(57)【要約】【課題】従来よりも厚さが薄く、高い残留磁化及び大きい固有保磁力を有する永久磁石材料の提供。【解決手段】永久磁石（１２、１１２）は、例えば、約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有する鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体であって、希土類成分がプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類元素と、残部のネオジムとからなる鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体、及び粉粒体を結合する結合剤を含んでなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有する鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体であって、希土類成分がプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類元素と、残部のネオジムとからなる、鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体、及び
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体を結合する結合剤
を含んでなる永久磁石（１２、１１２）。
【請求項２】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体の結晶粒が正方晶相結晶粒を含む、請求項１記載の永久磁石。
【請求項３】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体が約１３〜約１９原子％の希土類、約４〜約２０原子％のホウ素、及び残部の鉄又は鉄と不純物からなり、希土類成分が、５０％を超えるプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類と、残部のネオジムとから実質的になる、請求項１記載の永久磁石。
【請求項４】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体の軽希土類が希土類成分全体の約１０％以下の量で存在する、請求項３記載の永久磁石。
【請求項５】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体のプラセオジムが希土類成分全体の約７０％を超える量で存在する、請求項３記載の永久磁石。
【請求項６】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体が鉄−ホウ素−希土類合金フレークを含む、請求項３記載の永久磁石。
【請求項７】
フレークが約３０〜約３００μｍの様々な粒度を有する、請求項６記載の永久磁石。
【請求項８】
フレークが溶融凝固フレークからなる、請求項６記載の永久磁石。
【請求項９】
結合剤がポリマー材料からなる、請求項８記載の永久磁石。
【請求項１０】
溶融凝固フレークがメルトスピニング法フレークからなる、請求項８記載の永久磁石。
【請求項１１】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体が溶融凝固フレークからなる、請求項１記載の永久磁石。
【請求項１２】
結合剤がポリマー材料からなる、請求項１記載の永久磁石。
【請求項１３】
ポリマー材料が１種以上のポリアリーレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、液晶ポリエステル、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニレンスルフィド、又はこれらのコポリマー若しくは混合物である、請求項１２記載の永久磁石。
【請求項１４】
結合剤に対する鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体の密度分率が約５５％以上である、請求項１２記載の永久磁石。
【請求項１５】
密度分率が約６０〜約９０％である、請求項１４記載の永久磁石。
【請求項１６】
結合剤が無機材料からなる、請求項１記載の永久磁石。
【請求項１７】
結合剤がフェライト材料からなる、請求項１記載の永久磁石。
【請求項１８】
電磁装置（１０、１１０）用の永久磁石（１２、１１２）であって、
約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有する鉄−ホウ素−希土類合金フレークであって、希土類成分がプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類元素と、残部のネオジムとからなる鉄−ホウ素−希土類合金フレーク、及び
鉄−ホウ素−希土類合金フレークを結合する結合剤であって、ポリマー材料からなる結合剤
を含んでなる永久磁石（１２、１１２）。
【請求項１９】
鉄−ホウ素−希土類合金フレークが約１３〜約１９原子％の希土類、約４〜約２０原子％のホウ素、及び残部の鉄又は鉄と不純物からなり、希土類成分が、５０％を超えるプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類と、残部のネオジムとから実質的になる、請求項１８記載の永久磁石。
【請求項２０】
鉄−ホウ素−希土類合金フレークの軽希土類が希土類成分全体の約１０％以下の量で存在しており、鉄−ホウ素−希土類合金フレークのプラセオジムが希土類成分全体の約７０％を超える量で存在する、請求項１９記載の永久磁石。
【請求項２１】
鉄−ホウ素−希土類合金フレークが約３０〜約３００μｍの様々な粒度を有する、請求項１９記載の永久磁石。
【請求項２２】
鉄−ホウ素−希土類合金フレークが溶融凝固フレークからなる、請求項１９記載の永久磁石。
【請求項２３】
ポリマー材料が１種以上のポリアリーレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、液晶ポリエステル、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニレンスルフィド、又はこれらのコポリマー若しくは混合物である、請求項２２記載の永久磁石。
【請求項２４】
１以上の永久磁石（１２、１１２）を含む電磁装置（１０、１１０）であって、該永久磁石が、
約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有する鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体であって、希土類成分がプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類元素と、残部のネオジムとからなる鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体、及び
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体を結合して電磁装置の永久磁石を形成する結合剤
を含んでなる、電磁装置（１０、１１０）。
【請求項２５】
当該電磁装置が電気機械エネルギー変換機（１０、１１０）からなる、請求項２４記載の電磁装置。
【請求項２６】
電気機械エネルギー変換機が回転式電気機械エネルギー変換機（１０）又は並進式電気機械エネルギー変換機（１１０）である、請求項２５記載の電磁装置。
【請求項２７】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体が約１３〜約１９原子％の希土類、約４〜約２０原子％のホウ素、及び残部の鉄又は鉄と不純物からなり、希土類成分が、５０％を超えるプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類と、残部のネオジムとから実質的になる、請求項２４記載の電磁装置。
【請求項２８】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体の軽希土類が希土類成分全体の約１０％以下の量で存在しており、鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体のプラセオジムが希土類成分全体の約７０％を超える量で存在する、請求項２７記載の電磁装置。
【請求項２９】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体が鉄−ホウ素−希土類合金フレークを含む、請求項２７記載の電磁装置。
【請求項３０】
フレークが約３０〜約３００μｍの様々な粒度を有する、請求項２９記載の電磁装置。
【請求項３１】
フレークが溶融凝固フレークからなる、請求項２９記載の電磁装置。
【請求項３２】
結合剤がポリマー材料からなる、請求項２４記載の電磁装置。
【請求項３３】
ポリマー材料が１種以上のポリアリーレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、液晶ポリエステル、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニレンスルフィド、又はこれらのコポリマー若しくは混合物である、請求項１２記載の電磁装置。
【請求項３４】
結合剤に対する鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体の密度分率が約５５％以上である、請求項３２記載の電磁装置。
【請求項３５】
密度分率が約６０〜約９０％である、請求項３２記載の電磁装置。
【請求項３６】
結合剤が無機材料からなる、請求項２４記載の電磁装置。
【請求項３７】
結合剤がフェライト材料からなる、請求項３６記載の電磁装置。
【請求項３８】
１以上の永久磁石（１２、１１２）を含む電磁装置（１０、１１０）であって、該永久磁石が、
約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有する鉄−ホウ素−希土類合金フレークであって、該フレークが約１３〜約１９原子％の希土類、約４〜約２０原子％のホウ素、及び残部の鉄又は鉄と不純物からなり、希土類成分が、５０％を超えるプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類と、残部のネオジムとから実質的になる鉄−ホウ素−希土類合金フレーク、及び
鉄−ホウ素−希土類合金フレークを結合する結合剤
を含んでなる、電磁装置（１０、１１０）。
【請求項３９】
鉄−ホウ素−希土類合金フレークの軽希土類が希土類成分全体の約１０％以下の量で存在する、請求項３８記載の電磁装置。
【請求項４０】
鉄−ホウ素−希土類合金フレークのプラセオジムが希土類成分全体の約７０％を超える量で存在する、請求項３８記載の電磁装置。
【請求項４１】
鉄−ホウ素−希土類合金フレークが約３０〜約３００μｍの様々な粒度を有する、請求項３８記載の電磁装置。
【請求項４２】
鉄−ホウ素−希土類合金フレークが溶融凝固フレークからなる、請求項３８記載の電磁装置。
【請求項４３】
結合剤がポリマー材料を含み、結合剤に対する鉄−ホウ素−希土類合金フレークの密度分率が約５５％以上である、請求項３８記載の電磁装置。
【請求項４４】
ポリマー材料が１種以上のポリアリーレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、液晶ポリエステル、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニレンスルフィド、又はこれらのコポリマー若しくは混合物である、請求項４３記載の電磁装置。
【請求項４５】
当該電磁装置が回転式又は並進式電気機械エネルギー変換機（１０、１１０）からなる、請求項３８記載の電磁装置。
【請求項４６】
永久磁石（１２、１１２）の製造方法であって、
約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有する鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体であって、希土類成分がプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類元素と、残部のネオジムとからなる鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体を用意し、
結合剤を用意し、
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体を結合剤で結合して成形用粉粒体材料を用意し、
成形用粉粒体材料から永久磁石を成形する
ことを含んでなる方法。
【請求項４７】
さらに、永久磁石を加熱し、次いで粉粒体を磁化することを含む、請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体を用意することが、
鉄−ホウ素−希土類合金を溶融凝固させ、
溶融凝固した鉄−ホウ素−希土類合金を破砕してフレークを得る
ことを含む、請求項４６記載の方法。
【請求項４９】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体を用意することが、
鉄−ホウ素−希土類合金を焼結し、
焼結した鉄−ホウ素−希土類合金を溶融凝固させ、
溶融凝固した鉄−ホウ素−希土類合金を破砕してフレークを得る
ことを含む、請求項４６記載の方法。
【請求項５０】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体が約１３〜約１９原子％の希土類、約４〜約２０原子％のホウ素、及び残部の鉄又は鉄と不純物からなり、希土類成分が、５０％を超えるプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類と、残部のネオジムとから実質的になる、請求項４６記載の方法。
【請求項５１】
鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体を用意することが、
鉄−ホウ素−希土類合金を溶融凝固させ、
溶融凝固した鉄−ホウ素−希土類合金を破砕してフレークを得る
ことを含む、請求項５０記載の方法。
【請求項５２】
破砕してフレークを得ることが、約３０〜約３００μｍの様々な粒度のフレークを得ることを含む、請求項５１記載の方法。
【請求項５３】
結合剤がポリマー材料からなる、請求項４６記載の方法。
【請求項５４】
ポリマー材料が１種以上のポリアリーレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、液晶ポリエステル、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニレンスルフィド、又はこれらのコポリマー若しくは混合物である、請求項５３記載の方法。
【請求項５５】
結合剤に対する鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体の密度分率が約５５％以上である、請求項５３記載の方法。
【請求項５６】
結合剤が無機材料からなる、請求項４６記載の方法。
【請求項５７】
電磁装置（１０、１１０）用永久磁石（１２、１１２）の製造方法であって、
約１３〜約１９原子％の希土類、約４〜約２０原子％のホウ素、及び残部の鉄又は鉄と不純物からなる鉄−ホウ素−希土類合金であって、希土類成分が、５０％を超えるプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類と、残部のネオジムとから実質的になる鉄−ホウ素−希土類合金を溶融凝固させ、
溶融凝固した鉄−ホウ素−希土類合金を破砕することで、約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有する粉粒体を用意し、
結合剤を用意し、
粉粒体を結合剤で結合して電磁装置の永久磁石を形成する
ことを含んでなる方法。
【請求項５８】
さらに、永久磁石を加熱し、次いで粉粒体を磁化することを含む、請求項５７記載の方法。
【請求項５９】
さらに、鉄−ホウ素−希土類合金を溶融凝固させるのに先立ち、鉄−ホウ素−希土類合金を焼結することを含む、請求項５７記載の方法。
【請求項６０】
破砕してフレークを得ることが、約３０〜約３００μｍの様々な粒度のフレークを得ることを含む、請求項５７記載の方法。
【請求項６１】
結合剤がポリマー材料からなる、請求項５７記載の方法。
【請求項６２】
ポリマー材料が１種以上のポリアリーレンエーテル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、ポリエステル、液晶ポリエステル、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニレンスルフィド、又はこれらのコポリマー若しくは混合物である、請求項６１記載の方法。
【請求項６３】
結合剤に対する粉粒体の密度分率が約５５％以上である、請求項６２記載の方法。
【請求項６４】
結合剤が無機材料からなる、請求項５７記載の方法。
【請求項６５】
電磁装置が回転式又は並進式電気機械エネルギー変換機（１０、１１０）からなる、請求項５７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、永久磁石材料、永久磁石材料の製造方法並びに永久磁石材料を含む電磁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機、発電機及びアクチュエーターのような多くのタイプの電気機械エネルギー変換機では、永久磁石を用いて開路磁束密度を生じさせ、これを電気回路で生ずる磁界と相互作用させてトルクを発生させる。所定定格電力の変換機の寸法と効率は、装置内の磁石の「エネルギー密度」によって大方決まる。磁石によって生じる開路エアギャップ磁束密度が高いほど、単位重量当たり発生し得るトルクは大きくなり、所定の入力に対する電動機効率は高くなる。開路磁束は、磁石の強度及びエアギャップの有効長さで決定される。磁石が強力で、有効エアギャップが小さいほど、機械は効率が高まり、小型化される。
【０００３】
実際問題として、電機子の反作用磁束密度による減磁を防ぐのに十分な厚さを与えつつ磁石をできるだけ薄くすることによってコスト節減を達成できる。厚い磁石に比べ、薄い磁石は所要スペースが小さい。しかし、永久磁石は通例、減磁を生じかねない動作点に出会うのを回避するように厚く設計されている。例えば、３７３Ｗ（１／２馬力）の電動機の磁石厚さは、通例約２．５４ｍｍ（約０．１インチ）〜約７．６２ｍｍ（約０．３インチ）である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の厚さに束縛されず、高い残留磁化及び大きい固有保磁力を有する永久磁石材料が得られれば望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
要するに、本発明の一実施形態では、約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有する鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体であって、希土類成分がプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類元素と、残部のネオジムとからなる鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体、及び粉粒体を結合する結合剤を含んでなる永久磁石が提供される。
【０００６】
本発明の別の実施形態では、１以上の永久磁石の製造方法が提供されるが、当該方法は、約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有する鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体であって、希土類成分がプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類元素と、残部のネオジムとからなる鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体を用意し、結合剤を用意し、粉粒体を結合剤で結合して成形用粉粒体材料を用意し、成形用粉粒体材料から１以上の永久磁石を成形することを含んでなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点については、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって理解を深めることができるであろう。図面全体を通して、同一の符号は類似の部分を表す。
【０００８】
本願出願人に譲渡された米国特許第６１２０６２０号（Ｂｅｎｚ他）には、実質的に安定な磁気的性質を有し、成形鉄−ホウ素−希土類金属間化合物粉末の焼結生成物を能動磁気部材とする永久磁石が記載されている。この焼結生成物は、実質的に不連続の気孔、理論値の８７％以上の密度、及び原子パーセントで約１３〜約１９％の希土類元素と、約４〜約２０％のホウ素と、約６１〜約８３％の鉄（及び場合によって不純物）から実質的になる組成を有しており、希土類成分は、５０％を超えるプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される有効量の軽希土類と、残部のネオジムとからなる。
【０００９】
上述の米国特許第６１２０６２０号の永久磁石材料から得られる粉粒体の磁気的性質は、米国特許第６１２０６２０号の永久磁石材料と比較して、また他の市販磁性粉粒体と比較して、予想を大幅に上回る高い固有保磁力（Ｈci）を有することが判明した。したがって、回転式電気機械エネルギー変換機（例えば、電動機や発電機）及び並進式電気機械エネルギー変換機（例えば、アクチュエーター）のような用途での永久磁石を従来の実施形態よりも薄くでき、磁石長さ及びエアギャップ長さの低減によって電動機のコスト及びサイズを減らすことができる。
【００１０】
さらに、焼結永久磁石と比較して、結合剤で結合した永久磁石（成形磁石）はその他にも、例えば、簡単で安価な製造技術が使用できること、他の成形作業との統合が容易であること、結合剤の種類に応じて磁性材料を腐食条件から保護できることを始めとして、幾つかの利点を有する。焼結磁石は脆く、複雑な形状への加工が困難であり、約４．５７ｍｍ（約０．１８インチ）を大きく下回る厚さのものを製造することができない。
【００１１】
本発明の一実施形態では、永久磁石は、約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力（本明細書中では完全に磁化したときの固有保磁力を意味する。）を有する鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体であって、希土類成分がプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類元素と、残部のネオジムとからなる鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体、及び粉粒体を結合する結合剤を含む。さらに具体的には、一実施形態では、粉粒体は約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化（本明細書中では完全に磁化したときの残留磁化を意味する。）を有する材料からなる。
【００１２】
本明細書中で用いる「約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力を有する」とは、既に磁化されているか否かを問わず、完全に磁化したときに上記の固有保磁力を有する粉粒体を包括的に意味する。同様に、本明細書中で用いる「約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有する」とは、既に磁化されているか否かを問わず、完全に磁化したときに上記の残留磁化を有する粉粒体を包括的に意味する。
【００１３】
特に有用な形態の粉粒体は、急速凝固溶融合金の破砕フレークであることが判明した。「溶融凝固」とは、溶融して急冷した材料を包括的に意味する。メルトスピニング（溶融凝固の一具体例）では、急冷は回転面で行われる。一例では、鉄−ホウ素−希土類合金をメルトスピニングし、メルトスピニングした鉄−ホウ素−希土類合金を破砕してフレークとすることでフレークが形成される。別の具体的な（しかし費用のかかる）例では、メルトスピニングに先立って鉄−ホウ素−希土類合金を焼結する。上述の米国特許第６１２０６２０号には、有用な焼結技術が記載されている。米国特許第５１７２７５１号（Ｃｒｏａｔ）には、石英るつぼ内で合金を再溶融し、該合金を小さなノズルから回転冷却面に絞り出し、回転冷却面上で急冷された薄い合金リボンを製造することによる、メルトスピニング技術が記載されている。焼結に比べ、米国特許第６１２０６２０号の同一合金の溶融凝固は、有益な残留磁化を保持しつつ磁気硬化（固有保磁力）の向上をもたらした。
【００１４】
一実施形態では、破砕後の粉粒体のフレーク粒度は約３０〜約３００μｍである。本発明では何ら特定のフレーク粒度は必要とされないが、粉粒体の結晶粒度と同程度以上のフレークとするのが有用である。一実施形態では、鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体の結晶粒は正方晶相結晶粒を含む。
【００１５】
上述の米国特許第６１２０６２０号の合金を使用する実施形態では、鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体は約１３〜約１９％の希土類、約４〜約２０原子％のホウ素、及び残部の鉄又は鉄と不純物からなり、希土類成分は、５０％を超えるプラセオジムと、セリウム、ランタン、イットリウム及びこれらの混合物からなる群から選択される軽希土類と、残部のネオジムとから実質的になる。さらに具体的な実施形態では、軽希土類は希土類成分全体の約１０％以下の量で存在し、及び／又はプラセオジムは希土類成分全体の約７０％を超える量で存在する。
【００１６】
本発明の実施形態を用いると、鉄−ホウ素−希土類合金粉粒体は約２０℃の温度で約１５９１ｋＡ／ｍ（約２０ｋＯｅ）以上の固有保磁力及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）以上の残留磁化を有するものと予想される。
【００１７】
実施例
一実施形態では、上述の米国特許第６１２０６２０号に記載された(ＰＲ0.71Ｎｄ0.27Ｃｅ0.02)2Ｆｅ14Ｂの組成を有する焼結鉄−ホウ素−希土類材料を、上述の米国特許第５１７２７５１号に記載の技術で溶融凝固させ、次いで破砕してフレークを形成した。（市販ネオジム製品に基づいて）予想されるフレーク粒度分布は以下の通りである。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
得られた粉粒体は、磁気的整列を実質的に示さない結晶粒（固有保磁力に有益な特徴）を有し、完全に磁化したときに室温で約１６７１ｋＡ／ｍ（約２１ｋＯｅ）の固有保磁力（Ｈci）及び約０．８Ｔ（約８ｋＧ）の残留磁化を有することが判明した。
【００２０】
振動試料磁力計を用いて、粉粒体の減磁曲線を求めた。粉粒体の試料を管内のセメントに装着充填し、１００℃で印加した約２０００ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ）の磁界中で磁化した。試料を高温で磁化して、装置の最大磁界能力２０００ｋＡ／ｍとして、試料をできるだけ完全に飽和させた。「永久磁石を磁化するための方法及び装置」と称する、本願出願人に譲渡された２００１年７月３日出願の米国特許出願（出願人整理番号ＲＤ−２９２０９）号（Ａｍｍ他）に記載されている通り、磁化に先立って磁性材料を加熱すると、磁化プロセスで完全磁化を達成するのに有用である。
【００２１】
さらに具体的には、本実施例では以下の段階を実施した。粉粒体の未磁化試料を１００℃に加熱した。電磁界を印加し、ゆっくりと２０００ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ）の最大値まで上昇させた。次いで、印加磁界をゆっくりとゼロまで低下させた。試料を室温まで放冷した。室温での残留磁化を記録した。負の磁界を印加し、固有保磁力を示すまで徐々に増大させた。２０００ｋＡ／ｍ（２５ｋＯｅ）の印加磁界及び１００℃で試料を磁化して得られた残留磁気は、同一の磁界を用いて室温（約２０℃）で試料を磁化して得られた残留磁気よりも約３０％高かった。固有保磁力は、２０℃で試料を磁化したときに比べ、１００℃で試料を磁化することで約５％未満向上した。
【００２２】
図３は、上記実施例に係る粉粒体についての磁化（Ｊ）と磁界（Ｈ）の関係を示す分極プロットである。図３で、曲線Ａは従来の分極曲線を表し、曲線Ｂは上記実施例の材料を用いた分極曲線を表し、曲線Ｃは理想的な分極曲線を表す。図中の矢印は、固有保磁力を最大にし、残留磁化を最大にし、磁化と磁界の関係が一定又は少なくとも直線的になるような広い範囲（図３中では例えば約０〜約１１００ｋＡ／ｍとして示されている）を得るという目標を象徴的に表す。曲線Ｂで示されるように、上記実施例の材料の固有保磁力は、残留磁化をほとんど犠牲にすることなく、曲線Ａの通常材料の固有保磁力よりも格段に大きい。かかる固有保磁力及び残留磁化特性の組合せは、電磁装置用永久磁石の成形に特に有利である。
【００２３】
グラフから明らかな通り、粉粒体は高い固有保磁力を示すだけでなく、磁化と磁界の関係が実質的に直線的になる広い挙動範囲も示す。こうした性質により、粉粒体から製造した永久磁石は、磁化をさほど低下させずに、高い減磁磁界に暴露できる。したがって、（室温での）電機子磁界による磁石の減磁のおそれを伴わずに、電気機械の永久磁石を従来の磁石よりも薄く製造することができる。例えば、市販の粉末では、磁石強度を低下させずに室温で印加し得る最大逆磁界は約４４０ｋＡ／ｍである。本発明の粉粒体を含む磁石では、磁石強度を低下させずに室温で印加し得る最大逆磁界は約８８０ｋＡ／ｍであると予想される。実際には、加熱及び磁化に先立って、粉粒体を結合剤で結合してから成形して永久磁石を形成するのが典型的であると予想される。
【００２４】
結合剤は、適当な結合材料であればどんなものでもよい。一実施形態では、結合剤はポリマー材料を含む。さらに具体的な実施形態では、ポリマー材料は、１種以上のポリアリーレンエーテル、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリフェニレンエーテル、液晶ポリエステル、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエーテルケトンケトン、ポリフェニレンスルフィド、又はこれらのコポリマー若しくは混合物である。
【００２５】
別の実施形態では、結合剤は熱硬化性ポリマーの１種以上を含む。適当な熱硬化性ポリマー結合剤には、特に限定されないが、エポキシ、シアン酸エステル、不飽和ポリエステル、ジアリルフタレート、アクリル、アルキド、フェノール−ホルムアルデヒド、ノボラック、レゾール、ビスマレイミド、ＰＭＲ樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド、尿素−ホルムアルデヒド、ベンゾシクロブタン、ヒドロキシメチルフラン、イソシアネートなどから得られるものがある。本発明の一実施形態では、熱硬化性ポリマー結合剤はさらに、特に限定されないが、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド又はポリエステルのような１種以上の熱可塑性ポリマーを含む。
【００２６】
結合剤の選択は、強度、加工及び作業範囲での温度安定性と環境保護、保護及び封止のため粉粒体をよく濡らす能力、粉粒体を均一に分布させる能力、及び所定の成形プロセスで達成可能な結合剤中での粉粒体の体積分率を始めとする幾つかの因子に依存する。経験上、結合磁石の残留磁化は、結合剤に対する粉粒体の体積分率に粉粒体の残留磁化を乗じた値に等しい。結合剤に対する粉粒体の体積分率が高いほど、得られる磁石の残留磁化値は大きくなり、薄い磁石の製造に有用となる。
【００２７】
以下、例示のため、選択し得る幾つかの具体的な結合剤材料についてさらに詳しく説明する。
【００２８】
ポリアリーレンエーテル結合剤は、一般に、アリーレン構造単位がエーテル結合で結合したものからなる。ポリアリーレンエーテルは、大抵は以下の構造単位を有するポリフェニレンエーテルである。
【００２９】
【化１】
2005500683.tif 000003
【００３０】
式中、各Ｑ2は独立にハロゲン、第一又は第二低級アルキル、フェニル、ハロアルキル、アミノアルキル、炭化水素オキシ、或いはハロゲン原子と酸素原子とが２以上の炭素原子で隔てられたハロ炭化水素オキシであり、各Ｑ3は独立に水素、ハロゲン、第一又は第二低級アルキル、フェニル、ハロアルキル、炭化水素オキシ、或いはＱ2について定義したハロ炭化水素オキシである。
【００３１】
ホモポリマー及びコポリマーいずれのポリフェニレンエーテルも包含される。各種実施形態で、ホモポリマーは２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル単位を含むものである。各種実施形態で、コポリマーは、２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル単位を例えば２，３，６−トリメチル−１，４−フェニレンエーテル単位と共に含むランダムコポリマーを包含する。また、ビニルモノマー又はポリスチレンやエラストマーのようなポリマーを公知の方法でポリフェニレンエーテルにグラフトして得られる部分を含むポリフェニレンエーテル、並びに低分子量ポリカーボネートやキノンや複素環式化合物やホルマールのようなカップリング剤を２本のポリフェニレンエーテル鎖のヒドロキシ基と公知の方法で反応させてさらに高分子量のポリマーとしたカップルドポリフェニレンエーテルも包含される。
【００３２】
ポリフェニレンエーテルは、２５℃のクロロホルム中で測定して約０．０９〜０．６デシリットル／グラム（ｄｌ／ｇ）の固有粘度を有する。ポリフェニレンエーテルは、通例、２，６−キシレノール又は２，３，６−トリメチルフェノールのような１種以上のモノヒドロキシ芳香族化合物の酸化カップリングで製造される。かかるカップリングには概して触媒系が使用される。かかる触媒系は、通例、銅、マンガン又はコバルト化合物のような１種以上の重金属化合物を通常は他の様々な物質と共に含んでいる。
【００３３】
多くの目的で特に有用なポリフェニレンエーテルは、１以上の含アミノアルキル末端基を有する分子からなるものである。通例、アミノアルキル基はヒドロキシ基に対してオルト位にある炭素原子に共有結合している。かかる末端基を含むポリフェニレンエーテルは、ジ−ｎ−ブチルアミン又はジメチルアミンのような適当な第一又は第二モノアミンを酸化カップリング反応混合物の一成分として導入することで得られる。同じく往々にして存在しているのが４−ヒドロキシビフェニル末端基及び／又はビフェニル構造単位であり、通例、副生物のジフェノキノンが特に銅−ハライド−第二又は第三アミン系に存在しているような反応混合物から得られる。かなりの割合のポリマー分子（通例ポリマーの約９０重量％にも達する）が上記の含アミノアルキル末端基及び４−ヒドロキシビフェニル末端基の少なくともいずれかを含んでいてもよい。以上の説明から当業者には自明であろうが、本発明での使用が想定されるポリフェニレンエーテルには、構造単位及び副次的な化学的特徴の変化とは無関係に、現在知られている全てのものが包含される。
【００３４】
ある実施形態では、ポリアリーレンエーテルを含む結合剤は、ポリアリーレンエーテルとのブレンドとして１種以上の他の樹脂成分を含んでいてもよい。一実施形態では、ポリアリーレンエーテルはポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）のようなポリフェニレンエーテルである。ポリフェニレンエーテルとのブレンドに適した樹脂成分には、特に限定されないが、付加ポリマーがある。適当な付加ポリマーには、ホモポリマー及びコポリマー、特にシンジオタクチックポリスチレンを始めとするポリスチレンのようなアルケニル芳香族化合物のホモポリマーがある。
【００３５】
本発明での使用に適したポリアミド結合剤は、どのような公知方法で製造してもよい。適当なポリアミドには、アミノ基とカルボン酸基の間に２以上の炭素原子を有するモノアミノ−モノカルボン酸又はそのラクタムの重合によって製造したもの、２つのアミノ基間に２以上の炭素原子を有するジアミンとジカルボン酸とを実質的に等モル比で重合して製造したもの、並びに上記のモノアミノカルボン酸又はそのラクタムを実質的に等モル比のジアミン及びジカルボン酸と共に重合して製造したものがある。ジカルボン酸は、その官能性誘導体（例えばエステル又は酸塩化物）の形態で使用してもよい。
【００３６】
ポリアミドの製造に有用な上述のモノアミノ−モノカルボン酸又はそのラクタムの例には、アミノ基とカルボン酸基の間に２〜１６の炭素原子を有する化合物があり、ラクタムの場合、これらの炭素原子は−ＣＯ−ＮＨ−基と共に環を形成する。アミノカルボン酸及びラクタムの具体例としては、６−アミノカプロン酸、ブチロラクタム、ピバロラクタム、η−カプロラクタム、カプリルラクタム、エナントラクタム、ウンデカノラクタム、ドデカノラクタム、並びに３−及び４−アミノ安息香酸が挙げられる。
【００３７】
ポリアミドの製造に適したジアミンには、直鎖及び枝分れアルキルジアミン、アリールジアミン及びアルカリールジアミンがある。ジアミンの具体例は、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン及びｍ−キシリレンジアミンである。
【００３８】
適当なジカルボン酸には、２つのカルボキシ基が炭素原子数２以上の脂肪族基又は芳香族基で隔てられたものがある。脂肪族酸の具体例には、セバシン酸、オクタデセン二酸、スベリン酸、グルタル酸、ピメリン酸及びアジピン酸がある。
【００３９】
ある実施形態では、ポリアミドはアミン末端基とカルボン酸末端基のいずれか又はこれら双方をかなりの割合で含んでいてもよい。ある種の実施形態では、ポリアミドはポリ（ヘキサメチレンアジポアミド）（通称「ポリアミド−６６」）及び／又はポリ（６−アミノカプロアミド（通称「ポリアミド−６」）を含む。
【００４０】
本発明で用いるポリエステル結合剤は従来法で製造することができ、例えば一実施形態では、かかる結合剤には縮重合法で合成された熱可塑性ポリエステルがある。ポリエステルの例は、ポリ（エチレンテレフタレート）（「ＰＥＴ」）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）（「ＰＢＴ」）、ポリ（トリメチレンテレフタレート）（「ＰＴＴ」）、ポリ（エチレンナフタレート）（「ＰＥＮ」）、ポリ（１，４−ブチレンナフタレート）（「ＰＢＮ」）、ポリ（シクロヘキサンジメタノールテレフタレート）（「ＰＣＴ」）、ポリ（シクロヘキサンジメタノール−コ−エチレンテレフタレート）（「ＰＥＴＧ」）及びポリ（１，４−シクロヘキサンジメチル−１，４−シクロヘキサンジカルボキシレート）（「ＰＣＴ」）を始めとするポリ（アルキレンジカルボキシレート）であり、特にポリ（アルキレンアレーンジオエート）である。ポリ（アルキレンジカルボキシレート）の混合物も使用できる。
【００４１】
ポリアリーレートも適当な結合剤材料である。ポリアリーレートには、１種以上の二価フェノールと１種以上の芳香族ジカルボン酸からなる構造単位を有するものがある。具体例には、テレフタレート及び／又はイソフタレート構造単位を１種以上の非置換レゾルシノール、置換レゾルシノール及びビスフェノールＡと共に含んでなるポリアリーレートがある。
【００４２】
本発明における結合剤は１種以上のポリイミドを含むものであってもよい。有用な熱可塑性ポリ（イミド）には、次の一般式（Ｉ）のものがある。
【００４３】
【化２】
2005500683.tif 000004
【００４４】
式中、ａは２以上の整数、例えば約１０〜約１００００もしくはそれ以上であり、Ｖは四価リンカーであり、熱可塑性ポリイミドの合成又は使用の妨げとならない限り特に制限はない。適当なリンカーには、特に限定されないが、（ａ）炭素原子数約５〜約５０の置換又は非置換飽和、不飽和又は芳香族単環式及び多環式基、（ｂ）炭素原子数１〜約３０の置換又は非置換線状又は枝分れ飽和又は不飽和アルキル基、又はこれらの組合せがある。適当な置換基及び／又はリンカーには、特に限定されないが、エーテル、エポキシド、アミド、エステル及びこれらの組合せがある。一実施形態では、リンカーには、特に限定されないが、以下の式（II）の四価芳香族基がある。
【００４５】
【化３】
2005500683.tif 000005
【００４６】
式中、Ｗは、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)−、−ＳＯ2−、−ＣyＨ2y−（ｙは１〜５の整数）及びそのハロゲン化誘導体（例えばペルフルオロアルキレン基）からなる群から選択される二価残基部分、又は式−Ｏ−Ｚ−Ｏ−の基であるが、−Ｏ−又は−Ｏ−Ｚ−Ｏ−基の二価結合は３，３′位、３，４′位、４，３′位又は４，４′位にあり、Ｚには、特に限定されないが、以下の式（III）の二価基がある。
【００４７】
【化４】
2005500683.tif 000006
【００４８】
式中、Ｑには、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(Ｏ)−、−ＳＯ2−、−ＣyＨ2y−（ｙは１〜１０の整数）及びそのハロゲン化誘導体（例えばペルフルオロアルキレン基）からなる群から選択される二価残基部分があるが、これらに限定されない。
【００４９】
式（Ｉ）のＲとしては、特に限定されないが、（ａ）炭素原子数約６〜約２０の芳香族炭化水素基又はそのハロゲン化誘導体、（ｂ）炭素原子数約２〜約２０の直鎖又は枝分れアルキレン基、（ｃ）炭素原子数約３〜約２０のシクロアルキレン基、又は（ｄ）次の一般式（IV）の二価基のような置換又は非置換二価有機基がある。
【００５０】
【化５】
2005500683.tif 000007
【００５１】
式中、Ｑは上記で定義した通りである。
【００５２】
各種実施形態で、ポリイミドポリマーの種類には、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド／ポリイミドコポリマー及びポリエーテルイミドポリマー、特に溶融加工できる当技術分野で公知のポリエーテルイミドポリマーが包含される。一実施形態では、ポリエーテルイミド樹脂は、次の式（Ｖ）の構造単位を２以上、通例約１０〜約１０００もしくはそれ以上、特に約１０〜約５００含む。
【００５３】
【化６】
2005500683.tif 000008
【００５４】
式中、Ｒは式（Ｉ）に関して上記で定義した通りであり、Ｔは−Ｏ−又は式−Ｏ−Ｚ−Ｏ−の基であり、−Ｏ−又は−Ｏ−Ｚ−Ｏ−基の二価結合は３，３′位、３，４′位、４，３′位、又は４，４′位にあり、Ｚとしては、特に限定されないが、上記で定義した式（III）の二価基がある。
【００５５】
一実施形態では、ポリエーテルイミドは、上記エーテルイミド単位に加えて、次の式（VI）のポリイミド構造単位をも含むコポリマーであってもよい。
【００５６】
【化７】
2005500683.tif 000009
【００５７】
式中、Ｒは式（Ｉ）に関して上記で定義した通りであり、Ｍとしては、特に限定されないが、以下の式（VII）の基がある。
【００５８】
【化８】
2005500683.tif 000010
【００５９】
ポリエーテルイミドは、以下の式（VIII）の芳香族ビス−エーテル無水物と式（IX）の有機ジアミンとの反応を始めとする当業者に公知の方法で製造できる。
【００６０】
【化９】
2005500683.tif 000011
【００６１】
ただし、Ｔ及びＲは式（Ｉ）及び（IV）で定義した通りである。
【００６２】
式（VIII）の芳香族ビス（エーテル無水物）の具体例には、２，２−ビス［４−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、４，４′−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルエーテル二無水物、４，４′−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、４，４′−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゾフェノン二無水物、４，４′−ビス（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、２，２−ビス［４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン二無水物、４，４′−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルエーテル二無水物、４，４′−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、４，４′−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ベンゾフェノン二無水物、４，４′−ビス（２，３−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４′−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニル−２，２−プロパン二無水物、４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４′−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルエーテル二無水物、４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４′−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルエーテル二無水物、４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４′−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルフィド二無水物、４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４′−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ベンゾフェノン二無水物及び４−（２，３−ジカルボキシフェノキシ）−４′−（３，４−ジカルボキシフェノキシ）ジフェニルスルホン二無水物、さらにこれらの各種混合物がある。
【００６３】
ビス（エーテル無水物）は、双極性非プロトン溶媒の存在下でニトロ置換フェニルジニトリルと二価フェノール化合物の金属塩との反応生成物を加水分解し、次いで脱水することで製造できる。上記の式（VIII）に包含される種類の芳香族ビス（エーテル無水物）としては、特に限定されないが、Ｔが以下の式（Ｘ）のもので、エーテル結合が通例３，３′位、３，４′位、４，３′位又は４，４′位にある化合物、さらにその混合物がある。
【００６４】
【化１０】
2005500683.tif 000012
【００６５】
式中、Ｑは上記で定義した通りである。
【００６６】
本発明の方法ではどんなジアミノ化合物も使用し得る。適当な化合物の例は、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン、１，１８−オクタデカンジアミン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、４−メチルノナメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘプタメチレンジアミン、２，２−ジメチルプロピレンジアミン、Ｎ−メチル−ビス（３−アミノプロピル）アミン、３−メトキシヘキサメチレンジアミン、１，２−ビス（３−アミノプロポキシ）エタン、ビス（３−アミノプロピル）スルフィド、１，４−シクロヘキサンジアミン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、２−メチル−４，６−ジエチル−１，３−フェニレンジアミン、５−メチル−４，６−ジエチル−１，３−フェニレンジアミン、ベンジジン、３，３′−ジメチルベンジジン、３，３′−ジメトキシベンジジン、１，５−ジアミノナフタレン、ビス（４−アミノフェニル）メタン、ビス（２−クロロ−４−アミノ−３，５−ジエチルフェニル）メタン、ビス（４−アミノフェニル）プロパン、２，４−ビス（ｂ−アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、ビス（ｐ−ｂ−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−ｂ−メチル−ｏ−アミノフェニル）ベンゼン、ビス（ｐ−ｂ−メチル−ｏ−アミノペンチル）ベンゼン、１，３−ジアミノ−４−イソプロピルベンゼン、ビス（４−アミノフェニル）スルフィド、ビス（４−アミノフェニル）スルホン、ビス（４−アミノフェニル）エーテル及び１，３−ビス（３−アミノプロピルテトラメチルジシロキサンである。これらの化合物の混合物が存在していてもよい。有用なジアミノ化合物を幾つか挙げると、芳香族ジアミン、特にｍ−及びｐ−フェニレンジアミン、さらにはこれらの混合物がある。
【００６７】
ある実施形態では、ポリエーテルイミド樹脂は式（Ｖ）の構造単位を含むもので、各Ｒが独立にｐ−フェニレン、ｍ−フェニレン又はこれらの混合物で、Ｔが次の式（XI）の二価基であるものである。
【００６８】
【化１１】
2005500683.tif 000013
【００６９】
一般に、有用なポリエーテルイミドは、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＡＳＴＭ）Ｄ１２３８法で６．６ｋｇの荷重を用いて３３７℃で測定して、約０．１〜約１０ｇ／ｍｉｎのメルトインデックスを有する。一実施形態では、ポリエーテルイミド樹脂は、ポリスチレン標準を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定して、約１００００〜約１５００００グラム／モル（「ｇ／ｍｏｌｅ」）の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。かかるポリエーテルイミド樹脂は、通例、２５℃のｍ−クレゾール中で測定して、約０．２〜約０．７ｄｌ／ｇの固有粘度［η］を有する。かかるポリエーテルイミドの例を幾つか挙げると、ＧＥ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社からＵＬＴＥＭの商標で販売されているものがあり、具体的にはＵｌｔｅｍ  １０００（数平均分子量（Ｍｎ）約２１０００、重量平均分子量（Ｍｗ）約５４０００、分散度約２．５）、Ｕｌｔｅｍ  １０１０（Ｍｎ約１９０００、Ｍｗ約４７０００、分散度約２．５）、Ｕｌｔｅｍ  １０４０（Ｍｎ約１２０００、Ｍｗ３４０００〜３５０００、分散度約２．９）又はこれらの混合物があるが、これらに限定されない。
【００７０】
各種実施形態で、本発明のポリカーボネート結合剤は、１種以上の二価フェノールとカーボネート前駆体から誘導される構造単位を含む。適当な二価フェノールには、次の式（XII）で表されるものがある。
【００７１】
【化１２】
2005500683.tif 000014
【００７２】
式中、Ｄは二価芳香族基である。各種実施形態で、Ｄは次の式（XIII）の構造のものである。
【００７３】
【化１３】
2005500683.tif 000015
【００７４】
式中、Ａ1は、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレンのような芳香族基を表し、Ｅには、メチレン、エチレン、エチリデン、プロピレン、プロピリデン、イソプロピリデン、ブチレン、ブチリデン、イソブチリデン、アミレン、アミリデン、イソアミリデンなどのアルキレン又はアルキリデン基がある。Ｅがアルキレン基又はアルキリデン基のとき、Ｅは２以上のアルキレン基又はアルキリデン基が、芳香族結合、第三アミノ結合、エーテル結合、カルボニル結合、含ケイ素結合、又はスルフィドやスルホキシドやスルホンのような含イオウ結合、又はホスフィニルやホスホニルのような含リン結合などのアルキレン又はアルキリデンとは異なる部分で結合したものでもよい。さらに、Ｅは、脂環式基（例えば、シクロペンチリデン、シクロヘキシリデン、３，３，５−トリメチルシクロヘキシリデン、メチルシクロヘキシリデン、２−［２．２．１］−ビシクロヘプチリデン、ネオペンチリデン、シクロペンタデシリデン、シクロドデシリデン、アダマンチリデン等）；スルフィドやスルホキシドやスルホンなどの含イオウ結合；ホスフィニルやホスホニルなどの含リン結合；エーテル結合；カルボニル基；第三窒素基；又はシランやシロキシなどの含ケイ素結合であってもよい。Ｒ7は、水素、又はアルキル、アリール、アラルキル、アルカリールもしくはシクロアルキルのような一価炭化水素基を表す。各種実施形態で、Ｒ7の一価炭化水素基は、例えばジクロロアルキリデンのように、ハロゲン置換、特にフルオロ置換又はクロロ置換されていてもよい。Ｙ2には、ハロゲン（フッ素、臭素、塩素、ヨウ素）を始めとする無機原子、ニトロを始めとする無機基、アルキル、アリール、アラルキル、アルカリール又はシクロアルキルのような一価炭化水素基を始めとする有機基、或いはＯＲ8（式中、Ｒ8はアルキル、アリール、アラルキル、アルカリール又はシクロアルキルのような一価炭化水素基である）のようなオキシ基がある。Ｙ2は、ポリカーボネートの製造に用いられる反応体及び反応条件に対して不活性であるとともにそれらによって影響されないものであればよい。添字「ｍ」は０からＡ1上の置換可能な部位の数までの整数を表し、「ｐ」は０からＥ上の置換可能な部位の数までの整数を表し、「ｔ」は１以上の整数を表し、「ｓ」は０又は１であり、「ｕ」は０を含めた整数を表す。
【００７５】
上記の式（XIII）で表されるように２以上のＹ2置換基が存在する場合、これらは同一でも異なるものでもよい。２以上のＲ7置換基が存在する場合、これらは同一でも異なるものでもよい。式（XIII）の「ｓ」が０であり、「ｕ」が０以外のときは、芳香環はアルキリデンその他の橋かけ基を介さずに直接結合する。芳香族残基の２以上の環炭素原子がＹ2及びヒドロキシル基で置換されている場合には、芳香族残基Ａ1上でのヒドロキシル基とＹ2の位置はオルト位、メタ位又はパラ位のいずれにあってもよく、各基はビシナルな関係でも、非対称な関係でも対称な関係のいずれにあってもよい。
【００７６】
各種実施形態で、二価フェノールには、６−ヒドロキシ−１−（４′−ヒドロキシフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン、４，４′−（３，３，５−トリメチルシクロヘキシリデン）ジフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（一般にビスフェノールＡとして知られる。）、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−エチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−イソプロピルフェニル）プロパン、２，４′−ジヒドロキシジフェニルメタン、ビス（２−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシ−５−ニトロフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシ−２，６−ジメチル−３−メトキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−２−クロロフェニル）エタン、２，２−ビス（３−フェニル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキシルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルプロパン、６，６′−ジヒドロキシ−３，３，３′，３′−テトラメチル−１，１′−スピロビインダン（「ＳＢＩ」として知られる。）、ヒドロキノン、レゾルシノール、Ｃ1-3アルキル置換レゾルシノールがある。
【００７７】
各種実施形態で、ポリカーボネート合成用のカーボネート前駆体には、１種以上のハロゲン化カルボニル、炭酸エステル又はハロホルメートがある。本発明で使用し得るハロゲン化カルボニルは、塩化カルボニル、臭化カルボニル及びこれらの混合物である。本発明で使用し得る典型的な炭酸エステルには、ジフェニルカーボネート、ジ（ハロフェニル）カーボネート、ジ（クロロフェニル）カーボネート、ジ（ブロモフェニル）カーボネート、ジ（トリクロロフェニル）カーボネート、ジ（トリブロモフェニル）カーボネート、ジ（アルキルフェニル）カーボネート、ジ（トリル）カーボネート、ジ（ナフチル）カーボネート、ジ（クロロナフチル）カーボネート、フェニルトリルカーボネート、クロロフェニルクロロナフチルカーボネート、ジ（メチルサリチル）カーボネート及びこれらの混合物を始めとするジアリールカーボネートがある。本発明での使用に適したハロホルメートには、ヒドロキノン、ビスフェノールＡ、３−（４−ヒドロキシフェニル）−１，１，３−トリメチルインダン−５−オール、１−（４−ヒドロキシフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン−５−オール、４，４′−（３，３，５−トリメチルシクロヘキシリデン）ジフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサンのビスクロロホルメートを始めとする二価フェノールのビスハロホルメート類、さらに、ヒドロキノン、ビスフェノールＡ、３−（４−ヒドロキシフェニル）−１，１，３−トリメチルインダン−５−オール、１−（４−ヒドロキシフェニル）−１，３，３−トリメチルインダン−５−オール、４，４′−（３，３，５−トリメチルシクロヘキシリデン）ジフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサンを含むオリゴマーのような、ビスクロロホルメート末端ポリカーボネートオリゴマー、さらに、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール及びポリエチレングリコールのビスハロホルメートを始めとするグリコール類のビスハロホルメートがある。ハロホルメートの混合物も使用できる。ある実施形態では、ホスゲンとして知られる塩化カルボニルを用いる。別の実施形態では、ジフェニルカーボネートを用いる。
【００７８】
結合剤には、当技術分野で公知のあらゆるポリカーボネートを使用し得る。一実施形態では、適当なポリカーボネートはビスフェノールＡポリカーボネートである。ある実施形態では、ポリカーボネートを含む樹脂結合剤は、ポリカーボネートとのブレンドとして１種以上の他の樹脂成分を含んでいてもよい。ポリカーボネートとのブレンドに適した樹脂成分には、特に限定されないがポリエステルがあり、具体例には、ポリブチレンテレフタレート及びポリエステルテレフタレートのようなポリアルキレンテレフタレートがある。ポリカーボネートとブレンドするのに適した樹脂成分としては、付加ポリマーも挙げられる。適当な付加ポリマーには、アルケニル芳香族化合物と、アクリロニトリルやメタクリロニトリルのようなエチレン性不飽和ニトリル、ブタジエンやイソプレンのようなジエン、及び／又はエチルアクリレートのようなアクリル酸モノマーとのコポリマーがある。こうしたコポリマーには、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）及びＡＳＡ（アクリロニトリル−スチレン−アクリレート）コポリマーがある。アクリレートコモノマーの具体例には、エチルアクリレートやブチルアクリレートのようなアルキルアクリレートがある。
【００７９】
粉粒体は、どのような公知の方法で結合剤と混合してもよい。一実施形態では、粉粒体を熱可塑性樹脂結合剤と混合するプロセスは、粉粒体を熱可塑性樹脂と混合し、熱可塑性樹脂母材中に粉粒体を分散させ、結合剤−粉粒体混合物を直ちに成形するか又は単離（輸送用の包装）する段階を含む。熱可塑性樹脂母材中への粉粒体の分散は公知の方法で実施すればよく、具体例にはスラリー法又は溶融法がある。溶融法には、あらゆるタイプの溶融加工装置で実施されるものがあり、具体例にはメルトミキサー、押出機及び混練機がある。粉粒体と結合剤との混合に用いられるプロセスは、回分法でも、半連続法でも、連続法でもよい。
【００８０】
ある種の実施形態では、粉粒体と熱可塑性樹脂結合剤との混合順序として、粉粒体を熱可塑性樹脂結合剤と混合してから溶融加工装置に加えてもよいし、或いは熱可塑性樹脂結合剤の後から粉粒体を溶融加工装置に加えてもよく、例えば、押出機の最初の供給口に熱可塑性樹脂結合剤を供給した後、下流側の供給口に粉粒体を加えてもよい。各種実施形態で、粉粒体は単独で熱可塑性樹脂結合剤と混合してもよいし、或いは他の物質との混合物として、例えば熱可塑性樹脂結合剤（特に、粉粒体を分散させるべき結合剤）中の粉粒体のコンセントレートとして混合してもよい。溶融加工装置での様々な実施形態では、熱可塑性樹脂用の公知の添加剤、例えば酸化防止剤、帯電防止剤、不活性充填材、紫外線吸収剤、熱安定剤、加水分解安定剤、耐衝撃性改良剤、離型剤、色安定剤、難燃剤などを配合してもよい。いかなるプロセスを用いるにせよ、粉粒体−熱可塑性樹脂結合剤複合物は、所望に応じて、複合物をペレット化するなどの常法を用いて単離してもよい。一実施形態では、混合物に加工助剤を添加する溶融法で粉粒体を熱可塑性樹脂結合剤と混合する。加工助剤の例には、公知の可塑剤のほか、熱可塑性樹脂結合剤と混和し得る他のポリマー（例えば、ポリ（フェニレンエーテル）と混和性のポリスチレン）がある。
【００８１】
熱硬化性材料を結合剤として用いる場合、通例、粉粒体及び任意成分としての熱可塑性ポリマーを熱硬化性モノマー混合物と混合してから、熱硬化性材料を硬化させる。
【００８２】
粉粒体と結合剤を混合する場合、一実施形態では、結合剤に対する粉粒体の密度分率は約５５％以上である。さらに具体的な実施形態では、密度分率は約６０〜約９０％である。
【００８３】
上記には例示目的のために結合剤をポリマーとして記載したが、結合剤に適したあらゆる材料を使用できる。例えば、結合剤はフェライト粒子又は粉粒体のフェライトコーティングのような無機材料からなるものでもよい。粉粒体−結合剤混合物から永久磁石への成形は、例えば圧縮成形や射出成形のような従来技術で実施し得る。
【００８４】
粉粒体と結合剤の組合せが特に有用な実施形態を図１及び図２に示す。ここで、図１は永久磁石１２を含む回転式電気機械エネルギー変換機１０の概略断面図であり、図２は永久磁石１１２を含む並進式電気機械エネルギー変換機１１０の別の概略断面図である。図１の変換機１０（例えば、電動機又は発電機）は、内部に回転子内腔１８及び外部に永久磁石１２を有する回転子１４、固定子１６、並びに回転子と固定子の間のギャップ２０を含む。永久磁石１２は、回転子１４に配置する前に成形してもよい。別法として、適当な方法によって永久磁石１２を回転子１４上で直接に成形してもよい。特定の用途で望ましい場合には、永久磁石の少なくとも一部の周囲に耐食性コーティング（図示せず）が存在していてもよい。直接成形技術に関する記載は、例えば、本願出願人に譲渡された米国特許第５２８８４４７号（Ｄａｙ）に見出すことができる。本発明の前述の成形磁石実施形態を使用すると、減磁の危険性を低減させつつ低い負荷曲線で永久磁石を動作させることができる磁界強度を得ることができ、磁石の厚さ及びエアギャップ（即ち、永久磁石１２及びエアギャップ２０の総合半径方向長さ）を薄くすることができる。図２の変換機１１０は、固定部材２４、永久磁石１１２を有する可動部材２２、及び可動部材と固定部材の間のエアギャップ１２０を含む。
【００８５】
以上、本発明の幾つかの特徴的態様について例示し説明してきたが、当業者であれば数多くの修正や変更を思いつくであろう。したがって、特許請求の範囲は、本発明の要旨に属するかかるあらゆる修正及び変更を包含する。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施形態に係る永久磁石を備える電気機械エネルギー変換機の概略断面図。
【図２】本発明の別の実施形態に係る永久磁石を備える電気機械エネルギー変換機の別の概略断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る永久磁石の粉粒体についての磁化と磁界との関係を示す第二象限分極プロット。
【符号の説明】
【００８７】
１０  回転式電気機械エネルギー変換機
１２  永久磁石
１４  回転子
１６  固定子
１８  回転子内腔
２０  エアギャップ
２２  可動部材
２４  固定部材
１１０  並進式電気機械エネルギー変換機
１１２  永久磁石
１２０  エアギャップ
【国際公開パンフレット】
2005500683.tif 000016
2005500683.tif 000017
2005500683.tif 000018
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【国際調査報告】
2005500683.tif 000053
2005500683.tif 000054
2005500683.tif 000055