(57)【要約】【課題】有機材料と無機材料とを含む複合材料において、表面改質処理がされた無機材料と有機材料との相溶性を向上させ、複合材料の高機能化を実現する。【解決手段】  表面改質部Ｑと、無機材料との反応部分Ｒと、を有し、前記無機材料の表面を改質する表面改質剤であり、表面改質部Ｑは、被相溶対象である有機材料に対して相溶する性質を有する。表面改質剤のハンセン溶解度パラメータδｄＳ、δｐＳ、δｈＳにおける表面改質部による寄与δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱと、有機材料のハンセン溶解度パラメータδｄＡ、δｐＡ、δｈＡとのそれぞれの差δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、δｈＳＱ−δｈＡを、いずれも、±３（J／ｃｍ３）１／２の範囲内とする。【選択図】図１
2019019214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面改質部Ｑと、無機材料との反応部分Ｒと、を有し、前記無機材料の表面を改質する表面改質剤であって、
前記表面改質部Ｑは、被相溶対象である有機材料に対して相溶する性質を有し、
前記表面改質剤のハンセン溶解度パラメータδｄＳ、δｐＳ、δｈＳにおける前記表面改質部Ｑによる寄与δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱと、前記有機材料のハンセン溶解度パラメータδｄＡ、δｐＡ、δｈＡとのそれぞれの差δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、δｈＳＱ−δｈＡが、いずれも、±３（J／ｃｍ３）１／２の範囲内にある、表面改質剤。
【請求項２】
前記有機材料が、アミド結合を有し、
前記δｄＳＱが、１４≦δｄＳＱ≦２０の範囲内にあり、
前記δｐＳＱが、６．５≦δｐＳＱ≦１２．５の範囲内にあり、
前記δｈＳＱが、９．１≦δｈＳＱ≦１５．１の範囲内にある、請求項１に記載の表面改質剤。
【請求項３】
前記反応部分Ｒと、フェノール性水酸基と、を有する単環の芳香族化合物である、請求項２に記載の表面改質剤。
【請求項４】
前記表面改質部Ｑが、エチレン基を有する、請求項２に記載の表面改質剤。
【請求項５】
前記表面改質部Ｑが、ビニレン基を有する、請求項２に記載の表面改質剤。
【請求項６】
前記有機材料は、溶融状態で液晶性を示す材料であり、
前記δｄＳＱが、１４．４≦δｄＳＱ≦２０．４の範囲内にあり、
前記δｐＳＱが、１４≦δｐＳＱ≦２０の範囲内にあり、
前記δｈＳＱが、１６．１≦δｈＳＱ≦２２．１の範囲内にある、請求項１に記載の表面改質剤。
【請求項７】
前記反応部分Ｒと、フェノール性水酸基と、を有する単環の芳香族化合物である、請求項６に記載の表面改質剤。
【請求項８】
前記反応部分Ｒと、アルコール性水酸基と、を有する単環の芳香族化合物である、請求項６に記載の表面改質剤。
【請求項９】
前記表面改質部Ｑが、カルボキシル基を有する、請求項２〜８の何れか１項に記載の表面改質剤。
【請求項１０】
前記表面改質部Ｑが、アミノ基を有する、請求項２〜９の何れか１項に記載の表面改質剤。
【請求項１１】
前記表面改質部Ｑが、チオール基を有する、請求項２〜１０の何れか１項に記載の表面改質剤。
【請求項１２】
前記表面改質部Ｑが、ハロゲン基を有する、請求項２〜１１の何れか１項に記載の表面改質剤。
【請求項１３】
前記表面改質部Ｑが、ニトリル基を有する、請求項２〜１２の何れか１項に記載の表面改質剤。
【請求項１４】
下記の化学式（１）：
【化１】
2019019214.tif 000039
で表される、請求項３に記載の表面改質剤。
【請求項１５】
下記の化学式（２）：
【化２】
2019019214.tif 000040
で表される、請求項３に記載の表面改質剤。
【請求項１６】
下記の化学式（３）： 
【化３】
2019019214.tif 000041
で表される、請求項３に記載の表面改質剤。
【請求項１７】
下記の化学式（４）： 
【化４】
2019019214.tif 000042
で表される、請求項４に記載の表面改質剤。
【請求項１８】
下記の化学式（５）：
【化５】
2019019214.tif 000043
で表される、請求項４に記載の表面改質剤。
【請求項１９】
下記の化学式（６）：
【化６】
2019019214.tif 000044
で表される、請求項４に記載の表面改質剤。
【請求項２０】
下記の化学式（７）：
【化７】
2019019214.tif 000045
で表される、請求項４に記載の表面改質剤。
【請求項２１】
下記の化学式（８）：
【化８】
2019019214.tif 000046
で表される、請求項４に記載の表面改質剤。
【請求項２２】
下記の化学式（９）：
【化９】
2019019214.tif 000047
で表される、請求項５に記載の表面改質剤。
【請求項２３】
下記の化学式（１０）：
【化１０】
2019019214.tif 000048
で表される、請求項５に記載の表面改質剤。
【請求項２４】
下記の化学式（１１）：
【化１１】
2019019214.tif 000049
で表される、請求項５に記載の表面改質剤。
【請求項２５】
下記の化学式（１２）：
【化１２】
2019019214.tif 000050
で表される、請求項７に記載の表面改質剤。
【請求項２６】
下記の化学式（１３）：
【化１３】
2019019214.tif 000051
で表される、請求項７に記載の表面改質剤。
【請求項２７】
下記の化学式（１４）： 
【化１４】
2019019214.tif 000052
で表される、請求項８に記載の表面改質剤。
【請求項２８】
下記の化学式（１５）： 
【化１５】
2019019214.tif 000053
で表される、請求項８に記載の表面改質剤。
【請求項２９】
前記反応部分Ｒがアルコキシ基を有し、
前記アルコキシ基が前記無機材料と反応して、前記無機材料と前記表面改質部Ｑとの結合部位が形成されている、請求項１〜２８の何れか１項に記載の表面改質剤。
【請求項３０】
前記表面改質剤が、シラン系カップリング剤、又は、チタネート系カップリング剤を含む、請求項１〜２９の何れか１項に記載の表面改質剤。
【請求項３１】
前記表面改質剤が、前記反応部分Ｒに水酸基を有する有機ホスホン酸を含み、
前記有機ホスホン酸中の前記水酸基が前記無機材料と反応して、前記無機材料と前記表面改質部との結合部位が形成されている、請求項１〜２８の何れか１項に記載の表面改質剤。
【請求項３２】
前記δｄＳＱ、前記δｐＳＱ、及び前記δｈＳＱは、それぞれ、分子グループ寄与法によって計算された前記表面改質剤のハンセン溶解度パラメータδｄＳ、δｐＳ、δｈＳのうち、前記表面改質部を構成する分子グループによる寄与を導出することによって求められる、請求項１〜３１の何れか１項に記載の表面改質剤。
【請求項３３】
前記無機材料が、磁性材料である、請求項１〜３２の何れか１項に記載の表面改質剤。
【請求項３４】
前記磁性材料が、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末、Ｓｍ−Ｃｏ系磁性粉末、及び、フェライト系磁性粉末からなる群より選択される少なくとも１種を含む、請求項３３に記載の表面改質剤。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機材料と有機材料とを組み合わせた複合材料において、無機材料の表面を改質するのに用いられる表面改質剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
無機材料と有機材料とを含む複合材料は、無機材料および有機材料の種類を変えることで、導電性材料、ＥＭＣ（電磁両立性）材料、記録材料、磁性材料、摺動性材料、封止材料、制振材料、歯科材料、断熱材料、熱伝導性材料、浮力材料等、多種多様な機能材料としての利用が可能であることから、様々な分野で応用されている。
【０００３】
例えば、導電性材料には、カーボンブラック、金属粉末など、磁性材料には、フェライト粉末、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末など、熱伝導性材料には、アルミナ、摺動性材料には、黒鉛、硫化モリブデンなどが、無機材料として使用されている。
【０００４】
有機材料としては、熱特性、機械特性、形状、工法などを考慮し、熱可塑性樹脂のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）など、或いは、熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂、フェノール樹脂などが、適宜選択される。
【０００５】
これら複合材料では、高機能化のため、無機材料の高充填化、高分散化、或いは高流動化が実施される。例えば導電性材料ならば、導電性を有するカーボンブラックを高充填化することで導電性を向上させることができる。また、例えば表面改質剤などを無機材料粉末に添加し、複合材料における無機材料粉末の高充填化、高分散化、或いは高流動化を行うことができる。
【０００６】
したがって、複合材料の高機能化には、有効な表面改質剤を選択することが重要なポイントとなる。
【０００７】
複合材料における表面改質剤を選択するために利用可能な、各材料の溶解性を数値化した指標としては、Kauri-butanol数、National Gallery of Art Research Projectにより開発された溶解度等級（Solubility Grade）、溶解状態を維持しながらベンゼン／蜜蝋溶液に加えることのできる溶媒の量として表したワックス数、ヒルデブランドの溶解度パラメータ、ハンセン溶解度パラメータなどが挙げられる。なかでも、最も広く適用されているものはヒルデブランド溶解度パラメータ、及び、ハンセン溶解度パラメータである。
【０００８】
ヒルデブランド溶解度パラメータは、ファンデルワールス力のみを考慮しており無極性の分子にしか適用できない。一方で、ハンセン溶解度パラメータは、ファンデルワールス力に加えて、水素結合力および極性力も考慮していることから、極性分子にも適用可能であり、応用範囲が広い。ハンセン溶解度パラメータは、主に溶剤同士、溶剤と樹脂、樹脂と樹脂等の２つの異なる物質同士の相溶性の判断に適用されている。
【０００９】
例えば、特許文献１では、難燃剤を含む熱可塑性樹脂組成物から難燃剤を分離するに際して、当該樹脂組成物を、ハンセン溶解度パラメータの水素結合項δＨが６．０以上の溶媒と接触させている。これにより、難燃剤を積極的に溶媒に溶解させている。
【００１０】
また、特許文献２では、酸性基を含み少なくとも一部が中和された水溶性エチレン系不飽和単量体を、炭素数２乃至２０のポリオールのジ（メタ）アクリレート、および炭素数２乃至２０のポリオールのポリ（メタ）アクリレートからなる群より選択される１種以上の内部架橋剤で重合させた粉末形態のベース樹脂を用いて、高吸水性樹脂を構成している。さらに、当該ベース樹脂を、ハンセン溶解度パラメータによって定義されるδｐがδｐ＜１２（Ｊ／ｃｍ３）１／２を満たす物質、δＨが４＜δＨ＜６（Ｊ／ｃｍ３）１／２を満たす物質、およびδｔｏｔがδｔｏｔ＞３１（Ｊ／ｃｍ３）１／２を満たす物質からなる群より選択される１種以上で表面架橋させることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３７９１４号公報
【特許文献２】特表２０１６−５１６８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の通り、無機材料と有機材料とを含む複合材料の高機能化のため、無機材料粉末の高充填化、高分散化、或いは高流動化を行う場合、無機材料と有機材料の相溶性を高める必要がある。
【００１３】
無機材料と有機材料との相溶性を高めるためには、表面改質がされた無機材料と、有機材料との相溶性が優れたものとなるように、表面改質剤を選択する必要がある。しかし、表面改質された無機材料の溶解性を予測および評価する指針は現在まで見出されていない。このため、最適な表面改質剤を選択するにあっては、実験等を繰り返して、多数種の試作品を評価することを要し、好適と思われる表面改質剤を一つ見出すだけでも、多大な開発時間と産業的コストとを伴うものであった。
【００１４】
特許文献２では、吸水性高分子と表面架橋剤の相溶性の評価のために、ハンセン溶解度パラメータを利用している。しかしながら、この方法では表面改質された無機粉末と有機材料の相溶性の評価は困難である。
【００１５】
以上の通り、無機材料と有機材料に加え、表面改質剤などの副材料を含む複合材料の高機能化を図るための指針は何ら存在せず、新たな技術思想が望まれる状況であった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記に鑑み、本発明の一側面は、表面改質部Ｑと、無機材料との反応部分Ｒと、を有し、前記無機材料の表面を改質する表面改質剤であって、
前記表面改質部Ｑは、被相溶対象である有機材料に対して相溶する性質を有し、
前記表面改質剤のハンセン溶解度パラメータδｄＳ、δｐＳ、δｈＳにおける前記表面改質部Ｑによる寄与δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱと、前記有機材料のハンセン溶解度パラメータδｄＡ、δｐＡ、δｈＡとのそれぞれの差δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、δｈＳＱ−δｈＡが、いずれも、±３［（J／ｃｍ３）１／２］の範囲内にある、表面改質剤に関する。
【発明の効果】
【００１７】
本開示によれば、有機材料と無機材料とを含む複合材料の高機能化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る表面改質無機粉末を用いたボンド磁石用コンパウンドの構造を示す模式図である。
【図２】ポリアミド樹脂を有機材料に用いたボンド磁石用コンパウンドにおいて、ポリアミド樹脂に対する表面改質部のＨＳＰ距離Ｒａとコンパウンドの粘度との関係を示すグラフである。
【図３】ＬＣＰ樹脂を有機材料に用いたボンド磁石用コンパウンドにおいて、ＬＣＰ樹脂に対する表面改質部のＨＳＰ距離Ｒａとコンパウンドの粘度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下において、本発明の実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００２０】
本発明の実施形態に係る表面改質剤は、表面改質部Ｑと、無機材料との反応部分Ｒと、を有し、無機材料の表面を改質する。つまり、表面改質部Ｑは、表面改質剤の反応部分Ｒが無機材料と反応することによって、無機材料の表面を覆い、無機材料に担持される。表面改質部Ｑは、被相溶対象である有機材料に対して相溶する性質を有する。
【００２１】
このとき、表面改質剤のハンセン溶解度パラメータδｄＳ、δｐＳ、δｈＳにおける表面改質部Ｑによる寄与δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱと、有機材料のハンセン溶解度パラメータδｄＡ、δｐＡ、δｄＡとのそれぞれの差δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、δｈＳＱ−δｈＡを、いずれも、±３（J／ｃｍ３）１／２の範囲内とする。即ち、
｜δｄＳＱ−δｄＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、
｜δｐＳＱ−δｐＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、及び、
｜δｈＳＱ−δｈＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、
を充足する表面改質剤を用いて無機材料の表面を改質し、表面改質剤と無機材料の反応生成物である表面改質無機粉末を得る。
【００２２】
ハンセン溶解度パラメータ（Hansen Solubility Parameter）（以下において、適宜「ＨＳＰパラメータ」と称する）は、材料同士の溶解性（ヌレ性）を表す指標であり、溶解性をロンドン分散力項（δｄ）、双極子間力項（δｐ）、水素結合力項（δｈ）の三次元ベクトルで表したものである。各材料に対して、溶解性を（δｄ、δｐ、δｈ）の三次元空間における位置座標で表したとき、当該三次元空間における材料間の距離（ＨＳＰ距離）が近いほど、相溶性が高いとする。
【００２３】
ここで、ロンドン分散力は、微小時間における分子中の電荷の偏りにより生じる引力であり、無極性分子ではファンデルワールス力に等しい。ロンドン分散力に起因した溶解性がδｄである。双極子間力は、双極子モーメントを持った分子（極性分子）の双極子間に作用する引力であり、双極子間力に起因した溶解性がδｐである。水素結合力は、電気陰性度が大きな原子と共有結合して陽性を帯びた水素原子が、別の陰性な原子を陰イオンの半径に近い平衡距離にまで引き付けることによって生じる強い分子間力である。水素結合力に起因した溶解性がδｈである。
【００２４】
材料ｉのＨＳＰパラメータを（δｄｉ、δｐｉ、δｈｉ）、材料ｊのＨＳＰパラメータを（δｄｊ、δｐｊ、δｈｊ）としたとき、材料ｉと材料ｊ間のＨＳＰ距離Ｒａは、下記の数式１で表され、Ｒａが小さいほど、材料ｉと材料ｊの相溶性が高くなる。
［数式１］
Ｒａ＝｛４（δｄｉ−δｄｊ）２＋（δｐｉ−δｐｊ）２＋（δｈｉ−δｈｊ）２｝１／２
【００２５】
したがって、無機材料と一緒に使用する有機材料のＨＳＰパラメータを測定しておき、そのパラメータに対して、ＨＳＰパラメータが近い位置にある表面改質部を有する表面改質剤を無機材料と反応させて無機材料表面を改質し、表面改質無機粉末を得ることができる。このようにして得られた表面改質無機粉末は、有機材料との相溶性が向上しており、高充填化、高分散化、或いは高流動化など、複合材料の高機能化が可能となる。
【００２６】
なお、対象とする有機材料のＨＳＰパラメータを測定する方法としては、公開されたプログラムとして、例えば、ハンセン球法を用いたＨＳＰｉＰプログラム（Ｈａｎｓｅｎ  Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ  ｉｎ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ）、［平成２９年５月１０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.hansen-solubility.com/HSPiP/＞、が知られている。この方法では、ハンセン溶解度パラメータが既知の複数の溶剤に対し、対象とする材料の溶解性を溶解実験によって確認する。その後、（δｄ、δｐ、δｈ）の三次元空間において、溶解実験に用いた溶剤のハンセン溶解度パラメータをプロットする。次に、当該材料が溶解しない溶剤のハンセン溶解度パラメータを含まずに、当該材料が溶解する溶剤のハンセン溶解度パラメータの集団を囲む最小球を求める。そして、最小球の中心座標を対象の材料のハンセン溶解度パラメータとする。
【００２７】
ＨＳＰパラメータを求める他の実験的方法としては、溶媒中に対象とする材料粉末を分散させたときの粒子径を測定し、粒子径の溶媒ごとの違いからＨＳＰパラメータを算出する方法、及び、溶媒を対象とする材料に滴下させたときの接触角を測定し、接触角の溶媒ごとの違いからＨＳＰパラメータを算出する方法が挙げられる。
【００２８】
注目すべき点は、表面改質無機粉末と有機材料の相溶性を評価するに当たって、表面改質剤のＨＳＰパラメータ（δｄＳ、δｐＳ、δｈＳ）をそのまま用いるのではなく、表面改質剤のＨＳＰパラメータのうち、表面改質部Ｑによる寄与（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）を導出し、有機材料との相溶性を評価する点である。表面改質剤の無機材料と反応および結合する部分によるＨＳＰパラメータの寄与については、考慮しなくてよい。また、無機材料のＨＳＰパラメータについても、考慮しなくてよい。
【００２９】
このように、有機材料と実際に相互作用する表面改質部ＱのＨＳＰパラメータのみを用いて、有機材料の相溶性を評価することで、表面改質後の無機材料と有機材料との相溶性を高めることが可能である。結果として、無機材料および有機材料に加え、さらに表面改質剤などの副材料を含む複合材料の高充填化、高分散化、或いは高流動化等が可能となる。
【００３０】
表面改質部によるＨＳＰパラメータの寄与（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）を求める方法としては、表面改質剤のハンセン溶解度パラメータを、分子グループ寄与法を用いて算出する方法が挙げられる。分子グループ寄与法は、対象材料の化学構造を、例えば−ＣＨ３、−ＣＨ２−、−ＣＯＯＨ、−ＯＨなどの分子グループに分け、それぞれの分子グループによるロンドン分散力、双極子間力、及び、水素結合力のエネルギー及び力を計算し、合計することにより化学構造全体のハンセン溶解度パラメータを算出する方法である。この方法により、表面改質剤のＨＳＰパラメータ（δｄＳ、δｐＳ、δｈＳ）のうち、無機材料との反応部分Ｒを除いた表面改質部Ｑを構成する分子グループによる寄与（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）を、導出することが可能である。（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）は、表面改質部Ｑを構成する分子グループのみからなる分子構造を仮想したときの、当該分子構造のＨＳＰパラメータとして求められる。例えば分散項について、表面改質剤全体のＨＳＰパラメータδｄＳは、反応部分Ｒによる寄与δｄＳＲおよび表面改質部Ｑによる寄与δｄＳＱについての、分子量に比例する重みで重み付けされた平均となる。
【００３１】
分子グループ寄与法を用いることで、（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）は、表面改質部Ｑを構成する分子グループをｋとし、表面改質部Ｑの分子量をＶＱとし、Ｆｄｋ、Ｆｐｋ、Ｅｈｋを、それぞれ、分子グループｋによる分散力項に起因するモル引力定数、双極子間力に起因するモル引力定数、水素結合エネルギーとして、下記の数式２で導出することができる。
［数式２］
δｄＳＱ＝ΣｋＦｄｋ／ＶＱ
δｐＳＱ＝｛Σｋ（Ｆｐｋ）２｝１／２／ＶＱ
δｈＳＱ＝（ΣｋＥｈｋ／ＶＱ）１／２
【００３２】
本発明に基づいて、有機材料と無機材料とを組み合わせた複合材料を設計する場合、まず、所望される複合材料の仕様から、当該複合材料で用いる無機材料及び有機材料は自ずと決定される。そこで、無機材料と有機材料を相溶させるために好適な無機材料の表面改質剤を特定する。表面改質剤は、無機材料と結合する反応部分Ｒと、有機材料と相溶する表面改質部Ｑとを有している。有機材料のＨＳＰパラメータ（δｄＡ、δｐＡ、δｈＡ）の値に対して、表面改質部ＱのＨＳＰパラメータ（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）が近い位置にある表面改質剤を用いることによって、表面改質無機粉末と有機材料の相溶性を高め、複合材料の高充填化、高分散化、高流動化等が可能となる。
【００３３】
具体的には、｜δｄＳＱ−δｄＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、｜δｐＳＱ−δｐＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、及び、｜δｈＳＱ−δｈＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、の条件を全て満たす表面改質剤を用いることで、表面改質無機粉末と有機材料の相溶性を高め、複合材料の高充填化、高分散化、高流動化等が可能となり、複合材料の高機能化が達成される。
【００３４】
従来は、表面改質無機粉末と有機材料の相溶性を評価する場合、表面改質される前の無機材料のＨＳＰパラメータ（δｄＭ、δｐＭ、δｈＭ）を、有機材料のＨＳＰパラメータ（δｄＡ、δｐＡ、δｈＡ）と比較するか、或いは、無機材料との反応部分Ｒを含む表面改質剤全体のＨＳＰパラメータ（δｄＳ、δｐＳ、δｈＳ）を、有機材料のＨＳＰパラメータ（δｄＡ、δｐＡ、δｈＡ）と比較していた。しかしながら、無機材料と有機材料のＨＳＰパラメータ同士を比較しても、表面改質無機粉末と有機材料の相溶性の評価は困難である。また、表面改質剤全体のＨＳＰパラメータ（δｄＳ、δｐＳ、δｈＳ）には、有機材料と相互作用することのない反応部分Ｒによる寄与が含まれている。このため、表面改質剤全体のＨＳＰパラメータを考慮し、有機材料からのＨＳＰ距離Ｒａが小さい表面改質剤を選択したとしても、反応部分Ｒを除いた表面改質部Ｑのみを考慮したＨＳＰパラメータ（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）は、有機材料のＨＳＰパラメータから遠ざかってしまう。この結果、上記の｜δｄＳＱ−δｄＡ｜、｜δｐＳＱ−δｐＡ｜、｜δｈＳＱ−δｈＡ｜の少なくとも何れかが３（J／ｃｍ３）１／２を超える結果となり、上記条件を全て満たす表面改質剤の実現は困難であった。
【００３５】
例えば、有機材料がアミド結合を有する場合、δｄＳＱが１４≦δｄＳＱ≦２０の範囲内にあり、δｐＳＱが６．５≦δｐＳＱ≦１２．５の範囲内にあり、δｈＳＱが９．１≦δｈＳＱ≦１５．１の範囲内にある表面改質剤を用いればよい。これにより、無機材料とアミド結合を有する有機材料との相溶性が向上し、複合材料の高充填化、高分散化、或いは高流動化等が可能となり、複合材料の高機能化が達成される。より好ましくは、上記の条件に加えて、上記数式１で表されるＲａが３．７以下となる表面改質剤を用いることによって、粘度が顕著に低く、流動性に優れた複合材料を実現できる。
【００３６】
上記の条件を満たし、アミド結合を有する有機材料に好適な表面改質部Ｑを含む表面改質剤の具体的な化学構造としては、例えば、以下の化学式（１）〜（１１）で示される構造が挙げられる。ただし、化学式（１）〜（１１）において、Ｒは無機材料と結合する反応部分を指す。Ｒを除いた部分が表面改質部Ｑに相当する。なお、Ｒ部分の具体的な構造については、後述する。
【００３７】
例えば、反応部分Ｒを有し、表面改質部Ｑ内にフェノール性水酸基を有する単環の芳香族化合物を用いる例として、下記の化学式（１）〜（３）に示す表面改質剤が挙げられる。
【化１】
2019019214.tif 000003
【００３８】
【化２】
2019019214.tif 000004
【００３９】
【化３】
2019019214.tif 000005
【００４０】
また、表面改質部Ｑ内にエチレン基（−ＣＨ２ＣＨ２−）を有する表面改質剤の例として、下記の化学式（４）〜（８）に示す表面改質剤が挙げられる。
【００４１】
化学式（４）は、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【化４】
2019019214.tif 000006
【００４２】
化学式（５）及び（６）は、アミノ基（−ＮＨ２）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【化５】
2019019214.tif 000007
【００４３】
【化６】
2019019214.tif 000008
【００４４】
化学式（７）及び（８）は、チオール基（−ＳＨ）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【化７】
2019019214.tif 000009
【００４５】
【化８】
2019019214.tif 000010
【００４６】
また、表面改質部Ｑ内にビニレン基（−ＣＨ＝ＣＨ−）を有する表面改質剤の例として、下記の化学式（９）〜（１１）に示す表面改質剤が挙げられる。
【００４７】
化学式（９）は、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【化９】
2019019214.tif 000011
【００４８】
化学式（１０）は、チオール基（−ＳＨ）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【化１０】
2019019214.tif 000012
【００４９】
化学式（１１）は、アミノ基（−ＮＨ２）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【化１１】
2019019214.tif 000013
【００５０】
また、例えば、有機材料が溶融状態で液晶性を示す材料の場合、δｄＳＱが、１４．４≦δｄＳＱ≦２０．４の範囲内にあり、δｐＳＱが、１４≦δｐＳＱ≦２０の範囲内にあり、δｈＳＱが、１６．１≦δｈＳＱ≦２２．１の範囲内にある表面改質剤を用いればよい。これにより、無機材料と有機液晶材料との相溶性が向上し、複合材料の高充填化、高分散化、或いは高流動化等が可能となり、複合材料の高機能化が達成される。より好ましくは、上記の条件に加えて、上記数式１で表されるＲａが２．６以下となる表面改質剤を用いることによって、粘度が顕著に低く、流動性に優れた複合材料を実現できる。
【００５１】
上記の条件を満たし、有機材料が溶融状態で液晶性を示す材料の場合に特に好適な表面改質部を含む表面改質剤の具体的な化学構造の例としては、以下の化学式（１２）〜（１５）で示される構造が挙げられる。化学式（１２）〜（１５）において、Ｒは無機材料と結合する反応部分を指す。Ｒを除いた部分が表面改質部Ｑに相当する。Ｒ部分の具体的な構造については、後述する。
【００５２】
例えば、反応部分Ｒを有し、表面改質部Ｑ内にフェノール性水酸基を有する単環の芳香族化合物を用いる例として、下記の化学式（１２）及び（１３）に示す表面改質剤が挙げられる。
【化１２】
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【００５３】
【化１３】
2019019214.tif 000015
【００５４】
化学式（１２）及び（１３）は、ハロゲン基としてのフッ素基を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。ハロゲン基は、フッ素基に限られるものではなく、塩素基、臭素基、又は、ヨウ素基であってもよい。
【００５５】
化学式（１２）は、アミノ基（−ＮＨ２）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【００５６】
化学式（１３）は、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【００５７】
また、表面改質部Ｑ内に、アルコール性の水酸基を有する単環の芳香族化合物の例としては、下記の化学式（１４）及び（１５）に示す表面改質剤が挙げられる。
【化１４】
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【００５８】
【化１５】
2019019214.tif 000017
【００５９】
化学式（１４）及び（１５）は、アミノ基（−ＮＨ２）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【００６０】
化学式（１４）は、ニトリル基（−Ｃ≡Ｎ）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【００６１】
化学式（１５）は、ハロゲン基（フッ素基）を、表面改質部Ｑ内にさらに有する例である。
【００６２】
化学式（１）〜（１５）は例示であり、表面改質部Ｑの構造としては、芳香族化合物、脂肪族化合物および脂環式化合物の何れであってもよい。表面改質部Ｑが具備する官能基としては、フェノール性またはアルコール性の水酸基、カルボキシル基、アミノ基、チオール基、ハロゲン基、及びニトリル基を例示したが、これらに限られるものではない。また、これらの官能基は、化学式（１）〜（１５）に例示した特定の化合物に限って導入が可能なわけではない。δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱが上記条件を満し、安定に合成可能なものである限り、任意の化学構造を採用できる。
【００６３】
表面改質剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、又は、ホスホン酸が挙げられる。
【００６４】
表面改質剤としてシラン系カップリング剤を用いる場合、無機材料との反応部分（Ｒ部）を含む表面改質剤の具体的な化学構造としては、例えば、以下の化学式（１６）〜（２５）の化学式で示される構造が挙げられる。化学式（１６）〜（２５）において、Ｑは表面改質部であり、化学式（１）〜（１５）においてＲ部を除いた部分に相当する。Ｑの構造としては、上記化学式（１）〜（１５）中に示した構造を好適に用いることができる。
【００６５】
【化１６】
2019019214.tif 000018
【００６６】
【化１７】
2019019214.tif 000019
【００６７】
【化１８】
2019019214.tif 000020
【００６８】
【化１９】
2019019214.tif 000021
【００６９】
【化２０】
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【００７０】
【化２１】
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【００７１】
【化２２】
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【００７２】
【化２３】
2019019214.tif 000025
【００７３】
【化２４】
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【００７４】
【化２５】
2019019214.tif 000027
【００７５】
表面改質剤としてチタネート系カップリング剤を用いる場合、無機材料との反応部分（Ｒ部）を含む表面改質剤の具体的な化学構造としては、例えば、以下の化学式（２６）〜（２８）で示される構造が挙げられる。化学式（２６）〜（２８）において、Ｑは表面改質部であり、化学式（１）〜（１５）においてＲ部を除いた部分に相当する。
【００７６】
【化２６】
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【００７７】
【化２７】
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【００７８】
【化２８】
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【００７９】
化学式（２６）〜（２８）において、Ｔｉは４価であり、化学式（２６）では、表面改質部Ｑは、夫々がＴｉと結合する３つの官能基（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３とする）からなる。この場合、Ｑ１、Ｑ２、及びＱ３によるハンセン溶解度パラメータの全ての寄与を考慮し、Ｑ１、Ｑ２、及びＱ３を含む表面改質部Ｑ全体による寄与を（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）として、δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、δｈＳＱ−δｈＡが上記の条件を満たすようにする。化学式（２７）及び（２８）では、表面改質部Ｑは、夫々がＴｉと結合する２つの官能基（Ｑ１、Ｑ２とする）からなるが、この場合も、同様に、Ｑ１及びＱ２を含む表面改質部Ｑ全体によるハンセン溶解度パラメータの寄与を（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）として、δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、δｈＳＱ−δｈＡが上記の条件を満たすようにする。
【００８０】
また、好ましくは、表面改質剤の反応部分Ｒがアルコキシ基を有し、アルコキシ基が無機材料と反応して、無機材料と表面改質部との結合部位が形成される。
【００８１】
表面改質剤として、例えば化学式（１６）に示す構造のシラン系カップリング剤を用いる場合、反応部分に存在するアルコキシ基（メトキシ基）が無機材料と反応し、加水分解により生成されたシラノール基が無機材料Ｍの表面に存在する水酸基と反応して、Ｓｉ−Ｏ−Ｍの結合により、無機材料と表面改質部Ｑが結合する。化学式（１６）の構造の場合、３つのシラノール基が生成され得る。これら３つのシラノール基のうち、全てが無機材料と反応し得るが、１つ又は２つのシラノール基は、隣接する別の表面改質剤のシラノール基と脱水縮合することができる。これにより、無機材料と表面改質部Ｑとの結合が強固になる。
【００８２】
同様に、例えば化学式（２６）に示す構造のチタネート系カップリング剤を用いる場合、反応部分に存在するアルコキシ基（イソプロポキシ基）が無機材料Ｍと反応し、Ｔｉ−Ｏ−Ｍの結合により、無機材料と表面改質部Ｑが結合する。
【００８３】
また、表面改質剤として有機ホスホン酸（Ｑ−ＰＯ（ＯＨ）２）を用いることもできる。Ｑは表面改質部であり、化学式（１）〜化学式（１５）においてＲ部を除いた部分に相当する。Ｑの構造としては、上記化学式（１６）〜（２５）に示したシラン系カップリング剤、上記化学式（２６）〜（２８）に示したチタネート系カップリング剤と同様、上記化学式（１）〜（１５）中に示した構造を好適に用いることができる。
【００８４】
上記の有機ホスホン酸を表面改質剤として用いる場合、ホスホン酸は無機材料との反応部分Ｒに２つの水酸基を有している。この場合、ホスホン酸の２つの水酸基のうち一方が無機材料Ｍの水酸基と反応し、脱水反応によって、Ｐ−Ｏ−Ｍの結合が生成され、無機材料と表面改質部との結合部位が形成される。さらに、ホスホン酸の他方の水酸基がプロトンを供給して、無機材料Ｍの表面に水酸基を再生することができる。再生された水酸基は別のホスホン酸の水酸基と脱水反応により結合できる。このようにして、連鎖反応によって高密度に表面改質された無機材料が得られる。
【００８５】
本発明の一実施形態において、無機材料は、好ましくは磁性材料である。より好ましくは、磁性材料が、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末、Ｓｍ−Ｃｏ系磁性粉末、及び、フェライト系磁性粉末からなる群より選択される少なくとも１種を含む。この構成により、磁性粉末の高充填化、高分散化、高流動化が可能となり、高磁力の樹脂磁石を実現でき、ボンド磁石用コンパウンドに最適な磁性粉末を提供することができる。
【００８６】
以下に、本発明の一実施形態に係る表面改質剤について、ボンド磁石用コンパウンド及びボンド磁石に用いる場合を例にとって説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る表面改質無機粉末と有機材料を用いて構成された複合材料としてのボンド磁石用コンパウンドの構造を示す模式図である。
【００８７】
図１に示すように、ボンド磁石用コンパウンド（複合材料）５は、表面改質無機粉末４と、有機材料（樹脂）２と、を含む。表面改質無機粉末４は、希土類磁性粉末（無機材料）１と表面改質部３を含む。希土類磁性粉末１を被覆する表面改質部３は、希土類磁性粉末１が本実施形態の表面改質剤と反応した結果、形成される。
【００８８】
希土類磁性粉末１を構成する材料については、特に限定されないが、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁性粉末、Ｓｍ−Ｃｏ磁性粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁性粉末又はこれらの磁性粉末の混合物を採用することができる。上記磁性粉末の中でも、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁性粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁性粉末、及びこれらの磁性粉末の混合物の採用がより好ましい。
【００８９】
また、耐熱性被膜で予め希土類磁性粉末を被覆しておくことで、磁性粉末の耐熱性を更に高めることができる。耐熱性被膜は、特に限定されないが、無機燐酸系化合物であることが好ましい。
【００９０】
希土類磁性粉末１の含有量は、希土類ボンド磁石の全体量に対して６６〜８３体積％の範囲、又は、９２〜９８質量％の範囲となるように調整されることが好ましい。希土類ボンド磁石の密度が５．４Ｍｇ／ｍ３〜６．５Ｍｇ／ｍ３の範囲となるように、希土類磁性粉末の含有量が調整されることが好ましい。希土類磁性粉末１の含有量を体積比で６６％以上または質量比で９２％以上とすることで、高い磁気特性が得られる。また、希土類磁性粉末１の含有量を体積比で８３％以下または質量比で９８％以下とすることで、ボンド磁石用コンパウンドの流動性の低下を抑制でき、ボンド磁石への成形加工が困難化するのを抑制できる。
【００９１】
希土類ボンド磁石等では、磁気特性を向上させるために、ボンド磁石に含まれる磁性粉末の含有量を高める各種の工夫が採用されている。例えば、平均粒径の大きい磁性粉末と平均粒径の小さい磁性粉末を混合し、平均粒径の大きい磁性粉末の隙間を平均粒径の小さい磁性粉末で埋めることにより、磁性粉末の含有量を高める手法が一般的に用いられている。当然ながら、本発明でも、平均粒径の大きい磁性粉末と平均粒径の小さい磁性粉末を混合して用いることが可能である。
【００９２】
希土類磁性粉末１の具体例としては、マグネクエンチ社製の等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末（商品名：ＭＱＰ−７−８、ＭＱＰ−８−５、ＭＱＰ−１０−８．５ＨＤ、ＭＱＰ−１１−８、ＭＱＰ−１３−９、ＭＱＰ−１４−９、ＭＱＰ−１４−１２、ＭＱＰ−１４−１３、ＭＱＰ−１５−７、ＭＱＰ−１５−９ＨＤ、ＭＱＰ−１６−７、ＭＱＰ−１６−９ＨＤ、ＭＱＰ−Ｂ、ＭＱＰ−Ｂ＋、ＭＱＰ−Ｓ−１１−９のいずれか）を用いることができる。平均粒径は、例えば９０μｍである。これらの磁性粉末は、予め酸化防止の為の燐酸塩被膜を施して用いることができる。
【００９３】
有機材料２は、アミド結合を有する有機材料として、ポリアミド系樹脂を好適に用いることができる。具体的には、ユニチカ株式会社製の「ユニチカナイロン６  グレードＡ１０１２」を用いることができる。なお、この樹脂の一般的な呼称名は、ポリアミド６樹脂である。本実施形態においては、ポリアミド６樹脂のほか、ポリアミド１１樹脂、ポリアミド１２樹脂、ポリアミド４６樹脂、ポリアミド６６樹脂、ポリアミド６１０樹脂、ポリアミド６１２樹脂、ポリアミド１０１０樹脂、ポリアミド１０１２樹脂、ポリアミド６Ｔ樹脂、ポリアミド９Ｔ樹脂、ポリアミド１０Ｔ樹脂、又は、これら各物質のうち数種からなる混合物を利用可能である。
【００９４】
また、ポリアミド系樹脂の形状については、特に限定されない。例えば、粉末状、ビーズ状、ペレット状、あるいはこれらの態様の混合物を採用してもよい。
【００９５】
上記ポリアミド系樹脂の中でも、ポリアミド６樹脂を用いることが特に好ましい。ポリアミド６樹脂は、比較的流動性及び融点が高く、高い耐熱性が求められる用途に好適である。
【００９６】
ポリアミド樹脂の分子量は、所望の強度が得られる限りにおいて、低いほうが好ましい。また、分子量の異なるポリアミド樹脂を混合したものを採用しても良い。
【００９７】
あるいは、有機材料２としては、溶融状態で液晶性を示す有機材料を用いてもよい。具体的には、所謂ＬＣＰ樹脂（液晶ポリマー）を用いることができる。ＬＣＰ樹脂の例として、上野製薬株式会社製の商品名「ＵＥＮＯ  ＬＣＰ  Ａ８１００」が挙げられるが、これに限られるものではなく、上記のＬＣＰ樹脂（液晶ポリマー）と同等の特性の樹脂であれば、利用可能である。
【００９８】
表面改質剤は、有機材料のＨＳＰパラメータを考慮し、表面改質部３のＨＳＰパラメータが上述の関係式｜δｄＳＱ−δｄＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、｜δｐＳＱ−δｐＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、及び、｜δｈＳＱ−δｈＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、の条件を全て満たすものが選択される。有機材料２がポリアミド樹脂の場合、例えば、上記化学式（１）〜（１１）に示す化学構造を有する表面改質剤を好適に利用可能である。また、有機材料２がＬＣＰ樹脂の場合、例えば、上記化学式（１２）〜（１５）に示す化学構造を有する表面改質剤を好適に利用可能である。
【００９９】
ボンド磁石用コンパウンドは、製造工程等における不具合解消を図ることを意図して、適宜に滑剤、酸化防止剤、重金属不活性化剤、可塑剤、及び、変性剤等の添加剤を、表面改質剤とは別に、含むことが可能である。例えば、コンパウンドの粘度を低下させ、流動性を高めるための添加剤として、エチレンジアミン−ステアリン酸−セバシン酸重縮合物を利用することができる。具体例に、共栄社化学株式会社製の商品名「ライトアマイド  ＷＨ−２１５」を用いることができる。
【０１００】
本実施形態の磁石コンパウンド及びボンド磁石の製造方法は、例えば、以下の工程を含む。
【０１０１】
（表面改質された希土類磁性粉末の作製）
まず、トルエン等の有機溶媒と希土類磁性粉末１をビーカー等に入れ攪拌する。さらに、予め有機溶媒中に表面改質剤を混合、溶解させた溶液を添加し、さらに攪拌する。このようにして、希土類磁性粉末１の表面を表面改質剤と反応させ、希土類磁性粉末１の表面を表面改質部３で被覆する。
【０１０２】
その後、遠心分離機を用いて、被覆処理された希土類磁性粉末を有機溶媒から分離する。分離した希土類磁性粉末を再び有機溶媒で洗浄後、減圧乾燥させ、その表面が表面改質部３で被覆された希土類磁性粉末１を、表面改質無機粉末４として得る。
【０１０３】
（ボンド磁石用コンパウンドの製造）
表面が表面改質部３で被覆された希土類磁性粉末１（表面改質無機粉末４）、有機材料（樹脂）２、及び、その他添加剤の混合物を、高温に加熱した混練押出機またはニーダー等に投入し、混練する。混練物をペレタイザ等で加工することで、ボンド磁石用コンパウンド５を作製する。ボンド磁石用コンパウンド５の形状については、特に限定されない。例えば、粉末状、ビーズ状、ペレット状、あるいはこれらの形状の混合物を採用してもよい。
【０１０４】
（ボンド磁石の製造）
上述のボンド磁石用コンパウンド５を、射出成形機またはトランスファー成形機等を用いて所定の形状に加工し、ボンド磁石を作製する。
【０１０５】
射出成形機によって、ボンド磁石用コンパウンド５は加熱および加圧され溶融する。ボンド磁石用コンパウンド５の溶融体は、射出成形機に載置された成形金型の内部へ射出されることで、当該金型の内部に充填される。成形金型の内部に充填されたボンド磁石用コンパウンド５が冷却により固化して、ボンド磁石は完成する。なお、この状態のボンド磁石は、着磁されておらず、磁化していない。無着磁のボンド磁石は、単品のまま、または、搭載製品へ組み込まれた後に、着磁装置にて磁化される。
【０１０６】
作製した円柱状のボンド磁石の評価は、アルキメデス法を用いて、密度を評価することができる。また、ＶＳＭ（Vibrating Sample Magnetometer：振動試料型磁力計）を用いて、磁気特性を評価することができる。
【０１０７】
なお、ＦＴ−ＩＲ（Fourier Transform Infrared Spectroscopy：フーリエ変換赤外分光）、ＦＤ−ＭＳ（Field Desorption Mass Spectroscopy：電界脱離質量分析法）、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）、ＧＣ−ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析）、ＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance：核磁気共鳴）等を利用した分析により、ボンド磁石用コンパウンドに表面改質部（表面改質剤）が含まれていることや、ボンド磁石に表面改質部（表面改質剤）が残存していることを確認可能である。
【０１０８】
次に、本発明の実施形態について実施例に基づいて更に説明する。
【０１０９】
《実施例１〜１１》
上述の希土類磁性粉末の作製方法に従い、無機材料（希土類磁性粉末）としてマグネクエンチ社製「ＭＱＰ−１４−１２」を表面改質剤により処理し、有機材料としてのポリアミド６樹脂（ユニチカ株式会社製「ユニチカナイロン６  グレードＡ１０１２」）、添加剤として共栄社化学株式会社製「ライトアマイド  ＷＨ−２１５」を加えて所定の配合比で混合および混練し、混練物をペレタイザ等でペレット状に加工して、ボンド磁石用コンパウンドを得た。無機材料、有機材料、添加剤、及び表面改質剤の配合割合は、夫々、質量比で９４．２５：５：０．５：０．２５とした。また、混練温度は２５０℃とした。
【０１１０】
表面改質剤としては、上記の化学式（１）〜（１１）に示す構造を合成し、夫々、実施例１〜１１における表面改質剤とした。Ｒ部の構造としては、化学式（１６）に示すトリメトキシシラン基、化学式（１７）に示すトリエトキシシラン基、又はホスホン酸の何れかを、適宜選択した。
【０１１１】
作製したボンド磁石用コンパウンドについて、キャピラリレオメーターを用い、流動性の指標である粘度を測定した。３００℃におけるボンド磁石用コンパウンドの粘度を測定した。
【０１１２】
また、有機材料のＨＳＰパラメータを、上述のＨＳＰｉＰプログラムに従って測定した。具体的には、３３種のＨＳＰパラメータが既知の溶媒に対して溶解実験を行ったところ、５種が常温において溶解し、他の２８種は溶解しなかった。溶解実験を行った３３種の溶媒を、溶解／非溶解の結果を含め、下記に示す。
【０１１３】
溶解した溶媒：ｐ−クロロフェノール、トリフルオロ酢酸、ヘキサフルオロイソプロパノール、２，２，２−トリフルオロエタノール、２−フルオロエタノール
【０１１４】
溶解しなかった溶媒：酢酸、アセトン、アセトニトリル、アニリン、ベンジルアルコール、ブロモベンゼン、１−ブロモナフタレン、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、１−クロロブタン、クロロホルム、ｐ−クロロトルエン、ｏ−ジクロロベンゼン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、１，４−ジオキサン、エタノール、エタノールアミン、フルオロベンゼン、ホルムアミド、メタノール、Ｎ−メチルホルムアミド、１−メチルイミダゾール、オクタン、キノリン、１，１，２，２−テトラブロモエタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トルエン、１，１，２−トリクロロエタン、４−（トリフルオロメチル）アセトフェノン
【０１１５】
この結果から、溶解する溶媒を球の内側に含み、溶解しない溶媒が球の外側にあって、且つ、その半径が最小となるハンセン球を求めることで、有機材料（ポリアミド６）のＨＳＰパラメータ（δｄＡ、δｐＡ、δｈＡ）は、夫々、δｄＡ＝１７、δｐＡ＝９．５、δｈＡ＝１２．１と導出された。
【０１１６】
また、化学式（１）〜（１１）に示す、実施例１〜１１で夫々用いる表面改質剤について、ＨＳＰパラメータの表面改質部による寄与（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）を、分子グループ寄与法により計算し、δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、及び、δｈＳＱ−δｈＡを導出した。導出の結果を表１に示す。
【０１１７】
《比較例１》
表面改質剤による表面処理を行わないことを除いて、実施例１と同様の方法で希土類磁性粉末を作製した。具体的には、実施例１において、表面改質剤を添加せず、無機材料、有機材料、及び、添加剤の配合割合を、夫々、質量比で９４．２５：５．２５：０．５とした混合物を混練し、ボンド磁石用コンパウンドを得た。
【０１１８】
また、ＨＳＰパラメータが既知の複数の有機溶剤中に無機材料粉末を分散させたときの粒子径を動的光散乱法に基づき測定し、凝集および分散の違いからくる粒子径の溶媒ごとの違いから、無機材料の濡れ性を判定し、無機材料（希土類磁性粉末）のＨＳＰパラメータ（δｄＭ、δｐＭ、δｈＭ）を測定した。具体的に、平均粒子径が無機材料粉末の平均粒子径の２倍以内であった溶媒を濡れ性が良いと評価した。濡れ性が良いと判定された溶媒を球の内側に含み、濡れ性がよいと判定されなかった溶媒が球の外側にあって、且つ、その半径が最小となるハンセン球を求めることで、無機材料（希土類磁性粉末）のＨＳＰパラメータ（δｄＭ、δｐＭ、δｈＭ）は、それぞれ、δｄＭ＝１６．８、δｐＭ＝７．７、δｈＭ＝２．２と導出された。
【０１１９】
《比較例２》
表面改質剤として、下記の化学式（２９）で表される材料を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で希土類磁性粉末を作製した。
【化２９】
2019019214.tif 000031
【０１２０】
《比較例３》
表面改質剤として、下記の化学式（３０）で表される材料を用いたことを除き、実施例１と同様の方法で希土類磁性粉末を作製した。
【化３０】
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【０１２１】
化学式（２９）及び（３０）において、トリメトキシシラン基（−Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）の部分が無機材料表面との反応部分Ｒであり、これを除いた部分が表面改質部Ｑである。実施例１〜１１と同様に、化学式（２９）及び（３０）で表される表面改質剤について、ＨＳＰパラメータの表面改質部による寄与（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）を分子グループ寄与法により計算し、δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、及び、δｈＳＱ−δｈＡを導出した。
【０１２２】
表１に、実施例１〜１１、及び、比較例１〜３における、表面改質部と有機材料との間のＨＳＰパラメータの差δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、及び、δｈＳＱ−δｈＡの値を示す。なお、ＨＳＰパラメータの単位は（J／ｃｍ３）１／２である。これは以降に示す表においても同様である。また、比較例１では、表面改質剤を使用していないので、表面改質部のＨＳＰパラメータ（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）に代えて、無機材料のＨＳＰパラメータ（δｄＭ、δｐＭ、δｈＭ）を用いた。表１から分かるように、実施例１〜１１では、｜δｄＳＱ−δｄＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、｜δｐＳＱ−δｐＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、及び、｜δｈＳＱ−δｈＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、の条件を全て満たすが、比較例１〜３では、上記条件を全て満たしてはいない。
【０１２３】
【表１】
2019019214.tif 000033
【０１２４】
また、有機材料として、実施例１〜１１のポリアミド樹脂に代えてＬＣＰ樹脂を用いた表面改質無機粉末４を作製し、ボンド磁石用コンパウンド５を作製し、評価した。
【０１２５】
《実施例１２〜１５》
上述した希土類磁性粉末の作製方法に従い、無機材料（希土類磁性粉末１）としてマグネクエンチ社製「ＭＱＰ−１４−１２」を表面改質剤により処理し、有機材料２としてのＬＣＰ樹脂（上野製薬株式会社製「ＵＥＮＯ  ＬＣＰ  Ａ８１００」）、添加剤として共栄社化学株式会社製「ライトアマイド  ＷＨ−２１５」を加えて所定の配合比で混合および混練し、混練物をペレタイザ等でペレット状に加工して、ボンド磁石用コンパウンド５を得た。無機材料、有機材料、添加剤、及び表面改質剤の配合割合は、夫々、質量比で９４．２５：５：０．５：０．２５とした。また、混練温度は２５０℃とした。
【０１２６】
表面改質剤としては、上記化学式（１２）〜（１５）に示す構造を合成し、夫々、実施例１２〜１５における表面改質剤とした。Ｒ部の構造としては、化学式（１６）に示すトリメトキシシラン基、化学式（１７）に示すトリエトキシシラン基、又はホスホン酸の何れかを、適宜選択した。
【０１２７】
作製したボンド磁石用コンパウンドについて、キャピラリレオメーターを用い、流動性の指標である粘度を測定した。３００℃におけるボンド磁石用コンパウンドの粘度を測定した。
【０１２８】
また、有機材料のＨＳＰパラメータを測定した。ＬＣＰ樹脂はほとんどの溶剤に溶解しないため、ＬＣＰ樹脂板に各種溶剤を滴下させたときの接触角を測定し、溶剤との濡れ性を評価した。滴下した溶媒の高さをｈ、幅を２ｒとして、ｔａｎθ＝ｈ／ｒの関係から接触角θを求め、接触角８°以下の溶媒を可溶と評価し、接触角が８°を超える溶媒を不溶と評価した。結果、１１種類の溶媒のうち、２種が常温において溶解し、他の９種は溶解しなかった。溶解実験を行った１１種の溶媒を、溶解／非溶解の結果を含め、下記に示す。
【０１２９】
溶解した溶媒：  １−メチルナフタレン、アニリン
【０１３０】
溶解しなかった溶媒：  ニトロベンゼン、１−ブロモナフタレン、ベンジルベンゾエート、キノリン、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、Ｎ−メチルアニリン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール、ホルムアルデヒド
【０１３１】
この結果から、溶解する溶媒を球の内側に含み、溶解しない溶媒が球の外側にあって、且つ、その半径が最小となるハンセン球を求めることで、有機材料（ＬＣＰ樹脂）のＨＳＰパラメータ（δｄＡ、δｐＡ、δｈＡ）は、夫々、δｄＡ＝１７．４、δｐＡ＝１７、δｈＡ＝１９．１と導出された。
【０１３２】
また、化学式（１２）〜（１５）に示す、実施例１２〜１５で夫々用いる表面改質剤について、ＨＳＰパラメータの表面改質部による寄与（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）を、分子グループ寄与法により計算し、δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、及び、δｈＳＱ−δｈＡを導出したところ、表２に示す結果を得た。
【０１３３】
《比較例４》
表面改質剤により表面処理を行わないことを除いて、実施例１２と同様の方法で希土類磁性粉末を作製した。具体的には、実施例１２において、表面改質剤を添加せず、無機材料、有機材料、及び、添加剤の配合割合を、夫々、質量比で９４．２５：５．２５：０．５とした混合物を混練し、ボンド磁石用コンパウンドを得た。
【０１３４】
《比較例５》
表面改質剤として、下記の化学式（３１）で表される材料を用いたことを除き、実施例１２と同様の方法で希土類磁性粉末を作製した。
【化３１】
2019019214.tif 000034
【０１３５】
《比較例６》
表面改質剤として、下記の化学式（３２）で表される材料を用いたことを除き、実施例１２と同様の方法で希土類磁性粉末を作製した。
【化３２】
2019019214.tif 000035
【０１３６】
化学式（３１）及び（３２）において、トリメトキシシラン基（−Ｓｉ（ＯＣＨ３）３）の部分が無機材料表面との反応部分Ｒであり、これを除いた部分が表面改質部Ｑである。実施例１２〜１５と同様に、化学式（３１）及び（３２）で表される表面改質剤について、ＨＳＰパラメータの表面改質部による寄与（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）を、分子グループ寄与法により計算し、δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、及び、δｈＳＱ−δｈＡを導出した。
【０１３７】
表２に、実施例１２〜１５、及び、比較例４〜６における、表面改質部と有機材料との間のＨＳＰパラメータの差δｄＳＱ−δｄＡ、δｐＳＱ−δｐＡ、及び、δｈＳＱ−δｈＡの値を示す。ただし、比較例４では、表面改質剤を使用していないので、表面改質部のＨＳＰパラメータ（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）に代えて、無機材料のＨＳＰパラメータ（δｄＭ、δｐＭ、δｈＭ）を用いた。表２から分かるように、実施例１２〜１５では、｜δｄＳＱ−δｄＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、｜δｐＳＱ−δｐＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、及び、｜δｈＳＱ−δｈＡ｜≦３（J／ｃｍ３）１／２、の条件を全て満たすが、比較例４〜６では、上記条件を全て満たしてはいない。
【０１３８】
【表２】
2019019214.tif 000036
【０１３９】
表３に、実施例１〜１１、及び、比較例１〜３について、ボンド磁石用コンパウンドの粘度を測定した結果を示す。表３に示すように、実施例１〜１１のボンド磁石用コンパウンドは、比較例１〜３と比べて、粘度が顕著に低下し、良好な流動性を示すことが分かる。
【０１４０】
表４に、実施例１２〜１５、及び、比較例４〜６について、ボンド磁石用コンパウンドの粘度を測定した結果を示す。表４に示すように、実施例１２〜１５のボンド磁石用コンパウンドは、比較例４〜６と比べて、粘度が顕著に低下し、良好な流動性を示すことが分かる。
【０１４１】
また、表３及び表４には、表面改質部Ｑと有機材料間のＨＳＰ距離Ｒａの値が、粘度の測定結果と併せて示されている。ここで、表３及び表４におけるＨＳＰ距離Ｒａは、表面改質部Ｑに起因するＨＳＰパラメータ（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）を、表面改質剤のＨＳＰパラメータとみなして、有機材料との間のＨＳＰ距離Ｒａを、数式１に基づき計算したものである。
【０１４２】
表３及び表４ともに、ＨＳＰ距離Ｒａが小さいほど、粘度が低下する結果となっており、ＨＳＰ距離Ｒａの減少と粘度の低下との間に、何らかの正の相関があることが示唆される。
【０１４３】
図２は、表３の結果をグラフにしたものである。同様に、図３は、表４の結果をグラフにしたものである。図２および図３から、ＨＳＰ距離Ｒａと粘度との間には、線形の関係があることが分かる。これは、ＨＳＰパラメータの表面改質部による寄与（δｄＳＱ、δｐＳＱ、δｈＳＱ）に基づいて有機材料との相溶性を評価することが有効であることの証左といえる。
【０１４４】
【表３】
2019019214.tif 000037
【０１４５】
【表４】
2019019214.tif 000038
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明に係る表面改質無機粉末は、導電材料、ＥＭＣ材料、記録材料、磁性材料、摺動材料、封止材料、制振材料、歯科材料、断熱材料、熱伝導材料、浮力材料等、多種多様な機能材料としての利用が可能であり、有機材料と組み合わせた複合材料としての利用が可能である。
【符号の説明】
【０１４７】
１：希土類磁性粉末（無機材料）、２：有機材料、３：表面改質部、４：表面改質無機粉末、５：ボンド磁石用コンパウンド（複合材料）
【図１】
2019019214.tif 000054
【図２】
2019019214.tif 000055
【図３】
2019019214.tif 000056