CN102046370A - 带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜及其制造装置 - Google Patents

带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜及其制造装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供适用于不仅对各种频率的电磁波具有良好的吸收性能且电磁波吸收性能的各向异性低的电磁波吸收体的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜及其制造装置。本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，具有塑料膜和在其至少一面上设置的单层或多层金属薄膜，金属薄膜上以不规则的宽度及间隔沿多个方向形成有许多实质上平行且断续的线状痕迹。另外，该制造装置具备：为了在金属薄膜-塑料复合膜的金属薄膜上形成线状痕迹而配置的表面具有许多高硬度微粒的多个图案辊、和将图案辊按压到复合薄膜上的机构，多个图案辊在与复合薄膜的金属薄膜滑动接触的面内朝向不同的方向。

Description

带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜及其制造装置
技术领域
本发明涉及适合电磁波吸收性能的各向异性低的电磁波吸收体的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜及其制造装置。
背景技术
在个人电脑、移动电话、收费公路的自动收费系统(ETC)、无线LAN等电子设备或通讯设备的系统中，使用用于防止电磁波泄漏和进入的电磁波吸收体。对于电磁波吸收体，不仅要求能够很好地吸收宽范围频率的电磁波，而且还要求不同入射方向的电磁波吸收性能的差(电磁波吸收性能的各向异性)小。另外，在ETC等使用圆偏振波的系统中，还需要有效地吸收TE波(电场成分与入射面垂直的电磁波)及TM波(磁场成分与入射面垂直的电磁波)两者，期望满足所述要求的电磁波吸收体。
目前广泛使用的是由金属的片或网构成的电磁波吸收体，近来也提出了在塑料片上形成了金属蒸镀膜的电磁波吸收片。例如，日本特开平9-148782号提出了一种电磁波吸收片，其由塑料膜和在其两面上形成的第一及第二铝蒸镀膜构成，第一铝蒸镀膜被蚀刻为非导通的线状图案，第二铝蒸镀膜蚀刻为网状的导通图案。但是，该电磁波吸收片的线状图案及网状图案均为规则的图案，因此，不能有效地吸收宽范围频率的电磁波，而且电磁波吸收性能的各向异性大。
日本特开平11-40980号中提出了在塑料膜的一面依次形成有铜蒸镀层及镍蒸镀层的电磁波屏蔽材料。但是，该电磁波屏蔽材料不仅电磁波吸收性能不充分，而且电磁波吸收性能的各向异性也大。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供适合于不仅对各种频率的电磁波具有良好的吸收性能且电磁波吸收性能的各向异性低的电磁波吸收体的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜及其制造装置。
本发明人鉴于上述目的进行了深入研究，结果发现：(a)在塑料膜上形成的金属薄膜上以不规则的宽度及间隔沿多个方向形成许多实质上平行且断续的线状痕迹时，可以得到不仅对各种频率的电磁波具有良好的吸收性能、而且电磁波吸收性能的各向异性低的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，及(b)这样的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，可以通过在金属薄膜上以轴线方向不同的方式配置表面具有许多高硬度微粒的多个图案辊的装置来制造，从而想到了本发明。
即，电磁波吸收性能的各向异性减小的本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，其特征在于，具有塑料膜和在其至少一面上设置的单层或多层金属薄膜，所述金属薄膜上以不规则的宽度及间隔沿多个方向形成有许多实质上平行且断续的线状痕迹。所述金属薄膜优选由铝、铜、镍或它们的合金形成。
所述线状痕迹的宽度优选90％以上在0.1～1000μm的范围内，平均为1～100μm。所述线状痕迹的间隔优选在0.1μm～5mm的范围内，平均为1～100μm。所述线状痕迹优选沿至少两个方向取向，且其交叉角为10～90°。
制造上述带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的本发明的装置，其特征在于，具备为了在金属薄膜-塑料复合膜的金属薄膜上形成线状痕迹而配置的表面具有许多高硬度微粒的多个图案辊、和将所述图案辊按压到所述复合薄膜上的机构，所述多个图案辊在与所述复合薄膜的金属薄膜滑动接触的面内朝向不同的方向，由此通过使所述金属薄膜与所述多个图案辊依次滑动接触，在所述金属薄膜上沿多个方向形成许多实质上平行且断续的线状痕迹。
本发明的一个实施方式的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置(第一装置)，具有两个图案辊，且两个图案辊在所述复合薄膜的宽度方向上相互向相反的一侧倾斜。
第一装置的优选例，其特征在于，具备：(a)上游侧的第一图案辊，表面具有许多高硬度微粒，沿着与所述复合薄膜的宽度方向不同的方向配置；(b)下游侧的第二图案辊，表面具有许多高硬度微粒，以与所述复合薄膜的宽度方向不同的方向配置在与所述第一图案辊相反的一侧；和(c)多个按压辊，配置在所述第一及第二图案辊的周边；使所述金属薄膜在由按压辊按压的状态下与所述第一及第二图案辊滑动接触，由此在所述金属薄膜上沿多个方向形成许多实质上平行且断续的线状痕迹。
本发明的另一实施方式的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置(第二装置)，具有两个图案辊，一个图案辊与所述复合薄膜的宽度方向平行，另一个图案辊相对于所述复合薄膜的宽度方向倾斜。
第二装置的优选例，其特征在于，具备：(a)第一图案辊，表面具有许多高硬度微粒，沿着与所述复合薄膜的宽度方向不同的方向配置；(b)第二图案辊，表面具有许多高硬度微粒，与所述复合薄膜的宽度方向平行地配置；和(c)多个按压辊，配置在所述第一及第二图案辊的周边；所述第一及第二图案辊的任意一个位于所述复合薄膜的移动方向的上游侧，另一个位于下游侧，使所述金属薄膜在由按压辊按压的状态下与所述第一及第二图案辊依次滑动接触，由此在所述金属薄膜上沿多个方向形成许多实质上平行且断续的线状痕迹。
将第一及第二装置组合的构成也包含在本发明中。例如，可以将在复合薄膜的移动方向上向相互相反的一侧倾斜的两个图案辊和与复合薄膜的宽度方向平行的一个图案辊组合。另外，相对于复合薄膜的移动方向倾斜的图案辊也可以是三个以上。
无论是哪个装置中，通过调节各图案辊相对于复合薄膜的角度、和/或各图案辊相对于复合薄膜行走速度的圆周速度，可以调节由第一图案辊形成的线状痕迹及由第二图案辊形成的线状痕迹的方向和交叉角。另外，通过调节按压辊相对于图案辊的位置和/或角度，可以防止所述复合薄膜的折曲。
在与复合薄膜的宽度方向不同的方向上配置的图案辊的旋转方向，优选与复合薄膜的行进方向相同。
优选第一及第二装置均具有与金属薄膜接触的至少一个电阻测定机构，并根据所述电阻测定机构所得的电阻测定值调节装置的运转条件。
本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，适合作为电磁波吸收体使用。将多片带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜直接或通过电介质层层叠时，可以提高电磁波吸收性能。层叠时，优选将各个带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜以线状痕迹的方向不同的方式配置。电介质层例如可以是蜂窝状结构体等包含空气层的电介质层。
本发明的电磁波吸收体可以与电磁波反射体组合。电磁波反射体是金属片、形成有金属薄膜的塑料膜等。在电磁波吸收体与电磁波反射体之间设置电介质层时，其厚度优选为包括要吸收的电磁波噪声的中心波长λ的1/4的范围，例如λ/8～λ/2的范围。
本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，在金属薄膜上沿多个方向形成有线状痕迹，因此，不仅对各种频率的电磁波具有优良的吸收性能，而且电磁波吸收性能的各向异性低。将多片本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜直接或通过电介质层进行组合时，电磁波吸收性能提高。特别是电介质层为空气的情况下，不仅具有优良的电磁波吸收性能，而且具有优良的隔热性及隔音性，因此适用于建材等。
将本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜与电磁波反射体通过电介质层进行组合时，两者的反射波通过干涉而相互抵消，因此可以得到极高的电磁波吸收性能。
具有这样的特征的本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，适合用于移动电话、个人电脑、电视机等电子设备或通讯设备、使用IC标签、非接触式IC卡等的RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)系统、无线LAN系统、收费公路的自动收费系统(ETC)、建筑物的内壁等。
本发明的装置具备在不同方向上配置的至少两个图案辊，因此，可以在金属薄膜上沿多个方向连续地形成许多实质上平行且断续的线状痕迹，由此可以廉价地制造电磁波吸收性能的各向异性减小的电磁波吸收薄膜。
附图说明
图1(a)是表示本发明的一个实施方式的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的剖面图。
图1(b)是表示图1(a)的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的线状痕迹的详细情况的局部俯视图。
图1(c)是图1(b)的A-A剖面图。
图1(d)是表示图1(c)的A’部分的放大剖面图。
图2(a)是表示本发明的另一实施方式的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的线状痕迹的详细情况的局部俯视图。
图2(b)是表示本发明的又一实施方式的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的线状痕迹的详细情况的局部俯视图。
图2(c)是表示本发明的又一实施方式的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的线状痕迹的详细情况的局部俯视图。
图3(a)是表示本发明的又一实施方式的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的线状痕迹及微孔的详细情况的局部俯视图。
图3(b)是图3(a)的B-B剖面图。
图4是表示本发明的又一实施方式的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的剖面图。
图5(a)是表示本发明的又一实施方式的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的剖面图。
图5(b)是表示图5(a)的C部分的放大剖面图。
图6(a)是表示本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置的一例的立体图。
图6(b)是表示图6(a)的装置的俯视图。
图6(c)是图6(b)的D-D剖面图。
图6(d)是用于说明相对于复合薄膜的行进方向倾斜的线状痕迹的形成原理的局部放大俯视图。
图6(e)是表示图6(a)的装置中图案辊及按压辊相对于复合薄膜的倾斜角度的局部俯视图。
图7是表示本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置的另一例的局部剖面图。
图8是表示本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置的又一例的立体图。
图9是表示本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置的又一例的立体图。
图10是表示本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置的又一例的立体图。
图11是表示使用本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的多层型电磁波吸收体的立体图。
图12(a)是表示使用本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的多层型电磁波吸收体的另一例的剖面图。
图12(b)是图12(a)的分解剖面图。
图13是表示使用本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的复合型电磁波吸收体的又一例的立体图。
图14是表示使用本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的复合型电磁波吸收体的又一例的立体图。
图15是表示实施例1的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的金属薄膜的线状痕迹的光学显微镜照片(30倍)。
图16是表示在带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的试验片上配置有表面电阻测定用电极的状态的俯视图。
图17是表示电磁波吸收体的电磁波吸收性能的评价装置的俯视图。
图18是表示实施例1～3的复合型电磁波吸收体中电磁波入射角度与反射衰减量(回波损耗)的关系的图表。
图19是表示实施例4～6的复合型电磁波吸收体中电磁波入射角度与反射衰减量的关系的图表。
图20是表示实施例7～9的复合型电磁波吸收体中电磁波入射角度与反射衰减量的关系的图表。
图21是表示实施例10中将带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜以线状痕迹的锐角的交叉方向呈水平的方式配置时测定的电磁波入射角度与峰值吸收率及峰值频率的关系的图表。
图22是表示实施例10中将带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜以线状痕迹的锐角的交叉方向呈垂直的方式配置时测定的电磁波入射角度与峰值吸收率及峰值频率的关系的图表。
图23是表示实施例11～13的复合型电磁波吸收体中频率与反射衰减量的关系的图表。
图24是表示实施例14的复合型电磁波吸收体中频率与反射衰减量的关系的图表。
具体实施方式
参考附图对本发明的实施方式进行详细说明，只要没有特别说明则一个实施方式中涉及的说明也适用于其它实施方式。另外，本发明不限于下述说明。可以在本发明的技术构思的范围内进行各种变更。
[1]带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜
本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，在塑料膜的至少一面上具有单层或多层的金属薄膜。在多层金属薄膜采用双层结构的情况下，优选磁性金属薄膜与非磁性金属薄膜的组合。
图1(a)～图1(d)表示在塑料膜10的一整面上形成的金属薄膜11上，沿两个方向形成有实质上平行且断续的许多线状痕迹12的例子。
(1)塑料膜
用于形成塑料膜10的树脂，只要具有绝缘性并且具有充分的强度、可挠性及加工性，则没有特别制限，例如可以列举：聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯等)、聚芳硫醚(聚苯硫醚等)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯等)等。塑料膜10的厚度可以为10～100μm左右。
(2)金属薄膜
用于形成金属薄膜11的金属，只要具有导电性则没有特别限制，从耐腐蚀性及成本的观点考虑，优选铝、铜、镍、钴、银及它们的合金，特别优选铝、铜、镍及它们的合金。金属薄膜的厚度优选为0.01μm以上。对厚度的上限没有特别限制，但从实用性而言10μm左右就足够了。当然，也可以使用超过10μm的金属薄膜，但高频率电磁波的吸收性能几乎没有变化。金属薄膜的厚度更优选为0.01～5μm，最优选0.01～1μm，特别优选10～100nm。金属薄膜11可以通过蒸镀法(真空蒸镀法、溅射法、离子镀法等物理蒸镀法、或等离子体CVD法、热CVD法、光CVD法等化学气相蒸镀法)、镀敷法或箔接合法(foil-bonding method)而形成。
(3)线状痕迹
如图1(b)及图1(c)所示，在金属薄膜11上沿两个方向以不规则的宽度及间隔形成有许多实质上平行且断续的线状痕迹12a、12b。另外，为进行说明在图1(c)中扩大了线状痕迹12的深度。沿两个方向取向的线状痕迹12具有各种宽度W及间隔I。线状痕迹12的宽度W在与线状痕迹形成前的金属薄膜11的表面S相当的高度上求出，线状痕迹12的间隔I为与线状痕迹形成前的金属薄膜11的表面S相当的高度上的线状痕迹12的间隔。由于线状痕迹12具有各种宽度W及间隔I，因此本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜可以有效地吸收宽范围频率的电磁波。
优选线状痕迹12的宽度W的90％以上在0.1～1000μm的范围内，更优选在0.1～100μm的范围内，最优选在0.1～20μm的范围内。线状痕迹12的平均宽度Wav优选为1～100μm，更优选1～20μm，最优选1～10μm。
线状痕迹12的间隔I优选在0.1μm～5mm的范围内，更优选在0.1～1000μm的范围内，最优选在0.1～100μm的范围内，特别优选在0.1～20μm的范围内。另外，线状痕迹12的平均间隔Iav优选为1～100μm，更优选1～20μm，最优选1～10μm。
线状痕迹12的长度L由滑动接触条件(主要是辊和薄膜的相对圆周速度、及薄膜卷绕到辊上的角度)决定，因此，只要滑动接触条件不改变则大部分长度基本相同(大致与平均长度相等)。对线状痕迹12的长度没有特别限制，从实用上而言1～100mm左右为宜。
线状痕迹12a、12b的锐角侧的交叉角(以下，如果没有特别说明，也简称为“交叉角”)θs优选为10°以上且小于90°，更优选为20～70°。通过调节金属薄膜-塑料复合膜与图案辊的滑动接触条件(滑动接触方向、圆周速度比等)，可以如图2(a)～图2(c)所示得到各种交叉角θs的线状痕迹12。
(4)微孔
如图3(a)及图3(b)所示，在金属薄膜11上除线状痕迹12以外，可以无规地设置许多微细贯通孔13。微孔13可以通过向金属薄膜11上按压表面具有高硬度微粒的辊来形成。如图3(b)所示，微孔13的孔径D在与线状痕迹形成前的金属薄膜11的表面S相当的高度上求出。优选微孔13的孔径D的90％以上在0.1～1000μm的范围内，更优选在0.1～500μm的范围内。另外，微孔13的平均孔径Dav优选在0.5～100μm的范围内，更优选在1～50μm的范围内。
(5)保护层
如图4所示，优选在金属薄膜11上形成覆盖线状痕迹12(及微孔13)的塑料保护层10a。保护层10a的厚度优选为10～100μm。
(6)表面电阻
带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1的电磁波反射系数RC由RC＝(R-Z)/(R+Z)[其中，R为金属薄膜11的表面电阻(Ω/□)，Z为电磁波的特性阻抗(Ω)]表示，当R＝Z时为0。金属薄膜11的表面电阻可以通过金属薄膜11的材料及厚度、线状痕迹12的宽度、间隔、长度等来调节。表面电阻可以通过直流二端子法进行测定。电磁波的特性阻抗Z，在电磁波源的附近根据距电磁波源的距离而显著变化，在距电磁波源足够远的位置处为自由空间的特性阻抗(377Ω)。因此，将带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1配置在电磁波源的附近时，调节R使其尽可能接近Z，配置在距电磁波源足够远的位置时，使R接近自由空间的特性阻抗。
如图5(a)及图5(b)所示，可以在塑料膜10上设置多个金属薄膜11a、11b。优选一个金属薄膜由非磁性金属形成，另一个金属薄膜由磁性金属形成。即使是多层金属薄膜11a、11b，线状痕迹12自身也可以与图1(a)～图2(c)所示的线状痕迹相同。作为非磁性金属，可以列举铜、银、铝、锡或它们的合金，作为磁性金属，可以列举镍、钴、铬或它们的合金。优选的组合是镍与铜或铝。磁性金属薄膜的厚度优选为0.01μm以上，非磁性金属薄膜的厚度优选为0.1μm以上。对厚度的上限没有特别限制，从实用上而言两者均以10μm左右为宜。更优选磁性金属薄膜的厚度为0.01～5μm，非磁性金属薄膜的厚度为0.1～5μm。
[2]带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置
图6(a)～图6(e)表示沿两个方向形成线状痕迹的装置的一例。该装置包括：(a)将金属薄膜-塑料复合膜100卷出的卷轴21、(b)在与复合薄膜100的宽度方向不同的方向上配置在金属薄膜11一侧的第一图案辊2a、(c)在第一图案辊2a的上游侧配置在金属薄膜11的相反侧的第一按压辊3a、(d)在复合薄膜100的宽度方向上与第一图案辊2a反方向并且配置在金属薄膜11一侧的第二图案辊2b、(e)在第二图案辊2b的下游侧配置在金属薄膜11的相反侧的第二按压辊3b、(f)在第一及第二图案辊2a、2b之间配置在金属薄膜11一侧的电阻测定机构4a、(g)在第二图案辊2b的下游侧配置在金属薄膜11一侧的电阻测定机构4b、和(h)用于卷取带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1的卷轴24。此外，在预定的位置配置有多个导向辊22、23。各图案辊2a、2b为防止挠曲由支承辊(例如橡胶辊)5a、5b支承。
如图6(c)所示，各按压辊3a、3b在低于与各图案辊2a、2b的滑动接触位置的位置与复合薄膜100接触，因此复合薄膜100的金属薄膜11被各图案辊2a、2b按压。在满足该条件的状态下通过调节各按压辊3a、3b的纵向位置，可以调节各图案辊2a、2b对金属薄膜11的按压力，另外也可以调节与中心角θ1成比例的滑动接触距离。
图6(d)表示相对于复合薄膜100的行进方向倾斜地形成线状痕迹12a的原理。由于图案辊2a相对于复合薄膜100的行进方向倾斜，因此图案辊2a上的硬质微粒的移动方向(旋转方向)a与复合薄膜100的行进方向b不同。因此，如X所示，如果在任意时刻图案辊2a上的点A处的硬质微粒与金属薄膜11接触而形成痕迹B，则在预定時间后硬质微粒移动至点A’，痕迹B移动至点B’。在硬质微粒从点A移动至点A’的过程中，连续地形成痕迹，因此形成从点A’延伸至点B’的线状痕迹12a。
由第一及第二图案辊2a、2b形成的第一及第二线状痕迹组12A、12B的方向及交叉角θs，可以通过改变各图案辊2a、2b相对于复合薄膜100的角度、和/或各图案辊2a、2b相对于复合薄膜100的行走速度的圆周速度来进行调节。例如，增大图案辊2a相对于复合薄膜100的行走速度b的圆周速度a时，如图6(d)的Y所示，可以使线状痕迹12a像线段C’D’那样相对于复合薄膜100的行进方向成45°。同样地，改变图案辊2a相对于复合薄膜100的宽度方向的倾斜角θ2时，可以改变图案辊2a的圆周速度a。这对于图案辊2b而言也是同样。因此，通过两个图案辊2a、2b的调节，可以如图1(b)及图2(c)所例示地那样改变线状痕迹12a、12b的方向。
由于各图案辊2a、2b相对于复合薄膜100倾斜，因此复合薄膜100由于与各图案辊2a、2b的滑动接触而受到宽度方向的力。因此，为了防止复合薄膜100的折曲，优选对各按压辊3a、3b相对于各图案辊2a、2b的纵向位置和/或角度进行调节。例如，适当调节图案辊2a的轴线与按压辊3a的轴线的交叉角θ3时，可以以取消宽度方向的力的方式得到按压力的宽度方向分布，由此可以防止折曲。另外，图案辊2a与按压辊3a的间隔的调节也有助于防止折曲。为了防止复合薄膜100的折曲及断裂，优选相对于复合薄膜100的宽度方向倾斜的第一及第二图案辊2a、2b的旋转方向与复合薄膜100的行进方向相同。
如图6(b)所示，辊形的各电阻测定机构4a、4b隔着绝缘部40具有一对电极41、41，在它们之间测定带线状痕迹的金属薄膜11的电阻。通过反馈由电阻测定机构4a、4b所测定的电阻值，对复合薄膜100的行走速度、图案辊2a、2b的旋转速度及倾斜角θ2、按压辊3a、3b的位置及倾斜角θ3等运转条件进行调节。
为了增大图案辊2a、2b对复合薄膜100的按压力，如图7所示，可以在图案辊2a、2b之间设置第三按压辊3c。通过第三按压辊3c使与中心角θ1成比例的金属薄膜11的滑动接触距离也增大，线状痕迹12a、12b变长。调节第三按压辊3c的位置及倾斜角时，也可以有助于防止复合薄膜100的折曲。
图8表示如图2(a)所示沿三个方向取向的线状痕迹的形成装置的一例。该装置在下述方面与图6(a)～图6(e)所示的装置不同：在第二图案辊2b的下游配置与复合薄膜100的宽度方向平行的第三图案辊2c。第三图案辊2c的旋转方向可以与复合薄膜100的行进方向相同或相反，为了有效地形成线状痕迹优选反方向。与宽度方向平行地配置的第三图案辊2c形成沿复合薄膜100的行进方向延伸的线状痕迹12c。第三按压辊30b设置在第三图案辊2c的上游侧，但也可以设置在下游侧。可以在第三图案辊2c的下游侧设置电阻测定辊4c。另外，不限于图示的例子，也可以将第三图案辊2c设置在第一图案辊2a的上游侧、或第一及第二图案辊2a、2b之间。
图9表示如图2(b)所示沿四个方向取向的线状痕迹的形成装置的一例。该装置在下述方面与图8所示的装置不同：在第二图案辊2b与第三图案辊2c之间设置第四图案辊2d，在第四图案辊2d的上游侧设置第四按压辊3d。通过减慢第四图案辊2d的旋转速度，如图6(d)中Z所示，可以使线状痕迹12a’的方向(线段E’F’)与复合薄膜100的宽度方向平行。
图10表示如图2(c)所示沿两个方向取向的线状痕迹的形成装置的另一例。该装置在下述方面与图6(a)～图6(e)所示的装置不同：第二图案辊32b与复合薄膜100的宽度方向平行地配置。因此，以下仅对与图6(a)～图6(e)所示的装置不同的部分进行说明。第二图案辊32b的旋转方向可以与复合薄膜100的行进方向相同或相反。另外，第二按压辊33b可以在第二图案辊32b的上游侧或下游侧。该装置如图6(d)中Z所示，适合使线状痕迹12a’的方向(线段E’F’)为复合薄膜100的宽度方向，形成图2(c)所示的线状痕迹。
不仅决定线状痕迹的倾斜角及交叉角、而且决定它们的深度、宽度、长度及间隔的运转条件，是复合薄膜100的行走速度、图案辊的旋转速度及倾斜角以及按压力等。复合薄膜的行走速度优选为5～200m/分钟，图案辊的圆周速度优选为10～2000m/分钟。图案辊的倾斜角θ2优选为20°～60°，特别优选为约45°。复合薄膜100的张力(与按压力成正比)优选为0.05～5kgf/cm宽度。
本发明的装置中使用的图案辊，优选表面具有有锐利的角部且莫氏硬度为5以上的微粒的辊，例如日本特开2002-59487号所记载的金刚石辊。线状痕迹的宽度由微粒的粒径决定，因此优选金刚石微粒的90％以上具有1～1000μm范围内的粒径，更优选10～200μm范围内的粒径。优选辊面上以50％以上的面积率附着有金刚石微粒。
可以通过日本专利第2063411号所述的方法在具有线状痕迹12的金属薄膜11上形成许多微孔13。用于形成微孔13的辊自身可以与线状痕迹形成用辊相同。微孔13可以通过使复合薄膜100在与线状痕迹形成用辊同样表面附着有具有锐利角部且莫氏硬度为5以上的许多微粒的辊与平滑面的辊的间隙内以相同的圆周速度通过来形成。
[3]带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的特性及用途
本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，沿多个方向形成有许多断续且不规则的线状痕迹，因此对具有各种频率的电磁波噪声有高吸收性能，并且电磁波吸收性能随入射方向的变化(各向异性)小。另外，也可以有效地吸收TE波(电场成分与入射面垂直的电磁波)及TM波(磁场成分与入射面垂直的电磁波)两者。
具有这样的特征的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，适合用于防止移动电话、个人电脑、电视机等电子设备或通讯设备、使用IC标签、非接触式IC卡等的RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)系统、无线LAN系统、收费公路的自动收费系统等中电磁波噪声的泄漏及进入、或防止信息的泄漏等。
[4]电磁波吸收体
本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料层复合薄膜，可以单独作为电磁波吸收体使用，但根据需要也可以直接或通过电介质层将多片带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜层叠。通过一片带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜未被吸收而反射或透过的电磁波，由另一片带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜吸收，因此电磁波吸收性能显著提高。
组合的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，不必具有同种金属薄膜，也可以将具有不同种金属薄膜的金属薄膜-塑料复合膜进行组合。例如，将线状痕迹的交叉角不同的两片带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜组合时，如果一个的表面电阻为20～377Ω/□、优选30～377Ω/□，另一个的表面电阻为377～10000Ω/□、优选377～7000Ω/□，则可以有效地吸收电场及磁场两者，并且进一步减小电磁波吸收性能的各向异性。在该组合的情况下，两片带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的线状痕迹的交叉角θs均优选为20～70°。另外，还优选具有磁性金属(例如镍)薄膜的第一带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜与具有非磁性金属(例如铝或铜)薄膜的第一带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的组合。
在带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜之间设置电介质层时，带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的间隔优选为0.2～10mm，更优选1～8mm。
图11表示具有在两片平坦的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1a、1a之间设置有波纹形的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1b的结构的多层型电磁波吸收体的一例。带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1b的波纹形可以为正弦曲线状、连续的圆弧状、连续的“コ”字形等。平坦的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1a、1a与波纹形的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1b通过线接合，因此该多层型电磁波吸收体具有充分的自支承性，不仅适合用于电子通讯设备而且适合用于建筑物。波纹形的高度h1及间隔I2，在设置于电子通讯设备的壳体时优选为0.2～3mm，在设置于建筑物的内壁时为发挥优良的隔热性及隔音性优选为3～10mm。
平坦的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1a及波纹形的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1b可以交替层叠。此时，带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1b的波纹形的取向可以不同。
图12(a)及图12(b)表示将两片带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1c、1d的金属薄膜11、11侧胶粘而得到的多层型电磁波吸收体的例子。14表示胶粘层。
[5]复合型电磁波吸收体
如图13所示，也可以将本发明的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜与电磁波反射体组合，得到复合型电磁波吸收体。该复合型电磁波吸收体通过将带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1与电磁波反射体15隔着电介质层16层叠而得到。带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1配置在电磁波源一侧。电磁波反射体15为金属的片、网状物或网、形成有金属薄膜的塑料膜等。电介质层16不仅可以是由塑料等构成的实心的电介质，也可以是包含空气层的多孔结构体。电介质层16的厚度优选为包含要吸收的电磁波的中心波长λ的1/4的范围，例如λ/8～λ/2的范围。
如图14所示，可以将多片带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1e和多片电介质层16的交替层叠体、与电磁波反射体15组合。电磁波反射体15优选设置在层叠体的中央。此时，带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜1e优选以线状痕迹的交叉角θs交替不同的方式进行层叠。
通过以下的实施例更详细地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
使用具备电沉积有粒径分布为50～80μm的金刚石微粒的图案辊2a、2b的图6(a)所示结构的装置，利用在厚度12μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜的一面上通过真空蒸镀法形成有厚度0.05μm的铝薄膜的复合薄膜，制造带线状痕迹的铝薄膜-塑料层复合薄膜。线状痕迹如图1(b)所示沿两个方向取向。带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜的光学显微镜照片如图15所示。
由光学显微镜照片可知，带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜的线状痕迹具有下述特性。
宽度W的范围：0.5～5μm
平均宽度Wav：2μm
间隔I的范围：2～30μm
平均间隔Iav：20μm
平均长度Lav：5mm
锐角侧的交叉角θs：30°
如图16所示，在带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜的试验片T1(28cm×28cm)的相对的端部，配置四对铜电极(3cm×1cm)61、61，通过直流二端子法测定它们之间的电阻值。由平均电阻值求出的带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜的表面电阻为377Ω/□。
在发泡聚氨酯树脂板(28cm×28cm×2cm)的一面上接合带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜，在另一面上接合铝板(28cm×28cm×1mm)，制作图13所示的复合型电磁波吸收体的试验片T2。
使用具备接地的电介质制支架62、距支架62的距离为100cm的发送天线63a及接收天线63b、和与天线63a、63b连接的网络分析仪64的图17所示的装置，通过以下方法评价复合型电磁波吸收体的电磁波吸收性能。首先，对于固定在支架62上的铝板(28cm×28cm×2mm)，从天线63a自10°至60°以10°的间隔改变入射角度θi，同时以0.25GHz的间隔照射1～7GHz的电磁波(圆偏振波)，通过天线63b接收反射波，由网络分析仪64测定反射功率。然后，将试验片T2以铝薄膜在天线63a、63b一侧、线状痕迹的锐角的交叉方向呈水平的方式固定在支架62上，与上述同样地测定反射功率。假设使用铝板测定的反射功率与入射功率相等，求出反射系数(反射功率/入射功率)RC，利用RL(dB)＝20log(1/RC)求出反射衰减量(回波损耗)RL(dB)。3.5GHz下各入射角度θi的反射衰减量RL的作图结果如图18所示。
实施例2～9
除了将线状痕迹的交叉角θs分别设为10°、20°、40°、50°、60°、70°、80°及90°以外，与实施例1同样操作，制作带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜，并评价电磁波吸收性能。结果如图18～20所示。由图18～20表明，实施例1～9的复合型电磁波吸收体，对于3.5GHz的电磁波均具有5dB以上的吸收性能。特别是线状痕迹的交叉角θs为20～80°的实施例1及实施例3～8的复合型电磁波吸收体，具有10dB以上的吸收性能。其中，交叉角θs为30°的实施例1的复合型电磁波吸收体，对于10～50°的入射角度θi的电磁波具有30dB以上的吸收性能。
实施例10
与实施例1同样操作，制作线状痕迹的交叉角θs为40°的带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜的试验片T2(21cm×29.7cm、线状痕迹的锐角的交叉方向与长度方向一致)，使用图17所示的装置，通过以下方法评价电磁波吸收性能。首先，在支架62上安装铝板(长21cm×宽29.7cm×厚度2mm)，从天线63a自10°至60°以10°的间隔改变入射角度θi，同时分别以0.25GHz的间隔照射1～4GHz的TE波及TM波，用天线63b接收反射波，通过网络分析仪64测定反射功率。然后，将试验片T2如图1(b)所示地以线状痕迹的锐角的交叉方向呈水平的方式固定在支架62上，同样地测定反射功率。由反射功率的测定值，与实施例1同样地求出TE波及TM波各自的反射衰减量RL(dB)。各入射角度θi下的峰值吸收率(dB)及得到该峰值吸收率时的频率(峰值频率：GHz)的作图结果如图21所示。
另外，除了以线状痕迹的锐角的交叉方向呈垂直的方式固定在支架62上以外，与上述同样地评价试验片T2的电磁波吸收性能。结果如图22所示。
由图21及22表明，实施例10的带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜，对于10～60°的入射角度θi的TE波及TM波均具有5dB以上的峰值吸收率，特别是在40～60°的入射角度θi的情况下，具有10dB以上的峰值吸收率。
实施例11
使用具备电沉积有粒径分布为50～80μm的金刚石微粒的图案辊2a～2d的图9所示结构的装置，利用具有厚度0.05μm的铝薄膜的复合薄膜制作如图2(b)所示沿四个方向取向的线状痕迹(交叉角度全部为45°)。带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜的试验片(60cm×60cm)的表面电阻为377Ω/□。由光学显微镜照片可知，带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜的线状痕迹具有下述特性。
宽度W的范围：0.5～5μm
平均宽度Wav：2μm
间隔I的范围：2～10μm
平均间隔Iav：5μm
平均长度Lav：5mm
在发泡聚苯乙烯板(60cm×60cm×15mm)的一面上接合带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜，在另一面上接合铝板(60cm×60cm×5mm)，制作图13所示的复合型电磁波吸收体。使用2～7GHz的电磁波，并且将入射角度θi设定为7度，除此以外与实施例1同样操作，使用铝板(60cm×60cm×5mm)测定反射功率。然后，使带线状痕迹的铝薄膜在天线63a、63b一侧，将上述复合型电磁波吸收体固定在支架62上，与上述同样地测定反射功率。利用由反射功率的测定值得到的反射系数RC，根据RL(dB)＝-20log(1/RC)求出频率2～7GHz下的反射衰减量RL(dB)。结果如图23所示。
实施例12及13
除了使用与实施例11同样制作的表面电阻为320Ω/□及270Ω/□的带线状痕迹的铝薄膜-塑料复合膜以外，与实施例11同样地制作复合型电磁波吸收体，并评价电磁波吸收性能。结果如图23所示。
实施例14
除了使用在厚度16μm的双轴拉伸PET薄膜的一面上通过真空蒸镀法形成有厚度0.03μm的镍薄膜的复合薄膜以外，与实施例1同样操作，制作具有如图1(b)所示沿两个方向取向的线状痕迹、并且具有380Ω/□的表面电阻的带线状痕迹的镍薄膜-塑料复合膜。通过光学显微镜照片的观察可知，带线状痕迹的镍薄膜-塑料复合膜的线状痕迹具有下述特性。
宽度W的范围：0.5～5μm
平均宽度Wav：2μm
间隔I的范围：2～10μm
平均间隔Iav：5μm
平均长度Lav：5mm
除了使用带线状痕迹的镍薄膜-塑料复合膜以外，与实施例11同样地制作复合型电磁波吸收体，并评价电磁波吸收性能。结果如图24所示。
由图23及图24表明，实施例11～14的复合型电磁波吸收体，对于2～7GHz的电磁波均具有5dB以上的吸收性能。特别是实施例11～13的复合型电磁波吸收体，对于3～6GHz的电磁波具有10dB以上的吸收性能。另外，实施例11的复合型电磁波吸收体在频率4.75GHz下具有43dB的最大吸收量，实施例12的复合型电磁波吸收体在频率4.75GHz下具有32.5dB的最大吸收量，实施例13的复合型电磁波吸收体在频率4.5GHz下具有19.5dB的最大吸收量，实施例14的复合型电磁波吸收体在频率4.75GHz下具有31dB的最大吸收量。

Claims (10)

1.一种电磁波吸收性能的各向异性被降低的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，其特征在于，具有塑料膜和在其至少一面设置的单层或多层金属薄膜，所述金属薄膜上以不规则的宽度及间隔沿多个方向形成有许多实质上平行且断续的线状痕迹。
2.如权利要求1所述的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，其特征在于，所述线状痕迹沿两个方向取向，其交叉角为10～90°。
3.如权利要求1或2所述的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，其特征在于，所述线状痕迹的宽度90％以上在0.1～1000μm的范围内，平均为1～100μm，所述线状痕迹的间隔在0.1μm～5mm的范围内，平均为1～100μm。
4.如权利要求1～3中任一项所述的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜，其特征在于，所述金属薄膜由铝、铜、镍或它们的合金形成。
5.一种带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置，其特征在于，具备为了在金属薄膜-塑料复合膜的金属薄膜上形成线状痕迹而配置的表面具有许多高硬度微粒的多个图案辊、和将所述图案辊按压到所述复合薄膜上的机构，所述多个图案辊在与所述复合薄膜的金属薄膜滑动接触的面内朝向不同的方向，由此通过使所述金属薄膜与所述多个图案辊依次滑动接触，在所述金属薄膜上沿多个方向形成许多实质上平行且断续的线状痕迹。
6.如权利要求5所述的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置，其特征在于，具有两个所述图案辊，且两个图案辊在所述复合薄膜的宽度方向上相互向相反的一侧倾斜。
7.如权利要求6所述的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置，其特征在于，具备：
(a)上游侧的第一图案辊，表面具有许多高硬度微粒，沿着与所述复合薄膜的宽度方向不同的方向配置；
(b)下游侧的第二图案辊，表面具有许多高硬度微粒，以与所述复合薄膜的宽度方向不同的方向配置在与所述第一图案辊相反的一侧；和
(c)多个按压辊，配置在所述第一及第二图案辊的周边；
使所述金属薄膜在由按压辊按压的状态下与所述第一及第二图案辊滑动接触，由此在所述金属薄膜上沿多个方向形成许多实质上平行且断续的线状痕迹。
8.如权利要求5所述的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置，其特征在于，具有两个所述图案辊，一个图案辊与所述复合薄膜的宽度方向平行，另一个图案辊相对于所述复合薄膜的宽度方向倾斜。
9.如权利要求8所述的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置，其特征在于，具备：
(a)第一图案辊，表面具有许多高硬度微粒，沿着与所述复合薄膜的宽度方向不同的方向配置；
(b)第二图案辊，表面具有许多高硬度微粒，配置成与所述复合薄膜的宽度方向平行；和
(c)多个按压辊，配置在所述第一及第二图案辊的周边；
所述第一及第二图案辊的任意一个位于所述复合薄膜的移动方向的上游侧，另一个位于下游侧，使所述金属薄膜在由按压辊按压的状态下与所述第一及第二图案辊依次滑动接触，由此在所述金属薄膜上沿多个方向形成许多实质上平行且断续的线状痕迹。
10.如权利要求5所述的带线状痕迹的金属薄膜-塑料复合膜的制造装置，其特征在于，具有三个以上的所述图案辊，两个以上的图案辊相对于所述复合薄膜的宽度方向倾斜，一个图案辊与所述复合薄膜的宽度方向平行。
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