JP7122308B2 - Thermoplastic polymer composite containing soft ferromagnetic particulate material and method of making same - Google Patents

Thermoplastic polymer composite containing soft ferromagnetic particulate material and method of making same Download PDF

Info

Publication number
JP7122308B2
JP7122308B2 JP2019532978A JP2019532978A JP7122308B2 JP 7122308 B2 JP7122308 B2 JP 7122308B2 JP 2019532978 A JP2019532978 A JP 2019532978A JP 2019532978 A JP2019532978 A JP 2019532978A JP 7122308 B2 JP7122308 B2 JP 7122308B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer composite
polymer
soft ferromagnetic
composite sheet
thermoplastic polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019532978A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020524721A5 (en
JP2020524721A (en
Inventor
エス. グラフ,マイケル
ケー. ナヤー,サティンダー
アール. アチャリャ,バラト
エル. ブルゾーン,チャールズ
シェルハース,ヴェルリン
ジェイ. ローウェル,ティモシー
ジェイ. デーン,デレク
ジェイ. ノヴォトニー,クリント
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/382,834 external-priority patent/US10287413B2/en
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of JP2020524721A publication Critical patent/JP2020524721A/en
Publication of JP2020524721A5 publication Critical patent/JP2020524721A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7122308B2 publication Critical patent/JP7122308B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15358Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing
    • H01F1/15366Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder
    • H01F1/15375Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder using polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances

Description

本発明は、概して、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、軟強磁性(ferromagnetic)粒子材料と、を含む、ポリマー複合体に関する。ポリマー複合体は、例えば、磁束場指向性材料(magnetic flux field directional materials)として使用することができる。本発明はまた、本開示のポリマー複合体の製造方法にも関する。 The present invention relates generally to polymer composites comprising a thermoplastic polymer network structure and soft ferromagnetic particulate material. Polymer composites can be used, for example, as magnetic flux field directional materials. The present invention also relates to methods of making the polymer composites of the present disclosure.

磁場を変化させるのに有用な様々な複合体が、当該技術分野において開示されている。このような複合体は、例えば、米国特許第5,827,445号、同第5,828,940号及び同第9,105,382(B2)号並びに米国特許公開第2005/0012652(A1)号及び同第2006/0099454(A1)号に記載されている。更に、多孔質ポリマー材料を形成するための様々な方法が、当該技術分野において開示されている。このような複合体は、例えば、米国特許第5,196,262号及び同第6,524,742(B1)号に記載されている。 Various complexes useful for altering magnetic fields have been disclosed in the art. Such conjugates are described, for example, in U.S. Pat. and 2006/0099454 (A1). Additionally, various methods have been disclosed in the art for forming porous polymeric materials. Such conjugates are described, for example, in US Pat. Nos. 5,196,262 and 6,524,742(B1).

一態様において、本開示は、ポリマー複合体であって、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、その熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料と、を含み、軟強磁性粒子材料の重量分率が、ポリマー複合体の総重量に基づいて、0.80~0.98であり、熱可塑性ポリマーは、5×10g/モル~5×10g/モルの数平均分子量を有する、ポリマー複合体を提供する。 In one aspect, the present disclosure is a polymer composite comprising a thermoplastic polymer network structure and a soft ferromagnetic particulate material dispersed within the thermoplastic polymer network structure, wherein the soft ferromagnetic particulate material is 0.80 to 0.98, based on the total weight of the polymer composite, and the thermoplastic polymer has a number average molecular weight of 5×10 4 g/mol to 5×10 7 g/mol A polymer composite is provided.

別の態様において、本開示は、第1主面を有するポリマー複合体シートの製造方法であって、(i)5×10g/モル~5×10g/モルの数平均分子量を有する熱可塑性ポリマー、熱可塑性ポリマーが可溶である溶媒、及び軟強磁性粒子材料を準備することと、(ii)熱可塑性ポリマー、溶媒及び軟強磁性粒子材料を混合して、軟強磁性粒子材料を含有する混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液を形成することと、(iii)軟強磁性粒子を含有する熱可塑性ポリマー溶媒溶液をシートに形成することと、(iv)溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起することと、(v)溶媒の少なくとも一部分を除去し、それにより、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、その熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料とを有するポリマー複合体シートを形成することを含み、軟強磁性粒子材料の重量分率が、ポリマー複合体シートの総重量に基づいて、0.80~0.98である、方法を提供する。 In another aspect, the present disclosure is a method of making a polymer composite sheet having a first major surface, wherein (i) it has a number average molecular weight of from 5×10 4 g/mol to 5×10 7 g/mol; providing a thermoplastic polymer, a solvent in which the thermoplastic polymer is soluble, and a soft ferromagnetic particulate material; and (ii) mixing the thermoplastic polymer, the solvent and the soft ferromagnetic particulate material to form a soft ferromagnetic particulate material. (iii) forming the thermoplastic polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particles into a sheet; (iv) separating a phase of the thermoplastic polymer from the solvent (v) removing at least a portion of the solvent, thereby having a thermoplastic polymer network structure and a soft ferromagnetic particulate material dispersed within the thermoplastic polymer network structure; A method is provided comprising forming a composite sheet, wherein the weight fraction of the soft ferromagnetic particulate material is between 0.80 and 0.98, based on the total weight of the polymer composite sheet.

場合により、方法は、圧縮力の適用と同時に、振動エネルギーをポリマー複合体シートに適用すること、を更に含む。好ましくは、振動エネルギーは、超音波エネルギーである。 Optionally, the method further comprises applying vibrational energy to the polymer composite sheet concurrently with applying the compressive force. Preferably, the vibrational energy is ultrasonic energy.

以上が本開示の例示的な実施形態の様々な態様及び利点の概要である。上記の「発明の概要」は、本開示の特定の例示的な実施形態の、図示される各実施形態又は全ての実装を説明することを意図するものではない。以下の図面及び「発明を実施するための形態」は、本明細書に開示される原理を使用する特定の好ましい実施形態を、より詳細に例示するものである。 The foregoing has summarized various aspects and advantages of exemplary embodiments of the present disclosure. The above Summary of the Invention is not intended to describe each illustrated embodiment or every implementation of the specific exemplary embodiments of the present disclosure. The following drawings and Detailed Description more particularly exemplify certain preferred embodiments employing the principles disclosed herein.

以下の本開示の様々な実施形態の詳細な説明を添付図面と併せて検討することで、本開示をより完全に理解し得る。
本開示の例示的な一実施形態による例示的なポリマー複合体断面のSEM画像を示す。 本開示の例示的な一実施形態による、ポリマー複合体が高密度化された後の、図1の例示的なポリマー複合体断面のSEM画像を示す。 明細書及び図面中の参照文字が繰り返して使用されている場合、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。図面は、縮尺どおりに描かれていない場合がある。
A more complete understanding of the present disclosure can be obtained by considering the following detailed description of various embodiments of the disclosure in conjunction with the accompanying drawings.
FIG. 4 shows an SEM image of an exemplary polymer composite cross-section according to an exemplary embodiment of the present disclosure; FIG. 2 shows an SEM image of the exemplary polymer composite cross-section of FIG. 1 after the polymer composite has been densified, according to an exemplary embodiment of the present disclosure; Repeat use of reference characters in the specification and drawings is intended to represent same or analogous features or elements of the disclosure. Drawings may not be drawn to scale.

多くの他の変更形態及び実施形態を当業者であれば考案することができ、それらは本開示の原理の趣旨及び範囲に入ることは理解されるべきである。本明細書で用いる全ての科学用語及び技術用語は、別途明記しない限り、当該技術分野で通常用いられる意味を有する。本明細書で与えられる定義は、本明細書で頻繁に用いる特定の用語の理解を助けるためのものであり、本開示の範囲の限定を意図するものではない。 It should be understood that many other modifications and embodiments could be devised by those skilled in the art and still fall within the spirit and scope of the principles of the present disclosure. All scientific and technical terms used herein have meanings commonly used in the art unless otherwise specified. The definitions provided herein are to aid understanding of certain terms frequently used herein and are not intended to limit the scope of the disclosure.

以下の定義された用語の用語解説に関して、これらの定義は、特許請求の範囲又は本明細書の他の箇所において異なる定義が提供されていない限り、本出願全体について適用されるものとする。 With respect to the glossary of defined terms below, these definitions shall apply throughout this application unless a different definition is provided in the claims or elsewhere in the specification.

用語解説
特定の層に関する「接近する」という用語は、2つの層が互いに隣り合い(すなわち、隣接し)かつ直接接触しているか、又は互いと近接してはいるが直接接触はしていない(すなわち、これらの層の間に1つ以上の追加的な層が介在している)位置において、別の層と接合しているか、又はそれに取付けられていることを意味する。
Glossary The term "close to" with respect to a particular layer means that the two layers are adjacent (i.e., adjacent) and in direct contact with each other, or in close proximity but not in direct contact (i.e., adjacent to each other). That is, it is joined to or attached to another layer at a location where one or more additional layers are interposed between those layers.

開示されるコーティングされた物品における様々な要素の場所について、配向の用語、例えば「~の上に(atop)」、「~上に(on)」、「~の上方に(over)」、「~を覆う(covering)」、「最上部の(uppermost)」、「~の下にある(underlying)」などを使用することによって、水平に配置され、上を向いた基材に対する、要素の相対位置について言及する。しかしながら、別途指示のない限り、基材又は物品は、製造中又は製造後において何らかの特定の空間的向きを有するべきであるということが意図されるわけではない。 Orientation terms such as "atop", "on", "over", " relative to an element placed horizontally and facing upwards by using "covering", "uppermost", "underlying", etc. Mention location. However, unless otherwise indicated, it is not intended that the substrate or article should have any particular spatial orientation during or after manufacture.

本開示の物品の基材又は他の要素に対する、ある層の位置を説明するために、「オーバーコーティングされた」という用語を使用することによって、その層が、基材又は他の要素の上にあるが、必ずしも基材又は他の要素と近接してはいないことについて言及する。 By using the term "overcoated" to describe the position of a layer relative to the substrate or other element of the articles of this disclosure, the layer is placed on the substrate or other element. It refers to there being, but not necessarily in close proximity to the substrate or other element.

他の層に対する、ある層の位置を説明するために、「~によって分離された」という用語を使用することによって、その層が、他の2つの層の間に位置するが、必ずしもどちらかの層と近接したり、又は隣接したりしてはいないことについて言及する。 By using the term "separated by" to describe the position of a layer relative to other layers, the layer is located between two other layers, but not necessarily either. It refers to not being contiguous or contiguous with the layer.

数値又は形状への言及に関する用語「約」又は「おおよそ」は、数値又は特性若しくは特徴の±5パーセントを意味するが、明示的に、正確な数値を含む。例えば、「約」1Pa・secの粘度とは、0.95~1.05Pa・secの粘度を指すが、1Pa・secちょうどの粘度も明示的に含むものとする。同様に、「実質的に正方形」の外辺部とは、各横方向縁部が、他のいずれかの横方向縁部の長さの95%~105%の長さを有する4つの横方向縁部を有する幾何形状を説明することを意図するが、これはまた、各横方向縁部が正確に同じ長さを有する幾何形状を含むものとする。特に指示がない限り、本明細書及び実施形態で使用する量又は成分、特性の測定値などを表す全ての数は、全ての場合、「約」という用語によって修飾されていると解するものとする。 The term "about" or "approximately" in reference to a number or shape means ±5 percent of the number or property or characteristic, but expressly includes the exact number. For example, a viscosity of “about” 1 Pa·sec refers to a viscosity of 0.95 to 1.05 Pa·sec, but expressly includes a viscosity of exactly 1 Pa·sec. Similarly, a "substantially square" perimeter is defined as four lateral edges with each lateral edge having a length that is 95% to 105% of the length of any other lateral edge. Although we intend to describe geometries that have edges, this is also meant to include geometries in which each lateral edge has exactly the same length. Unless otherwise indicated, all numbers expressing amounts or ingredients, measurements of properties, etc. used in the specification and embodiments are to be understood as being modified in all instances by the term "about." do.

特性又は特徴に関する用語「実質的に」は、その特性又は特徴が、その特性又は特徴の反対のものが呈される程度よりも高い程度で呈されることを意味する。例えば、「実質的に」透明な基材は、それが透過しない(例えば、吸収する及び反射する)放射線よりも多くの放射線(例えば、可視光)を透過する基材を指す。それゆえに、その表面上に入射する可視光のうちの50%より多くを伝達する基材は、実質的に透明であるが、その表面上に入射する可視光のうちの50%以下を伝達する基材は、実質的に透明ではない。 The term "substantially" with respect to a property or characteristic means that the property or characteristic is exhibited to a greater degree than the opposite of that property or characteristic is exhibited. For example, a "substantially" transparent substrate refers to a substrate that transmits more radiation (eg, visible light) than it does not transmit (eg, absorbs and reflects). Therefore, a substrate that transmits more than 50% of the visible light incident on its surface is substantially transparent, but transmits less than 50% of the visible light incident on its surface. The substrate is substantially non-transparent.

本明細書及び添付の実施形態において使用されるとき、単数形「a」、「an」及び「the」は、特に内容により明確な指示がない限り、複数の対象を含む。したがって、例えば「化合物(a compound)」を含有する微細繊維への言及は、2種以上の化合物の混合物を含む。本明細書及び添付の実施形態において使用されるとき、用語「又は」は、その内容が特に明確に指示しない限り、一般的に「及び/又は」を包含する意味で用いられる。 As used in this specification and the accompanying embodiments, the singular forms "a," "an," and "the" include plural referents unless the content clearly dictates otherwise. Thus, for example, reference to a fine fiber containing "a compound" includes mixtures of two or more compounds. As used in this specification and the accompanying embodiments, the term "or" is generally used in its sense to include "and/or" unless the content clearly dictates otherwise.

本明細書全体を通して、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「1つ以上の実施形態」、又は「ある実施形態」に対する言及は、「実施形態」という用語の前に、「例示的な」という用語が含まれているか否かに関わらず、その実施形態に関連して説明される具体的な特色、構造、材料、又は特徴が、本開示の特定の例示的な実施形態のうちの少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して、様々な箇所における「1つ以上の実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」、又は「ある実施形態において」などの表現の出現は、必ずしも本開示の特定の例示的な実施形態のうちの同一の実施形態に言及するものとは限らない。更に、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、1つ以上の実施形態では任意の好適な方法で組み合わされてもよい。 Throughout this specification, references to "one embodiment," "particular embodiment," "one or more embodiments," or "an embodiment" are preceded by the term "embodiment." A specific feature, structure, material, or feature described in connection with that embodiment may be the is meant to be included in at least one embodiment thereof. Thus, in various places throughout this specification the appearances of phrases such as "in one or more embodiments," "in certain embodiments," "in one embodiment," or "in an embodiment" , do not necessarily refer to the same one of the specific exemplary embodiments of this disclosure. Moreover, the specific features, structures, materials, or properties may be combined in any suitable manner in one or more embodiments.

本開示の例示的な実施形態は、本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく、様々な修正及び変更を採ってもよい。したがって、本開示の実施形態は、以下に記載の例示的な実施形態に限定されるものではないが、特許請求の範囲に記載されている限定及びそれらの任意の均等物により支配されるものであることを理解すべきである。 Exemplary embodiments of the disclosure may take on various modifications and alterations without departing from the spirit and scope of the disclosure. Accordingly, embodiments of the present disclosure are not limited to the exemplary embodiments described below, but are to be governed by the limitations set forth in the claims and any equivalents thereof. It should be understood that there is

解決すべき課題の説明
電話、タブレット、ビデオゲーム、ラップトップコンピュータなどのモバイル/ハンドヘルドデバイスをはじめとするが、これらに限定されない、様々な電子機器に対して、例えば、ワイヤレス充電などの新規及び改善された機能性を含めることが絶えず求められている。これらの携帯用電子機器の機能性追加に対する要求が大きくなるにつれ、対応する構成要素のために、当該機器内の利用可能なスペースは、減少する。更に、これらの新規及び改善された機能により、これらの機器への給電に必要な電池容量に対する要求も増大する。その結果、より高いワイヤレス充電(WPC)能力がますます必要とされている。
Description of Problem to be Solved New and improved e.g. wireless charging for various electronic devices including but not limited to mobile/handheld devices such as phones, tablets, video games, laptop computers There is a constant demand for the inclusion of optimized functionality. As the demand for additional functionality in these portable electronic devices grows, the available space within such devices decreases due to the corresponding components. Moreover, these new and improved features also place increased demands on the battery capacity required to power these devices. As a result, there is an increasing need for higher wireless charging (WPC) capabilities.

ワイヤレス充電は、モバイル/ハンドヘルドデバイスに最近追加された機能の1つである。WPCに関する典型的な1つの要件は、電子機器内の特定の場所に磁場を集中及び/又は導くのとともに、他の領域を磁場から遮蔽する必要があることである。この目的のために、磁束場指向性材料(FFDM)を使用することができる。FFDMは、それ自体を介して、またWPCデバイスのレシーバコイルを介して、磁束密度を導くことができ、これにより、電池ケースなどの近傍にある金属部品に磁束が到達するのを防ぐ。電子機器の電池の再充電に関する電力需要、例えば、より高い電力及び大きな電力伝送レートの要件が増大するにつれて、FFDMは、増加する磁束の量を集中させ、方向転換できる必要がある。 Wireless charging is one of the recent additions to mobile/handheld devices. One typical requirement for WPCs is the need to concentrate and/or direct the magnetic field to specific locations within the electronic device, while shielding other areas from the magnetic field. Flux Field Directive Materials (FFDM) can be used for this purpose. The FFDM can direct the magnetic flux density through itself and through the WPC device's receiver coil, thereby preventing it from reaching nearby metal parts such as the battery case. As the power demand for recharging the batteries of electronic devices increases, eg, higher power and higher power transfer rate requirements, FFDMs need to be able to focus and redirect increasing amounts of magnetic flux.

多数の電子機器設計のために、更に、FFDMは、機器内の所望のスペースに適合するように容易に構成される必要がある。この点において、可撓性材料が望ましい。しかしながら、最も一般的に使用されている現在のフェライトシートのFDDM材料は、剛直で、非可撓性になりやすい。 Due to the large number of electronic device designs, the FFDM also needs to be easily configured to fit the desired space within the device. Flexible materials are desirable in this respect. However, the most commonly used current ferrite sheet FDDM materials tend to be rigid and inflexible.

更に、非晶質又はナノ結晶質のリボン(ナノリボン)は、高い磁束密度を方向転換する能力を有するが、消費者向け電子機器に組み込むには高価である。これらはまた、導電率が比較的大きく、その結果として渦電流損が誘導されることから、低周波用途に限定される。フェライトシートは、比較的低い飽和磁束密度に限定されており、製造する際に、破損なく、成形すること、加工すること、又は取り扱うことが非常に困難である。したがって、ワイヤレス電力伝送には、従来の複合体材料を使用するのが好ましい。しかしながら、加工上の制限により、現在の複合体材料において必要とされる磁性フレークの最大充填量は、約50体積パーセントでしかなく、高電力伝送用途における有用性を制限している。 In addition, amorphous or nanocrystalline ribbons (nanoribbons) have the ability to redirect high magnetic flux densities, but are expensive to incorporate into consumer electronics. They are also limited to low frequency applications due to their relatively high electrical conductivity and the consequent induced eddy current losses. Ferrite sheets are limited to relatively low saturation magnetic flux densities and are very difficult to shape, process or handle without breakage during manufacturing. Therefore, it is preferable to use conventional composite materials for wireless power transfer. However, due to processing limitations, the maximum loading of magnetic flakes required in current composite materials is only about 50 volume percent, limiting their usefulness in high power transmission applications.

また、複合体材料を製造するために現在使用されているプロセスでは、例えば、フェライトと比較して、より高価な材料となる。コスト面の不利にもかかわらず、複合体材料は、低電力伝送レート(約5W)で、一部のFDDM用途に利用されている。しかしながら、これらの材料は、次世代デバイスにおける高い電力伝送レート(15W以上)に必要とされる高い磁束密度を局限化し、方向転換する能力が限られている。更に、WPCプロトコルは、より高い、場合により1MHzを超える周波数を伴うので、FFDMは、現在の複合体材料では達成されない厳しい材料要件、例えば、より低い抵抗率を満たす必要がある。全体として、形成特性の改善(例えば、可撓性の改善)、電力伝送レベルの増加及び低コストのうちの少なくとも1つを可能にする、改善されたFDDM材料が必要とされている。 Also, the processes currently used to manufacture composite materials result in more expensive materials compared to, for example, ferrite. Despite the cost penalty, composite materials are utilized for some FDDM applications at low power transmission rates (approximately 5 W). However, these materials have limited ability to localize and redirect the high magnetic flux densities required for high power transfer rates (15 W and above) in next generation devices. Furthermore, as the WPC protocol involves higher frequencies, possibly above 1 MHz, FFDM needs to meet stringent material requirements, such as lower resistivity, that are not achieved with current composite materials. Overall, there is a need for improved FDDM materials that enable at least one of improved forming properties (eg, improved flexibility), increased power transfer levels, and lower cost.

以下に、本開示の様々な例示的な実施形態を、図面を具体的に参照しながら説明する。本開示の例示的な実施形態には、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を加えてもよい。したがって、本開示の実施形態は、以下に記載の例示的な実施形態に限定されるものではないが、特許請求の範囲に記載されている限定及びそれらの任意の均等物により支配されるものであることを理解すべきである。 Various exemplary embodiments of the present disclosure are described below with specific reference to the drawings. Various modifications and changes may be made to the exemplary embodiments of the disclosure without departing from the spirit and scope of the disclosure. Accordingly, embodiments of the present disclosure are not limited to the exemplary embodiments described below, but are to be governed by the limitations set forth in the claims and any equivalents thereof. It should be understood that there is

したがって、例示的な一実施形態において、本開示は、例えば、改善された性能を有するFDDMとして機能することができる独自のポリマー複合体を提供する。本開示のポリマー複合体は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、その熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料と、を含む。 Accordingly, in one exemplary embodiment, the present disclosure provides unique polymer composites that can serve, for example, as FDDMs with improved performance. The polymer composites of the present disclosure comprise a thermoplastic polymer network structure and a soft ferromagnetic particulate material dispersed within the thermoplastic polymer network structure.

軟強磁性粒子材料を含有する熱可塑性ポリマー溶媒混合物の誘起相分離を含む、ポリマー複合体の独自の製造方法では、製造プロセス中に形成される熱可塑性ポリマーのネットワーク構造により、軟強磁性粒子材料の充填量が極めて高く(最大約80体積パーセント)、ポリマー複合体中のポリマー含有量が低い(約4重量パーセントまで)ものにすることが可能である。結果として、このポリマー複合体の約100マイクロメートル厚のフィルムを使用することにより、高飽和磁束密度、例えば、0.67Tを達成することができ、これらのポリマー複合体により、電子機器の高出力ワイヤレス充電能力を改善することが可能である。熱可塑性ポリマーのネットワーク構造を含む複合体の独自の構造によりまた、本開示のポリマー複合体の改善された可撓性及び形成特性も可能である。 A unique method for the production of polymer composites involving induced phase separation of a thermoplastic polymer solvent mixture containing soft ferromagnetic particle material is that the network structure of the thermoplastic polymer formed during the production process allows the soft ferromagnetic particle material Very high loadings of (up to about 80 volume percent) and low polymer content in polymer composites (up to about 4 weight percent) are possible. As a result, by using about 100 micrometer thick films of this polymer composite, a high saturation magnetic flux density, for example, 0.67 T, can be achieved, and these polymer composites enable high power output of electronic devices. It is possible to improve wireless charging capabilities. The unique structure of the composite, including the network structure of the thermoplastic polymer, also enables improved flexibility and forming properties of the polymer composites of the present disclosure.

一実施形態において、本開示は、ポリマー複合体であって、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、その熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料と、を含み、軟強磁性粒子材料の重量分率が、ポリマー複合体の総重量に基づいて、0.80~0.98であり、熱可塑性物質は、5×10g/モル~5×10g/モルの数平均分子量を有する、ポリマー複合体を提供する。熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、3次元網状構造とみなすことができる。 In one embodiment, the present disclosure is a polymer composite comprising a thermoplastic polymer network structure and a soft ferromagnetic particle material dispersed within the thermoplastic polymer network structure, wherein the soft ferromagnetic particles The weight fraction of the material is from 0.80 to 0.98, based on the total weight of the polymer composite, and the thermoplastic has a number average A polymer conjugate is provided having a molecular weight. The network structure of thermoplastic polymers can be viewed as a three-dimensional network structure.

熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、本質的に多孔質であり、連続的な多孔質ネットワーク構造を有し得る。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の少なくとも一部分は、連続的な熱可塑性ポリマーのネットワーク構造である。いくつかの実施形態において、少なくとも10体積パーセント、少なくとも30体積パーセント、少なくとも50体積パーセント、少なくとも70体積パーセント、少なくとも90体積パーセント、少なくとも95体積パーセント又は更には熱可塑性ポリマーのネットワーク構造全体が、連続的な熱可塑性ポリマーのネットワーク構造である。 The network structure of thermoplastic polymers is porous in nature and can have a continuous porous network structure. In some embodiments, at least a portion of the thermoplastic polymer network structure is a continuous thermoplastic polymer network structure. In some embodiments, the entire network structure of the thermoplastic polymer is continuous It is a network structure of a thermoplastic polymer.

熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料に関連するポリマー複合体の体積の部分は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の一部とはみなされないことに留意されたい。いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子材料は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に均一に分散されている。いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子材料が異方性軟強磁性粒子材料である場合、異方性軟強磁性粒子材料は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内にランダムに分散され得る。「ランダム」とは、その異方性に関して粒子材料の配向がないことを意味する。いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子材料が異方性軟強磁性粒子材料である場合、異方性軟強磁性粒子材料は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に均一かつランダムに分散され得る。 Note that the portion of the polymer composite volume associated with the soft ferromagnetic particulate material dispersed within the thermoplastic polymer network structure is not considered part of the thermoplastic polymer network structure. In some embodiments, the soft ferromagnetic particulate material is uniformly dispersed within the network structure of the thermoplastic polymer. In some embodiments, when the soft ferromagnetic particle material is an anisotropic soft ferromagnetic particle material, the anisotropic soft ferromagnetic particle material can be randomly dispersed within the network structure of the thermoplastic polymer. By "random" is meant no orientation of the particulate material with respect to its anisotropy. In some embodiments, when the soft ferromagnetic particle material is an anisotropic soft ferromagnetic particle material, the anisotropic soft ferromagnetic particle material can be uniformly and randomly dispersed within the network structure of the thermoplastic polymer. .

いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子材料が異方性軟強磁性粒子材料である場合、異方性軟強磁性粒子材料は、その異方性軟強磁性粒子材料が熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内で配向されるように分散され得る。いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子材料が異方性軟強磁性粒子材料である場合、異方性軟強磁性粒子材料は、その異方性軟強磁性粒子材料が熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内で配向されるように均一に分散され得る。 In some embodiments, when the soft ferromagnetic particle material is an anisotropic soft ferromagnetic particle material, the anisotropic soft ferromagnetic particle material is a network of thermoplastic polymers It can be dispersed so as to be oriented within the structure. In some embodiments, when the soft ferromagnetic particle material is an anisotropic soft ferromagnetic particle material, the anisotropic soft ferromagnetic particle material is a network of thermoplastic polymers It can be distributed uniformly so as to be oriented within the structure.

ここで図面を参照すると、図1は、本開示の例示的なポリマー複合体の断面のSEM顕微鏡写真を示す。図1のポリマー複合体は、約30マイクロメートル~約100マイクロメートルの範囲の長さ寸法及び全体的に約1マイクロメートル~約5マイクロメートルの厚さを有するフレーク形状の軟強磁性粒子材料を含む。フレークの長さ寸法は、概ね、ポリマー複合体の上面に対して平行である。画像が断面のものであるので、フレークは、針状の物体が概ね互いに平行に走っているものとして現れる。熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、フレークとフレークの間に観察され、相互連結した複数の熱可塑性フィブリルを含む。 Referring now to the drawings, FIG. 1 shows a cross-sectional SEM micrograph of an exemplary polymer composite of the present disclosure. The polymer composite of FIG. 1 comprises flake-shaped soft ferromagnetic particulate materials having length dimensions in the range of about 30 micrometers to about 100 micrometers and overall thicknesses of about 1 micrometer to about 5 micrometers. include. The length dimension of the flakes is generally parallel to the top surface of the polymer composite. Since the images are cross-sectional, the flakes appear as needle-like objects running generally parallel to each other. The network structure of thermoplastic polymers is observed between flakes, comprising a plurality of interconnected thermoplastic fibrils.

この例示的な実施形態において、熱可塑性フィブリルは、全体的に、約5マイクロメートル~約15マイクロメートルの長さを有し、全体的に、約1マイクロメートル~約3マイクロメートルの厚さ、すなわち、幅を有する。軟強磁性粒子材料を含有する熱可塑性ポリマー溶媒混合物の誘起相分離と、それに続く、溶媒の抽出とを伴う、図1のポリマー複合体を製造するために使用されるプロセスに基づくと、図1に示す熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、連続的な熱可塑性ポリマーのネットワーク構造である。 In this exemplary embodiment, the thermoplastic fibrils generally have a length of about 5 micrometers to about 15 micrometers and a thickness of generally about 1 micrometer to about 3 micrometers; That is, it has a width. Based on the process used to make the polymer composite of FIG. is a continuous thermoplastic polymer network structure.

いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、相互連結した複数の熱可塑性フィブリルを含む。相互連結した熱可塑性フィブリルは、軟強磁性粒子材料の表面に直接接着し、軟強磁性粒子材料に対する結合剤として作用し得る。すなわち、いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、軟強磁性粒子材料の結合剤である。 In some embodiments, the thermoplastic polymer network structure comprises a plurality of interconnected thermoplastic fibrils. The interconnected thermoplastic fibrils can adhere directly to the surface of the soft ferromagnetic particle material and act as a binder for the soft ferromagnetic particle material. Thus, in some embodiments, the thermoplastic polymer network structure is the binder for the soft ferromagnetic particulate material.

理論に束縛されることを望むものではないが、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の形成は、従来の複合体材料、すなわち、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造を有さない複合体と比較して、軟強磁性粒子材料のより高い質量/体積充填量を可能にするとともに、本開示のポリマー複合体に改善された可撓性をもたらすと考えられる。驚くべきことに、この独自の構造により、おそらく、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の可撓性の性質が増したことに起因して、最終用途における取扱い特性が良好になるとともに、おそらく、ポリマー複合体内の軟強磁性粒子材料の高充填量を得ることができることに起因して、磁性FFDMとしての性能が改善される。 While not wishing to be bound by theory, it is believed that the formation of a thermoplastic polymer network structure is soft and strong compared to conventional composite materials, i.e., composites without a thermoplastic polymer network structure. It is believed to allow for higher mass/volume loadings of magnetic particle material while providing improved flexibility to the polymer composites of the present disclosure. Surprisingly, this unique structure provides better handling properties in end-use applications, possibly due to the increased flexible nature of the network structure of the thermoplastic polymer, as well as presumably within the polymer composite. The performance as a magnetic FFDM is improved due to the ability to obtain a high loading of the soft ferromagnetic particle material of .

本開示のポリマー複合体の磁性FFDM特性を高めるために、ポリマー複合体中の軟強磁性粒子材料の量を増加させることが望ましい。いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子材料の重量分率は、ポリマー複合体の総重量に基づいて、0.80~0.98、0.85~0.97又は更に0.90~0.96であり得る。いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子材料の体積分率は、ポリマー複合体の総体積に基づいて、0.10~0.80、0.20~0.80、0.30~0.80、0.10~0.75、0.20~0.75、0.30~0.75、0.10~0.70、0.20~0.70又は更には0.30~0.70であり得る。 To enhance the magnetic FFDM properties of the polymer composites of the present disclosure, it is desirable to increase the amount of soft ferromagnetic particle material in the polymer composites. In some embodiments, the weight fraction of soft ferromagnetic particulate material is 0.80 to 0.98, 0.85 to 0.97, or even 0.90 to 0.97, based on the total weight of the polymer composite. .96. In some embodiments, the volume fraction of the soft ferromagnetic particulate material is 0.10-0.80, 0.20-0.80, 0.30-0.30, based on the total volume of the polymer composite. 80, 0.10-0.75, 0.20-0.75, 0.30-0.75, 0.10-0.70, 0.20-0.70 or even 0.30-0. can be 70;

更に、本開示のポリマー複合体の磁性FFDM特性を高めるために、高密度のポリマー複合体を有することが望ましい。ポリマー複合体の密度を増加させることは、限定するものではないが、より高い密度の軟強磁性粒子材料を使用すること、ポリマー複合体中の軟強磁性粒子材料をより高い重量分率で使用すること、及び/又はポリマー複合体の熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の一部分を高密度化すること、を含む、様々な方法で達成することができる。 Furthermore, it is desirable to have a high density of polymer composites to enhance the magnetic FFDM properties of the polymer composites of the present disclosure. Increasing the density of the polymer composite includes, but is not limited to, using a higher density of soft ferromagnetic particulate material, using a higher weight fraction of soft ferromagnetic particulate material in the polymer composite. and/or densifying a portion of the network structure of the thermoplastic polymer of the polymer composite.

本開示のポリマー複合体の熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、圧縮力又は引張力のうちの少なくとも1つを適用することによって崩壊させることができ、これにより、ポリマー複合体を高密度化することができるので、本開示のポリマー複合体の独自の構造は、従来の複合体には使用され得ないポリマー複合体の代替的な高密度化手段を提供する。高密度化プロセスは、高い密度を達成することができるが、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造のうちの熱可塑性ポリマーの塑性変形を生じさせることが可能な温度で実施されてもよく、これにより、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の少しの部分を残すことが可能である。 The network structure of the thermoplastic polymer of the polymer composites of the present disclosure can be disrupted by applying at least one of compressive or tensile forces, thereby densifying the polymer composite. As such, the unique structure of the polymer composites of the present disclosure provides an alternative means of densifying polymer composites that cannot be used in conventional composites. The densification process can achieve high densities, but may be carried out at a temperature capable of causing plastic deformation of the thermoplastic polymer of the network structure of the thermoplastic polymer, whereby the heat It is possible to leave a small part of the network structure of the plastic polymer.

このプロセスにより、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の可撓性に関連して改善された取扱い特性をなお維持しながら、(崩壊されていないポリマー複合体と比較して)FFDM特性が強化された高密度材料が得られる。一般に、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造が溶融する温度で熱可塑性ポリマーのネットワーク構造を崩壊させることは、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の喪失をもたらし得るため、望ましくない。いくつかの実施形態において、ポリマー複合体は、熱可塑性ポリマーのガラス転移温度より高い温度にさらされない。 This process results in a high density polymer with enhanced FFDM properties (compared to non-collapsed polymer composites) while still maintaining improved handling properties associated with the flexibility of the network structure of the thermoplastic polymer. material is obtained. In general, collapsing the network structure of a thermoplastic polymer at temperatures at which the network structure of the thermoplastic polymer melts is undesirable as it can result in loss of the network structure of the thermoplastic polymer. In some embodiments, the polymer composite is not exposed to temperatures above the glass transition temperature of the thermoplastic polymer.

いくつかの実施形態において、ポリマー複合体は、熱可塑性ポリマーの融解温度より高い温度にさらされない。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーに2種以上の熱可塑性ポリマーが使用される場合、ポリマー複合体は、熱可塑性ポリマーの最高ガラス転移温度より高い温度にさらされない。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーに2種以上の熱可塑性ポリマーが使用される場合、ポリマー複合体は、熱可塑性ポリマーの最高融解温度より高い温度にさらされない。 In some embodiments, the polymer composite is not exposed to temperatures above the melting temperature of the thermoplastic polymer. In some embodiments, when two or more thermoplastic polymers are used for the thermoplastic polymer, the polymer composite is not exposed to temperatures above the highest glass transition temperature of the thermoplastic polymer. In some embodiments, when two or more thermoplastic polymers are used for the thermoplastic polymer, the polymer composite is not exposed to temperatures above the maximum melting temperature of the thermoplastic polymers.

図2は、図1の例示的なポリマー複合体の、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造が崩壊した後の断面SEM画像を示す。図1と比較すると、ポリマー複合体は、高密度化されており、軟強磁性粒子(本実施形態の軟強磁性粒子フレーク材料)は、ともに圧縮されている。フレーク間の間隔は、有意に減少している。 FIG. 2 shows a cross-sectional SEM image of the exemplary polymer composite of FIG. 1 after the network structure of the thermoplastic polymer has collapsed. Compared to FIG. 1, the polymer composite is densified and the soft ferromagnetic particles (soft ferromagnetic particle flake material of the present embodiment) are compressed together. The spacing between flakes is significantly reduced.

図1と比較すると、図2の熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造が圧縮力の適用により崩壊したため、有意に減少した。圧縮力の適用は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の塑性変形が生じる温度で実施された。図2では、高密度ポリマー複合体が形成されているが、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の小さな領域が依然として識別可能である。 Compared to Figure 1, the network structure of the thermoplastic polymer in Figure 2 was significantly reduced as the network structure of the thermoplastic polymer collapsed upon application of compressive force. The application of compressive force was performed at a temperature at which plastic deformation of the network structure of the thermoplastic polymer occurred. In FIG. 2, a dense polymer composite has been formed, but small regions of the thermoplastic polymer network structure are still discernible.

いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、塑性変形され得る。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、圧縮力及び引張力のうちの少なくとも1つによって塑性変形され得る。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、圧縮力のみによって塑性変形され得る。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、引張力のみによって塑性変形され得る。 In some embodiments, the network structure of the thermoplastic polymer can be plastically deformed. In some embodiments, the network structure of the thermoplastic polymer can be plastically deformed by at least one of compressive and tensile forces. In some embodiments, the network structure of thermoplastic polymers can be plastically deformed by compressive forces alone. In some embodiments, the network structure of the thermoplastic polymer can be plastically deformed by tensile forces alone.

ポリマー複合体の可撓性は、曲げ弾性率試験などの様々な技術によって、又は、ポリマー複合体シートが、所定の半径、すなわち、所定の曲率半径を有する円筒形物体の周囲に沿って曲がる能力を調べることによって、決定することができる。いくつかの実施形態において、ポリマー複合体が20マイクロメートル~300マイクロメートルの厚さを有するシートの形態である場合、ポリマー複合体は、10mm、5mm又は更には3mmの曲率半径を形成するように曲がることができる。いくつかの実施形態において、ポリマー複合体が150マイクロメートルの厚さを有するシートの形態である場合、ポリマー複合体は、10mm、5mm又は更には3mmの曲率半径を形成するように曲がることができる。 The flexibility of polymer composites is measured by various techniques such as flexural modulus testing or the ability of a polymer composite sheet to bend around a cylindrical object having a given radius, i.e. a given radius of curvature. can be determined by examining In some embodiments, when the polymer composite is in the form of a sheet having a thickness of 20 micrometers to 300 micrometers, the polymer composite forms a radius of curvature of 10 mm, 5 mm or even 3 mm. can bend. In some embodiments, when the polymer composite is in the form of a sheet having a thickness of 150 micrometers, the polymer composite can bend to form a radius of curvature of 10 mm, 5 mm or even 3 mm. .

ネットワーク構造が少なくとも圧縮力によって塑性変形されるいくつかの実施形態において、圧縮力が適用される際、振動エネルギーが与えられてもよい。これらの実施形態のいくつかにおいて、ポリマー複合体シートは、不定(任意)の長さのストリップの形態であり、圧縮力を適用する工程は、ストリップがニップを通過する時に実施される。かかるニップを通過する際に引張荷重が適用されてもよい。 In some embodiments in which the network structure is plastically deformed by at least a compressive force, vibrational energy may be imparted when the compressive force is applied. In some of these embodiments, the polymer composite sheet is in the form of a strip of indeterminate (arbitrary) length and the step of applying a compressive force is performed as the strip passes through the nip. A tensile load may be applied as it passes through such a nip.

例えば、ニップは、2つのロール(そのうちの少なくとも1つは、振動エネルギーを適用する)の間、ロールとバーと(そのうちの少なくとも1つは、振動エネルギーを適用する)の間、又は2つのバー(そのうちの少なくとも1つは、振動エネルギーを適用する)の間に形成され得る。圧縮力及び振動エネルギーの適用は、連続的なロールツーロール方式、又はステップアンドリピート方式で達成することができる。 For example, a nip can be between two rolls (at least one of which applies vibrational energy), between a roll and a bar (at least one of which applies vibrational energy), or between two bars. (at least one of which applies vibrational energy). Application of compressive force and vibrational energy can be accomplished in a continuous roll-to-roll or step-and-repeat fashion.

特定の実施形態において、圧縮力を適用する工程は、例えば、プレートとプラテン(そのうちの少なくとも1つは、振動エネルギーを適用する)の間に位置決めされた、限定された長さを有する個別のシートに対して実施される。 In certain embodiments, the step of applying the compressive force comprises separate sheets of limited length, e.g., positioned between a plate and a platen, at least one of which applies vibrational energy. is carried out against

いくつかの実施形態において、振動エネルギーは、例えば、20kHzの超音波範囲であるが、他の範囲も好適であると考えられる。圧縮力の適用中に振動エネルギーを利用する場合、優れた磁気特性を依然として得ると同時に、52体積%より大きい粒子分率を達成することができる。保磁力が240A/m以下、又は更には200A/m以下のポリマー複合体シートを得ることができる。 In some embodiments, the vibrational energy is in the ultrasonic range, eg, 20 kHz, although other ranges are also considered suitable. Particle fractions greater than 52% by volume can be achieved while still obtaining excellent magnetic properties when utilizing vibrational energy during the application of a compressive force. Polymer composite sheets with a coercivity of 240 A/m or less, or even 200 A/m or less can be obtained.

ポリマー複合体が、第1主面を有するシートの形態であり、軟強磁性粒子が、長さ寸法/厚さ寸法に基づいて少なくとも1のアスペクト比、すなわち、1よりも大きいアスペクト比を有する場合(形状、例えば、フレークに関して異方性である粒子)、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の変形、例えば、塑性変形により、軟強磁性粒子の長さ寸法を、ポリマー複合体の第1主面に対して配向し得る。 When the polymer composite is in the form of a sheet having a first major surface and the soft ferromagnetic particles have an aspect ratio of at least 1, i.e. greater than 1, based on the length dimension/thickness dimension (particles that are anisotropic with respect to shape, e.g. flakes), deformation of the network structure of the thermoplastic polymer, e.g. can be oriented

異方性軟強磁性粒子の長さ寸法をポリマー複合体シートの第1主面に対して整列又は配向させることにより、ポリマー複合体のFFDM特性を改善し得る。いくつかの実施形態において、ポリマー複合体は、第1主面を有するシートの形態であり、軟強磁性粒子材料は、軟強磁性粒子フレーク材料であり、各フレークは、第1主面と、フレークの第1主面に対して垂直な厚さと、を有し、フレークの第1主面の大部分が、隣接するポリマー複合体シートの第1主面に対して少なくとも25度以内になるように配向されている。 By aligning or orienting the length dimension of the anisotropic soft ferromagnetic particles with respect to the first major surface of the polymer composite sheet, the FFDM properties of the polymer composite can be improved. In some embodiments, the polymer composite is in the form of a sheet having a first major surface, the soft ferromagnetic particle material is a soft ferromagnetic particle flake material, each flake having a first major surface, and a thickness perpendicular to the first major surface of the flakes, such that a majority of the first major surfaces of the flakes are within at least 25 degrees of the first major surface of the adjacent polymer composite sheet. is oriented to

「大部分」とは、フレークの第1主面の少なくとも50パーセントのフレークが、隣接するポリマー複合体シートの第1主面に対して少なくとも25度以内になるように配向されていることを意味する。いくつかの実施形態において、フレークの第1主面のうちの少なくとも30パーセント、少なくとも50パーセント、少なくとも70パーセント、少なくとも80パーセント、少なくとも90パーセント、少なくとも95パーセント、少なくとも98パーセント又は更には100パーセントが、隣接するポリマー複合体シートの第1主面に対して、少なくとも25度、少なくとも20度、少なくとも15度又は更には少なくとも更に10度以内になるように配向されている。 By "majority" is meant that at least 50 percent of the first major surface of the flakes are oriented within at least 25 degrees of the first major surface of the adjacent polymer composite sheet. do. In some embodiments, at least 30 percent, at least 50 percent, at least 70 percent, at least 80 percent, at least 90 percent, at least 95 percent, at least 98 percent, or even 100 percent of the first major surface of the flakes are Oriented within at least 25 degrees, at least 20 degrees, at least 15 degrees, or even at least a further 10 degrees relative to the first major surface of the adjacent polymer composite sheet.

いくつかの実施形態において、ポリマー複合体は、第1主面と、20マイクロメートル~5000マイクロメートルの厚さと、を有するシートの形態であり、軟強磁性粒子材料は、軟強磁性粒子フレーク材料であり、各フレークは、第1主面と、フレークの第1主面に対して垂直な厚さと、を有し、フレークの第1主面の大部分が、隣接するポリマー複合体シートの第1主面に対して少なくとも25度以内になるように配向されている。 In some embodiments, the polymer composite is in the form of a sheet having a first major surface and a thickness of 20 microns to 5000 microns, and the soft ferromagnetic particle material is a soft ferromagnetic particle flake material. and each flake has a first major surface and a thickness perpendicular to the first major surface of the flake, the majority of the first major surface of the flake being the first major surface of the adjacent polymer composite sheet. It is oriented within at least 25 degrees with respect to one major surface.

ポリマー複合体の密度は、使用される軟強磁性粒子材料の密度及び量、熱可塑性ポリマーの密度、並びに熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の多孔率(porosity)に応じて変動し得る。一般に、密度が高いほど、ポリマー複合体の磁気特性、例えば、FFDM特性が大きくなる。 The density of the polymer composite can vary depending on the density and amount of soft ferromagnetic particulate material used, the density of the thermoplastic polymer, and the porosity of the network structure of the thermoplastic polymer. In general, the higher the density, the greater the magnetic properties, eg, FFDM properties, of the polymer composite.

いくつかの実施形態において、ポリマー複合体の密度は、1.5g/cm~6g/cm、1.5g/cm~5.5g/cm、1.5g/cm、3.0g/cm、1.5g/cm~2.5g/cm、3.0g/cm~6.0g/cm、3.0g/cm~5.5g/cm、3.0g/cm~5.0g/cm、3.5g/cm~6.0g/cm、3.5g/cm~5.5g/cm又は更には3.5g/cm~5.0g/cmである。 In some embodiments, the density of the polymer composite is 1.5 g/cm 3 to 6 g/cm 3 , 1.5 g/cm 3 to 5.5 g/cm 3 , 1.5 g/cm 3 , 3.0 g /cm 3 , 1.5 g/cm 3 to 2.5 g/cm 3 , 3.0 g/cm 3 to 6.0 g/cm 3 , 3.0 g/cm 3 to 5.5 g/cm 3 , 3.0 g/cm 3 cm 3 to 5.0 g/cm 3 , 3.5 g/cm 3 to 6.0 g/cm 3 , 3.5 g/cm 3 to 5.5 g/cm 3 or even 3.5 g/cm 3 to 5.0 g / cm3 .

ポリマー複合体の厚さ、例えば、ポリマー複合体シートの厚さは、特に限定されない。しかしながら、多くの用途、例えば、モバイル/ハンドヘルド電子機器において、ポリマー複合体の厚さ、例えば、ポリマー複合体シートの厚さは、5000マイクロメートル未満、3000マイクロメートル未満又は更には1000マイクロメートル未満、かつ20マイクロメートル超、40マイクロメートル超又は更には60マイクロメートル超であることが望ましい。 The thickness of the polymer composite, for example, the thickness of the polymer composite sheet is not particularly limited. However, in many applications, e.g. mobile/handheld electronics, the thickness of the polymer composite, e.g. and desirably greater than 20 micrometers, greater than 40 micrometers or even greater than 60 micrometers.

いくつかの実施形態において、ポリマー複合体の厚さ、例えば、ポリマー複合体シートの厚さは、20マイクロメートル~5000マイクロメートル、20マイクロメートル~3000マイクロメートル、20マイクロメートル~1000マイクロメートル、20マイクロメートル~500マイクロメートル、20マイクロメートル~300マイクロメートル、40マイクロメートル~5000マイクロメートル、40マイクロメートル~3000マイクロメートル、40マイクロメートル~1000マイクロメートル、40マイクロメートル~500マイクロメートル、40マイクロメートル~300マイクロメートル、60マイクロメートル~5000マイクロメートル、60マイクロメートル~3000マイクロメートル、60マイクロメートル~1000マイクロメートル、60マイクロメートル~500マイクロメートル又は更には60マイクロメートル~300マイクロメートルである。 In some embodiments, the thickness of the polymer composite, eg, the thickness of the polymer composite sheet, is 20 micrometers to 5000 micrometers, 20 micrometers to 3000 micrometers, 20 micrometers to 1000 micrometers, 20 micrometers to 500 micrometers, 20 micrometers to 300 micrometers, 40 micrometers to 5000 micrometers, 40 micrometers to 3000 micrometers, 40 micrometers to 1000 micrometers, 40 micrometers to 500 micrometers, 40 micrometers ~300 microns, 60 microns to 5000 microns, 60 microns to 3000 microns, 60 microns to 1000 microns, 60 microns to 500 microns or even 60 microns to 300 microns.

ポリマー複合体の磁気特性に影響を与えるポリマー複合体の態様としては、ポリマー複合体に使用される軟強磁性粒子材料の種類及び量、粒子形状、例えば、フレーク、並びに粒子の配向(形状異方性である場合)が挙げられるが、これらに限定されない。ポリマー複合体シートの第1主面に対する、軟強磁性粒子フレーク材料のフレークの第1主面の配向は、ポリマー複合体シートの磁気特性の強化をもたらし得る。 Aspects of the polymer composite that affect the magnetic properties of the polymer composite include the type and amount of soft ferromagnetic particle material used in the polymer composite, the particle shape, e.g., flakes, and the orientation of the particles (shape anisotropy if it is sexual), but is not limited to these. Orientation of the first major surface of the flakes of the soft ferromagnetic particle flake material with respect to the first major surface of the polymer composite sheet can result in enhanced magnetic properties of the polymer composite sheet.

「配向」とは、フレークの第1主面が、複合体シートの第1主面と位置合わせされることを意味する。完全な位置合わせ、すなわち、完全な配向は、フレークの第1主面がポリマー複合体シートの第1主面に対して平行である場合、すなわち、フレークの第1主面とポリマー複合体の第1主面との間の角度が0度である場合である。 "Oriented" means that the first major surface of the flakes is aligned with the first major surface of the composite sheet. Perfect alignment, ie, perfect orientation, is when the first major surface of the flake is parallel to the first major surface of the polymer composite sheet, i.e., the first major surface of the flake and the first major surface of the polymer composite. This is the case where the angle between the first main surface is 0 degrees.

いくつかの実施形態において、ポリマー複合体は、600mT~1000mT、600mT~900mT、700~100mT又は更には700~900mTの磁気飽和誘導を有する。 In some embodiments, the polymer conjugate has a magnetic saturation induction of 600-1000 mT, 600-900 mT, 700-100 mT or even 700-900 mT.

電磁気学において、材料内での磁場の形成を支持する材料の能力は、透磁率μと呼ばれ、適用された磁場に応じて材料が磁化し得る程度を表す。比透磁率は、材料の透磁率μと、自由空間、すなわち、真空の透磁率μとの比である。自由空間の透磁率μは、1.257×10-6H/mと定義することができる。 In electromagnetism, the ability of a material to support the formation of a magnetic field within it is called the magnetic permeability μ, which describes the extent to which the material can be magnetized in response to an applied magnetic field. Relative permeability is the ratio of the permeability μ of a material to the permeability μ o of free space, ie a vacuum. The free space permeability μ o can be defined as 1.257×10 −6 H/m.

いくつかの実施形態において、1MHzの周波数における本開示のポリマー複合体の比透磁率の大きさμ/μは、70超、150超又は更には500超であり得る。いくつかの実施形態において、50MHz~1000MHzの周波数における比透磁率の大きさは、70超、150超又は更には500超である。いくつかの実施形態において、50MHz~300MHzの周波数における比透磁率の大きさは、70超、150超又は更には500超である。 In some embodiments, the relative permeability magnitude μ/μ o of the polymer composites of the present disclosure at a frequency of 1 MHz can be greater than 70, greater than 150, or even greater than 500. In some embodiments, the magnitude of relative permeability is greater than 70, greater than 150, or even greater than 500 at frequencies between 50 MHz and 1000 MHz. In some embodiments, the magnitude of relative permeability is greater than 70, greater than 150, or even greater than 500 at frequencies between 50 MHz and 300 MHz.

ポリマー複合体は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造に形成される熱可塑性ポリマーを含む。熱可塑性ポリマーは、特に限定されない。したがって、いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーとしては、ポリウレタン、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリ乳酸)、ポリアミド(例えば、ナイロン6、ナイロン6,6及びポリペプチド)、ポリエーテル(ポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシド)、ポリカーボネート(ビスフェノール-A-ポリカーボネート)、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート(例えば、アクリレート官能基を含有するモノマーの付加重合から形成される熱可塑性ポリマー)、ポリメタクリレート(例えば、メタクリレート官能基を含有するモノマーの付加重合から形成される熱可塑性ポリマー)、ポリオレフィン(ポリエチレン及びポリプロピレン)、スチレン及びスチレン系ランダムコポリマー及びブロックコポリマー、塩素化ポリマー(ポリ塩化ビニル)、フッ素化ポリマー(ポリフッ化ビニリデン;テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン及びフッ化ビニリデンのコポリマー;エチレン、テトラフルオロエチレン、及びヘキサフルオロプロピレンのコポリマー;並びにポリテトラフルオロエチレン)、並びにエチレン及びクロロトリフルオロエチレンのコポリマーのうちの少なくとも1つが挙げられるが、これらに限定されない。 A polymer composite comprises a thermoplastic polymer formed into a network structure of thermoplastic polymers. The thermoplastic polymer is not particularly limited. Thus, in some embodiments, thermoplastic polymers include polyurethanes, polyesters (such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate and polylactic acid), polyamides (such as nylon 6, nylon 6,6 and polypeptides), polyethers. (polyethylene oxides and polypropylene oxides), polycarbonates (bisphenol-A-polycarbonates), polyimides, polysulfones, polyphenylene oxides, polyacrylates (e.g. thermoplastic polymers formed from the addition polymerization of monomers containing acrylate functional groups), polymethacrylates (e.g. thermoplastic polymers formed from the addition polymerization of monomers containing methacrylate functional groups), polyolefins (polyethylene and polypropylene), styrene and styrenic random and block copolymers, chlorinated polymers (polyvinyl chloride), fluorinated Polymers (polyvinylidene fluoride; copolymers of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and vinylidene fluoride; copolymers of ethylene, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene; and polytetrafluoroethylene) and copolymers of ethylene and chlorotrifluoroethylene include, but are not limited to, at least one of

熱可塑性ポリマーは、ホモポリマー及びコポリマー(例えばブロックコポリマー又はランダムコポリマー)のうちの少なくとも1つであってよい。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーは、2種以上の熱可塑性ポリマーの混合物であり、例えば、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合物又はポリエチレンとポリアクリレートとの混合物である。いくつかの実施形態において、ポリマーは、ポリエチレン(例えば、超高分子量ポリエチレン)、ポリプロピレン(例えば、超高分子量ポリプロピレン)、ポリ乳酸、ポリ(エチレン-co-クロロトリフルオロエチレン)及びポリフッ化ビニリデンのうちの少なくとも1つであってよい。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーは、単一の熱可塑性ポリマーであり、すなわち、2種以上の熱可塑性ポリマーの混合物ではない。 Thermoplastic polymers may be at least one of homopolymers and copolymers (eg, block copolymers or random copolymers). In some embodiments, the thermoplastic polymer is a mixture of two or more thermoplastic polymers, such as a mixture of polyethylene and polypropylene or a mixture of polyethylene and polyacrylate. In some embodiments, the polymer is selected from polyethylene (eg, ultra-high molecular weight polyethylene), polypropylene (eg, ultra-high molecular weight polypropylene), polylactic acid, poly(ethylene-co-chlorotrifluoroethylene), and polyvinylidene fluoride. may be at least one of In some embodiments, the thermoplastic polymer is a single thermoplastic polymer, i.e. not a mixture of two or more thermoplastic polymers.

熱可塑性ポリマーの分子量は、溶媒から相分離することができ、ネットワーク構造の形成をもたらすのに十分な分子量を有する必要があることを除き、特に限定されない。一般に、熱可塑性ポリマーの数平均分子量は、5×10g/モルより高いことを必要とし得る。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーの数平均分子量は、5×10g/モル~5×10g/モル、5×10g/モル~1×10g/モル、5×10g/モル~5×10g/モル、1×10g/モル~1×10g/モル、1×10g/モル~5×10g/モル、1×10g/モル~1×10g/モル、3×10g/モル~1×10g/モル、5×10g/モル~1×10g/モル、1×10g/モル~5×10g/モル、3×10g/モル~5×10g/モル、5×10g/モル~5×10g/モル又は更には1×10g/モル~5×10g/モルであり得る。 The molecular weight of the thermoplastic polymer is not particularly limited, except that it must be of sufficient molecular weight to be able to phase separate from the solvent and result in the formation of a network structure. Generally, the number average molecular weight of the thermoplastic polymer may need to be higher than 5 x 104 g/mole. In some embodiments, the thermoplastic polymer has a number average molecular weight of 5×10 4 g/mol to 5×10 7 g/mol, 5×10 4 g/mol to 1×10 7 g/mol, 5×10 7 g/mol, 10 4 g/mol to 5×10 6 g/mol, 1×10 5 g/mol to 1×10 7 g/mol, 1×10 5 g/mol to 5×10 6 g/mol, 1×10 6 g/mol to 1×10 7 g/mol, 3×10 6 g/mol to 1×10 7 g/mol, 5×10 6 g/mol to 1×10 7 g/mol, 1×10 6 g/mol mol to 5×10 7 g/mol, 3×10 6 g/mol to 5×10 7 g/mol, 5×10 6 g/mol to 5×10 7 g/mol or even 1×10 6 g/mol mol to 5×10 6 g/mol.

超高分子量を有する熱可塑性ポリマーが特に有用であり得る。いくつかの実施形態において、超高分子量とは、少なくとも3×10g/モルの数平均分子量を有する熱可塑性ポリマーと定義される。数平均分子量は、限定するものではないが、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を含む、当該技術分野において既知の技術によって測定することができる。GPCは、熱可塑性ポリマーに対しての良溶媒中、分子量分布の狭いポリマー標準、例えば、分子量分布の狭いポリスチレン標準の使用を伴って、実施することができる。 Thermoplastic polymers with ultra high molecular weights can be particularly useful. In some embodiments, ultrahigh molecular weight is defined as a thermoplastic polymer having a number average molecular weight of at least 3×10 6 g/mole. Number average molecular weight can be measured by techniques known in the art, including, but not limited to, gel permeation chromatography (GPC). GPC can be performed with the use of narrow molecular weight distribution polymer standards, such as narrow molecular weight distribution polystyrene standards, in a good solvent for thermoplastic polymers.

熱可塑性ポリマーは、一般に、部分的に結晶質であることを特徴とし、融点を示す。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーは、120℃~350℃の間、120℃~300℃の間、120℃~250℃の間又は更には120℃~200℃の間に融点を有する。熱可塑性ポリマーの融点は、当該技術分野において既知の技術によって測定することができ、これには、5mg~10mgの試料を用いて、試料が窒素雰囲気下にある間、10℃/分の加熱走査速度で実施される示差走査熱量測定(DSC)試験にてオンセット温度を測定することが挙げられるが、これらに限定されない。 Thermoplastic polymers are generally characterized as partially crystalline and exhibit a melting point. In some embodiments, the thermoplastic polymer has a melting point between 120°C and 350°C, between 120°C and 300°C, between 120°C and 250°C, or even between 120°C and 200°C. The melting point of thermoplastic polymers can be measured by techniques known in the art, including using a 5 mg to 10 mg sample and heating at a rate of 10° C./min while the sample is under a nitrogen atmosphere. Examples include, but are not limited to, measuring the onset temperature in a Differential Scanning Calorimetry (DSC) test performed at kinetics.

ポリマー複合体の熱可塑性ポリマーは、熱可塑性ポリマーと適切な溶媒とを混合して混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液を形成することと、続いて、熱可塑性ポリマーを溶媒から相分離することと、次いで溶媒の少なくとも一部分を除去することと、を含む、プロセスを介して、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造に形成される。このプロセスは、典型的には、相分離の前に、軟強磁性粒子材料を混和性ポリマー溶媒溶液に添加することによって実施される。熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、このプロセスの相分離工程中に形成され得る。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の誘起相分離によって製造される。 The thermoplastic polymer of the polymer composite is prepared by mixing the thermoplastic polymer with a suitable solvent to form a miscible thermoplastic polymer solvent solution, followed by phase separation of the thermoplastic polymer from the solvent, and then removing at least a portion of the solvent to form a network structure of the thermoplastic polymer through the process. This process is typically carried out by adding the soft ferromagnetic particulate material to a miscible polymer solvent solution prior to phase separation. A network structure of thermoplastic polymers can be formed during the phase separation step of the process. In some embodiments, the thermoplastic polymer network structure is produced by induced phase separation of a miscible thermoplastic polymer solvent solution.

熱可塑性ポリマーのネットワーク構造には、本質的に多孔性があり、すなわち、孔を含む。孔は連続的であってもよく、これにより、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の内側領域から熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の表面への流体連通、及び/又は熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の第1の表面と熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の反対側の第2の表面との間の流体連通が可能になる。 The network structure of thermoplastic polymers is inherently porous, ie contains pores. The pores may be continuous, thereby providing fluid communication from the inner region of the thermoplastic polymer network structure to the surface of the thermoplastic polymer network structure and/or the first surface of the thermoplastic polymer network structure. and a second surface opposite the network structure of the thermoplastic polymer.

熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の孔径は、特に限定されない。いくつかの実施形態において、孔径は、マイクロメートル尺度のものであり、すなわち、約1マイクロメートル~1000マイクロメートルである。いくつかの実施形態において、孔径は、ナノメートル尺度のものであり、すなわち、約10ナノメートル~1000ナノメートルである。 The pore size of the network structure of the thermoplastic polymer is not particularly limited. In some embodiments, the pore size is on the micrometer scale, ie, between about 1 micrometer and 1000 micrometers. In some embodiments, the pore size is on the nanometer scale, ie, between about 10 nanometers and 1000 nanometers.

いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の平均孔径又はメジアン孔径P、は、10ナノメートル~1000マイクロメートル、10ナノメートル~500マイクロメートル、10ナノメートル~250マイクロメートル、10ナノメートル~100マイクロメートル、10ナノメートル~50マイクロメートル、10ナノメートル~25マイクロメートル、100ナノメートル~1000マイクロメートル、50ナノメートル~1000マイクロメートル、50ナノメートル~500マイクロメートル、50ナノメートル~250マイクロメートル、50ナノメートル~100マイクロメートル、50ナノメートル~50マイクロメートル、50ナノメートル~25マイクロメートル、100ナノメートル~1000マイクロメートル、100ナノメートル~500マイクロメートル、100ナノメートル~250マイクロメートル、100ナノメートル~100マイクロメートル、100ナノメートル~50マイクロメートル、100ナノメートル~25マイクロメートル、250ナノメートル~1000マイクロメートル、250ナノメートル~500マイクロメートル、250ナノメートル~250マイクロメートル、250ナノメートル~100マイクロメートル、250ナノメートル~50マイクロメートル又は更には250ナノメートル~25マイクロメートルである。 In some embodiments, the average pore size or median pore size P of the network structure of the thermoplastic polymer is between 10 nanometers and 1000 micrometers, ~100 micrometers, 10 nanometers to 50 micrometers, 10 nanometers to 25 micrometers, 100 nanometers to 1000 micrometers, 50 nanometers to 1000 micrometers, 50 nanometers to 500 micrometers, 50 nanometers to 250 micrometers micrometers, 50 nanometers to 100 micrometers, 50 nanometers to 50 micrometers, 50 nanometers to 25 micrometers, 100 nanometers to 1000 micrometers, 100 nanometers to 500 micrometers, 100 nanometers to 250 micrometers , 100 nanometers-100 micrometers, 100 nanometers-50 micrometers, 100 nanometers-25 micrometers, 250 nanometers-1000 micrometers, 250 nanometers-500 micrometers, 250 nanometers-250 micrometers, 250 Nanometer to 100 micrometers, 250 nanometers to 50 micrometers or even 250 nanometers to 25 micrometers.

断面の撮像(例えば、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡又は原子間力顕微鏡)及び適切なソフトウェア、例えば、ImageJソフトウェア(例えば、http://imagej.netからオンラインで入手可能なオープンソースソフトウェア)を使用した画像解析を含む、従来の孔径分析技術を使用して、孔径及び孔径分布を統計的に分析することができる。また、X線マイクロトモグラフィ及び水銀ポロシメトリ-、バブルポイント及びキャピラリーフローポロメトリーを使用して、孔径及び/又は孔径分布を分析することができる。 Using cross-sectional imaging (e.g., light microscopy, scanning electron microscopy, or atomic force microscopy) and appropriate software, such as ImageJ software (e.g., open source software available online at http://imagej.net) Pore sizes and pore size distributions can be statistically analyzed using conventional pore size analysis techniques, including image analysis. Pore size and/or pore size distribution can also be analyzed using X-ray microtomography and mercury porosimetry, bubble point and capillary flow porosimetry.

熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の孔の連続的性質は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造からの溶媒の除去を促進し得る。本開示において、「熱可塑性ポリマーのネットワーク構造」という用語は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の孔の少なくとも一部分が液体及び固体を含まず、例えば、空気などの1つ以上の気体を含有することを本質的に意味する。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の孔の10体積パーセント~100体積パーセント、30体積パーセント~100体積パーセント、50体積パーセント~100体積パーセント、60体積パーセント~100体積パーセント、70体積パーセント~100体積パーセント、80体積パーセント~100体積パーセント、90体積パーセント~100体積パーセント、95体積パーセント~100体積パーセント、又は更には98体積パーセント~100体積パーセントは、液体及び固体を含まず、例えば、空気などの1つ以上の気体を含有する。 The continuous nature of the pores of the thermoplastic polymer network structure can facilitate solvent removal from the thermoplastic polymer network structure. In the present disclosure, the term "thermoplastic polymer network structure" means that at least a portion of the pores of the thermoplastic polymer network structure are free of liquids and solids and contain one or more gases, such as, for example, air. essentially means. In some embodiments, 10 volume percent to 100 volume percent, 30 volume percent to 100 volume percent, 50 volume percent to 100 volume percent, 60 volume percent to 100 volume percent, 70 volume percent of the pores of the thermoplastic polymer network structure percent to 100 percent by volume, 80 percent to 100 percent by volume, 90 percent to 100 percent by volume, 95 percent to 100 percent by volume, or even 98 percent to 100 percent by volume excludes liquids and solids, such as , contains one or more gases such as air.

混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液を形成するために、溶媒は、熱可塑性ポリマーを溶解することが必要とされる。したがって、特定の熱可塑性ポリマーに対する溶媒は、この要件に基づいて選択される。熱可塑性ポリマー溶媒混合液は、熱可塑性ポリマーの溶媒中への溶解を促進するために加熱してもよい。熱可塑性ポリマーを溶媒から相分離した後、溶媒の蒸発、又は蒸気圧の低い第2の溶媒による溶媒の抽出と、それに続く第2の溶媒の蒸発と、を含む、当該技術分野において既知の技術を使用して、溶媒の少なくとも一部分を熱可塑性ポリマーのネットワーク構造から除去する。 To form a miscible thermoplastic polymer solvent solution, the solvent is required to dissolve the thermoplastic polymer. A solvent for a particular thermoplastic polymer is therefore selected based on this requirement. The thermoplastic polymer solvent mixture may be heated to facilitate dissolution of the thermoplastic polymer in the solvent. Techniques known in the art including phase separation of the thermoplastic polymer from the solvent followed by evaporation of the solvent or extraction of the solvent with a second solvent having a lower vapor pressure followed by evaporation of the second solvent. is used to remove at least a portion of the solvent from the network structure of the thermoplastic polymer.

いくつかの実施形態において、少なくとも10重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも30重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも50重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも60重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも70重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも80重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも90重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも95重量パーセント~100重量パーセント又は更には少なくとも98重量パーセント~100重量パーセントの溶媒及び第2の溶媒(使用される場合)が、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造から除去される。 In some embodiments, at least 10 weight percent to 100 weight percent, at least 30 weight percent to 100 weight percent, at least 50 weight percent to 100 weight percent, at least 60 weight percent to 100 weight percent, at least 70 weight percent to 100 weight percent percent, at least 80 weight percent to 100 weight percent, at least 90 weight percent to 100 weight percent, at least 95 weight percent to 100 weight percent, or even at least 98 weight percent to 100 weight percent of the solvent and the second solvent (used case) is removed from the network structure of the thermoplastic polymer.

本開示のポリマー複合体は、軟強磁性粒子材料を含む。強磁性粒子材料を説明する際の「軟(質)」は、当該技術分野における従来の意味を有し、非磁性粒子材料が、磁場内、例えば、弱い磁場内に置かれたときに、磁気を帯びる能力に関する。軟強磁性粒子材料の誘導された磁気は、磁場が取り除かれると、実質的に消滅する。すなわち、材料は、適用される磁場において可逆的な磁性を呈する。 The polymer composites of the present disclosure include soft ferromagnetic particulate material. "Soft" when describing ferromagnetic particulate materials has its conventional meaning in the art, non-magnetic particulate materials exhibiting a magnetic field when placed in a magnetic field, e.g., a weak magnetic field. about the ability to take on The induced magnetism of the soft ferromagnetic particle material substantially disappears when the magnetic field is removed. That is, the material exhibits reversible magnetism in an applied magnetic field.

いくつかの実施形態において、軟磁性粒子材料の保磁力は、1A/m~1000A/m、10A/m~1000A/m又は更には30A/m~1000A/mである。いくつかの実施形態において、軟磁性粒子材料の保磁力は、1000A/m以下である。軟強磁性粒子材料は、狭いヒステリシスループ、すなわち、低い値の保磁力Hc、高い磁気飽和誘導、高い透磁率を有し得、高周波数用途については、渦電流損を最小にするために、低い導電率を有することが望ましい。 In some embodiments, the coercivity of the soft magnetic particle material is 1 A/m to 1000 A/m, 10 A/m to 1000 A/m or even 30 A/m to 1000 A/m. In some embodiments, the coercivity of the soft magnetic particle material is 1000 A/m or less. Soft ferromagnetic grain materials can have narrow hysteresis loops, i.e., low values of coercivity Hc, high magnetic saturation induction, high magnetic permeability, and for high frequency applications, low It is desirable to have electrical conductivity.

いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子材料は、Fe-Cr合金、Fe-Si合金(Tianjin Ecotech Trade Co.,Ltd.(Tianjin,China)からSENDUSTの商品名で市販されているFe-Si-Al、及びFe-Si-Crが挙げられるが、これらに限定されない)、FeCoB、Fe系非晶質合金、ナノ結晶質Fe系酸化物及びナノ結晶質Fe系窒化物が挙げられるが、これらに限定されない鉄;Ni-Fe合金及びNi-Si合金が挙げられるが、これらに限定されないニッケル系合金;CoNbZr;並びにホウ素系非晶質合金の少なくとも1つを含み得る。 In some embodiments, the soft ferromagnetic particle material is Fe—Cr alloy, Fe—Si alloy (Fe—Si, commercially available from Tianjin Ecotech Trade Co., Ltd. (Tianjin, China) under the trade name SENDUST -Al, and Fe--Si--Cr), FeCoB, Fe-based amorphous alloys, nanocrystalline Fe-based oxides and nanocrystalline Fe-based nitrides. iron, but not limited to; nickel-based alloys, including but not limited to Ni--Fe alloys and Ni--Si alloys; CoNbZr; and boron-based amorphous alloys.

軟強磁性粒子材料の形状は、特に限定されないが、フレーク状の粒子が特に有益であり得る。フレークは、第1主面及び第2主面を有し、かつ第1主面及び第2主面のうちの少なくとも1つに対して実質的に垂直な厚さを有する、不規則な形状の板状構造とみなすことができる。いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子材料は、軟強磁性粒子フレーク材料であり、各フレークは、第1主面と、フレークの第1主面に対して垂直な最大厚さTと、を有する。 The shape of the soft ferromagnetic particle material is not particularly limited, but flake-like particles can be particularly beneficial. The flakes are irregularly shaped flakes having a first major surface and a second major surface and a thickness substantially perpendicular to at least one of the first major surface and the second major surface. It can be regarded as a plate-like structure. In some embodiments, the soft ferromagnetic particle material is a soft ferromagnetic particle flake material, each flake having a first major surface, a maximum thickness T perpendicular to the first major surface of the flake, have

軟強磁性粒子フレーク材料のフレークは、メジアン径D50(長さ寸法Lに関する)及び最大厚さTによって特徴付けることができる。いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子材料は、異方性軟強磁性粒子材料であり得る。異方性軟強磁性粒子のアスペクト比は、例えば、粒径分析によって決定されるメジアン径D50を、例えば、画像解析によって決定される異方性粒子の最大厚さで割ったものとして定義することができる。 Flakes of soft ferromagnetic particle flake material can be characterized by a median diameter D50 (with respect to the length dimension L) and a maximum thickness T. In some embodiments, the soft ferromagnetic particle material can be an anisotropic soft ferromagnetic particle material. The aspect ratio of an anisotropic soft ferromagnetic grain is defined as the median diameter D50, e.g. determined by particle size analysis, divided by the maximum thickness of the anisotropic grain, e.g. determined by image analysis. can be done.

特定の群の軟強磁性粒子材料に関して、最大厚さの値は、中央(メジアン)値Tmとすることができる。D50/Tmの比は、メジアンアスペクト比である。いくつかの実施形態において、メジアンアスペクト比D50/Tmは、5/1~1000/1、10/1~1000/1、20/1~1000/1、5/1~500/1、10/1及び~500/1、20/1~500/1、5/1~200/1、10/1~200/1又は更には20/1~200/1である。 For a particular group of soft ferromagnetic grain materials, the maximum thickness value can be the median value Tm. The ratio D50/Tm is the median aspect ratio. In some embodiments, the median aspect ratio D50/Tm is 5/1 to 1000/1, 10/1 to 1000/1, 20/1 to 1000/1, 5/1 to 500/1, 10/1 and ~500/1, 20/1 to 500/1, 5/1 to 200/1, 10/1 to 200/1 or even 20/1 to 200/1.

いくつかの実施形態において、ポリマー複合体の断面画像で観察され測定されるフレークの画像長さLiをフレークの長さとすることができ、ポリマー複合体の断面画像で観察され測定されるフレークの画像厚さTiをフレークの最大厚さとすることができる。画像は、例えば、光学顕微鏡写真又はSEMであってよい。特定の群の軟強磁性粒子フレーク材料に関して、Li及びTiの値は、標準的な統計解析法を使用したフレークのサブセットの平均値Lia(平均画像長さ)及び平均値Tia(平均画像厚さ)とすることができる。いくつかの実施形態において、Lia/Tiaは、5/1~1000/1、10/1~1000/1、20/1~1000/1、5/1~500/1、10/1~500/1、20/1~500/1、5/1~200/1、10/1~200/1又は更には20/1~200/1である。 In some embodiments, the flake image length Li observed and measured in the cross-sectional image of the polymer composite can be the length of the flake, and the flake image observed and measured in the cross-sectional image of the polymer composite. The thickness Ti can be taken as the maximum thickness of the flakes. The image may be, for example, an optical micrograph or SEM. For a particular group of soft ferromagnetic particle flake materials, the values of Li and Ti are derived from the average Lia (average image length) and Tia (average image thickness) of a subset of flakes using standard statistical analysis methods. ). In some embodiments, Lia/Tia is 5/1 to 1000/1, 10/1 to 1000/1, 20/1 to 1000/1, 5/1 to 500/1, 10/1 to 500/1 1, 20/1 to 500/1, 5/1 to 200/1, 10/1 to 200/1 or even 20/1 to 200/1.

いくつかの実施形態において、D50は、5マイクロメートル~5000マイクロメートル、5マイクロメートル~1000マイクロメートル、5マイクロメートル~500マイクロメートル、5マイクロメートル~200マイクロメートル、10マイクロメートル~5000マイクロメートル、10マイクロメートル~1000マイクロメートル、10マイクロメートル~500マイクロメートル、10マイクロメートル~200マイクロメートル、25マイクロメートル~5000マイクロメートル、25マイクロメートル~1000マイクロメートル、25マイクロメートル~500マイクロメートル又は更には25マイクロメートル~200マイクロメートルである。 In some embodiments, D50 is 5 micrometers to 5000 micrometers, 5 micrometers to 1000 micrometers, 5 micrometers to 500 micrometers, 5 micrometers to 200 micrometers, 10 micrometers to 5000 micrometers, 10 microns to 1000 microns, 10 microns to 500 microns, 10 microns to 200 microns, 25 microns to 5000 microns, 25 microns to 1000 microns, 25 microns to 500 microns or even 25 micrometers to 200 micrometers.

いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子フレーク材料のフレークは、メジアン径D50を有し、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、平均孔径Pを有し、D50>2Pである。いくつかの実施形態において、D50は、25マイクロメートル~5000マイクロメートルであり、Pは、50ナノメートル~25マイクロメートルであり、D50>2Pである。いくつかの実施形態において、D50は、10マイクロメートル~5000マイクロメートルであり、Pは、50ナノメートル~25マイクロメートルであり、D50>2Pである。いくつかの実施形態において、D50は、25マイクロメートル~5000マイクロメートルであり、Pは、50ナノメートル~25マイクロメートルであり、D50>4Pである。いくつかの実施形態において、D50は、10マイクロメートル~5000マイクロメートルであり、Pは、50ナノメートル~25マイクロメートルであり、D50>4Pである。いくつかの実施形態において、D50は、25マイクロメートル~5000マイクロメートルであり、Pは、50ナノメートル~25マイクロメートルであり、D50>6Pである。いくつかの実施形態において、D50は、10マイクロメートル~5000マイクロメートルであり、Pは、50ナノメートル~25マイクロメートルであり、D50>6Pである。 In some embodiments, the flakes of the soft ferromagnetic particle flake material have a median diameter D50 and the thermoplastic polymer network structure has an average pore size P, where D50>2P. In some embodiments, D50 is between 25 micrometers and 5000 micrometers, P is between 50 nanometers and 25 micrometers, and D50>2P. In some embodiments, D50 is between 10 micrometers and 5000 micrometers, P is between 50 nanometers and 25 micrometers, and D50>2P. In some embodiments, D50 is between 25 micrometers and 5000 micrometers, P is between 50 nanometers and 25 micrometers, and D50>4P. In some embodiments, D50 is between 10 micrometers and 5000 micrometers, P is between 50 nanometers and 25 micrometers, and D50>4P. In some embodiments, D50 is between 25 micrometers and 5000 micrometers, P is between 50 nanometers and 25 micrometers, and D50>6P. In some embodiments, D50 is between 10 micrometers and 5000 micrometers, P is between 50 nanometers and 25 micrometers, and D50>6P.

本開示はまた、第1主面を有するポリマー複合体シートの製造方法であって、(i)5×10g/モル~5×10g/モルの数平均分子量を有する熱可塑性ポリマー、熱可塑性ポリマーが可溶である溶媒、及び軟強磁性粒子材料を準備することと、(ii)熱可塑性ポリマー、溶媒及び軟強磁性粒子材料を混合して、軟強磁性粒子材料を含有する混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液を形成することと、(iii)軟強磁性粒子を含有する熱可塑性ポリマー溶媒溶液をシートに形成することと、(iv)溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起することと、(v)溶媒の少なくとも一部分を除去し、それにより、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、その熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料とを有するポリマー複合体シートを形成することを含み、軟強磁性粒子材料の重量分率が、ポリマー複合体シートの総重量に基づいて、0.80~0.98である、製造方法を提供する。 The present disclosure also provides a method of making a polymer composite sheet having a first major surface, comprising: (i) a thermoplastic polymer having a number average molecular weight of from 5×10 4 g/mol to 5×10 7 g/mol; providing a solvent in which the thermoplastic polymer is soluble and a soft ferromagnetic particulate material; and (ii) mixing the thermoplastic polymer, solvent and soft ferromagnetic particulate material to form an admixture containing the soft ferromagnetic particulate material. (iii) forming a thermoplastic polymer solvent solution containing soft ferromagnetic particles into a sheet; and (iv) inducing phase separation of the thermoplastic polymer from the solvent. and (v) removing at least a portion of the solvent, thereby forming a polymer composite sheet having a thermoplastic polymer network structure and soft ferromagnetic particulate material dispersed within the thermoplastic polymer network structure. forming, wherein the weight fraction of the soft ferromagnetic particulate material is between 0.80 and 0.98, based on the total weight of the polymer composite sheet.

溶媒は、特定の温度で、熱可塑性ポリマーを溶解し、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液を形成することができるように選択される。溶液を高温に加熱することにより、熱可塑性ポリマーの溶解を促進することができる。 The solvent is selected so that it can dissolve the thermoplastic polymer at the specified temperature to form a miscible thermoplastic polymer solvent solution. Heating the solution to a high temperature can facilitate dissolution of the thermoplastic polymer.

いくつかの実施形態において、混合する工程は、20℃~300℃、20℃~250℃、20℃~200℃、20℃~150℃、40℃~300℃、40℃~250℃、40℃~200℃、40℃~150℃、60℃~200℃又は更には60℃~150℃の温度で実施される。 In some embodiments, the step of mixing is 20°C to 300°C, 20°C to 250°C, 20°C to 200°C, 20°C to 150°C, 40°C to 300°C, 40°C to 250°C, 40°C It is carried out at temperatures of -200°C, 40°C to 150°C, 60°C to 200°C or even 60°C to 150°C.

軟強磁性粒子材料は、熱可塑性ポリマーを溶解する前に、熱可塑性ポリマーを溶解した後、又はその前後間の任意の時点で、混合する工程の開始時に添加され得る。剪断力が軟強磁性粒子材料の粒径分布に変化をもたらす可能性があることから、軟強磁性粒子材料がさらされる剪断力の大きさを最小にするために、ポリマーが完全に溶解し、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液が形成された後に、軟強磁性粒子材料を添加することが有利であり得る。 The soft ferromagnetic particulate material can be added at the beginning of the mixing process, before melting the thermoplastic polymer, after melting the thermoplastic polymer, or any time before or after. In order to minimize the amount of shear force to which the soft ferromagnetic particle material is exposed, the polymer is completely dissolved and It may be advantageous to add the soft ferromagnetic particulate material after the miscible thermoplastic polymer solvent solution has been formed.

溶媒、例えば、第1の溶媒は、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液を形成するように選択される必要があることを除き、特に限定されない。溶媒は、2つ以上の個々の溶媒のブレンドであってもよい。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーがポリオレフィン、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレンのうちの少なくとも1つである場合、溶媒には、鉱油、テトラリン、デカリン、1,2-ジクロロベンゼン、シクロヘキサン-トルエン混合物、ドデカン、パラフィン油、ケロシン、p-キシレン/シクロヘキサン混合物(1/1 重量/重量)、カンフェン、1,2,4トリクロロベンゼン、オクタン、オレンジ油、植物油、ヒマシ油及びパーム核油のうちの少なくとも1つが、選択され得る。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーがポリフッ化ビニリデンである場合、溶媒は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及び1,2,3-トリアセトキシプロパンのうちの少なくとも1つであり得る。 Solvents, such as the first solvent, are not particularly limited except that they must be selected to form a miscible thermoplastic polymer solvent solution. A solvent may be a blend of two or more individual solvents. In some embodiments, when the thermoplastic polymer is at least one of polyolefins such as polyethylene and polypropylene, solvents include mineral oil, tetralin, decalin, 1,2-dichlorobenzene, cyclohexane-toluene mixtures, at least one of dodecane, paraffin oil, kerosene, p-xylene/cyclohexane mixture (1/1 weight/weight), camphene, 1,2,4 trichlorobenzene, octane, orange oil, vegetable oil, castor oil and palm kernel oil one can be selected. In some embodiments, when the thermoplastic polymer is polyvinylidene fluoride, the solvent can be at least one of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2,3-triacetoxypropane.

溶媒は、蒸発によって除去することができ、この除去方法には、蒸気圧の高い溶媒が特に適している。しかしながら、第1の溶媒が低い蒸気圧を有する場合、蒸気圧の高い第2の溶媒を使用して第1の溶媒を抽出し、続いて、第2の溶媒の蒸発を行うことができる。例えば、いくつかの実施形態において、鉱油を第1の溶媒として使用する場合、高温(例えば、約60℃)のイソプロパノール、又はメチルノナフルオロブチルエーテル(COCH)、エチル-ノナフルオロブチルエーテル(COC)、及びtrans-1,2-ジクロロエチレンのブレンド(3M Company(St.Paul,Minnesota)からNOVEC 72DEの商品名で入手可能)を第2の溶媒として使用して、第1の溶媒を抽出し、続いて、第2の溶媒の蒸発を行うことができる。 Solvents can be removed by evaporation, and solvents with high vapor pressure are particularly suitable for this method of removal. However, if the first solvent has a low vapor pressure, a second solvent with a higher vapor pressure can be used to extract the first solvent, followed by evaporation of the second solvent. For example, in some embodiments, when mineral oil is used as the first solvent, hot (eg, about 60° C.) isopropanol, or methyl nonafluorobutyl ether (C 4 F 9 OCH 3 ), ethyl-nonafluorobutyl ether (C 4 F 9 OC 2 H 5 ), and a blend of trans-1,2-dichloroethylene (available under the tradename NOVEC 72DE from 3M Company, St. Paul, Minnesota) as the second solvent. , extraction of the first solvent, followed by evaporation of the second solvent.

いくつかの実施形態において、植物油又はパーム核油のうちの少なくとも1つを第1の溶媒として使用する場合、高温、例えば、約60℃のイソプロパノールを第2の溶媒として使用することができる。いくつかの実施形態において、エチレンカーボネートを第1の溶媒として使用する場合、水を第2の溶媒として使用することができる。 In some embodiments, when at least one of vegetable oil or palm kernel oil is used as the first solvent, isopropanol at elevated temperature, eg, about 60° C., can be used as the second solvent. In some embodiments, water can be used as the second solvent when ethylene carbonate is used as the first solvent.

熱可塑性ポリマー、溶媒及び軟強磁性粒子材料を混合して、軟強磁性粒子材料を含有する混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液を形成した後に、軟強磁性粒子材料を含有する混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液をシートに形成する。 mixing a thermoplastic polymer, a solvent and a soft ferromagnetic particulate material to form a miscible thermoplastic polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particulate material, followed by a miscible thermoplastic polymer solvent containing the soft ferromagnetic particulate material; Form the solution into a sheet.

軟強磁性粒子を含有する熱可塑性ポリマー溶媒溶液をシートに形成することは、一般に、相分離を誘起する工程の前に実施される。シートに形成する工程は、当該技術分野において既知の技術によって実施することができ、これにはナイフコーティング、ロールコーティング、例えば、画定されたニップに通すロールコーティング、及び押出成形、例えば、ダイに通す押出成形、例えば、適切なシート寸法、すなわち、ダイ間隙の幅及び厚さを有するダイに通す押出成形が挙げられるがこれらに限定されない。一実施形態において、軟強磁性粒子材料を含有する混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液は、ペースト様の稠度を有し、押出成形、例えば、適切なシート寸法、すなわち、ダイ間隙の幅及び厚さを有するダイに通す押出成形によってシートに形成される。 Forming a thermoplastic polymer solvent solution containing soft ferromagnetic particles into a sheet is generally performed prior to the step of inducing phase separation. Forming into a sheet can be performed by techniques known in the art, including knife coating, roll coating, such as through a defined nip, and extrusion, such as through a die. Extrusion includes, but is not limited to, extrusion through a die having appropriate sheet dimensions, ie die gap width and thickness. In one embodiment, the miscible thermoplastic polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particulate material has a paste-like consistency and is extruded, e.g. It is formed into a sheet by extrusion through a die with.

軟強磁性粒子を含有する熱可塑性ポリマー溶媒溶液をシートに形成した後に、熱可塑性ポリマーを相分離させる。相分離は、熱可塑性ポリマーの相分離を誘起することによって実施される。相分離を誘起するには、いくつかの技術を使用することができ、これには熱誘起相分離及び溶媒誘起相分離のうちの少なくとも1つが挙げられるがこれらに限定されない。 After the thermoplastic polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particles is formed into a sheet, the thermoplastic polymer is allowed to phase separate. Phase separation is performed by inducing phase separation of the thermoplastic polymer. Several techniques can be used to induce phase separation, including but not limited to at least one of thermally induced phase separation and solvent induced phase separation.

いくつかの実施形態において、相分離を誘起する工程は、熱誘起相分離及び溶媒誘起相分離のうちの少なくとも1つを含む。熱誘起相分離は、誘起相分離が行われる温度が、熱可塑性ポリマー、溶媒及び軟強磁性粒子材料を混合する工程の混合温度よりも低いときに生じ得る。これは、混合工程が室温近くで実施される場合、軟強磁性粒子材料を含有する混和性ポリマー溶媒溶液を冷却することによって達成してもよく、又は、まず、軟強磁性粒子材料を含有する混和性ポリマー溶媒溶液を高温まで加熱し(混合中又は混合後のいずれか)、続いて、軟強磁性粒子材料を含有する混和性ポリマー溶媒溶液の温度を下げることによって達成してもよく、これにより、熱可塑性ポリマーの相分離が誘起される。いずれの場合も、冷却工程は、溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離をもたらす。 In some embodiments, inducing phase separation comprises at least one of thermally induced phase separation and solvent induced phase separation. Thermally induced phase separation can occur when the temperature at which the induced phase separation occurs is below the mixing temperature of the step of mixing the thermoplastic polymer, solvent and soft ferromagnetic particulate material. This may be accomplished by cooling the miscible polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particle material if the mixing step is performed near room temperature, or by first cooling the solution containing the soft ferromagnetic particle material. This may be accomplished by heating the miscible polymer solvent solution to an elevated temperature (either during or after mixing) and subsequently reducing the temperature of the miscible polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particulate material. induces phase separation of the thermoplastic polymer. In either case, the cooling step results in phase separation of the thermoplastic polymer from the solvent.

溶媒誘起相分離は、軟強磁性粒子材料を含有する混和性ポリマー溶媒溶液に第2の溶媒として熱可塑性ポリマーに対しての貧溶媒を添加することによって実施することができ、又は、軟強磁性粒子材料を含有する混和性ポリマー溶媒溶液の溶媒の少なくとも一部分を除去することによって、例えば、軟強磁性粒子材料を含有する混和性ポリマー溶媒溶液の溶媒の少なくとも一部分を蒸発させることによって、達成することができ、これにより、熱可塑性ポリマーの相分離が誘起される。 Solvent-induced phase separation can be carried out by adding a poor solvent for the thermoplastic polymer as a second solvent to the miscible polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particle material, or the soft ferromagnetic Accomplished by removing at least a portion of the solvent of the miscible polymer solvent solution containing the particulate material, for example by evaporating at least a portion of the solvent of the miscible polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particulate material , which induces phase separation of the thermoplastic polymer.

相分離技術の組み合わせ、例えば、熱誘起相分離と溶媒誘起相分離の組み合わせも利用することができる。熱誘起相分離は、混合工程が高温で実施される場合、熱可塑性ポリマーの溶解も促進するため、有利であり得る。 A combination of phase separation techniques can also be utilized, for example, a combination of thermally induced phase separation and solvent induced phase separation. Thermally induced phase separation can be advantageous because it also promotes dissolution of the thermoplastic polymer when the mixing step is performed at elevated temperatures.

いくつかの実施形態において、相分離を誘起する工程は、混合工程の温度より5℃~300℃低い温度、混合工程の温度より5℃~250℃低い温度、混合工程の温度より5℃~200℃低い温度、混合工程の温度より5℃~150℃低い温度、混合工程の温度より15℃~300℃低い温度、混合工程の温度より15℃~250℃低い温度、混合工程の温度より15℃~200℃低い温度、混合工程の温度より15℃~130℃低い温度又は更には混合工程の温度より25℃~110℃低い温度で実施される。 In some embodiments, the step of inducing phase separation is 5°C to 300°C below the temperature of the mixing step, 5°C to 250°C below the temperature of the mixing step, 5°C to 200°C below the temperature of the mixing step. 5°C to 150°C lower than the temperature of the mixing step, 15°C to 300°C lower than the temperature of the mixing step, 15°C to 250°C lower than the temperature of the mixing step, 15°C lower than the temperature of the mixing step. ~200°C below, 15°C to 130°C below the temperature of the mixing step or even 25°C to 110°C below the temperature of the mixing step.

相分離の誘起後、溶媒の少なくとも一部分がポリマー複合体から除去され、これにより、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、その熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料と、を有するポリマー複合体シートであって、軟強磁性粒子材料の重量分率が、ポリマー複合体シートの総重量に基づいて、0.80~0.98である、ポリマー複合体シートが形成される。 After inducing phase separation, at least a portion of the solvent is removed from the polymer composite, thereby having a thermoplastic polymer network structure and soft ferromagnetic particulate material dispersed within the thermoplastic polymer network structure. A polymer composite sheet is formed wherein the weight fraction of the soft ferromagnetic particulate material is between 0.80 and 0.98, based on the total weight of the polymer composite sheet.

溶媒は、蒸発によって除去することができ、この除去方法には、蒸気圧の高い溶媒が特に適している。しかしながら、第1の溶媒が低い蒸気圧を有する場合、蒸気圧の高い第2の溶媒を使用して第1の溶媒を抽出し、続いて、第2の溶媒の蒸発を行うことができる。いくつかの実施形態において、少なくとも10重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも30重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも50重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも60重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも70重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも80重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも90重量パーセント~100重量パーセント、少なくとも95重量パーセント~100重量パーセント又は更には少なくとも98重量パーセント~100重量パーセントの溶媒が熱可塑性ポリマーのネットワーク構造から除去される。 Solvents can be removed by evaporation, and solvents with high vapor pressure are particularly suitable for this method of removal. However, if the first solvent has a low vapor pressure, a second solvent with a higher vapor pressure can be used to extract the first solvent, followed by evaporation of the second solvent. In some embodiments, at least 10 weight percent to 100 weight percent, at least 30 weight percent to 100 weight percent, at least 50 weight percent to 100 weight percent, at least 60 weight percent to 100 weight percent, at least 70 weight percent to 100 weight percent percent, at least 80 weight percent to 100 weight percent, at least 90 weight percent to 100 weight percent, at least 95 weight percent to 100 weight percent, or even at least 98 weight percent to 100 weight percent of the solvent is removed from the network structure of the thermoplastic polymer. be done.

相分離を誘起する工程又は溶媒の少なくとも一部分を除去する工程のいずれかの後、形成された熱可塑性ポリマーのネットワーク構造は、ポリマー複合体を高密度化するために、崩壊され得る。これは、圧縮力及び引張力のうちの少なくとも1つをポリマー複合体、例えば、ポリマー複合体シートに適用することによって達成することができる。いくつかの実施形態において、ポリマー複合体の製造方法は、溶媒を除去する工程の後に、圧縮力及び引張力のうちの少なくとも1つを適用し、これにより、ポリマー複合体シートを高密度化すること、を更に含む。 After either the step of inducing phase separation or the step of removing at least a portion of the solvent, the formed thermoplastic polymer network structure can be disrupted to densify the polymer composite. This can be accomplished by applying at least one of compressive and tensile forces to the polymer composite, eg, a polymer composite sheet. In some embodiments, the method of making a polymer composite applies at least one of a compressive force and a tensile force after removing the solvent to densify the polymer composite sheet. further comprising:

圧縮力及び引張力のうちの少なくとも1つは、当該技術分野において既知の技術によって適用され得る。例えば、圧縮力は、ポリマー複合体、例えば、ポリマー複合体シートを、ポリマー複合体の厚さよりも小さい間隙を有する一対のニップロールのニップに通すことによって、例えば、カレンダー加工することによって、達成することができる。熱可塑性ポリマーのネットワーク構造を有しない従来の複合体とは異なり、ポリマー複合体の最終密度は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の崩壊の程度、例えば、先の圧縮力の例においては、ポリマー複合体厚さに対するニップ厚さに応じて、制御することができる。 At least one of compressive and tensile forces may be applied by techniques known in the art. For example, the compressive force is achieved by passing the polymer composite, e.g., a polymer composite sheet, through the nip of a pair of nip rolls having a gap smaller than the thickness of the polymer composite, e.g., by calendering. can be done. Unlike conventional composites that do not have a thermoplastic polymer network structure, the final density of the polymer composite depends on the degree of disruption of the thermoplastic polymer network structure, e.g. Depending on the nip thickness to thickness can be controlled.

別の例において、テンタリングプロセスを介して、引張力をポリマー複合体、例えば、ポリマー複合体シートに適用してもよい。熱可塑性ポリマーのネットワーク構造を有しない従来の複合体とは異なり、ポリマー複合体の最終密度は、熱可塑性ネットワーク構造の崩壊の程度、例えば、先の引張力の例においては、ポリマー複合体シートの延伸の量に応じて、制御することができる。 In another example, a tensile force may be applied to a polymer composite, such as a polymer composite sheet, via a tentering process. Unlike conventional composites that do not have a thermoplastic polymer network structure, the final density of the polymer composite depends on the degree of collapse of the thermoplastic network structure, e.g. The amount of stretching can be controlled.

異方性軟強磁性粒子材料が使用される場合、ポリマー複合体、例えば、ポリマー複合体シートを製造するために使用されるプロセス、及び/又はポリマー複合体を崩壊させてポリマー複合体を高密度化するために使用されるプロセスはまた、軟強磁性粒子材料、例えば、軟強磁性粒子フレーク材料を配向し得る。ポリマー複合体が、第1主面を有するポリマー複合体シートの形態である場合、ポリマー複合体の製造方法は、異方性軟強磁性粒子材料の最大長さ寸法が、隣接するポリマー複合体シートの第1主面に対して少なくとも25度以内、少なくとも20度以内、少なくとも15度以内又は更には少なくとも10度以内になるように配向されるように、異方性軟強磁性粒子材料を配向すること、を更に含み得る。 If an anisotropic soft ferromagnetic particle material is used, the process used to make the polymer composite, e.g. The process used to form the particles can also orient the soft ferromagnetic particle material, eg, the soft ferromagnetic particle flake material. When the polymer composite is in the form of a polymer composite sheet having a first major surface, the method of making the polymer composite comprises: orienting the anisotropic soft ferromagnetic grain material so that it is oriented within at least 25 degrees, within at least 20 degrees, within at least 15 degrees, or even within at least 10 degrees with respect to the first major surface of may further include:

いくつかの実施形態において、異方性軟強磁性粒子材料の最大長さ寸法は、ポリマー複合体シートの製造に使用されるプロセスの機械方向に配向され得る。ポリマー複合体が、第1主面を有するポリマー複合体シートの形態であり、軟強磁性粒子材料が、軟強磁性粒子フレーク材料であり、各フレークが、第1主面を有する場合、ポリマー複合体の製造方法は、フレークの第1主面の大部分が、隣接するポリマー複合体シートの第1主面に対して少なくとも25度以内、少なくとも20度以内、少なくとも15度以内又は更には少なくとも10度以内になるように配向されるように、軟強磁性粒子フレーク材料を配向すること、を更に含み得る。いくつかの実施形態において、軟強磁性粒子フレーク材料の第1主面は、ポリマー複合体シートを製造するために使用されるプロセスの機械方向に配向され得る。 In some embodiments, the largest length dimension of the anisotropic soft ferromagnetic particulate material can be oriented in the machine direction of the process used to make the polymer composite sheet. When the polymer composite is in the form of a polymer composite sheet having a first major surface and the soft ferromagnetic particle material is a soft ferromagnetic particle flake material, each flake having a first major surface, the polymer composite The method of making the body is such that a majority of the first major surface of the flakes are within at least 25 degrees, within at least 20 degrees, within at least 15 degrees, or even within at least 10 degrees relative to the first major surface of the adjacent polymer composite sheet. Orienting the soft ferromagnetic particle flake material so that it is oriented to within a degree. In some embodiments, the first major surface of the soft ferromagnetic particle flake material can be oriented in the machine direction of the process used to manufacture the polymer composite sheet.

例示的実施形態の列挙
本開示の選択した実施形態は、以下を含むがそれらに限定されない。
List of Exemplary Embodiments Selected embodiments of the present disclosure include, but are not limited to:

第1の実施形態において、本開示は、ポリマー複合体であって、
熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、
その熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料と、を含み、軟強磁性粒子材料の重量分率が、ポリマー複合体の総重量に基づいて、0.80~0.98であり、熱可塑性ポリマーは、5×10g/モル~5×10g/モルの数平均分子量を有する、ポリマー複合体を提供する。
In a first embodiment, the present disclosure is a polymer composite comprising:
a network structure of a thermoplastic polymer;
a soft ferromagnetic particulate material dispersed within the network structure of the thermoplastic polymer, wherein the weight fraction of the soft ferromagnetic particulate material is between 0.80 and 0.98, based on the total weight of the polymer composite. and the thermoplastic polymer provides a polymer conjugate having a number average molecular weight between 5×10 4 g/mol and 5×10 7 g/mol.

第2の実施形態において、本開示は、熱可塑性ポリマーが、1×10g/モル~1×10g/モルの数平均分子量を有する、第1の実施形態に記載のポリマー複合体を提供する。 In a second embodiment, the present disclosure provides a polymer conjugate according to the first embodiment, wherein the thermoplastic polymer has a number average molecular weight of 1×10 5 g/mole to 1×10 7 g/mole. offer.

第3の実施形態において、本開示は、熱可塑性ポリマーが、1×10g/モル~5×10g/モルの数平均分子量を有する、第1の実施形態に記載のポリマー複合体を提供する。 In a third embodiment, the present disclosure provides a polymer conjugate according to the first embodiment, wherein the thermoplastic polymer has a number average molecular weight of 1×10 6 g/mole to 5×10 6 g/mole. offer.

第4の実施形態において、本開示は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造が塑性変形している、第1~第3の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a fourth embodiment, the present disclosure provides a polymer composite according to any one of the first through third embodiments, wherein the network structure of the thermoplastic polymer is plastically deformed.

第5の実施形態において、本開示は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造が、圧縮力及び引張力のうちの少なくとも1つによって塑性変形されている、第4の実施形態に記載のポリマー複合体を提供する。 In a fifth embodiment, the present disclosure provides a polymer composite according to the fourth embodiment, wherein the thermoplastic polymer network structure is plastically deformed by at least one of compressive and tensile forces. do.

第6の実施形態において、本開示は、軟強磁性粒子材料の重量分率が、ポリマー複合体の総重量に基づいて、0.85~0.97である、第1~第5の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a sixth embodiment, the present disclosure relates to the first to fifth embodiments, wherein the weight fraction of the soft ferromagnetic particulate material is 0.85-0.97, based on the total weight of the polymer composite. A polymer composite according to any one of

第7の実施形態において、本開示は、軟強磁性粒子材料の重量分率が、ポリマー複合体の総重量に基づいて、0.90~0.96である、第1~第6の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a seventh embodiment, the present disclosure provides the weight fraction of the soft ferromagnetic particulate material, based on the total weight of the polymer composite, of 0.90 to 0.96. A polymer composite according to any one of

第8の実施形態において、本開示は、ポリマー複合体の密度が1.5g/cm~6g/cmである、第1~第7の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In an eighth embodiment, the present disclosure provides the polymer composite of any one of the first through seventh embodiments, wherein the density of the polymer composite is between 1.5 g/cm 3 and 6 g/cm 3 . I will provide a.

第9の実施形態において、本開示は、ポリマー複合体の密度が1.5g/cm~5.5g/cmである、第1~第8の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a ninth embodiment, the present disclosure provides the polymer of any one of the first through eighth embodiments, wherein the density of the polymer composite is between 1.5 g/cm 3 and 5.5 g/cm 3 . Provide a complex.

第10の実施形態において、本開示は、軟強磁性粒子材料が、軟強磁性粒子フレーク材料であり、各フレークが、第1主面と、フレークの第1主面に対して垂直な厚さと、を有する、第1~第9の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a tenth embodiment, the present disclosure provides that the soft ferromagnetic particle material is a soft ferromagnetic particle flake material, each flake having a first major surface and a thickness perpendicular to the first major surface of the flake There is provided a polymer composite according to any one of the first through ninth embodiments, having

第11の実施形態において、本開示は、軟強磁性粒子フレーク材料のフレークが、メジアン径D50及びメジアン最大厚さTmを有し、メジアンアスペクト比D50/Tmが、5/1~1000/1である、第10の実施形態に記載のポリマー複合体を提供する。 In an eleventh embodiment, the present disclosure provides that the flakes of the soft ferromagnetic particle flake material have a median diameter D50 and a median maximum thickness Tm, and a median aspect ratio D50/Tm of 5/1 to 1000/1. There is provided a polymer composite according to the tenth embodiment.

第12の実施形態において、本開示は、軟強磁性粒子フレーク材料のフレークが、メジアン径D50を有し、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造が、メジアン孔径Pを有し、D50>2Pである、第10又は第11の実施形態に記載のポリマー複合体を提供する。 In a twelfth embodiment, the present disclosure provides a third A polymer composite according to the tenth or eleventh embodiment is provided.

第13の実施形態において、本開示は、D50が、25マイクロメートル~5000マイクロメートルであり、Pが、50ナノメートル~25マイクロメートルである、第12の実施形態に記載のポリマー複合体を提供する。 In a thirteenth embodiment, the present disclosure provides a polymer composite according to the twelfth embodiment, wherein D50 is from 25 micrometers to 5000 micrometers and P is from 50 nanometers to 25 micrometers. do.

第14の実施形態において、本開示は、軟強磁性粒子材料が、Fe-Cr合金、Fe-Si合金、FeCoB、Fe系非晶質合金、ナノ結晶質Fe系酸化物及びナノ結晶質Fe系窒化物、ニッケル系合金、CoNbZr並びにホウ素系非晶質合金のうちの少なくとも1つである、第1~第13の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a fourteenth embodiment, the present disclosure provides that the soft ferromagnetic particle material is Fe—Cr alloy, Fe—Si alloy, FeCoB, Fe-based amorphous alloy, nanocrystalline Fe-based oxide and nanocrystalline Fe-based Provided is a polymer composite according to any one of the first through thirteenth embodiments, which is at least one of nitrides, nickel-based alloys, CoNbZr, and boron-based amorphous alloys.

第15の実施形態において、本開示は、熱可塑性ポリマーが、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、スチレン及びスチレン系ランダムコポリマー及びブロックコポリマー、塩素化ポリマー、フッ素化ポリマー、並びにエチレン及びクロロトリフルオロエチレンのコポリマーのうちの少なくとも1つを含む、第1~第14の実施形態のいずれか1に記載のポリマー複合体を提供する。 In a fifteenth embodiment, the present disclosure provides that the thermoplastic polymer comprises polyurethanes, polyesters, polyamides, polyethers, polycarbonates, polyimides, polysulfones, polyphenylene oxides, polyacrylates, polymethacrylates, polyolefins, styrene and styrenic random copolymers and block copolymers. There is provided a polymer composite according to any one of the first through fourteenth embodiments, comprising at least one of copolymers, chlorinated polymers, fluorinated polymers, and copolymers of ethylene and chlorotrifluoroethylene.

第16の実施形態において、本開示は、熱可塑性ポリマーが、80℃~350℃の少なくとも1つの融点を有する、第1~第15の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a sixteenth embodiment, the present disclosure provides a polymer composite according to any one of the first through fifteenth embodiments, wherein the thermoplastic polymer has at least one melting point between 80°C and 350°C. do.

第17の実施形態において、本開示は、熱可塑性ポリマーが、120℃~300℃の間に少なくとも1つの融点を有する、第1~第16の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a seventeenth embodiment, the present disclosure provides the polymer composite of any one of the first through sixteenth embodiments, wherein the thermoplastic polymer has at least one melting point between 120°C and 300°C. I will provide a.

第18の実施形態において、本開示は、ポリマー複合体が、第1主面と、20マイクロメートル~5000マイクロメートルの厚さと、を有するシートの形態である、第1~第17の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In an eighteenth embodiment, the present disclosure provides the polymer composite of the first through seventeenth embodiments, wherein the polymer composite is in the form of a sheet having a first major surface and a thickness of 20 micrometers to 5000 micrometers. A polymer conjugate according to any one is provided.

第19の実施形態において、本開示は、軟強磁性粒子材料が、軟強磁性粒子フレーク材料であり、各フレークが、第1主面と、フレークの第1主面に対して垂直な厚さと、を有し、フレークの第1主面の大部分が、隣接するポリマー複合体シートの第1主面に対して少なくとも25度以内になるように配向されている、第18の実施形態に記載のポリマー複合体を提供する。 In a nineteenth embodiment, the present disclosure provides that the soft ferromagnetic particle material is a soft ferromagnetic particle flake material, each flake having a first major surface and a thickness perpendicular to the first major surface of the flake and , and a majority of the first major surfaces of the flakes are oriented within at least 25 degrees to the first major surface of the adjacent polymer composite sheet. provides a polymer composite of

第20の実施形態において、本開示は、ポリマー複合体が20マイクロメートル~300マイクロメートルの厚さを有するシートの形態である場合、ポリマー複合体が10mmの曲率半径を形成するように曲がることができる、第1~第19の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a twentieth embodiment, the present disclosure provides that when the polymer composite is in the form of a sheet having a thickness of 20 micrometers to 300 micrometers, the polymer composite can bend to form a radius of curvature of 10 mm. There is provided a polymer composite according to any one of the first through nineteenth embodiments, which can be.

第21の実施形態において、本開示は、軟強磁性粒子材料の保磁力が、1000A/m以下であり、場合により、軟強磁性粒子材料の保磁力が、1A/m~1000A/mである、第1~第20の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a twenty-first embodiment, the present disclosure provides that the soft ferromagnetic particle material has a coercive force of 1000 A/m or less, optionally the soft ferromagnetic particle material has a coercive force of 1 A/m to 1000 A/m , provides a polymer composite according to any one of the first to twentieth embodiments.

第22の実施形態において、本開示は、磁気飽和誘導が、600mT~1000mTである、第1~第21の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a twenty-second embodiment, the present disclosure provides the polymer conjugate of any one of the first through twenty-first embodiments, wherein the magnetic saturation induction is between 600mT and 1000mT.

第23の実施形態において、本開示は、1MHzにおける比透磁率の大きさが70よりも大きい、第1~第22の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a twenty-third embodiment, the present disclosure provides a polymer composite according to any one of the first to twenty-second embodiments, having a relative magnetic permeability magnitude greater than 70 at 1 MHz.

第24の実施形態において、本開示は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造が、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の誘起相分離によって製造され、場合により、誘起相分離は、熱誘起相分離及び溶媒誘起相分離のうちの少なくとも1つである、第1~第23の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a twenty-fourth embodiment, the present disclosure provides that the network structure of the thermoplastic polymer is produced by induced phase separation of a miscible thermoplastic polymer solvent solution, optionally the induced phase separation comprises thermally induced phase separation and solvent induced phase separation. A polymer conjugate according to any one of the first to twenty-third embodiments is provided which is at least one of separating.

第25の実施形態において、本開示は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の孔の10体積パーセント~100体積パーセントが、液体及び固体を含まない、第1~第24の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a twenty-fifth embodiment, the present disclosure provides any one of the first through twenty-fourth embodiments, wherein 10 volume percent to 100 volume percent of the pores of the thermoplastic polymer network structure are free of liquids and solids. A polymer composite as described is provided.

第26の実施形態において、本開示は、軟強磁性粒子材料の体積分率が、ポリマー複合体の総体積に基づいて、0.10~0.75である、第1~第25の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a twenty-sixth embodiment, the present disclosure provides the first to twenty-fifth embodiments, wherein the volume fraction of the soft ferromagnetic particulate material is 0.10-0.75, based on the total volume of the polymer composite. A polymer composite according to any one of

第27の実施形態において、本開示は、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造の孔の10体積パーセント~100体積パーセント、30体積パーセント~100体積パーセント、50体積パーセント~100体積パーセント、60体積パーセント~100体積パーセント、70体積パーセント~100体積パーセント、80体積パーセント~100体積パーセント、90体積パーセント~100体積パーセント、95体積パーセント~100体積パーセント、又は更には98体積パーセント~100体積パーセントが、液体及び固体を含まない、第1~第26の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体を提供する。 In a twenty-seventh embodiment, the present disclosure provides 10 volume percent to 100 volume percent, 30 volume percent to 100 volume percent, 50 volume percent to 100 volume percent, 60 volume percent to 100 volume percent of the pores of the thermoplastic polymer network structure. percent, 70 volume percent to 100 volume percent, 80 volume percent to 100 volume percent, 90 volume percent to 100 volume percent, 95 volume percent to 100 volume percent, or even 98 volume percent to 100 volume percent, liquids and solids. There is provided a polymer composite according to any one of the first through twenty-sixth embodiments, excluding.

第28の実施形態において、本開示は、第1主面を有するポリマー複合体シートの製造方法であって、
5×10g/モル~5×10g/モルの数平均分子量を有する熱可塑性ポリマー、熱可塑性ポリマーが可溶である溶媒、及び軟強磁性粒子材料を準備することと、
熱可塑性ポリマー、溶媒及び軟強磁性粒子材料を混合して、軟強磁性粒子材料を含有する混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液を形成することと、
軟強磁性粒子を含有する熱可塑性ポリマー溶媒溶液をシートに形成することと、
溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起することと、
溶媒の少なくとも一部分を除去し、それにより、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、その熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料とを有するポリマー複合体シートを形成することを含み、軟強磁性粒子材料の重量分率が、ポリマー複合体シートの総重量に基づいて、0.80~0.98である、製造方法を提供する。
In a twenty-eighth embodiment, the present disclosure provides a method of manufacturing a polymer composite sheet having a first major surface, comprising:
providing a thermoplastic polymer having a number average molecular weight between 5×10 4 g/mol and 5×10 7 g/mol, a solvent in which the thermoplastic polymer is soluble, and a soft ferromagnetic particulate material;
mixing a thermoplastic polymer, a solvent and a soft ferromagnetic particulate material to form a miscible thermoplastic polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particulate material;
forming a thermoplastic polymer solvent solution containing soft ferromagnetic particles into a sheet;
inducing phase separation of the thermoplastic polymer from the solvent;
removing at least a portion of the solvent, thereby forming a polymer composite sheet having a thermoplastic polymer network structure and a soft ferromagnetic particulate material dispersed within the thermoplastic polymer network structure; A manufacturing method is provided wherein the weight fraction of the soft ferromagnetic particulate material is between 0.80 and 0.98, based on the total weight of the polymer composite sheet.

第29の実施形態において、本開示は、相分離を誘起する工程が、熱誘起相分離及び溶媒誘起相分離のうちの少なくとも1つを含む、第28の実施形態に記載のポリマー複合体シートの製造方法を提供する。 In a twenty-ninth embodiment, the present disclosure provides a polymer composite sheet according to the twenty-eighth embodiment, wherein the step of inducing phase separation comprises at least one of thermally-induced phase separation and solvent-induced phase separation. A manufacturing method is provided.

第30の実施形態において、本開示は、混合する工程が、20℃~300℃の温度で実施される、第28又は第29の実施形態に記載のポリマー複合体シートの製造方法を提供する。 In a thirtieth embodiment, the present disclosure provides a method of making a polymer composite sheet according to embodiments twenty-eighth or twenty-ninth, wherein the step of mixing is performed at a temperature of 20°C to 300°C.

第31の実施形態において、本開示は、相分離を誘起する工程が、混合工程の温度より5℃~300℃低い温度で実施される、第28~第30の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体シートの製造方法を提供する。 In a thirty-first embodiment, the present disclosure contemplates any one of the twenty-eighth through thirtieth embodiments, wherein the step of inducing phase separation is carried out at a temperature between 5°C and 300°C below the temperature of the mixing step. A method for making the described polymer composite sheet is provided.

第32の実施形態において、本開示は、形成する工程が、押出成形、ロールコーティング及びナイフコーティングのうちの少なくとも1つによって実施される、第28~第31の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体シートの製造方法を提供する。 In a thirty-second embodiment, the present disclosure is according to any one of the twenty-eighth through thirty-first embodiments, wherein the forming is performed by at least one of extrusion, roll coating, and knife coating. of the polymer composite sheet.

第33の実施形態において、本開示は、相分離を誘起する工程の後、又は溶媒を除去する工程の後に、圧縮力及び引張力のうちの少なくとも1つを適用し、これにより、ポリマー複合体シートを高密度化すること、を更に含む、第28~第32の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体シートの製造方法を提供する。 In a thirty-third embodiment, the present disclosure applies at least one of a compressive force and a tensile force after the step of inducing phase separation or after the step of removing the solvent, whereby the polymer composite There is provided a method of making a polymer composite sheet according to any one of embodiments 28-32, further comprising densifying the sheet.

第34の実施形態において、本開示は、軟強磁性粒子材料が、軟強磁性粒子フレーク材料であり、各フレークが、第1主面と、フレークの第1主面に対して垂直な厚さと、を有する、第28~第33の実施形態のいずれか1つに記載のポリマー複合体シートの製造方法を提供する。 In a thirty-fourth embodiment, the present disclosure provides that the soft ferromagnetic particle material is a soft ferromagnetic particle flake material, each flake having a first major surface and a thickness perpendicular to the first major surface of the flake and There is provided a method of making a polymer composite sheet according to any one of embodiments 28-33, comprising:

第35の実施形態において、本開示は、フレークの第1主面の大部分が、隣接するポリマー複合体シートの第1主面に対して少なくとも25度以内になるように配向されるように、軟強磁性粒子フレーク材料を配向すること、を更に含む、第34の実施形態に記載のポリマー複合体シートの製造方法を提供する。 In a thirty-fifth embodiment, the present disclosure provides such that a majority of the first major faces of the flakes are oriented within at least 25 degrees with respect to the first major face of the adjacent polymer composite sheet, A method of making a polymer composite sheet according to the thirty-fourth embodiment is provided, further comprising orienting the soft ferromagnetic particle flake material.

第36の実施形態において、本開示は、粒子分率が52体積%超であり、ポリマー複合体シートの保磁力が240A/m以下である、第1~第27の実施形態に記載のポリマー複合体シートを提供する。 In a thirty-sixth embodiment, the present disclosure provides the polymer composite according to any of the first to twenty-seventh embodiments, wherein the particle fraction is greater than 52% by volume, and the polymer composite sheet has a coercivity of 240 A/m or less. Provide a body sheet.

第37の実施形態において、本開示は、ポリマー複合体シートの保磁力が200A/m以下である、第36の実施形態に記載のポリマー複合体シートを提供する。 In a thirty-seventh embodiment, the present disclosure provides a polymer composite sheet according to thirty-sixth embodiment, wherein the polymer composite sheet has a coercivity of 200 A/m or less.

第38の実施形態において、本開示は、圧縮力の適用と同時に、振動エネルギーをポリマー複合体シートに適用すること、を更に含む、第33の実施形態に記載のポリマー複合体シートの製造方法を提供する。 In a thirty-eighth embodiment, the present disclosure provides a method of making a polymer composite sheet according to the thirty-third embodiment, further comprising applying vibrational energy to the polymer composite sheet concurrently with applying a compressive force. offer.

本開示の例示的な実施形態の実施を、以下の詳細な実施例に関して更に説明する。これらの実施例は、様々な具体的な好ましい実施形態及び技術を更に示すために提供される。しかしながら、本開示の範囲内に留まりつつ、多くの変更及び修正を加えることができるということが理解されるべきである。 Implementation of exemplary embodiments of the present disclosure is further described with respect to the following detailed examples. These examples are provided to further demonstrate various specific preferred embodiments and techniques. However, it should be understood that many variations and modifications may be made while remaining within the scope of the disclosure.

熱可塑性ポリマーのネットワーク構造及び軟強磁性粒子材料を含む、ポリマー複合体を調製し、高密度化し、試験した。以下の実施例に示すように、寸法及び電磁特性を、ワイヤレス電力伝送効率とともに評価した。これらの実施例は、単に例示目的のものであり、添付の特許請求の範囲の限定を意図するものではない。本明細書の実施例及び他の箇所における全ての部、百分率、比などは、特に断りのない限り、重量に基づくものである。 A polymer composite comprising a thermoplastic polymer network structure and soft ferromagnetic particulate material was prepared, densified and tested. Dimensions and electromagnetic properties were evaluated along with wireless power transfer efficiency, as shown in the examples below. These examples are for illustrative purposes only and are not intended as limitations on the scope of the appended claims. All parts, percentages, ratios, etc. in the examples and elsewhere herein are by weight unless otherwise specified.

本開示の幅広い範囲を示す数値範囲及びパラメータは近似値であるが、具体的な実施例において示される数値は、可能な限り正確に報告している。しかしながら、いずれの数値にも、それらのそれぞれの試験測定値において見出される標準偏差から結果として必然的に生じる、特定の誤差が本質的に含まれる。最低でも、各数値パラメータは少なくとも、報告される有効桁の数に照らして通常の丸め技法を適用することにより解釈されるべきであるが、このことは特許請求の範囲の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではない。 Although the numerical ranges and parameters setting forth the broad scope of the disclosure are approximations, the numerical values set forth in the specific examples are reported as precisely as possible. Any numerical value, however, inherently contains certain errors necessarily resulting from the standard deviation found in their respective testing measurements. At a minimum, each numerical parameter should be interpreted at least by applying conventional rounding techniques in light of the number of significant digits reported, but this is not a doctrine of equivalents to the scope of the claims. It is not intended to limit its application.

材料
特に記載のない限り、実施例及び本明細書のその他の箇所における全ての部、百分率、比などは、重量によるものである。使用した溶媒及び他の試薬は、特に断りのない限り、Sigma-Aldrich Chemical Company(Milwaukee,WI)から入手することができる。加えて、表1は、以下の実施例で使用された全ての材料に関する、略称及び供給元を提示するものである。

Figure 0007122308000001
Materials Unless otherwise stated, all parts, percentages, ratios, etc. in the examples and elsewhere herein are by weight. Solvents and other reagents used were obtained from Sigma-Aldrich Chemical Company (Milwaukee, Wis.) unless otherwise noted. In addition, Table 1 provides abbreviations and suppliers for all materials used in the examples below.
Figure 0007122308000001

試験方法
以下の試験方法を使用して、本開示の実施例のうちの一部を評価した。
Test Methods Some of the examples of the present disclosure were evaluated using the following test methods.

密度測定試験法
乾燥したポリマー複合体を約8cm×20cmのストリップに切り出した。ASTM F-1315(オリジナル:1990、承認:2014年3月1日)標準法に従って、密度測定用に、1つの大きなストリップから3つの各々約6cm×7cmの片を切り出した。既知の長さ及び幅でダイにより試料を切り出すことによって、試料の面積を算出した。TMI Model 49-70 Precision Micrometer(Testing Machines,Inc.(New Castle,DE)から入手可能)を使用して、フィルムの厚さを測定した。ポリマー複合体の面積及び厚さから、体積を算出した。最後に、分析用てんびんを使用して、フィルムの質量を測定した。測定した質量及び体積から、密度を算出した。
Density Determination Test Method The dried polymer composite was cut into strips approximately 8 cm x 20 cm. Three pieces approximately 6 cm×7 cm each were cut from one large strip for density measurement according to the ASTM F-1315 (Original: 1990, Approved: March 1, 2014) standard method. The area of the sample was calculated by cutting the sample with a die of known length and width. Film thickness was measured using a TMI Model 49-70 Precision Micrometer (available from Testing Machines, Inc. of New Castle, Del.). The volume was calculated from the area and thickness of the polymer composite. Finally, the mass of the film was determined using an analytical balance. Density was calculated from the measured mass and volume.

構成成分の既知の密度(PEの密度=0.94g/cm、MP1の密度=6.9g/cm)及び実際の組成(PE=5重量%及びMP1=95重量%)を用いて、空隙(孔)を含まない複合体の理論密度を算出した。理論密度及び測定密度を使用して、空隙率(%)を以下のように算出した。
空隙率(%)=[1-(測定密度/理論密度)]×100
Using the known densities of the components (density of PE=0.94 g/cm 3 , density of MP1=6.9 g/cm 3 ) and actual compositions (PE=5 wt % and MP1=95 wt %), The theoretical density of the composite without voids (pores) was calculated. Using the theoretical and measured densities, the porosity (%) was calculated as follows.
Porosity (%) = [1-(measured density / theoretical density)] x 100

算出された空隙率から、体積に基づくMP1充填量(%)を以下のように算出した。
MP1充填量(%)=[(Mp/ρ)/(Mp/ρ+Me/ρ)]×(1-空隙率)×100
式中、Mp及びMeは、それぞれ、複合体中のMP1及びPEの質量分率である。同様に、ρ及びρは、それぞれ、MP1及びPEの密度である。
From the calculated porosity, the volume-based MP1 filling amount (%) was calculated as follows.
MP1 filling amount (%) = [(Mp / ρ p ) / (Mp / ρ p + Me / ρ e )] × (1-porosity) × 100
where Mp and Me are the mass fractions of MP1 and PE in the complex, respectively. Similarly, ρ p and ρ e are the densities of MP1 and PE, respectively.

電磁試験法
I.静的磁気特性:
磁気測定の前に、ポリマー複合体の試料を6mmのディスクに切り出した。Lake Shore Cryotronics(Westerville,Ohio)振動試料型磁力計7400-Sを使用して、磁気ヒステリシスループ(M-H曲線)を記録した。磁場Hを試料の平面に適用した。磁場範囲をH=±4kOeに設定し、飽和磁化Msを完全飽和(|H|=4kOe)で測定した。磁場Hは、0.14Oeの工程で測定し、保磁力場Hcは、M=0に隣接するM-H曲線上の6つの点に基づいた線形フィッティングにより、M=0の近傍で特定した。
Electromagnetic test method I. Static magnetic properties:
Samples of the polymer composite were cut into 6 mm discs prior to magnetic measurements. Magnetic hysteresis loops (MH curves) were recorded using a Lake Shore Cryotronics (Westerville, Ohio) vibrating sample magnetometer 7400-S. A magnetic field H was applied in the plane of the sample. The magnetic field range was set to H=±4 kOe and the saturation magnetization Ms was measured at full saturation (|H|=4 kOe). The magnetic field H was measured in steps of 0.14 Oe and the coercive field Hc was determined near M=0 by linear fitting based on the 6 points on the MH curve adjacent to M=0.

II. 動的磁気特性:
ポリマー複合体の試料を外径18mm及び内径5mmのトロイドに切り出した。Keysight Technologies(Santa Clara,California)の磁性試験治具16454A及びインピーダンス測定器E4990Aを使用して、比透磁率μの実部と虚部とを測定した。Keysightの16454A用マニュアルに従って、データを解析した。
II. Dynamic magnetic properties:
Samples of the polymer composite were cut into toroids with an outer diameter of 18 mm and an inner diameter of 5 mm. The real and imaginary parts of the relative permeability μr were measured using a Keysight Technologies (Santa Clara, Calif.) magnetic test fixture 16454A and an impedance measuring instrument E4990A. Data were analyzed according to Keysight's manual for 16454A.

III. DC電気特性:
ポリマー複合体試料を、面外測定用に18mmディスクに、面内測定用に約50×20mmのストリップに切り出した。2400 Keithley Instruments(Cleveland,OH)ソースメータを使用して、面内及び面外のDC抵抗率を測定した。電流限界を150nAに設定した。抵抗率ρは、等式:R=ρl/S(式中、Rは、測定された抵抗値であり、lは、試料中で電流が流れる距離であり、Sは、電流路の断面積である)を使用して算出した。
III. DC electrical characteristics:
Polymer composite samples were cut into 18 mm disks for out-of-plane measurements and strips of approximately 50 x 20 mm for in-plane measurements. In-plane and out-of-plane DC resistivities were measured using a 2400 Keithley Instruments (Cleveland, OH) sourcemeter. The current limit was set at 150 nA. The resistivity ρ is determined by the equation: R = ρl/S, where R is the measured resistance value, l is the distance the current travels in the sample, and S is the cross-sectional area of the current path. available).

IV. AC電気特性:
ポリマー複合体試料が3mm×4mmのストリップである、マイクロストリップラインを使用して、面内抵抗率を測定した。試験を0.3~20MHzの周波数範囲で実施した。外部磁場H=1.6kOeを試料の平面に適用して、試料を磁気的に飽和させ、誘導効果を最小にした。Rohde&Schwarz(Munich,Germany)ベクトル・ネットワーク・アナライザZNB20を使用して、試料の抵抗を測定した。面外抵抗率は、Keysight Technologies(Santa Clara,California)誘電試験治具16453A及びインピーダンス測定器E4990Aを使用し、直径6mmの試料ディスクを用いて、測定した。面内及び面外の両方の測定に関して、抵抗率は、R=ρl/S(式中、Rは、測定された抵抗値であり、lは、試料中で電流が流れる距離であり、Sは、電流路の断面積である)を使用して算出した。
IV. AC electrical characteristics:
In-plane resistivity was measured using a microstripline, where the polymer composite sample is a 3 mm x 4 mm strip. Tests were performed in the frequency range 0.3-20 MHz. An external magnetic field H=1.6 kOe was applied in the plane of the sample to magnetically saturate the sample and minimize inductive effects. A Rohde & Schwarz (Munich, Germany) vector network analyzer ZNB20 was used to measure the resistance of the samples. Out-of-plane resistivity was measured using a Keysight Technologies (Santa Clara, Calif.) Dielectric Test Fixture 16453A and Impedance Measuring Instrument E4990A with a 6 mm diameter sample disk. For both in-plane and out-of-plane measurements, the resistivity is R=ρl/S, where R is the measured resistance, l is the distance through which the current flows in the sample, and S is , which is the cross-sectional area of the current path).

ワイヤレス電力伝送効率試験法
Qi規格であるワイヤレスパワーコンソーシアム(WPC:Wireless Power Consortium)1.1仕様に従った5ワットでの全ワイヤレス電力伝送系の効率を(コイル間の電力伝送効率とは対照的に)測定することによって、磁束を集中させて方向を変えるポリマー複合体の有効性を評価した。これらの測定に関して、32mm×48mmのポリマー複合体試料を使用した。
Wireless Power Transfer Efficiency Test Method Efficiency of the entire wireless power transfer system at 5 watts according to the Wireless Power Consortium (WPC) 1.1 specification, which is the Qi standard (as opposed to power transfer efficiency between coils). ) evaluated the effectiveness of the polymer composites in concentrating and redirecting magnetic flux. For these measurements, 32 mm x 48 mm polymer composite samples were used.

試験システムは、Qi規格に準拠した5ワットワイヤレス充電設計キット(Wurth Elektronik(Wurth Elektronik GmbH&Co.(KG,Germany))/Texas Instruments(Dallas,TX)モデル:760308)を使用して、カスタム構築した。この設計キットは、トランスミッタコイル(Wurth Electronicsモデル:760308111)及びレシーバコイル(Wurth Electronicsモデル:760308103202)を含む。装置の構成は、次のとおりである。トランスミッタコイルアイソレータ(フェライトシート3mm×52mm×52mm)、アイソレータの上に配置されたトランスミッタコイル、トランスミッタコイルの上に配置された2.4mm厚×70mm×70mmのアクリルシート、トランスミッタコイルと垂直に整列してアクリレートシートの上に配置されたレシーバコイル、レシーバコイルの上に配置されたポリマー複合体試料、ポリマー複合体試料の上に配置された約1mm厚×32mm×48mmのステンレス鋼プレート(電池ケースを模したもの)。 The test system was custom built using a Qi standard compliant 5 Watt wireless charging design kit (Wurth Elektronik (Wurth Elektronik GmbH & Co. (KG, Germany))/Texas Instruments (Dallas, TX) model: 760308). The design kit includes a transmitter coil (Wurth Electronics model: 760308111) and a receiver coil (Wurth Electronics model: 760308103202). The configuration of the apparatus is as follows. Transmitter coil isolator (ferrite sheet 3 mm x 52 mm x 52 mm), transmitter coil placed on top of isolator, 2.4 mm thick x 70 mm x 70 mm acrylic sheet placed on top of transmitter coil, vertically aligned with transmitter coil. A receiver coil placed on an acrylate sheet, a polymer composite sample placed on top of the receiver coil, and a stainless steel plate approximately 1 mm thick x 32 mm x 48 mm placed on top of the polymer composite sample (with the battery case imitated).

レシーバコイルを、定電圧モードで5.0Vに設定されたAgilent(Santa Clara,CA)のDC電源E3645Aによって駆動した。定電流モードで動作するBK Precision Corp.(Yorba Linda,California)のDC電子負荷8600を使用して、受信電力をモニタリングした。磁束を集中させ方向付ける磁性複合体材料の有効性を定量するために、試料をレシーバコイルの上に置き、約1mm厚×32mm×48mmステンレス鋼プレート(電池ケースを模したもの)をポリマー複合体試料の上に置いた。測定された入力電流及び出力電流からワイヤレス電力伝送効率を算出し、出力電流での電圧を0.6Ampに設定する。
WPT効率(%)=(出力電圧)(出力電流)/(入力電圧)(入力電流)×100
The receiver coil was driven by a DC power supply E3645A from Agilent (Santa Clara, Calif.) set at 5.0 V in constant voltage mode. BK Precision Corp. operating in constant current mode. A DC electronic load 8600 from (Yorba Linda, Calif.) was used to monitor the received power. To quantify the effectiveness of the magnetic composite material in concentrating and directing the magnetic flux, the sample was placed over the receiver coil and an approximately 1 mm thick x 32 mm x 48 mm stainless steel plate (simulating a battery case) was placed over the polymer composite. placed on the sample. Calculate the wireless power transfer efficiency from the measured input and output currents and set the voltage at the output current to 0.6 Amp.
WPT efficiency (%) = (output voltage) (output current) / (input voltage) (input current) x 100

調製例
実施例1(Ex.1) ポリマー複合体フィルム
MP1粒子及びPEを個々に秤量して、95:5の総MP1:PE重量比を得た。次いで、個々の構成成分をLancaster Mixture(K-Lab,Kercher Industries,Inc.(Lebanon,PA))の混合ボウルに入れた。混合ボウルとシャフトの両方を50%設定で回転させることによって、粉末を一緒に、45分間、乾式ブレンドした。45分後、鉱油(MO)を秤量して、63:37の固体(PE+MP1):鉱油重量比を得た。
Preparative Examples Example 1 (Ex. 1) Polymer Composite Film MP1 particles and PE were individually weighed to give a total MP1:PE weight ratio of 95:5. The individual components were then placed in a mixing bowl of a Lancaster Mixture (K-Lab, Kercher Industries, Inc. (Lebanon, Pa.)). The powders were dry blended together for 45 minutes by rotating both the mixing bowl and shaft at the 50% setting. After 45 minutes mineral oil (MO) was weighed to give a solids (PE+MP1): mineral oil weight ratio of 63:37.

粉末を混合しながら、上部のマルチオリフィスポートを通して鉱油をゆっくり分注した。全ての鉱油が分注されたら、ブレンドを更に45分間、混合して、濃厚なペースト様稠度を得た。次いで、ブレンドを5ガロン(約19.5リットル)のペール缶にすくい取った。 Mineral oil was slowly dispensed through the upper multi-orifice port while mixing the powder. Once all the mineral oil was dispensed, the blend was mixed for an additional 45 minutes to obtain a thick paste-like consistency. The blend was then scooped into 5 gallon pails.

流量制御プレート付きのペール缶充填用ポンプ(X20 Graco Inc.(Minneapolis,MN))を使用して、ブレンドを、177℃の8インチ(20.3cm)のドロップダイ(Nordson Extrusion Die Industries(Chippewa Falls,WI USA))に接続された約204℃の2軸押出成形機(25mmの同時回転2軸押出成形機(Berstorff(Germany)))のオープンバレルゾーン#2に供給した。 The blend was passed through an 8 inch (20.3 cm) drop die (Nordson Extrusion Die Industries (Chippewa Falls) at 177°C using a pail filling pump (X20 Graco Inc., Minneapolis, Minn.) with a flow control plate. , WI USA)) into open barrel zone #2 of a twin-screw extruder (25 mm co-rotating twin-screw extruder, Berstorff, Germany) at about 204°C.

ダイから出てくる熱いフィルムを、40℃の平滑なキャスティングホイール上で急冷した。キャスティングホイールの速度を調節して、厚さ約0.3mm~0.6mmの様々な厚さを有するフィルムを作製した。次いで、8インチ(20.3cm)×18インチ(45.7cm)のフィルムを、20分間、3回、各々ES流体に浸漬させることによって、これらのフィルム中の鉱油をES流体により抽出した。 The hot film emerging from the die was quenched on a smooth casting wheel at 40°C. The speed of the casting wheel was adjusted to produce films with various thicknesses from about 0.3 mm to 0.6 mm thick. The mineral oil in the 8 inch (20.3 cm) by 18 inch (45.7 cm) films was then extracted with ES fluid by immersing the films in ES fluid three times for 20 minutes each.

続いて、フィルムをドラフトチャンバ内に吊すことによって、ES流体を各試料から蒸発させた。これにより、実施例1(Ex.1)のポリマー複合体が作製された。次いで、これを、上に列挙する試験法を用いた更なる特性評価及び高密度化に使用した。 The ES fluid was then evaporated from each sample by suspending the film in a fume hood. Thus, a polymer composite of Example 1 (Ex. 1) was produced. It was then used for further characterization and densification using the test methods listed above.

Ex.1のポリマー複合体の断面のSEM画像を図1に示す。図1にみられるように、調製した試料(高密度化前)中の磁性フレークは、相分離プロセス中に作製された、相互に絡まったポリマーフィブリル(熱可塑性ポリマーのネットワーク構造)によって一緒に保持されている。Ex.1は、大きな空隙(孔)率を有する。 Ex. A cross-sectional SEM image of the polymer composite of No. 1 is shown in FIG. As seen in Figure 1, the magnetic flakes in the prepared sample (before densification) are held together by the intertwined polymer fibrils (network structures of thermoplastic polymers) created during the phase separation process. It is Ex. 1 has a large porosity.

実施例2(Ex.2) 高密度化されたポリマー複合体フィルム
Ex.1のストリップを、カレンダー加工機のニップロールに、ニップロール間で一定の間隙を画定して通した。最終フィルムの厚さが約150マイクロメートルになるまでニップ間隙を調整した。これにより、Ex.2の高密度化されたポリマー複合体フィルムが作製された。
Example 2 (Ex.2) Densified Polymer Composite Film Ex. A strip of 1 was passed through the calender nip rolls defining a constant gap between the nip rolls. The nip gap was adjusted until the final film thickness was about 150 microns. As a result, Ex. Two densified polymer composite films were made.

次いで、このフィルムを6cm×7cmの小片に切り出し、密度測定(上に列挙される試験方法)及びSEM分析に使用した。高密度化した試料であるEx.2(図2)のSEM断面画像は、ポリマーフィブリルによって依然として一緒に保持されている、高度に充填されたフレークを示している。しかしながら、フィルム中の空隙(孔)の大部分は、高密度化プロセス中になくなった。 This film was then cut into 6 cm x 7 cm pieces and used for density measurements (test methods listed above) and SEM analysis. A densified sample, Ex. 2 (Fig. 2) shows highly packed flakes still held together by polymer fibrils. However, most of the voids (pores) in the film disappeared during the densification process.

実施例3(Ex.3) 超音波で高密度化されたポリマー複合体フィルム
MP1粒子及びPEを別々に秤量して、95:5の総MP1:PE重量比を得た。次いで、個々の構成成分をLancaster Mixture(K-Lab,Kercher Industries,Inc.(Lebanon,PA))の混合ボウルに入れた。混合ボウルとシャフトとの両方を50%設定で回転させることによって、粉末を一緒に、45分間、乾式ブレンドした。45分後、鉱油(MO)を秤量して、55.5:44.5の固体(PE+MP1):鉱油重量比を得た。
Example 3 (Ex. 3) Ultrasonically Densified Polymer Composite Film MP1 particles and PE were weighed separately to give a total MP1:PE weight ratio of 95:5. The individual components were then placed in a mixing bowl of a Lancaster Mixture (K-Lab, Kercher Industries, Inc. (Lebanon, Pa.)). The powders were dry blended together for 45 minutes by rotating both the mixing bowl and shaft at the 50% setting. After 45 minutes mineral oil (MO) was weighed to give a solids (PE+MP1):mineral oil weight ratio of 55.5:44.5.

粉末を混合しながら、上部のマルチオリフィスポートを通して鉱油をゆっくり分注した。全ての鉱油が分注されたら、ブレンドを更に45分間、混合して、濃厚なペースト様稠度を得た。次いで、ブレンドを5ガロンのペール缶(約19.5リットル)にすくい取った。 Mineral oil was slowly dispensed through the upper multi-orifice port while mixing the powder. Once all the mineral oil was dispensed, the blend was mixed for an additional 45 minutes to obtain a thick paste-like consistency. The blend was then scooped into 5 gallon pails (approximately 19.5 liters).

流量制御プレート付きのペール缶充填用ポンプ(X20 Graco Inc.(Minneapolis,MN))を使用して、ブレンドを、177℃の8インチ(20.3cm)のドロップダイ(Nordson Extrusion Die Industries(Chippewa Falls,WI))に接続された約204℃の2軸押出成形機(25mmの同時回転2軸押出成形機(Berstorff(Germany)))のオープンバレルゾーン#2に供給した。 The blend was passed through an 8 inch (20.3 cm) drop die (Nordson Extrusion Die Industries (Chippewa Falls) at 177°C using a pail filling pump (X20 Graco Inc., Minneapolis, Minn.) with a flow control plate. , WI)) into open barrel zone #2 of a twin-screw extruder (25 mm co-rotating twin-screw extruder, Berstorff, Germany) at about 204°C.

ダイから出てくる熱いフィルムを、40℃の平滑なキャスティングホイール上で急冷した。キャスティングホイールの速度を調節して、厚さ約0.3mm~0.6mmの様々な厚さを有するフィルムを作製した。次いで、8インチ(20.3cm)×18インチ(45.7cm)のフィルムを、20分間、3回、各々ES流体に浸漬させることによって、これらのフィルム中の鉱油をES流体により抽出した。続いて、フィルムをドラフトチャンバ内に吊すことによって、ES流体を各試料から蒸発させた。 The hot film emerging from the die was quenched on a smooth casting wheel at 40°C. The speed of the casting wheel was adjusted to produce films with various thicknesses from about 0.3 mm to 0.6 mm thick. The mineral oil in the 8 inch (20.3 cm) by 18 inch (45.7 cm) films was then extracted with ES fluid by immersing the films in ES fluid three times for 20 minutes each. The ES fluid was then evaporated from each sample by suspending the film in a fume hood.

一組のニップロールを有する超音波援カレンダー加工機を使用して、1.5インチ(3.8cm)幅の材料のストリップを高密度化した。下のロールの水平軸は、垂直軸に固定され、上のロールの水平軸は、垂直方向に20KHzで超音波振動する。超音波で振動させたロールは、連続モードで使用されるDCX電源モデル(Branson Ultrasonics(Danbury,CT))によって給電された。 A 1.5 inch (3.8 cm) wide strip of material was densified using an ultrasonically assisted calender with a set of nip rolls. The horizontal axis of the bottom roll is fixed to the vertical axis and the horizontal axis of the top roll is ultrasonically vibrated vertically at 20 KHz. The ultrasonically vibrated roll was powered by a DCX power supply model (Branson Ultrasonics, Danbury, Conn.) used in continuous mode.

超音波で援用した高密度化のラインスピードは、5フィート/分(152cm/分)とし、間隙設定は、0.006インチ(0.15mm)に設定した。材料をニップロールに2回、すなわち、最初に100%の振幅(0.05mmのピーク間振幅を表す)、次いで60%の振幅で通過させた。厚さ150~200マイクロメートルの範囲の最終フィルムを製造するために、ニップ間隙及び振幅設定を選択した。 The ultrasonic-assisted densification line speed was 5 ft/min (152 cm/min) and the gap setting was set at 0.006 inch (0.15 mm). The material was passed through the nip rolls twice, first at 100% amplitude (representing a peak-to-peak amplitude of 0.05 mm) and then at 60% amplitude. The nip gap and amplitude settings were selected to produce final films ranging in thickness from 150 to 200 microns.

これにより、Ex.3の高密度化されたポリマー複合体フィルムが作製された。次いで、このフィルムを6cm×7cmの小片に切り出し、密度測定(上に列挙される試験方法)及び磁気の特性評価に使用した。 As a result, Ex. Three densified polymer composite films were made. The film was then cut into 6 cm x 7 cm pieces and used for density measurements (test methods listed above) and magnetic characterization.

結果
以下の表2は、高密度化する前のEx.1及び高密度化した後のEx.2のフィルムにおいて測定された厚さ、密度、空隙率、及びセンダストフレーク(MP1)の体積充填量を示す。比較のために、結合剤としてポリウレタンを用いた同じセンダストフレークを有するCE-1の同パラメータ。Ex.2(高密度化されたポリマー複合体フィルム)の充填量は、市販品のCE-1の充填量より有意に高い。Ex.1の試料をニップロールに数回通すことにより、及び/又はカレンダー加工機のニップ間隙を減らすことにより、100マイクロメートル厚のフィルムは、最大68%という高い体積充填量を有することが示された。

Figure 0007122308000002
Results Table 2 below shows Ex. 1 and Ex. 2 shows the measured thickness, density, porosity, and volumetric loading of sendust flakes (MP1) in the films of No. 2. For comparison, the same parameters of CE-1 with the same sendust flakes using polyurethane as binder. Ex. The loading of 2 (densified polymer composite film) is significantly higher than that of the commercial product CE-1. Ex. By passing a sample of 1 through the nip rolls several times and/or by reducing the calender nip gap, 100 micrometer thick films were shown to have a high volume loading of up to 68%.
Figure 0007122308000002

表3は、実施例のフィルムの主な電磁特性[DC抵抗率、6.78MHzで測定された透磁率の実部(μ’)及び虚部(μ”)、飽和磁化(Ms)、保磁力(Hc)、及び損失正接(Tan(α))]を示す。

Figure 0007122308000003
Table 3 lists the main electromagnetic properties of the films of the examples [DC resistivity, real part (μ′) and imaginary part (μ″) of magnetic permeability measured at 6.78 MHz, saturation magnetization (Ms), coercivity (Hc), and the loss tangent (Tan(α))].
Figure 0007122308000003

これらの結果は、Ex.2の高密度化されたポリマー複合体フィルムの飽和磁化が、CE-1の飽和磁化よりも有意に高いことを示している。 These results are shown in Ex. 2 shows that the saturation magnetization of the densified polymer composite film is significantly higher than that of CE-1.

表4は、実施例及び比較例の各々の厚さ及びワイヤレス電力伝送効率(WPT効率)を示す。

Figure 0007122308000004
Table 4 shows the thickness and wireless power transfer efficiency (WPT efficiency) of each of the examples and comparative examples.
Figure 0007122308000004

本明細書では特定の例示的な実施形態について詳細に説明してきたが、当業者には上述の説明を理解した上で、これらの実施形態の修正形態、変形形態、及び均等物を容易に想起できることが、諒解されるであろう。したがって、本開示は、ここまで説明してきた例示的な実施形態に、過度に限定されるものではないことを理解されたい。 Although specific exemplary embodiments have been described in detail herein, modifications, variations, and equivalents of these embodiments will readily occur to those skilled in the art, upon understanding the foregoing description. It will be appreciated what can be done. Therefore, it should be understood that this disclosure should not be unduly limited to the exemplary embodiments thus far described.

本明細書で使用する場合、末端値による数値範囲での記述には、その範囲内に包含されるあらゆる数値が含まれる(例えば1~5には1、1.5、2、2.75、3、3.8、4、及び5が含まれる)。したがって、特に指示がない限り、前述の明細書、添付の実施形態の列挙、及び以下の特許請求の範囲において示す数値パラメータは、本開示の教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に依存して変化し得る。最低でも、各数値パラメータは少なくとも、報告される有効桁の数に照らして通常の丸め技法を適用することにより解釈されるべきであるが、このことは請求項記載の実施形態の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではない。 As used herein, the recitation of numerical ranges by endpoints includes all numbers subsumed within that range (eg, 1 to 5 includes 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.8, 4, and 5). Accordingly, unless otherwise indicated, the numerical parameters set forth in the foregoing specification, the accompanying enumeration of embodiments, and the claims which follow should not be construed as desired by one of ordinary skill in the art using the teachings of this disclosure. It can vary depending on the properties. At a minimum, each numerical parameter should be interpreted at least by applying conventional rounding techniques in light of the number of significant digits reported, which is equivalent to the scope of the claimed embodiments. It is not intended to limit the application of the theory.

更には、本明細書で参照される全ての刊行物及び特許は、個々の刊行物又は特許を参照により組み込むことが詳細かつ個別に指示されている場合と同じ程度に、それらの全容が参照により組み込まれる。様々な例示的な実施形態について説明してきた。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれる。 Further, all publications and patents referred to herein are incorporated by reference in their entirety to the same extent as if each individual publication or patent were specifically and individually indicated to be incorporated by reference. incorporated. Various exemplary embodiments have been described. These and other embodiments are within the scope of the following claims.

Claims (17)

ポリマー複合体シートであって、
熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、
前記熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料と、を含み、
前記軟強磁性粒子材料の重量分率が、前記ポリマー複合体シートの総重量に基づいて、0.80~0.98であり、前記熱可塑性ポリマーは、5×10g/モル~5×10g/モルの数平均分子量を有し、
粒子分率が52体積%超であり、前記ポリマー複合体シートの保磁力が240A/m以下である、ポリマー複合体シート
A polymer composite sheet ,
a network structure of a thermoplastic polymer;
a soft ferromagnetic particulate material dispersed within the network structure of said thermoplastic polymer;
The weight fraction of the soft ferromagnetic particulate material is 0.80-0.98, based on the total weight of the polymer composite sheet , and the thermoplastic polymer is 5×10 4 g/mol-5× having a number average molecular weight of 10 7 g/mole;
A polymer composite sheet having a particle fraction of more than 52% by volume and a coercive force of 240 A/m or less.
前記熱可塑性ポリマーのネットワーク構造が塑性変形されており、任意に、前記熱可塑性ポリマーのネットワーク構造が、圧縮力及び引張力のうちの少なくとも1つによって塑性変形されている、請求項1に記載のポリマー複合体シート2. The method of claim 1, wherein the thermoplastic polymer network structure is plastically deformed, optionally wherein the thermoplastic polymer network structure is plastically deformed by at least one of compressive and tensile forces. Polymer composite sheet . 前記ポリマー複合体シートの密度が、1.5g/cm~6g/cmである、請求項1に記載のポリマー複合体シートThe polymer composite sheet according to claim 1, wherein the polymer composite sheet has a density of 1.5 g/cm 3 to 6 g/cm 3 . 前記軟強磁性粒子材料が、軟強磁性粒子フレーク材料であり、各フレークは、第1主面と、前記フレークの前記第1主面に対して垂直な厚さと、を有し、任意に、前記軟強磁性粒子フレーク材料のフレークが、メジアン径D50及びメジアン最大厚さTmを有し、メジアンアスペクト比D50/Tmが、5/1~1000/1である、請求項1に記載のポリマー複合体シートsaid soft ferromagnetic particle material being a soft ferromagnetic particle flake material, each flake having a first major surface and a thickness perpendicular to said first major surface of said flake; The polymer composite of claim 1, wherein the flakes of said soft ferromagnetic particle flake material have a median diameter D50 and a median maximum thickness Tm, and a median aspect ratio D50/Tm of 5/1 to 1000/1. body sheet . 前記軟強磁性粒子フレーク材料のフレークが、メジアン径D50を有し、前記熱可塑性ポリマーのネットワーク構造が、平均孔径Pを有し、D50>2Pであり、任意に、D50が、25マイクロメートル~5000マイクロメートルであり、Pが、50ナノメートル~25マイクロメートルである、請求項4に記載のポリマー複合体シートthe flakes of said soft ferromagnetic particle flake material have a median diameter D50, said network structure of said thermoplastic polymer has an average pore diameter P, D50 > 2P, optionally D50 from 25 micrometers 5000 micrometers, and P is between 50 nanometers and 25 micrometers . 前記軟強磁性粒子材料が、Fe-Cr合金、Fe-Si合金、FeCoB、Fe系非晶質合金、ナノ結晶質Fe系酸化物及びナノ結晶質Fe系窒化物、ニッケル系合金、CoNbZr並びにホウ素系非晶質合金のうちの少なくとも1つである、請求項1に記載のポリマー複合体シートThe soft ferromagnetic particle materials include Fe--Cr alloys, Fe--Si alloys, FeCoB, Fe-based amorphous alloys, nanocrystalline Fe-based oxides and nanocrystalline Fe-based nitrides, nickel-based alloys, CoNbZr and boron. 2. The polymer composite sheet of claim 1, wherein the sheet is at least one of the following amorphous alloys. 前記熱可塑性ポリマーが、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、スチレン及びスチレン系ランダムコポリマー及びブロックコポリマー、塩素化ポリマー、フッ素化ポリマー、並びにエチレン及びクロロトリフルオロエチレンのコポリマーのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のポリマー複合体シートsaid thermoplastic polymers are polyurethanes, polyesters, polyamides, polyethers, polycarbonates, polyimides, polysulfones, polyphenylene oxides, polyacrylates, polymethacrylates, polyolefins, styrene and styrenic random and block copolymers, chlorinated polymers, fluorinated polymers, and at least one of copolymers of ethylene and chlorotrifluoroethylene . 前記熱可塑性ポリマーが、120℃~200℃の間に少なくとも1つの融点を有する、請求項1に記載のポリマー複合体シートThe polymer composite sheet of claim 1, wherein said thermoplastic polymer has at least one melting point between 120°C and 200°C. 前記ポリマー複合体シートは、第1主面と、20マイクロメートル~5000マイクロメートルの厚さと、を有するシートの形態であり、任意に、前記軟強磁性粒子材料が、軟強磁性粒子フレーク材料であり、各フレークが、第1主面と、前記フレークの前記第1主面に対して垂直な厚さと、を有し、前記フレークの前記第1主面の大部分が、隣接する前記ポリマー複合体シートの第1主面に対して少なくとも25度以内になるように配向されている、請求項1に記載のポリマー複合体シートThe polymer composite sheet is in the form of a sheet having a first major surface and a thickness of 20 micrometers to 5000 micrometers, and optionally the soft ferromagnetic particle material is a soft ferromagnetic particle flake material. wherein each flake has a first major surface and a thickness perpendicular to said first major surface of said flake, and a majority of said first major surface of said flake is adjacent said polymer composite 2. The polymer composite sheet of Claim 1 oriented within at least 25 degrees with respect to the first major surface of the body sheet . 前記ポリマー複合体シートが20マイクロメートル~300マイクロメートルの厚さを有するシートの形態であ、前記ポリマー複合体シートが、10mmの曲率半径を形成するように曲がることができる、請求項1に記載のポリマー複合体シート2. The method of claim 1, wherein the polymer composite sheet is in the form of a sheet having a thickness of 20 micrometers to 300 micrometers, and the polymer composite sheet can be bent to form a curvature radius of 10 mm. A polymer composite sheet as described. 前記軟磁性粒子材料の保磁力が1000A/m以下であるか、磁気飽和誘導が600mT~1000mTであるか、又は1MHzにおける比透磁率の大きさが70よりも大きい、請求項1に記載のポリマー複合体シートThe polymer of claim 1, wherein the soft magnetic particle material has a coercivity of 1000 A/m or less, a magnetic saturation induction of 600 mT to 1000 mT, or a relative permeability magnitude of greater than 70 at 1 MHz. composite sheet . 前記軟強磁性粒子材料の体積分率が、前記ポリマー複合体シートの総体積に基づいて、0.10~0.80である、請求項1に記載のポリマー複合体シートThe polymer composite sheet according to claim 1, wherein the volume fraction of said soft ferromagnetic particulate material is between 0.10 and 0.80 based on the total volume of said polymer composite sheet . 第1主面を有するポリマー複合体シートの製造方法であって、
5×10g/モル~5×10g/モルの数平均分子量を有する熱可塑性ポリマー、前記熱可塑性ポリマーが可溶である溶媒、及び軟強磁性粒子材料を準備することと、
前記熱可塑性ポリマー、前記溶媒及び前記軟強磁性粒子材料を混合して、前記軟強磁性粒子材料を含有する混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液を形成することと、
前記軟強磁性粒子を含有する前記熱可塑性ポリマー溶媒溶液をシートに形成することと、
前記溶媒からの前記熱可塑性ポリマーの相分離を誘起することと、
前記溶媒の少なくとも一部分を除去し、それにより、熱可塑性ポリマーのネットワーク構造と、前記熱可塑性ポリマーのネットワーク構造内に分散された軟強磁性粒子材料とを有するポリマー複合体シートを形成することを含み、前記軟強磁性粒子材料の重量分率が、前記ポリマー複合体シートの総重量に基づいて、0.80~0.98であり、任意に、前記相分離を誘起する工程が、熱誘起相分離及び溶媒誘起相分離のうちの少なくとも1つを含み、
圧縮力の適用と同時に、振動エネルギーを前記ポリマー複合体シートに適用することを更に含み、前記振動エネルギーは、超音波エネルギーである、製造方法。
A method for producing a polymer composite sheet having a first major surface, comprising:
providing a thermoplastic polymer having a number average molecular weight between 5×10 4 g/mol and 5×10 7 g/mol, a solvent in which said thermoplastic polymer is soluble, and a soft ferromagnetic particulate material;
mixing the thermoplastic polymer, the solvent and the soft ferromagnetic particulate material to form a miscible thermoplastic polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particulate material;
forming the thermoplastic polymer solvent solution containing the soft ferromagnetic particles into a sheet;
inducing phase separation of the thermoplastic polymer from the solvent;
removing at least a portion of said solvent, thereby forming a polymer composite sheet having a thermoplastic polymer network structure and a soft ferromagnetic particulate material dispersed within said thermoplastic polymer network structure. , the weight fraction of the soft ferromagnetic particulate material is 0.80 to 0.98, based on the total weight of the polymer composite sheet; at least one of separation and solvent-induced phase separation;
A method of manufacturing further comprising applying vibrational energy to said polymer composite sheet concurrently with applying a compressive force, said vibrational energy being ultrasonic energy.
前記混合する工程が、20℃~300℃の温度で実施され、任意に、前記相分離を誘起する工程が、前記混合する工程の温度より5℃~300℃低い温度で実施される、請求項13に記載のポリマー複合体シートの製造方法。 The step of mixing is performed at a temperature of 20° C. to 300° C., and optionally the step of inducing phase separation is performed at a temperature of 5° C. to 300° C. below the temperature of the step of mixing. 14. The method for producing a polymer composite sheet according to 13. 前記形成する工程が、押出成形、ロールコーティング及びナイフコーティングのうちの少なくとも1つによって実施される、請求項13に記載のポリマー複合体シートの製造方法。 14. The method of making a polymer composite sheet according to claim 13, wherein the forming step is performed by at least one of extrusion, roll coating and knife coating. 前記溶媒を前記除去する工程の後に、圧縮力及び引張力のうちの少なくとも1つを適用し、これにより、前記ポリマー複合体シートを高密度化すること、を更に含む、請求項13に記載のポリマー複合体シートの製造方法。 14. The method of claim 13, further comprising applying at least one of a compressive force and a tensile force after the step of removing the solvent to thereby densify the polymer composite sheet. A method for producing a polymer composite sheet. 前記ポリマー複合体シートの保磁力が200A/m以下である、請求項1に記載のポリマー複合体シート2. The polymer composite sheet according to claim 1, wherein the polymer composite sheet has a coercive force of 200 A/m or less.
JP2019532978A 2016-12-19 2017-12-18 Thermoplastic polymer composite containing soft ferromagnetic particulate material and method of making same Active JP7122308B2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/382,834 US10287413B2 (en) 2016-12-19 2016-12-19 Thermoplastic polymer composite containing soft, ferromagnetic particulate material and methods of making thereof
US15/382,834 2016-12-19
US201762578732P 2017-10-30 2017-10-30
US62/578,732 2017-10-30
PCT/IB2017/058060 WO2018116127A1 (en) 2016-12-19 2017-12-18 Thermoplastic polymer composite containing soft, ferromagnetic particulate material and methods of making thereof

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2020524721A JP2020524721A (en) 2020-08-20
JP2020524721A5 JP2020524721A5 (en) 2021-02-12
JP7122308B2 true JP7122308B2 (en) 2022-08-19

Family

ID=62626357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019532978A Active JP7122308B2 (en) 2016-12-19 2017-12-18 Thermoplastic polymer composite containing soft ferromagnetic particulate material and method of making same

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7122308B2 (en)
CN (1) CN110088855B (en)
TW (1) TWI767966B (en)
WO (1) WO2018116127A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019097446A1 (en) 2017-11-16 2019-05-23 3M Innovative Properties Company Polymer matrix composites comprising functional particles and methods of making the same
CN111491991A (en) * 2017-11-16 2020-08-04 3M创新有限公司 Method for preparing polymer matrix composites
US11732104B2 (en) 2017-11-16 2023-08-22 3M Innovative Properties Company Polymer matrix composites comprising dielectric particles and methods of making the same
US20220213372A1 (en) * 2019-05-15 2022-07-07 3M Innovative Properties Company (co)polymer matrix composites comprising thermally-conductive particles and endothermic particles and methods of making the same
JP2022532352A (en) * 2019-05-15 2022-07-14 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Orientation of magnetic filler to optimize film properties
WO2020229984A1 (en) * 2019-05-15 2020-11-19 3M Innovative Properties Company (co)polymer matrix composites comprising thermally-conductive particles and magnetic particles and methods of making the same
CN111029080A (en) * 2019-12-30 2020-04-17 上海三爱富新材料科技有限公司 Magnetic material for high frequency and method for producing same
CN114561644B (en) * 2022-02-24 2024-04-23 杭州电子科技大学 Amorphous nanocrystalline alloy with reticular structure and preparation method and application thereof

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001035717A (en) 1999-07-21 2001-02-09 Dainippon Ink & Chem Inc Soft magnetic sheet
JP2002246224A (en) 2001-02-14 2002-08-30 Toda Kogyo Corp Soft magnetic sheet
JP2008016458A (en) 2004-08-18 2008-01-24 Teijin Ltd Electromagnetic wave absorbing sheet material
JP2008050383A (en) 2006-08-22 2008-03-06 Asahi Kasei Chemicals Corp Member for film-like electronic equipment
CN102832005A (en) 2012-09-13 2012-12-19 北矿磁材科技股份有限公司 Environment-friendly halogen-free ferrite composite magnetic material
WO2015064694A1 (en) 2013-11-01 2015-05-07 戸田工業株式会社 Soft magnetic ferrite resin composition, soft magnetic ferrite resin composition molded body, and power transmission device for non-contact power supply system
JP2015092543A (en) 2013-10-01 2015-05-14 日東電工株式会社 Soft magnetic particle powder, soft magnetic resin composition, soft magnetic film, soft magnetic film laminate circuit board and position detector
JP2015202038A (en) 2014-04-03 2015-11-12 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Wireless power transmitting apparatus
JP2016006163A (en) 2014-05-29 2016-01-14 日東電工株式会社 Soft-magnetic film
JP2016139053A (en) 2015-01-28 2016-08-04 富士ゼロックス株式会社 Photoluminescent toner, electrostatic charge image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55115319A (en) * 1979-02-27 1980-09-05 Inoue Japax Res Inc Manufacturing method of rubber magnet
JPS5827212B2 (en) * 1979-06-08 1983-06-08 同和鉱業株式会社 Dry manufacturing method of hexagonal ferrite
JPH0193103A (en) * 1987-10-03 1989-04-12 Inoue Mtp Co Ltd Magnetic polymer complex and manufacture thereof
JPH0242702A (en) * 1988-04-28 1990-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Soft magnetic thin film and magnetic head using such thin film
JPH06132692A (en) * 1992-10-19 1994-05-13 Tokin Corp Noise absorber and manufacture thereof
JP2970297B2 (en) * 1993-02-26 1999-11-02 三菱マテリアル株式会社 High resistance magnetic shield material
SE504155C2 (en) * 1994-03-03 1996-11-25 Tore Carl Fredrik Klason Method for producing ferromagnetic fibers and EMI shielding materials containing the fibers
JP3967421B2 (en) * 1997-04-04 2007-08-29 東燃化学株式会社 Method for producing polyolefin microporous membrane
US20110104476A1 (en) * 2003-05-30 2011-05-05 Haruhisa Toyoda Soft magnetic material, motor core, transformer core, and method for manufacturing soft magnetic material
JP4725020B2 (en) * 2004-02-04 2011-07-13 日本精工株式会社 Rolling bearing with sensor for automobile wheel and manufacturing method thereof
US8946335B2 (en) * 2008-10-30 2015-02-03 Kaneka Corporation Highly thermally conductive thermoplastic resin composition and thermoplastic resin
CN103354144A (en) * 2013-06-18 2013-10-16 宁夏大学 Magnetic composite microsphere as well as preparation method and application thereof

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001035717A (en) 1999-07-21 2001-02-09 Dainippon Ink & Chem Inc Soft magnetic sheet
JP2002246224A (en) 2001-02-14 2002-08-30 Toda Kogyo Corp Soft magnetic sheet
JP2008016458A (en) 2004-08-18 2008-01-24 Teijin Ltd Electromagnetic wave absorbing sheet material
JP2008050383A (en) 2006-08-22 2008-03-06 Asahi Kasei Chemicals Corp Member for film-like electronic equipment
CN102832005A (en) 2012-09-13 2012-12-19 北矿磁材科技股份有限公司 Environment-friendly halogen-free ferrite composite magnetic material
JP2015092543A (en) 2013-10-01 2015-05-14 日東電工株式会社 Soft magnetic particle powder, soft magnetic resin composition, soft magnetic film, soft magnetic film laminate circuit board and position detector
WO2015064694A1 (en) 2013-11-01 2015-05-07 戸田工業株式会社 Soft magnetic ferrite resin composition, soft magnetic ferrite resin composition molded body, and power transmission device for non-contact power supply system
JP2015202038A (en) 2014-04-03 2015-11-12 エルジー イノテック カンパニー リミテッド Wireless power transmitting apparatus
JP2016006163A (en) 2014-05-29 2016-01-14 日東電工株式会社 Soft-magnetic film
JP2016139053A (en) 2015-01-28 2016-08-04 富士ゼロックス株式会社 Photoluminescent toner, electrostatic charge image developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Arunkumar Lagashetty and A Venkataraman,Polymer Nanocomposites,RESONANCE - JOURNAL OF SCIENCE EDUCATION,Indian Academy of Science,2005年07月,第10巻第7号,第49頁-第57頁

Also Published As

Publication number Publication date
CN110088855B (en) 2021-03-02
JP2020524721A (en) 2020-08-20
TW201835233A (en) 2018-10-01
CN110088855A (en) 2019-08-02
WO2018116127A1 (en) 2018-06-28
TWI767966B (en) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7122308B2 (en) Thermoplastic polymer composite containing soft ferromagnetic particulate material and method of making same
US10287413B2 (en) Thermoplastic polymer composite containing soft, ferromagnetic particulate material and methods of making thereof
De Toro et al. A nanoparticle replica of the spin-glass state
Tsutaoka et al. Permeability spectra of yttrium iron garnet and its granular composite materials under dc magnetic field
JP2020524721A5 (en)
JP7262878B2 (en) Composition for 3D printing
Tamada et al. Well-ordered L1-FePt nanoparticles synthesized by improved SiO2-nanoreactor method
Sinn et al. Magnetically uniform and tunable Janus particles
Fang et al. Optimization of the magnetic properties of aligned Co nanowires/polymer composites for the fabrication of permanent magnets
Liu et al. Structure and magnetic properties of bulk anisotropic SmCo5/α-Fe nanocomposite permanent magnets with different α-Fe content
Yue et al. Structure and magnetic properties of bulk isotropic and anisotropic Nd2Fe14B∕ α-Fe nanocomposite permanent magnets with different α-Fe contents
Song et al. Anisotropic bulk SmCo7 nanocrystalline magnets with high energy product
Coşkun et al. Synthesis of SiO2 coated NiFe2O4 nanoparticles and the effect of SiO2 shell thickness on the magnetic properties
Cho et al. Electro-magnetic properties of composites with aligned Fe-Co hollow fibers
Li et al. Generation of BiFeO3-Fe3O4 Janus particles based on droplet microfluidic method
Aslani et al. Enhanced magnetic properties of yttrium-iron nanoparticles
Ger et al. Comparing the magnetic property of shell thickness controlled of Ag-Ni core-shell nanoparticles
Liu et al. Solvothermal synthesis of CoFe 2 O 4 hollow spheres
Shen et al. Effect of flake thickness on coercivity of nanocrystalline SmCo5 bulk prepared from anisotropic nanoflake powder
Nersessian et al. Hollow and solid spherical magnetostrictive particulate composites
Yang et al. The effect of the thickness of Fe shell on the electromagnetic wave absorption properties of hollow Fe–Co double shell particles
KR20220008845A (en) Orientation of magnetic fillers to optimize film properties
Takacs et al. Non-conductive ferromagnetic carbon-coated (Co, Ni) metal/polystyrene nanocomposites films
Choi et al. Synthesis and magnetic properties of size-tunable MnxFe3− xO4 ferrite nanoclusters
Zhang et al. Sintered magnetic cores of high Bs Fe84. 3Si4B8P3Cu0. 7 nano-crystalline alloy with a lamellar microstructure

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201216

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211019

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211020

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220201

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20220317

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220629

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220712

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220808

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7122308

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150