(57)【要約】【課題】コンパウンドとした際にその流動性の改善を図ることができる粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなる、優れた磁気特性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末と、樹脂バインダとからなる高流動性コンパウンドを提供すること。【解決手段】所定の粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末と、樹脂バインダとからなることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下に規定される粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末と、樹脂バインダとからなることを特徴とする高流動性コンパウンド。
（１）平均粒径（Ｄａｖｅ）が２０μｍ〜５０μｍである（Ｄａｖｅは１０μで表され、μは以下の式（Ｉ）にあてはめて算出した平均粒径の常用対数値である）。
【式１】
2004273569.tif 000015
（ｘｊは粒径について７００．０００μｍ〜０．０３０μｍまでを対数目盛で５１等分（ｎ＝５１）したときの粒径の大きい方からｊ番目の粒径（μｍ）、ｘｊ＋１はその１つ微粉側の粒径（μｍ）、ｑｊはｘｊにおける質量換算の粒子全体に対する相対粒子量（％）を示す）
（２）１０％質量粒径（Ｄ１０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の１０％になるところの粒径）が５μｍ以上である。
（３）９０％質量粒径（Ｄ９０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の９０％になるところの粒径）が５０μｍ以上である。
（４）粒度分布の標準偏差（σ）が０．３５以上である（σは以下の式（ＩＩ）にあてはめて算出した質量基準の頻度分布である）。
【式２】
2004273569.tif 000016
（各パラメータは上に同じである）
【請求項２】
５０％質量粒径（Ｄ５０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の５０％になるところの粒径）と平均粒径（Ｄａｖｅ）で規定される（｜Ｄ５０−Ｄａｖｅ｜÷Ｄａｖｅ）×１００が１５以下であることを特徴とする請求項１記載の高流動性コンパウンド。
【請求項３】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末を構成する粒径が１０６μｍ以上の粒子の５０％（個数％）以上がアスペクト比０．３以上であることを特徴とする請求項１または２記載の高流動性コンパウンド。
【請求項４】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末の酸素含有量が０．２質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高流動性コンパウンド。
【請求項５】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末を構成する粒子の軟磁性相が主として鉄基硼化物相で構成されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の高流動性コンパウンド。
【請求項６】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末が急冷合金薄帯を予め粉砕した後、得られた粉砕物を結晶化熱処理してから高速気流中衝撃法によりさらに粉砕して取得されたものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の高流動性コンパウンド。
【請求項７】
急冷合金薄帯がストリップキャスト法により作製されたものであることを特徴とする請求項６記載の高流動性コンパウンド。
【請求項８】
結晶化熱処理を５００℃〜８５０℃で行ったものであることを特徴とする請求項６または７記載の高流動性コンパウンド。
【請求項９】
高速気流中衝撃法による粉砕をロータ周速度が５０ｍ／秒〜７０ｍ／秒で３０秒〜４分行ったものであることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の高流動性コンパウンド。
【請求項１０】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末を９２質量％〜９６質量％含有してなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の高流動性コンパウンド。
【請求項１１】
樹脂バインダが熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の高流動性コンパウンド。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の高流動性コンパウンドを用いて所定形状に成形されてなることを特徴とするボンド磁石。
【請求項１３】
射出成形、押出成形、ロール成形から選ばれるいずれか一つの方法で成形されてなることを特徴とする請求項１２記載のボンド磁石。
【請求項１４】
以下に規定される粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなることを特徴とするＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末。
（１）平均粒径（Ｄａｖｅ）が２０μｍ〜５０μｍである（Ｄａｖｅは１０μで表され、μは以下の式（Ｉ）にあてはめて算出した平均粒径の常用対数値である）。
【式３】
2004273569.tif 000017
（ｘｊは粒径について７００．０００μｍ〜０．０３０μｍまでを対数目盛で５１等分（ｎ＝５１）したときの粒径の大きい方からｊ番目の粒径（μｍ）、ｘｊ＋１はその１つ微粉側の粒径（μｍ）、ｑｊはｘｊにおける質量換算の粒子全体に対する相対粒子量（％）を示す）
（２）１０％質量粒径（Ｄ１０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の１０％になるところの粒径）が５μｍ以上である。
（３）９０％質量粒径（Ｄ９０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の９０％になるところの粒径）が５０μｍ以上である。
（４）粒度分布の標準偏差（σ）が０．３５以上である（σは以下の式（ＩＩ）にあてはめて算出した質量基準の頻度分布である）。
【式４】
2004273569.tif 000018
（各パラメータは上に同じである）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンパウンドとした際にその流動性の改善を図ることができる粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなる、優れた磁気特性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末と、樹脂バインダとからなる高流動性コンパウンドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ相などの硬磁性相と、鉄基硼化物相（Ｆｅ２３Ｂ６相やＦｅ３Ｂ相など）やα−Ｆｅ相などの軟磁性相とで構成されるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石に代表されるＲ（希土類金属元素）−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石は、硬磁性相と軟磁性相とがナノメートルスケールの微結晶相として混在して磁気的に結合した組織を有する磁石であり、優れた磁気特性を有することで注目を集めている。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末の代表的な製造方法としては、単ロール法などのメルトスピニング技術により、溶融した原料合金から非晶質急冷合金薄帯を得、得られた非晶質急冷合金薄帯を粉砕して非晶質急冷合金粉末とした後、これを結晶化熱処理して当該粉末を構成する粒子に対して微結晶を析出させるという方法がある。このようにして得られたＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末は、主に樹脂バインダなどと混練してコンパウンドとされ、射出成形や押出成形やロール成形などにより所定形状を有するボンド磁石とされる。
【０００３】
一般に、ボンド磁石を製造するに際して射出成形や押出成形やロール成形などを行う場合、コンパウンドの流動性はできるだけ高いことが望ましい。コンパウンドの流動性が低いと、生産性が低下したり、射出成形を行う場合、金型内におけるコンパウンドの流路に制約が生じるので金型設計が制限され、複雑形状を有するボンド磁石の製造が困難になったりする。射出成形や押出成形やロール成形などを高温下で行えばコンパウンドの流動性は改善されるが、磁石粉末が酸化されて磁気特性が低下する恐れや樹脂バインダが劣化する恐れがある。従って、高温下での射出成形や押出成形やロール成形などは望ましいものではない。
【０００４】
以上のような事情の下、コンパウンドの流動性の改善を図るため、例えば、特許文献１において、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末を構成する粒子の形状を扁平なものから球状に近いものとすべく、厚みが８０μｍ〜３００μｍの急冷合金薄帯を結晶化熱処理した後、ピンディスクミルなどの粉砕機を用いてこれを粉砕し、平均粒径が５０μｍ〜３００μｍで長軸方向サイズに対する短軸方向サイズの比が０．３〜１．０の粒子とする方法が記載されている。コンパウンドの流動性を高めるために希土類系磁石粉末を構成する粒子の形状を球形化するという思想は古くから存在し、例えば、特許文献２にも記載されている。また、特許文献３には、希土類系磁石粉末に対して機械的粉砕を行い、粒子の形状を球状化してコンパウンドの流動性を高める方法が記載されており、機械的粉砕の具体的方法としてメカノフィージョンシステムが推奨され、その他の方法として高速気流中衝撃法（ハイブリダイゼーションシステム）が例示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４４１０７号公報
【特許文献２】
特開平１−２０４４０１号公報
【特許文献３】
特開２００１−２３０１１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これまで、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末を、どのような粒度分布を有する粒子集合体で構成すれば、コンパウンドとした際にその流動性の改善を図ることができるかについては検討されたことがなく、それに関連する報告は皆無である。
そこで本発明は、コンパウンドとした際にその流動性の改善を図ることができる粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなる、優れた磁気特性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末と、樹脂バインダとからなる高流動性コンパウンドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の技術背景に基づいてなされた本発明の高流動性コンパウンドは、請求項１記載の通り、以下に規定される粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末と、樹脂バインダとからなることを特徴とする。
（１）平均粒径（Ｄａｖｅ）が２０μｍ〜５０μｍである（Ｄａｖｅは１０μで表され、μは以下の式（Ｉ）にあてはめて算出した平均粒径の常用対数値である）。
【０００８】
【式５】
2004273569.tif 000002
【０００９】
（ｘｊは粒径について７００．０００μｍ〜０．０３０μｍまでを対数目盛で５１等分（ｎ＝５１）したときの粒径の大きい方からｊ番目の粒径（μｍ）、ｘｊ＋１はその１つ微粉側の粒径（μｍ）、ｑｊはｘｊにおける質量換算の粒子全体に対する相対粒子量（％）を示す）
【００１０】
（２）１０％質量粒径（Ｄ１０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の１０％になるところの粒径）が５μｍ以上である。
（３）９０％質量粒径（Ｄ９０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の９０％になるところの粒径）が５０μｍ以上である。
（４）粒度分布の標準偏差（σ）が０．３５以上である（σは以下の式（ＩＩ）にあてはめて算出した質量基準の頻度分布である）。
【００１１】
【式６】
2004273569.tif 000003
【００１２】
（各パラメータは上に同じである）
【００１３】
また、請求項２記載の高流動性コンパウンドは、請求項１記載の高流動性コンパウンドにおいて、５０％質量粒径（Ｄ５０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の５０％になるところの粒径）と平均粒径（Ｄａｖｅ）で規定される（｜Ｄ５０−Ｄａｖｅ｜÷Ｄａｖｅ）×１００が１５以下であることを特徴とする。
また、請求項３記載の高流動性コンパウンドは、請求項１または２記載の高流動性コンパウンドにおいて、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末を構成する粒径が１０６μｍ以上の粒子の５０％（個数％）以上がアスペクト比０．３以上であることを特徴とする。
また、請求項４記載の高流動性コンパウンドは、請求項１乃至３のいずれかに記載の高流動性コンパウンドにおいて、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末の酸素含有量が０．２質量％以下であることを特徴とする。
また、請求項５記載の高流動性コンパウンドは、請求項１乃至４のいずれかに記載の高流動性コンパウンドにおいて、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末を構成する粒子の軟磁性相が主として鉄基硼化物相で構成されてなることを特徴とする。
また、請求項６記載の高流動性コンパウンドは、請求項１乃至５のいずれかに記載の高流動性コンパウンドにおいて、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末が急冷合金薄帯を予め粉砕した後、得られた粉砕物を結晶化熱処理してから高速気流中衝撃法によりさらに粉砕して取得されたものであることを特徴とする。また、請求項７記載の高流動性コンパウンドは、請求項６記載の高流動性コンパウンドにおいて、急冷合金薄帯がストリップキャスト法により作製されたものであることを特徴とする。
また、請求項８記載の高流動性コンパウンドは、請求項６または７記載の高流動性コンパウンドにおいて、結晶化熱処理を５００℃〜８５０℃で行ったものであることを特徴とする。
また、請求項９記載の高流動性コンパウンドは、請求項６乃至８のいずれかに記載の高流動性コンパウンドにおいて、高速気流中衝撃法による粉砕をロータ周速度が５０ｍ／秒〜７０ｍ／秒で３０秒〜４分行ったものであることを特徴とする。
また、請求項１０記載の高流動性コンパウンドは、請求項１乃至９のいずれかに記載の高流動性コンパウンドにおいて、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末を９２質量％〜９６質量％含有してなることを特徴とする。
また、請求項１１記載の高流動性コンパウンドは、請求項１乃至１０のいずれかに記載の高流動性コンパウンドにおいて、樹脂バインダが熱可塑性樹脂であることを特徴とする。
また、本発明のボンド磁石は、請求項１２記載の通り、請求項１乃至１１のいずれかに記載の高流動性コンパウンドを用いて所定形状に成形されてなることを特徴とする。
また、請求項１３記載のボンド磁石は、請求項１２記載のボンド磁石において、射出成形、押出成形、ロール成形から選ばれるいずれか一つの方法で成形されてなることを特徴とする。
また、本発明のＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末は、請求項１４記載の通り、以下に規定される粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなることを特徴とする。
（１）平均粒径（Ｄａｖｅ）が２０μｍ〜５０μｍである（Ｄａｖｅは１０μで表され、μは以下の式（Ｉ）にあてはめて算出した平均粒径の常用対数値である）。
【００１４】
【式７】
2004273569.tif 000004
【００１５】
（ｘｊは粒径について７００．０００μｍ〜０．０３０μｍまでを対数目盛で５１等分（ｎ＝５１）したときの粒径の大きい方からｊ番目の粒径（μｍ）、ｘｊ＋１はその１つ微粉側の粒径（μｍ）、ｑｊはｘｊにおける質量換算の粒子全体に対する相対粒子量（％）を示す）
【００１６】
（２）１０％質量粒径（Ｄ１０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の１０％になるところの粒径）が５μｍ以上である。
（３）９０％質量粒径（Ｄ９０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の９０％になるところの粒径）が５０μｍ以上である。
（４）粒度分布の標準偏差（σ）が０．３５以上である（σは以下の式（ＩＩ）にあてはめて算出した質量基準の頻度分布である）。
【００１７】
【式８】
2004273569.tif 000005
【００１８】
（各パラメータは上に同じである）
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の高流動性コンパウンドは、以下に規定される粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末と、樹脂バインダとからなることを特徴とするものである。
（１）平均粒径（Ｄａｖｅ）が２０μｍ〜５０μｍである（Ｄａｖｅは１０μで表され、μは以下の式（Ｉ）にあてはめて算出した平均粒径の常用対数値である）。
【００２０】
【式９】
2004273569.tif 000006
【００２１】
（ｘｊは粒径について７００．０００μｍ〜０．０３０μｍまでを対数目盛で５１等分（ｎ＝５１）したときの粒径の大きい方からｊ番目の粒径（μｍ）、ｘｊ＋１はその１つ微粉側の粒径（μｍ）、ｑｊはｘｊにおける質量換算の粒子全体に対する相対粒子量（％）を示す）
【００２２】
（２）１０％質量粒径（Ｄ１０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の１０％になるところの粒径）が５μｍ以上である。
（３）９０％質量粒径（Ｄ９０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の９０％になるところの粒径）が５０μｍ以上である。
（４）粒度分布の標準偏差（σ）が０．３５以上である（σは以下の式（ＩＩ）にあてはめて算出した質量基準の頻度分布である）。
【００２３】
【式１０】
2004273569.tif 000007
【００２４】
（各パラメータは上に同じである）
【００２５】
以上に規定される粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末は、コンパウンドとした際にその流動性の改善を図ることができる。これは、磁石粉末を構成する粒子集合体の粒度分布が適度な幅広がりを持つことから、樹脂バインダとともにコンパウンドとして射出成形や押出成形やロール成形などを行った際、例えば、大きな粒子と粒子の間隙には種々の大きさの粒子が充填されることで、コンパウンドの流動性を改善するものと考えられる。また、この磁石粉末は、適度な平均粒径を有する粒子集合体で構成されてなるので、酸化が起こりにくいことから優れた磁気特性を有する。さらに、この磁石粉末を用いたコンパウンドの調製は、低温、低トルクの混練で行うことができるので、混練時における磁石粉末の酸化や樹脂バインダの劣化などを抑制することができる。従って、このＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末と樹脂バインダとからなるコンパウンドを用いれば、低温においても射出成形や押出成形やロール成形などを円滑に行うことができるので、所定形状に成形された、優れた磁気特性を有するボンド磁石の製造が可能となる。
【００２６】
本発明における高流動性コンパウンドを製造するために用いる、所定の粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末は、例えば、急冷合金薄帯を予め粉砕した後、得られた粉砕物を結晶化熱処理してから高速気流中衝撃法によりさらに粉砕して取得することができる。このようにしてこのＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末を取得する方法について、以下に概説する。
【００２７】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末の原料となる急冷合金薄帯（薄帯が割れて薄片になったものや急冷合金作製時に薄片状の合金となったものなども含む）の組成としては、ナノコンポジット組織が得られる組成であれば特段限定されないが、例えば、国際公開第０２／０３０５９５号パンフレットに記載の、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＲｘＱｙＭｚ（但し、ＲはＰｒ、Ｎｄ、ＤｙまたはＴｂの１種または２種以上、ＱはＢまたはＣの１種または２種、ＭはＣｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂの１種または２種以上で、式中のｘ、ｙ、ｚがそれぞれ１原子％≦ｘ＜６原子％、１５原子％≦ｙ≦３０原子％、０原子％≦ｚ≦７原子％）で表されるものや、特開２００２−１７５９０８号公報に記載の、（Ｆｅ１−ｍＴｍ）１００−ｘ−ｙ−ｚＱｘＲｙＭｚ（ＴはＣｏおよびＮｉからなる群から選択された１種以上の金属元素、ＱはＢおよびＣからなる群から選択された１種以上の元素、ＲはＬａおよびＣｅを実質的に含まない１種以上の希土類金属元素、ＭはＴｉ、Ｚｒ、およびＨｆからなる群から選択された金属元素であって、Ｔｉを必ず含む少なくとも１種の金属元素で、式中のｘ、ｙ、ｚ、ｍがそれぞれ１０原子％＜ｘ≦２０原子％、６原子％≦ｙ＜１０原子％、０．１原子％≦ｚ≦１２原子％、０≦ｍ≦０．５）で表されるものが挙げられる。
【００２８】
以上のような組成を有する急冷合金薄帯は、ストリップキャスト法やメルトスピニング法などの液体急冷法で作製することができるが、薄帯の厚みが３０μｍよりも薄いと、高速気流中衝撃法による粉砕によって得られる磁石粉末を構成する粒子が小さくなりすぎることで酸化されやすくなり、樹脂バインダとともにコンパウンドとする際やコンパウンドを用いた射出成形時などに磁石粉末の酸化による磁気特性の低下が顕著となるためや、液体急冷法での急冷速度が速すぎることにより結晶化の制御が困難になるため、結果的に磁気特性に優れたボンド磁石が得られない恐れがある。また、磁石粉末を構成する粒子のうち、粒径が１００μｍを超えるような大きな粒子のアスペクト比（短軸方向の粒子長／長軸方向の粒子長：以下同じ）が小さくなってしまい、優れた流動性を有するコンパウンドが得られない恐れがある。一方、薄帯の厚みが３００μｍよりも厚いと、液体急冷法での急冷速度が十分ではないために結晶粒が粗大化して、結果的に磁気特性に優れたボンド磁石が得られない恐れがある。従って、急冷合金薄帯の厚みは３０μｍ〜３００μｍとすることが望ましく、４０μｍ〜１５０μｍとすることがより望ましい。なお、急冷合金薄帯はその一部が結晶化しているものであってもよい。液体急冷法の中でもストリップキャスト法は、回転する冷却ロールに合金溶湯を注いで薄帯を作製する方法であり、このような比較的厚みのある薄帯を作製するのに適している。ストリップキャスト法により作製された厚みが３０μｍ〜３００μｍの急冷合金薄帯は、非晶質であるか、または硬磁性層と軟磁性層が１５０ｎｍ以下の平均結晶粒径からなる微細結晶質から構成されるため、ランダムな方向に粉砕されやすい性状を有する。従って、パワーミルなどの粉砕機を用いた粉砕により、等軸的な形状を有する粉砕物が得られるので、その後の高速気流中衝撃法による粉砕を効率よく行うことができる。ストリップキャスト法の好適な具体例としては、特許第３２９７６７６号公報に記載されているような、傾斜した案内板（シュート）上に合金溶湯を注ぎ、案内板を流れる溶湯を案内板と冷却ロールの接触領域にて冷却ロールに供給する方法や、特願２００３−４４５１１号明細書に記載されているような、案内板を流れる溶湯を管状孔を介して冷却ロールとの接触領域に供給する方法などが挙げられる。
【００２９】
急冷合金薄帯は、例えば、パワーミルやハンマーミルやピンディスクミルなどの粉砕機を用いて予め粉砕される。その後、得られた粉砕物を結晶化熱処理してから高速気流中衝撃法によるさらなる粉砕を行う。パワーミルなどの粉砕機を用いて行う急冷合金薄帯の粉砕は、その後の高速気流中衝撃法による粉砕を効率よくしかも安定に行うことができる大きさになるまで行えばよいが、具体的には、３０００μｍ以下になるまで行うことが望ましく、１０００μｍ以下になるまで行うことがより望ましい。
【００３０】
急冷合金薄帯を予め粉砕して得られた粉砕物の結晶化熱処理は、好適な磁気特性を発現するナノコンポジット組織を形成するために行うものであり、５００℃〜８５０℃で行うことが望ましい。５００℃よりも低温であると、結晶化が十分に進行しなかったり、結晶化に長時間を要したりする恐れがある一方、８５０℃よりも高温であると、結晶粒が粗大化して、好適な磁気特性が得られない恐れがある。なお、急冷合金薄帯を予め粉砕して得られた粉砕物に対して後述する高速気流中衝撃法による粉砕を行うことで所定の粒度分布を有する粒子集合体を得、この粒子集合体に対して結晶化熱処理を行ってもよいが、こうした場合、結晶化熱処理の際に微量酸素による酸化の影響が顕在化することで、優れた磁気特性を有する磁石粉末が得られない恐れがある。
【００３１】
以上のようにして結晶化熱処理を施された粉砕物を高速気流中衝撃法により粉砕する。
高速気流中衝撃法は、装置内に投入した粉砕物を高速回転により分散させながら粉砕物同士の相互作用を含む衝撃力により、圧縮、摩擦、せん断力などの機械的作用を繰り返してさらに粉砕するものである。高速気流中衝撃法による粉砕は、磁石粉末が所定の粒度分布を有する粒子集合体で構成されるように条件を適宜設定して行えばよいが、通常、ロータ周速度が５０ｍ／秒〜７０ｍ／秒で３０秒〜４分行うことが望ましい。ロータ周速度が５０ｍ／秒未満であったり処理時間が３０秒未満であると、粉砕を十分に行うことができないことで粒度分布が適度な幅広がりを持たなくなる恐れがある一方、ロータ周速度が７０ｍ／秒を超えたり処理時間が４分を超えると、粉砕が過度に進行して得られる磁石粉末の粒子が小さくなりすぎることで酸化されやすくなる恐れや、粒度分布が適度な幅広がりを持たなくなる恐れがある。
【００３２】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末は、５０％質量粒径（Ｄ５０）と平均粒径（Ｄａｖｅ）で規定される（｜Ｄ５０−Ｄａｖｅ｜÷Ｄａｖｅ）×１００が１５以下であることが望ましい。１５を超えると、大きな粒子が過剰存在して粒度分布が適度な幅広がりを持たなくなり（粉砕不十分の場合に起こりうる）、樹脂バインダとともにコンパウンドとした際に流動性の改善を図ることができない恐れや、小さな粒子が過剰存在して磁石粉末が酸化されやすくなり、その磁気特性が低下したりする恐れがあるからである。
【００３３】
また、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末は、磁石粉末を構成する粒径が１０６μｍ以上の粒子の５０％（個数％）以上がアスペクト比０．３以上であることが望ましい。アスペクト比０．３未満である粒子の存在割合が多い磁石粉末では、樹脂バインダとともにコンパウンドとした際に流動性が悪くなる傾向にあるからである。このような磁石粉末は、急冷合金薄帯の厚みを３０μｍ以上にすることで得られやすくなることは上記の通りである。
【００３４】
なお、高速気流中衝撃法による粉砕の際、急冷合金薄帯を粉砕して得られた粉砕物とともに窒化硼素などの無機質成分を装置内に投入し、粉砕物のさらなる粉砕と同時に当該成分による粒子の表面被覆を行うことで粒子に種々の特性を付与するようにしてもよい。また、装置内にシラン系やチタネート系のカップリング剤をスプレーしたりするなどしてカップリング剤を粒子の表面に吸着させることで、粒子の樹脂バインダなどとの接着性を高めたり、得られるコンパウンドの流動性の向上を図ったりしてもよい。
【００３５】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末を構成する粒子集合体の平均粒径を２０μｍ〜５０μｍと規定するのは次の理由からである。即ち、平均粒径が２０μｍ未満であると、粒子集合体としての全体表面積が大きくなることから、例えば、磁石粉末を９０質量％以上含有してなるコンパウンドを調製し、磁石粉末が高充填化されたボンド磁石を製造しようとしても、個々の粒子の表面が樹脂バインダで十分に被覆されないことで、優れた流動性を有するコンパウンドが得られない恐れがある。また、酸化されやすい小さな粒子の存在割合が増すので、それらの酸化発熱が顕著になり、磁石粉末と樹脂バインダを混練した際、樹脂の劣化が起こり、優れた流動性を有するコンパウンドが得られない恐れがある。一方、平均粒径が５０μｍを超えると、粒度分布の粗粉側でアスペクト比が小さい粒子の存在割合が増すので、樹脂バインダとともにコンパウンドとしてもその流動性の改善を十分に行えない恐れがある。以上の理由により、磁石粉末を構成する粒子集合体の平均粒径を２０μｍ〜５０μｍと規定するが、平均粒径は３０μｍ〜４５μｍであることが望ましい。
【００３６】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末は、その酸素含有量を０．２質量％以下とすることが望ましい。酸素含有量が０．２質量％を超えるとその磁気特性が急激に低下するという特徴を有するからである。酸素含有量が０．２質量％以下の磁石粉末は、磁石粉末を構成する粒子集合体の平均粒径を２５μｍ以上に設定することで容易に得ることができる。平均粒径が２５μｍ未満の粒子集合体で構成されてなる磁石粉末では、酸化されやすい小さな粒子を多く含むことになるので、酸素含有量を０．２質量％以下にすることができない恐れがある。
【００３７】
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末は、自体公知の方法に基づき、即ち、例えば、この磁石粉末と有機溶媒に溶解した樹脂バインダを均一混合した後、有機溶媒を蒸発させて造粒することで、本発明の高流動性コンパウンドとされる。コンパウンドは、磁石粉末を９２質量％〜９６質量％含有してなることが望ましい。磁石粉末の含有割合が９２質量％未満であると、優れた磁気特性を有するボンド磁石を製造することができなくなる恐れがある一方、磁石粉末の含有割合が９６質量％を超えると、樹脂バインダが少なすぎて優れた流動性を有するコンパウンドが得られないことで、射出成形や押出成形やロール成形などが困難になる恐れがあるからである。なお、磁石粉末を構成する粒子の軟磁性相が主として鉄基硼化物相で構成されてなる磁石粉末（このような磁石粉末は、上記の国際公開第０２／０３０５９５号パンフレットに記載の組成や、特開２００２−１７５９０８号公報に記載の組成などを採用することで容易に得ることができる）は、鉄基硼化物相が非常に硬いという性状を有していることから、コンパウンドの調製時に意図しない粉砕が起こることで粒度分布が変化するといった現象が起こりにくい点において都合がよい。
【００３８】
樹脂バインダとしては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリアミド（ナイロン６６やナイロン６やナイロン１２など）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイドなどの熱可塑性樹脂、ゴムやエストラマ、これらの変性体や共重合体や混合物（例えば、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂など）に熱可塑性樹脂の粉末を分散させたもの：Ｆ．Ｙａｍａｓｈｉｔａ，  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｒａｒｅ−Ｅａｒｔｈ  Ｍａｇｎｅｔｓ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｓｍａｌｌ  ｍｏｔｏｒ  ｉｎｄｕｓｔｒｙ，  ｐｐ．１００−１１１，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｓｅｖｅｎｔｅｅｎｔｈ  ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｗｏｒｋｓｈｏｐ，  Ｒａｒｅ  Ｅａｒｔｈ  Ｍａｇｎｅｔｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  Ａｕｇｕｓｔ  １８−２２，  ２００２，  Ｎｅｗａｒｋ，  Ｄｅｌａｗａｒｅ，  ＵＳＡ，  Ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｇ．Ｃ．  Ｈａｄｊｉｐａｎａｙｉｓ  ａｎｄ  Ｍ．Ｊ．Ｂｏｎｄｅｒ，  Ｒｉｎｔｏｎ  Ｐｒｅｓｓを参照）などを用いることができるが、例えば、射出成形におけるスプルーのリサイクルなどの観点からは熱可塑性樹脂を用いることが望ましい。コンパウンドを調製する際には、カップリング剤や潤滑剤や硬化剤などの添加剤を通常用いられる添加量にて添加してもよい。
【００３９】
以上のようにして調製した本発明の高流動性コンパウンドを用いてボンド磁石を製造する方法は、特段限定されるものではなく、射出成形や押出成形やロール成形などにより通常採用される条件にて行えばよい。
【００４０】
なお、本発明における高流動性コンパウンドを製造するために用いる、所定の粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなるＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末は、上記の高速気流中衝撃法とは異なった粉砕法で調製してもよいし、各種の大きさの粒子を別途に調製しておき、所望する粒度分布を有する粒子集合体になるようにブレンドすることで調製してもよい。また、当該粉末は、異方性Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末やＲ−Ｆｅ−Ｎ系磁石粉末やフェライト磁石粉末などのその他の磁石粉末と混合して樹脂バインダとともにコンパウンドとしてもよい。また、当該粉末は、圧縮成形により製造されるボンド磁石や熱間成形により製造されるバルク磁石の原料に用いてもよい。
【００４１】
【実施例】
本発明を以下の実施例と比較例によってさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定して解釈されるものではない。
【００４２】
実験例Ａ：
（実施例１〜実施例５、比較例１と比較例２）
工程１：
Ｎｄ：８．５原子％、Ｂ：１１．０原子％、Ｔｉ：２．５原子％、Ｃ：１．０原子％、Ｃｏ：２．０原子％、残部Ｆｅの合金組成になるように配合した原料５ｋｇを坩堝内に投入した後、５０ｋＰａに保持したＡｒ雰囲気中にて高周波誘導加熱により合金溶湯を得た。
ストリップキャスト法を用いて得られた合金溶湯から急冷合金薄帯を作製した。具体的には、坩堝を傾転することによって、合金溶湯をシュートを介して、ロール表面速度１５ｍ／秒にて回転する純銅製の冷却ロール（直径２５０ｍｍ）上に直接供給し、合金溶湯を急冷した。なお、ロールに溶湯を供給する際には、シュート上で溶湯を２条に分流し、その際の溶湯の供給速度は坩堝の傾転角を調整することにより、１条あたり１．３ｋｇ／分に調整した。
得られた急冷合金薄帯について、鋳片１００個の厚みをマイクロメータで測定した結果、薄帯の平均厚みは８５μｍで、その標準偏差（σ）は１１μｍであった（σは以下の式（ＩＩＩ）にあてはめて算出した頻度分布である）。
【００４３】
【式１１】
2004273569.tif 000008
【００４４】
（ｔｉは厚み、ｔａｖｅは平均厚みを示す）
【００４５】
得られた急冷合金薄帯をパワーミルを用いて８５０μｍ以下に粉砕した。得られた粉砕物に対し、これを長さ５００ｍｍの均熱帯を有するフープベルト炉を用い、Ａｒ流気下、ベルト送り速度１００ｍｍ／分にて７００℃に保持した炉内へ粉末を２０ｇ／分の供給速度で投入することによって結晶化熱処理を施した。
以上のようにして結晶化熱処理を施した粉砕物の結晶構造を粉末Ｘ線回折法を用いて解析した結果、硬磁性相としてのＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ相と、軟磁性相としてのＦｅ２３Ｂ６相やＦｅ３Ｂ相などの鉄基硼化物相およびわずかのα−Ｆｅ相から構成されるナノコンポジット組織を有していることを確認することができた。また、この粉砕物の磁気特性として（ＢＨ）ｍａｘを振動試料型磁力計（東英工業社製ＶＳＭ−５−２０：以下同じ）で測定したところ、１０１．１ｋＪ／ｍ３であった。
【００４６】
工程２：
工程１で得られた結晶化熱処理を施した粉砕物を、高速気流中衝撃法によりさらに粉砕して磁石粉末を得た。高速気流中衝撃法による粉砕は、装置としてハイブリダイゼーションシステム（奈良機械製作所社製）を用い、窒素雰囲気下、表１に示す７種類のロータ周速度と時間で行った。装置内への粉砕物の１回の処理量は１００ｇとした。
得られた７種類の磁石粉末（サンプル１〜サンプル７）について、レーザー回折型粒度分布測定装置（島津製作所社製ＳＡＬＤ２１００Ｊ：以下同じ）を用い、その標準解析ソフトウエアによって、平均粒径（Ｄａｖｅ：１０μで表され、μは以下の式（Ｉ）にあてはめて算出した平均粒径の常用対数値である）、１０％質量粒径（Ｄ１０：粒径の小さい方から積算した合計質量が粒子全体質量の１０％になるところの粒径）、５０％質量粒径（Ｄ５０：同、５０％になるところの粒径）、９０％質量粒径（Ｄ９０：同、９０％になるところの粒径）、標準偏差（σ：以下の式（ＩＩ）にあてはめて算出した質量基準の頻度分布である）、（｜Ｄ５０−Ｄａｖｅ｜÷Ｄａｖｅ）×１００の値を求めた（測定時の分散媒はエタノールを使用：以下同じ）。結果を表１に示す。
【００４７】
【式１２】
2004273569.tif 000009
【００４８】
（ｘｊは粒径について７００．０００μｍ〜０．０３０μｍまでを対数目盛で５１等分（ｎ＝５１）したときの粒径の大きい方からｊ番目の粒径（μｍ）、ｘｊ＋１はその１つ微粉側の粒径（μｍ）、ｑｊはｘｊにおける質量換算の粒子全体に対する相対粒子量（％）を示す）
【００４９】
【式１３】
2004273569.tif 000010
【００５０】
（各パラメータは上に同じである）
【００５１】
また、得られた磁石粉末の酸素含有量を酸素窒素分析装置（堀場製作所社製ＥＭＧＡ−５５０Ｗ：以下同じ）で評価した結果と、磁気特性として（ＢＨ）ｍａｘを振動試料型磁力計で測定した結果を表２に示す。
【００５２】
工程３：
工程２で得られた磁石粉末９４質量％、チタネート系カップリング剤（味の素ファインテクノ社製ＫＲ−ＴＴＳ）１質量％、ステアリン酸アミド０．５５質量％、熱可塑性樹脂としてナイロン１２樹脂粉末４．４５質量％を混合した後、ラボプラストミルを用いて、回転数８０ｒｐｍ、混練温度２３０℃で１０分間混練を行い、コンパウンドを作製した。
得られたコンパウンドの流動性を評価するために、ＪＩＳ  Ｋ７２１０  Ｂ法を用いて、メルトフローレート（ＭＦＲ）を測定した。ただし、荷重は１５ｋｇとし、２７０℃で測定を行った。その結果を表２に示す。
【００５３】
（比較例３）
実施例１〜実施例５、比較例１と比較例２の工程１で得られた結晶化熱処理を施した粉砕物を、ピンディスクミルを用いて５０００回転で粉砕した。得られた磁石粉末（サンプル８）について、レーザー回折型粒度分布測定装置によって求めたＤａｖｅ、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、σ、（｜Ｄ５０−Ｄａｖｅ｜÷Ｄａｖｅ）×１００の値を表１に示す。また、得られた磁石粉末の酸素含有量を酸素窒素分析装置で評価した結果と、磁気特性として（ＢＨ）ｍａｘを振動試料型磁力計で測定した結果を表２に示す。
【００５４】
【表１】
2004273569.tif 000011
【００５５】
【表２】
2004273569.tif 000012
【００５６】
表１と表２から明らかなように、サンプル３〜サンプル７の磁石粉末は、いずれもＤａｖｅが２０μｍ〜５０μｍ、Ｄ１０が５μｍ以上、Ｄ９０が５０μｍ以上、σが０．３５以上である粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなり、優れた磁気特性を有していた。また、ラボプラストミルの様な低いトルク条件であっても、樹脂バインダと混練することで、磁石粉末を９４質量％という高い含有率で含有するにもかかわらず、流動性に優れたコンパウンドを得ることができた。とりわけ、サンプル３〜サンプル６の磁石粉末は、（｜Ｄ５０−Ｄａｖｅ｜÷Ｄａｖｅ）×１００が１５以下であり、コンパウンドとした際の流動性に優れていた。また、サンプル４〜サンプル７の磁石粉末は、酸素含有量が０．２質量％以下であり、調製時（粉砕時）における磁気特性の大幅な低下は見られなかった。
サンプル１とサンプル２の磁石粉末は、過剰粉砕が行われたことにより、酸素含有量が０．２質量％を超えることから磁気特性に劣り、また、樹脂バインダとともにコンパウンドとしても優れた流動性を有するコンパウンドを得ることができなかった。サンプル３の磁石粉末を用いて樹脂バインダとともに調製したコンパウンドは、ＭＦＲが測定できないほどに流動性に劣るものであった。
【００５７】
（実施例３の続き）
工程４：
サンプル５の磁石粉末を用いて工程３で作製したコンパウンドを用いて、射出温度２３０℃で射出成形を行ったところ、比較的低い射出温度であるにもかかわらず、直径１５ｍｍ×高さ５ｍｍのボンド磁石を安定して製造することができた。
【００５８】
実験例Ｂ：
（実施例６）
工程１：
Ｎｄ：４．５原子％、Ｂ：１８．５原子％、Ｃｒ２．０原子％、Ｃｏ：２．０原子％、残部Ｆｅの合金組成になるように配合した原料５ｋｇを坩堝内に投入した後、５０ｋＰａに保持したＡｒ雰囲気中にて高周波誘導加熱により合金溶湯を得た。
国際公開第０２／０３０５９５号パンフレットに記載のストリップキャスト（ＳＣ）法を用いて、得られた合金溶湯から急冷合金薄帯を作製した。具体的には、雰囲気圧力８ｋＰａの条件下で、坩堝を傾転することによって、合金溶湯をシュートを介して、ロール表面速度８ｍ／秒にて回転する純銅製の冷却ロール上に直接供給し、合金溶湯を急冷した。なお、ロールへの溶湯の供給速度は坩堝の傾転角を調整することにより、８ｋｇ／分に調整した。
得られた急冷合金薄帯について、鋳片１００個の厚みをマイクロメータで測定した結果、薄帯の平均厚みは９０μｍであった。得られた急冷合金薄帯をパワーミルを用いて８５０μｍ以下に粉砕した。得られた粉砕物に対し、これを長さ５００ｍｍの均熱帯を有するフープベルト炉を用い、Ａｒ流気下、ベルト送り速度１００ｍｍ／分にて６７０℃に保持した炉内へ粉末を２０ｇ／分の供給速度で投入することによって結晶化熱処理を施した。
以上のようにして結晶化熱処理を施した粉砕物の結晶構造を粉末Ｘ線回折法を用いて解析した結果、硬磁性相としてのＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ相と、軟磁性相としてのＦｅ３Ｂ相およびわずかのα−Ｆｅ相から構成されるナノコンポジット組織を有していることを確認することができた。また、この粉砕物の磁気特性として（ＢＨ）ｍａｘを振動試料型磁力計で測定したところ、７２．１ｋＪ／ｍ３であった。
【００５９】
工程２：
工程１で得られた結晶化熱処理を施した粉砕物を、高速気流中衝撃法により、ロータ周速度５０ｍ／秒で２分間、さらに粉砕して磁石粉末を得た。得られた磁石粉末（サンプル９）について、レーザー回折型粒度分布測定装置によって求めたＤａｖｅ、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、σ、（｜Ｄ５０−Ｄａｖｅ｜÷Ｄａｖｅ）×１００の値、粒径が１０６μｍ以上の粒子においてアスペクト比０．３以上である粒子の割合を表３に示す。また、得られた磁石粉末の酸素含有量を酸素窒素分析装置で評価した結果と、磁気特性として（ＢＨ）ｍａｘを振動試料型磁力計で測定した結果を表４に示す。
【００６０】
工程３：
実験例Ａの実施例１〜実施例５、比較例１と比較例２の工程３と同様にしてコンパウンドを作製した。そのＭＦＲを表４に示す。
【００６１】
（実施例７）
工程１：
実施例６と同一組成となるように配合した原料を用いてメルトスピニング（ＭＳ）法にてロール周速度２０ｍ／秒で急冷合金薄帯を作製した。
得られた急冷合金薄帯について、薄帯１００個の厚みをマイクロメータで測定した結果、薄帯の平均厚みは４０μｍであった。得られた急冷合金薄帯をパワーミルを用いて８５０μｍ以下に粉砕した。得られた粉砕物に対し、これを長さ５００ｍｍの均熱帯を有するフープベルト炉を用い、Ａｒ流気下、ベルト送り速度１００ｍｍ／分にて６７０℃に保持した炉内へ粉末を２０ｇ／分の供給速度で投入することによって結晶化熱処理を施した。
以上のようにして結晶化熱処理を施した粉砕物の結晶構造を粉末Ｘ線回折法を用いて解析した結果、硬磁性相としてのＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ相と、軟磁性相としてのＦｅ３Ｂ相およびわずかのα−Ｆｅ相から構成されるナノコンポジット組織を有していることを確認することができた。また、この粉砕物の磁気特性として（ＢＨ）ｍａｘを振動試料型磁力計で測定したところ、７１．２ｋＪ／ｍ３であった。
【００６２】
工程２：
工程１で得られた結晶化熱処理を施した粉砕物を、高速気流中衝撃法により、ロータ周速度５０ｍ／秒で２分間、さらに粉砕して磁石粉末を得た。得られた磁石粉末（サンプル１０）について、レーザー回折型粒度分布測定装置によって求めたＤａｖｅ、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０、σ、（｜Ｄ５０−Ｄａｖｅ｜÷Ｄａｖｅ）×１００の値、粒径が１０６μｍ以上の粒子においてアスペクト比０．３以上である粒子の割合を表３に示す。また、得られた磁石粉末の酸素含有量を酸素窒素分析装置で評価した結果と、磁気特性として（ＢＨ）ｍａｘを振動試料型磁力計で測定した結果を表４に示す。
【００６３】
工程３：
実施例６の工程３と同様にしてコンパウンドを作製した。そのＭＦＲを表４に示す。
【００６４】
【表３】
2004273569.tif 000013
【００６５】
【表４】
2004273569.tif 000014
【００６６】
表３と表４から明らかなように、サンプル９とサンプル１０の磁石粉末は、いずれもＤａｖｅが２０μｍ〜５０μｍ、Ｄ１０が５μｍ以上、Ｄ９０が５０μｍ以上、σが０．３５以上、（｜Ｄ５０−Ｄａｖｅ｜÷Ｄａｖｅ）×１００が１５以下である粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなり、ラボプラストミルの様な低いトルク条件であっても、樹脂バインダと混練することで、磁石粉末を９４質量％という高い含有率で含有するにもかかわらず、流動性に優れたコンパウンドを得ることができた。また、いずれの磁石粉末も、酸素含有量が０．２質量％以下であり、調製時（粉砕時）における磁気特性の大幅な低下は見られなかった。とりわけ、サンプル９の磁石粉末は、磁石粉末を構成する粒径においてアスペクト比０．３以上である粒子の割合が５０％（個数％）以上であることから、コンパウンドとした際の流動性に優れていた。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、コンパウンドとした際にその流動性の改善を図ることができる粒度分布を有する粒子集合体で構成されてなる、優れた磁気特性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系ナノコンポジット磁石粉末と、樹脂バインダとからなる高流動性コンパウンドが提供される。