JP7282431B2 - 電磁波遮蔽フィルム - Google Patents

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Description

本出願は、２０１８年６月２９日付けで提出された韓国特許出願第１０－２０１８－００７５９６２号に基づいて優先権を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された内容は、本明細書の一部として含まれる。
本出願は、電磁波遮蔽フィルムに関する。
各種電子機器で発生する電磁波による問題は多様である。外部に放出される電磁波は、健康に悪い影響を及ぼすことはもちろん、前記電子機器そのままあるいはその電子機器を含む他の装置に対する信号かく乱や誤作動の問題も発生させる。
本出願は、電磁波遮蔽フィルムに関する。本出願は、電磁波遮蔽能に優れ、機械的強度、電気絶縁性および柔軟性が良く、酸化および高温に対する安定性などに優れた電磁波遮蔽フィルムを提供することを一つの目的とする。
本明細書で言及する物性のうち測定温度および／または測定圧力が結果に影響を及ぼす物性は、特に別途言及しない限り、常温および／または常圧で測定した結果である。
用語「常温」は、加温されるかまたは減温されない自然そのままの温度であり、例えば、１０℃～３０℃の範囲内のいずれか一つの温度、約２３℃または約２５℃程度の温度を意味する。また、本明細書で温度の単位は、特に別途規定しない限り、摂氏（℃）である。
用語「常圧」は、加圧または減圧されない自然そのままの圧力であり、通常、大気圧水準の約１気圧程度を意味する。
本明細書で測定湿度が結果に影響を及ぼす物性の場合、当該物性は、前記常温および／または常圧状態で特に調節されない自然そのままの湿度で測定した物性である。
本出願は、電磁波遮蔽フィルムに関する。本出願の電磁波遮蔽フィルムは、金属フォームと高分子成分を含むことができる。前記電磁波遮蔽フィルムは、金属フォームが有する特有の表面積および気孔特性によって内部気孔に入射した電磁波を界面で繰り返して反射および吸収して電磁波を効果的に消滅させることができる。
これに伴い、前記電磁波遮蔽フィルムは、優れた電磁波遮蔽能を示すことができる。例えば、前記電磁波遮蔽フィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ４９３５またはＡＳＴＭ ＥＳ７規定による１００ｋＨｚ～３ＧＨｚでの電磁波遮蔽効率が８５ｄＢ以上であり得る。前記効率は、他の例示において約８６ｄＢ以上、８７ｄＢ以上、８８ｄＢ以上、８９ｄＢ以上、９０ｄＢ以上、９１ｄＢ以上、９２ｄＢ以上、９３ｄＢ以上、９４ｄＢ以上または９５ｄＢ以上であり得る。前記効率の上限は、特に制限されるものではないが、前記ＡＳＴＭ Ｄ４９３５またはＡＳＴＭ ＥＳ７規定による１００ｋＨｚ～３ＧＨｚでの電磁波遮蔽効率は、例えば、約２００ｄＢ以下、１９０ｄＢ以下、１８０ｄＢ以下、１７０ｄＢ以下、１６０ｄＢ以下、１５０ｄＢ以下、１４０ｄＢ以下、１３０ｄＢ以下、１２０ｄＢ以下、１００ｄＢ以下または１００ｄＢ以下程度であり得る。
また、前記電磁波遮蔽フィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ４９３５またはＡＳＴＭ ＥＳ７規定による１．５～１８ＧＨｚでの電磁波遮蔽効率が７０ｄＢ以上であり得る。前記電磁波遮蔽効率は、他の例示において７１ｄＢ以下、７２ｄＢ以上、７３ｄＢ以上、７４ｄＢ以上、７５ｄＢ以上、７６ｄＢ以上、７７ｄＢ以上、７８ｄＢ以上、７９ｄＢ以上、８０ｄＢ以上、８１ｄＢ以上、８２ｄＢ以上、８３ｄＢ以上、８４ｄＢ以上または８５ｄＢ以上であるか、約２００ｄＢ以下、１９０ｄＢ以下、１８０ｄＢ以下、１７０ｄＢ以下、１６０ｄＢ以下、１５０ｄＢ以下、１４０ｄＢ以下、１３０ｄＢ以下、１２０ｄＢ以下、１００ｄＢ以下または１００ｄＢ以下程度であり得る。
また、本出願の複合材には、金属フォームが適用されて優れた機械的強度および柔軟性が確保され、高分子成分との複合化によって優れた電気絶縁性を確保しつつ、酸化および高温安定性や装置に含まれたときに発生する剥離問題なども解決することができる。
本明細書で用語「金属フォームまたは金属骨格」は、金属を主成分として含む多孔性構造体を意味する。前記で金属を主成分とするというのは、金属フォームまたは金属骨格の全重量を基準として金属の比率が５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上、７５重量％以上、８０重量％以上、８５重量％以上、９０重量％以上または９５重量％以上である場合を意味する。前記主成分として含まれる金属の比率の上限は、特に制限されず、例えば、１００重量％、９９重量％または９８重量％程度であり得る。
本明細書で用語「多孔性」は、気孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が少なくとも１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、７５％以上または８０％以上である場合を意味する。前記気孔度の上限は、特に制限されず、例えば、約１００％未満、約９９％以下、約９８％以下、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下または約７５％以下程度であり得る。前記気孔度は、金属フォームなどの密度を計算して公知の方式で算出することができる。
上記のような多孔性の金属フォームの気孔サイズを制御することによって、電磁波遮蔽フィルムの性能を改善することができる。例えば、前記金属フォームとしては、金属フォームの全気孔のうち５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上または９５％以上の気孔サイズが１００μｍ以下である金属フォームを適用することが、電磁波遮蔽能の確保の側面において有利になり得る。他の例示において、前記５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、９０％以上または９５％以上の気孔サイズは、９５μｍ以下、９０μｍ以下、８５μｍ以下、８０μｍ以下、７５μｍ以下、７０μｍ以下、６５μｍ以下、６０μｍ以下、５５μｍ以下、５０μｍ以下、４５μｍ以下、４０μｍ以下、３５μｍ以下、３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下または１５μｍ以下程度であり得、０．０１μｍ以上、０．０５μｍ以上、０．１μｍ以上、０．５μｍ以上、１μｍ以上、３μｍ以上、５μｍ以上、７μｍ以上、９μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、４５μｍ以上、５０μｍ以上、５５μｍ以上、６０μｍ以上、６５μｍ以上、７０μｍ以上、７５μｍ以上、８０μｍ以上、８５μｍ以上、９０μｍ以上または９５μｍ以上程度であり得る。上記のようなサイズの気孔は、金属フォームの全気孔のうち１００％以下、９５％以下、９０％以下、８５％以下、８０％以下、７５％以下、７０％以下、６５％以下、６０％以下または５５％以下程度であり得る。
上記のような気孔サイズを有する金属フォームを高分子成分と複合化してフィルムを形成することによって、目的とする特性の複合材を得ることができる。
上記で金属フォームの気孔サイズは、後述する実施例に記載された方式で確認したときのサイズであり、気孔が円形である場合には、その円形の直径を意味し、円形でない場合には、同一面積を有する円形と仮定したときの直径または当該気孔に対して測定される最大軸長さと最小軸長さの平均値を意味する。また、前記気孔の比率は、やはり後述する実施例に記載された方式で確認したときの確認される全気孔の数に対する比率である。
電磁波遮蔽フィルムに含まれる前記のような金属フォームの形態は、特に制限されないが、一つの例示においてフィルム形状であり得る。本出願の電磁波遮蔽フィルムでは、前記フィルム形態の金属フォームの表面や内部に存在する高分子成分が追加される。
このような高分子成分は、前記金属フォームの少なくとも一つの表面上で表面層を形成しているか、金属フォーム内部の孔隙に充填されて存在することができ、場合によっては前記表面層を形成しつつ、また、金属フォームの内部に充填されていてもよい。表面層を形成する場合に、金属フォームの表面のうち少なくとも一つの表面、一部の表面またはすべての表面に対して高分子成分が表面層を形成していてもよい。一つの例示において、少なくとも金属フォームの主表面である上部および／または下部の表面に前記高分子成分が表面層を形成していてもよい。前記表面層は、金属フォームの表面全体を覆うように形成されることもでき、一部の表面だけを覆うように形成されることもできる。
電磁波遮蔽フィルムにおいて金属フォームは、気孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）が約１０％～９９％の範囲内であり得る。このような気孔度を有する金属フォームは、適合したネットワークを形成し得る。他の例示において前記気孔度は、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上または５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上または７０％以上であるか、９８％以下、約９５％以下、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下または約７５％以下程度であり得る。
金属フォームは、フィルム形態であり得る。このような場合に、フィルムの厚さは、後述する方式によって電磁波遮蔽フィルムを製造するに際して、目的とする電磁波遮蔽能や厚さ比率などを考慮して調節されることができる。前記フィルムの厚さは、目的とする物性の確保のために、例えば、約１０μｍ以上、約２０μｍ以上、約３０μｍ以上、約４０μｍ以上、約４５μｍ以上、約５０μｍ以上、約５５μｍ以上、約６０μｍ以上、約６５μｍ以上または約７０μｍ以上、７５μｍ以上、８０μｍ以上、８５μｍ以上、９０μｍ以上、９５μｍ以上、１００μｍ以上、１０５μｍ以上、１１０μｍ以上または１１５μｍ以上、１２０μｍ以上、１３０μｍ以上、１４０μｍ以上、１５０μｍ以上、１６０μｍ以上、１７０μｍ以上、１８０μｍ以上、１９０μｍ以上、２００μｍ以上、２１０μｍ以上、２２０μｍ以上、２３０μｍ以上、２４０μｍ以上、２５０μｍ以上、２６０μｍ以上、２７０μｍ以上、２８０μｍ以上、２９０μｍ以上または３００μｍ以上であり得る。前記フィルムの厚さの上限は、目的に応じて制御されるものであって、特に制限されるものではないが、例えば、約１，０００μｍ以下、約９００μｍ以下、約８００μｍ以下、約７００μｍ以下、約６００μｍ以下、約５００μｍ以下、約４００μｍ以下、約３００μｍ以下、約２００μｍ以下または約１５０μｍ以下程度であり得る。
本明細書で厚さは、当該対象の厚さが一定でない場合には、その対象の最小厚さ、最大厚または平均厚さであり得る。
前記金属フォームの骨格は、多様な種類の金属や金属合金からなり得るが、このような金属や金属合金のうち適切な素材が選択されれば良い。このような素材としては、銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、鉄、コバルト、マグネシウム、モリブデン、タングステンおよび亜鉛よりなる群から選択されたいずれか一つの金属や前記のうち２種以上の合金などが例示され得るが、これに制限されるものではない。
このような金属フォームは、多様に公知されており、金属フォームを製造する方法も、多様に公知されている。本出願では、このような公知の金属フォームや前記公知の方式で製造した金属フォームが適用され得る。
金属フォームを製造する方式としては、塩などの気孔形成剤と金属の複合材料を焼結する方式、高分子フォームなどの支持体に金属をコートし、その状態で焼結する方式やスラリー法などが知られており、このような方式は、本出願において全部適用され得る。
一つの例示において本出願で適用される金属フォームを製造する方法は、前記金属成分を含む金属フォーム前駆体を焼結する段階を含むことができる。本出願で用語「金属フォーム前駆体」は、前記焼結などのように金属フォームを形成するために行われる工程を経る前の構造体、すなわち金属フォームが生成される前の構造体を意味する。前記金属フォーム前駆体は、多孔性金属フォーム前駆体と呼称されても、必ずそれ自体で多孔性である必要はなく、最終的に多孔性の金属構造体である金属フォームを形成できるものであれば、便宜上、多孔性金属フォーム前駆体と呼称されることができる。
本出願において前記金属フォーム前駆体は、金属成分、分散剤乃至溶媒およびバインダーを少なくとも含むスラリーを使用して形成することができ、このようなスラリーの適用を通じて目的とする気孔特性を効率的に確保することができる。
前記金属成分としては、金属粉末が適用され得る。適用され得る金属粉末の例は、目的に応じて定められるものであって、特に制限されるものではなく、前述した金属成分を形成できる金属の粉末または金属合金の粉末または金属の混合物の粉末が適用され得る。
金属粉末（Ｍｅｔａｌ Ｐｏｗｄｅｒ）のサイズも、目的とする気孔度や気孔サイズなどを考慮して選択されるものであって、特に制限されるものではないが、例えば、前記金属粉末の平均粒径は、約０．１μｍ～約２００μｍの範囲内にあり得る。前記平均粒径は、他の例示において約０．５μｍ以上、約１μｍ以上、約２μｍ以上、約３μｍ以上、約４μｍ以上、約５μｍ以上、約６μｍ以上、約７μｍ以上または約８μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、４５μｍ以上、５０μｍ以上または５５μｍ以上であり得る。前記平均粒径は、他の例示において約１５０μｍ以下、１００μｍ以下、９０μｍ以下、８０μｍ以下、７０μｍ以下、６０μｍ以下、５０μｍ以下、４０μｍ以下、３０μｍ以下または２０μｍ以下であり得る。金属粒子内の金属としては、互いに平均粒径が異なるものを適用することもできる。前記平均粒径は、目的とする金属フォームの形態、例えば、金属フォームの厚さや気孔度などを考慮して適切な範囲を選択することができる。
本明細書で言及する金属粉末の平均粒径は、Ｄ５０粒径とも呼ばれるいわゆるメディアン粒径である。このようなメディアン粒径は、公知の粒度分析方式によって求められることができる。
前記スラリー内で金属成分（金属粉末）の比率は、特に制限されず、目的とする粘度や工程効率などを考慮して選択されることができる。一例示においてスラリー内での金属成分の比率は、重量を基準として０．５～９５％程度であり得るが、これに制限されるものではない。前記比率は、他の例示において約１％以上、約１．５％以上、約２％以上、約２．５％以上、約３％以上、約５％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、４５％以上、５０％以上、５５％以上、６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上または８０％以上であるか、約９０％以下、約８５％以下、約８０％以下、約７５％以下、約７０％以下、約６５％以下、６０％以下、５５％以下、５０％以下、４５％以下、４０％以下、３５％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下または５％以下程度であり得るが、これに制限されるものではない。
前記金属フォーム前駆体は、前記金属粉末と共に分散剤乃至溶媒およびバインダーを含むスラリーを使用して形成することができる。
上記で分散剤乃至溶媒としては、例えば、アルコールが適用され得る。アルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ペンタノール、オクノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、２－メトキシエタノール、２‐エトキシエタノール、２‐ブトキシエタノール、グリセロール、テキサノール（ｔｅｘａｎｏｌ）またはテルピネオール（ｔｅｒｐｉｎｅｏｌ）などのような炭素数１～２０の１がアルコールまたはエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオールまたはペンタンジオールなどのような炭素数１～２０の２価アルコールまたはそれ以上の多価アルコールなどが使用され得るが、その種類が前記に制限されるものではない。また、その他溶媒としては、前記金属成分などや後述するバインダーなどの溶解性を考慮して適切な溶媒も使用され得、誘電定数が約１０～１２０の範囲内にある溶媒も使用できるが、前記誘電定数は、他の例示において約２０以上、約３０以上、約４０以上、約５０以上、約６０以上または約７０以上であるか、約１１０以下、約１００以下または約９０以下であり得る。このような溶媒としては、水やエタノール、ブタノールまたはメタノールなどの炭素数１～８のアルコール、ＤＭＳＯ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ，ジメチルスルホキシド）、ＤＭＦ（ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｆｏｒｍａｍｉｄｅ，ジメチルホルムアミド）またはＮＭＰ（Ｎ‐ｍｅｔｈｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ，Ｎ‐メチルピロリドン）などや、ＩＢＩＢ（ｉｓｏｂｕｔｙｌ ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ，イソ酪酸イソブチル）などのようにアルキル基の炭素数が１～２０、１～１６、１～１２、１～８または１～４のアルキルイソブチレートなどのエステル系溶媒などが例示され得るが、これに制限されるものではない。
適切な例示において前記溶媒乃至分散剤としては、前記アルコールと前記エステル系溶媒の混合溶媒も使用され得る。このような場合に、例えば、前記アルコール１００重量部に対して約１～１００重量部のエステル系溶媒が使用され得る。前記エステル系溶媒の比率は、他の例示において３重量部以上、５重量部以上、７重量部以上、９重量部以上または１１重量部以上であるか、９０重量部以下、８０重量部以下、７０重量部以下、６０重量部以下、５０重量部以下、４０重量部以下、３０重量部以下または２０重量部以下程度であり得る。
スラリーは、バインダーをさらに含むことができる。このようなバインダーの種類は、特に制限されず、スラリーの製造時に適用された金属成分や溶媒乃至分散剤などの種類に応じて適切に選択することができる。例えば、前記バインダーとしては、メチルセルロースまたはエチルセルロースなどの炭素数１～８のアルキル基を有するアルキルセルロース、ポリプロピレンカーボネートまたはポリエチレンカーボネートなどの炭素数１～８のアルキレン単位を有するポリアルキレンカーボネートまたはポリビニルアルコールまたはポリビニルアセテートなどのポリビニルアルコール系バインダー（以下、ポリビニルアルコール化合物と称し得る）などが例示され得るが、これに制限されるものではない。
前記スラリー内で各成分の比率は、特に制限されない。このような比率は、スラリーを使用した工程時にコート性や成形性などの工程効率を考慮して調節されることができる。
例えば、目的とする気孔度などの気孔特性をより効果的に確保するために、スラリー内でバインダーは、前述した金属成分１００重量部に対して約１～５００重量部の割合で含まれ得る。前記比率は、他の例示において約２重量部以上、約３重量部以上、約４重量部以上、約５重量部以上、約６重量部以上、約７重量部以上、約８重量部以上、約９重量部以上、約１０重量部以上、約２０重量部以上、約３０重量部以上、約４０重量部以上、約５０重量部以上、約６０重量部以上、約７０重量部以上、約８０重量部以上、約９０重量部以上、約１００重量部以上、約１１０重量部以上、約１２０重量部以上、約１３０重量部以上、約１４０重量部以上、約１５０重量部以上、約２００重量部以上または約２５０重量部以上であってもよく、約４５０重量部以下、約４００重量部以下、約３５０重量部以下、約３００重量部以下、約２５０重量部以下、約２００重量部以下、約１５０重量部以下、約１００重量部以下、約５０重量部以下、約４０重量部以下、約３０重量部以下、約２０重量部以下、約１０重量部以下、約８重量部以下または約６重量部以下程度であり得る。
スラリー内で分散剤乃至溶媒は、目的とする気孔特性をより効果的に確保するために、前記バインダー１００重量部に対して約０．５～２，０００重量部の割合で含まれ得る。前記比率は、他の例示において約１重量部以上、約１．５重量部以上、約５重量部以上、約１０重量部以上、約１５重量部以上、約２０重量部以上、約３０重量部以上、約４０重量部以上、約５０重量部以上、約６０重量部以上、約７０重量部以上、約８０重量部以上、約９０重量部以上、約１００重量部以上、約２００重量部以上、約３００重量部以上、約４００重量部以上、約５００重量部以上、約５５０重量部以上、約６００重量部以上または約６５０重量部以上であってもよく、約１，８００重量部以下、約１，６００重量部以下、約１，４００重量部以下、約１，２００重量部以下または約１，０００重量部以下、９００重量部以下、約８００重量部以下、約７００重量部以下、約６００重量部以下、約５００重量部以下、約４００重量部以下、約３００重量部以下、約２００重量部以下、約１５０重量部以下、約１３０重量部以下、約１１０重量部以下、約１００重量部以下、約５０重量部以下、約３０重量部以下、約２０重量部以下、約１０重量部以下または約５重量部以下であり得る。
本明細書で単位重量部は、特に別途規定しない限り、各成分間の重量の比率を意味する。
スラリーは、前記言及した成分の他に、さらに必要な公知の添加剤を含むこともできる。ただし、目的とする気孔特性を効果的に得るために、前記スラリーは、いわゆる発泡剤を含まなくてもよい。用語「発泡剤」は、当業界で通常発泡剤と呼称される成分はもちろん、スラリー内の他の成分との関係で発泡効果を示すことができる成分も含まれる。したがって、本出願で金属フォームを製造する過程中には発泡工程が進行されないことがある。
前記スラリーに含まれ得るさらなる成分の種類は多様であるが、代表的な例としては、気孔形成制として作用する高分子ビーズを例示することができる。このような高分子ビーズは、スラリー内で存在し、焼結過程などで除去されて、前記スラリー内で存在した領域に気孔を形成する。適用され得る高分子ビーズの種類は、特に制限されず、前記焼結過程で除去され得（例えば、融点が焼結温度以下である高分子ビーズ）、目的とする気孔サイズに合う平均粒径を有するビーズが使用され得る。
また、スラリーは、いわゆるレベリング剤として役割をすることができるものと知られている添加剤をさらに含むこともできる。
前記スラリーを使用して前記金属フォーム前駆体を形成する方式は、特に制限されない。金属フォームの製造分野においては、金属フォーム前駆体を形成するための多様な方式が公知されており、本出願では、このような方式がすべて適用され得る。例えば、前記金属フォーム前駆体は、適正なテンプレート（ｔｅｍｐｌａｔｅ）に前記スラリーを維持したり、あるいはスラリーを適正な方式でコートして前記金属フォーム前駆体を形成することができる。
本出願の一つの例示によってフィルムまたはシート形態の金属フォームを製造する場合、特に薄いフィルムまたはシート形態の金属フォームを製造する場合には、コート工程を適用することが有利になりえる。例えば、適切な基材上に前記スラリーをコートして前駆体を形成した後に、後述する焼結工程を通じて目的とする金属フォームを形成することができる。
このような金属フォーム前駆体の形態は、目的とする金属フォームによって定められるものであって、特に制限されない。一つの例示において前記金属フォーム前駆体は、フィルムまたはシート形態であり得る。例えば、前記前駆体がフィルムまたはシート形態であるとき、その厚さは、２，０００μｍ以下、１，５００μｍ以下、１，０００μｍ以下、９００μｍ以下、８００μｍ以下、７００μｍ以下、６００μｍ以下、５００μｍ以下、４００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約９０μｍ以下、約８０μｍ以下、約７０μｍ以下、約６０μｍ以下または約５５μｍ以下であり得る。金属フォームは、多孔性である構造的特徴上、一般的にブリトルな特性を有し、したがってフィルムまたはシート形態、特に薄い厚さのフィルムまたはシート形態に製作が難しく、製作されても、容易に砕ける問題がある。しかしながら、本出願の方式によっては、薄い厚さながらも、内部に均一に気孔が形成され、機械的特性に優れた金属フォームの形成が可能である。
前記で前駆体の厚さの下限は、特に制限されない。例えば、前記フィルムまたはシート形態の前駆体の厚さは、約５μｍ以上、１０μｍ以上または約１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、４０μｍ以上、４５μｍ以上、５０μｍ以上、５５μｍ以上、６０μｍ以上、６５μｍ以上、７０μｍ以上、または７５μｍ以上程度であり得る
前記金属フォーム前駆体の形成過程では、適切な乾燥工程が行われることもできる。例えば、前述したコートなどの方式でスラリーを成形した後に、一定時間乾燥して金属フォーム前駆体が形成されることもできる。前記乾燥の条件は、特別な制限がなく、例えば、スラリー内に含まれた溶媒が目的水準に除去され得る水準で制御されることができる。例えば、前記乾燥は、成形されたスラリーを約５０℃～２５０℃、約７０℃～１８０℃または約９０℃～１５０℃の範囲内の温度で適正時間の間維持して行うことができる。乾燥時間も、適正範囲で選択されることができる。
前記方式で形成された金属フォーム前駆体を焼結して金属フォームを製造することができる。このような場合に、前記金属フォームを製造するための焼結を行う方式は、特に制限されず、公知の焼結法を適用することができる。すなわち、適切な方式で前記金属フォーム前駆体に適正な量の熱を印加する方式で前記焼結を進めることができる。
この場合、焼結の条件は、適用された金属フォーム前駆体の状態、例えば、スラリーの組成や金属粉末の種類などを考慮して、金属粉末が連結されて多孔性構造体が形成されるように制御されることができ、具体的な条件は、特に制限されない。
例えば、前記焼結は、前記前駆体を約５００℃～２０００℃の範囲内、７００℃～１５００℃の範囲内または８００℃～１２００℃の範囲内の温度で維持して行うことができ、その維持時間も任意的に選択されることができる。前記維持時間は、一例示において約１分～１０時間程度の範囲内であってもよいが、これに制限されるものではない。
前記電磁波遮蔽フィルムは、前述したように、前記金属フォームの表面または金属フォームの内部に存在する高分子成分をさらに含むが、このような電磁波遮蔽フィルムの前記金属フォームの厚さＭＴおよび全厚さＴの比率Ｔ／ＭＴは、２．５以下であり得る。前記厚さの比率は、他の例示において約２以下、約１．９以下、約１．８以下、約１．７以下、約１．６以下、１．５以下、１．４以下、１．３以下、１．２以下、１．１５以下または１．１以下であり得る。前記厚さの比率の下限は、特に制限されるものではないが、一つの例示において約１以上、約１．０１以上、約１．０２以上、約１．０３以上、約１．０４以上または約１．０５以上、約１．０６以上、約１．０７以上、約１．０８以上、約１．０９以上、約１．１以上、約１．１１以上、約１．１２以上、約１．１３以上、約１．１４以上、約１．１５以上、約１．１６以上、約１．１７以上、約１．１８以上、約１．１９以上、約１．２以上、約１．２１以上、約１．２２以上、約１．２３以上、約１．２４以上または約１．２５以上であり得る。このような厚さ比率下で目的とする電磁波遮蔽能が確保されて、加工性や耐衝撃性などに優れた電磁波遮蔽フィルムが提供され得る。
電磁波遮蔽フィルムに含まれる高分子成分の種類は、特に制限されず、例えば、電磁波遮蔽フィルムの加工性や耐衝撃性、絶縁性などを考慮して選択されることができる。本出願で適用され得る高分子成分の例としては、公知のアクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アミノ樹脂およびフェノール樹脂よりなる群から選択された一つ以上が挙げられるが、これに制限されるものではない。
電磁波遮蔽フィルムの場合、前述した金属フォームの適用を通じて目的とする物性の確保が可能である。
一つの例示において前記電磁波遮蔽フィルムに含まれる高分子成分の体積ＰＶと金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは１０以下であり得る。前記比率ＭＷ／ＰＶは、他の例示において９以下、８以下、７以下、６以下、５以下、４以下、３以下、２以下、１以下または０．５以下程度であり得る。前記体積比率の下限は、特に制限されず、例えば、約０．１程度であり得る。前記体積比率は、電磁波遮蔽フィルムに含まれる高分子成分と金属フォームの重量と当該成分の密度を通じて算出することができる。
本出願は、また、前記のような形態の電磁波遮蔽フィルムの製造方法に関する。前記製造方法は、前記金属フォームの表面または内部に硬化性高分子組成物が存在する状態で前記高分子組成物を硬化させる段階を含むことができる。
前記方法で適用される金属フォームに対する具体的な内容は、すでに記述した通りであり、製造される電磁波遮蔽フィルムに対する具体的な事項も、上記記述した内容に従うことができる。
前記で適用される高分子組成物も、硬化などを通して前記言及した高分子成分を形成できるものであれば、特別な制限はなく、このような高分子成分は、当業界に多様に公知されている。
すなわち、例えば、公知の成分のうち適切な粘度を有する材料を使用して、公知の方式を通じて硬化を進めて前記電磁波遮蔽フィルムを製造することができる。
上記のような電磁波遮蔽フィルムは、多様な用途に適用され得、一つの例示において発生する電磁波を遮蔽する必要がある多様な装置（例えば、電子製品など）に適用され得る。したがって、本出願は、また、前記のような電磁波遮蔽フィルムが適用された前記装置に関する。このような装置は、例えば、電磁波発生源と；前記電磁波発生源で発生する電磁波を遮蔽することができるように設置された前記電磁波遮蔽フィルムと；を含むことができる。前記で電磁波発生源の種類や装置の構成は、特に制限されない。すなわち、当業界では、電磁波を発生する原因になる構成や、それを遮蔽するための装置の設計などについて公知されており、前記電磁波を遮蔽するために適用された従来の遮蔽手段も大部分フィルムやシート形態であるので、このような公知の方式によって本出願の電磁波遮蔽フィルムを容易に適用して前記装置を製造することができる。
本出願は、優れた電磁波遮蔽能を有し、機械的強度、柔軟性、電気絶縁性、他の構成との接合性、酸化および高温安定性などに優れた電磁波遮蔽フィルムを提供することができる。
実施例で製造された銅フォームの写真である。
以下、実施例および比較例を通じて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記実施例に制限されるものではない。
１．電磁波遮蔽効率の確認方法
実施例などで製造された電磁波遮蔽フィルムの電磁波遮蔽効率は、ＡＳＴＭ‐Ｄ４９３５規格に従う場合に、Ｋｅｙｓｉｇｈｔ社のネットワーク分析器とＥｌｅｃｔｒｏ‐ｍａｔｒｉｃｓ社の測定ジグを使用し、ＡＳＴＭ‐ＥＳ７規格の場合、Ａｎｒｉｔｓｕ社の測定装備とＫｅｙｃｏｍ社の測定ジグを分析ツールとして使用して確認した。
２．気孔サイズの確認方法
適用された金属フォームの気孔サイズは、電子顕微鏡（ＳＥＭ，ＪＥＯＬ，ＪＳＭ‐７６１０Ｆ）を使用して５００倍の倍率で金属フォームを撮影して確認し、気孔が円形でない場合に、長軸と短軸をそれぞれ測定した後に、これを平均して、気孔のサイズとした。
実施例１
金属フォームとしては、銅金属フォームであって、気孔度が約７０％程度であり、前記方式で確認される気孔のうち約９０％以上の気孔サイズが１０μｍ水準である銅フォームを使用した。このような金属フォームは、次の方式で製造した。平均粒径（メディアン粒径、Ｄ５０粒径）が約６０μｍ水準である前記銅粉末１３０ｇ、テキサノール（ｔｅｘａｎｏｌ）１１０ｇ、イソブチルイソブチレート（ｉｓｏｂｕｔｙｌ ｉｓｏｂｕｔｙｒａｔｅ）１４ｇ、エチルセルロース６ｇおよびレベリング剤（ＡＣＭＥ社、Ｓｕｒｆａｄｏｌ３３８）２ｇを混合して、スラリーを製造した。前記スラリーを３５０μｍ程度の厚さのフィルム形態でコートし、１２０℃のオーブンで３０分間乾燥した後に、水素／アルゴンの雰囲気の１，０００℃程度の温度で約２時間の間焼結して、前記金属フォームを製造した。
図１は、実施例１で適用された前記銅フォームの写真である。前記銅金属フォームを熱硬化性シリコン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン））に濡らし、フィルムアプリケーターを利用して最終電磁波遮蔽フィルムの厚さが約４００μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。次に、前記材料を約１２０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、電磁波遮蔽フィルムを製造した。前記電磁波遮蔽フィルムの前記方式で確認した電磁波遮蔽効率は、１００ｋＨｚ～３ＧＨｚで約９５ｄＢ以上であり、１．５～１８ＧＨｚで約８５ｄＢ以上であった。
実施例２
金属フォームとしては、銅金属フォームであって、気孔度が約７０％程度であり、前記方式で確認される気孔のうち約９０％以上の気孔サイズが５０μｍ水準である銅フォームを使用した。このような金属フォームは、実施例１で適用されたスラリーにさらなる成分として平均粒径（メディアン粒径、Ｄ５０粒径）が約５０μｍ水準である高分子ビーズ１０ｇを追加したスラリーを使用して実施例１と同じ方式で金属フォームを製造した。前記金属フォームを使用して実施例１と同じ方式で複合材を製造した。前記電磁波遮蔽フィルムの前記方式で確認した電磁波遮蔽効率は、１００ｋＨｚ～３ＧＨｚで約９５ｄＢ以上であり、１．５～１８ＧＨｚで約８５ｄＢ以上であった。
実施例３
金属フォームとしては、銅金属フォームであって、気孔度が約７０％程度であり、前記方式で確認される気孔のうち約９０％以上の気孔サイズが１００μｍ水準である銅フォームを使用した。このような金属フォームは、実施例１で適用されたスラリーにさらなる成分として平均粒径（メディアン粒径、Ｄ５０粒径）が約１００μｍ水準である高分子ビーズ１０ｇを追加したスラリーを使用して実施例１と同じ方式で金属フォームを製造した。前記金属フォームを使用して実施例１と同じ方式で複合材を製造した。前記電磁波遮蔽フィルムの前記方式で確認した電磁波遮蔽効率は、１００ｋＨｚ～３ＧＨｚで約９０ｄＢ以上であり、１．５～１８ＧＨｚで約７５ｄＢ以上であった。
実施例４
金属フォームとしては、銅金属フォームであって、厚さが約８０μｍ程度であり、気孔度が約７０％程度である銅フォームを使用した。前記銅金属フォームを熱硬化性シリコン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＰＤＭＳ）に濡らし、フィルムアプリケーターを利用して最終電磁波遮蔽フィルムの厚さが約１１０μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。次に、前記材料を約１２０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、電磁波遮蔽フィルムを製造した。前記電磁波遮蔽フィルムのＥＭＩ効率は、約８５～９５ｄＢ（３０～１５００ＭＨｚ）であった。
実施例５
金属フォームとしては、銅金属フォームであって、厚さが約９０μｍ程度であり、気孔度が約７０％程度である銅フォームを使用した。前記銅金属フォームを熱硬化性シリコン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＰＤＭＳ）に濡らし、フィルムアプリケーターを利用して最終電磁波遮蔽フィルムの厚さが約１２０μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。次に、前記材料を約１２０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、電磁波遮蔽フィルムを製造した。前記電磁波遮蔽フィルムのＥＭＩ効率は、約９５～１０５ｄＢ（３０～１５００ＭＨｚ）であった。
実施例６
金属フォームとしては、銅金属フォームであって、厚さが約１２０μｍ程度であり、気孔度が約７０％程度である銅フォームを使用した。前記銅金属フォームを熱硬化性シリコン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＰＤＭＳ）に濡らし、フィルムアプリケーターを利用して最終電磁波遮蔽フィルムの厚さが約１５０μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。次に、前記材料を約１２０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、電磁波遮蔽フィルムを製造した。前記電磁波遮蔽フィルムのＥＭＩ効率は、約１００～１１０ｄＢ（３０～１５００ＭＨｚ）であった。
実施例７
金属フォームとしては、ニッケル金属フォームであって、厚さが約６０μｍ程度であり、気孔度が約６０％程度である銅フォームを使用した。前記銅金属フォームを熱硬化性シリコン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＰＤＭＳ）に濡らし、フィルムアプリケーターを利用して最終電磁波遮蔽フィルムの厚さが約９０μｍ程度になるように過量の組成物を除去した。次に、前記材料を約１２０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、電磁波遮蔽フィルムを製造した。前記電磁波遮蔽フィルムのＥＭＩ効率は、約７０～８０ｄＢ（３０～１５００ＭＨｚ）であった。
比較例１
金属フォームとしては、銅金属フォームであって、気孔度が約７０％程度であり、前記方式で確認される気孔のうち約９０％以上の気孔サイズが１００μｍを超過する銅フォームを使用した。このような金属フォームは、実施例１で適用されたスラリーにさらなる成分として平均粒径（メディアン粒径、Ｄ５０粒径）が約１００μｍを超過する高分子ビーズ１０ｇを追加したスラリーを使用して実施例１と同じ方式で金属フォームを製造した。前記のような金属フォームを使用して実施例１と同じ方式で複合材を製造した。前記電磁波遮蔽フィルムの前記方式で確認した電磁波遮蔽効率は、１００ｋＨｚ～３ＧＨｚで約７５ｄＢ水準であり、１．５～１８ＧＨｚで約６０ｄＢ水準であった。
比較例２
熱硬化性シリコン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＰＤＭＳ）に銅パウダー（平均直径約２０μｍ）を約１０体積％程度の量になるように混合し、フィルムアプリケーターにて約１５０μｍ程度の厚さのフィルム形態に成形し、約１２０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、電磁波遮蔽フィルムを製造した。前記電磁波遮蔽フィルムのＥＭＩ効率は、約０ｄＢ（３０～１５００ＭＨｚ）であった。
比較例３
熱硬化性シリコン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＰＤＭＳ）に銅パウダー（平均直径約２０μｍ）を約３０体積％程度の量になるように混合し、フィルムアプリケーターにて約１５０μｍ程度の厚さのフィルム形態に成形し、約１２０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、電磁波遮蔽フィルムを製造した。前記電磁波遮蔽フィルムのＥＭＩ効率は、約０ｄＢ（３０～１５００ＭＨｚ）であった。
比較例４
熱硬化性シリコン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＰＤＭＳ）にニッケルパウダー（平均直径約２０μｍ）を約１０体積％程度の量になるように混合し、フィルムアプリケーターにて約１５０μｍ程度の厚さのフィルム形態に成形し、約１２０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、電磁波遮蔽フィルムを製造した。前記電磁波遮蔽フィルムのＥＭＩ効率は、約０ｄＢ（３０～１５００ＭＨｚ）であった。
比較例５
熱硬化性シリコン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＰＤＭＳ）にニッケルパウダー（平均直径約２０μｍ）を約３０体積％程度の量になるように混合し、フィルムアプリケーターにて約１５０μｍ程度の厚さのフィルム形態に成形し、約１２０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、電磁波遮蔽フィルムを製造した。前記電磁波遮蔽フィルムのＥＭＩ効率は、約０ｄＢ（３０～１５００ＭＨｚ）であった。
比較例６
銅箔（Ｃｕ Ｆｏｉｌ）に熱硬化性シリコン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ，ＰＤＭＳ）を濡らし、フィルムアプリケーターにて約１３０μｍ程度の厚さのフィルム形態に成形し、約１２０℃のオーブンに約１時間程度維持して硬化させることによって、電磁波遮蔽フィルムを製造した。前記電磁波遮蔽フィルムのＥＭＩ効率は、約９０～１００ｄＢ（３０～１５００ＭＨｚ）であった。

Claims (14)

  1. フィルム形態の金属フォームおよび前記金属フォームの表面または前記金属フォームの内部に存在する高分子成分を含み、
    前記金属フォームの気孔度が６０％～９８％の範囲内であり、
    前記金属フォームの全気孔のうち８０％以上の気孔サイズが１００μｍ以下であり、
    前記金属フォームの厚さが１５０μｍ以上であり、
    ＡＳＴＭ Ｄ４９３５またはＡＳＴＭ ＥＳ７により測定した１００ｋＨｚ～３ＧＨｚでの電磁波遮蔽効率が８５ｄＢ以上であり、１．５～１８ＧＨｚでの電磁波遮蔽効率が７０ｄＢ以上である、電磁波遮蔽フィルム。
  2. ＡＳＴＭ Ｄ４９３５またはＡＳＴＭ ＥＳ７により測定した１００ｋＨｚ～３ＧＨｚでの電磁波遮蔽効率が８６ｄＢ以上であり、１．５～１８ＧＨｚでの電磁波遮蔽効率が７２ｄＢ以上である、請求項１に記載の電磁波遮蔽フィルム。
  3. 前記金属フォームの全気孔のうち８０％以上の気孔サイズが９５μｍ以下である、請求項１又は２に記載の電磁波遮蔽フィルム。
  4. 前記金属フォームの全気孔のうち９０％以上の気孔サイズが１００μｍ以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁波遮蔽フィルム。
  5. 前記金属フォームの厚さＭＴおよび全厚さＴの比率Ｔ／ＭＴが１．０１以上である、請求項１から４のいずれか一項に記載の電磁波遮蔽フィルム。
  6. 前記金属フォームの厚さＭＴおよび全厚さＴの比率Ｔ／ＭＴが２以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載の電磁波遮蔽フィルム。
  7. 前記金属フォームの厚さが２００μｍ以上である、請求項１から６のいずれか一項に記載の電磁波遮蔽フィルム。
  8. 前記金属フォームの気孔度が６５～９８％の範囲内にある、請求項１から７のいずれか一項に記載の電磁波遮蔽フィルム。
  9. 前記金属フォームは、銅、金、銀、アルミニウム、ニッケル、鉄、コバルト、マグネシウム、モリブデン、タングステンおよび亜鉛よりなる群から選択されたいずれか１種または２種以上の金属を含む骨格を有する、請求項１から８のいずれかに記載の電磁波遮蔽フィルム。
  10. 前記高分子成分は、前記金属フォームの表面で表面層を形成している、請求項１から９のいずれか一項に記載の電磁波遮蔽フィルム。
  11. 前記高分子成分は、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アミノ樹脂およびフェノール樹脂よりなる群から選択された一つ以上を含む、請求項１から１０のいずれか一項に電磁波遮蔽フィルム。
  12. 前記高分子成分の体積ＰＶと前記金属フォームの体積ＭＶの比率ＭＶ／ＰＶは、１０以下である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電磁波遮蔽フィルム。
  13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の電磁波遮蔽フィルムを製造する方法であって、
    金属または金属合金を含み、フィルム形態である金属フォームの表面または内部に硬化性高分子組成物が存在する状態で前記硬化性高分子組成物を硬化させる段階を含む方法。
  14. 電磁波発生源と、前記電磁波発生源で発生する電磁波を遮蔽することができるように設置された請求項１から１２のいずれか一項に記載の電磁波遮蔽フィルムと、を含む装置。
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