本发明专利技术提供一种各向异性橡胶磁体，其至少含有橡胶材料、增塑剂、润滑剂以及铁氧体粉末，相对于１００重量份橡胶材料，增塑剂的比例为１０～３０重量％、润滑剂的比例为８～３０重量％、铁氧体粉末的比例以以下定义的铁氧体体积率计为６６％或以上、取向度为８４％或以上。铁氧体体积率＝［（由密度计算的铁氧体粉末的体积）／（由各密度计算的各成分的体积的合计）］×１００其中，铁氧体粉末的密度设定为５．１Ｍｇ／ｍ↑［３］、有机成分（橡胶材料、增塑剂以及润滑剂）的密度设定为１．０Ｍｇ／ｍ↑［３］。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及各向异性橡胶磁体以及装备该橡胶磁体制作的部件的电动机和磁力辊(magnet roll)。并且，本专利技术还涉及混合橡胶与铁氧体粉末而成的橡胶磁体的制造方法。
技术介绍
关于以往的各向异性橡胶磁体的制造方法，以其一例表述如下。该制造方法，首先将铁氧体粉末与橡胶加压混炼，得到一定粘度的组合物后在磁场中进行挤出成型而制作各向异性成型体。接着，对该成型体进行脱磁处理后进行轧制，制作厚度均匀的板材，根据需要进行交联处理(热处理)，得到橡胶磁体的前驱体。并且，切断加工成需要的尺寸后进行充磁处理，得到橡胶磁体。此外，为了便于使用，在橡胶磁体的前驱体阶段进行出售的情况较多，前驱体阶段的制品也被称为橡胶磁体。上述那样的各向异性橡胶磁体，作为磁体原料的铁氧体的结晶取向(C轴)在橡胶中排列成一定方向，通过充磁处理具有同一方向形成磁力的特性，因此成为强力的磁体。并且，橡胶磁体耐冲击性强且容易得到较薄的制品，并且能够成型为任意的形状。因此，如上述那样，各向异性橡胶磁体在电气机械领域、OA设备领域等被广泛使用。橡胶磁体以具有橡胶特有的延伸率和可挠性为特征，但磁体自身的磁特性也是重要的。但是，根据使用以往的铁氧体磁体的各向异性橡胶磁体，剩余磁通密度(Br)充其量为245mT左右。因此，本专利技术以提供为了使橡胶磁体的磁特性提高的技术作为课题。
技术实现思路
通常，在铁氧体粉末的使用比例(充填率)提高时，所得到的组合物的粘性提高，但在磁场中挤出成型时铁氧体粉末的取向度并不高，不能得到具有较高剩余磁通密度(Br)的各向异性橡胶磁体。然而，本专利技术者发现通过使增塑剂和润滑剂的使用比例最佳化，得到的组合物的显著的粘性增加被抑制。基于这一见解，本专利技术提供一种各向异性橡胶磁体，其至少含有橡胶材料、增塑剂、润滑剂以及铁氧体粉末，其特征在于相对于100重量份橡胶材料，增塑剂的比例为10～30重量％、润滑剂的比例为8～30重量％、铁氧体粉末的比例以以下定义的铁氧体体积率(Volume)计为66％或以上、取向度为84％或以上。对于铁氧体粉末，优选再含有0.1～3重量％的硅烷偶合剂。铁氧体体积率＝[(由密度计算的铁氧体粉末的体积)/(由各密度计算的各成分的体积的合计)]×100其中，铁氧体粉末的密度设定为5.1Mg/m3、有机成分(橡胶材料、增塑剂以及润滑剂)的密度设定为1.0Mg/m3。而且，在各向异性橡胶磁体中含有碳黑的场合，以碳黑的密度也为1.0Mg/m3来计算铁氧体的体积率。本专利技术的各向异性橡胶磁体，适用于作为具有圆筒形的定子和转子的电动机。即，本专利技术可以提供主要由配置于壳体内且被充磁的圆筒形的定子、和配置于该定子内的转子构成的电动机。圆筒形的定子由本专利技术的各向异性橡胶磁体构成。并且，本专利技术的各向异性橡胶磁体能适用于磁力辊。具体地，在上述的各向异性橡胶磁体构成的圆筒体或圆柱体的外周面形成多个磁极，能够作为磁力辊。另外，本专利技术提供一种橡胶磁体的制造方法，其特征在于在添加水的状态下将铁氧体粉末和橡胶材料等进行混炼处理。作为使取向度提高的便宜的方法，有添加乙醇和石蜡的方法，但是这些添加剂存在着使橡胶的分子结构分解的不适宜的问题。对此，在添加水的状态下进行铁氧体粉末和橡胶材料等的混炼处理时，可提高铁氧体粉末的取向度、提高磁特性(剩余磁通密度Br)。可以认为该磁特性的提高是由于添加水、在混炼时铁氧体粉末承受的应力降低的缘故。并且，由于添加的是水分，所以不会分解橡胶的分子结构、对作为氧化物的铁氧体粉末不会产生不良影响。对于本专利技术，若设定水分对铁氧体粉末的添加率为Wd，则优选以重量百分率计为0.1≤Wd≤2.0重量％的范围添加水分。在水分添加率Wd为0.1≤Wd≤2.0重量％的范围时，在实用的时间内可能充分地混炼，同时磁特性提高的效果显著。另外，优选将铁氧体粉末和橡胶材料加热到100℃或以上同时进行加压混炼。通过在100℃或以上的加热状态下进行加压混炼，水分的蒸发可顺利地进行。除此以外，铁氧体粉末通过加压容易均匀地分散在橡胶材料中。另外，优选通过加热调整铁氧体粉末与橡胶材料的混合体的残留水分量。通过加热调整残留水分量，控制水分的挥发量，能够得到对成型后的特性合适的残留水分量。特别是能够保持成型混合体得到的橡胶磁体的硬度以及防止可挠性的劣化。混炼处理铁氧体粉末和橡胶材料而得到混合体后，能够将得到的混合体成型为规定形状而得到橡胶磁体，优选将残留水分量调整到0＜Wr≤0.05重量％的范围(其中Wr为混炼处理后的残留水分量)。此外，从能够获得耐热性和耐油性良好的橡胶磁体这一理由考虑，优选使用丁腈橡胶作为上述橡胶材料。附图说明图1是表示本专利技术的橡胶磁体的制造方法的一例的流程图。图2是表示本专利技术的橡胶磁体的生产线的一例的示意图。图3是表示实施例中使用的原材料的图表。图4是表示实施例1(试样No.1～5)的各成分的配合比例以及得到的橡胶磁体的磁特性的图表。图5是表示实施例1(比较例1～7)的各成分的配合比例以及得到的橡胶磁体的磁特性的图表。图6是表示实施例2的各成分的配合比例以及得到的橡胶磁体的磁特性的图表。图7是表示实施例3得到的橡胶磁体的磁特性的图表。图8是表示实施例4得到的橡胶磁体的磁特性的图表。图9是表示实施例4得到的橡胶磁体的磁特性的图表。图10是表示轧制时的温度与矫顽力(HcJ)的关系曲线。具体实施例方式以下详细说明本专利技术。首先，就本专利技术的各向异性橡胶磁体进行说明。本专利技术的各向异性橡胶磁体至少含有橡胶材料、增塑剂、润滑剂以及铁氧体粉末。作为橡胶材料，丁腈橡胶较为适宜。丁腈橡胶(NBR)是丙烯腈与丁二烯共聚得到的共聚橡胶。NBR的耐热性与耐油性优良。NBR中的丙烯腈含量为18～50％，丙烯腈的含量优选为26～42％。NBR在ML1+4(100℃)优选具有25或以上的较高的门尼(Mooney)粘度。门尼粘度进一步优选为30～60，为了得到充分的可挠性，门尼粘度更优选为30～50。作为上述NBR的市场销售产品，例如有日本ZEON公司制造的“Nipol”系列的“1041”、“1031”、“1001”、Bayer公司制造的“Perbunan”系列、日本合成橡胶公司制造的“JSR N240S”、Polymer公司制造的“Polysar Krynac 802”、ICI公司制造的“Butakon XA-1300”等。作为增塑剂，例如可以列举邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二乙酯等邻苯二甲酸酯。此外，各种偏苯三酸酯也适用。作为润滑剂，例如可以列举链烷烃石蜡、液体石蜡、聚乙烯石蜡、微晶石蜡等石蜡类；硬脂酸、月桂酸、棕榈酸、油酸、山萮酸等脂肪酸类；硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锂、硬脂酸锌、月桂酸钙等金属皂类；硬脂酸胺、油酸胺、芥酸胺等脂肪酸胺类；硬脂醇、月桂醇、三十烷醇等高级醇类；硬脂酸丁酯、硬脂酸甲酯等脂肪酸酯。其中，优选为金属皂类，特别优选硬脂酸锌。铁氧体是以MO·6Fe2O3(M＝Sr、Ba、Pb)表示的强磁体，特别是Sr·铁氧体能被恰好地使用。例如，Sr·铁氧体是将6mol的氧化铁(Fe2O3)与1mol的碳酸锶(SrCO3)配合后造粒成丸形，在约1100℃的高温窑炉内进行反应烧成，冷却后用球磨机等粉碎成0.5～3.0μm而得到。而且，铁氧体粉末根本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种各向异性橡胶磁体，其至少含有橡胶材料、增塑剂、润滑剂以及铁氧体粉末，其特征在于：相对于１００重量份橡胶材料，增塑剂的比例为１０～３０重量％、润滑剂的比例为８～３０重量％、铁氧体粉末的比例以以下定义的铁氧体体积率计为６６％或以上、取向度为８４％或以上，铁氧体体积率＝［（由密度计算的铁氧体粉末的体积）／（由各密度计算的各成分的体积的合计）］×１００其中，铁氧体粉末的密度设定为５．１Ｍｇ／ｍ↑［３］、有机成分（橡胶材料、增塑剂以及润滑剂）的密度设定为１．０Ｍｇ／ ｍ↑［３］。
【技术特征摘要】
JP 2003-9-12 2003-321853;JP 2003-9-12 2003-321854;1.一种各向异性橡胶磁体，其至少含有橡胶材料、增塑剂、润滑剂以及铁氧体粉末，其特征在于相对于100重量份橡胶材料，增塑剂的比例为10～30重量％、润滑剂的比例为8～30重量％、铁氧体粉末的比例以以下定义的铁氧体体积率计为66％或以上、取向度为84％或以上，铁氧体体积率＝[(由密度计算的铁氧体粉末的体积)/(由各密度计算的各成分的体积的合计)]×100其中，铁氧体粉末的密度设定为5.1Mg/m3、有机成分(橡胶材料、增塑剂以及润滑剂)的密度设定为1.0Mg/m3。2.根据权利要求1所述的各向异性橡胶磁体，其特征在于还含有相对于所述铁氧体粉末为0.1～3重量％的硅烷偶合剂。3.根据权利要求1或2所述的橡胶磁体，所述铁氧体粉末的压粉密度为3.3Mg/m3或以上。4.根据权利要求1所述的各向异性橡胶磁体，其特征在于所述橡胶材料是丁腈橡胶。5.一种电动机，其主要由配置于壳体内且被充磁的圆筒形的定子、和配置于所述定子内的转子构成，其特征在于所述定子是至少含有橡胶材料、增塑剂、润滑剂以及铁氧体粉末的橡胶磁体，相对于100重量份橡胶材料，增塑剂的比例为10～30重量％、润滑剂的比例为8～30重量％，铁氧体粉末的比例以以下定义的铁氧体体积率计为66％或以上、取向度为84％或以上，铁氧体体积率＝[(由密度计算的铁氧体粉末的体积)/(由各密度计算的各成分的体积的合计)]×100其中，铁氧体粉末的密度设定为5.1Mg/m3、有机成分(橡胶材料、增塑剂以及润滑剂)的密度设定为1.0Mg/m3。6.根据权利要求5所述的电动机，其特征在于所述定子由还含有相对于所述铁氧体粉末为0.1～3重量％的硅烷偶合剂的各向异性橡胶磁体所构成。7.一种磁力辊，其由在圆筒形或圆柱形的各向异性橡胶磁体的外周面形成多个磁极构成，其特征在于所述各向异性橡胶磁体是含有...
【专利技术属性】
技术研发人员：寺田裕，梅田秀信，冈田义明，村濑琢，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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