KR100220535B1 - 정전기 차폐용 가요성 투명필름과 그 필름의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 정전기 차폐용 필름은 캐리어 물질(40)로 된 제1층과, 열가소성 중합체 물질로 된 제2층을 포함하되, 상기 양층은 전기절연성 및 가요성이고 투명하며, 제2층내에는 복수개의 가는 전도성 은줄이 매립되어 있다. 이 은줄은 중합체 물질보다 높은 녹는점을 가지며, 중합체 물질은 캐리어 물질보다 낮은 녹는점을 가진다. 이 필름은 적어도 70의 가시광을 통과시킨다. 이 필름은 치수안정성층 및 열가소성층을 갖는 시이트 중 열가소성층에 은줄을 가한 다음, 이 열가소성층에 그것과 동일한 물질로 제조된 커버시이트를 적층함으로써 제조된다. 상기 열가소성층은 그것의 녹는점까지 가열하며, 커버시이트는 압출하여 용융상태로 적층하는 바, 그러면 커버 시이트가 열가소성층과 혼합되어 단일의 균질층(38)을 형성하게 된다.

이 은줄은 균질층내에 매립되는 본질적으로 2차원적인 전도성 연결망을 형성하며, 약 2g/

Description

[발명의 명칭]

정전기 차폐용 가요성 투명필름과 그 필름의 제조방법

[발명의 배경]

[발명의 분야]

본 발명은 정전계 및 방전에 민감한 제품용 포장재에 관한 것으로, 특히 정전계를 차폐하고 마찰에 의한 정전하 발생을 방지할 수 있으며 그러한 정전하를 급속히 소산시킬 수 있는 가요성 투명 필름( 및 그 필름의 제조방법)에 관한 것이다.

[종래기술의 설명]

정전계의 단순한 존재뿐 아니라 정전 방전도 민감성 전자부품에 대단히 유해하다. 이것은 특히 현대의 반도체와 집적회로의 경우 심각한 바, 작업장내에 정전기가 축적되면 이들의 질이 저하되거나 파손될 수도 있다. 아주 민감한 부품들은 50V 정도의 전위차에 의해서도 심각한 영향을 받을 수 있으나, 간단한 걷는 동작도 마찰에 의해 30,000V 이상의 전위차를 발생시키는 것으로 알고 있다.

전자부품들은 보호하는 가장 공통된 방법 중 하나는, 정전계 및 다른 전자적 영향들로부터 차폐할 수 있는 물질로 제조된 봉지(pouch), 백(bag), 토트박스(tote box) 또는 다른 포장재를 이용해서 그들을 저장, 선적 및 취급하는 것이다. 상기 포장재용 물질들은 포장체로 공급된 정전하를 급속히 소산시키기 위하여 제공될 수도 있으며, 포장체 표면을 따라 마찰전기가 충전되는 것을 방지하거나 최소화할 수 있는 필름을 구비할 수도 있다. 본 발명은 그러한 보호를 제공하기 위해서 포장체로 만들어질 수 있는 필름과, 그러한 필름의 제조방법에 관한 것이다.

이러한 유형의 필름이 제공하는 가장 기본적인 기능은 정전계로부터의 보호이다. 이것은 전형적으로 필름상에 도전성층을 형성하거나 또는 그내에 도전성 물질을 분산시켜서 파라데이 케이지(Faraday cage)를 형성함으로써 이루어진다. 차폐필름을 만드는 다소 복잡한 방법의 일예가 카토 등(Kato et al.)의 미합중국 특허 제 4,645,566호에 개시되어 있다. 이 방법에서는 열가소성 합성 펄프를 열가소성 복합섬유 및 전도성 섬유와 혼합하여 종이형 스톡(stock)을 형성한다. 이 스톡은 웨브내로 형성될 수도 있으며, 그것을 가열하여 적당한 온도에서 건조시킬 때 펄프가 녹으면서 필름으로부터 떠나며, 이때 필름은 그내에 분산된 도전성 섬유층을 갖는다. 전도성 중합체 성분의 펄프를 이용하는 다른 방법은 고까이(Kokai)의 일본국 특허출원 제 60-210667호, 제 60-257234호 및 제 62-42499호에 기술되어 있다.

도전성 중간층을 형성할 때에는 공통적으로 웨브캐리어가 사용된다. 다이몬 등(Daimon et al.)의 미합중국 특허 제 4,939,027호와 제 4,983,452호에 있어서는, 제일 먼저 전도성 섬유와 열가소성 섬유를 포함하는 부직포 웨브를 얻음에 의해서, 성형가능한 정전기 차폐 시이트를 형성하고 있다. 이 웨브는 다른 예로서는, 전도성 섬유와 고온용융성 접착제 섬유를 불규칙적으로 꼬음으로써 형성할 수도 있다. 이 웨브는 2개의 열가소성 필름사이에 배치되며 가열된다. 이것은 필름을 웨브에 결합시키며, 추가로 웨브내의 열가소성 섬유를 용융하여 필름과 혼합시킴으로써 도전성 섬유내의 매립된 층을 떠나게 한다. 웨브나 직물을 이용하는 다른 기법은 고까이의 일본국 특허출원 제 60-34099호, 제 60-143699호, 제 62-47200호, 제 62-122300호, 제 62-275727호 및 제 62-276297호에 개시된 바 있다.

이러한 필름은 정전기 차폐 이외에, 정전하의 급속한 소산을 제공함과 아울러 그러한 전하의 마찰전기 발생을 최소화시킬 수 있도록 취급할 수도 있다. American National Standards Institute EIA standard 541(“Packaging Material Standards for ESD Sensitive Items”, 1988년 6월 출판됨)에 따르면, 이것의 제1특성은 정전기 소산을 위한 것이고 나머지는 대전방지를 위한 것이다. 예를 들면, 에이커프(AKeough)의 미합중국 특허 제 4,623,594호에 있어서는 전자빔 경화성 수지 조성물을 사용할 것을 개시하고 있는 바, 이 조성물은 기재에 가해질 수도 있고 경화시 대전방지특성이 기재를 통해 이동될 수도 있는 것이다.

정전기 차폐, 정전기 소산 및 마찰전기 대전 저항의 특성을 혼합한 일 제품이 옌니 등(Yenni et al.)의 미합중국 특허 제 4,154,344호 및 제 4,156,751호에 개시되어 있다. 이 특허는, 제일 먼저 니켈과 같은 전도성물질을 쌍축배향 중합체 기재, 즉 폴리에스테르의 일 표면에 가함으로써 형성되는 시이트 물질을 개시한다. 그런 다음에는 노출된 니켈표면을 솔벤트 공정에 의해서 보호층으로 피복한다. 이 폴리에스테르 필름의 반대표면으로는 열밀봉성 물질(폴리에틸렌)로 된 필름을 압축한다. 압축된 폴리에틸렌으로는 대전방지물질(예를 들면 2가 암모늄 화합물)이 있으며, 이 폴리에틸렌을 그러한 대전방지제로 추가로 피복할 수도 있다. 상기 금속성 피막 대신, 탄소 함유 플라스틱과 같은 다른 전도성 물질이 사용될 수도 있다.

씨모트(C. Mott)의 미합중국 특허 제 4,756,414호에는 가열밀봉성 플라스틱과 제2의 플라스틱층사이에 전도성층이 제공되는 점외에는 상기와 유사한 제품 및 방법이 개시되어 있다. 이 전도성층은 증착법이나 스퍼터링법에 의해 가해진다. 이 2개의 플라스틱층은 열경화성 접착제를 사용해서 연결시킬 수도 있다. 추가로 고꼬꾸(Kokoku)의 일본국 특허 제 38398/89호를 참조하길 바란다. 레이 등(Ray et al.)의 미합중국 특허 제 4,875,581호에 있어서는 2개의 플라스틱층 사이에 유전물질이 개재되며, 필름의 외측 탄성 중합체층은 도전성층외에, 정전기 소산 성질을 띄게 하는 첨가제도 구비한다. 폴리올레핀과, 에틸렌-아크릴산 및 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체를 갖는 2층 구조를 이용하는 바비넥 등(Babinec et al.)의 미합중국 특허 제 4,906,494호에서와 같이 훨씬 복잡한 방법 및 구조를 갖는 것도 공지된 바 있다. 이 특허에 있어서는 층이 접착제나 고온로울 적층법을 이용해서 연결된다.

더블유. 브라이트너(W. Breitner)의 미합중국 특허 제 3,888,711호에는 다른 적층 필름이 개시되어 있다. 이 필름은 주로 가열된 윈도우나 알람유리로써 사용하기 위해 창안된 것이지만, 브라이트너는 그것이 전자기간섭을 차폐하는 기능을 할 수도 있다는 점을 인식하였다. 사용된 적층 과정에는 열가소성 물질의 시이트에 가해지는 열가소성 및 전도성 필라멘트의 니트가 필요하다. 이 열가소성 및 전도성 필라멘트의 니트가 필요하다. 이 열가소성 필라멘트는 열가소성 시이트와 동일한 물질로 구성되는 것이 바람직하며; 이 열가소성 필라멘트는 적어도 시이트와 융합가능해야 한다. 이 시이트를 고온로울로 공급할 때, 열가소성 필라멘트가 시이트와 융합되어 복수개의 상호연결된 전도성 경로를 형성하는 전도성 필라멘트 연결망을 남긴다. 열간압연 후에는 상기 연결망의 상측에 커버시이트가 배치될 수도 있다 : 고까이의 일본국 특허출원 제 60-81900호에는 다른 적층기법(웨브가 아니고 도전성 스트랜드를 사용하는 것임)이 개시되어 있다.

상술한 여러 가지 기법들의 각자의 결점을 지닌다. 먼저 열거했던 것들은 금속피막이든지 탄소 함유된 것이든지 필라멘트망이든지 상관없이 이 필름 및 이 필름으로 형성한 포장체를 통과하는 가시광의 투과율이 좋지 않다. 상술한 바와 같이, 투과율이 증가하면 정전차폐능력은 감소된다. 상술한 모든 과정 중에서 가장 우수한 투과율은 60이나 제조시 이것에 도달하기는 매우 어렵다는 점도 입증되었다. 더욱이, 이 정도의 투과율에 있어서도 포장체 내에 포함된 물품을 가시적으로 감시할 수는 있지만, 적당한 명료성, 즉 포장체내 수납 물품에 인쇄한 것이 필름의 내면에 밀착되어 있지 않은 경우 그 인쇄를 볼 수 있는 능력을 제공하지 못한다.

웨브, 직물 또는 펄프를 이용해서 형성된 필름의 경우에는, 일반적으로 그 공정이 훨씬 복합하며 따라서 훨씬 고가이다. 또한 유해한 금소망 먼지를 발생시키는 경우도 종종 있다. 이렇게 형성된 필름은 금속피막보다 훨씬 적은 투과율을 갖지만 그 피복공정은 비용을 상당히 상승시킨다. 펄프형 필름은 두께 전체가 전도성이어서 그들의 표면을 절연하는데 추가의 공정단계가 필요하다. 가또 등이 언급한 바와 같이, 이러한 공정으로부터 제조된 필름은 인장강도, 인열강도 및 표면강도가 낮은 열등한 구조적 및 화학적 결합재를 추가로 가진다.

얇은 전도성 필라멘트 연결망은 상술한 문제점 중 상당량을 극복하지만, 과거에 펄프나 웨브를 사용하지 않고 그러한 연결망을 가하는 것은 어려웠다. 브라이트너는 금속스트립을 가하는 작업은 노동이 많이 필요로 하면서도 미리 제조한 특수 니트(또는 필라멘트를 필름에 직접 가하기 위한 특수 기계)가 있어야 된다고 기재하였다.

또한 브라이트너는 아주 가는 전도성 필라멘트를 채용하는 데에는 어려움이 있으나, 이것은 그 연결망을 통해 투과율을 향상시킬 것이기 때문에 바람직할 것이라고 기재하였다. 필라멘트를 이용해서 정전기를 차폐하는 필름과 관련된 또다른 문제는 그 연결망이 투과율을 억제할 만큼 비교적 밀해야 한다는 것이다 : 예를 들면 다이몬 등의 제 4,939,027호에는 그 연결망이 15g/의 최소밀도를 가져야 한다고 기술하고 있다 : 마지막으로, 2개의 중합체층 사이에 전도성 연결망을 배치하면 필라멘트가 놓여있는 연결부에 수축 및/또는 공극이 발생된다. 이것은 투과율 및 명료성에 악영향을 미치며, 또한 벗겨질 가능성을 증가시킬 수도 있다.

상술한 문제중 몇가지는 본 발명의 출원인인 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니(3M)에게 양도된 디코스켄마키(DKoskenmaki)의 미합중국 특허 제 7/270,532호에 개시된 공정에 의해 극복하였다. 가장 최근의 종래기술이 될 것으로 추정되는 그 공정에 있어서는, 전도성 물질로 된 용융스트랜드가 중합체기재위로 직접 분사되고 있으며, 이것은 그 후에 추가로 적층될 수도 있다. 그런데, 용융필라멘트를 제공하는데 필요한 이 장치는 비교적 비싸며 명백한 위험성도 갖고 있다. 또한 코스켄마키의 이 예시적인 적층필름은 필라멘트 연결망에 접속부가 형성되기 때문에, 수축 및/또는 공극이 발생될 수 있고 접속부가 벗겨질 수도 있다. 따라서, 가는 전도성 필라멘트의 매우 엉성한 연결망을 중합체 시이트에 가하되, 거의 2차원적 전도성 연결망이 형성되는 경우에도 필라멘트 주변의 접속부가 식별가능하지 않도록 필라멘트를 배치함으로써 투과율과 명료성이 개선된 정전기 차폐 필름을 제조하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 이 필라멘트는 용융상태에서 가해지지 않아야 한다.

[발명의 요약]

상술한 목적은 전기절연성, 가요성 및 치수안정성을 갖는 투명한 캐리어 물질로 된 제1의 층과, 상기 제1층에 결합되며 전기 절연성, 가요성 및 열가소성을 갖는 투명한 중합체 물질로 된 제2의 층을 포함하되, 상기 제2층내에 거의 2차원적인 전도성 연결망을 형성하는 복수개의 도전성 은줄이 매립되게 되는 필름에 의해 달성된다. 이 필름의 전체 두께는 비교적 얇은 바, 예를 들면 약 10이고, 이 은줄은 2g/만큼 적은 양으로 존재하므로 완성된 정전기 차폐 필름은 가시광의 적어도 70, 심지어는 가시광의 85이상까지도 통과시킬 수 있을 것이다. 이 은줄은 중합체 물질의 녹는점보다 높은 녹는점을 갖는 것이 좋으며, 이 중합체 물질은 캐리어 물질의 녹는점보다 낮은 녹는점을 갖는다.

이 필름은 치수안정성층과 열가소성층을 갖는 시이트물질에 은줄을 가하되, 이 열가소성층이 치수안정성층의 녹는점보다 낮은 녹는점을 갖도록 된 공정에 의해 제조된다. 이 은줄은 열가소성층의 표면에 가해진다. 그런 다음에는 열가소성층과 혼화되는 열가소성 물질을 시이트 형태로 압출하여 은줄위로 배치하는 바, 그동안 이 물질은 용융된 상태로 열간압연시켜서 이 압출시이트와 열가소성층이 단일의 균질층내로 혼합될 수 있게 한다. 이 은줄은 기계적 조절판, 자석 및 정전기식 흡착기를 사용해서 시이트 물질에 가해질 수도 있고, 층이 용융상태에 있을 때 열가소성층의 표면상에 취입될 수도 있다.

[도면의 간단한 설명]

본 발명의 신규한 특징 및 범위는 청구범위에 규정하고 있다. 그러나, 본 발명 자체는 첨부도면을 참조로 하면 가장 잘 이해할 수 있을 것이다.

제1(a)도 및 제1(b)도는 본 발명의 서로 다른 실시예에 따른 정전기 차폐 필름을 제조하는데 사용되는 장치의 측면도.

제2도는 은줄을 갖는 시이트 물질이 압출 커버 시이트로 적층되는 상황을 도시하는 확대단면도.

제3도는 본 발명의 공정으로 제조된 정전기 차폐 필름의 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 정전기 차폐 필름으로부터 제조된 봉지의 사시도.

[바람직한 실시예의 설명]

도면, 특히 제1(a)도 및 제1(b)도에는 본 발명에 따라 정전기 차폐 필름을 제조하는 두 가지 방법을 도시하였다. 이 필름의 세가지 기본물질요소는 공급로울(12)상에 권취된 시이트물질(10)과, 다른 공급로울(16)상에 제공될 수도 있는 토우(tow)(14)내에 함께 모이는 도전성 스트랜드와, 다이(20)로부터 압출되는 커버시이트(18)이다.

이 시이트물질(10)은 절연성(어느 것이나 가능함) 및 가요성 캐리어 물질, 바람직하게는 중합체 물질로 제조된 제1층과, 도전성, 가요성 및 열가소성을 갖는 제2의 중합체 물질로 제조된 제2층을 포함한다. 제2 중합체 물질의 녹는점은 제1의 중합체(캐리어)물질의 녹는점보다 낮아야 하며, 양층은 본질적으로 투명해야 한다. “투명”이라는 말은 적어도 70의 가시광을 통과시킬 수 있다는 뜻이다.

제1 중합체 물질로 적합한 중합체의 예로는 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 나일론을 들 수 있다. 제1 중합체 물질은 신장 등의 방법을 이용해서 쌍축 방향으로 배향되며 치수가 안정되도록 제조된 것이 바람직하다. 제2 중합체 물질은, 예를 들면 저-밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 에틸렌 에틸아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택할 수도 있다. 시이트물질(10)은 30-80정도로 아주 얇은 것이 바람직한 바, 바람직한 실시예에 있어서, 시이트물질(10)은 스코치파(SCOTCHPAR)로 알려져 있는 3m사의 중합체 필름이며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 제1층과 폴리에틸렌으로 이루어진 제2층을 포함하고, 상기 PET층의 두께는 약 23이고 폴리에틸렌 의 두께는 약 20로서 총 두께가 약 43이다. 시이트 물질(10)의 폭은 필름의 원하는 용도에 따라 예를 들면 작은 봉지인지 큰 백인지에 따라 상당히 변화될 수도 있다. 예를 들면, 그 폭은 5내지 수 m 일 수도 있다.

토우(14)는 한데 뒤얽혀 꼬여서 로우프 형상의 토우를 형성하는 복수개의 아주 긴 도전성 스트랜드나 짧은 은줄을 포함할 수도 있다. 이 스트랜드 또는 은줄은 매우 가늘어야 하는 바, 예를 들면 그 직경이 약 12이하일 것이다. 이 스트랜드 또는 은줄은 다양한 금속 및 합금, 예를 들면 스테인레스 강, 은 또는 구리로 형성될 수도 있다. 바람직한 실시예에 있어서는 미합중국 조지아 마리에타 조재의 베커트 스틸 와이어 코포레이션(Bekaert Steel Wire Corp.)이나 미합중국 플로리다 델란드 소재의 멤커 엔지니어드 머티어리얼즈(Memcor Engineered Materials)로부터 구입할 수도 있는 여러개의 동일한 토우가 사용된다.

각 토우는 어느 토우냐에 따라 달라지기는 하지만 약 50, 100또는 200의 평균길이를 갖는 복수개의 은줄을 포함하는 바, 이 은줄은 엇갈리거나 한데 꼬여서 직경이 8-15인 응집성 로프를 형성한다. 이 토우는 너무 거칠게 취급하지 않는다면 그들의 형태가 유지될 수 있을 정도의 인장강도를 갖는 바, 다시 말해서 인열이나 과도한 신장없이 적당한 거리를 주행할 수도 있어야 할 것이다. 폭이 약 30m 인 필름을 제조하는 경우에는 상술한 토우를 4개 사용하는 것이 적합하다.

커버시이트(18)용 물질은 시이트 형태로 압출될 수도 있는 열가소성 중합체이며, 시이트(10)의 제2층 위에 적층될 수 있는 것이면 어느 것이나 가능하다. 압출된 시이트(18)용 물질은 시이트(10)에 사용되는 제2의 중합체 물질과 동일한 것이 바람직하며, 후술하는 바와 같이 적어도 제2의 중합체 물질과 혼화되기 쉬워야 한다. 커버시이트(18)로 바람직한 물질은 저밀도 폴리에틸렌이며, 약 20-80의 두께로 공급되는 것이 바람직하다.

제1(a)도를 계속 참조하면, 은줄 토우(14)가 시이트물질(10)의 위쪽에 놓이는 닙로울(22)을 통과해서 공급되는 것을 도시하고 있다. 이 닙로울은 직경이 약 2.5이고 시이트(10)보다 약 2.5위쪽에 배치되는 것이 바람직하다. 이 은줄 토우(14)는 시이트(10)의 이동속도보다 훨씬 느린 속도로 닙로울(22)을 통해 공급된다. 예를 들면, 피트당 약 0.67g의 중량을 갖는 은줄 토우를 이용해서 폭이 1m인 시이트(10)위로 평방 미터당 3g의 은을 가하기 위해서는, 닙속도가 시이트(10) 이동속도의 약 1/70이어야 한다.

이 은을 규칙적인 패턴(예를 들면 제2의 닙로울을 이용하여 제2의 수직 은줄층을 만들어서 된 격자패턴을 들 수 있음)으로 공급할 수도 있지만, 마구잡이 형태로 공급하는 것이 바람직할 것이다. 제1(a)도의 바람직한 실시예에 있어서는 각 은줄의 길이가 5내지 20인 은줄토우를 사용할 필요가 있는 반면, 제1(b)도의 실시예에 있어서는 은줄 또는 스트랜드의 길이가 약 5미만이어야 한다. 또한 제2층이 점착성을 충분히 가질 만큼 시이트(10)를 가열하는 것(예를 들면 고온 로울(24)을 사용해서 제2층을 용융시킬 수도 있음)이 바람직한 바, 그렇게 하면 은줄이 그 표면에 보다 용이하게 접착될 수 있지만 이것이 반드시 필요한 것은 아니다. 또한, 다른 수단을 이용해서, 예를 들면 접착제를 가해서, 제2의 점착성 층의 표면을 만들 수 있으나, 이것은 문제점을 양산하게 될 수도 있다. 그 변형에로서, 은줄을 시이트와 접촉시키는 편향판(26)이나 핀치로울 같은 기계적 수단에 의해서 은줄을 시이트(10)에 부착시킬 수도 있다. 그것의 또 다른 변형예로서, 시이트(10) 하측에 자기 또는 정전 하전판(28)과 같은 수단을 제공해서 은줄이 시이트(10)쪽으로 전자기적으로 끌어당겨지게 할 수도 있다. 물론 이러한 방법은 은줄을 자성물질 또는 상자성물질로 구성해야 할 필요가 있다.

은줄을 가할 때 그들은 본질적으로 이차원적 연결망을 형성하는 바, 이 은줄들은 약간씩 중첩되어 연결망 전체가 전도성이 되게 한다. 은줄을 시이트(10)위에 용착하고 난 후, 이 시이트는 3개의 실린더(30)(32)(34)군을 통해 공급된다. 시이트(10)를 (고온로울(24) 같은 것에 의해) 이전에 가열해 두지 않았다면, 실린더(30)는 시이트(10)의 제2층을 용융시킬 만큼은 뜨거워야 하지만 시이트(10)의 제1층을 용융시킬 만큼은 뜨겁지 않아야 한다. 앞에서 예시했던 PET 및 폴리에틸렌 물질의 경우에는 고온로울(24)(또는 실린더(30))의 온도가 약 120-150℃이어야 한다. 그러면 압출된 커버시이트(18)가 실린더(30)(32) 사이에 압착될 때(제2도에 도시함) 시이트(10)의 제2층에 용이하게 결합될 것이다. 실린더(32)(34)는 형성된 필름(36)을 안정화시키기 위해서 냉각되는 것이 바람직하다. 이 필름(36)은 권취로울(37)위로 감길 수도 있다.

이제 제3도를 참조하면, 커버시이트(18)를 형성하는 물질은 시이트(10)의 제2층의 제2중합체 물질과 혼화되기 쉽고, 바람직하게는 그것과 동일하기 때문에, 2개의 물질이 서로 혼합되어 단일의 균질층(38)을 형성한다. 그러나 이 열가소성층(38)은 시이트(10)의 제1층(40)과 확실한 경계선을 이루고 있다. 본 발명의 중요한 특징은 은줄(42)이 균질층(38)내에 매립되는 방식에 있다. 은줄(42)을 커버시이트(18) 물질과 혼화되는 물질에 가할 때 은줄은 은줄 연결망 주변에 눈에 뜨이는 접속부를 형성함이 없이 상기 단일 층내에 매립된다. 이것은 필름(36)의 수축과 공극 형성을 최소화시키고 필름의 일체성을 증가시킨다. 또 다른 접속부의 발생방지는 또한 투과율을 증가시킨다.

제1(a)도와 제1(b)도의 방법간의 유일한 차이점은 은줄(42)을 시이트(10)에 가하는 방식에 있다. 제1(b)도에 있어서는 은줄(42)을 토우(42)로부터 먼쪽으로 끌어당겨서 공급기-분리기(44)에 의해 시이트(10)상으로 취입한다. 이 장치는 토우(14)를 대단히 정밀한 이송속도로 로울을 통해 공급하는 한쌍의 역회전 로울(46)을 이용한다. 공급로울(46)보다 훨씬 빠른 속도로 이동하는 한쌍의 역회전 가속로울(48)은 토우로부터 은줄을 당겨 낸다. 그 후 이 은줄은 미합중국 오하이오 신시네티 소재의 보텍 코포레이션(Vortec Corp.)으로부터 구입가능한 트랙스벡터 블라우어(TRANSVECTOR blower)(50)에 의해서 시이트(10)상으로 취입된다. 이 블라우어(50)는 2개의 공기 호오스(51)를 구비한다.

제1(b)도의 바람직한 실시예에 있어서, 공급로울(46)중 하나는 고무로 제조되며; 가속로울(48)중 하나는 스테인레스강이고 나머지 하나는 페놀산 피막을 갖는 강이다. 아주 미세하게 널링된 표면을 갖는 플라즈마 피복로울(그러나 약 80Rc의 경도를 가짐)이 보다 긴 수명을 가질 수도 있다. 이 로울쌍의 가압하기 위해서 에어스프링(air spring)이 사용될 수도 있는 바, 예를 들면 공급로울(46)과 가속로울(48)의 양자에 20-90 뉴톤의 최대 닙력을 제공할 수도 있다.

가속로울은 공급로울보다 약 350배 빠른 속도로 이동되는 것이 바람직하다. 예를 들면 약 8의 직경을 갖는 은줄을 사용할 때, 공급로울(46)이 약 5/분의 선형 공급속도로 이동하면 가속로울(48)는 약 1,750/분의 속도로 이동할 수도 있다. 벤투리 블라우어(50)에 의해 제공된 적층 공기흐름은 6-30m/분의 속도를 갖는다. 이 공기 흐름은 은줄을 시이트(10)로 반송하기 위해서 진공 스크린(도시하지 않음)을 사용하는 경우, 이를테면 150m/분까지 증가될 수 있을 것이다.

상술한 실시예에 대한 여러 가지 변형예를 사용할 수 있다. 예를 들면 은줄(42)을 제2도의 시이트(10)층 쪽으로 끌어당겨 그것에 부착시키기 위해서 실린더(30)(가열될 수도 있음)를 자화시킬 수도 있다. 또한, 이 은줄은 시이트(10)가 아닌 압출된 시이트(18) 상에 직접 용착시킬 수도 있다. 어떤 경우에든 가는 은줄망을 가하기 위하여 상술한 방법을 사용하는 것은 필름의 금속화(증기피복)와 같은 다른 방법을 이용할 때와 비교할 때 굉장한 비용절감을 이룬다.

이 공정으로 제조된 필름(36)은 정전기 차폐 뿐만 아니라 전자기 간섭(EMI)도 차폐하는 역할을 한다. 강한 EMI 신호를 차폐하기 위해서는 은줄 연결망을 보다 밀하게 제공할 필요가 있다. 그러나, 필요한 양은 종래기술에서 필요했던 것보다는 훨씬 적다. 예를 들면, 상술한 바와 같이 다이몬 등의 제 4,939,027호에는, 그 연결망이 EMI 차폐를 제공하기 위해서는 15g/의 최소밀도를 가져야만 한다고 기재되어 있다. 본 발명에 따라 형성된 필름이 상술한 것과 동일한 차폐를 제공하기 위해서는 15g/의 은줄보다 적은 양만 있으면 되며, 바람직한 양은 약 10g/밀도이다. 그러나 EMI 차폐를 제공하지 않고 정전기 차폐용으로만 보호가 필요하다면, 은줄의 밀도를 2g/이하로 하는 것이 적당하다는 점을 알게 되었다.

필름(36)는 시이트(10)(18)를 형성하는 중합체 화합물에 대전방지/정전기 소산제를 추가함으로써, 또는 필름(36)의 외면에 그러한 제거제를 (종래기술에 의해) 도포함으로써 추가로 변경시킬 수 있다. 그러한 것은 널리 공지되어 있는 바, 그 예로서는 4기 암모늄 화합물을 들 수 있다. 바람직한 대전방지화합물로는 3M 사가 FC170C(옥토퍼플루오로 폴리에스테르 술포나미드)라는 브랜드명으로 판매하고 있는 것이 있으며, 필름내에 0.1 내지 0.4 중량가 함유되고 있다. 대전방지체가 함유되든 도포되든 상관없이 필름(36)의 투과율은 적어도 70이상인 바, 상술한 과정에 따라 제조된 필름을 검사한 결과 85정도의 투과율을 보였다. 게다가, 필름(36)은 전자부품뿐만 아니라, 전기장/방전에 민감할 수도 있는 물질 또는 장치, 예를 들면 화학약품이나 조제약품에 대한 보호도 제공할 수 있다. 필름(36)을 제4도에 도시한 봉지(54)와 같은 다양한 포장체로 형성할 수도 있다. 이 봉지(54)는 필름(36)을 종방향으로 접어서 일 가장자리(56)를 형성한 다음 이 필름(36)을 그것의 길이와 횡방향인 2개의 선(58)(60)을 따라 동시에 가열밀봉한 후 이 가장자리(58)(60)에서 필름(36)을 절단함으로써 형성할 수 있다. 이와 관련해서, 시이트(10)에 사용된 2개의 중합체 물질중 하나는 가열 밀봉성(예를 들면 폴리에틸렌)이어야 한다.

이상에서는 본 발명을 상술한 실시예와 관련해서 기술하였지만, 이 설명은 한정하는 의미로 구성한 것은 아니다. 당업자라면 본 발명의 설명을 참조하면 본 발명의 여러 가지 실시예 뿐 아니라 그것의 각종 변경에도 명확히 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 토우(14)의 은줄을 시이트(10)로 가하는 것에 대해 여러 변형예가 있을 수 있지만 이에 대해서는 개시하지 않았다. 또한, 시이트 물질(10)의 제1층은 그것의 제2층을 형성하는 중합체 물질로부터 해제가능한 캐리어를 포함할 수도 있다. 마지막으로, 형성된 필름(36)은 마이크로파 오븐과 같은 정전기 차폐 이외의 다른 용도도 있다. 따라서, 첨부한 청구범위는 본 발명의 진실한 범주에 속하는 그러한 변경예를 포함하는 것으로 생각된다.

Claims (26)

1. 정전기 차폐용 필름을 제조하기 위한 방법에 있어서, 전기절연성 및 가요성을 갖는 투명한 캐리어 물질로 형성된 제1층과, 전기절연성, 가요성 및 열가소성을 갖는 투명한 중합체 물질로 형성되며 상기 캐리어 물질보다 녹는점이 낮은 제2층을 구비하는 제1시이트를 얻는 단계와; 상기 제1시이트의 제2층에 녹는점이 상기 중합체 물질의 녹는점보다 높은 복수개의 전도성 은줄을 가함으로써, 상기 제2층 상에 본질적으로 2차원적인 전도성 연결망을 형성하는 단계와; 상기 제1 시이트의 제2층에 용융상태에 있고 상기 중합체 물질과 혼화되기 쉬운 제2 시이트를 적층함으로써, 상기 제2 시이트가 상기 제2층에 적층될 때, 상기 제2 시이트와 상기 제2층이 균질의 단일 층이 되고 상기 균질층내에는 상기 전도성 은줄 연결망이 매립되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가하는 단계는 : 상기 은줄을 전자기적으로 끌어당기는 수단을 제공하는 단계와; 상기 끌어당기는 수단위로 상기 제1 시이트의 제2층이 위를 향하게 하여 상기 제1 시이트를 공급하는 단계와; 상기 끌어당기는 수단 근방의 상기 제2층 위로 상기 은줄을 배치하는 단계를 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 가하는 단계는 : 상기 제1 시이트의 제2층을 녹일 수 있을 정도로 가열되어 있는 실린더 위로 상기 제1 시이트의 제1층을 직면시키면서 상기 제1 시이트를 끌어당기는 단계와; 제1쌍의 역회전 로울과, 그것보다 고속으로 회전하는 제2쌍의 역회전 로울을 통해 은줄 물질의 토우를 공급하여, 상기 은줄이 상기 제2 로울에서 상기 토우로부터 당겨지도록 하는 단계와; 상기 제1 시이트의 용융된 제2층 위로 상기 은줄을 취입하는 단계를 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 가하는 단계는 : 상기 은줄을 상기 제1 시이트쪽으로 편향시키는 기계적 수단을 제공하는 단계와; 상기 편향수단위로 상기 제1 시이트의 제2층이 위를 향하게하여 상기 제1 시이트를 공급하는 단계와; 상기 편향수단 근방의 상기 제2층 위로 상기 은줄을 배치하는 단계를 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 시이트의 제2층도 역시 상기 적층 단계 중 용융상태에 있는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 은줄은 약 15g/이하의 양이 상기 제1 시이트의 제2층에 가해지도록 된 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 은줄은 약 2g/이하의 양이 상기 제1 시이트의 제2층에 가해지도록 된 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 물질은 중합체이고, 상기 제1 시이트를 형성하기 앞서 신장되어 상기 캐리어 물질을 쌍축 배향 및 치수 안정화시키도록 된 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 시이트의 캐리어 물질이나 상기 제2 시이트의 중합체 물질 중 어느 하나에 대전방지제를 혼합하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 제1 시이트의 제1층이나 상기 균질층 중 어느 하나에 대전방지제를 피복하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 필름을 포장체로 형성하는 단계를 추가로 포함하되, 이 단계는; 상기 필름을 절곡된 가장자리가 형성되도록 접는 것과; 상기 절곡된 가장자리와 대체로 직교하는 2개의 직선을 따라 상기 필름을 가열 밀봉하여, 2개의 가열 밀봉된 가장자리를 형성하는 것과; 상기 가열 밀봉된 가장자리에서 상기 필름을 전달하는 것을 구비하는 방법.
12. 적어도 70의 가시광이 통과할 수 있도록 제1항의 방법에 따라 제조된 필름.
13. 정전기 차폐용 필름을 제조하기 위한 방법에 있어서, 전기절연성, 가요성 및 치수안정성을 갖는 투명한 제1층의 중합체 물질로 형성된 제1층과, 전기절연성, 가요성 및 열가소성을 갖는 투명한 제2의 중합체 물질로 형성되며 상기 제1의 중합체 물질보다 녹는점이 낮은 제2층을 구비하는 제1 시이트를 얻는 단계와; 상기 제1 시이트의 제2층을 녹일 수 있을 정도로 가열되어 있는 제1 실린더 위로 상기 제1 시이트를 제1층을 접촉시키면서 상기 제1 시이트를 끌어당기는 단계와; 한쌍의 공급 로울과, 그것보다 고속으로 회전하는 한쌍의 가속 로울을 통해 은줄 물질의 토우를 공급하여, 상기 은줄이 정확한 일속도에서 상기 토우로부터 당겨지도록 하는 단계와; 상기 제1 시이트의 용융된 제2층 위로 녹는점이 상기 제2 중합체 물질의 녹는점보다 높은 상기 은줄을 취입함으로써, 상기 제2층상에 본질적으로 2차원적인 전도성 연결망을 형성하는 단계와; 상기 제1 시이트의 제2층에 용융상태에 있고 상기 제2의 중합체 물질로 형성된 제2 시이트를 적층함으로써, 상기 제2 시이트가 상기 제2층에 적층될 때, 상기 제2 시이트와 상기 제2층이 균질의 단일 층이 되고 상기 균질층내에는 상기 전도성 은줄 연결망이 매립되도록 하는 단계를 포함하는 방법.
14. 전기절연성 및 가요성을 갖는 투명한 캐리어 물질로 된 제1층과; 전기절연성, 가요성 및 열가소성을 갖는 투명한 중합체 물질로 되며, 상기 제1층에 결합되는 제2층과; 상기 제2층내에 매립되어 본질적으로 2차원의 전도성 연결망을 형성하고, 녹는점이 상기 중합체 물질의 녹는점보다 높은 복수개의 전도성 은줄을 포함하는 정전기 차폐용 필름.
15. 제14항에 있어서, 상기 캐리어 물질은 중합체이고, 녹는점이 상기 중합체 물질의 녹는점보다 높은 필름.
16. 제14항에 있어서, 상기 제1층이나 상기 제2층 중 어느 하나가 대전방지제를 구비하는 필름.
17. 제14항에 있어서, 약 100이하의 총 두께를 갖는 필름.
18. 제14항에 있어서, 적어도 70의 가시광이 통과하는 필름.
19. 제14항에 있어서, 상기 은줄은 약 8이하의 평균직경을 갖는 필름.
20. 제14항에 있어서, 상기 은줄은 자성물질 또는 쌍자성 물질로 형성된 필름.
21. 제14항에 있어서, 상기 중합체 물질은 저밀도 폴리에틸렌, 선형의 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 에틸렌 에틸아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택된 필름.
22. 제14항에 있어서, 상기 은줄은 15g/미만의 양으로 존재하는 필름.
23. 제14항에 있어서, 상기 은줄은 2g/이하의 양으로 존재하는 필름.
24. 제15항에 있어서, 상기 중합체 캐리어 물질은 쌍축 배향되고 치수안정적인 필름.
25. 제24항에 있어서, 상기 중합체 캐리어 물질은 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 나일론으로 구성된 군으로부터 선택된 필름.
26. 정전계로부터 보호하기 위한 가요성 투명 필름에 있어서, 제1 및 제2표면을 가지며, 폴리에스테르, 폴리프로필렌 또는 나일론으로 구성된 군으로부터 선택되고, 전기절연성, 가요성 및 치수안정성을 갖는 투명한 제1의 중합체 물질로 된 제1층과; 제1 및 제2의 표면을 가지며, 녹는점이 상기 제1의 중합체 물질보다 높고, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 또는 에틸렌 에틸아크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택되고, 상기 제1표면이 상기 제1층의 상기 제2표면에 결합되며, 전기절연성, 가요성 및 열가소성을 갖는 토명한 제2의 중합체 물질로 된 제2층과; 상기 제1 표면 근방에서 상기 제2층내에 매립되어 본질적으로 2차원적인 전도성 연결망을 형성하고, 녹는점이 상기 제2 중합체 물질의 녹는점보다 높고, 약 2g/이하의 양으로 존재하는 복수개의 스테인레스강 은줄:을 포함하고, 상기 필름은 적어도 70이상의 가시광을 통과시키게 된 필름.