KR102390020B1 - 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체 및 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스 - Google Patents

연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체 및 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전력 전송 효율이 높고, 내충격성이 높은 비접촉 충전 시스템용 전력 전송 디바이스를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 상기 과제는, 충전 재료와 결합 재료를 포함하는 연자성 페라이트 수지 조성물의 성형체이며, 충전 재료가 평균 입자 직경이 5 내지 35㎛인 연자성 페라이트 분말이고, 결합 재료가 열가소성 수지 또는 연질 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 1종 이상이고, 연자성 페라이트 수지 조성물의 성형체의 성형 밀도가 3.2 내지 4.7g/㎤이고, 투자율이 5 내지 15인 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체, 이를 사용한 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스에 의하여 달성된다.

Description

연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체 및 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스 {SOFT MAGNETIC FERRITE RESIN COMPOSITION, SOFT MAGNETIC FERRITE RESIN COMPOSITION MOLDED BODY, AND POWER TRANSMISSION DEVICE FOR NON-CONTACT POWER SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 휴대 전화 등의 비접촉 급전 시스템에 사용되는 전력 전송 디바이스에 관한 것이다.
최근 들어 휴대 전화 등의 휴대 기기에서는, 충전 시에 있어서의 사용자의 편리성을 향상시키고, 나아가 물에 젖는 것 등에 의한 감전을 방지하기 위하여, 케이블을 사용하지 않고 비접촉으로 충전하는 시스템이 제안되어 있다. 이 시스템에서는, 자성체에 코일을 부착하거나 또는 근접시킨 전력 전송 디바이스가 사용되고 있으며, 대향하여 배치된 급전용 코일과 수전용 코일 사이에서, 교류 자계의 전자기 유도 작용에 의하여 전력을 전송함으로써 휴대 기기에 충전하고 있다.
상기 시스템에 있어서는, 한층 더 높은 고전력 전송 효율화, 소형화, 고강성화가 요구되고 있으며, 자성체의 투자율과 전기 저항률을 제어하는 기술(특허문헌 1, 2), 고압 프레스한 후 가열 처리를 행하는 기술(특허문헌 3)이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 평11-176676호 공보 일본 특허 공개 평8-175233호 공보 일본 특허 공개 제2008-207365호 공보
특허문헌 1에 있어서, 자성체로서, 전기 저항, 포화 자속 밀도, 투자율이 높은 페라이트 코어를 사용한 소형 비접촉 전송 장치가 개시되어 있지만, 이 페라이트 코어는 세라믹스이므로 충격에 약해, 낙하 등의 충격에 의하여 파손되는 경우가 있다.
특허문헌 2에 있어서, 페라이트 또는 퍼멀로이와 수지의 혼합물을 사용한 시스템이 제안되어 있다. 이 시스템의 성능은, 혼합하는 페라이트 또는 퍼멀로이의 성상에 의존하고 있으며, 상기 문헌에서는 효율 등의 전자기 특성이 언급되어 있지 않다.
특허문헌 3에 있어서, Mn-Zn 페라이트, 철계 자성 분말, 니켈계 자성 분말, 수지를 고압 프레스하여 얻어지는 방자 시트가 제안되어 있으며, 높은 강성과 방자 성능을 갖는다고 개시되어 있다. 그러나 금속계 자성 분말을 포함한다는 점에서 전기 저항이 낮아, 와전류 손실에 의하여 효율이 저하된다.
따라서 본 발명은, 전력 전송 효율이 높고, 내충격성이 높은 비접촉 충전 시스템용 전력 전송 디바이스를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제는 다음과 같은 본 발명에 의하여 달성할 수 있다.
즉, 본 발명은, 충전 재료와 결합 재료를 포함하는 연자성 페라이트 수지 조성물의 성형체이며, 충전 재료가 평균 입자 직경이 5 내지 35㎛인 연자성 페라이트 분말이고, 결합 재료가 열가소성 수지 또는 연질 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 1종 이상이고, 연자성 페라이트 수지 조성물의 성형체의 성형 밀도가 3.2 내지 4.7g/㎤이고, 투자율이 5 내지 15인 것을 특징으로 하는 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이다(본 발명 1).
또한 본 발명은, 본 발명 1에 기재된 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이며, 인덕턴스가 3.5 내지 6μH인 것을 특징으로 하는 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이다(본 발명 2).
또한 본 발명은, 본 발명 1 또는 2 중 어느 하나에 기재된 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이며, 전력 전송 효율이 55 내지 80%인 것을 특징으로 하는 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이다(본 발명 3).
또한 본 발명은, 본 발명 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이며, 충전 재료가 스피넬형 페라이트인 것을 특징으로 하는 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이다(본 발명 4).
또한 본 발명은, 본 발명 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이며, 연자성 페라이트 분말의 압축 밀도가 2.5 내지 5g/㎤, 비표면적이 0.3 내지 4㎡/g인 것을 특징으로 하는 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이다(본 발명 5).
또한 본 발명은, 본 발명 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이며, 결합 재료가, 6 나일론, 12 나일론, 612 나일론, 9T 나일론, 폴리페닐렌술피드, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌·부틸렌-스티렌 블록 공중합체로부터 선택되는 열가소성 수지 중 적어도 1종, 또는 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌·부틸렌-스티렌 블록 공중합체로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지와 에틸렌-부틸렌 공중합체를 포함하는 연질 폴리올레핀 수지인 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이다(본 발명 6).
또한 본 발명은, 본 발명 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이며, 연자성 페라이트 분말의 함유량이 88 내지 97wt%인 것을 특징으로 하는 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체이다(본 발명 7).
또한 본 발명은, 본 발명 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체에 코일을 부착하여 얻어진 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스이다(본 발명 8).
또한 본 발명은, 충전 재료와 결합 재료를 포함하는 연자성 페라이트 수지 조성물이며, 충전 재료가 평균 입자 직경이 5 내지 35㎛인 연자성 페라이트 분말이고, 결합 재료가 열가소성 수지 또는 연질 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 1종 이상이고, 연자성 수지 조성물의 성형체의 성형 밀도가 3.2 내지 4.7g/㎤인 것을 특징으로 하는 연자성 페라이트 수지 조성물이다(본 발명 9).
또한 본 발명은, 본 발명 8에 기재된 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스를 사용한 비접촉 급전 방법이다(본 발명 10).
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체에 코일을 부착하거나 또는 근접시킨 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스는, 내충격성이 우수하므로 낙하 등의 충격에 의하더라도 파손되는 일이 없다. 또한 충전 재료의 특성을 특정한 범위에서 제어하고 있음으로써, 전력 전송 효율 등의 전자기 특성이 우수하다.
본 발명의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체는, 연자성 페라이트 분말을 포함하는 충전 재료와, 열가소성 수지 또는 연질 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 1종 이상의 결합 재료를 포함하는 연자성 페라이트 수지 조성물의 성형체이다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 성형 밀도는 3.2 내지 4.7g/㎤이다. 성형 밀도가 3.2g/㎤ 미만인 경우에는 인덕턴스나 전력 전송 효율이 저하된다. 본 발명에서 얻어지는 성형 밀도의 상한은 4.7g/㎤이다. 바람직한 성형 밀도는 3.5 내지 4.7g/㎤이다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 투자율은 5 내지 15이다. 투자율이 5 미만인 경우에는 인덕턴스나 전력 전송 효율이 저하된다. 본 발명에서 얻어지는 투자율의 상한은 15이다. 바람직한 투자율은 6 내지 15, 더 바람직한 투자율은 6 내지 14이다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 인덕턴스는 3.5 내지 6μH가 바람직하다. 인덕턴스가 3.5μH 미만인 경우에는 전력 전송 효율이 저하된다. 본 발명에서 얻어지는 인덕턴스의 상한은 6μH이다. 바람직한 인덕턴스는 4 내지 6H, 더 바람직한 인덕턴스는 4 내지 5.5μH이다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 전력 전송 효율은 55 내지 80 %가 바람직하다. 전력 전송 효율이 55% 미만인 경우에는, 손실이 크고 발열이 심하게 된다. 본 발명에서 얻어지는 전력 전송 효율의 상한은 80%이다. 바람직한 전력 전송 효율은 60 내지 80%, 더 바람직한 전력 전송 효율은 60 내지 75%이다.
본 발명에 있어서의 연자성 페라이트 분말은, Mn-Zn계 페라이트, Ni-Zn계 페라이트, Ni-Zn-Cu계 페라이트, Mg-Zn계 페라이트, Mg-Zn-Cu계 페라이트, Li-Zn계 페라이트, Li-Zn-Cu계 페라이트 등의 연자성을 갖는 스피넬형 페라이트 분말인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 연자성 페라이트 분말의 평균 입자 직경은 5 내지 35㎛이다. 평균 입자 직경이 5㎛ 미만인 경우에는, 고충전이 불가능함과 함께 인덕턴스나 전력 전송 효율이 저하된다. 35㎛를 초과하는 경우에는 성형체의 표면이 평활하지 않게 된다. 바람직한 평균 입자 직경은 8 내지 25㎛이다.
본 발명에 있어서의 연자성 페라이트 분말의 압축 밀도는 2.5 내지 5g/㎤가 바람직하다. 압축 밀도가 2.5g/㎤ 미만인 경우에는, 고충전이 불가능함과 함께 인덕턴스나 전력 전송 효율이 저하된다. 본 발명에 있어서의 제조 방법에서는 5g/㎤를 초과하는 경우가 없다. 더 바람직한 압축 밀도는 3 내지 5g/㎤, 보다 더 바람직한 압축 밀도는 3 내지 4.5g/㎤이다.
본 발명에 있어서의 연자성 페라이트 분말의 비표면적은 0.3 내지 4㎡/g이 바람직하다. 비표면적이 4㎡/g를 초과하는 경우에는, 고충전이 불가능함과 함께 인덕턴스나 전력 전송 효율이 저하된다. 본 발명에 있어서의 제조 방법에서는 0.3㎡/g 미만이 되는 경우가 없다. 더 바람직한 비표면적은 0.3 내지 3㎡/g이다.
본 발명에 있어서의 연자성 페라이트 분말의 함유량은 88 내지 97wt%가 바람직하다. 함유량이 88wt% 미만인 경우에는 인덕턴스나 전력 전송 효율이 저하된다. 97wt%를 초과하는 경우에는 수지와 혼련하는 것이 곤란해진다. 더 바람직한 함유량은 89 내지 95wt%이다.
본 발명에 있어서의 열가소성 수지는, 6 나일론, 12 나일론, 612 나일론, 9T 나일론, 폴리페닐렌술피드, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌·부틸렌-스티렌 블록 공중합체로부터, 성형체에 필요한 내열성, 강도, 형상 등에 따라 적절히 선택하면 된다.
본 발명에 있어서의 열가소성 수지는, 펠릿상의 연자성 페라이트 수지 조성물을 제조하는 경우, 6 나일론, 12 나일론, 612 나일론, 9T 나일론, 폴리페닐렌술피드, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체로부터 선택되는 1종이 바람직하다. 본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻는 방법의 한 가지로서, 상기 펠릿상의 연자성 페라이트 수지 조성물을 사출 성형하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 사출 성형 시의 사출 압력은 400 내지 1600㎏/㎠이다. 사출 압력이 1600㎏/㎠를 초과하면 사출 성형이 곤란해진다. 본 발명에 있어서의 제조 방법에서는 400㎏/㎠가 하한이다. 바람직한 사출 압력은 400 내지 1500㎏/㎠, 더 바람직한 사출 압력은 500 내지 1500㎏/㎠이다.
본 발명에 있어서의 연질 폴리올레핀 수지는 에틸렌-부틸렌 공중합체이다. 필요에 따라, 분자량 등이 상이한 에틸렌-부틸렌 공중합체를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 시트상으로 하는 경우에는, 결합 재료는, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌·부틸렌-스티렌 블록 공중합체로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지와, 에틸렌-부틸렌 공중합체를 포함하는 연질 폴리올레핀 수지를 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이들 수지를 조합하여 사용하면, 유연성이나 기계적 강도가 우수한 연자성 페라이트 수지 조성물을 얻을 수 있다. 연질 폴리올레핀 수지에 대한 열가소성 수지의 비율은, 바람직하게는 1 내지 5이다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체는 내충격성이 우수하여, 낙하 등의 충격에 의하더라도 파손되지 않는다. 바람직하게는, 세로 6㎝ 가로 6㎝ 두께 2㎜의 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 1m의 높이에서 콘크리트에 낙하시키더라도 깨지지 않는다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체는, 결합 재료로서, 6 나일론, 612 나일론, 9T 나일론, 폴리페닐렌술피드 중 어느 1종 이상을 사용했을 경우에는, 보다 내열성이 우수하여 170℃ 환경 하에서는 열변형되지 않는다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 크기나 두께는, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 및 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 연자성 페라이트 분말은, 페라이트를 구성하는 각 원소의 산화물, 탄산염, 수산화물, 옥살산염 등의 원료를 소정의 조성 비율로 혼합하여 얻어진 원료 혼합물, 또는 수용액 중에서 각 원소를 침전시켜 얻어진 침전물을, 대기 중에서 700 내지 1300℃의 온도 범위에서 1 내지 20시간 소성한 후, 분쇄함으로써 얻을 수 있다. 특히 환경 보호의 관점에서, 각종 페라이트 코어나 페라이트 소결판의 제조 과정에서 발생하는 폐기물을 분쇄하여 얻어지는 연자성 페라이트 분말을 재이용할 수도 있다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물은, 상기 연자성 페라이트 분말과 6 나일론, 12 나일론, 612 나일론, 9T 나일론, 폴리페닐렌술피드, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체로부터 선택되는 1종의 수지를 소정의 비율로 혼합한 후, 혼련기로 180 내지 350℃에서 1분 내지 2시간 혼련함으로써 얻어진다. 특히 후공정에 있어서의 취급 용이성을 고려하면, 펠릿상으로 하는 것이 바람직하다. 얻어진 연자성 페라이트 수지 조성물을 사출 성형기 또는 압출 성형기를 사용하여 소정의 형상으로 성형함으로써, 본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물은, 상기 연자성 페라이트 분말과 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌·부틸렌-스티렌 블록 공중합체로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지와, 에틸렌-부틸렌 공중합체를 포함하는 연질 폴리올레핀 수지를 소정의 비율로 혼합한 후, 혼련기로 150 내지 250℃에서 1분 내지 2시간 혼련함으로써 얻어진다. 특히 상기 연자성 페라이트 수지 조성물은 시트상으로의 성형성이 우수하며, 상기 혼련에 이어서 롤 간에서 압연함으로써 시트상으로 한 후에, 금형이나 날형 등을 사용하여 원하는 형상으로 절단함으로써, 본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스는, 본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 성형체에, 목적에 따른 크기, 권취 수의 코일을 접착제 등에 의하여 부착함으로써 얻을 수 있다. 코일은, 원하는 권취 방법으로 가공하여, 성형체로부터 비어져 나오지 않도록 평행으로 부착하면 된다.
다음으로, 본 발명에 따른 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스를 사용한 비접촉 급전 방법에 대하여 설명한다. 상기 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스를 급전측으로 하고, 전력 전송 디바이스의 코일 상에 배치된 코일을 수전측으로 하고, 급전측 코일에 인가하여 전류를 통하게 하고, 전자기 유도에 의하여 수전측의 코일에 전위를 발생시켜, 전류를 흐르게 한다. 수전측에 부하를 접속하고 충전 등을 행한다. 수전측의 코일은 필요에 따라 페라이트판에 첨부될 수도 있고, 페라이트판으로서는 본 발명의 연자성 페라이트 수지 성형체를 사용할 수도 있으며, 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스는, 급전측 또는 수전측 중 어느 한쪽, 또는 급전측 및 수전측의 양쪽에서 사용할 수도 있다.
<작용>
본 발명에 있어서 가장 중요한 점은, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체에 코일을 부착한 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스는, 소결 페라이트 코어를 사용하지 않음으로써 내충격성이 우수한 점이다. 또한 충전 재료인 연자성 페라이트 분말의 여러 특성을 소정의 범위로 제어하고 있음으로써 전력 전송 효율이 우수한 점이다.
실시예
본 발명의 대표적인 실시 형태는 다음과 같다.
연자성 페라이트 분말의 평균 입자 직경은, 입도 분포계 히어로즈 앤드 로도스(HEROS & RODOS)(심파텍사 제조)에 의하여 얻어진 D50의 값으로 하였다.
연자성 페라이트 분말의 압축 밀도는, 직경 1인치의 원기둥을 성형하는 금형에 25g의 분말을 투입하고, 1t/㎠의 가중으로 가압한 후에 취출하여 얻어진 압분 성형체의 밀도로 하였다.
연자성 페라이트 분말의 비표면적은, 맥소브 HM 모델 1208(가부시키가이샤 마운테크 제조)을 사용하여 측정하였다.
연자성 페라이트 수지 조성물의 사출 성형압은, 사출 성형기에 부속되는 압력계로 측정하였다.
연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 성형 밀도는, 얻어진 성형체의 외측 치수와 중량으로부터 산출하였다.
연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 투자율은, 얻어진 성형체로부터 외경 14㎜, 내경 8㎜, 두께 2㎜의 링 코어를 제작하고, 프레시젼 임피던스 애널라이저 4294A(애질런트 테크놀로지 가부시키가이샤 제조)를 사용하여 100㎑에서 측정하여 얻어진 μ'의 값으로 하였다.
연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 인덕턴스는, 세로 6㎝ 가로 6㎝ 두께 2㎜의 성형체에 10턴의 코일을 부착하고, LCR 미터 IM3523(히오키 덴키 가부시키가이샤 제조)을 사용하여 100㎑에서 측정하였다.
연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 전력 전송 효율은, 10턴의 2중권 코일을 세로 6㎝ 가로 6㎝ 두께 2㎜의 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체에 부착한 전력 전송 디바이스를 급전측으로 하고, 15턴의 코일을 세로 6㎝ 가로 6㎝ 두께 0.1㎜의 Ni-Zn-Cu계 페라이트판에 부착한 소자를 수전측으로 하여 측정하였다.
내충격성은, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체(세로 6㎝ 가로 6㎝ 두께 2㎜)를 1m의 높이에서 콘크리트에 낙하시켜, 깨짐의 유무에 의하여 판정하였다.
내열성 시험은, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 덤벨 시험편(전체 길이 175㎜, 전체 폭 12.5㎜, 두께 3.2㎜)으로 성형하고, 3점 굽힘의 방법으로 중앙에 50g의 추로 하중을 걸고, 170℃의 오븐에서 1시간 폭로시켜, 열변형의 유무를 판정하였다.
스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌·부틸렌-스티렌 블록 공중합체 및 에틸렌-부틸렌 공중합체는, 표 1에서 선택하여 사용하였다.
실시예 1:
평균 입자 직경이 15.1㎛, 압축 밀도가 3.82g/㎤, 비표면적이 1.10㎡/g인 Ni-Zn-Cu계 페라이트를 95wt%, 12 나일론을 5wt%의 비율로 혼합하고, 혼련기로 200℃에서 10분 간 혼련한 후, 펠릿상으로 절단하였다. 그 조성물을, 사출 성형기의 노즐 온도를 270℃로 설정하고 사출 성형하여, 세로 6㎝ 가로 6㎝ 두께 2㎜의 판상의 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻었다. 그때, 사출 압력은 1493㎏/㎠였다. 얻어진 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 성형 밀도는 4.65g/㎤, 투자율이 13.6, 인덕턴스가 5.43μH, 전력 전송 효율이 74.7%였다. 상기 성형체에는 낙하 시험에서 깨지는 일은 없었으며, 내충격성이 우수한 것이었다.
실시예 2 내지 4:
실시예 1과 마찬가지의 방법으로 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 여러 특성을 표 2에 나타낸다.
실시예 5:
평균 입자 직경이 14.8㎛, 압축 밀도가 3.79g/㎤, 비표면적이 1.18㎡/g인 Ni-Zn-Cu계 페라이트를 95wt%, 표 1에 기재된 수지 A를 3wt%, 수지 C를 2wt%의 비율로 혼합하고, 2축의 롤 상에서 180℃에서 혼련하여, 두께 2㎜의 시트상의 연자성 페라이트 수지 조성물을 얻었다. 상기 조성물을 절단하여, 세로 6㎝ 가로 6㎝ 두께 2㎜의 판상의 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻었다. 얻어진 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 성형 밀도는 4.63g/㎤, 투자율이 13.4, 인덕턴스가 5.41μH, 전력 전송 효율이 74.5%였다.
실시예 6 내지 8:
실시예 5와 마찬가지의 방법으로 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 여러 특성을 표 2에 나타낸다.
비교예 1:
평균 입자 직경이 38.9㎛, 압축 밀도가 5.33g/㎤, 비표면적이 0.25㎡/g인 Ni-Zn-Cu계 페라이트를 97.5wt%, 12 나일론을 2.5wt%의 비율로 혼합하고, 혼련기로 210℃에서 15분 간 혼련한 후, 펠릿상으로 절단하였다. 그 조성물을 사출 성형하는 것을 시도하였지만, 사출 압력이 지나치게 높아 성형이 불가능하였다.
비교예 2:
실시예 1과 마찬가지의 방법으로 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 여러 특성을 표 2에 나타낸다.
비교예 3:
실시예 5와 마찬가지의 방법으로 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 여러 특성을 표 2에 나타낸다.
비교예 4:
Mn-Zn 페라이트 분말을 1300℃에서 소결하여 얻어진 Mn―Zn 페라이트 소결체의 소결 밀도는 4.9g/㎤, 투자율은 2389, 인덕턴스는 5.84μH, 전력 전송 효율은 70.3%였다. 상기 소결체는 낙하 시험에서 깨짐이 발생하였으며, 내충격성이 떨어지는 것이었다.
Figure 112016037812417-pct00001
Figure 112021136301304-pct00004
실시예 9:
평균 입자 직경이 14.6㎛, 압축 밀도가 3.77g/㎤, 비표면적이 1.40㎡/g인 Ni-Zn-Cu계 페라이트를 94wt%, 612 나일론을 6wt%의 비율로 혼합하고, 혼련기로 230℃에서 10분 간 혼련한 후, 펠릿상으로 절단하였다. 그 조성물을, 사출 성형기의 노즐 온도를 300℃로 설정하고 사출 성형하여, 세로 6㎝ 가로 6㎝ 두께 2㎜의 판상의 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻었다. 얻어진 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 성형 밀도는 4.55g/㎤, 투자율이 12.3, 인덕턴스가 5.35μH, 전력 전송 효율이 73.0%였다. 상기 성형체는 낙하 시험에서 깨지는 일은 없었으며, 내충격성이 우수한 것이었다.
또한 170℃의 내열성 시험에서는 열변형되는 일은 없었으며, 내열성이 우수한 것이었다.
실시예 10 내지 11:
실시예 9와 마찬가지의 방법으로 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 얻었다. 이때의 제조 조건 및 얻어진 연자성 페라이트 수지 조성물, 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체의 여러 특성을 표 3에 나타낸다.
Figure 112021136301304-pct00005
본 발명에 따른 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체를 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스에 사용했을 경우에는, 내충격성이 우수하므로 낙하 등의 충격에 의하더라도 파손되는 일이 없으며, 또한 전력 전송 효율 등의 전자기 특성이 우수하다.

Claims (11)

  1. 충전 재료와 결합 재료를 포함하는 연자성 페라이트 수지 조성물의 성형체이며, 충전 재료가 평균 입자 직경이 5 내지 35㎛인 연자성 페라이트 분말이고, 결합 재료가 열가소성 수지 또는 연질 폴리올레핀 수지로부터 선택되는 1종 이상이고, 연자성 페라이트 수지 조성물의 성형체의 성형 밀도가 3.2 내지 4.7g/㎤이고, 투자율이 5 내지 15이고, 상기 투자율이 100㎑에서 측정한 값인 것을 특징으로 하는 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체.
  2. 제1항에 있어서, 인덕턴스가 3.5 내지 6μH인 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체.
  3. 제1항에 있어서, 전력 전송 효율이 55 내지 80%인 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체.
  4. 제1항에 있어서, 충전 재료가 스피넬형 페라이트인 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체.
  5. 제1항에 있어서, 연자성 페라이트 분말의 압축 밀도가 2.5 내지 5g/㎤, 비표면적이 0.3 내지 4㎡/g인 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체.
  6. 제1항에 있어서, 결합 재료가, 6 나일론, 12 나일론, 612 나일론, 9T 나일론, 폴리페닐렌술피드, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌·부틸렌-스티렌 블록 공중합체로부터 선택되는 열가소성 수지 중 적어도 1종, 또는 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌·부틸렌-스티렌 블록 공중합체로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지와 에틸렌-부틸렌 공중합체를 포함하는 연질 폴리올레핀 수지인 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체.
  7. 제1항에 있어서, 연자성 페라이트 분말의 함유량이 88 내지 97wt%인 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체.
  8. 제1항에 기재된 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체에 코일을 부착하여 얻어진 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스.
  9. 삭제
  10. 제8항에 기재된 비접촉 급전 시스템용 전력 전송 디바이스를 사용한 비접촉 급전 방법.
  11. 제1항에 있어서, 연자성 페라이트 분말의 평균 입자 직경이 8 내지 25㎛인 연자성 페라이트 수지 조성물 성형체.
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