JP2015525466A - 3次元磁性微細構造を有するフィルムを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
フィルムは少なくとも1つの窪みを含んで製造され、前記フィルムと磁気的に構造化された表面を有するフィルムとを接合することによって前記窪みを閉じてマイクロ流路を形成し、このようにして前記マイクロ流路が2つの磁気的に構造化された壁を有する。
非磁性の母材と、あらかじめ決められたパターンに応じて前記母材中に配列された複数の3次元磁性マイクロ微細構造とを含むフィルムであって、前記マイクロ微細構造は磁性を有するマイクロ粒子またはナノ粒子の凝集体からなるフィルムに関する。
「マスター基板」
「磁気を有するナノ粒子/マイクロ粒子」
「非磁性の母材」
「得られたフィルム」
「実験結果」
「粉体処理に関する適用例」
[参考文献]
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Claims (35)
- 非磁性の母材(3)と、あらかじめ決められたパターンに応じて前記母材中に配列された複数の3次元磁性マイクロ微細構造(20)とを含むフィルム(4)を製造する方法であって、
複数の磁場マイクロ源(10a,10b)からなり、102〜106T/mの間の磁場勾配を有する、磁気的に構造化された表面を含むマスター基板(1)を提供する工程と、
前記マスター基板の前記磁気的に構造化された表面(10)に対して磁性を有する複数のマイクロ粒子またナノ粒子(2)を付与し、前記粒子を前記マスター基板の前記表面の磁場勾配によって働く誘引磁気泳動力の影響下に配列される3次元マイクロ微細構造(20)に凝集させる工程と、
前記マスター基板の前記磁気的に構造化された表面(10)上に、前記配列されたマイクロ微細構造を取り囲むように、非磁性材料からなる母材(30)を成膜して、前記フィルム(4)を形成する工程と、
前記フィルム(4)を前記マスター基板から剥離する工程とを有する、
方法。 - 前記磁性を有するマイクロ粒子またはナノ粒子(2)の堆積前に、前記マスター基板(1)の前記磁気的に構造化された表面(10)上に、後工程の前記フィルム(4)の前記マスター基板(1)からの剥離を容易にする層(5)を成膜することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記母材(3)はエラストマー材料からなることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 前記母材(3)は、
ポリジメチルシロキサン(PDMS)またはゴム等のエラストマーからなる、メチルポリメタクリレート(PMMA)、パリレン、またはポリスチレン等の熱可塑性材料からなる、ポリエステル、エポキシ樹脂、ベークライト、または感光性樹脂等の熱硬化性材料からなる、SiO2、Al2O3、またはHfO2等の酸化物からなる、CuまたはAg等の金属からなる、または、グラファイトまたはDLC等の炭素材料からなることを特徴とする、
請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 - 前記マスター基板上への前記マイクロ粒子またはナノ粒子の堆積の間または後に、前記磁場マイクロ源に関連して前記マイクロ粒子またはナノ粒子の分布を最適化するように、前記マスター基板(1)および/または前記粒子(2)を動かすことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 前記非磁性の母材(3)の成膜前に、前記磁場マイクロ源に関連して前記ナノ粒子の分布を最適化するように、かつ/あるいは、前記マスター基板の磁場によって捕捉されない前記粒子を除去するように、前記マスター基板(1)に対するガス噴射を可能とすることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 前記非磁性の母材(3)の成膜前に、前記マイクロ微細構造を形成する前記マイクロ粒子またはナノ粒子(2)の機械的な結合を増強するように、前記マスター基板の表面上に配列された前記マイクロ構造(20)上に液相のリガンド(21)を堆積することを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- フィルム(4)は互いに対向する2つの面を有し、それらの間は前記マイクロ粒子またはナノ粒子のフィルファクタが変化し、前記マスター基板に先に接する前記面の近傍のフィルファクタが反対側の前記面の近傍のフィルファクタより大きいことを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 前記フィルムの剥離後、前記フィルムの前記表面の少なくとも一部の上に導電性材料を成膜することを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 筒(7)を形成するように、前記フィルムを巻くことを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 前記マスター基板の前記磁気的に構造化された表面(10)は少なくとも1つの窪みおよび/または少なくとも1つの突起(10’)を有し、それによって、剥離後に前記フィルム(4)が前記マスター基板の前記窪みおよび/または前記突起(10’)に相補する突起および/または窪み(40)を有することを特徴とする、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- 前記母材は熱可塑性材料を含み、前記フィルムの剥離後、熱成形を通して前記フィルムをモールド(8)に押し付けて成形することを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- 前記マイクロ粒子またはナノ粒子は軟磁性材料からなることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- 前記マイクロ粒子またはナノ粒子は、Fe、CoFe、NiFe、Fe3O4、またはFe2O3からなることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 前記マイクロ粒子またはナノ粒子は硬磁性材料からなることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載の方法。
- 前記マイクロ粒子またはナノ粒子は、NdFeB、FePt、SmCo、BaFe12O19、SrFe12O19、またはCoFe2O4からなることを特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 持続的に前記3次元磁性マイクロ微細構造(20)を磁化するように、前記フィルム(4)は外部磁場を受けることを特徴とする、請求項15または16に記載の方法。
- 前記磁性を有するマイクロ粒子またはナノ粒子の平均特徴的サイズが10nm〜100μmの間であることを特徴とする、請求項1〜17のいずれかに記載の方法。
- 前記3次元磁性マイクロ微細構造(20)の前記マスター基板の前記磁気的に構造化された表面に対して平行な面における寸法が10nm〜500μmの間であることを特徴とする、請求項1〜18のいずれかに記載の方法。
- 前記3次元磁性マイクロ微細構造(20)の前記マスター基板の前記磁気的に構造化された表面に対して垂直な面における寸法が10nm〜1mmの間であることを特徴とする、請求項1〜19のいずれかに記載の方法。
- 複数のマイクロ磁石を含む磁気デバイスを製造する方法であって、
請求項1〜20のいずれかに記載のフィルムの製造と、前記フィルムに対して、当該フィルムの前記母材に取り囲まれた前記3次元磁性マイクロ微細構造を磁化するような外部磁場の付与とを含む、
方法。 - フィルム(4)は少なくとも1つの窪み(40)を含んで製造され、前記フィルム(4)と磁気的に構造化された表面を有するフィルム(4’)とを接合することによって前記窪みを閉じてマイクロ流路(60)を形成し、このようにして前記マイクロ流路(60)が2つの磁気的に構造化された壁(61,62)を有することを特徴とする、請求項21に記載の方法。
- 非磁性の母材(3)と、あらかじめ決められたパターンに応じて前記母材(3)中に配列された複数の3次元磁性マイクロ微細構造(20)とを含むフィルム(4)であって、前記マイクロ微細構造は磁性を有するマイクロ粒子またはナノ粒子の凝集体からなるフィルム(4)。
- 前記母材(3)は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)またはゴム等のエラストマーからなる、メチルポリメタクリレート(PMMA)、パリレン、またはポリスチレン等の熱可塑性材料からなる、ポリエステル、エポキシ樹脂、ベークライト、または感光性樹脂等の熱硬化性材料からなる、SiO2、Al2O3、またはHfO2等の酸化物からなる、CuまたはAg等の金属からなる、または、グラファイトまたはDLC等の炭素材料からなることを特徴とする、請求項23に記載のフィルム。
- 前記3次元磁性マイクロ微細構造の前記フィルムに対して平行な面における寸法が10nm〜500μmの間であることを特徴とする、請求項23または24に記載のフィルム。
- 前記3次元磁性マイクロ微細構造の前記フィルムに対して垂直な面における寸法が10nm〜1mmの間であることを特徴とする、請求項23〜25のいずれかに記載のフィルム。
- 複数のマイクロ磁石を含む磁気デバイスであって、請求項23〜26のいずれかに記載のフィルム(4)を含み、前記3次元磁性マイクロ微細構造が永久的にまたは外部磁場によって磁化された、磁気デバイス。
- 前記フィルム(4)は少なくとも1つの窪み(40)を含み、当該フィルム(4)が磁気的に構造化された表面を有するフィルム(4’)に接合され、このようにして前記窪み(40)が前記フィルム(4’)と共にマイクロ流路(60)を形成したことを特徴とする、請求項27に記載のデバイス。
- 筒を形成するように前記フィルム(4)が巻かれたことを特徴とする、請求項28に記載のデバイス(7)。
- 粉体から磁性粒子を回収する方法であって、
前記粉体を表面の少なくとも一部が請求項23〜26のいずれかに記載のフィルム(4)を含むコンベアベルト上に通過させ、回収された前記磁性粒子を前記フィルム(4)中に配置されたマイクロ微細構造で捕捉することを特徴とする、請求項23〜26のいずれかに記載の方法。 - 回収された前記粒子は希土類元素を含むことを特徴とする、請求項30に記載の方法。
- 回収された前記粒子は白金および/またはパラジウムを含むことを特徴とする、請求項30に記載の方法。
- 前記粉体はカオリンを含み、当該粉体を浄化するために回収される前記粒子は強磁性、フェリ磁性、または常磁性の粒子であることを特徴とする、請求項30に記載の方法。
- 核廃棄物の粉体を強磁性、フェリ磁性、または超常磁性を有する粒子で機能化し、前記廃棄物に付けられた磁性を有する前記粒子を捕捉することによって、前記廃棄物を回収するようにしたことを特徴とする、請求項30に記載の方法。
- 粉体から磁性粒子を回収するための装置(9)であって、
前記粉体の通路用である少なくとも1つのコンベアベルト(91)を含み、前記粉体に接触される前記コンベアベルト(91)の表面の少なくとも一部が請求項23〜26のいずれかに記載のフィルム(4)を含むことを特徴とする、装置(9)。
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