KR101688471B1 - 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름 및 그 제조 장치 - Google Patents

선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름 및 그 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 다양한 주파수의 전자파에 대하여 양호한 흡수능을 가질 뿐만 아니라, 전자파 흡수능의 이방성(異方性)이 낮은 전자파 흡수체에 바람직하게 사용할 수 있는, 선상흔(線狀痕)이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름 및 그 제조 장치를 제공한다. 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은, 플라스틱 필름과, 그 적어도 일면에 설치한 단층(單層) 또는 다층의 금속 박막을 가지고, 금속 박막에 다수의 실질적으로 평행이며 단속적(斷續的)인 선상흔이 불규칙한 폭 및 간격으로 복수 방향으로 형성되어 있다. 또한, 그 제조 장치는, 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 금속 박막에 선상흔을 형성하도록 배치된 다수의 고경도(高硬度) 미립자를 표면에 가지는 복수의 패턴 롤러와, 패턴 롤러를 복합 필름에 가압하는 수단을 구비하고, 복수의 패턴 롤러는 복합 필름의 금속 박막에 슬라이드 접촉하는 면 내에 있어서 서로 다른 방향을 향하고 있다.

Description

선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름 및 그 제조 장치{METAL THIN FILM-PLASTIC FILM COMPOSITE FILM WITH LINEAR STREAKS AND APPARATUS FOR PRODUCING SAME}
본 발명은, 전자파 흡수능의 이방성(異方性)이 낮은 전자파 흡수체에 바람직하게 사용할 수 있는, 선상흔(線狀痕)이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름 및 그 제조 장치에 관한 것이다.
퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화기, 유료 도로의 자동 요금 징수 시스템(ETC), 무선 LAN 등의 전자 기기나 통신 기기의 시스템에는, 전자파의 누출 및 진입을 방지하는 전자파 흡수체가 사용되고 있다. 전자파 흡수체에는, 광범위한 주파수의 전자파를 양호하게 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 입사 방향에 따른 전자파 흡수능의 차이(전자파 흡수능의 이방성)가 적을 필요가 있다. 또한, ETC 등과 같이 원편파(circularly polarized wave)를 사용하는 시스템에서는, TE파(입사면에 대하여 전계 성분이 수직인 전자파) 및 TM파(입사면에 대하여 자계 성분이 수직인 전자파)의 양쪽 모두 양호한 효율로 흡수할 필요가 있으며, 이러한 요구를 만족시키는 전자파 흡수체도 요구되고 있다.
현재 널리 사용되고 있는 것은 금속으로 된 시트 또는 네트로 이루어지는 전자파 흡수체이지만, 최근 플라스틱 시트에 금속 증착막을 형성한 전자파 흡수 시트도 제안되어 있다. 예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 평9-148782호는, 플라스틱 필름과, 그 양면에 형성한 제1 및 제2 알루미늄 증착막으로 이루어지고, 제1 알루미늄 증착막은 비도통의 선형 패턴으로 에칭되어 있고, 제2 알루미늄 증착막은 그물형 도통 패턴으로 에칭되어 있는 전자파 흡수 시트를 제안하고 있다. 그러나, 이 전자파 흡수 시트의 선형 패턴 및 그물형 패턴은 모두 규칙적이므로, 광범위한 주파수의 전자파를 양호한 효율로 흡수할 수 없고, 또한 전자파 흡수능의 이방성이 크다.
일본 특허출원 공개번호 평 11-40980호는, 플라스틱 필름의 일면에 차례로 구리 증착층 및 니켈 증착층을 형성하여 이루어지는 전자파 차폐재를 제안하고 있다. 그러나, 이 전자파 차폐재는 전자파 흡수능이 충분하지 않을 뿐만 아니라, 그 이방성이 크다.
일본 특허출원 공개번호 평 9-148782호 일본 특허출원 공개번호 평 11-40980호
따라서, 본 발명의 목적은, 다양한 주파수의 전자파에 대하여 양호한 흡수능을 가질 뿐만 아니라, 전자파 흡수능의 이방성이 낮은 전자파 흡수체에 바람직하게 사용할 수 있는, 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름 및 그 제조 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 감안하여 연구를 거듭한 결과, 본 발명자는, (a) 플라스틱 필름에 형성한 금속 박막에, 다수의 실질적으로 평행이며 단속적(斷續的)인 선상흔을 불규칙한 폭 및 간격으로 복수 방향으로 형성하면, 다양한 주파수의 전자파에 대하여 양호한 흡수능을 가질 뿐만 아니라, 전자파 흡수능의 이방성이 낮은, 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 얻을 수 있는 것과, (b) 이와 같은 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은, 다수의 고경도(高硬度) 미립자를 표면에 가지는 복수의 패턴 롤러를 축선 방향이 상이하도록 구비하는 장치에 의해 제조할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 전자파 흡수능의 이방성이 저감된 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은, 플라스틱 필름과, 그 적어도 일면에 설치한 단층(單層) 또는 다층의 금속 박막을 가지고, 상기 금속 박막에 다수의 실질적으로 평행이며 단속적인 선상흔이 불규칙한 폭 및 간격으로 복수 방향으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 금속 박막은 알루미늄, 구리, 니켈 또는 이들 합금으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 선상흔의 폭은 90% 이상이 0.1∼1,000 ㎛의 범위 내에 있으며, 평균 1∼100 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 선상흔의 간격은 0.1㎛∼5㎜의 범위 내에 있으며, 평균 1∼100 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 선상흔은 적어도 2방향으로 배향하고 있고, 그 교차각은 10°∼90°인 것이 바람직하다.
상기 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 제조하는 본 발명의 장치는, 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 금속 박막에 선상흔을 형성하도록 배치된 다수의 고경도 미립자를 표면에 가지는 복수의 패턴 롤러와, 상기 패턴 롤러를 상기 복합 필름에 가압하는 수단을 구비하고, 상기 복수의 패턴 롤러는 상기 복합 필름의 금속 박막에 슬라이드 접촉하는 면 내에 있어서 서로 다른 방향을 향하고 있고, 이에 따라 상기 금속 박막을 상기 복수의 패턴 롤러에 차례로 슬라이드 접촉시킴으로써, 상기 금속 박막에 다수의 실질적으로 평행이며 단속적인 선상흔을 복수의 방향으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 의한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 제조 장치(제1 장치)는 2개의 패턴 롤러를 가지고, 양 패턴 롤러는 상기 복합 필름의 폭 방향에 대하여 서로 반대 측으로 경사져 있다.
제1 장치의 바람직한 예는, (a) 다수의 고경도 미립자를 표면에 가지고, 상기 복합 필름의 폭 방향과 상이한 방향으로 배치된 상류측의 제1 패턴 롤러와, (b) 다수의 고경도 미립자를 표면에 가지고, 상기 복합 필름의 폭 방향과 상이한 방향으로 배치된 하류측의 제2 패턴 롤러와, (c) 상기 제1 패턴 롤러 및 상기 제2 패턴 롤러의 주변에 배치된 복수의 푸시(push) 롤러를 구비하고, 양 패턴 롤러는 상기 복합 필름의 폭 방향에 대하여 서로 반대 측으로 경사져 있고, 상기 금속 박막을 푸시 롤러로 가압한 상태에서 상기 제1 패턴 롤러 및 상기 제2 패턴 롤러에 슬라이드 접촉시키고, 이에 따라 상기 금속 박막에 다수의 실질적으로 평행이며 단속적인 선상흔을 복수 방향으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 의한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 제조 장치(제2 장치)는 2개의 패턴 롤러를 가지고, 한쪽 패턴 롤러는 상기 복합 필름의 폭 방향에 평행이며, 다른 쪽 패턴 롤러는 상기 복합 필름의 폭 방향에 대하여 경사져 있다.
제2 장치의 바람직한 예는, (a) 다수의 고경도 미립자를 표면에 가지고, 상기 복합 필름의 폭 방향과는 상이한 방향으로 배치된 제1 패턴 롤러와, (b) 다수의 고경도 미립자를 표면에 가지고, 상기 복합 필름의 폭 방향에 평행으로 배치된 제2 패턴 롤러와, (c) 상기 제1 패턴 롤러 및 상기 제2 패턴 롤러의 주변에 배치된 복수의 푸시 롤러를 구비하고, 상기 제1 패턴 롤러 및 상기 제2 패턴 롤러 중 어느 한쪽이 상기 복합 필름의 주행 방향에 대하여 상류측에 위치하고, 다른 쪽이 하류측에 위치하고, 상기 금속 박막은 푸시 롤러로 가압된 상태에서 상기 제1 패턴 롤러 및 상기 제2 패턴 롤러에 차례로 슬라이드 접촉하고, 이에 따라 상기 금속 박막에 다수의 실질적으로 평행이며 단속적인 선상흔을 복수 방향으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
제1 및 제2 장치를 조합한 구성도 본 발명에 포함된다. 예를 들면, 복합 필름의 주행 방향에 대하여 서로 반대 측으로 경사진 2개의 패턴 롤러와, 복합 필름의 폭 방향으로 평행한 1개의 패턴 롤러를 조합해도 된다. 또한, 복합 필름의 주행 방향에 대하여 경사진 패턴 롤러는 3개 이상일 수도 있다.
어느 장치에서도, 각 패턴 롤러의 복합 필름에 대한 각도, 및/또는 복합 필름의 주행 속도에 대한 각각의 패턴 롤러의 주속도(周速度)를 조정함으로써, 제1 패턴 롤러로 형성되는 선상흔 및 제2 패턴 롤러로 형성되는 선상흔의 방향 및 교차각을 조정할 수 있다. 또한, 패턴 롤러에 대한 푸시 롤러의 위치 및/또는 각도를 조정함으로써, 상기 복합 필름의 사행(蛇行)을 방지할 수 있다.
복합 필름의 폭 방향과는 상이한 방향으로 배치된 패턴 롤러의 회전 방향은 복합 필름의 진행 방향과 같은 것이 바람직하다.
제1 및 제2 장치는 모두 금속 박막에 접촉하는 적어도 1개의 전기 저항 측정 수단을 구비하고, 상기 전기 저항 측정 수단에 의해 얻어진 전기 저항의 측정값에 따라 장치의 운전 조건을 조정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은 전자파 흡수체로서 사용하기에 적합하다. 복수개의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 직접 또는 유전체층을 통하여 적층하면 전자파 흡수능이 향상된다. 적층할 경우, 각각의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 선상흔의 방향이 상이하도록 배치하는 것이 바람직하다. 유전체층은, 예를 들면, 허니컴 구조체(honeycomb structure)와 같이 공기층을 포함하는 것일 수도 있다.
본 발명의 전자파 흡수체는 전자파 반사체와 조합해도 된다. 전자파 반사체는 금속 시트, 금속 박막을 형성한 플라스틱 필름 등이다. 전자파 흡수체와 전자파 반사체와의 사이에 유전체층을 설치하는 경우, 그 두께는 흡수할 전자파 노이즈의 중심 파장 λ의 1/4을 포함하는 범위, 예를 들면 λ/8∼λ/2의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은, 금속 박막에 선상흔이 복수의 방향으로 형성되어 있으므로, 다양한 주파수의 전자파에 대하여 우수한 흡수능을 가질 뿐만 아니라, 전자파 흡수능의 이방성이 낮다. 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 직접 또는 유전체층을 통하여 복수 장 조합하면, 전자파 흡수능이 향상된다. 특히 유전체층이 공기인 경우, 우수한 전자파 흡수능 뿐만 아니라 우수한 단열성 및 방음성도 가지므로, 건재(建材) 등에 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름과 전자파 반사체를 유전체층을 개재하여 조합하면 양자의 반사파가 간섭에 의해 서로 상쇄되므로, 매우 높은 전자파 흡수능을 얻을 수 있다.
이와 같은 특징을 가지는 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은, 휴대 전화기, 퍼스널 컴퓨터, 텔레비전 등의 전자 기기 및 통신 기기, IC 태그, 비접촉 IC 카드 등을 사용하는 RFID(Radio Frequency Identification) 시스템, 무선 LAN 시스템, 유료 도로의 자동 요금 징수 시스템(ETC), 건축물의 내벽 등에 사용하기에 적합하다.
본 발명의 장치는 상이한 방향으로 배치된, 적어도 2개의 패턴 롤러를 구비하므로, 금속 박막에 다수의 실질적으로 평행이며 단속적인 선상흔을 복수 방향으로 연속적으로 형성할 수 있고, 따라서, 전자파 흡수능의 이방성이 저감되고 전자파 흡수 필름을 염가로 제조할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시형태에 의한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 나타내는 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 선상흔을 상세하게 나타내는 부분 평면도이다.
도 1c는 도 1b의 A-A 단면도이다.
도 1d는 도 1c의 A' 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시형태에 의한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 선상흔을 상세하게 나타내는 부분 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 또 다른 실시형태에 의한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 선상흔을 상세하게 나타내는 부분 평면도이다.
도 2c는 본 발명의 또 다른 실시형태에 의한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 선상흔을 상세하게 나타내는 부분 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시형태에 의한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 선상흔 및 미세 구멍을 상세하게 나타내는 부분 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 B-B 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 의한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 나타내는 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시형태에 의한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 나타내는 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 C 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 제조 장치의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 장치를 나타낸 평면도이다.
도 6c는 도 6b의 D-D 단면도이다.
도 6d는 복합 필름의 진행 방향에 대하여 경사진 선상흔이 형성되는 원리를 설명하기 위한 부분 확대 평면도이다.
도 6e는 도 6a의 장치에 있어서, 복합 필름에 대한 패턴 롤러 및 푸시 롤러의 경사 각도를 나타내는 부분 평면도이다.
도 7은 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 제조 장치의 다른 예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 제조 장치의 또 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 제조 장치의 또 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 제조 장치의 또 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 사용한 다층형 전자파 흡수체를 나타낸 사시도이다.
도 12a는 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 사용한 다층형 전자파 흡수체의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 12b는 도 12a의 분해 단면도이다.
도 13은 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 사용한 복합형 전자파 흡수체의 또 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 14는 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 사용한 복합형 전자파 흡수체의 또 다른 예를 나타낸 사시도이다.
도 15는 실시예 1의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 금속 박막의 선상흔을 나타내는 광학 현미경 사진(30배)이다.
도 16은 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 시험편 상에 표면 저항 측정용 전극을 배치한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 17은 전자파 흡수체의 전자파 흡수능을 평가하는 장치를 나타낸 평면도이다.
도 18은 실시예 1∼3의 복합형 전자파 흡수체에서의 전자파 입사 각도와 반사 감쇠량(return loss)과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 19는 실시예 4∼6의 복합형 전자파 흡수체에서의 전자파 입사 각도와 반사 감쇠량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 20은 실시예 7∼9의 복합형 전자파 흡수체에서의 전자파 입사 각도와 반사 감쇠량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 21은 실시예 10에 있어서 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 선상흔의 예각 교차 방향이 수평으로 되도록 배치하여 측정한 전자파 입사 각도와 피크 흡수율 및 피크 주파수와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 22는 실시예 10에 있어서 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 선상흔의 예각 교차 방향이 수직으로 되도록 배치하여 측정한 전자파 입사 각도와 피크 흡수율 및 피크 주파수와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 23은 실시예 11∼13의 복합형 전자파 흡수체에서의 주파수와 반사 감쇠량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 24는 실시예 14의 복합형 전자파 흡수체에서의 주파수와 반사 감쇠량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 특별한 언급이 없으면 1개의 실시형태에 대한 설명은 다른 실시형태에도 적용된다. 또한, 하기 설명은 한정적이 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 각종 변경을 행해도 된다.
[1] 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름
본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은, 플라스틱 필름 중 적어도 일면에 단층 또는 다층의 금속 박막을 가진다. 다층의 금속 박막을 2층 구조로 하는 경우, 자성 금속 박막과 비자성 금속 박막의 조합이 바람직하다.
도 1a∼도 1d는, 플라스틱 필름(10)의 일면 전체에 형성된 금속 박막(11)에 실질적으로 평행이며 단속적인 다수의 선상흔(12)이 2방향으로 형성된 예를 나타낸다.
(1) 플라스틱 필름
플라스틱 필름(10)을 형성하는 수지는, 절연성와 함께 충분한 강도, 가요성 및 가공성을 가지는 한 특별히 제한받지 않고, 예를 들면, 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트 등), 폴리아릴렌설파이드(폴리페닐렌설파이드 등), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리카보네이트, 아크릴 수지, 폴리스티렌, 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등) 등이 있다. 플라스틱 필름(10)의 두께는 10∼100 ㎛정도이면 된다.
(2) 금속 박막
금속 박막(11)을 형성하는 금속은 도전성을 가지는 한 특별히 한정되지 않지만, 내식성 및 비용의 관점에서, 알루미늄, 구리, 니켈, 코발트, 은 및 이들의 합금이 바람직하고, 특히 알루미늄, 구리, 니켈 및 이들의 합금이 바람직하다. 금속 박막의 두께는 0.01㎛ 이상인 것이 바람직하다. 두께의 상한은 특별히 한정적이 아니지만, 실용적으로는 10㎛정도이면 충분하다. 물론, 10㎛를 초과하는 금속 박막을 사용해도 되지만, 고주파수의 전자파의 흡수능은 거의 동일하다. 금속 박막의 두께는 0.01∼5 ㎛인 것이 바람직하며, 0.01∼1 ㎛인 것이 더욱 바람직하고, 10∼100 nm인 것이 가장 바람직하다. 금속 박막(11)은 증착법(진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 물리 증착법, 또는 플라즈마 CVD법, 열CVD법, 광CVD법 등의 화학 기상 증착법), 도금법 또는 박접합법(foil bonding method)에 의해 형성할 수 있다.
(3) 선상흔
도 1b 및 도 1c에 나타낸 바와 같이, 금속 박막(11)에 다수의 실질적으로 평행이며 단속적인 선상흔(12a, 12b)이 2방향으로 불규칙한 폭 및 간격으로 형성되어 있다. 그리고, 설명의 편의를 위하여 도 1c에서는 선상흔(12)의 깊이를 과장되게 나타내고 있다. 2방향으로 배향된 선상흔(12)은 다양한 폭 W 및 간격 I를 가진다. 선상흔(12)의 폭 W는 선상흔 형성 전의 금속 박막(11)의 표면 S에 상당하는 높이로 구하고, 선상흔(12)의 간격 I는, 선상흔 형성 전의 금속 박막(11)의 표면 S에 상당하는 높이에서의 선상흔(12)의 간격으로 한다. 선상흔(12)이 다양한 폭 W 및 간격 I를 가지므로, 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은 광범위한 주파수의 전자파를 양호한 효율로 흡수할 수 있다.
선상흔(12)의 폭 W의 90% 이상은 0.1∼1,000 ㎛의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 0.1∼100 ㎛의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직하고, 0.1∼20 ㎛의 범위 내에 있는 것이 가장 바람직하다. 선상흔(12)의 평균 폭 Wav는 1∼100 ㎛인 것이 바람직하고, 1∼20 ㎛인 것이 더욱 바람직하고, 1∼10 ㎛인 것이 가장 바람직하다.
선상흔(12)의 간격 I는 0.1㎛∼5mm의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 0.1∼1,000 ㎛의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하고, 0.1∼100 ㎛의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직하며, 0.1∼20 ㎛의 범위 내에 있는 것이 가장 바람직하다. 또한, 선상흔(12)의 평균 간격 Iav는 1∼100 ㎛인 것이 바람직하고, 1∼20 ㎛인 것이 더욱 바람직하고, 1∼10 ㎛인 것이 가장 바람직하다.
선상흔(12)의 길이 L은, 슬라이드 접촉 조건(주로 롤러 및 필름의 상대적인 주속도, 및 필름의 롤러에 대한 권취 각도)에 의해 정해지므로, 슬라이드 접촉 조건을 변경하지 않는 한 대부분이 거의 동일하다(거의 평균 길이와 같음). 선상흔(12)의 길이는 특별히 한정적이 아니고, 실용적으로는 1∼100mm 정도가 된다.
선상흔(12a, 12b)의 예각 측의 교차각(이하 특별한 언급이 없으면 간단히 「교차각」이라고도 함) θs는 10° 이상 90° 미만이 바람직하고, 20∼70°인 것이 더욱 바람직하다. 금속 박막-플라스틱 복합 필름과 패턴 롤러와의 슬라이드 접촉 조건(슬라이드 접촉 방향, 주속도비(peripherial speed ratio) 등)을 조정함으로써, 도 2a∼도 2c에 나타낸 바와 같이 다양한 교차각 θs의 선상흔(12)을 얻을 수 있다.
(4) 미세구멍
도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 금속 박막(11)에 선상흔(12) 외에 다수의 미세 관통구멍(13)을 랜덤하게 형성해도 된다. 미세구멍(13)은, 표면에 고경도의 미립자를 가지는 롤러를 금속 박막(11)에 가압함으로써 형성할 수 있다. 도 3b에 나타낸 바와 같이, 미세구멍(13)의 개구 직경 D는 선상흔 형성 전의 금속 박막(11)의 표면 S에 상당하는 높이로 구한다. 미세구멍(13)의 개구 직경 D는 90% 이상이 0.1∼1,000 ㎛의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 0.1∼500 ㎛의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 미세구멍(13)의 평균 개구 직경 Dav는 0.5∼100 ㎛의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 1∼50 ㎛의 범위 내에 있는 것이 더욱 바람직하다.
(5) 보호층
도 4에 나타낸 바와 같이, 금속 박막(11) 상에, 선상흔(12)[및 미세구멍(13)]을 덮는 플라스틱 보호층(10a)을 형성하는 것이 바람직하다. 보호층(10a)의 두께는 10∼100 ㎛인 것이 바람직하다.
(6) 표면 저항
선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1)의 전자파 반사 계수 RC는, RC=(R-Z)/(R+Z)[다만, R은 금속 박막(11)의 표면 저항(Ω/□)이며, Z는 전자파의 특성 임피던스(Ω)임]에 의해 표시되고, R=Z일 때 RC의 값은 0이다. 금속 박막(11)의 표면 저항은, 금속 박막(11)의 재료 및 두께, 선상흔(12)의 폭, 간격, 길이 등에 의해 조정할 수 있다. 표면 저항은 직류 2단자법(DC two terminal method)으로 측정할 수 있다. 전자파의 특성 임피던스 Z는, 전자파원(電磁波源)의 근방에서는 전자파원으로부터의 거리에 따라 크게 변화하고, 전자파원으로부터 충분히 먼 위치에서는 자유 공간의 특성 임피던스(377Ω)이다. 따라서, 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1)을 전자파원의 근방에 배치하는 경우, Z에 가능한 근접하도록 R을 조정하고, 전자파원으로부터 충분히 먼 위치에 배치하는 경우, R을 자유 공간의 특성 임피던스에 근접하도록 한다.
도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 플라스틱 필름(10)에 복수개의 금속 박막(11a, 11b)을 설치해도 된다. 한쪽 금속 박막을 비자성 금속에 의해 형성하고, 다른 쪽 금속 박막을 자성 금속에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 다층의 금속 박막(11a, 11b)에서도, 선상흔(12) 자체는 도 1a∼도 2c에 나타낸 것과 동일하면 된다. 비자성 금속으로서 구리, 은, 알루미늄, 주석 또는 이들의 합금을 예로 들 수 있고, 자성 금속으로서 니켈, 코발트, 크롬 또는 이들의 합금을 예로 들 수 있다. 바람직한 조합은 니켈과 구리 또는 알루미늄이다. 자성 금속 박막의 두께는 0.01㎛ 이상인 것이 바람직하고, 비자성 금속 박막의 두께는 0.1㎛ 이상인 것이 바람직하다. 두께의 상한은 특별히 한정적이 아니지만, 양자 모두 실용적으로는 10㎛정도가 된다. 보다 바람직하게는, 자성 금속 박막의 두께는 0.01∼5 ㎛이며, 비자성 금속 박막의 두께는 0.1∼5 ㎛이다.
[2] 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 제조 장치
도 6a∼도 6e는 선상흔을 2방향으로 형성하는 장치의 일례를 나타낸다. 이 장치는, (a) 금속 박막-플라스틱 복합 필름(100)을 푸는 릴(21)과, (b) 복합 필름(100)의 폭 방향과는 상이한 방향에서 금속 박막(11) 측에 배치된 제1 패턴 롤러(2a)와, (c) 제1 패턴 롤러(2a)의 상류측에서 금속 박막(11)의 반대측에 배치된 제1 푸시 롤러(3a)와, (d) 복합 필름(100)의 폭 방향에 대하여 제1 패턴 롤러(2a)와는 반대 방향으로, 또한 금속 박막(11) 측으로 배치된 제2 패턴 롤러(2b)와, (e) 제2 패턴 롤러(2b)의 하류측에서 금속 박막(11)의 반대측에 배치된 제2 푸시 롤러(3b)와, (f) 제1 및 제2 패턴 롤러(2a, 2b) 사이에서 금속 박막(11) 측에 배치된 전기 저항 측정 수단(4a)과, (g) 제2패턴 롤러(2b)의 하류측에서 금속 박막(11) 측에 배치된 전기 저항 측정 수단(4b)과, (h) 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1)을 감는 릴(24)을 가진다. 그 외에, 소정의 위치에 복수개의 가이드 롤러(22, 23)가 배치되어 있다. 각 패턴 롤러(2a, 2b)는, 휨을 방지하기 위해 백업 롤러(예를 들면, 고무 롤러)(5a, 5b)로 지지되어 있다.
도 6c에 나타낸 바와 같이, 각 패턴 롤러(2a, 2b)와의 슬라이드 접촉 위치보다 낮은 위치에서 각 푸시 롤러(3a, 3b)가 복합 필름(100)에 접하므로, 복합 필름(100)의 금속 박막(11)은 각 패턴 롤러(2a, 2b)에 가압된다. 이 조건을 만족시킨 각 푸시 롤러(3a, 3b)의 세로 방향 위치를 조정함으로써, 각 패턴 롤러(2a, 2b)의 금속 박막(11)에 대한 가압력을 조정할 수 있고, 또한 중심각 θ1에 비례하는 슬라이드 접촉 거리도 조정할 수 있다.
도 6d는 선상흔(12a)이 복합 필름(100)의 진행 방향에 대하여 경사지게 형성되는 원리를 나타낸다. 복합 필름(100)의 진행 방향에 대하여 패턴 롤러(2a)는 경사져 있으므로, 패턴 롤러(2a) 상의 경질 미립자의 이동 방향(회전 방향) a와 복합 필름(100)의 진행 방향 b는 상이하다. 그래서, X로 나타낸 바와 같이, 임의의 시점에 있어서 패턴 롤러(2a) 상의 점 A에서의 경질 미립자가 금속 박막(11)과 접촉하여 자국 B가 형성된다고 하면, 소정 시간 후에 경질 미립자는 점 A'까지 이동하고, 자국 B는 점 B'까지 이동한다. 점 A로부터 점 A'까지 경질 미립자가 이동하는 동안, 자국은 연속적으로 형성되므로, 점 A'로부터 점 B'까지 연장되는 선상흔(12a)이 형성된다.
제1 및 제2 패턴 롤러(2a, 2b)로 형성되는 제1 및 제2 선형흔군(12A, 12B)의 방향 및 교차각 θs는, 각 패턴 롤러(2a, 2b)의 복합 필름(100)에 대한 각도, 및/또는 복합 필름(100)의 주행 속도에 대한 각 패턴 롤러(2a, 2b)의 주속도를 변경함으로써 조정할 수 있다. 예를 들면, 복합 필름(100)의 주행 속도 b에 대한 패턴 롤러(2a)의 주속도 a를 증대시키면, 도 6d의 Y로 나타낸 바와 같이 선상흔(12a)을 선분 C'D'와 같이 복합 필름(100)의 진행 방향에 대하여 45°로 할 수 있다. 마찬가지로, 복합 필름(100)의 폭 방향에 대한 패턴 롤러(2a)의 경사각 θ2를 변경하면, 패턴 롤러(2a)의 주속도 a를 변경할 수가 있다. 이는 패턴 롤러(2b)에 대해서도 마찬가지이다. 따라서, 양 패턴 롤러(2a, 2b)의 조정에 의해, 선상흔(12a, 12b)의 방향을 도 1b 및 도 2c에 예시한 바와 같이 변경할 수 있다.
각 패턴 롤러(2a, 2b)는 복합 필름(100)에 대하여 경사져 있으므로, 각 패턴 롤러(2a, 2b)와의 슬라이드 접촉에 의해 복합 필름(100)은 폭 방향의 힘을 받는다. 따라서, 복합 필름(100)의 사행을 방지하기 위하여, 각 패턴 롤러(2a, 2b)에 대한 각 푸시 롤러(3a, 3b)의 세로 방향 위치 및/또는 각도를 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 패턴 롤러(2a)의 축선과 푸시 롤러(3a)의 축선과의 교차각 θ3를 적절하게 조절하면, 폭 방향의 힘을 캔슬하도록 가압력의 폭 방향 분포를 얻을 수 있고, 이에 따라 사행을 방지할 수 있다. 또한, 패턴 롤러(2a)와 푸시 롤러(3a)와의 간격의 조정도 사행 방지에 기여한다. 복합 필름(100)의 사행 및 파단(破斷)을 방지하기 위하여, 복합 필름(100)의 폭 방향에 대하여 경사진 제1 및 제2 패턴 롤러(2a, 2b)의 회전 방향은 복합 필름(100)의 진행 방향과 같은 것이 바람직하다.
도 6b에 나타낸 바와 같이, 롤러 형태의 각 전기 저항 측정 수단(4a, 4b)은 절연부(40)를 사이에 두고 한쌍의 전극(41, 41)을 가지고, 이들 사이에서 선상흔이 형성된 금속 박막(11)의 전기 저항을 측정한다. 전기 저항 측정 수단(4a, 4b)으로 측정한 전기 저항값을 피드백하여, 복합 필름(100)의 주행 속도, 패턴 롤러(2a, 2b)의 회전 속도 및 경사각 θ2, 푸시 롤러(3a, 3b)의 위치 및 경사각 θ3 등의 운전 조건을 조정한다.
복합 필름(100)에 대한 패턴 롤러(2a, 2b)의 가압력을 증대시키기 위하여, 도 7에 나타낸 바와 같이 패턴 롤러(2a, 2b) 사이에 제3 푸시 롤러(3c)를 설치해도 된다. 제3 푸시 롤러(3c)에 의해 중심각 θ1에 비례하는 금속 박막(11)의 슬라이드 접촉 거리도 증대하여, 선상흔(12a, 12b)은 길어진다. 제3 푸시 롤러(3c)의 위치 및 경사각을 조정하면 복합 필름(100)의 사행 방지에도 기여할 수 있다.
도 8은, 도 2a에 나타낸 바와 같이 3방향으로 배향된 선상흔을 형성하는 장치의 일례를 나타낸다. 이 장치는, 제2 패턴 롤러(2b)의 하류에 복합 필름(100)의 폭 방향과 평행한 제3 패턴 롤러(2c)를 배치한 점에서 도 6a∼도 6e에 나타낸 장치와는 상이하다. 제3 패턴 롤러(2c)의 회전 방향은 복합 필름(100)의 진행 방향과 같아도 되고 반대라도 되지만, 선상흔을 효율적으로 형성하기 위해 반대 방향이 바람직하다. 폭 방향과 평행하게 배치된 제3 패턴 롤러(2c)는 복합 필름(100)의 진행 방향으로 연장되는 선상흔(12c)을 형성한다. 제3 푸시 롤러(30b)는 제3 패턴 롤러(2c)의 상류측에 설치되어 있지만, 하류측일 수도 있다. 제3 패턴 롤러(2c)의 하류측에 전기 저항 측정 롤러(4c)를 설치해도 된다. 그리고, 도시한 예로 한정되지 않고, 제3 패턴 롤러(2c)를 제1 패턴 롤러(2a)의 상류측, 또는 제1 및 제2 패턴 롤러(2a, 2b) 사이에 설치해도 된다.
도 9는, 도 2b에 나타낸 바와 같이 4방향으로 배향된 선상흔을 형성하는 장치의 일례를 나타낸다. 이 장치는, 제2 패턴 롤러(2b)와 제3 패턴 롤러(2c) 사이에 제4 패턴 롤러(2d)를 설치하고, 제4 패턴 롤러(2d)의 상류측에 제4 푸시 롤러(3d)를 설치한 점에서 도 8에 나타낸 장치와 상이하다. 제4 패턴 롤(2d)의 회전 속도를 낮게 함으로써, 도 6d에서 Z로 나타낸 바와 같이, 선상흔(12a')의 방향(선분 E'F')을 복합 필름(100)의 폭 방향과 평행하게 할 수 있다.
도 10은, 도 2c에 나타낸 바와 같이 2방향으로 배향되는 선상흔을 형성하는 장치의 다른예를 나타낸다. 이 장치는, 제2 패턴 롤러(32b)가 복합 필름(100)의 폭 방향과 평행하게 배치되어 있는 점에서 도 6a∼도 6e에 나타낸 장치와는 상이하다. 따라서, 도 6a∼도 6e에 나타낸 장치와 상이한 부분에 대해서만 이하에서 설명한다. 제2 패턴 롤러(32b)의 회전 방향은 복합 필름(100)의 진행 방향과 같아도 되고 반대라도 된다. 또한, 제2 푸시 롤러(33b)는 제2 패턴 롤러(32b)의 상류측에 있어도 되고 하류측에 있어도 된다. 이 장치는, 도 6d에서 Z로 나타낸 바와 같이, 선상흔(12a')의 방향(선분 E'F')을 복합 필름(100)의 폭 방향으로 하고, 도 2c에 나타낸 선상흔을 형성하기에 적합하다.
선상흔의 경사각 및 교차각 뿐만 아니라, 이들의 깊이, 폭, 길이, 및 간격을 결정하는 운전 조건은, 복합 필름(100)의 주행 속도, 패턴 롤의 회전 속도 및 경사각 및 가압력 등이다. 복합 필름의 주행 속도는 5∼200 m/분이 바람직하고, 패턴 롤러의 주속도는 10∼2,000 m/분이 바람직하다. 패턴 롤러의 경사각 θ2는 20°∼60°인 것이 바람직하고, 약 45°인 것이 특히 바람직하다. 복합 필름(100)의 장력(가압력에 비례함)은 0.05∼5kgf/cm폭이 바람직하다.
본 발명의 장치에 사용하는 패턴 롤러는, 날카로운 에지(sharp edge)를 가지는 모스 경도 5 이상의 미립자를 표면에 가지는 롤러, 예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 2002-59487호에 기재되어 있는 다이아몬드 롤러가 바람직하다. 선상흔의 폭은 미립자의 입경에 따라 정해지므로, 다이아몬드 미립자의 90% 이상은 1∼1,000 ㎛의 범위 내의 입경을 가지는 것이 바람직하고, 10∼200 ㎛의 범위 내의 입경을 가지는 것이 더욱 바람직하다. 다이아몬드 미립자는 롤러 면에 50% 이상의 면적 비율로 부착되어 있는 것이 바람직하다.
일본 특허 제2063411호에 기재된 방법에 의해 선상흔(12)을 가지는 금속 박막(11)에 다수의 미세구멍(13)을 형성할 수 있다. 미세구멍(13)을 형성하는 것에 사용되는 롤러 자체는 선상흔 형성용 롤러와 같아도 된다. 미세구멍(13)은, 선상흔 형성용 롤러와 마찬가지로 날카로운 에지를 가지는 모스 경도 5 이상의 다수의 미립자가 표면에 부착된 롤러와 평활면의 롤러와의 간극에 복합 필름(100)을 동일한 주속도로 통과시킴으로써 형성할 수 있다.
[3] 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 특성 및 용도
본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은, 다수의 단속적이며 불규칙한 선상흔이 복수 방향으로 형성되어 있으므로, 다양한 주파수를 가지는 전자파 노이즈에 대하여 높은 흡수능을 가지면서, 또한 입사 방향에 따른 전자파 흡수능의 변화(이방성)가 작다. 또한, TE파(입사면에 대하여 전계 성분이 수직인 전자파) 및 TM파(입사면에 대하여 자계 성분이 수직인 전자파) 양쪽 모두를 양호한 효율로 흡수할 수 있다.
이와 같은 특징을 가지는 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은, 휴대 전화기, 퍼스널 컴퓨터, 텔레비전 등의 전자 기기나 통신 기기, IC 태그, 비접촉 IC 카드 등을 사용하는 RFID(Radio Frequency Identification) 시스템, 무선 LAN 시스템, 유료 도로의 자동 요금 징수 시스템 등에서의 전자파 노이즈의 누출 및 진입의 방지나, 정보의 누출 방지 등에 적합하다.
[4] 전자파 흡수체
본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱층 복합 필름은 단독으로 전자파 흡수체로서 사용할 수 있지만, 필요에 따라 직접 또는 유전체층을 개재하여 복수개의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 적층해도 된다. 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름 1장으로 흡수되지 않고 반사 또는 투과한 전자파는 다른 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름에 의해 흡수되므로, 전자파 흡수능은 현저하게 향상된다.
조합시키는 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름은 동종(同種)의 금속 박막을 가질 필요가 없고, 이종(異種)의 금속 박막을 가지는 것을 조합시켜도 된다. 예를 들면, 선상흔의 교차각이 상이한 2개의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름을 조합함에 있어서, 한쪽 표면 저항을 20∼377 Ω/□, 바람직하게는 30∼377 Ω/□로 하고, 다른 쪽 표면 저항을 377∼10,000 Ω/□, 바람직하게는 377∼7,000 Ω/□로 하면, 전계 및 자계의 양쪽을 효율적으로 흡수할 수 있고, 또한 전자파 흡수능의 이방성이 한층 낮아진다. 이 조합의 경우, 양 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름 모두, 선상흔의 교차각 θs는 20∼70°인 것이 바람직하다. 또한, 자성 금속(예를 들면, 니켈) 박막을 가지는 제1 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름과 비자성 금속(예를 들면, 알루미늄 또는 구리) 박막을 가지는 제2 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름과의 조합도 바람직하다.
선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 사이에 유전체층을 설치하는 경우, 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름의 간격은 0.2∼10 mm가 바람직하고, 1∼8 mm가 더욱 바람직하다.
도 11은, 평탄한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1a, 1a) 2장 사이에 파형의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1b)을 설치한 구조를 가지는 다층형 전자파 흡수체의 일례를 나타낸다. 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1b)의 파형은 사인 곡선형, 연속된 원호형, 연속된 "コ"자형 등일 수 있다. 평탄한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1a, 1a)과 파형의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1b)은 선접착(線接着)되어 있으므로, 이 다층형 전자파 흡수체는 충분한 자기지지성(自己支持性)을 가지고, 전자 통신 기기뿐만 아니라 건축물에 사용하기에 매우 적합하다. 파형의 높이 h1 및 간격 I2는, 전자 통신 기기의 하우징에 설치하는 경우에는 0.2∼3 mm가 바람직하고, 건축물의 내벽에 설치하는 경우에는 우수한 단열성 및 방음성을 발휘하기 위하여 3∼10 mm가 바람직하다.
평탄한 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1a) 및 파형의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1b)을 교대로 적층해도 된다. 이 경우 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1b)의 파형의 배향을 상이하게 해도 된다.
도 12a 및 도 12b는, 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1c, 1d) 2장의 금속 박막(11, 11) 측을 접착한 다층형 전자파 흡수체의 예를 나타낸다. 인용부호 "14"는 접착층을 나타낸다.
[5] 복합형 전자파 흡수체
도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름과 전자파 반사체를 조합시켜서, 복합형 전자파 흡수체로 만들 수도 있다. 이 복합형 전자파 흡수체는, 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1)과 전자파 반사체(15)는 유전체층(16)을 개재하여 적층하여 이루어진다. 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1)은 전자파원 측에 배치된다. 전자파 반사체(15)는, 금속 시트, 네트 또는 메쉬, 금속 박막을 형성한 플라스틱 필름 등이다. 유전체층(16)은, 플라스틱 등으로 이루어지는 중실(中實, 속이 찬(solid))의 유전체뿐만 아니라, 공기층을 포함하는 다공 구조체일 수도 있다. 유전체층(16)의 두께는, 흡수할 전자파의 중심 파장 λ의 1/4을 포함하는 범위, 예를 들면 λ/8∼λ/2의 범위로 하는 것이 바람직하다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 복수개의 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1e)과 복수개의 유전체층(16)과의 교대 적층체와, 전자파 반사체(15)와의 조합일 수도 있다. 전자파 반사체(15)는 적층체의 중앙에 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름(1e)은, 선상흔의 교차각 θs가 교대로 상이하도록 적층하는 것이 바람직하다.
본 발명을 이하의 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
입경 분포가 50∼80 ㎛인 다이아몬드 미립자가 전착(電着)된 패턴 롤러(2a, 2b)를 가지는 도 6a에 나타낸 구조의 장치를 사용하여, 두께 12㎛의 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름의 일면에 진공 증착법에 의해 두께 0.05㎛의 알루미늄 박막을 형성한 복합 필름으로부터 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱층 복합 필름을 제조했다. 선상흔은 도 1b에 나타낸 바와 같이 2방향으로 배향한다. 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름의 광학 현미경 사진을 도 15에 나타낸다.
광학 현미경 사진으로부터, 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름의 선상흔은 하기의 특성을 가지는 것을 알 수 있었다.
폭 W의 범위: 0.5∼5 ㎛
평균 폭 Wav: 2㎛
간격 I의 범위: 2∼30 ㎛
평균 간격 Iav: 20㎛
평균 길이 Lav: 5mm
예각 측의 교차각 θs: 30°
도 16에 나타낸 바와 같이, 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름의 시험편 T1(28cm×28cm)의 대향 단부에 4쌍의 구리 전극(3cm×1cm)(61, 61)을 배치하고, 이들 사이의 저항값을 직류 2단자법에 의해 측정하였다. 평균 저항값으로부터 구한 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름의 표면 저항은, 377Ω/□였다.
발포 우레탄 수지판(28cm×28cm×2cm)의 일면에 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름을 접합하고, 다른 면에 알루미늄판(28cm×28cm×1mm)을 접합하여, 도 13에 나타낸 복합형 전자파 흡수체의 시험편 T2를 제작하였다.
접지한 유전체제(誘電體製) 홀더(62)와, 홀더(62)로부터 100cm만큼 이격된 송신 안테나(63a) 및 수신 안테나(63b)와, 안테나(63a, 63b)에 접속한 네트워크 아날라이저(64)를 가지는 도 17에 나타내는 장치를 사용하여, 복합형 전자파 흡수체의 전자파 흡수능을 이하의 방법에 의해 평가했다. 먼저, 홀더(62)에 고정한 알루미늄판(28cm×28cm×2mm)에, 안테나(63a)로부터 10°로부터 60°까지 10°간격으로 입사 각도 θi를 변경하면서, 1∼7 GHz의 전자파(원편파)를 0.25GHz 간격으로 조사하고, 안테나(63b)로 반사파를 수신하고, 네트워크 아날라이저(64)에 의해 반사 전력을 측정하였다. 다음으로, 시험편 T2를, 알루미늄 박막을 안테나(63a, 63b) 측으로 하여 선상흔의 예각 교차 방향이 수평으로 되도록 홀더(62)에 고정하고, 전술한 바와 마찬가지로 하여 반사 전력을 측정하였다. 알루미늄판을 사용하여 측정한 반사 전력이 입사 전력과 같다고 가정하여, 반사 계수(반사 전력/입사 전력) RC를 구하고, RL(dB) = 20log(1/RC)에 의해 반사 감쇠량(return loss) RL(dB)을 구하였다. 3.5GHz로 각각의 입사각도 θi에서의 반사 감쇠량 RL을 플롯한 결과를 도 18에 나타낸다.
[실시예 2∼실시예 9]
선상흔의 교차각 θs를 각각 10°, 20°, 40°, 50°, 60°, 70°, 80° 및 90°로 한 점 이외에 실시예 1과 마찬가지로 하여, 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름을 제작하고, 전자파 흡수능을 평가했다. 결과를 도 18∼도 20에 나타낸다. 도 18∼도 20으로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1∼9의 복합형 전자파 흡수체는 모두 3.5GHz의 전자파에 대하여 5dB 이상의 흡수능을 가지고 있었다. 특히 선상흔의 교차각 θs가 20∼80°인 실시예 1 및 실시예 3∼8의 복합형 전자파 흡수체는 10dB 이상의 흡수능을 가지고 있었다. 그 중에서도 교차각 θs가 30°인 실시예 1의 복합형 전자파 흡수체는, 10∼50°의 입사각도 θi의 전자파에 대하여 30dB 이상의 흡수능을 가지고 있었다.
[실시예 10]
실시예 1과 마찬가지로 하여, 선상흔의 교차각 θs가 40°인 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름의 시험편 T2(21cm×29.7cm, 선상흔의 예각 교차 방향이 길이 방향과 일치)를 제작하고, 도 17에 나타낸 장치를 사용하여 전자파 흡수능을 이하의 방법에 의해 평가했다. 먼저 홀더(62)에 알루미늄판(세로 21cm×가로 29.7cm×두께 2mm)을 장착하고, 안테나(63a)로부터 10°로부터 60°까지 10°간격으로 입사 각도 θi를 변경하면서, 1∼4 GHz의 TE파 및 TM파를 각각 0.25GHz 간격으로 조사하고, 안테나(63b)로 반사파를 수신하고, 네트워크 아날라이저(64)에 의해 반사 전력을 측정하였다. 다음으로, 시험편 T2를 도 1b에 나타낸 바와 같이 선상흔의 예각 교차 방향이 수평으로 되도록 홀더(62)에 고정하고, 마찬가지로 반사 전력을 측정하였다. 반사 전력의 측정값으로부터, 실시예 1과 마찬가지로 하여 TE파 및 TM파 각각에 대하여 반사 감쇠량 RL(dB)을 구하였다. 각각의 입사각도 θi에 있어서의 피크 흡수율(dB) 및 그것이 얻어진 주파수(피크 주파수: GHz)를 플롯 한 결과를 도 21에 나타낸다.
또한, 선상흔의 예각 교차 방향이 수직으로 되도록 홀더(62)에 고정한 점 이외는 전술한 바와 마찬가지로 하여 시험편 T2의 전자파 흡수능을 평가했다. 결과를 도 22에 나타낸다.
도 21 및 도 22로부터 명백한 바와 같이, 실시예 10의 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름은, 10°∼60°의 입사 각도 θi의 TE파 및 TM파 어디에 대해서도 5dB 이상의 피크 흡수율을 가지고, 특히 40°∼60°의 입사 각도 θi의 경우, 10dB 이상의 피크 흡수율을 가지고 있었다.
[실시예 11]
입경 분포가 50∼80 ㎛인 다이아몬드 미립자가 전착된 패턴 롤러(2a∼2d)를 구비하는 도 9에 나타내는 구조의 장치를 사용하여, 두께 0.05㎛의 알루미늄 박막을 가지는 복합 필름으로부터, 도 2b에 나타낸 바와 같이 4방향으로 배향된 선상흔(교차 각도는 모두 45°)을 제작하였다. 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름의 시험편(60cm×60cm)의 표면 저항은 377Ω/□였다. 광학 현미경 사진으로부터, 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름의 선상흔은 하기와 같은 특성을 가지는 것을 알 수 있었다.
폭 W의 범위: 0.5∼5 ㎛
평균 폭 Wav: 2㎛
간격 I의 범위: 2∼10 ㎛
평균 간격 Iav: 5㎛
평균 길이 Lav: 5mm
발포 폴리스티렌판(60cm×60cm×15mm)의 일면에 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름을 접합하고, 다른 면에 알루미늄판(60cm×60cm×5mm)을 접합하여, 도 13에 나타낸 복합형 전자파 흡수체를 제작하였다. 2∼7 GHz의 전자파를 사용하고, 또한 입사 각도 θi를 7°로 한 점 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 알루미늄판(60cm×60cm×5mm)을 사용하여 반사 전력을 측정하였다. 다음으로, 선상흔이 형성된 알루미늄 박막을 안테나(63a, 63b) 측으로 하여, 상기 복합형 전자파 흡수체를 홀더(62)에 고정하고, 전술한 바와 마찬가지로 하여 반사 전력을 측정하였다. 반사 전력의 측정값으로부터 얻어진 반사 계수 RC로부터, RL(dB) = -20log(1/RC)에 의해 주파수 2∼7 GHz에서의 반사 감쇠량 RL(dB)을 구하였다. 결과를 도 23에 나타낸다.
[실시예 12 및 13]
실시예 11과 마찬가지로 제작한 표면 저항이 320Ω/□ 및 270Ω/□인 선상흔이 형성된 알루미늄 박막-플라스틱 복합 필름을 사용한 점 이외는 실시예 11과 마찬가지로 하여 복합형 전자파 흡수체를 제작하고, 전자파 흡수능을 평가했다. 결과를 도 23에 나타낸다.
[실시예 14]
두께 16㎛의 2축 연신 PET 필름의 일면에 진공 증착법에 의해 두께 0.03㎛의 니켈 박막을 형성한 복합 필름을 사용한 점 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도 1b에 나타낸 바와 같이 2방향으로 배향되는 선상흔을 가지고, 380Ω/□의 표면 저항을 가지는 선상흔이 형성된 니켈 박막-플라스틱 복합 필름을 제작하였다. 광학 현미경 사진의 관찰에 의해, 선상흔이 형성된 니켈 박막-플라스틱 복합 필름의 선상흔은 하기와 같은 특성을 가지는 것을 알 수 있었다.
폭 W의 범위: 0.5∼5 ㎛
평균 폭 Wav: 2㎛
간격 I의 범위: 2∼10 ㎛
평균 간격 Iav: 5㎛
평균 길이 Lav: 5mm
선상흔이 형성된 니켈 박막-플라스틱 복합 필름을 사용한 점 이외는 실시예 11과 마찬가지로 하여 복합형 전자파 흡수체를 제작하고, 전자파 흡수능을 평가했다. 결과를 도 24에 나타낸다.
도 23 및 도 24로부터 명백한 바와 같이, 실시예 11∼14의 모든 복합형 전자파 흡수체는 2∼7 GHz의 전자파에 대하여 5dB 이상의 흡수능을 가지고 있었다. 특히, 실시예 11∼13의 복합형 전자파 흡수체는 3∼6 GHz의 전자파에 대하여 10dB 이상의 흡수능을 가지고 있었다. 또한, 실시예 11의 복합형 전자파 흡수체는 주파수 4.75GHz에 있어서 43dB의 최대 흡수량을 가지고, 실시예 12의 복합형 전자파 흡수체는 주파수 4.75GHz에 있어서 32.5dB의 최대 흡수량을 가지고, 실시예 13의 복합형 전자파 흡수체는 주파수 4.5GHz에 있어서 19.5dB의 최대 흡수량을 가지고, 실시예 14의 복합형 전자파 흡수체는 주파수 4.75GHz에 있어서 31dB의 최대 흡수량을 가지고 있었다.

Claims (10)

  1. 플라스틱 필름과, 적어도 상기 플라스틱 필름의 일면에 설치한 단층(單層) 또는 다층의 금속 박막을 가지고, 상기 금속 박막에 다수의 평행이며 단속적(斷續的)인 선상흔(線狀痕)이 불규칙한 폭 및 간격으로 복수 방향으로 형성되어 있고, 이때 선상흔의 교차각은 10°∼90°이며, 상기 선상흔은 다수의 고경도(高硬度) 미립자를 표면에 가지는 패턴 롤러에 의해 형성되는,
    전자파 흡수능의 이방성(異方性)이 저감된, 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선상흔의 폭은 90% 이상이 0.1∼1,000 ㎛의 범위 내에 있으며, 평균이 1∼100 ㎛이며, 상기 선상흔의 간격은 0.1㎛∼5mm의 범위 내에 있으며, 평균이 1∼100 ㎛인, 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속 박막은 알루미늄, 구리, 니켈 또는 이들의 합금으로 이루어지는, 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름.
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  6. 삭제
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  8. 삭제
  9. 삭제
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KR1020107020364A 2009-02-13 2010-02-12 선상흔이 형성된 금속 박막-플라스틱 복합 필름 및 그 제조 장치 KR101688471B1 (ko)

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