JP2006156423A

JP2006156423A - Rubber magnet sheet and its production method

Info

Publication number: JP2006156423A
Application number: JP2003194390A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Aizawa; 聡相澤; Masami Kikuchi; 正美菊池
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2006-06-15
Also published as: CN1835881B; CN1835881A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lightweight rubber magnet sheet exhibiting a high magnetic force over a long term without being broken or destroyed even if it is subjected to an intermittent bending force or tensile stress. <P>SOLUTION: The rubber magnet sheet is composed of a matrix consisting of at least one kind of rubber component selected from a group of isobutylene isoprene rubber and silicon rubber, and magnetic powder exhibiting magnetic anisotropy. At the time of production, magnetic field orientation of magnetic powder is carried out under high temperature and then a rubber magnet sheet is cooled while being compressed in the direction perpendicularly intersecting the direction of magnetic field. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム磁石シート、特に、タイヤ等に貼り付けられ断続的な曲げ応力や引張応力を受けても破断したり破壊されたりすることがなく、しかも高い磁力を有するとともに長期にわたってこの磁力を維持するとともにきるゴム磁石シートおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、タイヤの高機能化のために、タイヤトレッド部の裏側（内面）等に磁石を貼り付け、その磁界の変化をモニターすることによりタイヤに作用する力や温度等の特性の変化を知り運転時の安全向上や操縦の高度化に資する技術が検討されている。そして、タイヤには使用に際し断続的に曲げ応力や引張応力が加わるため、既存の焼結磁石やシート状プラスチック磁石をタイヤに貼付した場合、これらの磁石が次第に割れたり剥がれたりして脱落してしまう問題があり、そのため、タイヤに貼付する磁石は可撓性を有する必要がある。
【０００３】
従来、可撓性を有するゴム磁石としては、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム(ＳＢＲ)やアクリルゴム等をマトリックスとし、磁性粉をこのマトリックス中に分散させた硬質ゴム磁石シートがある。しかしながら、この硬質ゴム磁石シートは、磁界の変化をモニターするのに充分な磁力を得るために、硬質ゴム磁石シート中の磁性粉の含有率を５０体積％以上にすると、硬質ゴム磁石シートの表面硬度は高いものの脆くなるため、断続的に曲げ応力や引張応力が加わると、割れる等して元の形状を維持できないという問題がある。また、この硬質ゴム磁石シートは、時間の経過や繰り返し応力を加えることにより、磁化した磁性粉同士の斥力によってマトリックス内で磁性粉が移動して磁力が低下するという問題もあった。
【０００４】
一方、タイヤ本来の性能を損なわないためには、タイヤに貼り付けられるゴム磁石は軽いほど好ましいが、これを軽量にすると磁力が低下し、この磁石からの磁力変化を捉えることが難しくなるという問題があり、これに対処するため、タイヤの内面に貼り付けるゴム磁石シートの磁極を表裏で極性の異なるものし、タイヤのトレッド部に配設されたスチールコードよりなるベルトを磁路として機能させることにより強い磁界を形成する方法が検討されている。この方法について図３に基づいて説明する。
【０００５】
図３（ａ）は、スチールコードよりなるスチールベルト２３が配設されたトレッド部２２の内周面２２ａに貼り付けられたゴム磁石シート２１から放射される磁力線の分布を示す模式図であり、表裏それぞれの面に形成されたＮ極、Ｓ極から放射される磁力線の形は、もしスチールベルト２３がなければ図の破線で示すように、磁石面を対称面とする面対称に形成させる。しかし、実際には、磁石シート２１が貼り付けられた内周面２２ａのすぐ近くにはスチールベルト２３が配設されているので、トレッド部２２の内部を通る磁力線は透磁率の高いスチールコード内を通り、その結果、磁力線は、タイヤの内周面２２ａの磁石２１の周辺領域にＳ極が形成されたのと同様な分布をなす。そして、その磁界の強度は、例えば、Ｎ極の面の中心の直上の点において、スチールベルト２３がないときに対比して同等もしくはそれ以上のものとなる。
【０００６】
これに対比して、同じ面内に異なる極性の磁極を配置したゴム磁石シート２１Ａの磁力線分布の様子を、図３（ａ）に対比する形で、図３（ｂ）に示す。ゴム磁石シート２１Ａは、スチールベルト２３の存在しないトレッド部２２の内周面２２ａに貼り付けられたときは、図３（ｂ）中の破線で示すように、その表裏で対称となる磁力線分布を形成するが、トレッド部２２がスチールベルト２３を有するものである場合には、磁力線のほとんどはスチールコードの中を通過しタイヤの外部に分布される磁力線は減じられてしまう。
【０００７】
このように、スチールコードよりなるベルト２３を具えるタイヤに貼り付けられるゴム磁石シートは、これを表裏の両面で異なる極性の磁極を具えさせることによりタイヤの内部に強い磁界を生起させることができる。しかしながら、このような磁極配置にしても、磁石は軽量にすればするほど磁界は減じるので、この磁石の体積当たり、あるいは重さ当たりの磁力を強くすることが次なる大きな課題となっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−８８２０７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、断続的な曲げ応力や引張応力を受けても破断したり破壊されたりすることがなく、長期間にわたって安定した磁力を保持するとともに、軽量にして強い磁力を具えることのできるゴム磁石シートを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
【００１１】
請求項１に記載のゴム磁石シートは、ブチルゴム及びシリコンゴムよりなる群から選択された少なくとも一種のゴム成分からなるマトリックスと、該マトリックス中に分散された磁気異方性磁性体粉とからなるゴム磁石シートにおいて、
表裏両面で互いに異なる極性の磁極を具え、
ＤＩＮ-３規格に準拠した引張試験において、引張速度１００ｍｍ/分での破断伸度が１０％以上であり、
厚さ０．５ｍｍ、幅２０ｍｍ、内径２０ｍｍの筒状サンプルを２回／秒の頻度でこのサンプルの径方向に１０ｍｍのストロークで圧環する圧環条件で、このサンプルを圧環したときの破壊に至るまでの圧環回数が１００００回以上であり、
表裏両面の縦横がそれぞれが１７ｍｍで厚さが１．３ｍｍの平板サンプルシートにおける、表裏いずれかの面の中心から２０ｍｍ離れた位置におけるこの面に直角の方向の磁束密度が２ｍＴ以上であるものである。
【００１２】
請求項２に記載のゴム磁石シートは、請求項１に記載するところにおいて、前記平板サンプルシートを常温下で地磁気以上の大きさの磁気が周囲に存在しない環境下に２４時間放置した後の前記磁束密度の低下が、放置前に比べ０．１％以下であるものである。
【００１３】
請求項３に記載のゴム磁石シートは、請求項１もしくは２に記載するところにおいて、前記圧環条件で、１００００回圧環した後の筒状サンプルの磁束密度の低下が、圧環前に比べ０．１％以下であるものである。
【００１４】
請求項４に記載のゴム磁石シートは、請求項１〜３のいずれかに記載するところにおいて、表面のＪＩＳＳ６０５０硬度が５０〜９０度であるものである。
【００１５】
請求項５に記載のゴム磁石シートは、請求項１〜４のいずれかに記載するところにおいて、前記磁性粉の含有量が５０〜７５体積％であるものである。
【００１６】
請求項６に記載のゴム磁石シートは、請求項１〜５のいずれかに記載するところにおいて、前記ゴム成分がブチルゴムであって、該ブチルゴムの不飽和度が０．３％以上で、ムーニー粘度ＭＬ_１＋４(１００℃)が６０以下であるものである。
【００１７】
請求項７に記載のゴム磁石シートは、請求項１〜６のいずれかに記載するところにおいて、前記ブチルゴムがハロゲン化ブチルゴムを含むものである。
【００１８】
請求項８に記載のゴム磁石シートは、請求項１〜５のいずれかに記載するところにおいて、前記ゴム成分がシリコンゴムであって、該シリコンゴムが、熱加硫型シリコンゴム又は常温硬化型ＲＴＶであることであるものである。
【００１９】
請求項９に記載のゴム磁石シートは、請求項１〜８のいずれかに記載するところにおいて、前記磁性粉は、レーザー回折式粒度分布計で測定した５０％径が７５μｍ以下であるものである。
【００２０】
請求項１０に記載のゴム磁石シートは、請求項１〜９のいずれかに記載するところにおいて、前記磁性粉がシランカップリング剤で表面処理されているものである。
【００２１】
請求項１１に記載のゴム磁石シートは、請求項１〜１０のいずれかに記載するところにおいて、前記磁性粉が表面酸化防止剤で表面処理されているものである。
【００２２】
請求項１２に記載のゴム磁石シートの製造方法は、請求項１〜１１のいずれかに記載のゴム磁石シートを製造する製造方法であって、
前記マトリックス中に前記磁性体粉を分散させたコンパウンドをシート状に成形された未加硫シートをこのコンパウンドが軟化する温度まで昇温する昇温工程、未加硫シートに厚さ方向に磁場を印加する磁場印加工程、未加硫シートを高温に維持し磁場を印加したまま厚さ方向と直交する少なくとも一方向に圧縮力を作用させる圧縮工程、圧縮力を作用させたたまま未加硫シートを冷却する冷却工程、冷却された未加硫シートに作用させる圧縮力を除去する圧力除去工程、未加硫シートを脱磁する脱磁工程、未加硫シートを加硫する加硫工程、および、加硫済シートを着磁する着磁工程を、この順に経てゴム磁石シートを形成するものである。
【００２３】
請求項１３に記載のゴム磁石シートの製造方法は、請求項１２に記載するところにおいて、前記昇温工程から圧力除去工程までの工程を、未加硫シートを金型内に配置して行い、圧縮工程を行うに際し、圧縮方向に変位可能に設けられた金型可動部で未加硫シートを圧縮するものである。
【００２４】
請求項１４に記載のゴム磁石シートの製造方法は、請求項１２もしくは１３に記載するところにおいて、未加硫シートの厚さ方向に印加した磁場を、冷却工程もしくは圧力除去工程中に除去するものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。この実施形態のゴム磁石シートは、ブチルゴム及びシリコンゴムよりなる群から選択された少なくとも一種のゴム成分からなるマトリックスと、このマトリックス中に分散された磁気異方性磁性体粉、例えば、希土類合金よりなる磁性体粉とからなる。
【００２６】
本実施形態のゴム磁石シートは、ゴム磁石シートのマトリックスとして今まで単体で用いられることのなかった上記特定のゴム成分を用いるため、断続的な曲げ応力や引張応力を受けても破断したり破壊されたりすることがなく、長期間に渡って磁力が安定しており、また、時間の経過や繰り返しの応力付加に伴い、磁化した磁性粉同士の斥力によりマトリックス内で磁性粉が移動することがないので、磁力が低下することがない。
【００２７】
このゴム磁石シートに用いるゴム成分は、ブチルゴム及びシリコンゴムの少なくとも一種である。これらゴム成分は、断続的な曲げ応力や引張応力を受けても、応力を除くことで元の形状に戻ることができる。
【００２８】
ゴム磁石シートのゴム成分としてブチルゴムを使用する場合、このブチルゴムは、不飽和度が０．３％以下で、ムーニー粘度ＭＬ₁₊₄(１００℃)が６０以下であるのが好ましい。ブチルゴムの不飽和度が０．３％未満では、架橋点を充分に確保できない。また、ブチルゴムのムーニー粘度ＭＬ₁₊₄(１００℃)が６０を超えると、柔軟性が低すぎ、磁性粉と混練する際の加工性が悪くなる。このブチルゴムはハロゲン化ブチルゴムを含んでもよく、ハロゲン化ブチルゴムとしては、臭素化ブチルゴム、塩素化ブチルゴムが挙げられる。
【００２９】
また、本実施形態のゴム磁石シートのゴム成分としてシリコンゴムを使用する場合、シリコンゴムは、常温あるいは加温状態での混練時に低粘度となり、硬化後は高強度となる熱加硫型シリコンゴム、常温硬化２液型ＲＴＶ等が好ましい。ここで常温硬化型ＲＴＶは、信越化学工業(株)から市販されているシリコンゴムである。
【００３０】
本実施形態のゴム磁石シートに用いる磁性粉は、従来の硬質複合シートに用いられる磁性粉と同じであり、具体的には、希土類磁性体粉等の磁気異方性磁性体粉である。ここで、希土類磁性体としては、ＮｄＦｅＢ、ＳｍＦｅＮ等が挙げられる。なお、磁気異方性を発現するものは、形状に関係なく、結晶の構造により磁気異方性を発現するものであり、大きな保磁力を有することで磁石となり得る。これら磁性粉はいずれも硬質磁性体である。
【００３１】
ゴム磁石シートととして必要な磁力を得るのに充分な磁性粉含有量を確保しつつ、充分な柔軟性を確保するには、磁性粉の粒径が大きすぎないことが必要である。そのため、上記磁性粉は、レーザー回折式粒度分布計で測定した５０％径が７５μｍ以下であるのが好ましい。磁性粉の５０％径が７５μｍを超えると、磁性粉含有量を充分に確保した場合、磁性粉がマトリックス中に入り込まず、シート強度が低下する。
【００３２】
また、上記磁性粉は、シランカップリング剤で表面処理されているのが好ましい。磁性粉の表面をシランカップリング剤で表面処理することにより、マトリックス中で磁性粉が固定されるので、磁力の変動を抑制でき、また、ゴム磁石シート自体の強度を向上させることができる。ここで、シランカップリング剤としては、例えばスルフィド系シランカップリング剤である信越化学工業ＫＢＥ-８４６が挙げられる。
【００３３】
さらに、上記磁性粉は、表面酸化防止剤で表面処理されているのが好ましい。磁性粉の表面には、薄い酸化物層が存在するが、磁性粉の表面を表面酸化防止剤で表面処理することにより、この磁性粉の表面酸化の進行に起因する不可逆的な磁力の劣化を抑制することができる。ここで、表面酸化防止剤としては、オルトリン酸が挙げられる。
【００３４】
本実施形態のゴム磁石シートは、このゴム磁石シート中の磁性粉の含有量が５０〜７５体積％であるのが好ましい。磁性粉の含有量が５０体積％未満では、磁界の変化をモニターするのに磁力が不充分であり、一方、ゴム磁石シート中の磁性粉の含有量が７５体積％を超えると、磁性粉を固定するのに充分なマトリックスが確保出来ず、隣接する磁性粉同士が接着せずに存在する部分が生じるため、全体としてのシート強度が低下する。
【００３５】
本発明のゴム磁石シートは、ＤＩＮ３規格に準拠した引張試験において、引張速度１００ｍｍ／分での破断伸度が１０％以上である。そのため、本発明のゴム磁石シートは、断続的に引張応力が加わっても破断しにくい。
【００３６】
また、本発明のゴム磁石シートよりなる厚さ０．５ｍｍ以上、幅２ｍｍ、内径２０ｍｍの筒状体を、２回／秒の頻度で該筒状体の径方向に１０ｍｍのストロークで圧環する圧環条件で圧環した場合、このこの筒状体の破壊に至るまでの圧環回数は１００００回以上である。そのため、本発明のゴム磁石シートは、断続的に曲げ応力が加わっても破壊されにくい。
【００３７】
更に、このゴム磁石シートは、表面のＪＩＳＳ６０５０硬度が５０〜９０度である。ＪＩＳＳ６０５０で規定されるシート表面の硬度が５０度未満では、断続的に曲げ応力や引張応力が加わった際に形状を維持するのが難しく、９０度を超えると、シートの柔軟性を維持するのが難しくなる。
【００３８】
本発明のゴム磁石シートは、表裏面の縦横がそれぞれが１７ｍｍで厚さが１．３ｍｍの平板サンプルシートにおける、表裏いずれかの面の中心から２０ｍｍ離れた位置におけるこの面に直角の方向の磁束密度が２ｍＴ以上である。磁束密度が２ｍＴ未満の場合、磁界の変化をモニターするのに磁力が不充分である。この磁束密度が２．２ｍＴ以上である場合には、同様の理由により、さらに好ましい。また、このゴム磁石シートは、常温下、地磁気以上の大きさの磁気が周囲に存在しない環境下に２４時間放置した場合の上記磁束密度の低下が放置前に比べ０．１％以下である。磁束密度の低下が０．１％を超えると、本来モニターすべき磁界の変化に、磁石そのものの磁力の変化が付加されて、捉えるべき情報の精度が著しく低下する。これは、断続的な曲げ応力が加わることによる磁束密度の低下が生じた場合でも、同様である。
【００３９】
更に、このゴム磁石シートは、前記の圧環条件で１００００回圧環した後の磁束密度の低下が、圧環前に比べ０．１％以下である。この圧環条件で１００００回圧環した際の磁束密度の低下が０．１％を超えると、タイヤのように断続的に曲げ応力が加わる物品へ貼付した場合、物品の使用に伴う磁力の劣化が大きすぎ、実用に供し得ない。
【００４０】
このゴム磁石シートには、カーボンブラック等の補強剤、アロマオイル等の軟化剤、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、加硫促進剤及び硫黄等のゴム業界で通常用いられる配合剤を適宜配合することができる。
【００４１】
次に、このゴム磁石シートの製造方法について説明する。この製造方法は、前述のゴム成分と磁性粉とを例えば、ニーダーやブレンダーを用いて磁性粉入りコンパウンドに混練する混練工程、このコンパウンドを、例えば押出機を用いて押出し、あるいは、カレンダーを用いて圧延して、所定断面の連続シートを形成し、次いでこれを定長裁断して所定の大きさの未加硫シートを成形する未加硫シート成形工程、未加硫シートをそのコンパウンドが軟化する温度まで昇温する昇温工程、未加硫シートに厚さ方向に磁場を印加する磁場印加工程、未加硫シートを高温に維持し磁場を印加したまま厚さ方向と直交する少なくとも一方向に圧縮力を作用させる圧縮工程、圧縮力を作用させたたまま未加硫シートを冷却する冷却工程、冷却された未加硫シートに作用させる圧縮力を除去する圧力除去工程、未加硫シートを脱磁する脱磁工程、未加硫シートを加硫する加硫工程、および、加硫済シートを着磁する着磁工程を具え、これらの工程をこの順に経ることによりゴム磁石シートを形成することができる。
【００４２】
図１は、昇温工程から圧力除去工程までのプロセスを説明するための、磁場配向用金型とその中に配置された未加硫ゴムシートを示す略線断面図であり、図２は、未加硫ゴムシート内の磁性粉の配向状態を模式化して示す模式図である。図１（ａ）は、未加硫シート１を配置する前の磁場配向用金型１０の状態を示すが、磁場配向用金型１０は、未加硫シート１に表裏両面から熱を加えるためのヒータを内蔵した上型２ａ、下型２ｂ、固定側面型３、可動側面型４、可動側面型４を下型２ｂの上面に沿って変位させるシリンダ５、および、未加硫シート１の厚さ方向に磁場を印加する電磁石６ａ、６ｂを具える。上型２ｂおよび上側の電磁石６ｂは、一体となって上下に変位することができ、図１（ａ）に示す状態においては、上方側に位置されている。
【００４３】
図１（ｂ）は、未加硫シート１を型内に配置したあと、上型２ｂおよび上側電磁石６ｂを下降させて磁場配向用金型１０を閉止した状態を示し、この閉止状態で、まず、上型２ａ、下型２ｂに設けられたヒータにより、未加硫シート１を、このコンパウンドが軟化する温度、例えばマトリックスがブチルゴムの場合は１２０℃程度、にまで加熱し、次いで、電磁石６ａ、６ｂに電流を流し、未加硫シート１にその厚さ方向に磁場を印加し、この磁場印加状態を所定時間、例えば１２０分保持する。
【００４４】
図２（ａ）は、磁場を印加する前の未加硫シート１の状態を示し、この状態においてはそれぞれの磁性粉７はランダムな方向を向き未加硫シート１全体としての磁力はゼロであるが、図２（ｂ）に示すように、コンパウンドの軟化点以上の温度下で磁場を加えると、それぞれの磁性粉７は、容易に向きを変えることができるので、磁場を印加した方向にそれぞれの磁極の向きＭを揃えるように回転し、その結果、未加硫シート１の表裏両面に互いに反対の極性の磁極が形成される。
【００４５】
しかし、この状態のまま冷却して磁場を取り去ると、隣接する磁性粉同士が反発し合ってそれぞれの磁性粉の磁極の向きは再びランダム化してしまう。そこで、本実施形態の製造方法においては、磁場を取り去る前に、磁場の方向と直交する方向に、未加硫シート１を圧縮するものであり、図１（ｃ）はこの状態の未加硫シート１および磁場配向用金型１０を示す図であり、軟化点以上の高温下で磁場を印加したまま、シリンダ５を用いて可動側面型４を金型中央側に押して、未加硫シート１をその厚さ方向と直交する方向に圧縮する。そして、この状態を保持しながら常温まで冷却する。図２（ｃ）はこの状態の未加硫シート１を示すが、この状態においては、それぞれの磁性粉は、磁極の向きの方向と直交する方向に圧縮され、ランダムになろうとする動きを拘束されてしまう。このことにより、未加硫シート１の磁性粉７は磁場を取り去っても配向を崩すことは少なく、このまま冷却することにより、配向状態を保持することができる。
【００４６】
なお、圧縮力の作用下で未加硫シート１を冷却する際、磁場を印加したまま冷却することにより、より確実に配向を保持できるが、圧縮力だけでも配向を保持することは可能であり、状況によっては、冷却前に磁場の印加を終了することができる。また、磁場を印加する前に圧縮力を加えると、磁場による配向が不完全になり好ましくない。一方、磁場を印加し始めるタイムングは、温度が軟化点より低い温度の状態から開始してもよく、さらに、未加硫シート１を昇温するタイミングとして、未加硫シート１は金型に配置する前に予熱しておいてもよい。
【００４７】
圧縮力の作用下で未加硫シート１の冷却が完了した後、図１（ｄ）に示すように、シリンダ５を操作して可動側面型４を外側に移動させるとともに、上型２ａを上昇させて磁場配向用金型１０を開放し、未加硫シート１を金型１０から取り出す。
【００４８】
この後、未加硫シート１を加硫するが、加硫に際しては未加硫シート１の温度を上昇させることになり、その時せっかく配向させた磁性粉の向きがそれぞれの反発力でランダム化するので、これを防止するため、未加硫シート１を加硫する前にこれを脱磁する処理を行う。これが脱磁工程である。脱磁に際しては、これに交流磁界を加えながらその磁界の大きさを徐々に減衰させて最後はほぼゼロとする公知の方法により行うことができる。
【００４９】
また、加硫工程では、加硫金型を用いて行うこともできるが、単にこれを加熱するオープン加硫によってもよい。加硫の完了後、加硫済シートにパルス磁界をかけで着磁するが、未加硫シート１の磁性粉７はすでに磁気配向されているので、高い磁力を得ることができる。
【００５０】
以上に説明した、昇温工程から着磁工程までの一連の工程を経ることによってはじめて、磁性粉を、高い割合で同方向に配列させることができ、このことにより極めて高い磁力のゴム磁石シートを得ることができる。
【００５１】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５２】
表１に示す配合よりなるゴム磁石シートを作製し、下記に示す方法で引張試験、圧環試験及び磁束密度測定を実施した。なお、使用したゴム成分のムーニー粘度ＭＬ₁₊₄（１００℃）は、ＪＩＳＫ６３００２：２００１に準拠して測定し、ゴム磁石シート表面硬度は、ＪＩＳＳ６０５０に準拠して測定した。結果を表１に示す。
【００５３】
（１）引張試験
ＤＩＮ-３規格に準拠した引張試験において、引張速度１００ｍｍ/分での破断伸度を測定した。
【００５４】
（２）圧環試験
試作したゴム磁石シートを用い、厚さ１ｍｍ、幅２０ｍｍmで、内径２０ｍｍの筒状体を作製し、２回／秒の頻度で該筒状体の径方向に１０ｍｍのストロークで圧環し、破壊に至るまでの圧環回数を測定した。
【００５５】
（３）磁束密度測定
１７ｍｍ×１７ｍｍ×1．３ｍｍの大きさのゴム磁石シートを試作し、前述の製造方法にしたがって磁化した。この磁化したシートの１７ｍｍ×１７ｍｍの広さの面の中心から鉛直に２０ｍｍの地点における該面に対し鉛直方向の磁束密度を測定した。また、常温下、地磁気以上の大きさの磁気が周囲に存在しない環境下に２４時間放置した後の磁束密度も測定した。更に、上記の圧環条件で１００００回圧環したゴム磁石シートを用いて１７ｍｍ×１７ｍｍ×1．３ｍｍの大きさのゴム磁石シートを試作し、上記と同様にして磁束密度を測定した。
【００５６】
【表１】

【００５７】
実施例１〜２のゴム磁石シートは、従来例の硬質複合シートよりも破断に至るまでの伸度が大きく、且つ圧環により破壊に至るまでの回数も多い。また、実施例１〜２のゴム磁石シートは、２４時間放置後の磁束密度の低下及び圧環後の磁束密度の低下が充分小さく、また、磁力も大幅に高い物にすることができた。
【００５８】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明のゴム磁石シートによれば、断続的な曲げ応力や引張応力を受けても破断したり破壊されたりすることがなく、長期間にわたって安定した磁力のゴム磁石シートを提供することができ、しかも、このゴム磁石シートは、高い磁力を担持するので、軽量な磁石で、磁界の変化をモニターするのに必要な強い磁界を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るゴム磁石シートの製造方法において、昇温工程から圧力除去工程までのプロセスを説明するための、磁場配向用金型とその中に配置された未加硫ゴムシートを示す略線断面図である。
【図２】未加硫ゴムシート内の磁性粉の配向状態を模式化して示す模式図である。
【図３】トレッド内側に貼り付けられたゴム磁石シートから放射される磁力線の分布を示す模式図である。
【符号の説明】
１未加硫シート
２ａ上型
２ｂ下型
３固定側面型
４可動側面型
５シリンダ
６ａ、６ｂ電磁石
７磁性粉
１０磁場配向用金型
Ｍ磁性粉の磁極の向き[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention does not break or break even when subjected to intermittent bending stress or tensile stress attached to a rubber magnet sheet, particularly a tire, etc., and has a high magnetic force and this magnetic force over a long period of time. The present invention relates to a rubber magnet sheet that can be maintained and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Currently, in order to improve the functionality of tires, magnets are attached to the back side (inner surface) of tire treads, and changes in characteristics such as force and temperature acting on tires are monitored by monitoring changes in the magnetic field. Technology that contributes to improved safety and advanced maneuvering is being studied. In addition, since bending stress and tensile stress are intermittently applied to the tire when it is used, when existing sintered magnets or sheet-shaped plastic magnets are attached to the tire, these magnets gradually crack and peel off and fall off. Therefore, the magnet to be attached to the tire needs to have flexibility.
[0003]
Conventionally, as a flexible rubber magnet, there is a hard rubber magnet sheet in which styrene / butadiene copolymer rubber (SBR), acrylic rubber, or the like is used as a matrix and magnetic powder is dispersed in the matrix. However, in order to obtain a magnetic force sufficient to monitor the change in the magnetic field, the hard rubber magnet sheet has a surface area of the hard rubber magnet sheet when the content of the magnetic powder in the hard rubber magnet sheet is 50% by volume or more. Although the hardness is high, it becomes brittle. Therefore, when bending stress or tensile stress is intermittently applied, there is a problem that the original shape cannot be maintained due to cracking or the like. In addition, the hard rubber magnet sheet has a problem in that the magnetic powder moves due to the repulsive force between the magnetized magnetic powders and the magnetic force decreases due to the passage of time and repeated stress.
[0004]
On the other hand, in order not to impair the original performance of the tire, the lighter the rubber magnet that is affixed to the tire, the better. However, if this is made lighter, the magnetic force decreases and it becomes difficult to capture the change in magnetic force from this magnet. In order to cope with this, the magnetic poles of the rubber magnet sheet to be attached to the inner surface of the tire have different polarities on the front and back sides, and a belt made of a steel cord disposed on the tread portion of the tire functions as a magnetic path. A method for forming a stronger magnetic field is being studied. This method will be described with reference to FIG.
[0005]
FIG. 3A is a schematic diagram showing the distribution of magnetic lines of force radiated from the rubber magnet sheet 21 attached to the inner peripheral surface 22a of the tread portion 22 in which the steel belt 23 made of a steel cord is disposed. If there is no steel belt 23, the shape of the magnetic lines of force radiated from the north and south poles formed on the front and back surfaces is formed symmetrically with the magnet surface as the symmetry plane, as shown by the broken line in the figure. However, actually, since the steel belt 23 is disposed in the immediate vicinity of the inner peripheral surface 22a to which the magnet sheet 21 is attached, the magnetic lines passing through the inside of the tread portion 22 are within the steel cord having high permeability. As a result, the lines of magnetic force have a distribution similar to that in which the south pole is formed in the peripheral region of the magnet 21 on the inner peripheral surface 22a of the tire. The strength of the magnetic field is, for example, equal to or higher than that when there is no steel belt 23 at a point immediately above the center of the N-pole surface.
[0006]
In contrast to this, FIG. 3B shows the state of the lines of magnetic force distribution of the rubber magnet sheet 21A in which magnetic poles having different polarities are arranged in the same plane, as compared with FIG. When the rubber magnet sheet 21A is affixed to the inner peripheral surface 22a of the tread portion 22 where the steel belt 23 is not present, as shown by the broken line in FIG. However, when the tread portion 22 has the steel belt 23, most of the magnetic field lines pass through the steel cord and the magnetic field lines distributed outside the tire are reduced.
[0007]
Thus, the rubber magnet sheet affixed to the tire including the belt 23 made of steel cord can generate a strong magnetic field inside the tire by providing the magnetic poles having different polarities on both the front and back surfaces. . However, even with such a magnetic pole arrangement, the magnetic field decreases as the magnet becomes lighter, so increasing the magnetic force per volume or weight of the magnet is the next major issue.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-88207
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and even when subjected to intermittent bending stress or tensile stress, the present invention is broken or broken. An object of the present invention is to provide a rubber magnet sheet that can maintain a stable magnetic force over a long period of time and can be reduced in weight and have a strong magnetic force.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has been made, and the gist configuration and operation thereof will be described below.
[0011]
The rubber magnet sheet according to claim 1, wherein the rubber magnet sheet comprises a matrix composed of at least one rubber component selected from the group consisting of butyl rubber and silicon rubber, and magnetic anisotropic magnetic powder dispersed in the matrix. In the magnet sheet,
Provide magnetic poles with different polarities on the front and back sides,
In the tensile test based on DIN-3 standard, the breaking elongation at a tensile speed of 100 mm / min is 10% or more,
Under the pressure condition where a cylindrical sample having a thickness of 0.5 mm, a width of 20 mm, and an inner diameter of 20 mm is compressed with a stroke of 10 mm in the radial direction of the sample at a frequency of 2 times / second, until the sample is destroyed. The number of crushing times is 10,000 or more,
In a flat plate sample sheet of 17 mm in length and width on both sides, 1.3 mm in thickness, the magnetic flux density in the direction perpendicular to this surface at a position 20 mm away from the center of either surface is 2 mT or more. is there.
[0012]
The rubber magnet sheet according to claim 2 is the rubber magnet sheet according to claim 1, wherein the flat sample sheet is left at room temperature for 24 hours in an environment where there is no magnetism larger than geomagnetism. The decrease in the magnetic flux density is 0.1% or less compared with that before standing.
[0013]
The rubber magnet sheet according to claim 3 is the rubber magnet sheet according to claim 1 or 2, wherein a decrease in magnetic flux density of the cylindrical sample after 10000 times of crushing under the crushing conditions is 0.1% less than that before crushing. % Or less.
[0014]
The rubber magnet sheet according to claim 4 is the rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface has a JIS S 6050 hardness of 50 to 90 degrees.
[0015]
The rubber magnet sheet according to claim 5 is the rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of the magnetic powder is 50 to 75% by volume.
[0016]
The rubber magnet sheet according to claim 6 is the rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the rubber component is butyl rubber, the degree of unsaturation of the butyl rubber is 0.3% or more, and the Mooney viscosity ML _{1 + 4} (100 ° C.) is 60 or less.
[0017]
A rubber magnet sheet according to a seventh aspect is the rubber magnet sheet according to any one of the first to sixth aspects, wherein the butyl rubber includes a halogenated butyl rubber.
[0018]
The rubber magnet sheet according to claim 8 is the rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the rubber component is silicon rubber, and the silicon rubber is heat vulcanized silicone rubber or room temperature curing type. That is, it is RTV.
[0019]
The rubber magnet sheet according to claim 9 is the rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 8, wherein the magnetic powder has a 50% diameter measured by a laser diffraction particle size distribution meter of 75 μm or less. .
[0020]
The rubber magnet sheet according to claim 10 is the rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 9, wherein the magnetic powder is surface-treated with a silane coupling agent.
[0021]
The rubber magnet sheet according to claim 11 is the rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 10, wherein the magnetic powder is surface-treated with a surface antioxidant.
[0022]
The method for producing a rubber magnet sheet according to claim 12 is a production method for producing the rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 11,
A temperature raising step for raising the temperature of the unvulcanized sheet formed by dispersing the magnetic substance powder in the matrix to a temperature at which the compound softens, and applying a magnetic field to the unvulcanized sheet in the thickness direction. Applied magnetic field application process, unvulcanized sheet maintained at a high temperature, compression process for applying a compressive force in at least one direction orthogonal to the thickness direction while the magnetic field is applied, unvulcanized sheet with the applied compressive force A cooling step for cooling the pressure, a pressure removal step for removing the compressive force acting on the cooled unvulcanized sheet, a demagnetizing step for demagnetizing the unvulcanized sheet, a vulcanizing step for vulcanizing the unvulcanized sheet, and The rubber magnet sheet is formed through a magnetizing process for magnetizing the vulcanized sheet in this order.
[0023]
The method for producing a rubber magnet sheet according to claim 13 is the method according to claim 12, wherein the steps from the temperature raising step to the pressure removing step are performed by placing an unvulcanized sheet in a mold, When performing the compression step, the unvulcanized sheet is compressed by a mold movable part provided so as to be displaceable in the compression direction.
[0024]
The method for producing a rubber magnet sheet according to claim 14 is the method according to claim 12 or 13, wherein the magnetic field applied in the thickness direction of the unvulcanized sheet is removed during the cooling step or the pressure removing step. It is.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. The rubber magnet sheet of this embodiment includes a matrix made of at least one rubber component selected from the group consisting of butyl rubber and silicon rubber, and magnetic anisotropic magnetic powder dispersed in the matrix, for example, a rare earth alloy. Magnetic material powder.
[0026]
The rubber magnet sheet of the present embodiment uses the above-mentioned specific rubber component that has not been used alone as a matrix of the rubber magnet sheet, and therefore breaks or breaks even when subjected to intermittent bending stress or tensile stress. The magnetic powder is stable over a long period of time, and the magnetic powder may move within the matrix due to repulsive force between magnetized magnetic powders as time passes and repeated stress is applied. Since there is no, magnetic force does not fall.
[0027]
The rubber component used for this rubber magnet sheet is at least one of butyl rubber and silicon rubber. Even when these rubber components are subjected to intermittent bending stress or tensile stress, they can return to their original shapes by removing the stress.
[0028]
When butyl rubber is used as the rubber component of the rubber magnet sheet, the butyl rubber preferably has an unsaturation degree of 0.3% or less and a Mooney viscosity ML _{1 + 4} (100 ° C.) of 60 or less. When the degree of unsaturation of butyl rubber is less than 0.3%, a sufficient crosslinking point cannot be secured. On the other hand, when the Mooney viscosity ML _{1 + 4} (100 ° C.) of butyl rubber exceeds 60, the flexibility is too low, and the workability when kneading with magnetic powder is deteriorated. The butyl rubber may include halogenated butyl rubber, and examples of the halogenated butyl rubber include brominated butyl rubber and chlorinated butyl rubber.
[0029]
In addition, when silicon rubber is used as the rubber component of the rubber magnet sheet of the present embodiment, the silicon rubber has a low viscosity when kneaded at room temperature or in a heated state, and becomes a high strength after curing. A room temperature curing two-component RTV or the like is preferable. Here, the room temperature curable RTV is silicon rubber commercially available from Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
[0030]
The magnetic powder used for the rubber magnet sheet of the present embodiment is the same as the magnetic powder used for the conventional hard composite sheet, and is specifically a magnetic anisotropic magnetic powder such as rare earth magnetic powder. Here, examples of the rare earth magnetic material include NdFeB and SmFeN. In addition, what expresses magnetic anisotropy is what shows magnetic anisotropy by the structure of a crystal | crystallization irrespective of a shape, and can become a magnet by having a big coercive force. These magnetic powders are all hard magnetic materials.
[0031]
In order to ensure sufficient flexibility while ensuring a sufficient magnetic powder content to obtain the magnetic force required for the rubber magnet sheet, it is necessary that the particle size of the magnetic powder is not too large. Therefore, the magnetic powder preferably has a 50% diameter measured by a laser diffraction particle size distribution meter of 75 μm or less. When the 50% diameter of the magnetic powder exceeds 75 μm, when the magnetic powder content is sufficiently secured, the magnetic powder does not enter the matrix and the sheet strength decreases.
[0032]
The magnetic powder is preferably surface-treated with a silane coupling agent. By surface-treating the surface of the magnetic powder with a silane coupling agent, the magnetic powder is fixed in the matrix, so that fluctuations in magnetic force can be suppressed and the strength of the rubber magnet sheet itself can be improved. Here, as a silane coupling agent, Shin-Etsu Chemical KBE-846 which is a sulfide type silane coupling agent is mentioned, for example.
[0033]
Furthermore, the magnetic powder is preferably surface-treated with a surface antioxidant. A thin oxide layer exists on the surface of the magnetic powder, but the surface of the magnetic powder is treated with a surface antioxidant to reduce irreversible magnetic force due to the progress of surface oxidation of the magnetic powder. Can be suppressed. Here, orthophosphoric acid is mentioned as a surface antioxidant.
[0034]
In the rubber magnet sheet of this embodiment, the content of the magnetic powder in the rubber magnet sheet is preferably 50 to 75% by volume. If the content of the magnetic powder is less than 50% by volume, the magnetic force is insufficient to monitor the change of the magnetic field. On the other hand, if the content of the magnetic powder in the rubber magnet sheet exceeds 75% by volume, the magnetic powder A sufficient matrix for fixing cannot be secured, and a portion where adjacent magnetic powders are not bonded to each other is generated, so that the sheet strength as a whole is lowered.
[0035]
The rubber magnet sheet of the present invention has a breaking elongation of 10% or more at a tensile speed of 100 mm / min in a tensile test based on DIN 3 standard. Therefore, the rubber magnet sheet of the present invention is hardly broken even when a tensile stress is intermittently applied.
[0036]
Further, a compression ring that compresses a cylindrical body made of the rubber magnet sheet of the present invention having a thickness of 0.5 mm or more, a width of 2 mm, and an inner diameter of 20 mm with a stroke of 10 mm in the radial direction of the cylindrical body at a frequency of 2 times / second. When crushing under the conditions, the number of crushing times until the cylindrical body is destroyed is 10,000 or more. Therefore, the rubber magnet sheet of the present invention is not easily destroyed even when bending stress is intermittently applied.
[0037]
Furthermore, this rubber magnet sheet has a surface JIS S 6050 hardness of 50 to 90 degrees. If the sheet surface hardness specified by JIS S 6050 is less than 50 degrees, it is difficult to maintain the shape when bending stress or tensile stress is applied intermittently, and if it exceeds 90 degrees, the sheet flexibility is maintained. It becomes difficult to do.
[0038]
The rubber magnet sheet of the present invention has a magnetic flux in a direction perpendicular to this surface at a position 20 mm away from the center of either front or back surface in a flat plate sample sheet whose front and back surfaces are 17 mm in length and 1.3 mm in thickness. The density is 2 mT or more. If the magnetic flux density is less than 2 mT, the magnetic force is insufficient to monitor changes in the magnetic field. When the magnetic flux density is 2.2 mT or more, it is more preferable for the same reason. The rubber magnet sheet has a decrease in the magnetic flux density of 0.1% or less when left for 24 hours in an environment where there is no magnetism larger than geomagnetism at room temperature. If the decrease in magnetic flux density exceeds 0.1%, the change in magnetic force of the magnet itself is added to the change in magnetic field that should be monitored, and the accuracy of information to be captured is significantly reduced. This is the same even when the magnetic flux density is reduced due to intermittent bending stress.
[0039]
Furthermore, in this rubber magnet sheet, the decrease in magnetic flux density after 10000 times of crushing under the above crushing conditions is 0.1% or less compared with that before crushing. If the decrease in magnetic flux density after 10000 times of crushing under this crushing condition exceeds 0.1%, the magnetic force deterioration due to use of the article is large when affixed to an article to which bending stress is applied intermittently such as a tire. It is too much for practical use.
[0040]
This rubber magnet sheet is appropriately blended with reinforcing agents such as carbon black, softeners such as aroma oil, zinc white, stearic acid, anti-aging agent, vulcanization accelerator, and compounding agents usually used in the rubber industry such as sulfur. can do.
[0041]
Next, the manufacturing method of this rubber magnet sheet is demonstrated. This manufacturing method includes a kneading step of kneading the above rubber component and magnetic powder into a compound containing magnetic powder using, for example, a kneader or a blender, extruding the compound using, for example, an extruder, or using a calendar. Rolling to form a continuous sheet having a predetermined cross section, and then cutting the sheet into fixed lengths to form an unvulcanized sheet having a predetermined size, the compound of the unvulcanized sheet is softened A temperature raising step for raising the temperature to a temperature, a magnetic field applying step for applying a magnetic field in the thickness direction to the unvulcanized sheet, and at least one direction orthogonal to the thickness direction while keeping the unvulcanized sheet at a high temperature and applying the magnetic field A compression process in which a compression force is applied, a cooling process in which the unvulcanized sheet is cooled while the compression force is applied, a pressure removal process in which the compression force to be applied to the cooled unvulcanized sheet is removed, A demagnetizing step for demagnetizing the vulcanized sheet, a vulcanizing step for vulcanizing the unvulcanized sheet, and a magnetizing step for magnetizing the vulcanized sheet, and by going through these steps in this order, the rubber magnet sheet Can be formed.
[0042]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a magnetic field orientation mold and an unvulcanized rubber sheet disposed therein for explaining a process from a temperature raising step to a pressure removal step, and FIG. It is a schematic diagram which shows typically the orientation state of the magnetic powder in an unvulcanized rubber sheet. FIG. 1A shows the state of the magnetic field orientation mold 10 before the unvulcanized sheet 1 is disposed. The magnetic field orientation mold 10 applies heat to the unvulcanized sheet 1 from both the front and back surfaces. The upper die 2a, the lower die 2b, the fixed side die 3, the movable side die 4, the cylinder 5 for displacing the movable side die 4 along the upper surface of the lower die 2b, and the thickness of the unvulcanized sheet 1

Electromagnets

6a and 6b for applying a magnetic field in the vertical direction are provided. The upper die 2b and the upper electromagnet 6b can be integrally displaced up and down, and are located on the upper side in the state shown in FIG.
[0043]
FIG. 1 (b) shows a state where the upper mold 2b and the upper electromagnet 6b are lowered and the magnetic field orientation mold 10 is closed after the unvulcanized sheet 1 is placed in the mold. In this closed state, The unvulcanized sheet 1 is heated by a heater provided in the upper mold 2a and the lower mold 2b to a temperature at which the compound is softened, for example, about 120 ° C. when the matrix is butyl rubber, and then the electromagnet 6a, An electric current is supplied to 6b, a magnetic field is applied to the unvulcanized sheet 1 in the thickness direction, and this magnetic field application state is maintained for a predetermined time, for example, 120 minutes.
[0044]
FIG. 2A shows a state of the unvulcanized sheet 1 before applying a magnetic field. In this state, each magnetic powder 7 faces a random direction, and the magnetic force of the unvulcanized sheet 1 as a whole is zero. However, as shown in FIG. 2B, when a magnetic field is applied at a temperature equal to or higher than the softening point of the compound, the direction of each magnetic powder 7 can be easily changed. The magnetic poles are rotated so that their orientations M are aligned. As a result, magnetic poles having opposite polarities are formed on both the front and back surfaces of the unvulcanized sheet 1.
[0045]
However, when the magnetic field is removed by cooling in this state, adjacent magnetic powders repel each other and the magnetic poles of each magnetic powder are randomized again. Therefore, in the manufacturing method of the present embodiment, before removing the magnetic field, the unvulcanized sheet 1 is compressed in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field, and FIG. 1 (c) shows an unvulcanized state in this state. FIG. 2 is a view showing a sheet 1 and a magnetic field orientation mold 10, while a magnetic field is being applied at a high temperature above the softening point, the movable side mold 4 is pushed toward the mold center using the cylinder 5, and the unvulcanized sheet 1 Is compressed in a direction perpendicular to its thickness direction. And it cools to normal temperature, hold | maintaining this state. FIG. 2 (c) shows the unvulcanized sheet 1 in this state. In this state, each magnetic powder is compressed in a direction orthogonal to the direction of the magnetic pole direction and restrains the movement to be random. Will be. Thereby, the magnetic powder 7 of the unvulcanized sheet 1 is less likely to lose its orientation even when the magnetic field is removed, and the orientation state can be maintained by cooling as it is.
[0046]
In addition, when cooling the unvulcanized sheet 1 under the action of a compressive force, the orientation can be more reliably maintained by cooling with the magnetic field applied, but the orientation can be maintained only by the compressive force. Depending on the situation, the application of the magnetic field can be terminated before cooling. Further, if a compressive force is applied before applying the magnetic field, the orientation by the magnetic field becomes incomplete, which is not preferable. On the other hand, the timing for starting the application of the magnetic field may start from a state where the temperature is lower than the softening point. You may preheat before doing.
[0047]
After the cooling of the unvulcanized sheet 1 is completed under the action of the compressive force, as shown in FIG. 1 (d), the cylinder 5 is operated to move the movable side surface mold 4 outward and the upper mold 2a is raised. The magnetic field orientation mold 10 is opened, and the unvulcanized sheet 1 is taken out of the mold 10.
[0048]
Thereafter, the unvulcanized sheet 1 is vulcanized. During vulcanization, the temperature of the unvulcanized sheet 1 is increased, and the orientation of the magnetic powder oriented at that time is randomized by the repulsive force. Therefore, in order to prevent this, the process which demagnetizes this before vulcanizing the unvulcanized sheet 1 is performed. This is a demagnetization process. The demagnetization can be performed by a known method in which an alternating magnetic field is applied to the magnetic field and the magnitude of the magnetic field is gradually attenuated to finally become zero.
[0049]
Further, in the vulcanization step, it can be performed using a vulcanization mold, but it may be simply performed by open vulcanization in which this is heated. After the vulcanization is completed, the vulcanized sheet is magnetized by applying a pulse magnetic field. However, since the magnetic powder 7 of the unvulcanized sheet 1 is already magnetically oriented, a high magnetic force can be obtained.
[0050]
Only after going through a series of steps from the temperature raising step to the magnetization step described above, the magnetic powder can be arranged in the same direction at a high rate, which makes it possible to form a rubber magnet sheet with extremely high magnetic force. Obtainable.
[0051]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[0052]
A rubber magnet sheet having the composition shown in Table 1 was prepared, and a tensile test, a pressure ring test, and a magnetic flux density measurement were performed by the following methods. The Mooney viscosity ML _{1 + 4} (100 ° C.) of the rubber component used was measured according to JIS K 6300 2: 2001, and the rubber magnet sheet surface hardness was measured according to JIS S 6050. The results are shown in Table 1.
[0053]
(1) Tensile test In the tensile test based on DIN-3 standard, the breaking elongation at a tensile speed of 100 mm / min was measured.
[0054]
(2) Pressure ring test Using a rubber magnet sheet made as a prototype, a cylindrical body having a thickness of 1 mm, a width of 20 mm, and an inner diameter of 20 mm was produced, and a stroke of 10 mm in the radial direction of the cylindrical body at a frequency of 2 times / second. Crushing was performed, and the number of crushing until breaking was measured.
[0055]
(3) Measurement of magnetic flux density A rubber magnet sheet having a size of 17 mm × 17 mm × 1.3 mm was prototyped and magnetized according to the above-described manufacturing method. The magnetic flux density in the vertical direction was measured at a point 20 mm vertically from the center of the 17 mm × 17 mm wide surface of the magnetized sheet. In addition, the magnetic flux density was measured after being left for 24 hours in an environment where no magnetism larger than geomagnetism is present in the surroundings at room temperature. Further, a rubber magnet sheet having a size of 17 mm × 17 mm × 1.3 mm was made using a rubber magnet sheet rolled 10,000 times under the above-described pressure ring conditions, and the magnetic flux density was measured in the same manner as described above.
[0056]
[Table 1]

[0057]
The rubber magnet sheets of Examples 1 and 2 have a higher degree of elongation until breakage than the hard composite sheet of the conventional example, and the number of times until breakage is caused by the pressure ring. Further, the rubber magnet sheets of Examples 1 and 2 were able to make the magnetic flux density drop after leaving for 24 hours and the magnetic flux density drop after crushing sufficiently small, and the magnetic force was significantly high.
[0058]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the rubber magnet sheet of the present invention, even when subjected to intermittent bending stress or tensile stress, it does not break or break, and has a stable magnetic force over a long period of time. A rubber magnet sheet can be provided, and furthermore, since this rubber magnet sheet carries a high magnetic force, it is possible to form a strong magnetic field necessary for monitoring changes in the magnetic field with a lightweight magnet.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a method for producing a rubber magnet sheet according to the present invention, in which a magnetic field orientation mold and an unvulcanized rubber sheet disposed therein are used to explain a process from a temperature raising step to a pressure removal step. It is an approximate line sectional view shown.
FIG. 2 is a schematic view schematically showing the orientation state of magnetic powder in an unvulcanized rubber sheet.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a distribution of magnetic lines of force radiated from a rubber magnet sheet attached to the inside of a tread.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Unvulcanized sheet 2a Upper mold | type 2b Lower mold | type 3 Fixed side surface type | mold 4 Movable side surface type | mold 5

Cylinders

6a, 6b Electromagnet 7 Magnetic powder 10 Magnetic field orientation metal mold M Direction of magnetic pole

Claims

In a rubber magnet sheet comprising a matrix composed of at least one rubber component selected from the group consisting of butyl rubber and silicon rubber, and magnetic anisotropic magnetic powder dispersed in the matrix,
Provide magnetic poles with different polarities on the front and back sides,
In the tensile test based on DIN-3 standard, the breaking elongation at a tensile speed of 100 mm / min is 10% or more,
Under the pressure condition where a cylindrical sample having a thickness of 0.5 mm, a width of 20 mm, and an inner diameter of 20 mm is compressed with a stroke of 10 mm in the radial direction of the sample at a frequency of 2 times / second, until the sample is destroyed. The number of crushing times is 10,000 or more,
A rubber magnet having a magnetic flux density of 2 mT or more in a direction perpendicular to this surface at a position 20 mm away from the center of either of the front and back surfaces of a flat plate sample sheet having a length and width of 17 mm each and a thickness of 1.3 mm. Sheet.

The decrease in the magnetic flux density after leaving the flat sample sheet for 24 hours in an environment where no magnetism larger than geomagnetism is present in the surroundings at room temperature is 0.1% or less compared to before leaving. The rubber magnet sheet described in 1.

3. The rubber magnet sheet according to claim 1, wherein a decrease in magnetic flux density of the cylindrical sample after the pressure ring is 10000 times under the pressure ring condition is 0.1% or less than that before the pressure ring. 4.

The rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface has a JIS S 6050 hardness of 50 to 90 degrees.

The rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein a content of the magnetic powder is 50 to 75% by volume.

The rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the rubber component is butyl rubber, the degree of unsaturation of the butyl rubber is 0.3% or more, and the Mooney viscosity ML _{1 + 4} (100 ° C) is 60 or less. .

The rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein the butyl rubber includes a halogenated butyl rubber.

The rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the rubber component is silicon rubber, and the silicon rubber is heat vulcanization type silicon rubber or room temperature curing type RTV.

The rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 8, wherein the magnetic powder has a 50% diameter measured by a laser diffraction particle size distribution meter of 75 µm or less.

The rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 9, wherein the magnetic powder is surface-treated with a silane coupling agent.

The rubber magnet sheet according to any one of claims 1 to 10, wherein the magnetic powder is surface-treated with a surface antioxidant.

It is a manufacturing method which manufactures the rubber magnet sheet in any one of Claims 1-11,
An unvulcanized sheet molding step for molding the compound in which the magnetic powder is dispersed in the matrix into a sheet, a temperature raising step for raising the temperature of the unvulcanized sheet to a temperature at which the compound is softened, and an unvulcanized sheet A magnetic field applying step for applying a magnetic field in the thickness direction, a compressing step for applying a compressive force in at least one direction orthogonal to the thickness direction while applying the magnetic field while keeping the unvulcanized sheet at a high temperature, and applying a compressive force. Cooling process for cooling the unvulcanized sheet as it is, pressure removing process for removing the compressive force acting on the cooled unvulcanized sheet, a demagnetizing process for demagnetizing the unvulcanized sheet, and vulcanizing the unvulcanized sheet A rubber magnet sheet manufacturing method in which a rubber magnet sheet is formed in this order through a vulcanization step and a magnetization step of magnetizing a vulcanized sheet.

The steps from the temperature raising step to the pressure removing step are performed by placing an unvulcanized sheet in the mold, and when performing the compression step, the unvulcanized portion is provided by a movable mold portion that is displaceable in the compression direction. The method for producing a rubber magnet sheet according to claim 12, wherein the sheet is compressed.

The method for producing a rubber magnet sheet according to claim 12 or 13, wherein the magnetic field applied in the thickness direction of the unvulcanized sheet is removed during the cooling step or the pressure removing step.