JP7118496B2 - 複合材 - Google Patents

Description

関連出願との相互引用
本出願は、２０１８年６月２９日に出願された大韓民国特許出願第１０－２０１８－００７５９６１号に基づく優先権の利益を主張し、該当大韓民国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み込まれる。

技術分野
本出願は、複合材に関する。

高い透磁率を有する材料は、多様な用途に用いられ得る。例えば、前記材料は、ＥＭＣコア（ｃｏｒｅ）、低出力高インダクタンス共鳴回路又は広帯域変圧器などを含んだ多様な装置などに用いられ得、電波吸収体でも用いられ得る。

通常、高い透磁率を有する材料としては、透磁率が高い金属の圧延製品又は金属粒子をフィラーで含む高分子複合フィルムが用いられる。

しかし、圧延などの方式は、高い透磁率の製品を得るためには、多成分（ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）の材料が用いられるか、結晶化が進行されなければならないので、工程が複雑であり、価格も高い問題がある。

金属粒子フィラーを適用して高い透磁率を確保するためには、金属粒子の使用量を増加させる必要があり、これは、柔軟性の低下及び電気絶縁性の低下を起こす。

本出願は、複合材に関する。本出願は、高い透磁率を有し、柔軟性及び電気絶縁性など他の物性も優れた複合材を簡単で、且つ経済的な工程で提供することを一つの目的とする。

本明細書で言及する物性のうち測定温度及び／又は測定圧力が結果に影響を及ぼす物性は、特に異に言及しない限り、常温及び／又は常圧で測定した結果である。

用語「常温」は、加温したり減温されない自然そのままの温度であり、例えば、１０℃～３０℃の範囲内のいずれか一つの温度、約２３℃又は約２５℃程度の温度を意味する。また、本明細書で温度の単位は、特に異に規定しない限り、℃である。

用語「常圧」は、加圧又は減圧されない自然そのままの圧力であり、通常、大気圧レベルの約１気圧程度を意味する。

本明細書で測定湿度が結果に影響を及ぼす物性である場合、該当物性は、前記常温及び／又は常圧状態で特に調節されない自然そのままの湿度で測定した物性である。

本出願は、複合材に関する。本出願の複合材は、金属フォームと高分子成分を含むことができる。前記複合材は、金属フォームが有する特有の表面積及び気孔特性による複合反射（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）及び吸収（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）などによって高い透磁率を示すことができる。本出願の複合材は、機械的強度及び柔軟性に優れ、酸化及び／又は高温に対する安定性、電気絶縁性などに優れ、多様な装置に含まれたときに発生する剥離問題なども解決できる。また、本出願の前記複合材は、簡単で経済的な工程を通じて製造され得る。

本明細書で用語「金属フォーム」又は「金属骨格」は、金属を主成分で含む多孔性構造体を意味する。上記で「金属を主成分とする」とは、金属フォーム又は金属骨格の全体重量を基準として金属の割合が５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上又は９５重量％以上である場合を意味する。前記主成分で含まれる金属の割合の上限は特に制限されず、例えば、前記金属の割合は、１００重量％以下、９９重量％以下又は９８重量％以下程度であってもよい。

本明細書で用語「多孔性」は、気孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が少なくとも１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、７５％以上又は８０％以上である場合を意味することができる。前記気孔度の上限は、特に制限されず、例えば、約１００％未満、約９９％以下、約９８％以下、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下又は約７５％以下程度であってもよい。したがって、前記金属フォームは、上記言及した気孔度を有することができ、このような気孔度は、金属フォームなどの密度を計算して公知の方式で算出できる。

複合材に含まれる金属フォームの形態は特に制限されないが、一つの例示で、フィルム形状であってもよい。本出願の複合材では、前記フィルム形態の金属フォームの表面や内部に存在する高分子成分が追加される。

このような高分子成分は、前記金属フォームの少なくとも一つの表面上で表面層を形成しているか、金属フォーム内部の気孔を充填した状態で存在してもよく、場合によっては、前記表面層を形成しながらまた金属フォームの内部の気孔を充填していてもよい。

表面層を形成する場合に、金属フォームの表面のうち少なくとも一表面、一部の表面又は全ての表面に対して高分子成分が表面層を形成していてもよい。一つの例示では、少なくとも金属フォームの主表面である上部及び／又は下部表面に前記高分子成分が表面層を形成していてもよい。前記表面層は、金属フォームの表面全体を覆うように形成されてもよく、表面の一部のみを覆うように形成されてもよい。

複合材で金属フォームは、気孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が約１０％以上であってもよい。このような気孔度を有する金属フォームは、適合なネットワークを形成している多孔性の金属骨格を有し、したがって、該当金属フォームを少量適用する場合にも高い透磁率を確保することができる。他の例示で、前記気孔度は、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上又は７０％以上であるか、９９％以下、９８％以下、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下又は約７５％以下程度であってもよい。

適切な透磁率などを確保するために、前記金属フォームの気孔特性は、追加で制御され得る。例えば、前記金属フォームは、おおよそ球状、針（ｎｅｅｄｌｅ）状又はランダム（ｒａｎｄｏｍ）状の気孔を含むことができる。

例えば、前記金属フォームに含まれる気孔のうち最大サイズの気孔のサイズが、約５０μｍ以下、４５μｍ以下、４０μｍ以下、３５μｍ以下又は３０μｍ以下程度であってもよい。前記最大気孔サイズは、他の例示で、約２μｍ以上、４μｍ以上、６μｍ以上、８μｍ以上、１０μｍ以上、１２μｍ以上、１４μｍ以上、１６μｍ以上、１８μｍ以上、２０μｍ以上、２２μｍ以上、２４μｍ以上又は２６μｍ以上であってもよい。

上記で金属フォームの気孔のうち最大サイズの気孔は、後述する実施例に記載された方式で確認したときの最大サイズで確認される気孔である。また、気孔のサイズは、やはり後述する実施例で提示された方法によって確認されるサイズであって、気孔が円形である場合には、その円形の直径を意味し、円形ではない場合には、測定される最も長い長さである長軸の長さを意味することができる。

前記金属フォームで金属フォームの全体気孔のうち８５％以上の気孔は、気孔サイズが１０μｍ以下であってもよく、６５％以上の気孔の気孔サイズは、５μｍ以下であってもよい。上記で気孔のサイズを確認する方式は、上述した通りである。上記で１０μｍ以下又は５μｍ以下の気孔サイズを有する気孔の気孔サイズの下限は特に制限されないが、前記気孔サイズは、一つの例示で、約０μｍ超過、０．１μｍ以上、０．２μｍ以上、０．３μｍ以上、０．４μｍ以上、０．５μｍ以上、０．６μｍ以上、０．７μｍ以上、０．８μｍ以上、０．９μｍ以上、１μｍ以上、１．１μｍ以上、１．２μｍ以上、１．３μｍ以上、１．４μｍ以上、１．５μｍ以上、１．６μｍ以上、１．７μｍ以上、１．８μｍ以上、１．９μｍ以上又は２μｍ以上であってもよい。

上記で１０μｍ以下の気孔サイズの気孔は、全体気孔のうち１００％以下、９５％以下又は９０％以下程度であってもよく、５μｍ以下の気孔サイズを有する気孔の割合は、全体気孔のうち１００％以下、９５％以下、９０％以下、８５％以下、８０％以下、７５％以下又は７０％以下程度であってもよい。

このような気孔分布乃至特性により目的とする複合材の製造が可能である。前記気孔の分布は、例えば、前記複合材又は金属フォームがフィルム形態である場合には、前記フィルムの長軸方向を基準で決まるものであってもよい。

上述したように、金属フォームは、フィルム形態であってもよい。このような場合に、フィルムの厚さは、後述する方式によって複合材を製造するにおいて、目的とする透磁率や厚さ割合などを考慮して調節され得る。前記フィルムの厚さは、目的とする物性の確保のために、例えば、約１０μｍ以上、約２０μｍ以上、約３０μｍ以上、約４０μｍ以上、約４５μｍ以上、約５０μｍ以上、約５５μｍ以上、約６０μｍ以上、約６５μｍ以上又は約７０μｍ以上、７５μｍ以上、８０μｍ以上、８５μｍ以上、９０μｍ以上、９５μｍ以上、１００μｍ以上、１０５μｍ以上、１１０μｍ以上又は１１５μｍ以上であってもよい。前記フィルムの厚さの上限は、目的によって制御されるもので、特に制限されるものではないが、例えば、約１，０００μｍ以下、約９００μｍ以下、約８００μｍ以下、約７００μｍ以下、約６００μｍ以下、約５００μｍ以下、約４００μｍ以下、約３００μｍ以下、約２００μｍ以下又は約１５０μｍ以下、１３０μｍ以下、１２０μｍ以下、１１０μｍ以下、１００μｍ以下又は９０μｍ以下程度であってもよい。

本明細書で厚さは、該当対象の厚さが一定ではない場合には、その対象の最小厚さ、最大厚さ又は平均厚さであってもよい。

前記金属フォームは、軟磁性金属成分の金属フォームであってもよい。用語「軟磁性金属成分」は、軟磁性の金属又は金属合金を意味し、このとき、軟磁性の規定は、業界で公知された通りである。上記で軟磁性金属成分の金属フォームは、軟磁性金属成分のみでなっているか、前記金属成分を主成分で含む金属フォームを意味することができる。したがって、前記金属フォームは、全体重量を基準で前記軟磁性金属成分を５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上又は９５重量％以上含むことができる。前記軟磁性金属成分の割合の上限は特に制限されず、例えば、１００重量％、９９重量％又は９８重量％程度であってもよい。

具体的な軟磁性金属成分の例としては、Ｆｅ／Ｎｉ合金、Ｆｅ／Ｎｉ／Ｍｏ合金、Ｆｅ／Ａｌ／Ｓｉ合金、Ｆｅ／Ｓｉ／Ｂ合金、Ｆｅ／Ｓｉ／Ｎｂ合金、Ｆｅ／Ｓｉ／Ｃｕ合金又はＦｅ／Ｓｉ／Ｂ／Ｎｂ／Ｃｕ合金などが例示され得るが、これに制限されるものではない。上記でＦｅは、鉄、Ｎｉは、ニッケル、Ｍｏは、モリブデン、Ａｌは、アルミニウム、Ｓｉは、シリコン、Ｂはホウ素、Ｎｂは、ニオビウム、Ｃｕは、銅を意味する。しかし、本出願では、前記素材に追加で軟磁性を帯びると知られた多様な素材が適用され得る。

金属フォームを製造する方法は多様に公知されている。本出願では、このような公知の方式で製造した金属フォームが適用され得る。

金属フォームを製造する方式としては、塩などの気孔形成剤と金属の複合材料を焼結する方式、高分子フォームなどの支持体に金属をコーティングし、その状態で焼結する方式やスラリー法などが知られており、このような方式が全て適用され得る。

一つの例示で、本出願で適用される金属フォームは、前記軟磁性金属成分を含む金属フォーム前駆体を焼結するステップを含むことができる。本出願で用語「金属フォーム前駆体」は、前記焼結などのように金属フォームを形成するために行われる工程を経る前の構造体、すなわち、金属フォームが生成される前の構造体を意味する。前記金属フォーム前駆体は、多孔性金属フォーム前駆体と称しても必ずその自体で多孔性である必要はなく、最終的に多孔性の金属構造体である金属フォームを形成することができるものであれば、便宜上多孔性金属フォーム前駆体と呼称され得る。

本出願で前記金属フォーム前駆体は、金属成分、分散剤及びバインダーを少なくとも含むスラリーを用いて形成することができ、このようなスラリーの適用を通じて目的とする気孔特性を効率的に確保することができる。

前記金属成分としては、金属粉末が適用され得る。適用できる金属粉末の例は、目的によって決まるものであって、特に制限されるものではなく、上述した軟磁性金属成分を形成することができる金属の粉末又は金属合金の粉末又は金属の混合物の粉末が適用され得る。

金属粉末（Ｍｅｔａｌ Ｐｏｗｄｅｒ）のサイズも目的とする気孔度や気孔サイズなどを考慮して選択されるもので、特に制限されるものではないが、例えば、前記金属粉末の平均粒径は、約０．１μｍ～約２００μｍの範囲内にあってもよい。前記平均粒径は、他の例示で、約０．５μｍ以上、約１μｍ以上、約２μｍ以上、約３μｍ以上、約４μｍ以上、約５μｍ以上、約６μｍ以上、約７μｍ以上又は約８μｍ以上、約９μｍ以上、約１０μｍ以上、約１１μｍ以上、約１２μｍ以上、約１３μｍ以上、約１４μｍ以上、約１５μｍ以上、約１６μｍ以上、約１７μｍ以上、約１８μｍ以上、約１９μｍ以上又は約２０μｍ以上であってもよい。前記平均粒径は、他の例示で、約１５０μｍ以下、１００μｍ以下、９０μｍ以下、８０μｍ以下、７０μｍ以下、６０μｍ以下、５０μｍ以下、４０μｍ以下、３０μｍ以下又は２０μｍ以下であってもよい。金属粒子内の金属としては、互いに平均粒径が相異なっているものを適用してもよい。前記平均粒径は、目的とする金属フォームの形態、例えば、金属フォームの厚さや気孔度などを考慮して適切な範囲を選択することができる。

本明細書で言及する金属粉末の平均粒径は、Ｄ５０粒径とも呼ばれる、いわゆるメジアン粒径である。このようなメジアン粒径は、公知の粒度分析方式によって求められ得る。

前記スラリー内で金属成分（金属粉末）の割合は特に制限されず、目的とする粘度や工程効率などを考慮して選択され得る。一つの例示で、スラリー内での金属成分の割合は、重量を基準で０．５～９５％程度であってもよいが、これに制限されるものではない。前記割合は、他の例示で、約１％以上、約１．５％以上、約２％以上、約２．５％以上、約３％以上、約５％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上又は８０％以上であるか、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下、約６５％以下、６０％以下、５５％以下、５０％以下、４５％以下、４０％以下、３５％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下又は５％以下程度であってもよいが、これに制限されない。

前記金属フォーム前駆体は、前記金属粉末とともに分散剤とバインダーを含むスラリーを用いて形成することができる。

上記で分散剤としては、例えば、アルコールが適用され得る。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、オクタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタノール、２－メトキシエタノール、２－エトキシエタノール、２－ブトキシエタノール、グリセロール、テキサノール（ｔｅｘａｎｏｌ）又はテルピネオール（ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）などのような炭素数１～２０の１価アルコール又はエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオール又はペンタンジオールなどのような炭素数１～２０の２価アルコール又はその以上の多価アルコールなどが用いられ得るが、その種類が上記に制限されるものではない。

スラリーは、バインダーをさらに含むことができる。このようなバインダーの種類は特に制限されず、スラリーの製造時に適用された金属成分や分散剤などの種類によって適切に選択できる。例えば、前記バインダーとしては、メチルセルロース又はエチルセルロースなどの炭素数１～８のアルキル基を有するアルキルセルロース、ポリプロピレンカーボネート又はポリエチレンカーボネートなどの炭素数１～８のアルキレン単位を有するポリアルキレンカーボネート又はポリビニルアルコール又はポリ酢酸ビニルなどのポリビニルアルコール系バインダー（以下、ポリビニルアルコール化合物と呼称することがある）などが例示され得るが、これに制限されるものではない。

前記スラリー内で各成分の割合は特に制限されない。このような割合は、スラリーを用いた工程時にコーティング性や成形性などの工程効率を考慮して調節され得る。

例えば、目的とする気孔度をより効果的に確保するために、スラリー内でバインダーは、上述した金属成分１００重量部に対して、約１～５００重量部の割合で含まれ得る。前記割合は、他の例示で、約２重量部以上、約３重量部以上、約４重量部以上、約５重量部以上、約６重量部以上、約７重量部以上、約８重量部以上、約９重量部以上、約１０重量部以上、約１５重量部以上、約２０重量部以上、約３０重量部以上、約４０重量部以上、約５０重量部以上、約６０重量部以上、約７０重量部以上、約８０重量部以上、約９０重量部以上、約１００重量部以上、約１１０重量部以上、約１２０重量部以上、約１３０重量部以上、約１４０重量部以上、約１５０重量部以上、約２００重量部以上又は約２５０重量部以上であってもよく、約４５０重量部以下、約４００重量部以下、約３５０重量部以下、約３００重量部以下、約２５０重量部以下、約２００重量部以下、約１５０重量部以下、約１００重量部以下、約５０重量部以下、約４０重量部以下、約３０重量部以下、約２０重量部以下又は約１０重量部以下であってもよい。

スラリー内で分散剤は、目的とする気孔特性をより効果的に確保するために、前記バインダー１００重量部に対して、約１０～２，０００重量部の割合で含まれ得る。前記割合は、他の例示で、約２０重量部以上、約３０重量部以上、約４０重量部以上、約５０重量部以上、約６０重量部以上、約７０重量部以上、約８０重量部以上、約９０重量部以上、約１００重量部以上、約２００重量部以上、約３００重量部以上、約３５０重量部以上、約４００重量部以上、約５００重量部以上、約５５０重量部以上、約６００重量部以上又は約６５０重量部以上であってもよく、約１，８００重量部以下、約１，６００重量部以下、約１，４００重量部以下、約１，２００重量部以下又は約１，０００重量部以下、約９００重量部以下、約８００重量部以下、約７００重量部以下、約６００重量部以下、約５００重量部以下又は約４５０重量部以下であってもよい。

本明細書で単位重量部は、特に異に規定しない限り、各成分間の重量の割合を意味する。

スラリーは、必要に応じて、溶媒をさらに含むことができる。溶媒としては、スラリーの成分、例えば、前記金属成分やバインダーなどの溶解性を考慮して適切な溶媒が用いられ得る。例えば、溶媒としては、誘電定数が約１０～１２０の範囲内にあるものを用いることができる。前記誘電定数は、他の例示で、約２０以上、約３０以上、約４０以上、約５０以上、約６０以上又は約７０以上であるか、約１１０以下、約１００以下又は約９０以下であってもよい。このような溶媒としては、水やエタノール、ブタノール又はメタノールなどの炭素数１～８のアルコール、ＤＭＳＯ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）、ＤＭＦ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）又はＮＭＰ（Ｎ－ｍｅｔｈｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｏｎｅ）などが例示され得るが、これに制限されるものではない。

溶媒が適用される場合に、上記は前記バインダー１００重量部に対して約５０～４００重量部の割合でスラリー内に存在できるが、これに制限されるものではない。前記溶媒の割合は、他の例示で、約６０重量部以上、約７０重量部以上、約８０重量部以上、約９０重量部以上、約１００重量部以上、約１１０重量部以上、約１２０重量部以上、約１３０重量部以上、約１４０重量部以上、約１５０重量部以上、約１６０重量部以上、約１７０重量部以上、約１８０重量部以上又は約１９０重量部以上であるか、約３５０重量部以下、３００重量部以下又は２５０重量部以下であってもよいが、これに制限されるものではない。

スラリーは、上記言及した成分外に追加的に必要な公知の添加剤を含んでもよい。ただし、目的とする気孔特性を効果的に得るために、前記スラリーは、いわゆる発泡剤を含まなくてもよい。用語「発泡剤」は、業界で通常発泡剤と呼称される成分はもちろんスラリー内の他の成分との関係で発泡効果を示すことができる成分も含まれる。したがって、本出願で金属フォームを製造する過程中には発泡工程が進行されないこともある。

前記スラリーを用いて前記金属フォーム前駆体を形成する方式は特に制限されない。金属フォームの製造分野では金属フォーム前駆体を形成するための多様な方式が公知にされており、本出願ではこのような方式が全て適用され得る。例えば、前記金属フォーム前駆体は、適正な型板（ｔｅｍｐｌａｔｅ）に前記スラリーを維持したり、あるいはスラリーを適正な方式でコーティングして前記金属フォーム前駆体を形成することができる。

本出願の一つの例示によってフィルム又はシート形態の金属フォームを製造する場合、特に薄いフィルム又はシート形態の金属フォームを製造する場合には、コーティング工程を適用することが有利である。例えば、適切な基材上に前記スラリーをコーティングして前駆体を形成した後、後述する焼結工程を通じて目的とする金属フォームを形成することができる。

このような金属フォーム前駆体の形態は、目的とする金属フォームによって決まることで、特に制限されない。一つの例示で、前記金属フォーム前駆体は、フィルム又はシート形態であってもよい。例えば、前記前駆体がフィルム又はシート形態であるとき、その厚さは、２，０００μｍ以下、１，５００μｍ以下、１，０００μｍ以下、９００μｍ以下、８００μｍ以下、７００μｍ以下、６００μｍ以下、５００μｍ以下、４００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約９０μｍ以下、約８０μｍ以下、約７０μｍ以下、約６０μｍ以下又は約５５μｍ以下であってもよい。金属フォームは、多孔性である構造的特徴上、一般的に壊れやすい特性を有するので、フィルム又はシート形態、特に薄い厚さのフィルム又はシート形態で製作が困難であり、製作しても容易に壊れる問題がある。しかし、本出願の方式によると、薄い厚さでありつつ内部に均一に気孔が形成され、機械的特性に優れた金属フォームの形成が可能である。

上記で前駆体の厚さの下限は、特に制限されない。例えば、前記フィルム又はシート形態の前駆体の厚さは、約５μｍ以上、１０μｍ以上又は約１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、４５μｍ以上、５０μｍ以上、５５μｍ以上、６０μｍ以上、６５μｍ以上、７０μｍ以上又は７５μｍ以上程度であってもよい。

前記金属フォーム前駆体の形成過程では適切な乾燥工程が行われてもよい。例えば、上述したコーティングなどの方式でスラリーを成形した後に一定時間乾燥して金属フォーム前駆体が形成されてもよい。前記乾燥の条件は特に制限されず、例えば、スラリー内に含まれた溶媒が目的レベルで除去できるレベルで制御され得る。例えば、前記乾燥は、成形されたスラリーを約５０℃～２５０℃、約７０℃～１８０℃又は約９０℃～１５０℃の範囲内の温度で適正時間の間維持して行ってもよい。乾燥時間も適正範囲で選択され得る。

前記方式で形成された金属フォーム前駆体を焼結して金属フォームを製造することができる。このような場合に、前記金属フォームを製造するための焼結を行う方式は特に制限されず、公知の焼結法を適用することができる。すなわち、適切な方式で前記金属フォーム前駆体に適正な量の熱を印加する方式で前記焼結を進行することができる。

この場合、焼結の条件は、適用された金属フォーム前駆体の状態、例えば、スラリーの組成や金属粉末の種類などを考慮して金属粉末が連結されて多孔性構造体が形成されるように制御され得、具体的な条件は特に制限されない。

例えば、前記焼結は、前記前駆体を約５００℃～２０００℃の範囲内、７００℃～１５００℃の範囲内又は８００℃～１２００℃の範囲内の温度で維持して行うことができ、その維持時間も任意的に選択され得る。前記維持時間は、一つの例示で、約１分～１０時間程度の範囲内であってもよいが、これに制限されるものではない。

複合材は、上述したように、前記金属フォームの表面又は金属フォームの内部に存在する高分子成分をさらに含み、このような複合材の前記金属フォームの厚さ（ＭＴ）及び全体厚さ（Ｔ）の割合（Ｔ／ＭＴ）は、２．５以下であってもよい。前記厚さの割合は、他の例示で、約２以下、約１．９以下、約１．８以下、約１．７以下、約１．６以下、１．５以下、１．４以下、１．３以下、１．２以下、１．１５以下又は１．１以下であってもよい。前記厚さの割合の下限は特に制限されるものではないが、一つの例示で、約１以上、約１．０１以上、約１．０２以上、約１．０３以上、約１．０４以上又は約１．０５以上、約１．０６以上、約１．０７以上、約１．０８以上、約１．０９以上、約１．１以上、約１．１１以上、約１．１２以上、約１．１３以上、約１．１４以上、約１．１５以上、約１．１６以上、約１．１７以上、約１．１８以上、約１．１９以上、約１．２以上、約１．２１以上、約１．２２以上、約１．２３以上、約１．２４以上又は約１．２５以上であってもよい。このような厚さ割合下で目的とする熱伝導度が確保されて加工性や耐衝撃性などに優れた複合材が提供され得る。

複合材に含まれる高分子成分の種類は特に制限されず、例えば、複合材の加工性や耐衝撃性、絶縁性などを考慮して選択され得る。本出願で適用され得る高分子成分の例としては、公知のアクリル樹脂、シロキサン系列のようなシリコン樹脂、ＰＥＴ（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ））などのポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）又はＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）などのオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アミノ樹脂及びフェノール樹脂からなる群より選択された一つ以上が挙げられるが、これに制限されるものではない。

一つの例示で、前記複合材に含まれる高分子成分の体積（ＰＶ）と金属フォームの体積（ＭＶ）の割合（ＭＶ／ＰＶ）は、１０以下であってもよい。上記割合（ＭＶ／ＰＶ）は、他の例示で、９以下、８以下、７以下、６以下、５以下、４以下、３以下、２以下、１以下又は０．５以下程度であってもよい。前記体積割合の下限は特に制限されず、例えば、約０．１程度であってもよい。前記体積割合は、複合材に含まれる高分子成分と金属フォームの重量と該当成分の密度を通じて算出することができる。

前記複合材は、高い透磁率を示すことができる。例えば、上述したフィルム形態で前記複合材は、１０μｍ～１ｃｍ範囲内の厚さ及び１００ｋＨｚ～３００ｋＨｚで１００以上の比透磁率を示すことができる。前記比透磁率は、他の例示で、１１０以上、１２０以上、１３０以上、１４０以上、１５０以上、１６０以上、１７０以上、１８０以上、１９０以上又は２００以上であってもよい。前記比透磁率は、他の例示で、約１，０００以下、９００以下、８００以下、７００以下、６００以下、５００以下、４００以下又は３００以下程度であってもよい。

また、本出願は、上記のような形態の複合材の製造方法に関する。前記製造方法は、前記金属フォームの表面又は内部に硬化性高分子組成物が存在する状態で前記高分子組成物を硬化させるステップを含むことができる。

前記方法で適用される金属フォームに対する具体的な内容は、上述した通りであり、製造される複合材に対する具体的な事項も上述した内容による。

前記適用される高分子組成物も硬化などを通じて上記言及した高分子成分を形成することができるものであれば、特に制限されず、このような高分子成分は業界に多様に公知されている。

例えば、公知の成分のうち適切な粘度を有する材料を用い、公知の方式を通じて硬化を進行して前記複合材を製造することができる。

このような本出願の複合材は、高い透磁率と共に優れた機械的強度、電気絶縁性、酸化乃至熱に対する抵抗性などを示して高い透磁率が要求される多様な用途に適用され得る。適用できる用途では、ＥＭＣコア（ｃｏｒｅ）、低出力高インダクタンス共鳴回路又は広帯域変圧器などを含んだ多様な装置などや電波吸収体などが例示され得るが、これに制限されるものではない。

本出願によると、高い透磁率を有し、柔軟性、電気絶縁性、機械的物性及び／又は熱や酸化に対する抵抗性などのその他物性も優れた複合材を簡単で且つ経済的な工程で提供することができる。

図１は、実施例１で適用された金属フォームの写真である。 図２は、実施例１で適用された金属フォームの気孔分布を示す図である。 図３は、実施例２の複合材の透磁率グラフである。 図４は、実施例６の複合材の透磁率グラフである。

以下、実施例及び比較例を通じて本出願を詳しく説明するが、本出願の範囲は、下記実施例によって制限されるものではない。

１．比透磁率の確認方法
実施例又は比較例の材料の比透磁率は、Ｋｅｙｓｉｇｈｔ社の１６４５４Ａ装備で測定し、１ｋＨｚ～１０ＭＨｚの領域をスキャンした。

２．気孔分布の確認方法
適用された金属フォームの気孔分布は、電子式光学顕微鏡（ＳＥＭ、ＪＥＯＬ、ＪＳＭ－７６１０Ｆ）を用いて５００倍の倍率で撮影したＳＥＭイメージをＩｍａｇｅ ａｎａｌｙｚｅｒで確認して気孔分布を計算した。

＜実施例１＞
金属フォームとしては、鉄とニッケルの合金（Ｆｅ／Ｎｉ＝２０／８０）で製造された気孔度が約７５％レベルであり、厚さが約８０μｍである金属フォームを用いた。

このような金属フォームは、次の方式で製造した。平均粒径（メジアン粒径、Ｄ５０粒径）が約２０～３０μｍレベルである上記合金（Ｆｅ／Ｎｉ＝２０／８０）粉末５ｇ、ｎ－ブタノール４ｇ及びエチルセルロース１ｇを混合してスラリーを製造した。前記スラリーを焼結した後、８０μｍ程度の厚さのフィルム形態になるようにコーティングし、１２０℃のオーブンで１０分間乾燥した後、水素／アルゴン雰囲気の１０００℃で２時間程度の間焼結して、前記金属フォームを製造した。

図１及び図２は、それぞれ上記のように製造された金属フォームの写真及び気孔分布を示す。前記金属フォームに、粘度が約９０００ｃＰであるエポキシ樹脂（製造社：国都化学、製品名：ＫＳＲ１７７）を塗布し、フィルムアプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１１０μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。

引き続き、前記エポキシ樹脂が適用された金属フォームを約１２０℃のオーブンで約１時間程度維持して硬化させて、フィルム形態の複合材を製造した。

前記複合材の比透磁率は、２００以上（１００～３００ｋＨｚ）であった。

＜実施例２＞
実施例１で製造された金属フォームにシロキサン系列の樹脂（製造社：Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ、製品名：Ｓｙｌｇａｒｄ１８４）を塗布し、フィルムアプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１００μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。その後、前記材料を約１２０℃のオーブンで約１時間程度維持して硬化させて、フィルム形態の複合材を製造した。前記複合材の比透磁率は、２００以上（１００～３００ｋＨｚ）であった。

図３は、実施例２の複合材の比透磁率グラフである。

＜実施例３＞
実施例１で得た金属フォームにアクリレート系列の樹脂（製造社：Ａｌｄｒｉｃｈ、商品名：ＰＭＭＡ）を塗布し、フィルムアプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１００μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。その後、前記材料を約１２０℃のオーブンで約１時間程度維持して硬化させて、フィルム形態の複合材を製造した。

前記複合材の比透磁率は、１９０以上（１００～３００ｋＨｚ）であった。

＜実施例４＞
実施例１で得た金属フォームにポリプロピレン樹脂（製造社：Ａｌｄｒｉｃｈ、商品名：Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）を塗布し、フィルムアプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１００μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。その後、前記材料を硬化させてフィルム形態の複合材を製造した。前記複合材の比透磁率は、１９０以上（１００～３００ｋＨｚ）であった。

＜実施例５＞
金属フォームとしては、鉄、ニッケル及びモリブデンの合金（Ｆｅ／Ｎｉ／Ｍｏ＝１５／８０／５）粉末を用い、実施例１のような方式で製造した気孔度が約７２％レベルであり、厚さが約８０μｍである金属フォームを用いた。前記金属フォームにエポキシ樹脂（製造社：国都化学、製品名：ＫＳＲ１７７）を塗布し、フィルムアプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１１０μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。その後、前記エポキシ樹脂が適用された金属フォームを実施例１と同一の条件で処理して、フィルム形態の複合材を製造した。前記複合材の比透磁率は、２００以上（１００～３００ｋＨｚ）であった。

＜実施例６＞
金属フォームとしては、鉄、アルミニウム及びシリコンの合金（Ｆｅ／Ａｌ／Ｓｉ＝８５／６／９）粉末を用い、実施例１のような方式で製造された気孔度が約７０％レベルであり、厚さが約８０μｍである金属フォームを用いた。前記金属フォームにエポキシ樹脂（製造社：国都化学、製品名：ＫＳＲ１７７）を塗布し、フィルムアプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１００μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。その後、前記エポキシ樹脂が適用された金属フォームを実施例１と同一の条件で処理して、フィルム形態の複合材を製造した。前記複合材の比透磁率は、１５０以上（１００～３００ｋＨｚ）であった。図４は、実施例６の複合材の比透磁率グラフである。

＜実施例７＞
金属フォームとしては、鉄、ケイ素及びホウ素の合金（Ｆｅ／Ｓｉ／Ｂ＝７５／１５／１０）粉末を用い、実施例１のような方式で製造した気孔度が約６７％レベルであり、厚さが約８０μｍである金属フォームを用いた。前記金属フォームにエポキシ樹脂（製造社：国都化学、製品名：ＫＳＲ１７７）を塗布し、フィルムアプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１２０μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。その後、前記エポキシ樹脂が適用された金属フォームを実施例１と同一の条件で処理して、フィルム形態の複合材を製造した。前記複合材の比透磁率は、１２０以上（１００～３００ｋＨｚ）であった。

＜実施例８＞
金属フォームとしては、鉄、ケイ素、ホウ素、ニオビウム及び銅の合金（Ｆｅ／Ｓｉ／Ｂ／Ｎｂ／Ｃｕ＝７４／１３／９／３／１）粉末を用い、実施例１のような方式で製造した気孔度が約６１％レベルであり、厚さが約８０μｍである金属フォームを用いた。前記金属フォームにエポキシ樹脂（製造社：国都化学、製品名：ＫＳＲ１７７）を塗布し、フィルムアプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１００μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。その後、前記エポキシ樹脂が適用された金属フォームを実施例１と同一の条件で処理して、フィルム形態の複合材を製造した。前記複合材の比透磁率は、１７０以上（１００～３００ｋＨｚ）であった。

＜比較例１＞
金属フォームとしては、銅粉末を用いて実施例１のような方式で製造した気孔度が約６５％レベルであり、厚さが約８０μｍである金属フォームを用いた。前記金属フォームに実施例２で適用したシロキサン系列の樹脂を塗布し、フィルムアプリケーターを用いて最終複合材の厚さが約１００μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。その後、前記樹脂が適用された金属フォームを実施例２と同一の条件で処理して、フィルム形態の複合材を製造した。前記複合材の比透磁率は、５０以下（１００～３００ｋＨｚ）であった。

＜比較例２＞
軟磁性金属フィラーとして、鉄、アルミニウム及びケイ素の合金（Ｆｅ／Ａｌ／Ｓｉ＝８５／６／９）フィラーをポリプロピレン樹脂と混合した後、フィルムアプリケーターを用いて厚さが約１２０μｍ程度であるフィルム形態に成形し、硬化させることでフィルム形態の複合材を製造した。

前記複合材の比透磁率は、９０程度（１００～３００ｋＨｚ）であった。

Claims (14)

1. 軟磁性金属成分の金属フォーム及び前記金属フォームの表面又は内部に存在する高分子成分を含み、
   金属フォームの気孔度が５０％以上である、複合材。
2. フィルム形態である、請求項１に記載の複合材。
3. １０μｍ～１ｃｍ範囲内の厚さ及び１００ｋＨｚ～３００ｋＨｚで１００以上の比透磁率を示す、請求項１又は２に記載の複合材。
4. 金属フォームの気孔度が６０％以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載の複合材。
5. 金属フォームの全体気孔のうち８５％以上の気孔の気孔サイズが１０μｍ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の複合材。
6. 金属フォームの全体気孔のうち６５％以上の気孔の気孔サイズが５μｍ以下である、請求項１～５のいずれか一項に記載の複合材。
7. 軟磁性金属成分がＦｅ／Ｎｉ合金、Ｆｅ／Ｎｉ／Ｍｏ合金、Ｆｅ／Ａｌ／Ｓｉ合金、Ｆｅ／Ｓｉ／Ｂ合金、Ｆｅ／Ｓｉ／Ｎｂ合金、Ｆｅ／Ｓｉ／Ｃｕ合金又はＦｅ／Ｓｉ／Ｂ／Ｎｂ／Ｃｕ合金である、請求項１～６のいずれか一項に記載の複合材。
8. 金属フォームの厚さ（ＭＴ）及び全体厚さ（Ｔ）の割合（Ｔ／ＭＴ）が１．０１以上である、請求項１～７のいずれか一項に記載の複合材。
9. 金属フォームの厚さ（ＭＴ）及び全体厚さ（Ｔ）の割合（Ｔ／ＭＴ）が２以下である、請求項１～８のいずれか一項に記載の複合材。
10. 金属フォームは、厚さが１０μｍ以上である、請求項１～９のいずれか一項に記載の複合材。
11. 高分子成分は、金属フォームの表面で表面層を形成している、請求項１～１０のいずれか一項に記載の複合材。
12. 高分子成分は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、アミノ樹脂及びフェノール樹脂からなる群より選択された一つ以上を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の複合材。
13. 高分子成分の体積（ＰＶ）と金属フォームの体積（ＭＶ）の割合（ＭＶ／ＰＶ）は、１０以下である、請求項１～１２のいずれか一項に記載の複合材。
14. 軟磁性金属成分の金属フォームの表面又は内部に硬化性高分子組成物が存在する状態で前記硬化性高分子組成物を硬化させるステップを含み、
    前記金属フォームは、金属成分、分散剤、及びバインダーを含むスラリーを用いて形成されることができ、
    前記スラリー中の前記金属成分の割合は、重量の基準で、３０％～７０％でよく、
    前記バインダーは、アルキルセルロース、ポリアルキレンカーボネート、又はポリビニルアルコール系バインダーでよく、
    前記分散剤はアルコールでよく、
    前記バインダーは、金属成分１００重量部に対して約１～３０重量部の割合で前記スラリー中に含まれてよく、
    前記分散剤は、前記バインダー１００重量部に対して約２００～７００重量部の割合で前記スラリー中に含まれてよい、請求項１～１３のいずれか一項に記載の複合材の製造方法。

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