(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性粉末と、該軟磁性粉末の粒子表面を被覆する第１被覆層および該第１被覆層をさらに被覆する第２被覆層からなる表面皮膜と、からなる磁心用粉末であって、
前記第１被覆層は、加熱硬化型のシリコーン樹脂を含む第１溶液に前記軟磁性粉末を接触させる第１接触工程と該第１接触工程後の軟磁性粉末を前記第１溶液中のシリコーン樹脂がゲル化する第１変態温度以上の第１乾燥温度で乾燥させる第１乾燥工程とを有する第１被覆層形成工程を経て形成され、
前記第２被覆層は、加熱硬化型のシリコーン樹脂を含む第２溶液に前記第１被覆層の被覆された軟磁性粉末を接触させる第２接触工程と該第２接触工程後の軟磁性粉末を該第２溶液中のシリコーン樹脂がゲル化する第２変態温度未満の第２乾燥温度で乾燥させる第２乾燥工程とを有する第２被覆層形成工程を経て形成され、
加圧成形されることにより比抵抗および強度に優れた圧粉磁心が得られることを特徴とする磁心用粉末。
【請求項２】
前記シリコーン樹脂は、シロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−結合）を主鎖とし置換基を側鎖とした分子構造をしており、３官能性または４官能性を有する請求項１に記載の磁心用粉末。
【請求項３】
前記側鎖には、メチル基またはフェニル基が含まれる請求項１または２に記載の磁心用粉末。
【請求項４】
請求項１に記載した磁心用粉末を加圧成形した粉末成形体からなり、
比抵抗および強度に優れることを特徴とする圧粉磁心。
【請求項５】
加熱硬化型のシリコーン樹脂を含む第１溶液に軟磁性粉末を接触させる第１接触工程と該第１接触工程後の軟磁性粉末を前記第１溶液中のシリコーン樹脂がゲル化する第１変態温度以上の第１乾燥温度で乾燥させる第１乾燥工程とを経て該軟磁性粉末の粒子表面に第１被覆層を形成する第１被覆層形成工程と、
加熱硬化型のシリコーン樹脂を含む第２溶液に前記第１被覆層の被覆された軟磁性粉末を接触させる第２接触工程と該第２接触工程後の軟磁性粉末を該第２溶液中のシリコーン樹脂がゲル化する第２変態温度未満の第２乾燥温度で乾燥させる第２乾燥工程とを経て前記第１被覆層上にさらに第２被覆層を形成する第２被覆層形成工程とからなり、
請求項１に記載の磁心用粉末が得られることを特徴とする磁心用粉末の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の磁心用粉末を金型に充填する充填工程と、
該金型内の磁心用粉末を加圧成形する成形工程と、
該成形工程後に得られた粉末成形体を、前記第２変態温度以上で前記第１被覆層の耐熱温度以下の温度で加熱する加熱工程とを備え、
比抵抗および強度に優れた圧粉磁心が得られることを特徴とする圧粉磁心の製造方法。
【請求項７】
前記加熱工程は、前記成形工程後の粉末成形体内の残留歪みまたは残留応力を除去するために焼鈍する焼鈍工程である請求項６に記載の圧粉磁心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体積比抵抗値（以下、単に「比抵抗」という。）および強度に優れる圧粉磁心、その圧粉磁心が得られる磁心用粉末およびそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変圧器（トランス）、電動機（モータ）、発電機、スピーカ、誘導加熱器、各種アクチュエータ等、我々の周囲には電磁気を利用した製品が多々ある。これらの製品は交番磁界を利用したものが多く、局所的に大きな交番磁界を効率的に得るために、通常、磁心（軟磁石）をその交番磁界中に設けている。
【０００３】
このような磁心は、交番磁界中で大きな磁束密度が得られることが求められるのみならず、交番磁界中で使用したときの高周波損失（以下、磁心の材質に拘らず、単に「鉄損」という。）が少ないことが求められる。この鉄損には渦電流損失、ヒステリシス損失および残留損失があるが、中でも交番磁界の周波数が高くなる程に高くなる渦電流損失を低減することが重要である。
【０００４】
このような磁心として最近では、高磁束密度と低損失の両立を図り得ると共に各種形状に成形可能な圧粉磁心の開発、研究が盛んに行われている。この圧粉磁心は、絶縁皮膜で被覆した軟磁性粉末（磁心用粉末）を加圧成形したものである。圧粉磁心の構成粒子がそれぞれ絶縁被覆されているため、比抵抗が大きくなり、渦電流損失の低減を図れる。
また、高密度成形された圧粉磁心の内部（軟磁性粉末の粒子内部）には多くの歪み（残留歪み）等が導入される。この歪みは圧粉磁心の保磁力を高め、ヒステリシス損失を増加させると共に圧粉磁心の応答性を低下させ得る。このような歪み等を除去するために圧粉磁心に焼鈍等の加熱処理がなされる。
【０００５】
もっとも、Ｆｅを主成分とする軟磁性粉末から残留歪みや残留応力等を十分に除去するには、４００〜７８０℃程度の高い温度まで加熱する必要がある。このような高温で圧粉磁心を加熱すると、従来のリン酸塩等からなる絶縁皮膜は破壊、消失等してしまうため、シリコーン樹脂を用いて耐熱性のあるシリカ（ＳｉＯ２）皮膜からなる絶縁皮膜を形成することが行われており、下記の特許文献に関連した記載がある。
【特許文献１】特開２００１−３４２５０１号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、１番目にメチル基ストレート型シリコーン樹脂と軟磁性粉末である鉄粉とを混合、乾燥させた後、２番目にエポキシ樹脂とそのシリコーン樹脂処理後の鉄粉とを混合、乾燥させた鉄基混合粉末に関して記載している（特許文献１の表２の実施例１３）。さらにこの鉄基混合粉末を加圧成形した後、１４０℃でキュア熱処理した圧粉磁心を提案している。
もっとも、この圧粉磁心は、結局、耐熱温度の低いエポキシ樹脂をバインダとして使用しているため、加圧成形した圧粉磁心に対して高温域での焼鈍等を行い難いか、または焼鈍等を行うとすると、圧粉磁心の構成粒子の結合が弱まり、圧粉磁心の強度の低下が考えられる。
【０００７】
特許文献２には、三層構造の被覆を施した粉末粒子からなる軟磁性粉末を加圧成形した圧粉磁心が記載されている。この圧粉磁心の場合、シリコーン樹脂からなる皮膜は軟磁性粉末の粒子の最外層（第３層）に形成されているが、その最外層の皮膜は、加圧成形前の粉末の段階でシリコーン樹脂を２５０℃で６０分間加熱硬化させて形成されている。すなわち、特許文献２の圧粉磁心は、粒子表面にシリカ皮膜が形成され終った軟磁性粉末を加圧成形したものである。
【０００８】
ところで、圧粉磁心はそもそも、比抵抗が大きいという電気的特性のみならず、その成形自由度が大きくて複雑な形状のものも安価に製作できることに大きな利点を有する。この利点を活かして圧粉磁心を実用化する上で、比抵抗の増大に併せて圧粉磁心の強度向上が強く望まれている。
ところが、従来の圧粉磁心は、あくまでも軟磁性粉末の構成粒子が塑性変形によるアンカー効果などにより機械的結合をしているに過ぎず、圧粉磁心の強度（例えば、圧環強度）は必ずしも充分ではなかった。確かに、超高圧成形した圧粉磁心は高密度で高強度ではあったが、現状ではさらなる強度向上が望まれている。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、耐熱性絶縁皮膜による圧粉磁心の鉄損（特に渦電流損失）低減と、構成粒子間の結合強化による圧粉磁心の強度向上との両立を従来になく高次元で達成できる圧粉磁心およびその製造方法を提供することを目的とする。併せて、本発明は、その圧粉磁心の構成粒子となる磁心用粉末およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、軟磁性粉末を加熱硬化型のシリコーン樹脂の溶液中で混合、乾燥させる処理を２度繰返し、その内の第１回目は比較的高温で混合物を加熱乾燥させ、第２回目はそれよりも低温で混合物を加熱乾燥させて得られた磁心用粉末を用いることで、比抵抗と強度との両方に優れた圧粉磁心を得ることに成功した。そしてこの成果を発展させることで、本発明者は以降に述べる種々の発明を完成させるに至った。
【００１１】
〈磁心用粉末および圧粉磁心〉
（１）本発明の磁心用粉末は、軟磁性粉末と、該軟磁性粉末の粒子表面を被覆する第１被覆層および該第１被覆層をさらに被覆する第２被覆層からなる表面皮膜と、からなる磁心用粉末であって、前記第１被覆層は、加熱硬化型のシリコーン樹脂を含む第１溶液に前記軟磁性粉末を接触させる第１接触工程と該第１接触工程後の軟磁性粉末を前記第１溶液中のシリコーン樹脂がゲル化する第１変態温度以上の第１乾燥温度で乾燥させる第１乾燥工程とを有する第１被覆層形成工程を経て形成され、前記第２被覆層は、加熱硬化型のシリコーン樹脂を含む第２溶液に前記第１被覆層の被覆された軟磁性粉末を接触させる第２接触工程と該第２接触工程後の軟磁性粉末を該第２溶液中のシリコーン樹脂がゲル化する第２変態温度未満の第２乾燥温度で乾燥させる第２乾燥工程とを有する第２被覆層形成工程を経て形成され、加圧成形されることにより比抵抗および強度に優れた圧粉磁心が得られることを特徴とする。
【００１２】
（２）また、本発明の圧粉磁心は、この磁心用粉末を加圧成形した粉末成形体からなり、比抵抗および強度に優れることを特徴とする。
【００１３】
（３）本発明の磁心用粉末を用いることで、比抵抗と強度の両方に優れる圧粉磁心を得ることが可能であるが、その詳細なメカニズムは必ずしも定かではない。現状では次のように考えられる。
本発明の磁心用粉末では、先ず第１被覆層形成工程の第１乾燥工程で、第１接触工程後の軟磁性粉末は第１変態温度以上に加熱される。このため、軟磁性粉末の粒子に付着した加熱硬化型のシリコーン樹脂はより硬質なシリコーン樹脂皮膜となって軟磁性粉末の粒子表面を被覆する。この段階で、ある程度、比抵抗および耐熱性に優れる絶縁皮膜がほぼ完成されると思われる。
【００１４】
次に、第２被覆層形成工程の第２乾燥工程では、第２接触工程後の軟磁性粉末が加熱されるが、その第２乾燥温度は第１乾燥温度よりも低温であり、第２変態温度未満に過ぎない。このため、第１被覆層で被覆された軟磁性粉末の粒子表面に、第２接触工程で付着した加熱硬化型のシリコーン樹脂は、硬質なシリコーン樹脂皮膜にまでは至らない。つまり、この第２被覆層は乾燥していても、ほとんど未硬化で軟質状態にあると思われる。少なくとも、第２被覆層は第１被覆層よりは軟質である。
なお、本明細書では、第１被覆層または第２被覆層を問わず、加熱硬化型のシリコーン樹脂を適宜、単に「シリコーン樹脂」と称する。
【００１５】
こうして得られた磁心用粉末を加圧成形すると、軟質な第２被覆層が軟磁性粉末粒子間の隙間（三重点など）に塑性流動し易くなり、隙間が第２被覆層によって充填されたような形態の粉末成形体が得られる。そしてこの粉末成形体を加熱すると、第２被覆層中の未硬化のシリコーン樹脂皮膜が隣接する軟磁性粉末の粒子の皮膜間でも架橋するようになり、ゲル化が進行すると共により硬質化すると思われる。
また、この比較的軟質の第２被覆層が、磁心用粉末の加圧成形時に既に形成されていた第１被覆層からなる硬質の絶縁皮膜を保護する役割を果すと思われる。その結果、第１被覆層による構成粒子表面の絶縁性は少なくとも確保され、充分で安定した比抵抗の圧粉磁心が得られる。
こうして最終的に磁心用粉末を加圧成形したときでも、少なくとも第１被覆層からなる耐熱性のある絶縁皮膜が確実に確保されつつ、しかも第２被覆層によって粉末粒子間の結合が強固になされ、比抵抗および圧環強度等に優れる強固な圧粉磁心が得られることになったと思われる。
【００１６】
（３）ところで、第１変態温度または第２変態温度（以下、両者を区別せず「変態温度」と適宜いう。）は、軟磁性粉末の被覆に用いたシリコーン樹脂がゲル化する温度、すなわち、ゾルからゲルに転移する温度（ゾル−ゲル転移点）である。
本発明で用いた加熱硬化型のシリコーン樹脂を加熱すると、その温度の上昇と共に粘度が低下するが、隣接するシリコーン樹脂のもつ官能基間で架橋し合い、次第にゾルの粘度が上昇する。そしてある程度反応が進むと、ゲル化が起こり、その粘度は急激に上昇する。このように、シリコーン樹脂の粘度が急上昇するときの温度が変態温度である。この変態温度は、使用するシリコーン樹脂の種類によって異なる。シリコーンのゲル化反応は、系の温度、加熱による粘度低下による流動性の度合い、加熱する時間によりその進み方が左右されるため、加熱温度のみで定義することは困難であるが、所定の加熱温度でのゲル化の度合いにより、再現よく定めることができる。
本発明に係る変態温度を定義するとすれば次のようになる。すなわち、一定時間でシリコーン樹脂の粘度が急上昇しゾルからゲルへ転移する加熱温度が変態温度となる。このような変態温度の具体例として、例えば、信越化学工業（株）社製のＫＲ−２４２Ａの場合、保持時間７００秒のときの変態温度は１５０℃、また、保持時間１２０秒のときの変態温度は２００℃である。
また、第１被覆層中のシリコーン樹脂は、大部分が架橋してゲル化した状態にあると思われるが、架橋していない部分が当然に残存していてもよい。逆に、第２被覆層中のシリコーン樹脂は、架橋が進行しておらず、大部分がゾル状態にあるとおもわれるが、一部が架橋してゲル化していても良い。結局、本発明では、シリコーン樹脂のゲル化の程度やそれに伴う硬質または軟質の程度は、第１被覆層と第２被覆層との間の相対的なものに過ぎないことを断っておく。
さらに、本発明でいう第１被覆層と第２被覆層は、磁心用粉末の段階では峻別できるとしても、その磁心用粉末を加圧成形した粉末成形体をさらに加熱した圧粉磁心になると、両者の区別は困難な場合が多いと思われる。すなわち、第２被覆層は第１被覆層と独立して粒子間の結合をするとは限らない。特に、両者の原料となる加熱硬化型のシリコーン樹脂溶液が実質的に同一の場合、最終的な圧粉磁心を分析すると、第１被覆層と第２被覆層は一体となって硬化したシリコーン樹脂被膜を形成している場合もあると考えられる。従って、本発明の磁心用粉末、特に圧粉磁心において、第１被覆層と第２被覆層という区別はプロダクト・バイ・プロセス的に構造を特定するための便宜上のものに過ぎないことを断っておく。
【００１７】
ちなみに、本発明者の調査研究によると、単にシリコーン樹脂を一層だけ被覆した磁心用粉末を加圧成形した圧粉磁心と、本発明のように二層で被覆した磁心用粉末を加圧成形した圧粉磁心とでは、軟磁性粉末の粒子表面に形成される皮膜の様子が異なることが確認されている。例えば、変態温度未満の乾燥温度で一度しか被覆処理を行わなかった磁心用粉末からなる圧粉磁心は、皮膜自体が軟質であるため、加圧成形の際に、磁心用粉末の変形に追従した皮膜の流動が起こり得る。このため、三重点（隣接する３つの粉末粒子間にできる空隙）や粒界などの隙間まで皮膜を構成するシリコーン樹脂が充填され易い。この際、膜厚が薄くなるため隣接する粉末粒子同士が絶縁皮膜を破って接触・短絡し、比抵抗が低下し易くなる。
また、変態温度以上の乾燥温度で一度しか被覆処理を行わなかった磁心用粉末からなる圧粉磁心は、皮膜が硬質なため、加圧成形の際に、磁心用粉末の変形に対して皮膜の追従が困難となり、皮膜中に亀裂を生じ易くなる。このため、皮膜内（皮膜中）を起点とする破壊が生じ得る（凝集破壊）。また、皮膜が硬質なために、三重点や粒界などに多くの隙間が存在する状態になって、粉末粒子間の結合が弱まり、圧粉磁心の強度が低下し易くなる。
【００１８】
このような従来の圧粉磁心に対して本発明の圧粉磁心は、軟磁性粉末の表面に被覆したシリコーン樹脂皮膜の凝集破壊もほとんどなく、また、粒子間の隙間もシリコーン樹脂で充填されていた。このような事情により、本発明の圧粉磁心は比抵抗および強度に優れると思われる。
このようにして観ると、第１被覆層と第２被覆層との峻別自体は困難でも、それらの形成過程に帰因する相違が、圧粉磁心の微視的な形態または特性として間接的にしろ現れているといえる。従って、このような観点からすれば、本発明の圧粉磁心と従来の圧粉磁心とを区別することは比較的容易である。
【００１９】
〈磁心用粉末の製造方法〉
本発明は、上記以外に、磁心用粉末の製造方法としても把握できる。すなわち、本発明は、加熱硬化型のシリコーン樹脂を含む第１溶液に軟磁性粉末を接触させる第１接触工程と該第１接触工程後の軟磁性粉末を前記第１溶液中のシリコーン樹脂がゲル化する第１変態温度以上の第１乾燥温度で乾燥させる第１乾燥工程とを経て該軟磁性粉末の粒子表面に第１被覆層を形成する第１被覆層形成工程と、加熱硬化型のシリコーン樹脂を含む第２溶液に前記第１被覆層の被覆された軟磁性粉末を接触させる第２接触工程と該第２接触工程後の軟磁性粉末を該第２溶液中のシリコーン樹脂がゲル化する第２変態温度未満の第２乾燥温度で乾燥させる第２乾燥工程とを経て前記第１被覆層上にさらに第２被覆層を形成する第２被覆層形成工程とからなり、前述した本発明に係る磁心用粉末が得られることを特徴とする磁心用粉末の製造方法ともいえる。
【００２０】
〈圧粉磁心の製造方法〉
さらに本発明は、圧粉磁心の製造方法としても把握できる。すなわち、本発明は、前述の本発明に係る磁心用粉末を金型に充填する充填工程と、該金型内の磁心用粉末を加圧成形する成形工程と、該成形工程後に得られた粉末成形体を、前記第２変態温度以上で前記第１被覆層の耐熱温度以下の温度で加熱する加熱工程とを備え、比抵抗および強度に優れた圧粉磁心が得られることを特徴とする圧粉磁心の製造方法ともいえる。
【００２１】
〈付加的構成〉
本発明の磁心用粉末、圧粉磁心またはそれらの製造方法は、上述の構成に加えて、次に列挙する構成中から任意に選択した一つまたは二つ以上が付加されると好適である。なお、下記から選択された構成は、複数の発明に重畳的かつ任意的に付加可能であることを断っておく。また、便宜上、圧粉磁心または磁心用粉末自体とそれらの製造方法とを区別して記載するが、下記に示したいずれの構成も、カテゴリーを越えて相互に適宜組合わせ可能である。例えば、軟磁性粉末の組成に関する構成であれば、磁心用粉末自体や圧粉磁心自体にも、それらの製造方法にも関連することはいうまでもない。また、一見、「方法」に関する構成のように見えても、プロダクトバイプロセスとして理解すれば、「物」に関する構成ともなり得る。
【００２２】
（１）磁心用粉末または圧粉磁心
(i)少なくとも第１被覆層は、ゲル化したシリコーン樹脂皮膜である。
(ii)第１被覆層および第２被覆層から形成される表面皮膜は、圧粉磁心中でゲル化したシリコーン樹脂からなる絶縁皮膜となる。
(iii)第１被覆層形成工程と第２被覆層形成工程で用いるシリコーン樹脂は同一または同種である。
(iv)軟磁性粉末は、該軟磁性粉末全体を１００質量％としたときに０．２〜４質量％好ましくは０．８〜３質量％  のケイ素（Ｓｉ）と残部が鉄（Ｆｅ）と不可避不純物および／または改質元素とからなる。
(v)軟磁性粉末は、粒径の下限が２０μｍ、５０μｍさらには８０μｍであり、粒径の上限が３００μｍ、２５０μｍさらには２３０μｍである。
(vi)軟磁性粉末は、水アトマイズ粉またはガスアトマイズ粉またはガス水アトマイズ粉である。
(vii)軟磁性粉末全体を１００質量％としたときの第１被覆層形成工程におけるシリコーン樹脂の配合量は、０．１〜１質量％である。
(viii)軟磁性粉末全体を１００質量％としたときの第２被覆層形成工程におけるシリコーン樹脂の配合量は、０．１〜１質量％である。
(ix)第１被覆層の膜厚は０．３〜３．５μｍである。
(x)第２被覆層の膜厚は０．３〜３．５μｍである。
(xi)圧粉磁心は、真密度（ρ０）に対する嵩密度（ρ）の比である密度比（ρ／ρ０：％）が９６％以上、９７％以上さらには９８％以上である。
(xii)圧粉磁心の比抵抗は、３００μΩｍ以上、７００μΩｍ以上、１０００μΩｍ以上、２０００μΩｍ以上、３０００μΩｍ以上、４０００μΩｍ以上、５０００μΩｍ以上さらには１００００μΩｍ以上である。
(xiii)圧粉磁心の圧環強度は、２０ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以上、４０ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以上さらには６０ＭＰａ以上である。
(ixv)圧粉磁心は、電動機または発電機の界磁または電機子を構成する鉄心である。
(xv)その電動機は自動車用である。
【００２３】
（２）磁心用粉末または圧粉磁心の製造方法
(i)第１溶液と第２溶液とは実質的に同一である。
(ii)第１溶液または第２溶液の溶媒は有機溶媒（例えば、アセトン）である。
(iii)第２溶液はカップリング剤（特に、シランカップリング剤）を含む。
(iv)第１乾燥温度は、１５０〜３００℃さらには２００〜２７０℃である。
(v)第２乾燥温度は、５０〜１５０℃さらには８０〜１２０℃である。
(vi)加熱工程は、成形工程後の粉末成形体内の残留歪みまたは残留応力を除去するために焼鈍する焼鈍工程である。
(vii)加熱工程の加熱温度（または焼鈍温度）の下限は４００℃〜９００℃さらには５００〜８００℃である。
(viii)充填工程は高級脂肪酸系潤滑剤を内面に塗布した金型へ前記磁心用粉末を充填する工程であり、成形工程は磁心用粉末と該金型の内面との間に前記高級脂肪酸系潤滑剤とは別の金属石鹸皮膜が生成される成形温度と成形圧力で加圧成形する温間高圧成形工程である。
【００２４】
〈その他〉
（１）本明細書でいう「圧粉磁心」はその形態を問わない。つまり、圧粉磁心は、機械加工等が適宜なされる素材またはバルク状であっても良いし、最終的な形状またはそれに近い構造部材自体であっても良い。
【００２５】
（２）「改質元素」は、磁気的特性、電気的特性または機械的特性などにおいて、圧粉磁心の特性改善に有効な元素である。改善される特性の種類は問わないし、元素の種類も組合わせも問わない。このような元素として、Ｓｉ以外ではＡｌ、Ｎｉ、Ｃｏなどがある。ちなみに、このような改質元素の含有量は、通常、磁気的特性の低下を招来しないように、比較的少量とされる。
「不可避不純物」は、軟磁性粉末の原料（溶湯など）に含まれる不純物、粉末形成時に混入等する不純物などがあり、コスト的または技術的な理由等により除去することが困難な元素である。本発明に係る軟磁性粉末の場合であれば、例えば、Ｃ、Ｓ、Ｃｒ、Ｐ、Ｍｎ等がある。
なお当然ながら、軟磁性粉末は基本元素（例えば、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉ）の種類および組成が重要であるため、改質元素や不可避不純物の割合は特に限定されない。従って、不可避不純物は勿論のこと、改質元素が含まれない軟磁性粉末およびその磁心用粉末を用いた圧粉磁心も、本発明の範囲内であることに変わりはない。
【００２６】
（３）特に断らない限り、本明細書でいう「ｘ〜ｙ」は、下限ｘおよび上限ｙを含む。また、本明細書に記載した下限および上限は任意に組合わせて「ａ〜ｂ」のような範囲を構成し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
発明の実施形態を挙げて本発明をより詳しく説明する。
なお、以下の実施形態を含め、本明細書で説明する内容は、本発明に係る磁心用粉末や圧粉磁心のみならず、それらの製造方法にも、適宜適用できる。また、いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
【００２８】
〈磁心用粉末〉
磁心用粉末は、粒子表面が本発明に係る表面皮膜で被覆された軟磁性粉末からなる。
（１）軟磁性粉末
軟磁性粉末は、通常、８属遷移元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等）などの強磁性元素を主成分とする。中でも、取扱性、入手性、コスト等から、Ｆｅをベースとするものが好ましい。
主成分であるＦｅに、Ｓｉを含有させたＦｅ−Ｓｉ合金粉末が圧粉磁心の原料粉末によく用いられる。Ｓｉは粉末粒子の電気抵抗率を高め、圧粉磁心の比抵抗を向上させ、渦電流損失を低減させるからである。
【００２９】
そこで、軟磁性粉末全体を１００質量％としたときに、Ｓｉの下限を０．２質量％さらには０．８質量％として、Ｓｉの上限を４質量％さらには３質量％とすると好ましい。Ｓｉが過少では効果がなく、Ｓｉが過多になると、圧粉磁心の磁気的特性（磁束密度）の低下、軟磁性粉末の成形性の低下を生じ得る。なお、軟磁性粉末の粒子中にＳｉが含まれると、その粒子を被覆するシリコーン樹脂皮膜との結合性が向上し、剥離し難い絶縁皮膜が形成され易くなる。
【００３０】
勿論、圧粉磁心の用途に応じて、磁気的特性や成形性の向上を図る観点から、軟磁性粉末は純度９９．５％以上、９９．７％以上さらには９９．８％以上の純鉄粉でもよい。さらに、鉄系の軟磁性粉末は、上述のＳｉ以外に、軟磁性粉末全体を１００質量％としたときに、Ｃｏを５〜３０質量％、ＳｉやＡｌを０．３〜４質量％程度含んでも良い。
軟磁性粉末は、複数の粉末を混合した混合粉末でも良い。例えば、純鉄粉とＦｅ−４９Ｃｏ−２Ｖ（パーメンジュール）粉、純鉄粉とＦｅ−３Ｓｉ粉、センダスト（Ｆｅ−９Ｓｉ−６Ａｌ）粉と純鉄粉等の混合粉末であっても良い。
【００３１】
圧粉磁心の高密度化のためには、軟磁性粉末の粒径が２０〜３００μｍ、５０〜２５０μｍさらには８０〜２３０μｍであると好適である。軟磁性粉末の粒径が過大では渦電流損失の低減が図り難く、その粒径が過小ではヒステリシス損失の低減が図り難い。なお、軟磁性粉末の分級は、篩い分法等により容易に行える。
【００３２】
軟磁性粉末の製造方法は問わない。粉砕粉でもアトマイズ粉でも良い。アトマイズ粉は、水アトマイズ粉、ガスアトマイズ粉、ガス水アトマイズ粉のいずれでも良い。水アトマイズ粉は、現状、もっとも入手性が良く低コストである。水アトマイズ粉は、その粒子形状がいびつであるので、それを加圧成形した粉末成形体の機械的強度を向上させ易い。
一方、ガスアトマイズ粉の粒子が略球状をしている擬球状粉である。各粒子の形状が略球状をしているため、軟磁性粉末を加圧成形した際に、各粉末粒子間の攻撃性が低くなり、絶縁皮膜の破壊等が抑制され、比抵抗の高い圧粉磁心が安定して得られ易い。
【００３３】
また、ガスアトマイズ粉は略球状粒子からなるため、粒子形状の歪な水アトマイズ粉等に比べてその表面積は小さい。このため、絶縁皮膜の全量が同じであっても、ガスアトマイズ粉を用いる方がより厚い絶縁皮膜の形成が可能となり、渦電流損失をより低減し易い。逆に、同じ膜厚の絶縁皮膜を設けるのであれば、絶縁皮膜の全量を低減することができ、圧粉磁心の磁束密度を高めることが可能となる。さらに、ガスアトマイズ粉は、粉末粒子内の結晶粒径が大きいため、保磁力が小さくなりヒステリシス損失の低減を図り易い。従って、ガスアトマイズ粉のような擬球状粉を使用することで、磁気的特性の向上と鉄損の低減との両立を図り易い。勿論、軟磁性粉末は、アトマイズ粉以外の粉末でもよく、例えば、合金インゴットをボールミル等で粉砕した粉砕粉でもよい。このような粉砕粉は、熱処理（例えば、不活性雰囲気中で８００℃以上に加熱）によって結晶粒径を大きくすることも可能である。
【００３４】
（２）表面皮膜または絶縁皮膜
軟磁性粉末の粒子表面に形成される表面皮膜は、第１被覆層および第２被覆層からなる。第１被覆層は軟磁性粉末の粒子表面に付着したシリコーン樹脂が変化したシリコーン樹脂皮膜からなる。第２被覆層は、その第１被覆層上に付着したシリコーン樹脂が未だ完全にはゲル化していない状態、いいかえるなら、ゾル状態のシリコーン樹脂が少なくとも一部残存している状態である。勿論、前述した通り、加圧成形後の加熱によってその第２被覆層もゲル化が進行した硬質な絶縁皮膜となる。
【００３５】
この絶縁皮膜の膜厚は、０．３〜３．５μｍさらには０．８〜２μｍであると好ましい。存在割合でいうなら、圧粉磁心全体を１００質量％としたときに、絶縁皮膜は０．１〜１質量％、さらには０．２〜０．８質量％であると好ましい。絶縁皮膜の膜厚または存在割合等が過小では、圧粉磁心の比抵抗が小さくなり鉄損を十分に低減できない。一方、絶縁皮膜の膜厚等が過大では、圧粉磁心の磁気的特性の低下を招く。なお、絶縁皮膜は本来、粉末粒子の一粒一粒毎に形成されていることが理想的である。しかし、実際には、数個の粒子が固まった状態でその周りに絶縁皮膜が形成されていることもあり、このような状態であっても本発明の想定範囲内である。
【００３６】
（３）シリコーン樹脂
本発明の場合、上記の表面皮膜または絶縁皮膜は、主に加熱硬化型のシリコーン樹脂によって形成される。このシリコーン樹脂皮膜は、構成粒子の表面を被覆する絶縁皮膜として機能するのみならず、構成粒子間の結合するバインダとしても機能し得る。
シリコーン樹脂がゲル化する変態温度はシリコーン樹脂の種類によって異なるため一概に特定することはできないが、ほぼ１５０〜３００℃程度である。この温度に加熱することで軟磁性粉末の粒子表面に付着したシリコーン樹脂は硬質なシリコーン樹脂皮膜となる。このシリコーン樹脂皮膜は、温度の上昇に伴い、シロキサン結合が進行するため、焼鈍等の高温加熱処理を行うことで部分的な架橋から全体的な架橋となり、皮膜強度が向上する。また、このシリコーン樹脂皮膜は耐熱性に優れるため、成形後の圧粉磁心に対して焼鈍等の高温加熱を行っても破壊等されず、前記の架橋が一層進行して、磁心用粉末の粒子同士の結合が強化される。
【００３７】
なお、軟磁性粉末の粒子表面に形成されるシリコーン樹脂皮膜は、軟磁性粉末がＳｉを０．２質量％以上含有していると安定的に形成され易い。理由は定かではないが、軟磁性粉末の表面にあるＳｉ原子にシリコーン樹脂が化学吸着し易いためではないかと思われる。この観点から、軟磁性粉末は全体を１００質量％としたときにＳｉを０．２〜３質量％さらには０．８〜２質量％以上含むと好ましい。
【００３８】
シリコーン樹脂は、熱によって縮合・硬化する加熱硬化型と、室温で硬化する室温硬化型に大別される。前者は熱を加えることで官能基が反応しシロキサン結合が起こることで架橋が進行し、縮合・硬化が生じる。一方、後者は加水分解反応により室温で官能基が反応し、シロキサン結合が起こることで架橋が進行し、縮合・硬化する。本発明では、加熱温度の異なる第１被覆層形成工程と第２被覆層形成工程により絶縁皮膜を形成するため、
熱硬化型のシリコーン樹脂が本発明に適している。
シリコーン樹脂のシラン化合物の官能基数は、１から最大で４つまである。本発明で用いるシリコーン樹脂の官能基数に制限はない。もっとも、３または４の官能性シラン化合物を有するコーティング用シリコーンを用いると、架橋密度が高くなり好ましい。
【００３９】
シリコーン樹脂の種類としては、レジン系をはじめ、シラン化合物系、ゴム系シリコーン、シリコーンパウダー、有機変性シリコーンオイル、またはそれら複合物など、用途によって形態が異なる。本発明では、いずれのシリコーン樹脂を用いても良い。もっとも、レジン系のコーティング用シリコーン樹脂、すなわち、シリコーンのみで構成されているストレートシリコーンレジンあるいはシリコーンと有機系ポリマー（アルキド、ポリエステル、エポキシ、アクリルなど）とで構成されている変性用シリコーンレジンを用いると、耐熱性、耐候性、耐湿性、電気絶縁性、被覆する際の簡便性の点で好ましい。
【００４０】
このようなシリコーン樹脂の具体例として、例えば、東レダウコーニングシリコーン社製の、804RESIN、805RESIN、806ARESIN、840RESIN、SR2400、Z-6018、217FLAKE、220FLAKE、233FLAKE、249FLAKE、SR2402、QP8-5314、SR2306、SR2316、SR2310、SE5060、SE5070、SE5004、SR2404などが挙げられる。
【００４１】
また、信越化学工業（株）社製のKR251、KR500、KR400、KR255、KR271、KR282、KR311、KR213、KR9218、KR5230、KR5235、KR114A、KR169、KR2038、K5206、KR9706、ES1001N、ES1002T、ES1023、KP64、KP851などが挙げられる。勿論、これらの銘柄以外のシリコーン樹脂であっても良い。さらに本発明では、種類、分子量、官能基が異なる２種類以上のシリコーン樹脂を、適当な割合で混合したシリコーン樹脂を使用しても良い。
【００４２】
なお、シリコーン樹脂により形成される絶縁皮膜は耐熱性を有するが、このことと圧粉磁心の用途または使用環境とは必ずしも一致しない。つまり、磁心用粉末を加圧成形した粉末成形体が加熱処理されることはあっても、圧粉磁心自体は高温環境下で使用されるとは限らない。
また、本発明の第１被覆層形成工程と第２被覆層形成工程とで使用されるシリコーン樹脂は同一種である必要はないが、同一種のものを使用する方が低コスト化や工程の簡素化などを図れるので好ましい。
【００４３】
（４）表面処理方法
軟磁性粉末の粒子表面上の表面皮膜は、前述した第１被覆層形成工程および第２被覆層形成工程により形成される。両工程はいずれも接触工程と乾燥工程とからなる点で共通するが、少なくとも乾燥温度が第１乾燥工程と第２乾燥工程との間で異なる点で相違する。この相違により、少なくとも加圧成形前の磁心用粉末の段階では、軟磁性粉末の表面に形成される第１被覆層と第２被覆層とが質的に異なると思われる。
もっとも、このような重要な相違はあるが、第１被覆層形成工程と第２被覆層形成工程との間で、それぞれの接触工程および乾燥工程は内容的に共通する。そこで以下に説明する内容は、特に断らない限り、第１被覆層形成工程または第２被覆層形成工程に当てはまることを断っておく。
【００４４】
(i)接触工程
接触工程は、軟磁性粉末（第１被覆層が設けられた軟磁性粉末をも含めて、適宜、単に「軟磁性粉末」という。）とシリコーン樹脂の溶液とを接触させる工程である。シリコーン樹脂が液状またはゾル状であれば、それをそのまま本発明でいう溶液として用いてもよい。
【００４５】
もっとも、シリコーン樹脂は通常、粉末状であるかそうでなくても、軟磁性粉末の各粒子表面に均一に接触さ付着させることが難しい形態をしている。そこで、シリコーン樹脂を溶媒に溶解または分散させた均一なシリコーン樹脂溶液として、軟磁性粉末と接触させると効率的である。この接触工程は、溶液中に軟磁性粉末を入れて撹拌しても良いし、溶液を軟磁性粉末に噴霧してもよく、具体的な接触方法は問わない。前記の撹拌には、撹拌棒で撹拌する他、例えば、超音波撹拌などを利用すると、効率的な撹拌を行え、軟磁性粉末の各粒子表面に均一的にシリコーン樹脂を付着させることが可能となる。
【００４６】
溶液を調製する際に用いる溶媒として、例えば、アセトンやメチルエチルケトンに代表されるケトン系溶剤、エタノールやメタノールに代表されるアルコール系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン、フェノール、安息香酸などに代表される芳香族系溶剤、リグロイン、ケロシンなどの石油系溶剤等がある。特に、アセトンなどのケトン系溶剤が、生産性、皮膜の物質性の点で好ましい。なお、シリコーン樹脂が水に可溶あるいは分散可能なら、溶媒に水を用いても良い。
この溶液の濃度は、使用するシリコーン樹脂や溶媒によって一概にはいえないが、施工のし易さや乾燥時間等を考慮して決定すれば良い。例えば、溶媒にアセトンを用いた場合であれば、溶液の濃度を１〜１０（質量％）さらには２〜６（質量％）とすると、生産性、皮膜の物質性の点で好ましい。
【００４７】
本発明では、第１被覆層上に第２被覆層を設けるところ、前述した軟磁性粉末の粒子表面と第１被覆層との被膜の密着性のみならず、第１被覆層と第２被覆層との密着性も重要である。そこで、溶液に適宜、被覆層の密着性を高めるカップリング剤、特にシランカップリング剤を配合すると好ましい。このようなカップリング剤として、ＫＢＭ−３０３、ＫＢＭ−４０３、ＫＢＥ−４０２、ＫＢＥ−４０３、ＫＢＭ−６０２、ＫＢＭ−６０３、ＫＢＭ−９０３、ＫＢＥ−９０３など（信越化学工業社製）がある。
シランカップリング剤は、溶液全体に対して５〜１５（質量％）さらには８〜１２（質量％）であると好ましい。
勿論、シランカップリング剤は第２溶液のみならず、第１溶液に配合してもよい。もっとも、軟磁性粉末がＦｅ−Ｓｉ粉末の場合、シリコーン樹脂との密着性は前述したように優れるため、敢てシランカップリング剤を入れるまでもない。従って、シランカップリング剤を一方（特に第２溶液）のみに配合することで、被覆層の密着性とコストの両立を図れる。このシランカップリング剤を除き、第１溶液と第２溶液とを同じように調製することで、工程管理等が容易になる。
【００４８】
(ii)乾燥工程
乾燥工程は、接触工程後の軟磁性粉末を加熱乾燥させる工程である。乾燥温度、乾燥時間、乾燥雰囲気等の乾燥条件は、用いるシリコーン樹脂や溶媒などによって適宜選択される。本発明に関して乾燥工程中で重要となるのは、乾燥温度である。
本発明の磁心用粉末に関する最大の特徴は、第２乾燥温度を第１乾燥温度よりも低くした点にある。これにより、軟磁性粉末の表面に、先ずは内層となる第１被覆層が比較的硬質に形成され、次にその外側に比較的軟質な第２被覆層が形成される。この磁心用粉末を加圧成形した際、第１被覆層は第２被覆層により保護されると共に第２被覆層自体は磁心用粉末の粒子間の隙間を充填するように塑性流動し、その後の加熱処理により各磁心用粉末の粒子間を非常に強固に結合させる。
【００４９】
このような本発明の趣旨に沿って、第１乾燥温度および第２乾燥温度は理解されるべきであるので、本発明でいう変態温度と乾燥温度との関係は、あまり厳格に解釈されるべきではないことを断っておく。従って、第１被覆層形成工程で形成される第１被覆層中には、ゲル化していないシリコーン樹脂がそのまま残存している部分が多少あってもよいし、逆に、第２被覆層形成工程で形成される第２被覆層中にゲル化したシリコーン樹脂が多少存在していてもよい。
【００５０】
なお、軟磁性粉末とシリコーン樹脂溶液との接触方法によるが、例えば、容器内にある溶液中に軟磁性粉末を投入、撹拌した後に加熱乾燥させた場合、得られた磁心用粉末が容器内で全部または一部が固まった状態となり得る。その場合は、適宜、解砕または粉砕を行う粉末化工程を加えるとよい。この場合、先ずは第１被覆層形成工程で第１接触工程および第１乾燥工程に加えて第１粉末化工程を行った後、同様に、第２被覆層形成工程でも第２接触工程および第２乾燥工程に加えて第２粉末化工程を行うことになる。
【００５１】
なお、このような粉末化工程は、必ずしも元の軟磁性粉末と同程度の粒径にまで解砕等する必要はない。例えば、第２接触工程で軟磁性粉末と第２溶液とを撹拌等する場合であれば、第１粉末化工程の解砕等が充分でなくても、その第２接触工程中に自ずと解砕等して、軟磁性粉末の各粒子表面に均一な第２被覆層の形成が可能だからである。また、第２粉末化工程の解砕等が仮に不十分であったとしても、軟磁性粉末の表面に第１被覆層および第２被覆層が適切に形成されている限り、その後の成形工程で自ずと解砕等され高密度な圧粉磁心が得られるからである。
【００５２】
〈圧粉磁心〉
本発明の圧粉磁心は、上記の磁心用粉末を所望形状に加圧成形した粉末成形体を加熱処理し、軟磁性粉末の表面にシリコーン樹脂皮膜を形成してなる。
（１）加圧成形方法
圧粉磁心は、通常、磁心用粉末を成形用金型（単に「金型」という。）に充填する充填工程と、金型内の磁心用粉末を加圧成形する成形工程とによって成形される。本発明では、磁心用粉末の加圧成形方法を問わないが、高密度で高磁束密度の圧粉磁心を得るためには、超高圧成形が可能な金型潤滑温間高圧成形法を用いると好ましい。この金型潤滑温間高圧成形法は、高級脂肪酸系潤滑剤を内面に塗布した金型へ前記磁心用粉末を充填する充填工程と、磁心用粉末と金型の内面との間に高級脂肪酸系潤滑剤とは別の金属石鹸皮膜が生成される成形温度と成形圧力で加圧成形する温間高圧成形工程とからなる。この金型潤滑温間高圧成形法の詳細については、日本特許公報特許３３０９９７０号公報、日本特許４０２４７０５号公報など多の公報に詳細が記載されている。この金型潤滑温間高圧成形法によれば、金型寿命を延しつつ、高密度な圧粉磁心を容易に得ることが可能となる。
【００５３】
なお、圧粉磁心の成形工程は磁場中成形でも非磁場中成形でも良い。また、金型潤滑温間高圧成形法における「温間」とは、表面皮膜（または絶縁皮膜）への影響や高級脂肪酸系潤滑剤の変質などを考慮して、概して成形温度を７０℃以上、２００℃以下、さらには１００〜１８０℃にするとより好適である。
【００５４】
（２）加熱処理
このように加圧成形された粉末成形体中の磁心用粉末の第２被覆層をさらに加熱して硬質化させることで、軟磁性粉末の各粒子が強固に結合した高強度の圧粉磁心が得られる。この加熱工程は、基本的には、第２被覆層中のゲル化していないシリコーン樹脂をゲル化する工程であり、それが可能な範囲であれば、加熱温度、加熱時間、加熱雰囲気は問わない。
【００５５】
もっとも、圧粉磁心の保磁力やヒステリシス損失を低減するために、粉末成形体中の残留歪みや残留応力の除去を目的として、粉末成形体を焼鈍させることが行われる。そこで、上記の加熱工程が焼鈍工程を兼用すると好ましい。このときの加熱温度は、軟磁性粉末の組成にも依るが、４００〜９００℃さらには５００〜８００℃程度である。軟磁性粉末がＦｅ系粉末であれば、加熱温度を５００〜７８０℃程度にするとよい。加熱時間は、０．１〜１０時間さらには０．５〜２．０時間程度が好ましい。焼鈍工程は比較的高温で加熱するため、その雰囲気は不活性雰囲気が好ましい。
なお、ゲル化したシリコーン樹脂皮膜をその耐熱温度を超えて高温で加熱すると、シリコーン樹脂皮膜が多少変質することもあり得る。もっとも、このような場合も本発明に含まれる。そして、シリコーン樹脂皮膜は耐熱性が高いため、本発明の圧粉磁心は、焼鈍工程後でもその比抵抗は高く維持され得る。
【００５６】
（３）圧粉磁心
本発明の圧粉磁心は、絶対値としての密度、比抵抗、強度などは問わないが、当然ながら、高密度、高比抵抗、高強度であると好ましい。
(i)密度
磁心用粉末を高密度成形した場合、軟磁性粉末の真密度（ρ０）に対する、圧粉磁心の嵩密度（ρ）の比である密度比（ρ／ρ０）が９６％以上、９７％以上、９８％以上さらに９９％以上と高くなる程、より高い磁束密度が得られる。また、本発明の圧粉磁心を構成する軟磁性粉末のＳｉ含有量を比較的少なくすることで、より高い磁束密度を発揮する。
【００５７】
(ii)比抵抗
比抵抗は、基本的に形状に依存しない圧粉磁心ごとの固有値である。同形状の圧粉磁心であれば比抵抗が大きいほど、渦電流損失の低減を図れる。この比抵抗は、絶縁皮膜の種類、絶縁皮膜の量（膜厚）、焼鈍の有無等によって異なるが、比抵抗が５００μΩｍ以上、１０００μΩｍ以上、２０００μΩｍ、３０００μΩｍ以上、４０００μΩｍ、５０００μΩｍさらには１００００μΩｍ以上であると好ましい。
【００５８】
(iii)強度
圧粉磁心の強度は、実用性を考えると非常に重要である。従来の圧粉磁心では、絶縁皮膜で被覆された構成粒子が塑性変形によって主に機械的に結合されているだけであり、その強度は必ずしも充分ではなかった。本発明では、圧粉磁心が高密度であると共に、加熱された磁心用粉末の第２被覆層の影響により、従来よりも圧粉磁心の構成粒子間の結合がより強化される。圧粉磁心の強度は種々の方法により測定され得るが、代表的な指標として圧環強度がある。この圧環強度が２０ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以上、４０ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以上さらには６０ＭＰａ以上であると好ましい。
【００５９】
（４）圧粉磁心の用途
本発明の圧粉磁心は、各種の電磁機器、例えば、モータ、アクチュエータ、トランス、誘導加熱器（ＩＨ）、スピーカ、リアクトル等に利用できる。具体的には、電動機または発電機の界磁または電機子を構成する鉄心に用いられると好ましい。中でも、低損失で高出力（高磁束密度）が要求される駆動用モータ用の鉄心として本発明の圧粉磁心は好適である。ちなみに、このような駆動用モータは、例えば、自動車等に用いられる。
【実施例】
【００６０】
実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。
（磁心用粉末の製造）
（１）軟磁性粉末および溶液
原料粉末（軟磁性粉末）として、Ｆｅ−１％Ｓｉ（単位：質量％）の組成をもつ市販のアトマイズ粉を用意した。
シリコーン樹脂の溶液は、市販のシリコーン樹脂（ＭＯＭＥＮＴＩＶＥ社製、「ＹＲ３３７０」）を５０倍の有機溶媒（アセトン）で溶解して得た。このシリコーン樹脂の変態温度は３０分保持の場合１５０℃である。この溶液を第１溶液とした。
第２溶液は、第１溶液と同じものと、第１溶液にシランカップリング剤（信越化学工業社製／ＫＢＭ−４０３）をシリコーン樹脂１０に対して１の割合（シリコーン樹脂：シランカップリング剤＝１０：１）で添加したものとの２種類を用意した。
【００６１】
（２）第１被覆層形成工程
上記の溶液（第１溶液）と軟磁性粉末とを混合し、撹拌した（第１接触工程）。この撹拌は、超音波撹拌装置を用いて４５℃ｘ４０分の条件でおこなった。
なお、溶液と軟磁性粉末の割合は、軟磁性粉末１００質量％に対してシリコーン樹脂が０．３質量％の割合となるようにした。こうして撹拌混合した軟磁性粉末および溶液を容器ごと加熱装置に入れて、大気雰囲気中で２５０℃（第１乾燥温度）ｘ３０分の条件で加熱乾燥させた（第１乾燥工程）。得られた粉末の塊を乳鉢を用いて解砕した。
こうして軟磁性粉末の粒子表面が第１被覆層で被覆された一次粉末を得た。
【００６２】
（３）第２被覆層形成工程
この１次粉末に対して、第１被覆層形成工程と同様の処理（第２接触工程および第２乾燥工程）を行い、得られた粉末の塊を乳鉢を用いて解砕した。こうして、軟磁性粉末の粒子表面上の第１被覆層をさらに第２被覆層で被覆した磁心用粉末を得た。なお、第２溶液には、シランカップリング剤を含むものと、含まないものとをそれぞれ使用し、また、第２乾燥温度は１００℃とした。
【００６３】
（４）得られた磁心用粉末に金型潤滑温間高圧成形法を適用して、リング状（外径：φ３９ｍｍ×内径φ３０ｍｍ×厚さ５ｍｍ）の試験片を製作した。各試験片（圧粉磁心）の成形に際して、内部潤滑剤や樹脂バインダー等は、一切使用しなかった。具体的には、次のようにして金型潤滑温間高圧成形法を行った。
（ａ）各試験片形状に応じたキャビティを有する超硬製の金型を用意した。この金型をバンドヒータで予め１３０℃に加熱しておいた。また、この金型の内周面には、予めＴｉＮコート処理を施し、その表面粗さを０．４Ｚとした。
【００６４】
加熱した金型の内周面に、水溶液に分散させたステアリン酸リチウム（１％）をスプレーガンにて１０ｃｍ３／分程度の割合で均一に塗布した。ここで用いた水溶液は、水に界面活性剤と消泡剤とを添加したものである。界面活性剤には、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル（ＥＯ）６、（ＥＯ）１０及びホウ酸エステルエマルボンＴ−８０を用い、それぞれを水溶液全体（１００体積％）に対して１体積％づつ添加した。また、消泡剤には、ＦＳアンチフォーム８０を用い、水溶液全体（１００体積％）に対して０．２体積％添加した。また、ステアリン酸リチウムには、融点が約２２５℃で、粒径が２０μｍのものを用いた。その分散量は、上記水溶液１００ｃｍ３に対して２５ｇとした。そして、これをさらにボールミル式粉砕装置で微細化処理（テフロンコート鋼球：１００時間）し、得られた原液を２０倍に希釈して最終濃度１％の水溶液として、上記塗布工程に供した。
【００６５】
（ｂ）ステアリン酸リチウムが内面に塗布されたその金型へ上記の磁心用粉末を充填した（充填工程）。
【００６６】
（ｃ）金型を１３０℃に保持したまま、基本的に１５６８ＭＰａの成形圧力で、その金型内に充填された磁心用粉末を温間加圧成形した（成形工程）。なお、この温間高圧成形に際して、いずれの磁心用粉末も金型とかじり等を生じることがなく低い抜圧で粉末成形体をその金型から取出すことができた。
【００６７】
（５）得られた各粉末成形体に、流量８リットル／分の窒素雰囲気中で７５０℃ｘ１時間の加熱処理を施した（加熱工程または焼鈍工程）。
こうして、試験片１（第２溶液へのシランカップリング剤の添加の無し）と試験片２（第２溶液へのシランカップリング剤の添加有り）となる２種の圧粉磁心を得た。
【００６８】
〈比較例〉
上記の実施例に対して、第１被覆層形成工程を第２被覆層形成工程で置換した（要するに第２被覆層形成工程を２回繰返した）磁心用粉末を製造し、試験片Ｃ１となる圧粉磁心を作製した。
【００６９】
また、第１被覆層形成工程の省略した（要するに第２被覆層形成工程のみ）磁心用粉末を製造し、試験片Ｃ２となる圧粉磁心を作製した。さらに、第２被覆層形成工程の省略した（要するに第１被覆層形成工程のみ）磁心用粉末を製造し、試験片Ｃ３となる圧粉磁心を作製した。なお、試験片Ｃ２および試験片Ｃ３では、軟磁性粉末１００質量％に対してシリコーン樹脂量を０．６質量％とした。
【００７０】
〈試験片の測定〉
上記のリング状試験片を用いて圧環強度および比抵抗を測定した。圧環強度は、ＪＩＳ
Ｚ  ２５０７に準ずる方法により測定した。比抵抗は、デジタルマルチメータ（メーカ：（株）エーディーシー、型番：Ｒ６５８１）を用いて４端子法により測定した。
各試験片に関する測定結果を、各試験片の製造条件と共に表１に示す。また、表１の各データに基づいてプロットした、比抵抗と圧環強度との相関図を図１に示す。
さらに、試験片２、試験片Ｃ２および試験片Ｃ３の圧粉磁心を電子顕微鏡で観察した反射電子組織像を図２に示す。
【００７１】
〈各種試験片の評価〉
先ず、表１および図１から、本発明に係る試験片１または試験片２の圧粉磁心は、圧環強度と比抵抗のいずれにも優れることが分る。特に、第２被覆層を形成する第２溶液中にシランカップリング剤を配合した試験片２は、比抵抗が著しく向上していることが分る。
【００７２】
同様のことは図２の各写真からも理解される。すなわち、試験片Ｃ２では、軟磁性粉末の粒子表面を示す白く広い部分が多く、皮膜を示す灰色部分が少なくなっている。これは、皮膜が軟磁性粉末の粒子界面より剥離していることを示している。この理由は、試験片Ｃ２の場合、シリコーン樹脂の乾燥温度が低く、磁心用粉末の絶縁皮膜が軟質であるため、加圧成形の際に、その皮膜が粉末粒子の変形に追従して変形しつつ、亀裂を生じることなく薄く延ばされたためと思われる。
一方、試験片Ｃ２の写真から、軟磁性粉末の粒界や三重点にできる隙間が少なくなっていることも分かる。その皮膜が軟質であるため、加圧成形の際に、構成粒子間の隙間へその絶縁皮膜が流動して充填されたためと思われる。こうして、試験片Ｃ２では、軟磁性粉末の粒子間に接触・短絡が生じて比抵抗が低くなる一方、圧環強度は高くなったと思われる。
【００７３】
試験片Ｃ３では、皮膜を示す灰色部分が全体的に多い。これはシリコーン樹脂の乾燥温度が高く、硬質な絶縁皮膜が磁心用粉末の粒子表面に形成されたために、加圧成形の際に、粉末粒子の変形にその皮膜が追従できず、皮膜に亀裂が生じて、凝集破壊が起こったことを示している。
さらに、構成粒子間の三重点や粒界に多くの隙間が存在している。これは磁心用粉末の粒子上に形成された皮膜が硬質なため、加圧成形の際にその皮膜があまり流動せず、構成粒子間の隙間が充填されなかったためと思われる。こうして、試験片Ｃ３の圧粉磁心は、比抵抗が高くて圧環強度が低いものになったと思われる。
これら試験片Ｃ２や試験片Ｃ３に対して、試験片２は白い部分が多くなり、かつ、構成粒子間の隙間も少ない。これは磁心用粉末の粒子表面に比較的硬質な第１被覆層からなる絶縁皮膜が確実に形成されていると共に、磁心用粉末の粒子間の隙間に比較的軟質な第２被覆層が確実に充填されていたためと思われる。こうして、試験片２の圧粉磁心では、軟磁性粉末の粒子間に接触・短絡が生じることもなく、かつ、磁心用粉末の粒子同士が強固に結合して、比抵抗および圧環強度の両方が高いものになったと思われる。
【００７４】
【表１】
0004847977.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】各試験片の比抵抗と圧環強度との相関図である。
【図２】各試験片の電子顕微鏡写真であり、同図（ａ）は試験片Ｃ２、同図（ｂ）は試験片Ｃ３および同図（ｃ）は試験片２である。
【図１】
0004847977.tif 000003
【図２】
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