CN104190917A - 重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法 - Google Patents

重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法 Download PDF

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瞿卫俊
蔡鑫磊
丁勇
阳开新
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Abstract

本发明公开了一种重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法，使鳞片状金属软磁微粉均匀连续不断的自由落下，落在匀速水平运动的PET薄膜上，薄膜的上表面涂布粘接剂，在粘接剂尚未固化前，将PET薄膜表面粘有鳞片状金属软磁微粉的粘接剂涂布层揭下，然后叠放多层涂布层进行压延。本发明方法利用鳞片状微粉在从高处自由落下着地后，总是保持重心最低的稳定状态，鳞片状磁粉的长度、宽度组成的平面总是平行于水平移动的PET薄膜上表面，但由于外界因素影响，以较小的角度倾斜于水平方向，通过施加一个压延力，迫使通过适量的位移，使其平面处于预定方向，最后复合成50μm～250μm的柔性薄片。

Description

重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法
技术领域
本发明涉及一种金属软磁微粉，具体涉及一种金属软磁微粉的取向排列方法。
背景技术
随着科学技术和电子信息技术的发展，近距离无线电通信技术(NFC)近几年迅速发展，物联网技术正在全球迅速普及。射频识别技术(RFID)是物联网的四大核心技术之一，它是实现物联网物品识别的核心环节。RFID必须使用由鳞片状金属软磁微粉和树脂等粘接剂制作的柔性磁片，金属软磁微粉要能在高频下使用必须具备两个条件：1)表面电阻率足够高；2)厚度非常薄，应小于在该频率下的趋肤效应深度。即使满足这两个条件，也不一定使其导磁率足够高，为了实现尽可能高的导磁率，鳞片状微粉必须定向排列。因此，在柔性磁片制作过程中，必须用鳞片状金属软磁微粉磁场取向装置使微粉定向排列，这样制成的柔性磁片，在物联网通信频段能提高天线的有效高度，增加通信距离。
同时，随着电子技术的发展，自由空间存在大量的与自身不需要的电磁波，在电子设备、器具工作时也会对外界产生辐射干扰和传导干扰。电磁干扰已经成为继大气、水源、噪声之后的世界公认的第四大环境污染。用鳞片状金属软微粉制作的柔性磁片可以通过吸收电磁辐射能量的方式来实现屏蔽的目的，它可以吸收电子设备、器具工作时产生的电磁辐射能量，防止其进入自由空间加大电磁污染；它也可以吸收自由空间的电磁辐射能量，防止其干扰电子设备、器具的正常工作，或使其降级、失效。为了在高频下，获得较高的磁导率，增加吸收效果，应用于电磁兼容的柔性磁片中的磁性微粉也必须定向排列。
对于具有易磁化轴的磁性微粉(M型、W型或平面六角晶系材料等)而言，只需要在一个方向(通常在垂直方向)施加足够大的磁场，就可以使其定向排列；然而，对于各向同性的金属软磁微粉而言无法做到。中国发明专利申请201310242962.3、201310245527.6、201310244989.6、201310243931.X、201310463704.8、201310464279.4公开了鳞片状金属软磁微粉的制作方法与原理不同的取向装置，其公开的是传统的磁场取向方法，只能使具有易磁化的各向异性磁性粉末取向，而无法使各向同性的、没有易磁化轴的磁性粉末进行取向排列。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法，使各向同性的、没有易磁化轴的鳞片状金属软磁微粉快速便捷的定向。
技术方案：一种重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法，使鳞片状金属软磁微粉均匀连续不断的自由落下，落在匀速水平运动的PET薄膜上，薄膜的上表面涂布粘接剂，在粘接剂尚未固化前，将PET薄膜表面粘有鳞片状金属软磁微粉的粘接剂涂布层揭下，然后叠放多层涂布层进行压延。
在地心引力作用下，鳞片状微粉在从高处自由落下着地后，总是保存重心最低的稳定状态，实现大部分鳞片状金属软磁微粉定向排列，水平方向匀速运动的PET薄膜表面事先涂布了一层粘接剂，以防在薄膜运动或移动过程中，微粉排列被破坏，微粉均匀而连续不断地落下，PET薄膜在水平方向连续不断地匀速运动，实现连续作业。在粘接剂内的稀释剂挥发完后，而且在粘接剂尚未大部分固化之前，将PET表面粘有金属软磁微粉的粘接剂涂布层揭下，然后将其平行重叠多层，再进行压延加工，使用力度较小的压延力，得以使倾斜的微粉逐渐排列到预定方向上。
优选的，所述鳞片状金属软磁微粉在高于所述PET薄膜50mm～300mm处落下；当高度高于300mm时，微粉会飘散出预定区域，造成材料浪费，取向效率低下；当高度低于50mm时，高度空间狭小不便操作，同时微粉易于结块不够分散，不利于进一步压延取向。
优选的，所述PET薄膜匀速水平运动的速度为1000mm/min～2000mm/min；移动速度过快，PET薄膜上单位面积内的微粉过少，速度太慢则相反，易引起微粉重叠，从而影响排列。
优选的，压延力为10MPa～50MPa；压延力过小，则各片涂布层微粉之间的间隙过大，制成的成品性能降低；压延力过大，则各片涂布层微粉之间的间隙过小，成品绝缘性能降低，柔韧性、延伸性降低。
优选的，粘接剂的涂布厚度为5μm～15μm，微粉的长、宽通常都大于15μm，当涂布器的辊推过涂布层上时，即使有长宽组成的平面不平行于水平方向的个别微粉，在辊的压力下强行使其在水平方向取向排列，如涂布层厚度大于15μm，则达不到这样的效果，如涂布层小于5μm，涂布的难度很大，而且生产的周期很长。
进一步，鳞片状金属软磁微粉通过往复匀速运动的振动筛均匀的自由下落，筛网目数为150～600目，优选180目～400目，筛网目数根据微粉的平均长度和宽度确定，确保微粉能够顺利均匀的落下。
有益效果：本发明方法利用鳞片状微粉在从高处自由落下着地后，总是保持重心最低的稳定状态，鳞片状磁粉的长度、宽度组成的平面总是平行于水平移动的PET薄膜上表面，但由于外界因素影响，不能保证成万上亿的单个鳞片状微粉都能保持这种平躺状态，必然有少部分磁粉会相互重叠，这些鳞片状磁粉的长度、宽度组成的平面通常不会处于垂直方向，而是以较小的角度倾斜于水平方向，这就需要在施加一个压延力，迫使通过适量的位移，使其平面处于预定方向，另外，水平方向排列的单层鳞片状金属软磁微粉厚度很小，实际使用时，通常需要多层叠在一起，复合成50μm～250μm的柔性薄片，这也需要压延的方法加工。
附图说明
图1为本发明取向方法的示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：
实施例1：准备鳞片状金属软磁微粉2，其厚度0.1μm～1.0μm，其纵横比100～1000。如图1所示，鳞片状金属软磁微粉2通过作往复匀速运动的振动筛1均匀的自由下落，筛网目数250目。同时，使PET薄膜4作水平匀速运动的装置，水平运动速度为1800mm/min。将振动筛1置于水平运动的PET薄膜4正上方200mm处。将粘接剂3和稀释剂混合均匀，用涂布器将稀释均匀的粘接剂3涂布在PET薄膜4的上表面，厚度12μm。然后，使PET薄膜4作水平匀速运动，当PET薄膜4运动到振动筛1正下方时，开启振动筛1，使鳞片状金属软磁微粉2均匀下落到粘接剂3上。
在粘接剂3内的稀释剂挥发完后，而且在粘接剂3尚未大部分固化之前，将PET表面粘有金属软磁微粉2的粘接剂3涂布层揭下，然后将其平行重叠多层，再在压延机上，使用力度较小的压延力30MPa进行压延加工，将其压延到柔性磁性薄片的使用厚度50μm～250μm。
实施例2：将厚度0.3μm～0.80μm，其纵横比200～800的鳞片状铁硅铝微粉2置于振动筛1中，振动筛1为180目。用双组分柔性环氧树脂作粘接剂3，丙酮作稀释剂，粘接剂3涂布层厚度约10μm。振动筛1位于PET薄膜4上表面120mm，PET薄膜4作水平匀速运动的速度约为1500mm/min进行重力定向。在粘接剂3尚未大部分固化之前，将PET表面粘有金属软磁微粉2的粘接剂3涂布层揭下，然后将其平行重叠多层，再在压延机上，使用力度较小的压延力40MPa进行压延加工，将其压延到厚度100μm。制成的柔性磁片经扫描电子显微镜观察，鳞片状金属软磁微粉2的取向排列率大于90％。
实施例3：与实施例2大致相同，所不同的是振动筛1为150目，PET上粘接剂3的涂布厚度为5μm，鳞片状金属软磁微粉2通过振动筛1在高于PET薄膜450mm处落下，PET薄膜4匀速水平运动的速度为1000mm/min，压延力为10MPa。
实施例4：与实施例2大致相同，所不同的是振动筛1为400目，PET上粘接剂3的涂布厚度为15μm，鳞片状金属软磁微粉2通过振动筛1在高于PET薄膜4250mm处落下，PET薄膜4匀速水平运动的速度为2000mm/min，压延力为50MPa。
实施例5：与实施例2大致相同，所不同的是振动筛1为600目，PET上粘接剂3的涂布厚度为15μm，鳞片状金属软磁微粉2通过振动筛1在高于PET薄膜4300mm处落下，PET薄膜4匀速水平运动的速度为1800mm/min，压延力为50MPa。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (6)

1.一种重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法，其特征在于：使鳞片状金属软磁微粉均匀连续不断的自由落下，落在匀速水平运动的PET薄膜上，薄膜的上表面涂布粘接剂，在粘接剂尚未固化前，将PET薄膜表面粘有鳞片状金属软磁微粉的粘接剂涂布层揭下，然后叠放多层涂布层进行压延。
2.根据权利要求1所述的重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法，其特征在于：所述鳞片状金属软磁微粉在高于所述PET薄膜50mm～300mm处落下。
3.根据权利要求1所述的重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法，其特征在于：所述PET薄膜匀速水平运动的速度为1000mm/min～2000mm/min。
4.根据权利要求1所述的重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法，其特征在于：压延力为10MPa～50MPa。
5.根据权利要求1所述的重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法，其特征在于：粘接剂的涂布厚度为5μm～15μm。
6.根据权利要求1所述的重力压延力相结合的鳞片状金属软磁微粉取向方法，其特征在于：鳞片状金属软磁微粉通过往复匀速运动的振动筛均匀的自由下落，筛网目数为150～600目。
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