原料組成物はゴム材、磁性粉及び滑剤を少なくとも含み、他の添加物、例えば架橋剤等を含むことを許容するが、粘度は専らゴム材、磁性粉及び滑剤によって定まる。
【００１１】
混練工程における到達粘度を飽和粘度の４〜７倍とするには、混練工程を滑剤の融点未満の温度で行うことが好ましい。
また、混練工程において、添加すべき磁性粉を少なくとも２回に分割して添加し混練することでも、混練工程における到達粘度を飽和粘度の４〜７倍とするのに有効である。
さらに混練工程がゴム材及び前記磁性粉を所定状態まで混練する第一混練工程と、所定状態まで混練されたゴム材及び磁性粉に対して滑剤を添加して混練する第二混練工程と、から構成されていても、混練工程における到達粘度を飽和粘度の４〜７倍とするのに有効である。
さらにまた本発明において、添加すべき磁性粉を少なくとも２回に分割して添加する混練工程の場合、第一混練工程において添加する磁性粉を、添加すべき磁性粉の一部の量の添加とし、第二混練工程において、添加すべき磁性粉の残部の量を添加することが好ましい。
本発明は最終的にゴム磁石を製造することを目的としており、その場合、混練工程で得られた混練物を粉砕して粉砕物を得る工程と、粉砕物を押出成形して成形物を得る工程と、を少なくとも備えることになる。
【００１２】
また、本発明は、ゴム材及び磁性粉を所定状態まで混練する第一混練工程と、所定状態まで混練されたゴム材及び磁性粉に対して滑剤を添加して混練する第二混練工程とを備え、滑剤の融点未満の温度で第二混練工程を行うゴム磁石組成物の製造方法をも提供する。この第一混練工程において、添加する磁性粉を、添加すべき磁性粉の一部の量の添加とし、第二混練工程において、添加すべき磁性粉の残部の量を添加することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、押出成形して得られる成形物の外観不良を低減することにより安定してゴム磁石組成物を製造できる。また、得られた混練物を押出成形するまでに、数日間混練物を保管することが可能になり、生産管理が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
本実施の形態によるゴム磁石組成物の製造方法は、図１に示すように、少なくとも、混練工程、粉砕工程、成形工程、切断工程を含み、更に圧延工程、架橋処理工程を含むことが可能である。以下、各工程について順次説明する。
【００１５】
＜混練工程＞
本発明は、混練工程で、ゴム材、磁性粉及び滑剤を混練して、混練物が到達する粘度を飽和粘度の４〜７倍とする。
飽和粘度とは、前述したように、混練を継続したときの到達粘度であり、混練される原料組成物（ゴム材、磁性粉、滑剤等）によって異なるため、あらかじめ目的とする混練物の原料組成物に固有の飽和粘度を求める。これにより、混練物の到達粘度を飽和粘度の４〜７倍とすることができる。
例えば、磁性粉としてストロンチウムフェライト１９５０重量部、ゴム材としてニトリルゴム１００重量部、滑剤としてステアリン酸亜鉛１５重量部、可塑剤２０重量部、酸化マグネシウム２重量部、酸化亜鉛５重量部を配合し混練したときの飽和粘度は１×１０５poiseであるから、４×１０５〜７×１０５poiseの粘度を有する混練物を作製すればよい。
【００１６】
本発明において、混練物の到達粘度を飽和粘度の４〜７倍とするのは、均質かつ滑剤が未溶融の混練物を得て、成形物の外観不良を低減させるためである。混練物に含まれる滑剤が混練工程で滑剤の融点に達し溶融すると混練物の到達粘度が飽和粘度の４倍未満となり、混練後の時間経過とともに滑剤の劣化によって成形離型剤として機能が低下する。粘度が飽和粘度の７倍を超える混練物は、混練工程での混練が不十分であるために磁性粉の分散状態が均質ではなく、それを用いて成形しても成形物にクラックが発生する上、ゴム磁石の磁気特性にバラツキが生じ、磁気特性的に品質の低下が生ずる。より均質な混練状態の混練物を得るためには、混練物の到達粘度は飽和粘度の６倍以下であることが好ましい。
【００１７】
混練物の到達粘度を飽和粘度の４〜７倍とするための手法の一つとして、混練工程を滑剤の融点未満の温度で行うことを推奨する。滑剤は、ゴム材自体の流動性を向上するとともに、ゴム材と成形機の界面に働く摩擦抵抗を減少させることで流動性を高め成形離型性を向上することを目的として添加するが、混練中に滑剤の融点に達すると混練後の滑剤の劣化進行が早いため、押出成形時の摩擦抵抗が増大しクラック発生の要因となるからである。滑剤の融点以下の温度で混練する場合であっても、混練工程の一部を（滑剤の融点−２０）℃から滑剤の融点の温度範囲（ただし、融点は含まず）で行うことは、均質な混練状態の混練物を得るために好ましい。（滑剤の融点−２０）℃から滑剤の融点の温度範囲（ただし、融点は含まず）とは、例えば、滑剤としてステアリン酸亜鉛（融点１４０℃）を用いる場合、１２０〜１４０℃（ただし、１４０℃を含まず）の温度範囲である。これは、混練工程の温度が低すぎると均質な混練物を得るまでに長時間を要するためである。（滑剤の融点−２０）℃から滑剤の融点の温度範囲（ただし、融点は含まず）で混練する時間は、混練物の量や材料に合わせ滑剤を劣化させないような時間設定をすればよい。
【００１８】
飽和粘度の４〜７倍の粘度を有する混練物を得るための別の手法として、混練工程において添加すべき磁性粉を少なくとも２回に分割して添加し混練することも有用である。混練前に添加すべき磁性粉を全量添加すると混練に伴う発熱量が増加し、均質な分散状態を得る前に滑剤の融点を超える恐れがあるが、分割添加することにより混練に伴う発熱を抑えながら均質な分散状態の混練物を得ることができるからである。また、分割添加により、混練工程の時間短縮が可能となる。
磁性粉を分割添加する場合の添加量は、添加すべき磁性粉の１／３以上を混練前（１回目）に添加とすることが好ましい。より好ましくは１／２以上とする。これは、混練機内部の被処理物（磁性粉、ゴム材）が少なすぎると負荷がかかりにくいため効率の良い混練がしにくくなるからである。１回目の添加量が、４／５を超えると、分割添加による時間短縮の効果が十分に得られないので、それ以下とすることが好ましい。２回目以降は、残部の添加すべき磁性粉を混練工程の途中で適宜分割添加すればよい。
滑剤の融点以下の温度で混練工程を行うことと、磁性粉の分割添加は、どちらか一つの方法でも飽和粘度の４〜７倍の粘度を有する混練物を作製することが可能であるが、併用することが好ましい。
【００１９】
図２、図３に好ましい混練工程の形態を示す。図２に示す混練工程は、ゴム材及び磁性粉を所定状態まで混練する一次混練と、所定状態まで混練されたゴム材及び磁性粉に対して滑剤を添加して混練する二次混練と、からなる。図３に示す混練工程は、一次混練において添加する前記磁性粉を、添加すべき磁性粉の一部の量の添加とし、二次混練において、添加すべき前記磁性粉の残部の量と滑剤を添加する。
【００２０】
滑剤を、混練工程全体としての途中で添加することにより、混練工程の時間短縮の効果が得られる。この理由は明らかではないが、本発明者等は以下のように推測している。滑剤が磁性粉よりもゴム材に馴染み易いために、滑剤をゴム材及び磁性粉と同時に添加するとゴム材の中に磁性粉が十分に分散しにくい状態となり、混練に時間を要する。それに対して混練工程を一次混練、二次混練というように二段階に分け、二次混練から滑剤を添加することにより、混練時間を短縮するとともに、磁気特性の低下を防止することができる。ここで、混練時間の短縮とは、一次混練、二次混練をあわせた混練工程全体の時間短縮を意味している。
また、滑剤と磁性粉を、混練工程全体としての途中で複合添加することで、磁性粉とゴム材の間、さらにはゴム磁石組成物全体に滑剤が分布され、融点付近での混練時間短縮により滑剤が劣化しにくく、押出成形時に成形離型剤としての機能を発揮し、安定した成形が可能となる。また、滑剤の劣化が少ないため、混練物として長期保管後に押出成形をしても得られる成形物の外観不良率が低減できる。
【００２１】
一次混練から二次混練への移行は、混練物の温度を基準に行うことができる。本発明では、混練物の温度が４０〜１１０℃の範囲において、好ましくは６０〜１００℃の範囲において、滑剤及び磁性粉を添加することを推奨する。４０℃未満では混練時間の短縮という効果を十分に得ることができず、また１１０℃を超えると混練時間は短くなるが、滑剤の劣化によって得られる混練物を成形した時にクラックが発生してしまう。したがって、実際の生産においては、この点を考慮して一次混練から二次混練に移行するのがよい。なお、混練工程では、ゴム材のせん断応力によって温度が上昇する。
【００２２】
磁性粉を２回に分割して添加する場合、二次混練から滑剤と磁性粉を添加するが、磁性粉を３回に分割して添加する場合は３回目の磁性粉を三次混練から添加する。二次混練から三次混練への移行も混練物の温度を基準に行うことができ、三次混練への移行は混練物の温度が５０〜１２０℃の範囲、好ましくは８０〜１００℃の範囲において行う。５０℃未満では混練時間の短縮という効果を十分に得ることができない。１２０℃を超えると混練の完了までに３回目に添加した磁性粉を十分に分散させることが困難となる。
磁性粉を３回以上に分割して添加する場合であっても、最終の磁性粉添加のための最終次混練への移行は三次混練への移行の基準となる混練物の温度以下とする。
【００２３】
本発明に用いる磁性粉末としては、ＭＯ・６Ｆｅ２Ｏ３（Ｍ＝Ｓｒ，Ｂａ，Ｐｂ等）で表される強磁性体であるフェライト系磁石粉末、ＲＣｏ５、Ｒ２Ｃｏ１７（Ｒ＝Ｓｍ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ等の希土類元素の１種又は２種以上）で表される希土類コバルト系磁石粉末、Ｒ２Ｆｅ１４Ｂを主相とするＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末、マンガン−ビスマス系磁石粉末、マンガン−アルミニウム系磁石粉末、コバルト系磁石粉末（例えば、Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系等）等を用いることができる。特にＳｒ・フェライトが好適に使用される。Ｓｒ・フェライトは、例えば酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）６モルと炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）１モルとを配合混合した後、ペレット状に製粒し、反応焼成を行ない、冷却後、ボールミル等で０．５〜３．０μｍに粉砕して得られる。
磁性粉末は、加圧混練物の全体に対する比率を体積比で６０〜８０ｖｏｌ％とすることが好ましい。すなわち、磁性粉末の比率が６０ｖｏｌ％未満であると磁気特性（特に残留磁束密度Ｂｒ）が不十分となり、８０ｖｏｌ％を超えると混合体の押出成形が困難になるためである。
【００２４】
ゴム材にはスチレンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等を用いることが可能であるが、その中でもニトリルゴム（ＮＢＲ）が好適に用いられる。ＮＢＲは、アクリロニトリルとブタジエンとの共重合によって得られる共重合ゴムである。ＮＢＲ中のアクリロニトリル含量が１８〜５０％、好ましくは２６〜４２％である。ＮＢＲはＭＬ１＋４（１００℃）が２５以上の高いムーニー粘度（高分子量）を有することが好ましい。より好ましいムーニー粘度は３０〜６０である。
ＮＢＲの具体例としては、例えば、日本ゼオン社製の「Ｎｉｐｏｌ」シリーズの「１０４１」、「１０３１」、「１００１」、バイエル社製の「ペルブナン」シリーズ、日本合成ゴム社製の「ＪＳＲ  Ｎ２４０Ｓ」、ポリマー社製の「ポリサークライナック８０２」、ＩＣＩ社製の「ブタコンＸＡ−１３００」等がある。なお、ゴム材は、通常、塊状として提供されている。
【００２５】
滑剤は、ゴム材自体の流動性を向上するとともに、ゴム材と成形機の界面に働く摩擦抵抗を減少させることで流動性を高め成形性を向上する働きを有する。そのため、一般に滑剤としてはゴム材を軟化させうる非極性基と、成形機とゴム材間に介在して滑剤の働きをする極性基を有することが望まれる。本発明に用いる滑剤としては、例えば、パラフィンワックス、流動パラフィン、ポリエチレンワックス、マイクロクリスタンワックス等のワックス類；ステアリン酸、ラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ベヘン酸などの脂肪酸類、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛、ラウリン酸カルシウム等の金属石鹸類；ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド類；ステアリルアルコール、ラウリルアルコール、メリシルアルコール等の高級アルコール類；ステアリン酸ブチル、ステアリン酸メチル等の脂肪酸エステルが挙げられる。これらの中では、金属石鹸類が好ましく、特にステアリン酸亜鉛が好ましい。
【００２６】
滑剤の添加量（金属石鹸と脂肪酸の合計）は、ゴム材１００重量部に対して３〜２５重量部とするのが好ましい。より好ましい滑剤の添加量は５〜２０重量部である。滑剤の添加量が少ないと磁場中成形時の配向の低下を招き、更には、成形後に成形体にひび割れ等の原因となる。また、過剰に添加すると、成形体表面の粘着力が増大し、成形後の圧延工程においてロールへの付着原因となる。
【００２７】
＜添加剤＞
本発明においては、滑剤以外にも添加剤を用いることができる。ゴム磁石組成物に対する添加剤としては、種々のものが知られているが、本発明においては、添加剤として、可塑剤、カップリング剤、架橋剤、架橋助剤及び老化防止剤を用いることが好ましい。また、二次混練においてこれらの添加剤を添加することを推奨するが、添加剤の中で可塑剤及びカップリング剤は一次混練の際にゴム材及び磁性粉とともに混練物に含まれていてもよい。以下、各添加剤について説明する。
【００２８】
可塑剤は、混練時又は成形時においてゴム材を柔軟にする役割を果たす。本発明に用いる可塑剤としては、例えば、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジエチルフタレート等のフタル酸エステル等が挙げられる。また、各種のトリメリット酸エステルも好適に使用し得る。可塑剤の添加量は、ゴム材１００重量部あたり１０〜３０重量部、好ましくは１５〜２５重量部とする。
【００２９】
本発明において可塑剤は、二次混練以前の一次混練の段階から混練物中に含有されていてもよい。可塑剤は、上述したように、そもそもゴム材に柔軟性を付与するために添加されるものであるところ、一次混練時に含有させることにより、一次混練の終了、二次混練への迅速移行に寄与するからである。
【００３０】
カップリング剤は、無機物である磁性粉の表面を改質し、有機物であるゴム材との密着性を改善する役割を果たす。カップリング剤としては、シラン系、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系のものが知られているが、本発明においてはシラン系のカップリング剤が好適である。シランカップリング剤は、一般式：Ｘ−Ｒ−Ｓｉ（ＯＲ）３で表され、分子中に２個の異なった官能基（ＸとＯＲ）を有する。そして、一方の官能基（Ｘ）は、有機質材料と化学結合する官能基（例えば、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、メルカプト基など）、他方の官能基（ＯＲ）は、無機質材料と化学結合する官能基（メトキシ基、エトキシ基など）である。カップリング剤は、磁性粉末に対して０．１〜３重量％とすることが好ましい。
【００３１】
本発明においてカップリング剤は、可塑剤と同様に、二次混練以前の一次混練の段階から混練物中に含有されていてもよい。カップリング剤は、ゴム材と磁性粉との密着性を改善するためのものであり、混練の早期から混練物がカップリング剤を含む場合にこの効果が顕著となるからである。なお、予めカップリング剤で表面処理がなされた磁性粉を用いることにより、混練時におけるカップリング剤の添加を省略することができる。この形態も本願発明が包含することは言うまでもない。
【００３２】
架橋剤は、架橋操作により鎖状ゴム分子に三次元構造を形成させて、弾性体としての性質を付与する。本発明における架橋剤としては、硫黄や過酸化物が好適に使用される。過酸化物としては、化薬アクゾ社製の「カヤメックＡ」、「トリゴノックスＴＭＢＨ」、日本油脂社製の「パークミルＤ」、「パーヘキサ２５Ｂ」等が挙げられる。架橋剤の配合量は、ゴム材１００重量部あたり０．４〜３．０重量部、好ましくは０．６〜２．４重量部である。
架橋助剤（架橋促進剤）としては、例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ジベンゾチアジルスルフィド等が挙げられる。これらは２種以上を併用してもよい。架橋助剤の配合量は、ゴム材１００重量部あたり０．１〜１５重量部、好ましくは１．０〜１０重量部である。
本発明において、架橋剤及び架橋助剤は、二次混練の際に添加される。一次混練のときから混練物に添加されていると、本発明の効果を享受することが困難となるからである。
【００３３】
ゴムは分子鎖が活発な熱運動をしているため、酸素の拡散性が高く、そのためプラスチックに比べて酸化されやすい。また、オゾンによる主鎖解裂反応（オゾン劣化）、及び架橋鎖の崩壊も伴う繰り返し伸長による疲労劣化も受けやすい。老化防止剤は、これらの一連の劣化を阻止するために添加される。
老化防止剤としては、アルデヒド、ケトン、アミン反応性生物及びその誘導体、アミン及びその誘導体、イミダゾール類、フェノール類及びその誘導体等を用いることができる。老化防止剤の添加量は、ゴム材１００重量部に対して０．５〜３．０重量部、さらには１．０〜２．５重量部とするのが好ましい。
本発明において、老化防止剤は、架橋剤及び架橋助剤と同様に、二次混練の際に添加されることが好ましい。一次混練のときから混練物に添加されていると、本発明の効果を享受することが困難となるからである。
添加剤は、ゴム材の種類、ゴム磁石の用途によって適宜添加されるものであり、上述した全ての種類の添加剤を添加することを本発明が必須とするものではない。
【００３４】
＜粉砕、成形工程＞
混練工程で得られた組成物（混練物）を粉砕してペレット化し、このペレットを用いて例えば押出法により成形し、シート状等の任意の形状に成形された成形体を得る。押出成形の場合、押出直後の成形体の温度は８０〜１５０℃である。
なお、成形は磁場中または無磁場中で行うことができる。磁場中にて押出成形を行うには、金型周囲に磁場コイルを配置した押出機を使用し、例えば、磁場強度１１００〜１６００ｋＡ／ｍの条件下で成形を行えばよい。
【００３５】
磁場中で成形を行うことにより磁性粉末を配向して、ゴム磁石に異方性を付与することができる。滑剤は、磁性粉末が成形時にゴム材の中での運動を容易にすることにより配向度を向上する。本発明では、特に脂肪酸がこの配向度向上にとって有効であることを見出した点に特徴がある。
磁場中で成形を行わない場合であっても、板状の磁性粉末を用いることにより、成形によってゴム磁石の異方性化を行うことができる。この場合でも、滑剤、特に脂肪酸は配向度向上にとって有効であることは言うまでもない。
【００３６】
＜圧延工程＞
成形体をロール圧延し、所望の厚さの磁性シートを得る。ロール圧延には例えばカレンダーロールを使用することができる。
圧延時の圧下率は特に限定されないが、圧下率が小さすぎると圧延回数が増える。逆に圧下率が大きすぎると残留磁束密度（Ｂｒ）が低下する。したがって、圧下率は５〜６０％、好ましくは５〜３０％とすればよい。例えば、磁性粉末としてフェライト粉末、ゴム材としてＮＢＲを使用し、押出直後の成形体の厚さが２．４ｍｍである場合、圧延で成形体の厚さを１〜２ｍｍとする。
【００３７】
圧延時の磁性シートの硬度を基準として、圧延条件を設定してもよい。例えば、磁性粉末としてフェライト粉末、ゴム材としてＮＢＲを使用する場合には、圧延時の磁性シートの硬度を２７以下、好ましくは１５〜２６、より好ましくは１５〜２３とする。常温で圧延した場合には、磁性シートの硬度は約２８である。
【００３８】
＜架橋処理工程＞
架橋処理工程では、圧延された磁性シートを１６０〜１７５℃で５〜４０分保持する。架橋処理の温度が１６０℃未満に低くなると、架橋処理に要する時間が長くなり好ましくない。一方、１７５℃を超える高温下の架橋処理によっては、所望の強度、可撓性を有するゴム磁石を安定して得ることが困難である。好ましい架橋処理の条件は、処理温度が１６０〜１７０℃、保持時間が１０〜３０分である。
【００３９】
＜切断工程＞
切断工程では、架橋により硬化した磁性シートを所望のサイズに切断する。切断後の磁性シートは着磁処理され、ゴム磁石として使用される。本発明のゴム磁石は、各種の分野、例えば、小型モータ、タイマー、発電機、リードスイッチ等の電気機械の分野、複写機、電卓、プリンタ、電話、キーボード等のオフィスオートメーション機器の分野、チャック、ステッカー、教材用具などの吸着力利用分野で好適に用いられる。
【実施例１】
【００４０】
以下本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
磁性粉として異方性のＳｒフェライト粉末（日本弁柄工業（株）製、ＮＦ５６、平均粒径１．１μｍ）１９５０重量部、ゴム材としてニトリルゴム１００重量部、滑剤としてステアリン酸亜鉛（融点１４０℃）１５重量部、添加剤として可塑剤２０重量部、酸化マグネシウム２重量部、酸化亜鉛５重量部を準備し、図４に示すタイミングで磁性粉、ゴム材、ステアリン酸亜鉛、添加剤をニーダ（混練機）に添加し、混練工程における最高温度（到達温度）、１２０℃以上で混練を続けた時間を変えて、粘度の異なる混練物を得た。得られた混練物の一部（５０ｇ）を取り出し、東洋精機社製キャピログラフにてバレル温度１００℃で粘度を測定した。
なお、この材料を用いて得られる混練物の飽和粘度は１×１０５poiseである。
【００４１】
図４に、本実施例の混練工程における滑剤と磁性粉の分割添加のタイミングをフローチャートで示す。図４により磁性粉を３回に分割して添加する混練工程を説明する。１回目の分量の磁性粉、ゴム材、添加剤をニーダに添加し、６０℃の温度まで混練（一次混練）を行った後、滑剤（ステアリン酸亜鉛）と２回目の分量の磁性粉を添加して１００℃の温度まで混練（二次混練）を行い、３回目の磁性粉を添加して到達温度まで混練（三次混練）を続け、混練の完了とした。磁性粉の添加回数とそれぞれの回の添加量は次のとおりである。
１回（分割せず）：混練前に磁性粉全量１９５０重量部を添加
２回に分割：混練前に１０００重量部、温度６０℃の時に９５０重量部添加
３回に分割：混練前に１０００重量部、温度６０℃の時に５００重量部、温度１００℃の時に４５０重量部添加
【００４２】
なお、図４には３回に磁性粉を分割添加した例を示したが、本実施例において、分割回数が１回の場合（分割していない場合）は２、３回目の磁性粉の添加を行わずに全量を混練前に添加し、また分割回数が２回の場合は３回目の投入を行わずに上記の量を添加した以外の混練工程は同様である。
混練工程後、１日または１０日間経過した後に押出金型によりゴム磁石（断面３０×２．４ｍｍの板状成形物）を長さ２００ｍｍにて各試料１０００本成形し、外観不良率および磁気特性を評価するため表面磁束密度を測定した。
表１に、得られた混練物の到達粘度（表１では、単に粘度）、混練工程における磁性粉の添加回数、到達温度（混練工程における最高温度）、１２０℃以上混練時間（１２０℃以上で混練を継続した時間）、混練工程後成形するまでの経過時間、外観不良率、表面磁束密度の測定結果を表１に示す。
成形物は、径１ｍｍ以上のクラック、空隙、割れ、欠けがあるもの外観不良とした。
なお、混練物の飽和粘度が１×１０５poiseであるから、表１に示す粘度の数値は倍数と同一である。
【００４３】
【表１】
2007250603.tif 000003
【００４４】
表１から分かるように、混練物の到達粘度が４×１０５〜７×１０５poise、すなわち飽和粘度に対して４〜７倍の試料Ｎｏ．１〜４は、混練後１０日が経過した後に成形して成形物の外観不良率が１．５％以下と低く、表面磁束密度も１０５ｍＴ以上と磁気特性にも優れることがわかる。また、磁性粉を分割添加することにより外観不良率および磁気特性がさらに改善されることがわかる。
一方、粘度が飽和粘度の４倍未満または７倍を超える試料Ｎｏ．５〜９では、１０日間経過後の成形物の外観不良率が上がり、磁気特性が低下した。試料８、９は、前記所望の磁性粉等を全て投入した後に混練する混練方法に基づいて作製した混練物を１日または１０日間経過した後に成形したものである。混練後１日経過後の混練物を用いた場合、外観不良は少ないが、１０日後に成形したものは外観不良率が低下することから、安定してゴム磁石組成物を製造できないことがわかる。
【実施例２】
【００４５】
滑剤としてモンタン酸マグネシウムを用いた以外は、実施例１と同様の方法でゴム磁石を作製し、実施例１と同様の方法で評価した。表２に、混練物の到達粘度、混練工程における磁性粉の添加回数、到達温度、１２０℃以上混練時間、混練工程後成形するまでの経過時間、外観不良率、表面磁束密度の測定結果を示す。
表２より、混練物の到達粘度が４×１０５〜７×１０５poise、すなわち飽和粘度に対して４〜７倍の試料Ｎｏ．１０、１１は、混練後１０日が経過した後に成形した成形物の外観不良率が１．０％以下と低く、表面磁束密度も１０４ｍＴ以上と磁気特性にも優れることがわかる。
【００４６】
【表２】
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【実施例３】
【００４７】
ゴム材としてアクリルゴムを用いた以外は、実施例１と同様の方法でゴム磁石を作製し、実施例１と同様の方法で評価した。表３に、混練物の到達粘度、混練工程における磁性粉の添加回数、到達温度、１２０℃以上混練時間、混練工程後成形するまでの経過時間、外観不良率、表面磁束密度の測定結果を示す。
表３より、混練物の到達粘度が４×１０５〜７×１０５poise、すなわち飽和粘度に対して４〜７倍の試料Ｎｏ．１５、１６は、混練後１０日が経過した後に成形した成形物の外観不良率が１．０％以下と低く、表面磁束密度も１０６ｍＴ以上と磁気特性にも優れることがわかる。
【００４８】
【表３】
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【実施例４】
【００４９】
ゴム材としてスチレンゴムを用いた以外は、実施例１と同様の方法でゴム磁石を作製し、実施例１と同様の方法で評価した。表４に、混練物の到達粘度、混練工程における磁性粉の添加回数、到達温度、１２０℃以上混練時間、混練工程後成形するまでの経過時間、外観不良率、表面磁束密度の測定結果を示す。
表４より、混練物の到達粘度が４×１０５〜７×１０５poise、すなわち飽和粘度に対して４〜７倍の試料Ｎｏ．１９、２０は、混練後１０日が経過した後に成形した成形物の外観不良率が１．０％以下と低く、表面磁束密度も１０５ｍＴ以上と磁気特性にも優れることがわかる。
【００５０】
【表４】
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【実施例５】
【００５１】
実施例１と同様の材料を準備し、次に示す３通りの混練工程を経た混練物を作製し、混練後押出成形するまでの経過時間を変えた以外は実施例１と同様の方法でゴム磁石を作製した。混練後の経過時間に対する成形歩留を図５に示す。なお、成形歩留（％）は、成形歩留＝１００−外観不良率（％）である。
＜試料Ａ＞
実施例１と同様に、磁性粉として異方性のＳｒフェライト粉末（日本弁柄工業（株）製、ＮＦ５６、平均粒径１．１μｍ）１９５０重量部、ゴム材としてニトリルゴム１００重量部、滑剤としてステアリン酸亜鉛（融点１４０℃）１５重量部、添加剤として可塑剤２０重量部、酸化マグネシウム２重量部、酸化亜鉛５重量部を準備し、ステアリン酸亜鉛以外の材料をニーダ（混練機）により混練し、混練物の温度が６０℃の時にステアリン酸亜鉛を添加し、１２０℃以上で１０分混練して混練を完了した。得られた混練物の到達粘度は４．６×１０５poiseであった。
＜試料Ｂ＞
実施例１と同様に、磁性粉として異方性のＳｒフェライト粉末（日本弁柄工業（株）製、ＮＦ５６、平均粒径１．１μｍ）１０００重量部、ゴム材としてニトリルゴム１００重量部、滑剤としてステアリン酸亜鉛（融点１４０℃）１５重量部、添加剤として可塑剤２０重量部、酸化マグネシウム２重量部、酸化亜鉛５重量部を準備し、２回目に添加する磁性粉とステアリン酸亜鉛以外の材料をニーダ（混練機）により混練し、混練物の温度が６０℃の時にステアリン酸亜鉛と磁性粉９５０重量部を添加し、１２０℃以上で２０分混練して混練を完了した。得られた混練物の到達粘度は５．７×１０poiseであった。
＜試料Ｃ＞
実施例１と同様の材料をニーダにより混練し、混練物が１４５℃になった時点で混練の完了とした。混練物の到達粘度は１．９×１０５poiseであった。
【００５２】
図５から、作製した混練物を用いて成形した場合、日数の経過とともに成形歩留が低下するのに対し、高温混練時間短縮と磁性粉分割投入によって得た混練物は２０日経過後であっても良好な成形歩留が得られ、安定して製造することができることがわかる。また、２０日間経過しても成形物の外観不良を低減することができるので、混練物を数日間保管することが可能になり、生産管理が容易である。
【００５３】
なお、上記実施の形態では、磁性粉として異方性のＳｒフェライト粉末、ゴム材としてニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、滑剤としてステアリン酸亜鉛、モンタン酸マグネシウムを用いたが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施の形態におけるゴム磁石の製造工程を示すフローチャートである。
【図２】本実施の形態における磁性粉の添加タイミングを示すフローチャートである。
【図３】本実施の形態における磁性粉の添加タイミングを示すフローチャートである。
【図４】本実施の形態における磁性粉の添加タイミングを示すフローチャートである。
【図５】混練後成形するまでの経過時間に対する成形歩留を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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