CN109111724A

CN109111724A - 一种可缝纫的无线充电适配薄膜

Info

Publication number: CN109111724A
Application number: CN201810791320.1A
Authority: CN
Inventors: 王悦; 王鹏
Original assignee: Jiangsu Jin Yi Xian Xin Mstar Technology Ltd
Current assignee: Jiangsu Jin Yi Xian Xin Mstar Technology Ltd
Priority date: 2018-07-18
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2019-01-01

Abstract

本发明公开了一种可缝纫的无线充电适配薄膜，其特征在于，由以下按质量百分比计的组分组成：高分子树脂5％‑60％，金属粉末40％‑90％，补强剂0.1％～5％，助剂0％～5％，所述高分子树脂为聚氨酯树脂与聚脲树脂混合物，材料柔软可缝纫，可适配柔性环境下的无线充电发射端使用；并基于此材料发明了一种无线充电发射端模块，其特征在于，由两表面分别与纺织面料层与磁性材料层相缝合的充电线圈，与无线充电电路板经导线连接而成，纺织面料层与磁性材料层应完全覆盖充电线圈两表面，模块集成到背包、服装等柔性的区域，实现电子设备的无线充电功能，提升了该功能的便捷性。

Description

一种可缝纫的无线充电适配薄膜

技术领域

本发明涉及一种薄膜材料，具体涉及一种易缝纫加工的，软质的磁性薄膜材料，可适配无线充电发射端线圈实现无线充电功能。

背景技术

无线充电是一种新型的能量传输技术，该技术使电器摆脱了线路的限制，实现电器与电源的分离，从安全性以及灵活性方面，显示出了很好的优势。无线充电主要分为两种方式：大功率电器所采用的谐振式，以及小功率电器所采用的电磁感应式，而后者原理简单、技术较为成熟，已得到越来越广泛的应用。目前消费电子领域主要采用的Qi无线充电标准，就是采取了电磁感应式无线充电：通过发射端线圈提供电磁能量，经过电磁感应后，由接收端线圈接收能量，并转化为电能充入所连接的设备中。

无线充电发射端装置主要包括PCB板以及外接的铜线绕制的平面发射线圈，其中PCB板包含充电电路，并与发射线圈两端接头相连。一般地，在发射线圈一侧会固定一层磁性材料，以起到聚集磁能、防金属干扰、提升充电效率等作用，通常使用的磁性材料为铁氧体片、软磁铁氧体片、非晶片或纳米晶片。上述磁性材料均为硬质材料，无法弯曲，易碎，只能够封装在硬质外壳中制成无线充电发射器。

随着无线充电普及程度的提高，如果需要在一些柔软材质的纺织制品(如背包、服装等)上集成无线充电功能，便需要一种易缝纫、易加工的软质磁性薄膜材料，而上述的几种磁性材料便不再能够满足这种设计要求，因此需要一种可缝纫的无线充电适配薄膜材料，实现无线充电发射端功能。

发明内容

本发明发现了一种可缝纫的，用于适配无线充电发射端功能的磁性薄膜材料。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种可缝纫的无线充电适配薄膜，其特征在于，由以下质量百分比计的组分组成：高分子树脂5％～60％，金属粉末40％～90％，补强剂0.1％～5％，助剂0％～5％；所述高分子树脂为聚氨酯树脂与聚脲树脂的混合物，其中聚氨酯树脂和聚脲树脂的质量比为5:1～50:1；

优选的，所述聚氨酯树脂为数均分子量1万～10万的聚酯型聚氨酯树脂、聚醚型聚氨酯树脂以及聚酯-聚醚嵌段混合型聚氨酯树脂中的一种或几种的混合物；所述聚脲树脂为数均分子量2000～20000的纯聚脲与半聚脲弹性体树脂中的一种。

优选的，所述金属粉末为，在1MHz下复磁导率实部10-600的软磁合金粉末、烧结铁氧体粉末及非晶合金粉末中的一种或几种的混合物。

优选的，所述补强剂为二苯甲烷二异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯中的一种或两种的混合物。

优选的，所述助剂为偶联剂、流平剂和抗静电剂。

优选的，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂；流平剂为聚硅氧烷流平剂；所述抗静电剂为季铵盐阳离子抗静电剂。

一种可缝纫的无线充电适配薄膜，其特征在于，薄膜厚度为0.02mm～3mm，优选的，为0.1mm～1mm。

进一步地，本发明基于上述薄膜材料设计并制作了可缝纫的无线充电发射端模块，其特征在于，由两面分别与纺织面料层与磁性材料层相缝合的充电线圈，与无线充电电路板经导线连接而成；其中，纺织面料层与磁性材料层应完全覆盖充电线圈两表面。

优选的，所述的磁性材料层，为本发明中的“可缝纫的无线充电适配薄膜”中的一种单层的磁性薄膜，或是一种单层磁性薄膜与一层或多层纺织面料缝合而成的多层复合薄膜。

优选的，磁性材料层厚度为0.05mm～4mm。

本发明所达到的有益效果是：

通过对材料组分的选择和比例调控，使所发明的材料不仅可以适配无线充电发射端功能，而且具有柔软、可缝纫的特性。我们在实验中发现，采用不同种类的金属粉末，需要选择相适应的高分子树脂，以保证薄膜的柔软性与强度；另外，在树脂配方中加入的聚脲树脂与补强剂可以大幅度提升树脂对金属粉末的包裹力与结合力，使制成的材料在经过多次弯曲的过程后，混合在其中的金属粉末不会从材料表面脱离，电磁性能不发生改变，这样可以使薄膜在适配于无线充电发射端后，保持稳定的充电效果。

基于材料制作的可缝纫的无线充电发射端模块，可以集成在背包、服装、口袋等区域，实现了传统的硬质磁片无线充电模块所无法实现的功能，从而大大的提升了无线充电功能的舒适性与便捷性。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中样品的制备方法，均可用本领域公知的方法制备。

实施例一

将40％聚氨酯树脂，5％聚脲树脂，50％坡莫合金粉末，3％补强剂二苯甲烷二异氰酸酯，1％钛酸酯偶联剂，1％抗静电剂十六烷基三甲基溴化铵加入高速混合机中混合5分钟，转速2000转/分钟，混合料加入双螺杆挤出机，螺杆各区域温度200-240℃，挤出后压延成型，得到厚度为0.5-2mm的软质薄膜产品。以上组分均按质量百分比计，其中聚氨酯树脂为外购的聚酯型聚氨酯树脂，数均分子量14000；聚脲树脂为自制的聚脲弹性体树脂，数均分子量4500；坡莫合金粉末在1MHz下的复磁导率实部为80。

实施例二

将30％聚氨酯树脂，1％聚脲树脂，55％镍锌铁氧体粉末，8％非晶合金粉末，补强剂3％三苯甲烷三异氰酸酯，2％钛酸酯偶联剂，1％抗静电剂十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵加入高速混合机中混合10分钟，转速2000转/分钟，混合料加入双螺杆挤出机，螺杆各区域温度170～200℃，挤出后造粒，经平板硫化机硫化后，得到厚度为0.2～0.6mm的软质薄膜产品。以上组分均按质量百分比计，其中聚氨酯树脂为外购的聚醚型聚氨酯树脂，数均分子量45000；聚脲树脂为自制的半聚脲弹性体树脂，数均分子量8000；在1MHz下镍锌铁氧体粉末的复磁导率实部为350，非晶合金的复磁导率实部为550。

实施例三

将15％聚氨酯，1％聚脲，80％Sendust合金粉末，0.5％二苯甲烷二异氰酸酯，0.5％三苯甲烷三异氰酸酯，1％流平剂聚二甲基硅氧烷，2％钛酸酯偶联剂加入搅拌桶中，按照质量比原料/溶剂＝100/100加入溶剂丙酮，5000转/分钟高速搅拌3-6小时至混合料呈胶状，在PET离型膜上用涂布机涂布成膜，经烘箱80℃加热后除去溶剂丙酮，脱去离型膜得到厚度为0.02mm～0.3mm，宽幅为100mm～600mm的软质薄膜产品卷材。以上组分均按质量百分比计，其中聚氨酯为外购的聚酯-聚醚嵌段混合型聚氨酯，数均分子量65000；聚脲为自制的半聚脲树脂，数均分子量10000；在1MHz下Sendust合金粉末的复磁导率实部为190。

实施例四

制作了一种可缝制于外衣口袋处的无线充电模组。具体地，模组包括磁性材料层，无线充电线圈，纺织面料层以及用于和充电电路相连接的一组导线。

磁性材料层是利用实施例一中制成的0.5mm厚度的薄膜材料为原材料，裁剪出尺寸略大于无线充电线圈尺寸的一片材料；纺织面料层采用的是外衣口袋尼龙材质内衬层。

将磁性材料层、无线充电线圈以及纺织面料层，按照由里至外的顺序排列并对齐，并用细尼龙线缝制紧密；一组的两根导线的一端分别与无线充电线圈两接头相连接，另一端与充电电路板相连接。外衣口袋中的无线充电模组外接电池供电后，在口袋中放入带有无线充电接收端的手机，实现了正常无线充电功能。需要特别指出的是，穿着本实施例中的外衣的人员在走路或慢跑过程中，无线充电口袋区域始终处于震动、扭动或拉伸的状态，但口袋中的手机始终能够保持不间断充电，这是传统的采用硬质磁材料的无线充电模组难以实现的。

实施例五

制作一种可缝制于背包夹层中的无线充电模组。具体地，模组包括磁性材料层、无线充电线圈、纺织面料层以及用于和充电电路相连接的一组导线。

磁性材料层是由是一片磁性薄膜材料与一片帆布组成。其中磁性薄膜材料是由实施例三中制成的厚度0.1mm的薄膜材料裁切而成；帆布尺寸略大于磁性薄膜材料的尺寸；并将磁性薄膜材料的一面与帆布紧密缝合。

纺织面料层为背包夹层所使用的帆布面料层。

将纺织面料层、无线充电线圈以及磁性材料层按照由外至内的顺序排列并对齐，其中磁性材料层复合帆布的一面朝内；用棉线将纺织面料层与磁性材料层缝合，并通过缝纫的线脚确保无线充电线圈在模组内部不会移动；一组两根导线的一端分别与无线充电线圈两接头相连接，另一端与充电电路相连接。无线充电模组与供电电池连接后，在背包充电夹层中分别放入带有无线充电接收端的手机和平板电脑，均实现了正常的无线充电功能，且充电效率稳定，大大提升了背包的实用性。

实施例六

进一步地，直接将柔性的、软质的磁性薄膜材料代替帆布面料，作为背包夹层面料来使用，制作了一种具有三个独立充电区域的无线充电模组，具体地，该无线模组由磁性材料层，三个无线充电线圈，纺织面料层以及用于和充电电路相连接的三组导线所组成。

磁性材料层是一片面积较大的磁性薄膜材料，由实施例二中所制成的0.5mm厚度的磁性薄膜材料裁切而成，直接作为背包夹层面料使用。

三个相同的圆形无线充电线圈分别缝合在磁性材料层的同一表面，且相互之间无相互重叠；纺织面料层为棉布材质，与磁性材料层尺寸接近，二者通过棉线紧密缝合，将无线充电线圈包裹在内部；每一组的两根导线的一端分别与无线充电线圈两接头相连接，另一端与充电电路相连接。无线充电模组与供电电池连接后，在背包的充电夹层内同时了实现三台带有无线充电接收端的电子设备的无线充电功能。

在本实施例中，改变模组中无线充电线圈的数量，或者是使用不同种类的无线线圈同样具有可行性，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述实施例不应视为对本发明的限制。对于本领域的技术人员，在不脱离权利要求范围内做出的非创造性改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种可缝纫的无线充电适配薄膜，其特征在于，由以下按质量百分比计的组分组成：高分子树脂5％-60％，金属粉末40％-90％，补强剂0.1％～5％，助剂0％～5％，所述高分子树脂为聚氨酯树脂与聚脲树脂混合物，其中聚氨酯树脂和聚脲树脂的质量比为5:1～50:1。

2.根据权利要求1中所述的一种可缝纫的无线充电适配薄膜，其特征在于，所述聚氨酯树脂为数均分子量1万～8万的聚酯型聚氨酯树脂、聚醚型聚氨酯树脂以及聚酯-聚醚嵌段共聚型聚氨酯树脂中的一种或几种的混合物；所述聚脲树脂为数均分子量2000～20000的纯聚脲弹性体树脂与半聚脲弹性体树脂中的一种。

3.根据权利要求1中所述的一种可缝纫的无线充电适配薄膜，其特征在于，所述的金属粉末为在1MHz下复磁导率实部10-600软磁合金粉末、烧结铁氧体粉末及非晶合金粉末中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1中所述的一种可缝纫的无线充电适配薄膜，其特征在于，所述补强剂为二苯甲烷二异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯中的一种或两种的混合物。

5.根据权利要求1中所述的一种可缝纫的无线充电适配薄膜，其特征在于，所述助剂为偶联剂、流平剂和抗静电剂。

6.根据权利要求5中所述的一种可缝纫的无线充电适配薄膜，其特征在于，所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂，所述流平剂为聚硅氧烷类流平剂，所述抗静电剂为季铵盐类阳离子抗静电剂。

7.根据权利要求1中所述的一种可缝纫的无线充电适配薄膜，其特征在于，薄膜厚度为0.02mm-3mm。

8.一种可缝纫的无线充电发射端模块，其特征在于，由两表面分别与纺织面料层与磁性材料层相缝合的充电线圈，与无线充电电路板经导线连接而成，纺织面料层与磁性材料层应完全覆盖充电线圈两表面。

9.根据权利要求8中所述的一种可缝纫的无线充电发射端模块，其特征在于，所述的磁性材料层为一种单层的权利要求1中所述的可缝纫的无线充电适配薄膜，或是一种单层的权利要求1中所述的可缝纫的无线充电适配薄膜与一层或多层纺织面料缝合而成的多层复合薄膜。

10.根据权利要求8中所述的一种可缝纫的无线充电发射端模块，其特征在于，所述的磁性材料层，厚度为0.05mm-4mm。