(57)【要約】  ビニルシランとヒドロシランとのヒドロシリル化反応により、圧粉磁心の磁気特性の低下を伴うことなく、機械的強度を向上させることができる圧粉磁心用粉末、圧粉磁心、及び、これらの製造方法を提供する。磁性粒子２からなる磁性粉末の粒子表面２１に、絶縁層３が形成された圧粉磁心用粉末１０であって、前記絶縁層３は、圧粉磁心用粉末の表面層に、絶縁層３として、ビニルシラン４とヒドロシランを含む高分子樹脂絶縁層３３を備える。
2010026984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粒子からなる磁性粉末の粒子表面に絶縁層が被覆された圧粉磁心用粉末であって、
前記絶縁層は、該絶縁層の表層部に、ビニルシランとヒドロシランを含む高分子樹脂の絶縁層を備えることを特徴とする圧粉磁心用粉末。
【請求項２】
前記磁性粒子と前記高分子樹脂絶縁層との間に、前記絶縁層として、酸化物絶縁層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の圧粉磁心用粉末。
【請求項３】
前記酸化物絶縁層は、リン酸塩又はＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層であることを特徴とする請求項２に記載の圧粉磁心用粉末。
【請求項４】
前記酸化物絶縁層は、二層構造であり、前記磁性粒子の表面から前記高分子樹脂絶縁層に向かって、リン酸塩を含む絶縁層、及びＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層を順次備えることを特徴とする請求項２に記載の圧粉磁心用粉末。
【請求項５】
前記酸化物絶縁層は、ビニルシランを含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の圧粉磁心用粉末。
【請求項６】
前記高分子樹脂絶縁層は、シリコーン樹脂絶縁層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の圧粉磁心用粉末。
【請求項７】
前記高分子樹脂絶縁層には、加熱して酸化珪素となる酸化珪素前駆体をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の圧粉磁心用粉末。
【請求項８】
前記圧粉磁心用粉末の前記高分子樹脂の割合は、０．６質量％以下であることを特徴とする請求項６または７に記載の圧粉磁心用粉末。
【請求項９】
前記シリコーン樹脂絶縁層を構成するシリコーン樹脂は、側鎖として、メチル基と、前記ヒドロシランとヒドロシリル化反応をさせるためのビニル基とを含み、
前記シリコーン樹脂は、前記ビニル基を、全側鎖中、２〜１０％含有し、前記メチル基を、全側鎖中、３８〜７７％含有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の圧粉磁心用粉末。
【請求項１０】
磁性粒子からなる磁性粉末の粒子表面に絶縁層を被覆した圧粉磁心用粉末の製造方法であって、
該絶縁層の表層部に、ビニルシランとヒドロシランを含む高分子樹脂の絶縁層を被覆することを特徴とする圧粉磁心用粉末の製造方法。
【請求項１１】
前記高分子樹脂絶縁層に、加熱して酸化珪素となる酸化珪素前駆体をさらに含有することを特徴とする請求項１０に記載の圧粉磁心用粉末の製造方法。
【請求項１２】
前記圧粉磁心用粉末に対して、前記高分子樹脂が０．６質量％以下となるように、前記磁性粉末に前記高分子樹脂を添加して、前記高分子樹脂絶縁層の被覆を行うことを特徴とする請求項１０または１１に記載の圧粉磁心用粉末。
【請求項１３】
前記高分子樹脂は、シリコーン樹脂であり、該シリコーン樹脂は、側鎖として、メチル基と、前記ヒドロシランとヒドロシリル化反応と反応させるためのビニル基と、を含み、
前記シリコーン樹脂は、前記ビニル基を、全側鎖中、２〜１０％含有し、前記メチル基を、全側鎖中、３８〜７７％含有することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の圧粉磁心用粉末の製造方法。
【請求項１４】
前記被覆された高分子樹脂絶縁層に対して、加熱温度１００〜１６０℃の範囲で、かつ、加熱時間１０〜４５分の範囲で、熱処理を行うことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の圧粉磁心の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜９のいずれかに記載の圧粉磁心用粉末、または、請求項１０〜１４のいずれかに記載の製造方法により製造された圧粉磁心用粉末から圧粉磁心を製造する方法であって、
前記圧粉磁心用粉末を加圧して圧粉磁心に成形する工程と、
該圧粉磁心を加熱することにより、前記ビニルシランと前記ヒドロシランとをヒドロシリル化反応させる工程と、を少なくとも含むことを特徴とする圧粉磁心の製造方法。
【請求項１６】
前記加熱を、３００℃〜１０００℃の温度条件で行なうことを特徴とする請求項１５に記載の圧粉磁心の製造方法。
【請求項１７】
磁性粒に絶縁層が被覆された絶縁層被覆粒を含む圧粉磁心であって、
該圧粉磁心は、前記絶縁層のうち、前記絶縁層被覆粒同士の粒界を形成する絶縁層が、高分子樹脂絶縁層からなり、隣接する前記絶縁層被覆粒の高分子樹脂絶縁層同士の間において、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を有することを特徴とする圧粉磁心。
【請求項１８】
前記絶縁層は、前記磁性粒と前記高分子樹脂絶縁層との間に、酸化物絶縁層をさらに備えることを特徴とする請求項１７に記載の圧粉磁心。
【請求項１９】
前記酸化物絶縁層は、リン酸塩又はＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層であることを特徴とする請求項１８に記載の圧粉磁心。
【請求項２０】
前記酸化物絶縁層は、二層構造であり、前記磁性粒から前記高分子樹脂絶縁層に向かって、リン酸塩を含む絶縁層、及びＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層を順次備えることを特徴とする請求項１８に記載の圧粉磁心。
【請求項２１】
前記酸化物絶縁層と前記高分子樹脂層との間に、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を有することを特徴とする請求項１８〜２０のいずれかに記載の圧粉磁心。
【請求項２２】
前記高分子樹脂絶縁層に、酸化珪素をさらに含むことを特徴とする請求項１７〜２１のいずれかに記載の圧粉磁心。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性粒子からなる磁性粉末の粒子表面に少なくとも絶縁層が被覆された圧粉磁心用粉末、その製造方法、前記圧粉磁心用粉末により製造された圧粉磁心、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電動機等に用いる磁心は、圧粉磁心用粉末を圧粉成形することにより製造される。圧粉磁心に用いられる圧粉磁心用粉末は、加圧成形後の各磁性粉末間の電気的な絶縁性を確保するために、磁性粉末の粒子表面に絶縁層が被覆されている。【０００３】
例えば、前記圧粉磁心用粉末として、磁性粉末の表面にシリコーン樹脂等の絶縁性に優れた高分子樹脂を塗布し、絶縁層として樹脂絶縁層を被覆した圧粉磁心用粉末や、磁性粉末の表面に化学気相蒸着法（ＣＶＤ）によりシリカ（ＳｉＯ２）等の酸化物を蒸着させ、前記絶縁層として酸化物絶縁層を被覆した圧粉磁心用粉末を挙げることができる。この他にも、圧粉磁心用粉末として、磁性粉末の粒子表面から厚さ方向に向って、酸化物絶縁層、シリコーン樹脂絶縁層（高分子樹脂絶縁層）が絶縁層として順次形成された圧粉磁心用粉末が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００６−２３３２９５号公報
【特許文献２】特開２００８−８８５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記圧粉磁心用粉末を含む圧粉磁心用粉末から圧粉磁心を製造する場合には、図１８に示すように、酸化物絶縁層９３Ａが、磁性粒である鉄粒９２Ａとシリコーン樹脂絶縁層９３Ｂとの間の馴染み性を向上させる。これにより、焼鈍後の圧粉磁心の高比抵抗を維持することができる。しかしながら、シリコーン樹脂絶縁層９３Ｂ，９３Ｂ同士の接合部分（粒界）が最弱部であり、圧粉磁心の高強度化が達成されていないのが現況である。【０００５】
具体的には、圧粉磁心用粉末のシリコーン樹脂絶縁層９３Ｂを形成する場合、有機溶媒を含有したシリコーン樹脂を粉末の粒子表面に塗布し、その塗布後１００〜２００℃の温度で有機溶媒を揮発し、粉末の粒子を乾燥させる。この結果、このような圧粉磁心用粉末から圧粉磁心を成形する際に、特に、シリコーン樹脂絶縁層９３Ｂ，９３Ｂの間は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の結合手が少ない状態となり、層間の結合が弱く、圧粉磁心の強度を充分に得ることができない。【０００６】
この点を解決すべく、シリコーン樹脂のコーティングにおいて、未反応部分（重合反応を生じさせない部分）を残し、焼鈍時に上記結合手を増やすことも考えられるが、このような手法を採った場合には、焼鈍時の体積減少量が大きくなり、その背反として、この体積減少が、圧粉磁心の比抵抗を低下させる要因の１つになる。【０００７】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧粉磁心の磁気特性の低下を伴うことなく、圧粉磁心の機械的強度を向上させることができる圧粉磁心用粉末、その製造方法、圧粉磁心、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決すべく、本発明に係る圧粉磁心用粉末は、磁性粉末の粒子表面に絶縁層が被覆された圧粉磁心用粉末を含む圧粉磁心用粉末であって、前記絶縁層は、前記絶縁層の表層部に、ビニルシランとヒドロシランを含む高分子樹脂絶縁層を備えることを特徴とする。【０００９】
本発明によれば、高分子樹脂絶縁層に、ビニルシランＳｉ−ＣＨ＝ＣＨ２と、ヒドロシランＳｉ−Ｈと、を含むことにより、圧粉磁心の製造段階で、隣接する圧粉磁心用粉末の粒界において、すなわち高分子樹脂絶縁層同士の間（絶縁層の表層部間）において、ビニルシランとヒドロシランとのヒドロシリル化反応（付加反応）を発現させることができる。【００１０】
この結果、隣接する圧粉磁心用粉末の粒界（高分子樹脂絶縁層同士の間）には、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が得られる。この層間の化学結合により、圧粉磁心の磁気特性を低下させることなく、圧粉磁心の機械的強度を向上させることができる。さらに、ヒドロシリル化反応を発現させるために加熱すべき温度領域は、圧粉磁心の成形後の焼鈍時の加熱すべき温度領域とラップするので、焼鈍時に合わせてこの反応を発現させることができる。【００１１】
また、本発明に係る圧粉磁心用粉末の圧粉磁心用粉末の高分子樹脂絶縁層は、絶縁性を有した高分子樹脂に、ビニルシランとヒドロシランとを含むものであれば、その組成は特に限定されるものではなく、高分子樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂、または、シリコーン樹脂などの高分子樹脂を挙げることができる。より好ましい高分子樹脂絶縁層は、シリコーン樹脂であり、いわゆる付加硬化型のシリコーン樹脂と言われるものである。【００１２】
なお、本発明にいう圧粉磁心用粉末とは、粒子表面に絶縁層が被覆された磁性粒子の集合体のことをいう。また、本発明にいう絶縁層とは、成形後の磁性粉末（粒子）間の電気的絶縁性を確保するための層をいう。また、本発明にいう表層部とは、圧粉磁心用粉末に被覆された絶縁層のうち、外側に形成された層のことをいう。【００１３】
また、本発明に係る圧粉磁心用粉末は、前記磁性粉末と前記高分子樹脂絶縁層との間に、前記絶縁層として、酸化物絶縁層をさらに備えることがより好ましい。本発明によれば、酸化物絶縁層を形成することにより、磁性粉末と高分子樹脂絶縁層との馴染み性（密着性）をより高めることができる。【００１４】
また、本発明に係る圧粉磁心用粉末の酸化物絶縁層は、磁性粒子と高分子樹脂絶縁層との馴染み性を向上させる層であれば、特に限定されず、シリカ、アルミナ、または、ジルコニアのセラミックス系材料などの酸化物を含む絶縁層、や、磁性粉末の表面を酸化させた酸化物とリン酸塩などの無機塩とを含む絶縁層等を挙げることができ、耐熱性のある絶縁酸化物層が好ましい。【００１５】
しかしながら、より好ましい酸化物絶縁層は、リン酸塩又はＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層である。このような酸化物絶縁層を有することにより、磁性粉末と高分子樹脂絶縁層との馴染み性をより向上させることができ、圧粉磁心の焼鈍後においても磁気特性を維持することができる。【００１６】
また、別の態様として、本発明に係る圧粉磁心用粉末の前記酸化物絶縁層は、二層構造であり、前記磁性粒子の表面から前記高分子樹脂絶縁層に向かって、リン酸塩を含む絶縁層、及びＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層を順次備えることがより好ましい。本発明によれば、磁性粉末の表面にリン酸塩を含む絶縁層を形成することにより、このリン酸塩を含む絶縁層と磁性粉末との密着性が向上させ、Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層と高分子樹脂絶縁層とを順次積層することによりこれらの層間の密着性を向上させることができる。この結果、磁性粒子に対する高分子樹脂絶縁層の馴染み性がさらに向上することになる。【００１７】
さらに、本発明に係る圧粉磁心用粉末の前記酸化物絶縁層は、ビニルシランを含むことがより好ましい。本発明によれば、酸化物絶縁層に、ビニルシランを含むことにより、圧粉磁心の製造段階で、酸化物絶縁層と高分子樹脂絶縁層との間（界面）においても、ビニルシランとヒドロシランとのヒドロシリル化反応をさらに発現させることができる。この結果、隣接する圧粉磁心用粉末の高分子樹脂絶縁層同士の間ばかりでなく、酸化物絶縁層と高分子樹脂絶縁層との間にも、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が得られる。この層間の化学結合により、さらに、圧粉磁心の機械的強度を安定させることができる。【００１８】
ところで、これまでに上述したビニルシランとヒドロシランを含む高分子樹脂絶縁層は、圧粉磁心に成形後の焼鈍時に、ヒドロシリル化反応をさせることができるので、これまでの製造方法で製造した圧粉磁心に比べて、圧粉磁心の強度を高め、磁気特性を向上させることができる。このように、圧粉磁心として使用するには好適であるが、圧粉磁心の強度をより高めようとした場合には、磁気特性が低下する場合があった。【００１９】
そこで、発明者らが更なる磁気特性を向上させるべく、鋭意検討を重ねた結果、以下のことがわかった。具体的には、焼鈍時に、ヒドロシリル化反応をさせた場合、高分子樹脂絶縁層の有機物が、炭化したり、揮発したりすることにより、高分子樹脂絶縁層が収縮により体積減少し、磁性粒子間の絶縁性が低下することがあることがわかった。特に、鉄系の磁性粉末は、焼鈍温度が６００℃以上であり、このような温度範囲で加熱をした場合には、上述した体積減少が顕著になることがわかった。この結果、これにより成形された圧粉磁心は、渦電流損が増加することになり、圧粉磁心の磁気特性が低下する場合があるとの新たな知見を得た。【００２０】
以下に示す圧粉磁心用粉末の発明は、この新たな知見に基づくものであり、本発明に係る圧粉磁心用粉末は、上述した圧粉磁心用粉末を前提として、前記高分子樹脂絶縁層に、加熱して酸化珪素となる酸化珪素前駆体をさらに含むことがより好ましい。【００２１】
本発明によれば、酸化珪素前駆体を含むことにより、焼鈍時における圧粉磁心内の高分子樹脂絶縁層中に酸化珪素の相が均一に分散して生成され、高分子樹脂絶縁層の体積減少を抑制することができる。これにより、圧粉磁心の磁性粒子間の絶縁性を保ち、渦電流損の低下を抑制することができ、より高い磁気特性を保持することができる。【００２２】
ここで酸化珪素前駆体とは、少なくとも、ヒドロシリル化反応が発現する温度条件で、酸化珪素の相を、高分子樹脂絶縁層中で形成するものであればよく、その相としては、結晶化された相、非晶質化された相、及びこれらの相が組み合わさった相のいずれであってもよい。すなわち、加熱時に、−（Ｓｉ−Ｏ）ｎ−（ｎは２以上）などで示されるシロキサン構造ができるのであれば、酸化珪素前駆体の種類は、特に限定されるものではない。例えば、このような酸化珪素前駆体としては、メチル系ストレートシリコーン樹脂などを挙げることができ、シロキサン結合を主鎖とするシリコーンレジン、シリコーンオイルであれば、側鎖の官能基は、特に限定されるものではなく、Ｓｉ，Ｏの含有量が多いシリコーン樹脂であれば特に限定されるものではない。より好ましくは、さらに、メチル基やエチル基などをシリコーン樹脂の側鎖に含むことがより好ましい。【００２３】
また、この他にも、酸化珪素前駆体として、ポリメチルシロキサン、ケイ酸ポリエチル、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オルトケイ酸四エチル、またはこれらの組合せであってもよい。【００２４】
このように、圧粉磁心に成形後の焼鈍時の加熱領域において、ビニルシランとヒドロシランとをヒドロシリル化反応を発現させ、さらに、この酸化珪素前駆体により、高分子樹脂絶縁層中に、酸化珪素を生成する（相として形成する）ことができる。【００２５】
また、より好ましくは、本発明に係る圧粉磁心用粉末は、前記圧粉磁心用粉末の高分子樹脂の割合（一粒子における高分子樹脂絶縁層の割合）は、０．６質量％以下であることがより好ましい。この割合となるように、高分子樹脂絶縁層を形成することにより、圧粉磁心の強度（圧環強度）を高めることができる。ここで本発明にいう、高分子樹脂絶縁層の割合とは、圧粉磁心用粉末の全体に対する高分子樹脂の含有する割合のことであり、０．６質量％以下とは、粉末の各粒子に対して、平均して、０．６質量％以下の高分子樹脂が、絶縁層として被覆されていることをいう。【００２６】
本発明に係る圧粉磁心用粉末において、前記シリコーン樹脂絶縁層を構成するシリコーン樹脂は、側鎖として、メチル基と、前記ヒドロシランとヒドロシリル化反応をさせるためのビニル基とを含み、前記シリコーン樹脂は、該ビニル基を、全側鎖中、２〜１０％含有し、前記メチル基を、全側鎖中、３８〜７７％含有することがより好ましい。【００２７】
本発明によれば、シリコーン樹脂の側鎖のビニル基、すなわち、Ｓｉ−Ｈのヒドロシランとヒドロシリル化反応するビニルシランのビニル基を、全側鎖中、２〜１０％含有している。すなわち、シリコーン樹脂は、Ｓｉ−Ｈのヒドロシランを、ビニル基と同等の割合または、それ以上の割合で含有することになる。これにより、焼鈍後の圧粉磁心の強度を確実に高めることができる。すなわち、ビニル基が２％未満の場合は、充分な強度を得ることができず、１０％を超える場合には、以下に示すメチル基を、充分に含有させることができない。さらに、シリコーン樹脂の側鎖のメチル基を、全側鎖中、３８〜７７％含有することにより、渦損を低減することができる。【００２８】
また、本発明でいう磁性粉末とは、透磁性を有する磁性粒子の集合体（粉末）のことをいい、軟磁性金属粉末が好ましく、例えば、鉄、コバルト、または、ニッケルなどを挙げることができる。より好ましい材料は鉄系の材料であり、例えば、鉄（純鉄）、鉄−シリコン系合金、鉄−窒素系合金、鉄−ニッケル系合金、鉄−炭素系合金、鉄−ホウ素系合金、鉄−コバルト系合金、鉄−リン系合金、鉄−ニッケル−コバルト系合金、または、鉄−アルミニウム−シリコン系合金などが挙げられる。また、磁性粉末は、水アトマイズ粉末、ガスアトマイズ粉末、または粉砕粉末等を挙げあることができ、加圧成形時における絶縁層の破壊の抑制を考慮した場合、粉末の表面に凹凸の少ない粉末を選定することがより好ましい。【００２９】
また、本発明として、上述した圧粉磁心用粉末の好適な製造方法を開示する。本発明に係る圧粉磁心用粉末の製造方法は、磁性粒子からなる磁性粉末の粒子表面に絶縁層を被覆した圧粉磁心用粉末の製造方法であって、前記絶縁層の表層部に、ビニルシランとヒドロシランを含む高分子樹脂の絶縁層を被覆することを特徴とするものであり、前記高分子樹脂絶縁層に、加熱して酸化珪素となる酸化珪素前駆体をさらに含有することがより好ましい。さらに、前記圧粉磁心用粉末に対して、前記高分子樹脂が０．６質量％以下となるように、前記磁性粉末に対して前記高分子樹脂を添加して、該添加した高分子樹脂により前記高分子樹脂絶縁層の被覆を行うことがより好ましい。【００３０】
さらに、より好ましくは、前記高分子樹脂は、シリコーン樹脂であり、該シリコーン樹脂は、側鎖として、メチル基と、前記ヒドロシランとヒドロシリル化反応と反応させるためのビニル基と、を含み、前記シリコーン樹脂は、前記ビニル基を、全側鎖中、２〜１０％含有し、前記メチル基を、全側鎖中、３８〜７７％含有するものである。【００３１】
さらに、被覆された高分子樹脂絶縁層に対して、加熱温度１００〜１６０℃の範囲で、かつ、加熱時間１０〜４５分の範囲で、熱処理を行うことがより好ましい。この加熱温度が１００℃未満、又は加熱時間が１０分未満の場合には、未反応官能基に由来すると推定される粉末流動性の悪化が生じる。具体的には、ＪＩＳ２５０２−２０００に指定された漏斗を用い、金属粉末流動性を測定しようとする際、粉末流動性の悪化により、粉末が漏斗より流れ出ないという問題が生じる。この粉末の流動性の悪化は、圧粉磁心の量産時に大きな問題となる。また、この加熱温度が１６０℃を超えた場合、又は加熱時間が４５分を超えた場合には、酸化珪素が圧粉磁心成形前に多く生成されてしまい、この結果として、圧粉磁心の焼鈍時における粒子間の酸化珪素の生成量は少なくなる。これにより、圧粉磁心の強度向上の効果を充分に得ることはができない。【００３２】
また、本発明に係る圧粉磁心用粉末の製造方法は、前記磁性粒子と前記高分子樹脂絶縁層との間に、前記絶縁層として、酸化物絶縁層を形成するように、粒子表面に酸化物層を被覆してもよく、この場合の酸化物絶縁層は、リン酸塩又はＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層であることがより好ましい。また、別の態様としては、前記酸化物絶縁層は、二層構造であり、前記磁性粒子の表面から前記高分子樹脂絶縁層に向かって、リン酸塩を含む絶縁層、及びＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層を順次形成することがより好ましい。また、前記酸化物絶縁層に、ビニルシランをさらに含有させてもよい。【００３３】
また、本発明として前記圧粉磁心用粉末または、前記製造方法により得られた圧粉磁心用粉末から圧粉磁心を好適に製造する方法も開示する。本発明に係る圧粉磁心の製造方法は、前記圧粉磁心用粉末を加圧して圧粉磁心に成形する工程と、該圧粉磁心を加熱することにより、前記ビニルシランと前記ヒドロシランとをヒドロシリル化反応させる工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。【００３４】
本発明によれば、上述したように、成形された圧粉磁心を加熱して、絶縁層間においてヒドロシリル化反応をさせることによりＳｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を有することができる。これにより、圧粉磁心の機械的強度を向上させることができる。すなわち、隣接する高分子樹脂絶縁層同士の間において、前記化学結合を得ることができる。さらに、酸化物絶縁層にビニルシランもしくはヒドロシランを含む場合には、酸化物絶縁層と高分子樹脂絶縁層との間においても、前記化学結合を得ることができる。【００３５】
さらに、この際に、高分子樹脂絶縁層に、酸化珪素前駆体を含む場合には、この酸化珪素前駆体が、焼鈍時に、高分子樹脂絶縁層中に均一に分散した酸化珪素の相を形成し、これにより、高分子樹脂絶縁層が収縮して体積減少することを抑制することができる。【００３６】
また、前記ヒドロシリル化反応は、触媒を用いたり、熱を加えたり、これらを組み合わせたりすることで発現することができる。前記圧粉磁心の製造方法の前記加熱を、３００℃〜１０００℃の温度条件で行なうことがより好ましい。【００３７】
本発明によれば、前記温度範囲で加熱することにより、触媒を用いることなく、ビニルシランとヒドロシランとのヒドロシリル化反応を好適に発現することができる。また、この温度範囲において、圧粉磁心を焼鈍することができるので、前記反応に合わせて、圧粉磁心に導入された歪を除去することができる。【００３８】
さらに、高分子樹脂絶縁層に、酸化珪素前駆体を含む場合には、圧粉磁心内の高分子樹脂絶縁層に酸化珪素が生成され、高分子樹脂絶縁層の体積減少を抑制することができ、製造される圧粉磁心の鉄損の低下を抑制することができる。【００３９】
すなわち、加熱温度が３００℃よりも低い場合には、触媒を用いずに前記ヒドロシリル化反応を発現することは難しく、さらには、酸化珪素前駆体を含む場合には、この温度領域では、この前駆体から酸化珪素にはなり難い。また、加熱温度が１０００℃よりも高い場合には、ヒドロシリル化により結合されたＳｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が破壊され、圧粉磁心の機械的強度が低下してしまい、さらには圧粉磁心の絶縁性の確保が難しくなる。【００４０】
また、本発明に係る圧粉磁心の製造方法において、ヒドロシリル化を発現させ、圧粉磁心を焼鈍するための加熱は、無酸素雰囲気下で行うことがより好ましい。本発明によれば、無酸素雰囲気下で焼鈍を行うことにより、圧粉磁心の酸化を抑制することができる。ここで、無酸素雰囲気としては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガス雰囲気中、又は真空中を挙げることができ、酸素ガスによる圧粉磁心の酸化を抑制することができるのであれば、その雰囲気は特に限定されるものではない。【００４１】
本発明として、前記圧粉磁心用粉末から好適に製造された圧粉磁心をも開示する。本発明に係る圧粉磁心は、磁性粒に絶縁層が被覆された絶縁層被覆粒を含む圧粉磁心であって、該圧粉磁心は、前記絶縁層のうち、前記絶縁層被覆粒同士の粒界を形成する絶縁層が、高分子樹脂絶縁層からなり、隣接する前記絶縁層被覆粒の高分子樹脂絶縁層同士の間において、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を有することを特徴とする。【００４２】
本発明によれば、隣接する前記絶縁層被覆粒の高分子樹脂絶縁層同士の間において、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を有することにより、従来と同様またはそれ以上の磁気特性を確保しつつ、圧粉磁心の強度を確保することができる。【００４３】
ここで、本発明にいう圧粉磁心を構成する磁性粒は、前記圧粉磁心用粉末を構成する磁性粒子の加圧成形後の形態に相当するものであり、上述した磁性粒子と同等の組成を有するものである。また、圧粉磁心を構成する絶縁層被覆粒とは、前記圧粉磁心用粉末を構成する粒子（粒子表面に絶縁層が形成された磁性粒子）の加圧成形後の形態に相当するものである。【００４４】
より好ましくは、前記磁性粒子と前記高分子樹脂絶縁層との間には、酸化物絶縁層がさらに形成されており、さらに、前記酸化物絶縁層は、リン酸塩又はＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層であることがより好ましい。さらに、別の態様としては、前記酸化物絶縁層は、二層構造であり、前記磁性粒子から前記高分子樹脂絶縁層に向かって、リン酸塩を含む絶縁層、及びＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層が順次形成されている。圧粉磁心用粉末において示したと同様に、これら酸化物絶縁層は、磁性粒子と高分子樹脂絶縁層との馴染み性を向上させることができる。【００４５】
また、本発明に係る圧粉磁心は、前記酸化物絶縁層と前記高分子樹脂層との間に、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を有することがより好ましい。本発明によれば、この層間の化学結合により、さらに、圧粉磁心の機械的強度を安定させることができる。【００４６】
また、本発明に係る圧粉磁心は、前記高分子樹脂絶縁層に、酸化珪素をさらに含むことがより好ましく、この酸化珪素は、−（Ｓｉ−Ｏ）ｎ−（ｎは２以上）などで示されるシロキサン構造を有した相として含むことがより好ましい。本発明によれば、高分子樹脂絶縁層に、このような酸化珪素を含むことにより、鉄損を低減し、圧粉磁心の磁気特性を向上させることができる。【００４７】
このように、機械的強度が確保され、絶縁性及び磁気特性に優れた前記圧粉磁心は、ハイブリッド車や電気自動車の駆動用電動機を構成するステータやロータ、電力変換機を構成するリアクトル用のコア（リアクトルコア）に好適である。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、ビニルシランとヒドロシランとのヒドロシリル化反応により、圧粉磁心の磁気特性の低下を伴うことなく、機械的強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係る圧粉磁心用粉末を示した模式図。
【図２】本実施形態に係る圧粉磁心及びその製造方法を説明するための図。
【図３】本実施形態に係る圧粉磁心の焼鈍前後における高分子樹脂の状態を説明するための図であり、（ａ）は、高分子樹脂に酸化珪素前駆体を含まない場合を説明するための図であり、（ｂ）は、高分子樹脂に酸化珪素前駆体を含む場合を説明するための図。
【図４】実施例１及び比較例１の実験条件、及び圧環強度、渦損及び磁束密度の結果を示した表図。
【図５】実施例１及び比較例１の熱処理温度と圧環強度の関係を説明するための図。
【図６】実施例１及び比較例１の渦損−圧環強度を説明するための図。
【図７】実施例１及び比較例１の磁束密度−圧環強度を説明するための図。
【図８】実施例２、３及び比較例２の実験条件、及び圧環強度、渦電流損及び磁束密度の結果を示した表図。
【図９】実施例１、２及び比較例１の焼鈍温度６００℃における渦損と圧環強度との関係を示した図。
【図１０】焼鈍温度６００℃におけるＸＡの割合［質量％］と、圧環強度、渦電流損（渦損）、磁束密度との関係を示した図。
【図１１】実施例１、２及び比較例１の焼鈍温度と圧環強度の関係を示した図。
【図１２】実施例１、２及び比較例１の焼鈍温度と渦損の関係を示した図。
【図１３】実施例１〜３（焼鈍温度６００℃）及び比較例２における渦損と圧環強度との関係を示した図。
【図１４】実施例１〜３（焼鈍温度６００℃）及び比較例２における磁束密度と圧環強度との関係を示した図。
【図１５】実施例４に係る圧粉磁心の樹脂添加率と、圧環強度との関係を示した図。
【図１６】実施例５に係る圧粉磁心用粉末の焼鈍温度に対する圧環強度の関係を示した図。
【図１７】実施例６に係る圧粉磁心用粉末の焼鈍時間に対する圧環強度の関係を示した図。
【図１８】従来の圧粉磁心を説明するための図。
【符号の説明】
【００５０】
２：磁性粉末、２Ａ：磁性粒、３，３Ａ：絶縁層、４：ビニルシラン、１０：絶縁層被覆粒子、１０Ａ：絶縁層被覆粒、３１，３１Ａ：リン酸塩を含む絶縁層（酸化物絶縁層）、３２，３２Ａ：Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層（酸化物絶縁層）、３３，３３’，３３Ａ，３３Ｂ：高分子樹脂絶縁層、１００：圧粉磁心
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下に、図面を参照して、本発明に係る圧粉磁心用粉末の一実施形態に基づいて説明する。【００５２】
図１は、本実施形態に係る圧粉磁心用粉末を示した模式図を示している。図１に示すように、本実施形態に係る圧粉磁心用粉末は、絶縁層３が被覆された粒子１０の集合体であり、鉄系の磁性粒子２の粒子表面２１に絶縁層３が被覆されている。絶縁層３は、圧粉磁心用粉末１０の表層部（外側層）に、後述する高分子樹脂絶縁層３３を有している。【００５３】
磁性粒子２は、ガスアトマイズにより製造された純鉄からなる粒子（ガスアトマイズ粉からなる粒子）であり、平均粒径が４５０μｍ以下の軟磁性金属粒子である。絶縁層３は、酸化物絶縁層３１，３２と、高分子樹脂絶縁層３３とからなる多層構造の層である。【００５４】
酸化物絶縁層３１，３２は、磁性粒子２と高分子樹脂絶縁層３３との間に形成された層であり、リン酸塩を含む絶縁層３１と、ビニルシラン４を含むＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層３２とを備えた二層構造である。リン酸塩を含む絶縁層３１は、磁性粒子２の表面２１に被覆されており、さらに、Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層３２は、リン酸塩を含む絶縁層３１をさらに被覆している。すなわち、酸化物絶縁層は、磁性粒子２の粒子表面から高分子樹脂絶縁層３３に向かって、リン酸塩を含む絶縁層３１、及びＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層３２を順次形成することになる。【００５５】
ここで、リン酸塩を含む絶縁層３１とＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層３２とは、下地層として作用するものであり、絶縁層３１は、例えば、ＰＯ、ＳｒＰＯ、ＳｒＢＰＯなどのリン酸塩を含み、より好ましくは、ＳｒＢＰＯを含むことが望ましい。また、絶縁層３２は、Ａｌ−Ｓｉ系アルコキシドから製作されることが望ましい。さらに、高分子樹脂絶縁層３３は、ビニルシラン４とヒドロシランを含むシリコーン樹脂の絶縁層であり、Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層３２の表面に被覆されている。【００５６】
このような圧粉磁心用粉末は、以下のようにして製造される。まず、ガスアトマイズにより製造された純鉄からなる磁性粉末を準備する。そして、この磁性粒子２からなる磁性粉末に対して、リン酸塩処理を行う。このリン酸塩処理は、一般的に知られた処理であり、例えば、イオン交換水に、リン酸を主剤として、炭酸ストロンチウム、ホウ酸を溶解した処理液を作製する。この処理液に磁性粉末を浸漬させて、処理液を攪拌し、その後、窒素雰囲気中で乾燥させることにより、磁性粉末の表面が酸化した酸化物と、リン酸塩とを含む、絶縁層３１を得ることができる。このような絶縁層３１は、磁性粒子２の一部が皮膜となったものであり、後述する絶縁層３２とも馴染み性がよい。【００５７】
次に、例えばアミノプロピルトリエトキシシランなどのＳｉアルコキシド（好ましくはビニルトリメトキシシランをさらに含むＳｉアルコキシド）と、Ａｌアルコキシド（例えば、アルミニウムイソブトキシド）とを脱水有機溶媒（例えばテトラビドロフラン）に混合してアルコキシド含有溶液を作製し、アルコキシド含有溶液に磁性粉末を含浸し、脱水有機溶媒を乾燥して除去する。これにより、絶縁層３１の表面に、Ｓｉ−Ａｌ系酸化物を含む絶縁層３２がさらに形成さる。さらにビニルトリメトキシシランを含む場合には、この絶縁層３２は、ビニルシランを含むことになる。【００５８】
次に、アルコール等の有機溶媒に、ビニルシランとヒドロシランを含む付加硬化型のシリコーン樹脂を溶解したシリコーン樹脂含有溶液を作製し、絶縁層３２が形成された磁性粒子２からなる粉末を含浸し、その後有機溶媒を乾燥させて除去する。これにより、絶縁層３２の表面に、さらに、シリコーン樹脂を含む高分子樹脂絶縁層３３が形成される。【００５９】
なお、これらの絶縁層３１，３２，３３を形成する際に、脱水有機溶媒及び有機溶媒を乾燥させる温度は、少なくとも１００℃〜１６０℃であり、このような温度で、乾燥させることにより、後述するビニルシランとヒドロシランとのヒドロシリル化反応の発現を抑制する。また、前記シリコーン樹脂に硬化触媒を含有させてもよいが、乾燥時に、より低温でヒドロシリル化反応が発現することもあるので、本実施形態ではこの硬化触媒を含めない。【００６０】
このようにして製造された絶縁層被覆粒子１０の集合体である圧粉磁心用粉末から、圧粉磁心を製造する。図２は、本実施形態に係る圧粉磁心およびその製造方法を説明するための図である。また、加圧成形後における、図１に示す絶縁層被覆粒子１０の各構成に相当するは、図２において、その符号の末尾にＡを付して示している。例えば、図２に示す圧粉磁心１００を構成する磁性粒２Ａは、圧粉磁心用粉末を構成する磁性粒子２の加圧成形後の形態に相当するものであり、図１の磁性粒子２と同等の組成を有するものである。また、圧粉磁心１００を構成する絶縁層被覆粒１０Ａは、図１の圧粉磁心用粉末を構成する絶縁層被覆粒子１０の加圧成形後の形態に相当するものである。【００６１】
まず、成形型の内面に、高級脂肪酸系潤滑剤を塗布し、前述した圧粉磁心用粉末を成形型内に充填し、加圧成形する。金型潤滑温間成形法をすべく金型を加熱してもよい。この場合、加圧力は、５００〜２０００ＭＰａで、行うことが好ましい。潤滑剤を用いることにより、圧粉磁心と金型とのかじり等の発生を防止し、より高圧で成形が可能となり、脱型も容易に行なうことができる。【００６２】
このようにして、図２に示すように、磁性粒２Ａの表面に絶縁層３Ａが被覆された絶縁層被覆粒１０Ａを含む圧粉磁心が成形される。そして、絶縁層３Ａは、絶縁層被覆粒１０Ａの表層部に、高分子樹脂絶縁層３３Ａを形成する。換言すると、圧粉磁心１００は、絶縁層３のうち、絶縁層被覆粒同士１０Ａ、１０Ａの粒界を形成する絶縁層が、高分子樹脂絶縁層３３Ａからなる。また、磁性粒子２Ａと高分子樹脂絶縁層３３Ａとの間に、磁性粒２Ａから高分子樹脂絶縁層３３Ａに向かって、リン酸塩を含む絶縁層３１Ａ、及びＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層３２Ａが順次形成される。【００６３】
次に、図２に示すように、ビニルシランとヒドロシランのヒドロシリル化反応を発現させる。具体的には、成形後の圧粉磁心を３００℃〜１０００℃の温度範囲内の温度条件で、より好ましくは、窒素雰囲気中又は真空中で（無酸素雰囲気下で）、加熱することにより、圧粉磁心用粉末１０のＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層３２Ａと高分子樹脂絶縁層３３Ａとの間、及び隣接する圧粉磁心用粉末の高分子樹脂絶縁層３３Ａ，３３Ａ同士の間において、ビニルシランとヒドロシランとをヒドロシリル化反応させると共に、圧粉磁心１００を焼鈍する。このように、本実施形態では、圧粉磁心の焼鈍と同時に、ヒドロシリル化反応を発現することができ、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が得られる。【００６４】
このような熱処理を行なうことによって、ヒドロシリル化反応により、図２に示すように、絶縁層被覆粒１０Ａの絶縁層３２Ａと高分子樹脂絶縁層３３Ａとの間（すなわち、絶縁層被覆粒の粒界）、及び隣接する圧粉磁心用粉末の高分子樹脂絶縁層３３Ａ，３３Ａ同士の間において、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が生成され、かつ、焼鈍により、成形時に付与された圧粉磁心の磁性粒子２Ａの歪を除去することができる。【００６５】
また、磁性粒子２Ａの表面にリン酸塩を含む絶縁層３１Ａが形成され、このリン酸塩を含む絶縁層３１Ａと磁性粒２Ａとの密着性が向上する。さらに、Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層３２Ａと高分子樹脂絶縁層３３Ａとを順次積層することにより、これらの層間の密着性を向上させることができる。この結果、磁性粒２Ａに対する高分子樹脂絶縁層３３Ａの馴染み性がさらに向上することになる。【００６６】
ところで、ビニルシランとヒドロシランを含む高分子樹脂絶縁層３３は、図３（ａ）に示すように、圧粉磁心に成形後の焼鈍時に、ヒドロシリル化反応をさせてＳｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合を生成することができるので、これまでの圧粉磁心に比べて、圧粉磁心の機械的強度を高め、磁気特性も向上させることができる。しかし、焼鈍時に、高分子樹脂絶縁層の一部が炭化又は気化することにより、高分子樹脂絶縁層３３が体積減少して、磁性粒子間の絶縁性が低下することがある。【００６７】
特に、成形時における磁性粒２Ａのひずみを除去すべく６００℃以上で焼鈍した場合には、この現象が顕著になる。この結果、成形された圧粉磁心は、渦電流損が増加することになり、圧粉磁心の磁気特性が低下する場合がある。【００６８】
そこで、図３（ｂ）に示すように、上述した高分子樹脂絶縁層３３に、酸化珪素前駆体（メチル系ストレートシリコーン樹脂）を増量させた高分子樹脂絶縁層３３’を形成する。この種の酸化珪素前駆体は、３００℃以上で加熱することにより、酸化珪素の相となるものである。【００６９】
具体的な含有（添加）方法としては、上述した高分子樹脂絶縁層３２を形成する段階で、付加硬化型のシリコーン樹脂に、酸化珪素前駆体やメチル基を増加させた樹脂（メチル系ストレートシリコーン樹脂）を添加し、これらをアルコールなどの有機溶媒で溶解し、絶縁層３２が形成された磁性粉末２を含浸し、その後有機溶媒を乾燥させて除去することにより得ることができる。また、乾燥温度は、３００℃未満（好ましくは、１００℃〜１６０℃）であるので、この時点では、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉとはならず、Ｓｉ−Ｃ＝Ｃ及びＳｉ−Ｈとして、高分子樹脂絶縁層３３’に含まれることになる。【００７０】
そして、上述したと同様に、得られた磁性粉末を、加圧成形、焼鈍を行い圧粉磁心を製造する。この焼鈍時に、図３（ｂ）示すように、上に示したようなヒドロシリル化反応が発現されてＳｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が生成されると共に、酸化珪素の相が形成される。この酸化珪素の相は、結晶化された相、非晶質化された相、及びこれらの相が組み合わさった相のいずれであってもよく、このような−（Ｓｉ−Ｏ）ｎ−（ｎは２以上）などで示されるシロキサン構造を有した相により、製造された圧粉磁心の高分子樹脂絶縁層３３Ｂは、体積減少することを抑制することができる。このようにして、圧粉磁心の機械的強度を保ちつつ、磁性粒２Ａ、２Ａ間の絶縁性の低下を抑制し、圧粉磁心の渦電流損（鉄損）の低下を抑えることができる。
【実施例】
【００７１】
以下の本発明を実施例に基づいて説明する。【００７２】
（実施例１）
＜圧粉磁心用粉末の作製＞
粒径が１５０μｍ〜２１２μｍの純鉄粒子からなるガスアトマイズ粉末（鉄粉）を準備して、リン酸塩を含む下地処理を施した。具体的には、イオン交換水１００ｍｌに、炭酸ストロンチウム０．５７ｇ、ホウ酸０．１５ｇ、リン酸１．１ｇを溶解してコーティング液を調製した。５００ｍｌビーカーに上記鉄粉を１００ｇ入れ、このコーティング液２０ｍｌを加えて、軽く攪拌した。その後、この試料を、窒素雰囲気中のイナートオーブンで１２０℃、１時間の乾燥処理を行い、リン酸塩を含む絶縁層を形成した。【００７３】
次に、ビニルシランとヒドロシランを含むシリコーン樹脂（Ｘ−４０−２６６７Ａ（信越化学工業製））０．４ｇをイソプロピルアルコール５０ｍｌに溶解した。この溶解液に、先に示した鉄粉を投入し、溶液と粉末を攪拌しながら、外部ヒータで加熱しながらを、３０〜１２０分の範囲で溶媒を蒸発させて、１００℃〜２００℃の範囲で乾燥処理を行った。このようにして、磁性粒子の粒子表面にビニルシランとヒドロシランを含むシリコーン樹脂絶縁層が形成された圧粉磁心用粉末を製造した。なお、シリコーン樹脂絶縁層は、圧粉磁心用粉末に対して、０．４質量％となるように、磁性粉末にシリコーン樹脂を添加して、シリコーン樹脂絶縁層絶縁層の被覆を行った。【００７４】
＜リング試験片の作製＞
圧粉磁心用粉末を金型に投入し、金型温度１３０℃、成形圧力１６００ＭＰａの金型潤滑温間成形法で、外径３９ｍｍ、内径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング形状の圧粉磁心を作製した。そして、成形後、窒素雰囲気下で、図４に示す条件で３００℃〜１０００℃の範囲で１時間の熱処理を行なった。【００７５】
（比較例１）
実施例１と同じようにして、圧粉磁心用粉末を作製した。実施例１と相違する点は、リン酸処理を行わなかった点と、ビニルシランとヒドロシランを含まないシリコーン樹脂（ＫＲ２４２Ａ（信越化学工業製））を用いて、シリコーン樹脂絶縁層を形成した点である。そして、実施例１と同様に、図４に示す条件で圧粉磁心を作成した。【００７６】
［評価１］
＜リング試験片の評価＞
オートグラフを用いて製作した実施例１及び比較例１のリング試験片の圧環強度を評価した。また、リング試験片にコイルを巻き、直流磁気磁束計で磁束密度を評価し、交流ＢＨアナライザーで渦損を評価した。この結果を、図４〜７に示す。なお、図４〜７に示す、実施例１及び比較例１の磁束密度、圧環強度、渦損は、比較例１の圧粉磁心の熱処理温度（焼鈍温度）を６００℃における磁束密度、圧環強度、渦損を基準（１．０）として正規化した値である。なお、これ以降に示す実施例及び比較例の値も同様の正規化を行った値を示している。【００７７】
（結果１及び考察１）
図５に示すように、実施例１の場合には、リング試験片の圧環強度を向上させるためには、３００℃以上、１０００℃以下の熱処理が好ましいと考えられる。実施例１の場合は、３００℃〜８００℃、より好ましくは３００℃〜４００℃の熱処理温度（加熱温度）において、圧環強度が特に向上した。【００７８】
これは、ビニルシランとヒドロシランとのヒドロシリル化反応が活発に起こる熱処理温度領域と一致している。よって、実施例１の圧環強度の向上は、ビニルシランとヒドロシランとのヒドロシリル化反応により、シリコーン樹脂絶縁層同士の間において、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が生成されたことに起因すると考えられる。そして、１０００℃を超えた場合には、ヒドロシリル化により結合されたＳｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が破壊されて、実施例１の圧環強度の強度が低下したと推定される。【００７９】
図６に示すように、実施例１と比較例１とは、同等の渦損ながら、実施例１の方が、圧環強度が向上しており、図７に示すように、実施例１は比較例１よりも高磁束密度ながら高強度である。このことから、実施例１は、比較例１と同等の磁気特性を有しつつ、高い機械的強度が得られていると考えられる。【００８０】
（実施例２）
実施例１と同じように圧粉磁心用粉末を製作した。実施例１と相違する点は、ビニルシランとヒドロシランを含むシリコーン樹脂絶縁層の製造方法が異なる。具体的には、シリコーン樹脂絶縁層の材料として、ビニルシランとヒドロシランを含むシリコーン樹脂（Ｘ−４０−２６６７Ａ（信越化学工業製）：以下ＸＡという）０．３２ｇ（８０質量％）と、メチル系ストレートシリコーン樹脂（酸化珪素前駆体）を多く含む樹脂（ＫＲ２４２Ａ（信越化学工業製）：以下ＫＲという）０．０８ｇ（２０質量％）とを、イソプロピルアルコール５０ｍｌに溶解した溶液を用いて、シリコーン樹脂絶縁層を被覆した点である。なお、乾燥処理などは、実施例１と同様である。さらに、同様にして、ＸＡの量：０．２４ｇ（６０質量％）、ＫＲの混合量：０．１６ｇ（４０質量％）とした溶液、ＸＡの量：０．１６ｇ（４０質量％）、ＫＲの混合量：０．２４ｇ（６０質量％）とした溶液、及び、ＸＡの量：０．０８ｇ（２０質量％）、ＫＲの混合量：０．３２ｇ（８０質量％）とした溶液を用いて、上に示す方法と同様の方法で、シリコーン樹脂絶縁層を被覆した。このようにして、得られた圧粉磁心用粉末から、実施例１と同様の条件で、図８に示す焼鈍温度ごとに圧粉磁心を製造した。なお、これらのシリコーン樹脂の総量は、圧粉磁心用粉末に対して、０．４質量％となるように、磁性粉末にシリコーン樹脂を添加して、シリコーン樹脂絶縁層の被覆を行っている。【００８１】
（実施例３）
実施例２と同様にして、図８に示す条件で、圧粉磁心用粉末を製造し、この圧粉磁心用粉末から圧粉磁心を製造した。なお、実施例２と相違する条件は、圧粉磁心用粉末を製造する際に、リン酸塩の絶縁層の上に、Ｓｉ−Ａｌ系の絶縁層をさらに被覆し、その層の上に、以下に示す条件でシリコーン樹脂絶縁層の被覆を行った点である。【００８２】
具体的には、水分を除去した窒素雰囲気グローブボックス中で、５００ｍｌフラスコにリン酸塩の絶縁層が形成された粉末１００ｇと脱水テトラヒドロフラン（ＴＨＦの略）１００ｍｌと、Ｓｉアルコキシド０．０４ｇとＡｌアルコキシド０．１６ｇを投入した。フラスコをロータリーエバポレータにセットして、１５分間の還流後、減圧蒸留によりＴＨＦを除去し、最終的に、１００Ｔｏｒｒ、８０℃で緩衝した。その後、粉末を取り出し、窒素雰囲気中で、１６０℃、３０分で乾燥し、Ｓｉ−Ａｌ系の絶縁層を被覆した。【００８３】
さらに、シリコーン樹脂として、ＸＡの割合が、６０質量％、ＫＲの割合が４０質量％、溶媒として、イソプロピルアルコール５０ｍｌを用いて、圧粉磁心用粉末に対して、高分子樹脂が０．２質量％となるように、磁性粉末にシリコーン樹脂を添加して、シリコーン樹脂絶縁層の被覆を行った。さらに、熱処理として、この圧粉磁心用粉末に対して、１３０℃、２０分の熱処理を行った。【００８４】
（比較例２）
実施例３と同じようにして、実施例２と同様にして、図８に示す条件で、圧粉磁心用粉末を製造し、この圧粉磁心用粉末から圧粉磁心を製造した。実施例３と相違する点は、ＸＲの割合を１００％にして、圧粉磁心用粉末を製造した点である。【００８５】
［評価２］
実施例１と同じように、圧環強度、交流ＢＨアナライザーで磁束密度、渦損を評価した。この結果を図９〜１４に示す。なお、図９〜１４に、上述した実施例１及び比較例１の結果も合わせて記載した。【００８６】
図９は、実施例１、２及び比較例１の焼鈍温度６００℃における渦損と圧環強度との関係を示した図である。図１０は、焼鈍温度６００℃におけるＸＡの割合［質量％］と、圧環強度、渦電流損（渦損）、磁束密度との関係を示した図である。図１１は、実施例１、２及び比較例１の焼鈍温度と圧環強度の関係を示した図である。図１２は、実施例１、２及び比較例１の焼鈍温度と渦損の関係を示した図である。【００８７】
図１３は、実施例１〜３（焼鈍温度６００℃）及び比較例２における渦損と圧環強度との関係を示した図であり、図１４は、実施例１〜３（焼鈍温度６００℃）及び比較例２における磁束密度と圧環強度との関係を示した図である。【００８８】
また、これらの２種シリコーン樹脂の混合したシリコーン樹脂から、Ｓｉ−Ｃ＝Ｃの含有率、すなわち、ビニル基の含有率、及びＳｉ−ＣＨ３の含有率、すなわち、メチル基の含有率をＮＭＲ及びＩＲを用いて測定した。この含有率とは、混合されたシリコーン樹脂の全側鎖中における、側鎖のビニル基と、メチル基の個数の割合である。また、ビニル基に対して、同じ割合又は、それ以上の割合で、このシリコーン樹脂は、Ｓｉ−Ｈを含んでいることも確認している。この結果も以下の表１に示す。
【表１】
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【００８９】
（結果２及び考察２）
図９に示すように、実施例２の圧環強度は、実施例１及び比較例１よりも高く、実施例２の渦損は、他のものよりも低くかった。この結果から、実施例２の圧粉磁心は、焼鈍時のヒドロシリル化反応による強度向上を維持しつつ、ＫＲを加えることにより、酸化珪素の相の形成により、シリコーン樹脂絶縁層の体積減少が抑制され（絶縁性の低下が抑制され）、渦電流損失（鉄損）が実施例１よりも小さくなったと考えられる。【００９０】
また、図１０に示すように、ＸＡの比率を２０質量％から８０質量％の範囲で、圧粉磁心を製造すれば、実施例１及び比較例１の圧粉磁心に比べて、圧環強度は高く、磁束密度は低下することなく、渦損の増加も抑制されるといえる。すなわち、図１０と表１から、ビニル基を、全側鎖中、２〜１０％含有し、メチル基を、全側鎖中、３８〜７７％含有することが好ましく、これらのビニル基（ビニルシラン）を、ヒドロシランとヒドロシリル化反応させることで、圧環強度に寄与し、さらに、−（Ｓｉ−Ｏ）ｎ−や表１に示す範囲のＣＨ３を含むことにより、体積減少が抑制され、渦損の低減に寄与すると考えられる。【００９１】
また、図１１に示すように、焼鈍温度にかかわらず、実施例２の圧環強度は、実施例１及び比較例１のものに比べて高かった。これは、高分子樹脂絶縁層中に酸化珪素前駆体であるＫＲを含むため、シリコーン樹脂絶縁層の体積減少が抑制さ、密な樹脂絶縁層となり、結果として強度が向上したと推察される。【００９２】
図１２に示すように、焼鈍温度が６００℃以上の場合には、実施例１及び比較例１の渦損は、上昇したが、実施例２の渦損は、上昇せずに比較例２及び３のものに比べて低くかった。比較例１と比較して実施例２の渦損が抑制されたのは、粒子間（シリコーン樹脂絶縁層の間）で、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が形成されたことにより、結果として渦損が低く抑えられたものと推察される。つまり、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が生成されたことにより、高分子樹脂層の凝縮や移動が抑制されるので、結果として、渦損が低く抑えられたと考えられる。【００９３】
さらに、図１３、１４に示すように、実施例３は、Ｓｉ−Ａｌ系の絶縁層をさらに設けたことにより、シリコーン樹脂絶縁層の濡れ性及び馴染み性が向上したため、実施例１、２に比べて少ない樹脂添加量でも、絶縁性が確保されたと考えられる。また、上述した実施例２において示した理由と同様の理由から、実施例３のものは、圧環強度が高くなったものと考えられる。【００９４】
（実施例４）
実施例３と同様にして、圧粉磁心を製造した。実施例３と相違する点は、粉末全体に対するシリコーン樹脂の割合を図１５に示すよう割合で添加した（樹脂添加率を変更した）点、シリコーン樹脂全体に対して、ＸＡの割合を４０質量％とした点である。さらに、シリコーン樹脂絶縁層の被覆を行ったのちの圧粉磁心用粉末の熱処理として、この圧粉磁心用粉末に対して１６０℃、４５分の熱処理を行った点も相違する。得られた圧粉磁心に対して、実施例１と同じようにして、圧環強度を測定した。この結果を図１５に示す。【００９５】
（実施例５）
実施例４と同様にして、圧粉磁心を製造した。実施例４と相違する点は、粉末全体に対するシリコーン樹脂の割合を０．４質量％にした点、シリコーン樹脂絶縁層の被覆を行ったのちの圧粉磁心用粉末の熱処理として、この圧粉磁心用粉末に対して熱処理温度を変化させた点である。得られた圧粉磁心に対して、実施例１と同じようにして、磁束密度と渦損を測定した。この結果を図１６に示す。【００９６】
（実施例６）
実施例４と同様にして、圧粉磁心を製造した。実施例４と相違する点は、粉末全体に対するシリコーン樹脂の割合を０．４質量％にした点、シリコーン樹脂絶縁層の被覆を行ったのちの圧粉磁心用粉末の熱処理として、この圧粉磁心用粉末に対して熱処理時間を変化させた点である。得られた圧粉磁心に対して、実施例１と同じようにして、磁束密度と渦損を測定した。この結果を図１７に示す。【００９７】
（結果３及び考察３）
図１５に示すように、圧粉磁心用粉末の一粒子におけるシリコーン樹脂絶縁層の割合（シリコーン樹脂の割合）、すなわち、磁性粉末に対しするシリコーン樹脂を添加率は、０．６質量％以下であることがより好ましい。この割合となるように、シリコーン樹脂絶縁層を形成することにより、圧粉磁心の強度（圧環強度）を高めることができると考えられる。【００９８】
図１６及び１７に示すように、被覆された高分子樹脂絶縁層に対して、加熱温度１００〜１６０℃の範囲で、かつ、加熱時間１０〜４５分の範囲で、熱処理を行うことがより好ましい。この加熱温度が１００℃未満、又は加熱時間が１０分未満の場合には、未反応官能基に由来すると推定される粉末流動性の悪化が生じる。具体的には、ＪＩＳ２５０２−２０００に指定された漏斗を用い、金属粉末流動性を測定しようとする際、粉末流動性の悪化により、粉末が漏斗より流れ出ないという問題が生じる。この粉末の流動性の悪化は、圧粉磁心の量産時に大きな問題となる。また、この加熱温度が１６０℃を超えた場合、又は加熱時間が４５分を超えた場合には、酸化珪素が圧粉磁心成形前に多く生成されてしまい、この結果として、圧粉磁心の焼鈍時における粒子間の酸化珪素の生成量は少なくなる。これにより、圧粉磁心の強度向上の効果を充分に得ることはができないと推察される。【００９９】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。【０１００】
例えば、本実施形態では、酸化物絶縁層は、二層構造としたが、磁性粉末と高分子樹脂絶縁層との馴染み性を確保することができるのであれば、リン酸塩を含む絶縁層のみでもよく、または、それ以上の多層構造であってもよく、これらのすべてに、ビニルシランとヒドロシランを含んでいてもよい。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年2月9日(2011.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
前記圧粉磁心用粉末に対して、前記高分子樹脂が０．６質量％以下となるように、前記磁性粉末に前記高分子樹脂を添加して、前記高分子樹脂絶縁層の被覆を行うことを特徴とする請求項１０または１１に記載の圧粉磁心用粉末の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記被覆された高分子樹脂絶縁層に対して、加熱温度１００〜１６０℃の範囲で、かつ、加熱時間１０〜４５分の範囲で、熱処理を行うことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の圧粉磁心用粉末の製造方法。
【国際調査報告】
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