特許 6139384 圧粉磁心用粉末

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6139384

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】圧粉磁心用粉末

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/26 20060101AFI20170522BHJP

   B22F 1/02 20060101ALI20170522BHJP

   B22F 3/00 20060101ALI20170522BHJP

【ＦＩ】

   H01F1/26

   B22F1/02 C

   B22F3/00 B

【請求項の数】1

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-235213(P2013-235213)

(22)【出願日】2013年11月13日

(65)【公開番号】特開2015-95598(P2015-95598A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2016年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100129861

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 滝治

(74)【代理人】

【識別番号】100160668

【弁理士】

【氏名又は名称】美馬 保彦

(72)【発明者】

【氏名】小野寺 清孝

(72)【発明者】

【氏名】岡本 大祐

(72)【発明者】

【氏名】ファン ジョンハン

(72)【発明者】

【氏名】原 昌司

【審査官】 小池 秀介

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／０２６９８４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２０２９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１８８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５３０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２４８６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｆ１／００−８／００

Ｃ２２Ｃ１／０４−１／０５

３３／０２

Ｈ０１Ｆ１／１２−１／３８

１／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性粒子からなる磁性粉末の粒子表面に絶縁層が被覆された圧粉磁心用粉末であって、
前記絶縁層は、前記磁性粒子を覆う第１のシリコーン樹脂からなる第１の絶縁層と、
第１の絶縁層の表面に被覆された第２のシリコーン樹脂からなる第２の絶縁層と、を少なくとも備えており、
前記第２のシリコーン樹脂は、ビニルシランとヒドロシランとを含み、かつ、側鎖として、メチル基と、前記ヒドロシランとヒドロシリル化反応をさせるためのビニル基とを含み、前記ビニル基を、全側鎖中、１０〜３０％含有し、前記メチル基を、全側鎖中、２０〜５０％含有しており、
前記第１のシリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分として、該オルガノポリシロキサンは、下記Ｔ２，Ｔ３で表される含ケイ素結合単位を前記単位の個数の割合で、Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）≧０．５５を満たしていることを特徴とする圧粉磁心用粉末。
Ｔ２：Ｒ−Ｓｉ（−ＯＸ）（−Ｏ^＊−）_２
Ｔ３：Ｒ−Ｓｉ（−Ｏ^＊−）_３
（式中、Ｒは水素原子または炭素数が１〜１０の有機基を表し、Ｘは水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｏ^＊は２つのケイ素原子を連結する酸素原子を表す。）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁性粒子からなる磁性粉末の粒子表面に少なくとも絶縁層が被覆された圧粉磁心用粉末に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電動機等に用いる磁心は、圧粉磁心用粉末を圧粉成形することにより製造される。圧粉磁心に用いられる圧粉磁心用粉末は、加圧成形後の各磁性粉末間の電気的な絶縁性を確保するために、磁性粉末の粒子表面に絶縁層が被覆されている。

【0003】

例えば、前記圧粉磁心用粉末として、磁性粉末の表面にシリコーン樹脂等の絶縁性に優れた高分子樹脂を塗布し、絶縁層として樹脂絶縁層を被覆した圧粉磁心用粉末や、磁性粉末の表面に化学気相蒸着法（ＣＶＤ）によりシリカ（ＳｉＯ_２）等の酸化物を蒸着させ、前記絶縁層として酸化物絶縁層を被覆した圧粉磁心用粉末を挙げることができる。この他にも、圧粉磁心用粉末として、磁性粉末の粒子表面から厚さ方向に向って、酸化物絶縁層、シリコーン樹脂絶縁層（高分子樹脂絶縁層）が絶縁層として順次形成された圧粉磁心用粉末が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】ＷＯ２０１０−０２６９８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、圧粉磁心に求められる代表的な特性は、高強度、高比抵抗（低損失）、高磁束密度の３つである。しかし、これらの特性をのうち少なくとも１つの特性を向上させようとした場合、他の特性が損なわれるおそれがある。

【0006】

たとえば、圧粉磁心の高比抵抗（低損失）を実現しようとして、絶縁層への絶縁物質の添加量を増大させると、圧粉磁心の強度および磁束密度が低下してしまう。また、圧粉磁心の高強度を実現しようとして、粉末を構成する粒子同士を結合するバインダーを添加すると、圧粉磁心の磁束密度が低下してしまう。さらに、圧粉磁心の高磁束密度を実現しようとして、絶縁層への絶縁物質の添加量を低減すると、圧粉磁心の比抵抗が増大してしまう。

【0007】

ここで、圧粉磁心は、絶縁層を被覆した粒子で構成される圧粉磁心用粉末を加圧成形に所望の形状にした後、成形時に導入される歪を除去する目的で熱処理（焼鈍）することにより得られる。圧粉磁心の強度は、絶縁層の強度もしくは、絶縁層同士の結合強度により決定されるが、特許文献１の技術では、絶縁層同士の結合強度を向上させる官能基（ビニル基）が粒子（粉末）の表面に少ないため、圧粉磁心に十分な強度が得られないことがあった。

【0008】

圧粉磁心の鉄損は、ヒステリシス損失（ヒス損）と渦電流損失（渦損）の和で表すことができる。このヒス損の低減は、６００℃以上（純鉄粉使用時）の焼鈍で、粒子間を絶縁することにより達成される。しかしながら、６００℃以上の温度で焼鈍した場合、絶縁層を構成する絶縁物質（シリコーン樹脂）の破壊に由来し、圧粉磁心の比抵抗の低下が生じ、渦損が増大するおそれがあった。

【0009】

圧粉磁心の磁束密度は材料中の磁性物質の割合や、磁性物質間の距離に依存する。ここで、圧粉磁心の強度向上のためのバインダーや、比抵抗向上のために絶縁物質を添加すると、磁性物質の割合が減少し、磁束密度が低下することがあった。

【0010】

本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高強度、高比抵抗、および高磁束密度を同時に満たす圧粉磁心用粉末を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決すべく、本発明に係る圧粉磁心用粉末は、磁性粒子からなる磁性粉末の粒子表面に絶縁層が被覆された圧粉磁心用粉末であって、前記絶縁層は、前記磁性粒子を覆う第１のシリコーン樹脂からなる第１の絶縁層と、第１の絶縁層の表面に被覆された第２のシリコーン樹脂からなる第２の絶縁層と、を少なくとも備えており、前記第２のシリコーン樹脂は、ビニルシランとヒドロシランとを含み、かつ、側鎖として、メチル基と、ヒドロシランとヒドロシリル化反応をさせるためのビニル基とを含み、前記ビニル基を、全側鎖中、１０〜３０％含有し、前記メチル基を、全側鎖中、２０〜５０％含有しており、前記第１のシリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分として、該オルガノポリシロキサンは、下記Ｔ２，Ｔ３で表される含ケイ素結合単位を前記単位の個数の割合で、Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）≧０．５５を満たしていることを特徴とする。
Ｔ２：Ｒ−Ｓｉ（−ＯＸ）（−Ｏ^＊−）_２
Ｔ３：Ｒ−Ｓｉ（−Ｏ^＊−）_３
（式中、Ｒは水素原子または炭素数が１〜１０の置換または非置換の１価の有機基を表し、Ｘは水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｏ^＊は２つのケイ素原子を連結する酸素原子を表す。）

【0012】

本発明によれば、第２の絶縁層に、ビニルシランＳｉ−ＣＨ＝ＣＨ_２と、ヒドロシランＳｉ−Ｈと、を含む第２のシリコーン樹脂からなることにより、圧粉磁心の製造段階で、隣接する圧粉磁心用粉末の粒界において、すなわち高分子樹脂絶縁層同士の間（絶縁層の表層部間）において、ビニルシランとヒドロシランとのヒドロシリル化反応（付加反応）を発現させることができる。

【0013】

この結果、隣接する圧粉磁心用粉末の粒界（高分子樹脂絶縁層同士の間）には、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が得られる。この層間の化学結合により、圧粉磁心の磁気特性を低下させることなく、圧粉磁心の機械的強度を向上させることができる。さらに、ヒドロシリル化反応を発現させるために加熱すべき温度領域は、圧粉磁心の成形後の焼鈍時の加熱すべき温度領域とラップするので、焼鈍時に合わせてこの反応を発現させることができる。

【0014】

さらに、本発明では、第２のシリコーン樹脂の側鎖のビニル基、すなわち、Ｓｉ−Ｈのヒドロシランとヒドロシリル化反応するビニルシランのビニル基を、全側鎖中、１０〜３０％含有している。すなわち、シリコーン樹脂は、Ｓｉ−Ｈのヒドロシランを、ビニル基と同等の割合または、それ以上の割合で含有することになる。これにより、焼鈍後の圧粉磁心の強度を確実に高めることができる。すなわち、ビニル基が１０％未満の場合は、充分な強度を得ることができず、３０％を超える場合には、以下に示すメチル基を、充分に含有させることができない。さらに、シリコーン樹脂の側鎖のメチル基を、全側鎖中、２０〜５０％含有することにより、渦損を低減することができる。

【0015】

さらに、第１のシリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分として、オルガノポリシロキサンをＴ２，Ｔ３で表される含ケイ素結合単位を前記単位の個数の割合で、Ｔ３／（Ｔ２＋ｔ３）≧０．５５含んでいるので、焼鈍時に７５０℃まで加熱したとしても、重量変化が２０質量％以下となり（Ｔ３の構造が２０％以上残存し）、圧粉磁心の磁性粉末（磁性粒子）間の絶縁性を高め、圧粉磁心の比抵抗を高めることができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、ビニルシランとヒドロシランとのヒドロシリル化反応により、圧粉磁心の磁気特性の低下を伴うことなく、機械的強度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態に係る圧粉磁心用粉末を示した模式図。

【図2】実施例及び比較例１〜３に係る圧粉磁心の比抵抗と強度との関係を示した図。

【図3】実施例及び比較例１〜３に係る圧粉磁心の磁束密度と強度との関係を示した

【図4】実施例に係る第１のシリコーン樹脂のＳｉ−ＭＡＳ ＮＭＲスペクトル図。

【図5】実施例に係る第２のシリコーン樹脂のメチル基の含有率をＮＭＲを用いて測定した結果を示した図。

【図6】実施例に係る第１のシリコーン樹脂を加熱した際の重量変化を測定した図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、図面を参照して、本発明に係る圧粉磁心用粉末の一実施形態に基づいて説明する。

【0019】

図１は、本実施形態に係る圧粉磁心用粉末を示した模式図を示している。図１に示すように、本実施形態に係る圧粉磁心用粉末は、絶縁層が被覆された粒子の集合体であり、鉄系の磁性粒子１１の粒子表面に絶縁層が被覆されている。絶縁層は、圧粉磁心用粉末の表層部（外側層）に、後述する高分子樹脂絶縁層を有している。

【0020】

磁性粒子１１は、ガスアトマイズにより製造された純鉄からなる粒子（ガスアトマイズ粉からなる粒子）であり、平均粒径が４５０μｍ以下の軟磁性金属粒子である。絶縁層は、酸化物絶縁層（１２，１３）と、高分子樹脂絶縁層（１４，１５）とからなる多層構造の層である。

【0021】

酸化物絶縁層（１２，１３）は、磁性粒子１１と高分子樹脂絶縁層（１４、１５）との間に形成された層であり、リン酸塩を含む絶縁層１２と、Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層１３とを備えた二層構造である。

【0022】

リン酸塩を含む絶縁層１２は、磁性粒子１１の表面に被覆されており、さらに、Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層１３は、リン酸塩を含む絶縁層１２を被覆している。すなわち、酸化物絶縁層は、磁性粒子１１の粒子表面から高分子樹脂絶縁層（１４、１５）に向かって、リン酸塩を含む絶縁層１２及びＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層１３を順次形成することになる。

【0023】

ここで、リン酸塩を含む絶縁層１２とＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層１３とは、下地層として作用するものであり、リン酸塩を含む絶縁層１２は、例えば、ＰＯ、ＳｒＰＯ、ＳｒＢＰＯなどのリン酸塩を含み、より好ましくは、ＳｒＢＰＯを含むことが望ましい。また、Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層１３は、Ａｌ−Ｓｉ系アルコキシドから製作されることが望ましい。

【0024】

高分子樹脂絶縁層は、Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層１３が被覆された磁性粒子を覆う第１のシリコーン樹脂からなる第１の絶縁層１４と、第１の絶縁層の表面に被覆された第２のシリコーン樹脂からなる第２の絶縁層１５とで構成されている。

【0025】

絶縁層１４を被覆する第２の絶縁層１５を構成する第２のシリコーン樹脂は、側鎖として、メチル基と、前記ヒドロシランとヒドロシリル化反応をさせるためのビニル基とを含み、前記第２のシリコーン樹脂は、前記ビニル基を、全側鎖中、１０〜３０％含有し、前記メチル基を、全側鎖中、２０〜５０％含有している。

【0026】

第１の絶縁層１４を構成する前記第１のシリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分として、該オルガノポリシロキサンは、下記Ｔ２，Ｔ３で表される含ケイ素結合単位を前記単位の個数の割合で、Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）≧０．５５を満たしている。
Ｔ２：Ｒ−Ｓｉ（−ＯＸ）（−Ｏ^＊−）_２
Ｔ３：Ｒ−Ｓｉ（−Ｏ^＊−）_３
（式中、Ｒは水素原子または炭素数が１〜１０の置換または非置換の１価の有機基を表し、Ｘは水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｏ^＊は２つのケイ素原子を連結する酸素原子を表す。）

【0027】

一般に、オルガノポリシロキサンはＭ構造（Ｍ単位）、Ｄ構造（Ｄ単位）、Ｔ構造（Ｔ単位）、Ｑ構造（Ｑ単位）と呼ばれる含ケイ素結合単位から構成される。このうち、硬化性のオルガノポリシロキサンは主としてＴ単位またはＱ単位から構成されるオリゴマー状のポリマーである。Ｔ単位のみから構成されるポリマー、Ｑ単位のみから構成されるポリマー、Ｔ単位とＱ単位から構成されるポリマーがある。また、それらポリマーは少量のＭ単位やＤ単位をさらに含むこともある。

【0028】

硬化性のオルガノポリシロキサンにおいて、Ｔ単位は、１個のケイ素原子を有し、そのケイ素原子に結合した１個の水素原子または１価の有機基と、他のケイ素原子に結合した酸素原子（または他のケイ素原子に結合できる官能基）３個とを有する単位である。ケイ素原子に結合した１価の有機基はケイ素原子に結合する原子が炭素原子である１価の有機基である。他のケイ素原子に結合できる官能基は水酸基または加水分解により水酸基となる基（以下加水分解性基という）である。他のケイ素原子に結合した酸素原子と他のケイ素原子に結合できる官能基の合計は３個であり、他のケイ素原子に結合した酸素原子と他のケイ素原子に結合できる官能基の数の違いにより、Ｔ単位はＴ１、Ｔ２、Ｔ３と呼ばれる３種の単位に分類される。Ｔ１は他のケイ素原子に結合した酸素原子の数が１個、Ｔ２はその酸素原子の数が２個、Ｔ３はその酸素原子の数が３個である。本明細書等においては、他のケイ素原子に結合した酸素原子をＯ＊で表し、他のケイ素原子に結合できる１価の官能基をＺで表す。

【0029】

なお、他のケイ素原子に結合した酸素原子を表すＯ^＊は、２個のケイ素原子間を結合する酸素原子であり、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉで表される結合中の酸素原子である。したがって、Ｏ^＊は、２つの含ケイ素結合単位のケイ素原子間に１個存在する。言い換えれば、Ｏ^＊は、２つの含ケイ素結合単位の２つのケイ素原子に共有される酸素原子を表す。上述の含ケイ素結合単位の化学式において、１つのケイ素原子にＯ^＊が結合している様に表現するが、このＯ^＊は他の含ケイ素結合単位のケイ素原子と共有している酸素原子であり、２つの含ケイ素結合単位がＳｉ−Ｏ^＊−Ｏ^＊−Ｓｉで表される結合で結合することを意味するものではない。なお、Ｔ単位を形成するモノマーを以下Ｔモノマーという。

【0030】

モノマーは、（Ｒ’−）_ａＳｉ（−Ｚ）_４−ａで表される。ただし、ａは０〜３の整数、Ｒ’は水素原子または１価の有機基、Ｚは水酸基または他のケイ素原子に結合できる１価の官能基を表す。この化学式において、ａ＝１の化合物がＴモノマーである。モノマーにおいて、Ｚ基は通常加水分解性基である。また、Ｒ’が２または３個存在する場合（ａが２または３の場合）、複数のＲ’は異なっていてもよい。Ｒ’としては、後述の好ましいＲと同じ範疇のものが好ましい。

【0031】

上記化学式におけるＲは、１種に限定されず、Ｔ２、Ｔ３はそれぞれ複数種のＲを含んでいてもよい。また、上記化学式における−ＯＸは水酸基またはアルコキシ基を表す。−ＯＸはＴ１およびＴ２の間で同一であっても異なっていてもよい。Ｔ１における２つの−ＯＸは異なっていてもよく、例えば、一方が水酸基で他方がアルコキシ基であってもよい。また、２つの−ＯＸがいずれもアルコキシ基である場合、それらのアルコキシ基は異なるアルコキシ基であってもよい。ただし、後述のように、通常は２つのアルコキシ基は同一のアルコキシ基である。

【0032】

オルガノポリシロキサン中のＴ２、Ｔ３は、核磁気共鳴分析（^２９Ｓｉ−ＮＭＲ）によりオルガノポリシロキサン中のケイ素原子の結合状態を測定して解析できる。Ｔ２、Ｔ３の数の比は、^２９Ｓｉ−ＮＭＲのピーク面積比から求める。オルガノポリシロキサン分子中の−ＯＸは、赤外吸光分析により解析できる。ケイ素原子に結合した水酸基とアルコキシ基の数の比は両者の赤外吸収ピークのピーク面積比から求める。

【0033】

オルガノポリシロキサン中には、１分子中に複数存在するＴ２、Ｔ３はそれぞれ異なる２種以上が存在していてもよい。例えば、Ｒが異なる２種以上のＴ２が存在していてもよい。このようなオルガノポリシロキサンは２種以上のＴモノマーの混合物から得られる。例えば、Ｒが異なる２種以上のＴモノマーの混合物から得られるオルガノポリシロキサン中には、Ｒが異なるそれぞれ２種以上のＴ２、Ｔ３が存在すると考えられる。Ｒが異なる複数のＴ単位のモノマーの混合物から得られたオルガノポリシロキサン中の異なるＲの数の比は、Ｔ単位全体として、Ｒが異なるＴモノマー混合物の組成比を反映している。

【0034】

Ｒは水素原子または炭素数が１〜１０の置換または非置換の１価の有機基を表し、非置換の１価の有機基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルアルキル基等の炭化水素基が挙げられる。置換の１価の有機基としては、シクロアルキル基、アリール基、アルアルキル基等の環の水素原子がアルキル基で置換された炭化水素基、前記炭化水素基の水素原子がハロゲン原子、官能基、官能基含有有機基等で置換された置換有機基等がある。

【0035】

オルガノポリシロキサン（Ｔ）は、モノマー等を部分加水分解縮合させることによって得られる。通常、Ｔモノマー等と水とを溶媒中で加熱することによりこの反応を行う。反応系には触媒を存在させることが好ましい。モノマーの種類、水の量、加熱温度、触媒の種類や量、反応時間等の反応条件を調節して目的のオルガノポリシロキサンを製造することができる。また、場合によっては市販のオルガノポリシロキサンをそのまま、目的のオルガノポリシロキサンとして使用することや、市販のオルガノポリシロキサンを使用して目的とするオルガノポリシロキサンを製造することも可能である。

【0036】

たとえば、メチル系シリコーンレジンＫＲ−２２０Ｌ（商品名、信越化学工業社製）の場合には、Ｔ２：Ｔ３＝２８：７２の割合でＴ２およびＴ３が含有しており、Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）＝０．７８≧０．５５、メチル系シリコーンレジンＫＲ−５００（商品名、信越化学工業社製）では、Ｔ２：Ｔ３＝５８：２７の割合でＴ２およびＴ３が含有しており、Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）＝０．３２＜０．５５含有している。

【0037】

このような圧粉磁心用粉末は、以下のようにして製造される。まず、ガスアトマイズにより製造された純鉄からなる磁性粉末を準備する。そして、この磁性粒子１１からなる磁性粉末に対して、リン酸塩処理を行う。このリン酸塩処理は、一般的に知られた処理であり、例えば、イオン交換水に、リン酸を主剤として、炭酸ストロンチウム、ホウ酸を溶解した処理液を作製する。この処理液に磁性粉末を浸漬させて、処理液を攪拌し、その後、窒素雰囲気中で乾燥させることにより、磁性粉末の表面が酸化した酸化物と、リン酸塩とを含む、絶縁層１２を得ることができる。このような絶縁層１２は、磁性粒子１１の一部が皮膜となったものであり、後述する絶縁層１３とも馴染み性がよい。

【0038】

次に、例えばアミノプロピルトリエトキシシランなどのＳｉアルコキシド（好ましくはビニルトリメトキシシランをさらに含むＳｉアルコキシド）と、Ａｌアルコキシド（例えば、アルミニウムイソブトキシド）とを脱水有機溶媒（例えばテトラビドロフラン）に混合してアルコキシド含有溶液を作製し、アルコキシド含有溶液に磁性粉末を含浸し、脱水有機溶媒を乾燥して除去する。これにより、絶縁層１２の表面に、Ｓｉ−Ａｌ系酸化物を含む絶縁層１３がさらに形成される。さらにビニルトリメトキシシランを含む場合には、この絶縁層１３は、ビニルシランを含むことになる。

【0039】

次に、アルコール等の有機溶媒に、オルガノポリシロキサンを主成分とした第１のシリコーン樹脂を溶解したシリコーン樹脂含有溶液を作製し、絶縁層１３が形成された磁性粒子１１からなる粉末を含浸し、その後有機溶媒を乾燥させて除去する。これにより、絶縁層１３の表面に、さらに、第１のシリコーン樹脂からなる第１の絶縁層１４が形成される。

【0040】

次に、アルコール等の有機溶媒に、ビニルシランとヒドロシランとを含む第２のシリコーン樹脂を溶解したシリコーン樹脂含有溶液を作製し、第１の絶縁層１４が形成された磁性粒子１１からなる粉末を含浸し、その後有機溶媒を乾燥させて除去する。これにより、第１の絶縁層１４の表面に、さらに、第２のシリコーン樹脂からなる第２の絶縁層１５が形成される。

【0041】

ここで、第１の絶縁層と第２の絶縁層のシリコーン樹脂の総添加量は、０．６質量％以下であることが好ましく、第１の絶縁層の第１のシリコーン樹脂と第２の絶縁層の第２のシリコーン樹脂の割合は、樹脂添加総量に対して第２のシリコーン樹脂が２０〜８０質量％、好ましくは４０〜７０質量％である。

【0042】

このようにして製造された絶縁層被覆粒子１０の集合体である圧粉磁心用粉末から、圧粉磁心を製造する。成形型の内面に、高級脂肪酸系潤滑剤を塗布し、前述した圧粉磁心用粉末を成形型内に充填し、加圧成形する。金型潤滑温間成形法をすべく金型を加熱してもよい。この場合、加圧力は、５００〜２０００ＭＰａで、行うことが好ましい。潤滑剤を用いることにより、圧粉磁心と金型とのかじり等の発生を防止し、より高圧で成形が可能となり、脱型も容易に行なうことができる。

【0043】

このようにして、ビニルシランとヒドロシランのヒドロシリル化反応を発現させる。具体的には、成形後の圧粉磁心を３００℃〜１０００℃の温度範囲内の温度条件で、より好ましくは、窒素雰囲気中又は真空中で（無酸素雰囲気下で）、加熱することにより、圧粉磁心用粉末のＡｌ−Ｓｉ系酸化物を含む隣接する圧粉磁心用粉末の第２の絶縁層１５，１５同士の間において、ビニルシランとヒドロシランとをヒドロシリル化反応させると共に、圧粉磁心を焼鈍する。このように、本実施形態では、圧粉磁心の焼鈍と同時に、ヒドロシリル化反応を発現することができ、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が得られる。

【0044】

このような熱処理を行なうことによって、ヒドロシリル化反応により、隣接する圧粉磁心用粉末の第２の絶縁層１５，１５同士の間において、Ｓｉ−Ｃ−Ｃ−Ｓｉ結合が生成され、圧粉磁心の磁気特性を低下させることなく、圧粉磁心の機械的強度を向上させることができる。また、焼鈍により、成形時に付与された圧粉磁心の磁性粒子１１の歪を除去することができる。

【0045】

また、磁性粒子１１の表面にリン酸塩を含む絶縁層が形成され、このリン酸塩を含む絶縁層と磁性粒との密着性が向上する。さらに、Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層と高分子樹脂絶縁層とを順次積層することにより、これらの層間の密着性を向上させることができる。この結果、磁性粒に対する高分子樹脂絶縁層の馴染み性がさらに向上することになる。

【0046】

第２のシリコーン樹脂の側鎖のビニル基、すなわち、Ｓｉ−Ｈのヒドロシランとヒドロシリル化反応するビニルシランのビニル基を、全側鎖中、１０〜３０％含有している。すなわち、シリコーン樹脂は、Ｓｉ−Ｈのヒドロシランを、ビニル基と同等の割合または、それ以上の割合で含有することになる。これにより、焼鈍後の圧粉磁心の強度を確実に高めることができる。すなわち、ビニル基が１０％未満の場合は、充分な強度を得ることができず、３０％を超える場合には、以下に示すメチル基を、充分に含有させることができない。さらに、シリコーン樹脂の側鎖のメチル基を、全側鎖中、２０〜５０％含有することにより、渦損を低減することができる。

【0047】

さらに、第１のシリコーン樹脂は、オルガノポリシロキサンを主成分として、オルガノポリシロキサンをＴ２，Ｔ３で表される含ケイ素結合単位を前記単位の個数の割合で、Ｔ３／（Ｔ２＋ｔ３）≧０．５５含んでいるので、焼鈍時に７５０℃まで加熱したとしても、重量変化が２０質量％以下となり（Ｔ３の構造が２０％以上残存し）、圧粉磁心の磁性粉末（磁性粒子）間の絶縁性を高め、圧粉磁心の比抵抗を高めることができる。

【実施例】

【0048】

以下の本発明を実施例に基づいて説明する。
（実施例１）
＜圧粉磁心用粉末の作製＞
〔リン酸塩を含む絶縁層の作製〕
粒径が１５０μｍ〜２１２μｍの純鉄粒子からなるガスアトマイズ粉末（鉄粉）を準備して、リン酸塩を含む下地処理を施した。具体的には、炭酸ストロンチウム：ホウ酸：リン酸：水＝８：３：２１：２００となるように、炭酸ストロンチウム、ホウ酸、リン酸をイオン交換水に溶解してコーティング液を調製した。上記鉄粉を１５００ｇ攪拌機に入れ、１２０℃で加熱して攪拌しながら、上記コーティング液３０ｇを２ｇ／分で噴霧して、リン酸塩を含む絶縁層を形成した。

【0049】

〔Ｓｉ−Ａｌを含む絶縁層の作製〕
水分を除去した窒素雰囲気グローブボックス中で、５００ｍｌフラスコにリン酸塩の絶縁層が形成された粉末１００ｇと脱水テトラヒドロフラン（ＴＨＦの略）１００ｍｌと、Ｓｉアルコキシド０．０４ｇとＡｌアルコキシド０．１６ｇを投入した。フラスコをロータリーエバポレータにセットして、１５分間の還流後、減圧蒸留によりＴＨＦを除去し、最終的に、２００Ｔｏｒｒ、８０℃で緩衝した。その後、粉末を取り出し、窒素雰囲気中で、１６０℃、３０分で乾燥し、Ｓｉ−Ａｌ系の絶縁層を被覆した。

【0050】

〔第１絶縁層の作製〕
メチル系シリコーンレジンＫＲ−２２０ＬＰ（商品名、信越化学工業社製）０．０４ｇ（以下ＫＲ）をイソプロピルアルコール５０ｍｌに溶解した。この溶解液に、先に示した鉄粉を投入し、溶液と粉末を攪拌しながら、外部ヒータで加熱しながら２０分の範囲で溶媒を蒸発させて、１３０℃の範囲で乾燥処理を行った。このようにして、第１の絶縁層を形成した。

【0051】

なお、ＫＲは、図４に示すＳｉ−ＭＡＳ ＮＭＲによる分析により、Ｔ２，Ｔ３で表される含ケイ素結合単位を前記単位の個数の割合でＴ３／（Ｔ２＋Ｔ３）＝０．７≧０．５５となっている。

【0052】

〔第２絶縁層の作製〕
ビニルシランとヒドロシランを含むシリコーン樹脂（Ｘ−４０−２６６７Ａ（信越化学工業製））（以下ＸＡ））０．０６ｇをイソプロピルアルコール５０ｍｌに溶解した。この溶解液に、先に示した鉄粉を投入し、溶液と粉末を攪拌しながら、外部ヒータで加熱しながら、２０分の範囲で溶媒を蒸発させて、１３０℃の範囲で乾燥処理を行った。このようにして、磁性粒子の粒子表面にビニルシランとヒドロシランを含む第２の絶縁層が形成された圧粉磁心用粉末を製造した。

【0053】

なお、Ｓｉ−Ｃ＝Ｃの含有率、すなわち、ビニル基の含有率、及びＳｉ−ＣＨ_３の含有率、すなわち、メチル基の含有率をＮＭＲ及びＩＲを用いて測定した。図５は、実施例に係る第２のシリコーン樹脂のメチル基の含有率をＮＭＲを用いて測定した結果を示した図であり、この試験結果から、ビニル基を、全側鎖中、１６％含有し、メチル基を、全側鎖中、３６％含有していた。

【0054】

＜リング試験片の作製＞
圧粉磁心用粉末を金型に投入し、金型温度１３０℃、成形圧力１６００ＭＰａの金型潤滑温間成形法で、外径３９ｍｍ、内径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング形状の圧粉磁心を作製した。そして、成形後、窒素雰囲気下で、６００℃の範囲で４５分の熱処理を行なった。

【0055】

（比較例１）
実施例１と同じようにして、圧粉磁心（リング試験片）を作製した。実施例１と相違する点は、第１および第２の樹脂層の代わりに、ＸＲとＸＡとを混合した樹脂層を被覆した点である。なお、この混合して得られたシリコーン樹脂は、Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）＝
０．５であり、ビニル基を、全側鎖中、７％含有し、メチル基を、全側鎖中、５１％含有していた。

【0056】

（比較例２）
実施例１と同じようにして、圧粉磁心（リング試験片）を作製した。実施例１と相違する点は、第１および第２の樹脂層の代わりに、ＫＲのみからなる樹脂層を被覆した点である。すなわち、比較例２では、第２の樹脂層は含まない。なお、この混合して得られたシリコーン樹脂は、ビニル基を、全側鎖中、０％含有し、メチル基を、全側鎖中、９１％含有していた。

【0057】

（比較例３）
実施例１と同じようにして、圧粉磁心（リング試験片）を作製した。実施例１と相違する点は、第１および第２の樹脂層の代わりに、ＸＡのみからなる樹脂層を被覆した点である。すなわち、比較例２では、第１の樹脂層は含まない。なお、この混合して得られたシリコーン樹脂は、Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）＝０．３である。

【0058】

＜リング試験片の評価＞
実施例および比較例１〜３に係るリング試験片に対して、デジタルマルチメータを用いて抵抗値を測定し、比抵抗を算出した。

【0059】

次に、リング試験片にφ０．５ｍｍの銅線を用いて、励磁用、検出用の巻き線を行った。交流ＢＨアナライザーを用いて、１Ｔ、８００Ｈｚの鉄損を測定した。直流ＢＨアナライザーで１Ｔのヒス損、５ｋＡ／ｍでの磁束密度Ｂ５ｋを測定した。鉄損からヒス損を差し引くことにより渦損を算出した。オートグラフを用いてのリング試験片の圧環強度を評価した。この結果を表１に示す。

【0060】

また、図２は、実施例及び比較例１〜３に係る圧粉磁心の比抵抗と強度との関係を示した図であり、図３は、実施例及び比較例１〜３に係る圧粉磁心の磁束密度と強度との関係を示した図である。なお、表１、図２、図３に示す、実施例及び比較例１〜３の比抵抗、磁束密度、強度（圧環強度）は、比較例１の圧粉磁心の比抵抗、磁束密度、強度（圧環強度）を基準（１．０）として正規化した値である。

【0061】

【表1】

【0062】

（結果１及び考察１）
図２および３に示すように、比較例１〜３のものに比べて、実施例１に係る圧粉磁心（リング試験片）は、磁束密度を低下させずに、高強度、高比抵抗が両立した圧粉磁心でることが確認された。実施例１に係る圧粉磁心の高強度化は、ビニル基を有する第２のシリコーン樹脂を粉末の表面に選択して被覆したので、ヒドロシリル化反応（付加）が促進され、粉末（粒子）同士の結合が強固になったためであると考えられる。また、実施例１に係る圧粉磁心が高比抵抗となったのは、Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）≧０．５５を満たす第１のシリコーン樹脂を用いたことにより、絶縁性が高くなったと考えられる。

【0063】

なお、発明者らが、上述した実施例および比較例１に係るシリコーン樹脂を加熱して、その重量変化を測定したところ、Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）≧０．５５を満たす実施例に係る第１のシリコーン樹脂（ＫＲ）のみが加熱温度７５０℃で、重量減少率が２０％以下であり、リング試験片を焼鈍後も絶縁性が確保されると考えられる。

【0064】

また、追加試験として、ＫＲ、ＸＡの２種シリコーン樹脂の混合したシリコーン樹脂から、Ｓｉ−Ｃ＝Ｃの含有率、すなわち、ビニル基の含有率、及びＳｉ−ＣＨ_３の含有率、すなわち、メチル基の含有率をＮＭＲ及びＩＲを用いて測定し、これらの樹脂を用いて、リング試験を作製した。その結果、ビニル基が１０％未満の場合は、充分な強度を得ることができず、３０％を超える場合には、以下に示すメチル基を、充分に含有させることができない。さらに、シリコーン樹脂の側鎖のメチル基を、全側鎖中、２０〜５０％含有することにより、渦損を低減することができることがわかった。

【0065】

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。

【0066】

例えば、本実施形態では、酸化物絶縁層は、二層構造としたが、磁性粉末と高分子樹脂絶縁層との馴染み性を確保することができるのであれば、リン酸塩を含む絶縁層のみでもよく、または、それ以上の多層構造であってもよく、これらのすべてに、ビニルシランとヒドロシランを含んでいてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１０：絶縁層被覆粒子、１１：磁性粉末、１２：リン酸塩を含む絶縁層、１３：Ａｌ−Ｓｉ系酸化物を含む絶縁層、１４：第１の絶縁層、１５：第２の絶縁層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】