KR20070084284A - 전자 간섭 억제체, 안테나 장치, 및 전자 정보 전달 장치 - Google Patents

전자 간섭 억제체, 안테나 장치, 및 전자 정보 전달 장치 Download PDF

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요시하루 키요하라
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Abstract

본 발명은 자성 도료를 도포, 건조시켜 얻어지는 실질적으로 가압되어 있지 않은 시트상의 전자 간섭 억제체로서, 연자성 분말 30~80체적%와 결합제 20~70체적%를 함유하고, 상기 결합제는 유리 전이점 및/또는 연화점이 50℃ 이상이며, 또한 실온에 있어서의 용제 및 충전제를 함유하지 않은 상태의 저장 탄성률(E')이 107Pa(JIS K 7244-1) 이상인 엘라스토머 또는 수지이다. 이 전자 간섭 억제체는 우수한 전자 간섭 억제 효과를 갖는다.

Description

전자 간섭 억제체, 안테나 장치, 및 전자 정보 전달 장치{ELECTROMAGNETIC INTERFERENCE INHIBITOR, ANTENNA DEVICE AND ELECTRONIC COMMUNICATION APPARATUS}
본 발명은 전자 기기 내의 불필요 전자파의 간섭에 의해 발생하는 전자 장해를 억제하기 위해서 이용되는 전자 간섭 억제체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 RF-ID(Radio Frequency Identification)라고 불리는 IC 태그 기능을 갖는 기기에서의 전자 유도 방식의 주파수(예를 들면 135KHz 이하, 13.56MHz 등)를 사용하는 무선 통신을 개선하기 위해서 근방 금속의 영향을 줄이는 목적으로 이용되는 전자 간섭 억제체, 이것을 이용한 안테나 장치 및 전자 정보 전달 장치에 관한 것이다.
최근 텔레비젼 등의 가정 전기 제품, 퍼스널 컴퓨터 등의 컴퓨터, 휴대 전화 등의 이동 통신 기기, 의료 기기 등 각종 전자 기기가 널리 사용되고 있고, 이들 전자 기기로부터 방출된 불필요 전자파는 다른 전자 기기에 영향을 주어 오작동을 발생시키는 등의 악영향을 끼치고 있다. 그 때문에 이러한 전자 기기에 있어서 불필요 전자파를 제거하거나 혹은 차폐하는 전자 간섭 억제체가 사용되고 있다.
또한 상기 전자 기기류는 최근 고속화, 경량화, 박형화 및 소형화도 급속하게 진행되고 회로로의 전자 부품의 실장 밀도가 비약적으로 높아지고 있다. 이 때 문에 부품 간이나 회로 기판 간의 전자 간섭에 기인하는 전자 노이즈의 증대에 따라 전자 기기 내에서 부품 간이나 회로 기판 간에서도 불필요 전자파에 의한 전자 장해가 발생할 가능성이 높아지고 있다.
또한, 13.56MHz대를 중심으로 하는 전자파로 무선 통신을 행하는 IC 태그 기능을 갖는 모바일 단말(예를 들면 휴대 전화, IC 카드, 태그 등의 RF-ID 시스템)의 실용화가 시작되고 있다. 이 경우 소형·박형의 휴대 전화의 케이스체 내에 수신용의 루프 안테나를 배치하는 용도가 있지만, 전자파 실드 대책에 의해 금속 케이스체 혹은 도금 등의 도전화 처리가 된 케이스체 내면이 이 루프 안테나에 근접해서 존재한 경우, 송수신시에 루프 안테나의 주위에 발생하는 자계의 자력선이 금속 표면에 평행하게 뻗어 있고, 금속 표면에 와전류를 발생시킴으로써 손실이 발생한다. 또한, 이 와전류로부터 발생하는 자계가 처음의 자계를 상쇄하는 방향으로 형성되고(반자계가 됨) 또한, 공진 주파수가 시프트함으로써 통신에 사용하는 주파수에서의 자계가 크게 감쇠하고, 통신 거리가 현저하게 짧아지는 현상이 확인되어 있다.
이 자기 결합에 의한 무선 통신에 있어서의 루프 안테나의 근방 금속에 의한 통신 저해 대책의 하나의 방법으로서 루프 안테나와 케이스체 사이에 자기 실드 시트(자성 시트)를 배치하는 방법이 있다. 자기 실드 시트로서 예를 들면, 13.56MHz에 있어서의 복소 비투자율(比透磁率)의 실수부(μ')의 수치가 높고(자속을 모으기 쉽고), 허수부(μ")가 낮은(모은 자속을 열변환하기 어려운) 시트가 제안되어 있다. 이 자기 실드 시트에는 본 발명에서 말하는 전자 간섭 억제체가 사용되어 있다.
전자 장해를 억제하는 대책의 하나로서 특허 문헌1에는 결합제 중에 연자성체 분말을 분산시킨 시트상의 전자 간섭 억제체를 전자 부품이나 회로의 근방에 배치하는 것이 개시되어 있다.
이러한 전자 간섭 억제체를 사용함에 있어서 수 10MHz~수 GHz의 영역에서 높은 투자율을 갖는 시트가 요구된다. 높은 투자율은 연자성 분말로서 구상이 아니라 편평한 형상을 갖는 것을 사용하고, 또한, 이 편평 연자성 분말을 전자 간섭 억제 시트의 면을 따라 배향시키는 것이 알려져 있다(특허 문헌2).
배향을 용이하게 행하기 위해서는 매트릭스 재료로서 유동성이 높은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 특허 문헌2에는 편평 연자성 분말과 고분자 결합제를 유기 용매 중에 용해한 자성 도료를 닥터 블레이드법에 의해 박리성 지지체 상에 도포 및 건조시켜 시트화하는 기술이 기재되어 있다. 그러나, 이 가공 방법을 사용하면 건조시에 자성 도료 중의 용제가 발포되기 때문에 시트 중에 대량의 빈 구멍이 생긴다는 문제가 발생한다. 대량의 빈 구멍이 생기면 전자 간섭 억제 효과가 대폭 저하되어 버린다. 따라서, 빈 구멍의 발생을 가능한 한 억제하고, 연자성 분말을 고밀도로 충전하는 것이 요구된다.
한편, 특허 문헌3에는 편평 연자성 분말과 결합제를 혼합, 혼련해서 얻어지는 혼화물을 소정의 방법으로 시트 성형하는 복합 자성체의 제조 방법에 있어서 상기 결합제는 유리 전이점이 50℃ 이상인 염화 비닐계 수지를 함유해서 이루어지는 복합 자성체의 제조 방법이 기재되어 있다. 그러나, 이 방법에서는 얻어지는 복합 자성체를 고밀도화하기 때문에 제막, 용매 제거 후의 시트에 프레스나 롤을 사용한 압연 장치로 가압하는 공정을 필요로 한다.
특허 문헌1: 일본 특허 공개 평7-212079호 공보
특허 문헌2: 일본 특허 공개 2003-229694호 공보
특허 문헌3: 일본 특허 공개 2001-126910호 공보
프레스 공정이나 캘린더 공정 등의 후공정(가압 공정)은 프레스 등으로 전단력을 시트에 부가함으로써 시트 내의 공극을 배출하고, 또한 충전제 사이의 좁은 간극에도 충분한 결합제의 유동을 촉진함으로써 치밀한 충전을 실현하여 시트의 비중을 크게 향상시키는 것에 기여하고 있었다. 이 후공정은 시트의 재료 정수(ε', ε", μ', μ")의 최적화 설계를 함에 있어서 중요한 공정이다. 그러나, 프레스 공정 등을 도입하면 제조 비용이 크게 상승해 버리는 결점이 있었다.
따라서, 종래부터 도포 공정으로만 고성능의 시트상 전파 간섭 억제체를 얻는 것이 요망되고 있었다.
시트상 전파 간섭 억제체는 결합제를 용매에 녹인 용액을 만들고 그것에 연자성 분체를 혼입, 교반하고, 도포 장치로 지지재에 도포하고 건조시켜 제조할 수 있다. 이상의 공정에서 시트 내에 에어(용제 흔적)가 남지 않는 상태를 얻기 위해서는 (a) 도포액에 들어가는 에어를 적게 하는 방법과 (b) 도포 후의 에어를 적게 하는 방법으로 나누어서 생각할 수 있다. (a)에 대해서는 (ⅰ) 도포액 설계시의 용제량을 최소화한다, (ⅱ) 교반시 및 도포시에 거품를 내지 않는다(초기 혼입을 최소한으로 억제함), (ⅲ) 도포 직전에 탈포한다가 있고, (b)에 대해서는 (ⅰ) 용제의 휘발 속도를 시트 건조 고화 속도보다 동일하거나 빨리 한다가 있다.
현실의 제조 공정에서는 제조 속도를 높이기 위해서 도포 후에 바람으로 건조시키고, 즉시 용제의 비점 이상의 고온으로 한 가열 존을 통과시키는 방법이 채용되어 있다. 그 결과 시트 건조 속도>용제 휘발 속도로 되고, 특히 처음으로 열이 전달되는 표층부에만 피막을 형성하기 때문에 내부의 에어(용제)가 다 빠져 나가지 않아 내부에 빈 구멍이 생기게 되어 시트 자체의 비중이 높아지지 않는다는 문제가 있었다.
본 발명의 과제는 자성 도료를 도포, 건조시켜 얻어지는 시트상의 전자 간섭 억제체에 있어서 우수한 전자 간섭 억제 효과를 갖는 전자 간섭 억제체를 제공하는 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 도포 및 건조 공정으로만 얻어지고, 프레스 공정이나 캘린더 공정 등의 후공정이 불필요하며, 또한 후공정을 실시한 경우와 동일한 고성능[높은 비중 및 그것에 의해 달성되는 최적의 복소 비투자율의 실수부(μ') 및/또는 허수부(μ")]을 갖는 전자 간섭 억제체를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 특히 상기한 (b)에 착안해서 어떤 방법으로 에어(용제)의 빼냄을 신속하게 할지를 검토했다. 그 결과 본 발명자들은 자성 도료를 도포, 건조 시키는 것만으로 빈 구멍의 영향에 의한 전자 간섭 억제 효과의 저하가 억제됨과 아울러 고밀도화할 수 있고, 불필요 전자파의 간섭에 의해 발생하는 전자 장해를 억제하는데에 유용한 전자 간섭 억제체를 얻는 것에 성공했다.
즉, 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전자 간섭 억제체는 이하의 구성으로 이루어진다.
(1) 자성 도료를 도포, 건조시켜 얻어지는 실질적으로 가압되어 있지 않은 시트상의 전자 간섭 억제체로서, 연자성 분말 30~80체적%와 결합제 20~70체적%를 함유하고, 상기 결합제는 유리 전이점 및/또는 연화점이 50℃ 이상이며, 또한 실온에 있어서의 용제 및 충전제를 함유하지 않은 상태의 저장 탄성률(E')이 107Pa(JIS K 7244-1) 이상인 엘라스토머 또는 수지인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
(2) 자성 도료를 도포, 건조시켜 얻어지는 실질적으로 가압되어 있지 않은 시트상의 전자 간섭 억제체로서, 연자성 분말 30~80체적%와 결합제 20~70체적%를 함유하고, 상기 결합제는 유리 전이점이 실온 이하이며, 또한 이 유리 전이점과 연화점이 하기 식(I)의 관계를 만족시키고 또한, 실온에 있어서의 용제 및 충전제를 함유하지 않은 상태의 저장 탄성률(E')이 107Pa(JIS K 7244-1) 이상인 엘라스토머 또는 수지인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
Figure 112007036069634-PCT00001
(3) 자성 도료를 도포, 건조시켜 얻어지는 실질적으로 가압되어 있지 않은 시트상의 전자 간섭 억제체로서, 연자성 분말 30~80체적%와 결합제 20~70체적%를 함유하고, 상기 결합제는 유리 전이점이 실온 이상인 엘라스토머 또는 수지 30~80중량부와, 유리 전이점이 실온 미만인 엘라스토머 또는 수지 20~70중량부를 함유하고, 또한 이들 유리 전이점이 하기 식(II)의 관계를 만족시키고 또한, 실온에 있어서의 용제 및 충전제를 함유하지 않은 상태의 저장 탄성률(E')이 107Pa(JIS K 7244-1) 이상인 엘라스토머 또는 수지인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
Figure 112007036069634-PCT00002
(4) 자성 도료를 도포, 건조시켜 얻어지는 실질적으로 가압되어 있지 않은 시트상의 전자 간섭 억제체로서, 연자성 분말 30~80체적%와 결합제 20~70체적%를 함유하고, 상기 자성 도료가 함유하는 용제의 비점은 (실온+40℃) 이상이며, 상기 결합제는 유리 전이점 및/또는 연화점이 (실온+40℃) 이상이며 또한, 실온에 있어서의 상기 용제 및 충전제를 함유하지 않은 상태의 저장 탄성률(E')이 107Pa(JIS K 7244-1) 이상인 엘라스토머 또는 수지인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
(5) 건조가 실온 건조인 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체.
(6) 건조가 강제 건조인 (4)에 기재된 전자 간섭 억제체.
(7) 실제 비중/이론 비중이 0.5이상인 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체.
(8) 고급 지방산염을 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체.
(9) 고급 지방산염이 스테아린산 아연인 (8)에 기재된 전자 간섭 억제체.
(10) 상기 연자성 분말의 표면이 커플링제 처리 또는 수지 코팅되어 있는 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체.
(11) 복소 비유전률의 실수부(ε'), 허수부(ε"), 및 복소 비투자율의 실수부(μ'), 허수부(μ")를 갖는 것을 특징으로 하는 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체.
(12) 전자 유도 방식의 무선 통신에 이용되는 주파수에서 복소 비투자율의 실수부(μ')가 30이상, 허수부(μ")가 6이하, 또한 복소 비유전율의 실수부(ε')가 30이상, 허수부(ε")가 500이하인 것을 특징으로 하는 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체.
(13) 50MHz~1GHz의 주파수에서 복소 비투자율의 실수부(μ')가 7이상, 또는 허수부(μ")가 5이상인 것을 특징으로 하는 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체.
(14) 난연제 및/또는 난연조제를 함유하여 난연성을 부여한 것을 특징으로 하는 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체.
(15) 한쪽 이상의 표면에 점착제층 또는 접착제층을 갖는 것을 특징으로 하는 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체.
(16) 열전도성이 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체.
(17) 도전성 반사층과 이 도전성 반사층의 편면 이상에 형성된 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체로 이루어지는 자성층을 구비하고, 10MHz~1GHz에 있어서의 KEC법 또는 어드밴테스트법으로 얻어지는 자계 실드성이 20dB 이상인 것을 특징으로 하는 자기 실드 시트.
또한, 본 발명에 있어서의 엘라스토머 또는 수지는 상기 (1)~(4) 중 하나 이상의 조건을 만족시키면 좋고, 상기 (1)~(4) 중 2개, 3개 혹은 모든 조건을 동시에 만족시켜도 좋다.
본 발명의 안테나 장치는 무선 통신에 이용되는 주파수에 정합(매칭)되는 공진 주파수를 갖는 안테나 소자와 이 안테나 소자와 통신 방해 부재 사이에 형성된 상기 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 전자 간섭 억제체를 구비한다. 본 발명의 전자 정보 전달 장치는 상기 안테나 장치를 사용한 것이다.
(발명의 효과)
본 발명에 있어서의 (1)~(4)에 기재된 전자 간섭 억제체에 의하면 소정의 유리 전이점이나 연화점을 갖는 엘라스토머 또는 수지를 결합제로서 사용하므로 도포, 건조시키는 것만으로 빈 구멍의 영향에 의한 전자 간섭 억제 효과의 저하가 억제됨과 아울러 고밀도화할 수 있어 우수한 전자 간섭 억제 효과가 얻어진다는 효과가 있다.
(14)에 기재된 바와 같이, 전자 간섭 억제체에 난연성이 부여되어 있으면 난연성이 요구되는 용도에도 바람직하게 적용할 수 있다. 예를 들면 태그, 리더, 휴대 전화를 포함하는 안테나 소자를 이용하여 무선 통신하는 전자 정보 전달 장치는 난연성이 요구되는 경우가 있다.
(15)에 기재된 바와 같이, 전자 간섭 억제체의 표면에 점착제층 또는 접착제층을 형성하면 전자 간섭 억제체를 다른 물품에 부착시킬 수 있고, 이것에 의해 전자 간섭 억제체의 부착이 용이해진다.
(16)에 기재된 바와 같이, 전자 간섭 억제체에 열전도성이 부여되어 있으면 예를 들면 IC를 포함하는 통신 수단 및 전원 수단 등, 발열원이 되는 수단의 근방에서 이용되는 경우라도 발열원 및 그 주변에서의 온도 상승을 억제하여 고온에 노출되는 것에 의한 성능 저하를 막을 수 있다.
본 발명의 안테나 장치에 의하면, 금속재와 같은 도전성 재료로 이루어지는 부분을 갖는 부재(통신 방해 부재)의 근방에 안테나 소자를 설치해도 안테나 소자를 무선 통신이나, 전자 정보의 전달을 위해서 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 정보 전달 장치에 의하면, 금속재와 같은 통신 방해 부재의 근방에 안테나 소자를 설치해도 바람직한 전자 정보 전달을 실현할 수 있다.
도 1의 (a)~(d)는 각각 본 발명의 전자 간섭 억제체를 사용한 자기 실드 시트의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 전자 간섭 억제체의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 전자 간섭 억제체를 사용하는 태그의 구성을 나타내는 도면이다. (a) 루프(코일) 안테나 및 IC 칩의 배치를 나타내는 도면이다. (b) 전자파 간섭 억제체를 적층한 태그 구성의 일례를 나타내는 단면도이다. (c) 전자파 간섭 억제체를 적층한 태그 구성의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 안테나 소자로부터 송수신되는 전자파에 의한 자계를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 전자 간섭 억제체를 사용하는 태그의 사용예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 전자 간섭 억제체를 사용하는 태그의 다른 사용예를 나타내는 도면이다.
도 7은 수지의 저장 탄성률(E')의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 수지의 tanδ의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 9는 실시예에 있어서의 전송 손실의 측정에 사용한 마이크로스트립 라인의 형상을 나타내는 개략도이다.
도 10은 실시예11의 배합의 재료 정수를 나타내는 도면이다.
도 11은 실시예11에서 사용한 FeliCa 리더 / 라이터 평가 키트의 개략을 나타내는 단면도이다.
도 12는 실시예11의 전자 간섭 억제체를 사용하는 태그의 통신 거리를 평가한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시예11의 전자 간섭 억제체를 사용하는 태그에 있어서, 공진 주파수의 위치를 나타내는 시뮬레이션 결과와 그 계산 조건을 나타내는 도면이다.
도 14는 실시예12의 배합의 재료 정수를 나타내는 도면이다.
도 15는 실시예13의 전자 간섭 억제체(자기 실드 시트)의 자계 실드성을 나타내는 그래프이다.
도 16은 실시예14의 재료 정수를 나타내는 그래프이다.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 도전 반사층 2, 7, 44 전자 간섭 억제체
3 부착층 4 안테나 소자
5 IC 칩 6 기재
8, 12 ,43 통신 방해 부재 15, 30 태그
23 전자 장치 54 전자 간섭 억제 시트
본 발명의 전자 간섭 억제체는 연자성 분말과 결합제를 주요 구성 재료로 하고, 주로 (박형 자성)시트상의 형태로 사용된다.
상기 연자성 분말로서는 예를 들면 자성 스테인레스(Fe-Cr-Al-Si 합금), 센더스트(Fe-Si-Al 합금), 퍼멀로이(Fe-Ni 합금), 규소동(Fe-Cu-Si 합금), Fe-Si 합금, Fe-Si-B(-Cu-Nb) 합금, Fe-Ni-Cr-Si 합금, Fe-Si-Cr 합금, Fe-Si-Al-Ni-Cr 합금 등의 Fe계 합금 모두를 들 수 있다. 또한, 페라이트 혹은 순철 입자를 사용해도 좋다. 어모퍼스 합금(Co계, Fe계, Ni계 등), 전자 연철, Fe-Al계 합금을 사용할 수도 있다. 이들이 산화물이여도, 일부에 산화 구조를 갖는 것이여도 좋다. 페라이트로서는 예를 들면 Mn-Zn 페라이트, Ni-Zn 페라이트, Mn-Mg 페라이트, Mn 페라이트, Cu-Zn 페라이트, Cu-Mg-Zn 페라이트 등의 소프트 페라이트, 혹은 영구 자석 재료인 하드 페라이트를 들 수 있다. Co계 산화물(Co-Zr-O계, Co-Pb-Al-O계 등)로서는 그래뉼러막을 사용할 수 있다. Fe 순철 입자로서는 예를 들면 카르보닐 철분을 들 수 있다. 연자성 분말의 형상(구상, 편평상, 섬유상 등)에 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 투자율이 높은 편평상의 연자성 분말을 사용하는 것이 좋다. 단, 편평상 쪽이 시트 내부의 에어(용제)가 빠져 나가기 어려워 비중이 높아지지 않는 경향이 있다. 이들 자성 재료는 단체로 사용하는 것 외에, 복수를 블렌드해도 상관없 다. 연자성 분말의 평균 입경 또는 편평상 연자성 분말의 장경(長徑)은 1~300㎛, 바람직하게는 20~100㎛인 것이 좋다. 또한 편평상 연자성 분말의 애스펙트비는 2~500, 바람직하게는 10~100인 것이 좋다. 또한, 상기 평균 입경은 입도 분포 측정 장치로 측정해서 얻어지는 값이다.
연자성 분말은 필요에 따라 그 표면이 커플링제 처리 또는 수지 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 후술하는 결합제와의 친화성이 향상된다. 상기 커플링제로서는 예를 들면 실란 커플링제, 티탄계 커플링제, 알루미네이트계 커플링제, 아미노계 커플링제, 양이온계 커플링제 등을 들 수 있고, 그 사용량은 연자성 분말에 대하여 약 0.01~5중량%인 것이 좋다. 또한, 상기 수지 코팅하는 수지로서는 사용하는 결합제와 동일하거나, 혹은 사용하는 결합제와의 친화성이 우수한 엘라스토머, 수지 등을 들 수 있다. 이 엘라스토머 및 수지로서는 후술하는 결합제에서 예시하는 것과 동일한 것을 들 수 있다. 이 수지의 코팅량은 연자성 분말에 대하여 약 0.01~10중량%인 것이 좋다. 또한, 연자성 분말의 표면은 상기 커플링제 처리나 수지 코팅에 추가해서 기타 첨가제 등에 의해 표면 처리되어 있어도 좋다. 이 경우의 처리량은 연자성 분말에 대하여 약 0.01~10중량%인 것이 좋다.
본 발명의 결합제로서는 엘라스토머 또는 수지가 사용 가능하며, 상기 엘라스토머로서는 예를 들면 염소화 폴리에틸렌과 같은 폴리염화비닐계, 폴리스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 불소계, 실리콘계 등의 각종 엘라스토머(열가소성 엘라스토머를 포함함)를 들 수 있다.
상기 수지로서는 예를 들면 폴리에스테르계 우레탄 수지(아디페이트계, 카보 네이트계, 카프로락탐에스테르계 등), 폴리에테르계 우레탄 수지, 폴리비닐아세탈수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, AS 수지, ABS 수지, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리초산비닐, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 불소 수지, 아크릴계 수지, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 알키드 수지, 불포화 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리우레탄 수지(폴리에스테르계, 폴리에테르계 이외의 모든 타입), 페놀 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 멜라민 수지, 아크릴 수지, 아크릴계 공중합체계, 알킬아크릴계 등의 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 들 수 있다. 이들 엘라스토머 또는 수지는 단독으로 사용해도 좋고, 변성 처리(그래프트, 공중합, 화학 처리 등)를 실시한 것을 사용해도 좋고, 복합계(블렌드, 폴리머 알로이, 컴포지트 등)로 사용할 수도 있다. 아크릴실리콘, 아크릴우레탄, 아크릴 래커, 각종 프라이머, 불소계 도료, 실리콘계 도료, UV 도료에 배합할 수도 있다. 이들 엘라스토머 및 수지 등은 응집력을 향상시키기 위해서 관능기(글리시딜기, 카르복실기, 술폰산기, 말레인산기, 아미노기 등의 극성기 등, 예를 들면 금속염이나 4급 아민 등을 통해 이오노머를 형성할 수 있는 극성기)를 부여할 수도 있다.
결합제는 가교하는 것도 가능하다. 도포액에 가교제를 첨가해서 겔화하기 전에 도포하고, 그 후에 열 등을 가해서 가교 반응을 완결할 수도 있다. 이 가교 반응에 의한 결합제의 후술의 저장 탄성률(E')의 상승도 용제 배출에 대해서 유효하게 작용한다.
상기 엘라스토머 또는 수지의 유리 전이점 및/또는 연화점은 50℃ 이상, 바 람직하게는 50~180℃, 더욱 바람직하게는 80~180℃이다. 이 유리 전이점 및/또는 연화점이 50℃ 미만인 경우에는, 후술하는 바와 같이 실제 비중이 저하되므로 바람직하지 않다. 이 의미는 용제 건조 온도 영역에 유리 전이점 및/또는 연화점이 없는 것이며, 특히 가열이나 송풍을 행하지 않은 실온 건조의 경우에 효과를 갖는다.
본 발명에 있어서의 유리 전이점 및 연화점은 상기 엘라스토머 또는 수지를 TMA(열기계 분석 장치) 또는 DMA(동적 점탄성 측정 장치)로 측정해서 얻어지는 값이다.
본 발명에 있어서의 다른 결합제는 유리 전이점이 실온 이하이며, 또한 이 유리 전이점과 연화점이 상기 식(I)의 관계를 만족시키는 엘라스토머 또는 수지이다. 이 경우에는, 고무상이며 유연성이 풍부한 전자 간섭 억제 시트가 얻어지므로 취급이 간단해진다. 상기 식(I)에 나타내는 (연화점-유리 전이점)은 45℃ 이상, 바람직하게는 70~200℃이다. 이것에 대하여 (연화점-유리 전이점)이 45℃ 미만인 경우에는, 후술하는 바와 같이 실제 비중이 저하되므로 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서의 또 다른 결합제는 2종류의 엘라스토머 또는 수지를 블렌드하고, 한쪽의 엘라스토머 또는 수지의 유리 전이점 Tg1이 실온 이상이며, 다른 쪽의 엘라스토머 또는 수지의 유리 전이점 Tg2가 실온 이하이며, 또한 이 2종류의 엘라스토머 또는 수지의 유리 전이점 Tg1, Tg2가 상기 식(II)의 관계를 만족시킨다. 상기 식(II)에 나타내는 (Tg1-Tg2)는 20℃ 이상, 바람직하게는 80~150℃이다. 이것에 대하여 (Tg1-Tg2)가 20℃ 미만인 경우에는 후술하는 실제 비중이 저하되므로 바람직하지 않다.
이 2종류의 엘라스토머 또는 수지의 배합 비율은 유리 전이점이 실온 이상인 엘라스토머 또는 수지 30~80중량부와, 유리 전이점이 실온 미만인 엘라스토머 또는 수지 20~70중량부이다(이 경우, 2종류의 엘라스토머 또는 수지의 합계량을 100중량부로 하고 있다). 유리 전이점이 실온 이상인 것의 함유량이 30중량부를 하회하고, 유리 전이점이 실온 미만인 것의 함유량이 70중량부%를 초과하면, 실제 비중이 저하되므로 바람직하지 않다. 반대로 유리 전이점이 실온 이상인 것의 함유량이 80중량부를 초과하고, 유리 전이점이 실온 이하인 것의 함유량이 20중량부를 하회하면, 시트의 유연성이 없어지므로 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에 있어서 「실온」이란, 통상 0~35℃를 말한다.
본 발명의 또 다른 결합제는 유리 전이점 및/또는 연화점이 실온~실온+40℃의 범위 이상인 엘라스토머 또는 수지이다. 이 경우, 후술하는 바와 같이 자성 도료가 함유하는 용제의 비점은 실온~실온+40℃의 범위에 없는 것이 중요하다.
이것은 자성 도료의 도포 온도(실온)와 그 도포 온도로부터 40℃(실온+40℃)의 범위에 있어서, 시트의 내부도 외주부도 같고 용제 휘발 속도와 시트 건조 속도가 거의 같아지도록 설계한 것이다. 유리 전이점 및/또는 연화점이 실온~실온+40℃의 범위에 있는 경우에는, 용제 휘발 도중에 결합제의 연화가 시작되고 과도하게 연화가 진행된 결과, 결합제의 응집력이 충분히 발현되지 않게 된다. 그리고 용제가 시트 내에 남고, 이것이 공극을 형성하기 때문에 시트의 실제 비중이 높아지지 않는다. 이것은 실제의 도포 라인에서의 건조 존에서의 가열(온(溫)) 한 분위기에서의 건조 조건(강제 건조)에 대응한 것이다. 강제 건조에는 열풍 건조도 포함된 다.
본 발명에 있어서의 결합제는 실온에 있어서의 후술하는 용제 및 충전제를 함유하지 않은 상태의 저장 탄성률(E')이 107Pa(JIS K 7244-1) 이상이다. 바람직하게는 실온에서의 저장 탄성률(E')이 108Pa 이상이 좋다. 강제 건조에 대응하기 위해서는 실온~실온+40℃의 범위에 있어서도 저장 탄성률(E')이 106Pa 이상이 좋다. 바람직하게는 실온~실온+40℃의 범위에 있어서도 저장 탄성률(E')이 107Pa 이상이 좋다. 이것은 용제 휘발 단계에 있어서, 용제가 빠져 나가는 단계에서 결합제(폴리머) 자체의 응집력의 향상이 발현됨으로써 결합제로부터의 자발적인 용제의 배출을 촉진하기 때문이다. 실온~실온+40℃의 온도 영역에서 에어(용제)가 자발적으로 또한 신속하게 빠져 나가게 하기 위해서[에어(용제) 배출 효과라고 함] 결합제의 탄성률에도 주목하고 있다. 시트의 동적 탄성률(저장 탄성률)(E')은 동적 점탄성 측정 장치의 인장 지그를 이용해서 측정되는 값으로 된다.
즉, 온도가 거의 같고, 용제가 있는 경우(즉 도포액)의 동적 점성률(레오미터로 구하는 동적 점성률 η'이 전단 속도 100~103sec-1에 있어서, 100~105Pa·s 정도이다.)에 비해서, 용제가 없는 경우(휘발된 경우)의 결합제의 저장 탄성률(E')이 107Pa 이상으로 커지면, 특히 온도차를 주지 않아도 용제 건조(용제 배출)에 의한 탄성률의 차로 에어(용제) 배출 능력을 갖는 것을 알 수 있었다.
즉, 탄성률이 높아지지만, 외부 가열에 의한 것은 아니기 때문에 외측 표면과 내부의 탄성률차가 적어 내부로부터도 충분히 에어가 빠져 나가게 된다. 이 상태로 건조에 의한 시트 탄성률의 향상을 더 크게 함으로써, 시트 내부로부터의 에어(용제)의 배출이 신속하게 진행되게 된다. 용제가 없는 경우의 결합제의 탄성률이 크기 때문에, 결합제의 응집력이 강해져 에어(용제)가 배출되어 시트의 실제 비중이 높아지는 것이다. 시트의 실온 부근의 저장 탄성률(E')을 높이는 것에 의한 대책은 도포 후에 강제 건조(열풍 등에 의한 건조)를 시키지 않고 자연 건조(실온에서 건조)시킨 경우의 건조 조건을 상정하고 있고, 결합제의 응집력을 높이는 것(실온 부근의 결합제의 탄성률을 높이는 것)이 자연 건조 후의 시트의 실제 비중을 높게 하게 된다.
다음에 강제 건조에 있어서 시트의 실제 비중을 높게 하는 대책을 서술한다. 도포액(용제가 있는 상태)과 고체(건조시킨 상태)의 겔화 과정(상태 변화 과정)을 동적 점탄성 변화(전단 지그 사용)의 시간 의존성(일부 가열 온도는 가해지지만 정온에 가까운 상태로 함)에 의해 파악하고, 저장 전단 탄성률(G') 및 손실 탄성률(G")의 변화가 잇달아 일어나면 용제의 건조 속도가 저장 전단 탄성률(G')의 상승 정도로 반영되고, 저장 전단 탄성률(G')의 상승이 빠르고 또한 큰 경우, 충전재의 침강 분리를 발생시키는 일 없이 고밀도한 분산 상태를 유지한 상태로 고정화시킨다. 저장 전단 탄성률(G')이 커지면 당연히 저장 탄성률(E')도 커진다. 그러나, 이 효과는 상술한 바와 같이, 가열 건조에 있어서 외주면만이 먼저 가열 경화되어 버리는 경우에는 충분히 작용하지 않는다. 본 발명에서는 이 효과를 보다 빠르고, 확실하게 달성하기 위한 결합제의 저장 탄성률(E')의 범위와 용제의 비점에 제한을 추가하고 있다.
여기에서 말하는 용제의 비점에 대한 제한이란, 용제의 증발 속도를 안정시키기 위해서는 외부 가열에 의하지 않는 비점 이하의 온도에서의 건조에 의한 휘발쪽이 좋기 때문에 비점이 실온~실온+40℃의 범위에 있는 용제를 사용하지 않는 것이다. 저온 영역에서의 급격한 휘발은 외주부만의 건조 상태를 만들기 쉬워 잔존 에어(공극)가 생겨 버린다. 실온~실온+40℃로 범위를 갖게 하고 있는 것은 역시 저장 탄성률(E')을 조금이라도 일찍 상승시키는 것이 균일 분산 상태를 유지하기 위해서 강제 건조에 대응시켜 적정화한 가열 범위이다. 또한 본 발명에서의 용제의 비점에 대한 실온+40℃란, 구체적으로는 약 70℃를 상정하고 있다. 용제는 2종 이상을 블렌드한 혼합 용제이여도, 블렌드한 용제의 한쪽 이상의 용제의 비점이 실온~실온+40℃의 범위에 없는 것이다.
결합제의 저장 탄성률(E')은 상온에서 107Pa 이상으로 하고 있지만, 이 값을 실온+40℃에서도 유지하는 것이 바람직하다. 이 때, 이 온도 영역에 유리 전이점이나 연화점이 존재해도 좋고, 저장 탄성률(E')의 값으로서 107Pa 이상이면 좋다. 이 때, 실온~실온+40℃의 범위에서 용제가 없는 경우(휘발된 경우)의 결합제의 저장 탄성률(E')이 낮은 고무상인 것(예를 들면, 실온에서 E'가 106Pa 이하)은 에어 배출 능력도 낮고, 비중도 충분히 높아지지 않게 되어 본 발명의 목적으로 하는 도포만으로 높은 실제 비중의 시트를 얻을 수는 없다. 또한 결합제의 저장 탄성률(E')의 값이 상승하는 것은 용제 건조 효과 뿐만 아니라, 결합제의 분자량 증가나 분자의 분자간력, 또는 가교 등의 화학 반응에 의해 초래되는 것이라도 좋다.
이상은 도포 공정 후의 건조 단계(실온 건조 및 강제 건조)에서의 실제 비중을 높이기 위한 방책이지만 상술한 바와 같이, 자성 도료에 관해서도 도포 전의 점도를 높게 하면 할수록 용제량을 감소시킬 수 있어 건조 공정에서 발생하는 용제 흔적(에어)이 적어지는 경향은 있다. 에어(용제) 배출 효과를 얻기 쉽게 하기 위해서는 고점도의 자성 도료를 사용한 도포가 요구된다. 바람직한 점도 범위는 103~106cps(B형 점도계), 보다 바람직하게는 104~105cps(B형 점도계)이다.
이들 방책을 실행하면 도포 및 건조 후의 시트의 실제 비중이 커진다. 특히 실제 기계 도포기의 건조 존을 도포 속도를 높여서 통과하는 경우(상기 강제 건조에 대응)라도 실제 비중이 높은 시트를 얻을 수 있게 된다. 그 때문에 종래 행하여져 있던 가압 공정이 불필요하게 된다. 그러나, 연자성 분말의 배향 부족을 보완하는 등의 목적을 위해서 필요에 따라 간이한 캘린더 공정을 추가하는 가압 공정을 조합해도 좋다.
연자성 분말과 결합제의 배합 비율은 연자성 분말 30~80체적%와 결합제 20~70체적%인 것이 좋고, 연자성 분말 40~70체적%와 결합제 30~60체적%인 것이 보다 바람직하다. 연자성 분말의 함유량이 30체적%를 하회하고, 결합제의 함유량이 70체적%를 초과하면 원하는 전자 간섭 억제 효과가 얻어지지 않게 된다. 반대로 연자성 분말의 함유량이 80체적%를 초과하고, 결합제의 함유량이 20체적%를 하회하 면, 얻어지는 전자 간섭 억제체가 물러지므로 가공이 곤란해진다.
본 발명의 전자 간섭 억제체는 실제 비중/이론 비중이 0.5이상인 것이 좋다. 이 이론 비중의 계산에 용제는 포함시키고 있지 않다. 계산상, 용제는 완전히 건조되어 빠져 나간다는 전제이다. 실제 비중/이론 비중이 0.5미만이면, 전자 간섭 억제체 내부에 다량의 빈 구멍이 존재하기 때문에 전자 간섭 억제 효과가 저하된다. 여기에서 실제 비중이란, 제조한 전자 간섭 억제체의 중량/체적으로부터 구해지는 값이며, 이론 비중은 각 구성 성분의 비중×함유량의 총합을 체적으로 나누어서 구해진다. 전자 간섭 억제체가 박형 자성 시트 등으로 구성되는 경우, 그 이론 비중값은 2.5~7의 범위이다.
내부에 에어가 잔류해서 빈 구멍이 생기면, 전자 간섭 억제 효과가 대폭 저하되어 버리기 때문에 빈 구멍의 발생을 가능한 한 억제하여 연자성 분말을 고밀도로 충전하는 것이 요구된다. 그러나, 내부에 잔류하는 에어를 완전히 배출하는 것은 곤란하며, 실제로는 제품 중에 가공 공정이나 연자성 분말의 형상 및 양으로부터 잔류 에어(공극)가 필연적으로 남게 된다. 즉 이 상태는 원래 에어(공극)가 없다고 한 경우의 비중(이론 비중)에 비해서, 일반적으로는 비중이 저하되어 있는 것을 의미한다.
또한, 연자성 분말의 분산성 및 방청 효과를 높이기 위해서, 연자성 분말의 함유량에 대해서 1~10중량%의 분산제를 첨가하는 것이 바람직하다. 분산제로서는 예를 들면 고급 지방산 또는 고급 지방산염을 단독으로 사용하거나, 이들을 조합해서 사용할 수 있다. 여기에서 말하는 고급 지방산으로서는 예를 들면 팔미틴산, 스 테아린산, 올레인산, 리놀산, 리놀렌산 등을 들 수 있다. 고급 지방산 또는 고급 지방산염의 탄소수는 10이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 14~20이다. 포화 고급 지방산 및 불포화 고급 지방산 모두 사용 가능하지만, 안정성의 점에서 포화 고급 지방산인 것이 바람직하다. 또한, 고급 지방산염으로서는 이들 고급 지방산의 알루미늄염, 나트륨염, 칼륨염, 리튬염, 바륨염, 칼슘염, 마그네슘염 등을 들 수 있다. 조합해서 사용하는 경우의 고급 지방산/고급 지방산염의 비율은 중량비로 20/80~80/20인 것이 좋다.
본 발명에서는 상기에서 예시한 고급 지방산 금속염 중, 스테아린산 금속염을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 스테아린산 금속염의 구체예로서는 스테아린산 카드뮴, 스테아린산 바륨, 스테아린산 칼슘, 스테아린산 아연, 스테아린산 납, 스테아린산 주석, 스테아린산 알루미늄, 스테아린산 마그네슘 등을 들 수 있다.
특히 본 발명에서는 상기 예시한 스테아린산 금속염 중, 스테아린산 아연인 것이 바람직하다. 상기와 같은 고급 지방산 금속염을 함유하면, 전자 간섭 억제체의 표면 저항률 및 난연성이 향상됨과 아울러, 상기 연자성 금속의 분산성 및 방청성이 향상된다. 이들 효과가 얻어지는 이유로서는, 성형 가공 공정에 있어서 고급 지방산 금속염이 연자성 금속의 표면을 피복하도록 전자 간섭 억제체 중에 분산되어, 연자성 금속의 표면을 치밀하게 피복하면서, 다른 연자성 금속과의 사이에 착체상의 네트워크를 형성하고 있는 것에 의한 것으로 추찰된다.
상기 고급 지방산 금속염은 상기 연자성 금속의 총 체적에 대해서 0.01~5체적%, 바람직하게는 0.5~4체적% 함유하는 것이 좋다. 이 범위 내에서 고급 지방산 금속염을 함유함으로써 상기 열거한 효과를 얻을 수 있었다. 즉 전자 간섭 억제체의 표면 저항률 및 난연성이 향상됨과 아울러, 상기 연자성 금속의 분산성 및 방청성이 향상된다. 이것에 대해서 함유량이 0.01체적%보다 적으면, 상기한 효과가 얻어지지 않을 우려가 있고, 5체적%를 초과하면, 전자 간섭 억제체의 전자 장해 억제 효과가 저하될 우려가 있으므로 바람직하지 않다.
연자성 분말 및/또는 유전 재료(필러)는 표면이 표면 처리되어 있는 것이 바람직하다. 표면 처리로서는 커플링제나 계면 활성제 등에 의한 일반적인 처리를 사용할 수 있다. 그 중에서 수지 코팅되어 있는 것이 바람직하고, 이것에 의해 연자성 분말 및/또는 유전 재료와 결합제의 친화성이 향상되기 때문에, 연자성 분말을 고밀도로 충전할 수 있다. 표면 코팅하는 수지로서는 사용하는 결합제와 동일하거나, 혹은 사용하는 결합제와의 친화성이 우수한 유기 집합체 재료(고무, 열가소성 엘라스토머, 각종 플라스틱)가 사용 가능하다. 수지의 코팅량은 코팅한 연자성 분말 및 유전 재료의 함유량에 대해서 약 0.5~10중량%인 것이 좋다.
본 발명의 전자 간섭 억제체는 복소 비유전율의 실수부(ε'), 허수부(ε"), 및 복소 비투자율의 실수부(μ'), 허수부(μ")를 갖고 있다. 연자성 분말을 첨가함으로써 전자 간섭 억제체의 복소 비투자율의 실수부가 증가한다. 또한 연자성 분말을 조밀하게 고배향시킨 경우에, 50MHz~1GHz의 주파수에서는 복소 비투자율의 허수부는 증가한다. 또한 연자성 금속의 조성을 변경함으로써 자기 공명 주파수를 고주파수로 시프트할 수도 있기 때문에, 135KHz 및 13.56MHz에서 복소 비투자율의 실수부는 크고, 또한 복소 비투자율의 허수부는 작다고 하는 관계를 얻을 수 있다. 이 관계는 전자 유도 방식의 무선 통신에 이용되는 루프 안테나(코일 안테나)의 근방 금속(금속 상당의 도전성 부재 및 자성체)의 영향을 회피하기 위해서 이용되는 전자 간섭 억제체(자기 실드 시트, 자성 시트)로서 적합한 것이 된다. 복소 비투자율의 실수부가 클수록, 자력선(자속)이 시트에 집중적으로 통과하게 되고, 복소 비투자율의 실수부가 작을수록, 자력선(자속)이 시트를 통과하기 어려운 구성으로 된다. 또한 실드층은 복소 비투자율의 허수부가 클수록 자계의 에너지를 손실시키고, 복소 비투자율의 허수부가 작을수록 자계의 에너지를 손실시키기 어려운 구성으로 된다. 또한, 편평형상의 연자성 금속을 조밀하게 배향, 분산시킴으로써 콘덴서의 전극판이 접근한 구성으로 되어, 콘덴서의 용량이 커지고, 시트의 외관의 복소 비유전율의 실수부(ε')가 커지고, 또한 도전성 금속을 다량으로 배합함으로써 시트 전체의 도전성이 높아지고, 복소 비유전율의 허수부(ε")도 커진다. 여기에서, 도 14에 나타내는 바와 같이, 복소 비유전율의 실수부(ε') 및 복소 비유전율의 허수부(ε")는 이들의 값의 주파수 의존성이 비교적 적고, 안정적이다. 이것은 어느 주파수에서 나타내어진 복소 비유전율의 실수부(ε') 및 복소 비유전율의 허수부(ε")의 값은 전체 주파수에 대한 전자 간섭 억제체의 성질을 거의 대표하는 것이라고 할 수 있다.
전자 간섭 억제체(자기 실드 시트, 자성 시트)로서는, 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파에 대해서는 복소 비투자율의 실수부가 30이상으로 크고 또한 복소 비투자율의 허수부가 6이하로 작다. 이 관계는 tanδ(=μ"/μ')로 해서 보면, 0.2보다 작아진다고 바꿔 말할 수 있다. 예를 들면, 복소 비투자율의 실수부가 60 이라고 한 경우, tanδ=0.2로 하면 복소 비투자율의 허수부는 12가 되고, 6보다 커진다. 이 경우에는, tanδ=0.2의 제한이 우선 적용되어, 복소 비투자율의 허수부는 12이하가 된다. 이것에 의해 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파에 의해 형성되는 자계에 대해서 자력선(자속)이 시트를 집중적으로 통과하기 쉬워지도록 하고, 또한 자계의 에너지를 손실시키지 않도록 할 수 있다. 따라서 전자 간섭 억제체(자기 실드 시트, 자성 시트)를 사용함으로써, 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파를 에너지의 손실을 작게 억제한 후에 누설되지 않도록 통과시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 간섭 억제체(자기 실드 시트, 자성 시트)는 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파에 대해서는, 복소 비투자율(ε)의 실수부(ε')가 30이상으로 크고 또한 복소 비투자율(ε)의 허수부(ε")가 500이하로 작다. 구체적으로는 13.56MHz의 경우, 복소 비투자율(ε)의 허수부(ε")가 500이라는 숫자로부터, 도전율 σ=0.4S/m, 저항률 ρ=2.5Ω·m이 도입되고, 이들 수치보다 시트가 저도전율 또는 고저항률로 된다는 점에서, 시트 자체에 와전류가 발생하지 않는 것을 의미한다. 복소 비유전율(ε)의 실수부(ε')가 큰 경우, 전기력선을 받아들이기 쉬운 특징이 있고, 복소 비투자율(μ)의 실수부(μ')가 큰 경우의 자력선을 받아 들이기 쉬운 특징과 더불어, 전자 환경을 클린화하는 것에 기여한다.
이러한 전자 간섭 억제체(자기 실드 시트, 자성 시트)는 예를 들면 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파를 이용해서 무선 통신하는 경우에 있어서, 리더 / 라이터(R/W)나 태그의 루프 안테나의 근방에 금속제의 부재(도전성 부재, 자성재 등의 통신 방해 부재)가 존재하는 경우, 루프 안테나와 금속제의 부재 사이에 형성되어 사용된다. 이것에 의해 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파의 금속제의 부재측으로의 누설이 방지되고, 금속제의 물체에 의해, 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파의 에너지가 감쇠 또는 공진 주파수가 시프트되어 버리는 것이 방지된다. 또한 전자 간섭 억제체(자기 실드 시트) 자체는 자성 손실이 작게 억제되어 있다. 따라서 안테나의 근방에 금속제의 부재가 존재하는 상태이여도, 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파를 이용해서 바람직하게 무선 통신할 수 있다. 이 효과는 리더 / 라이터, 태그 중 어느 쪽의 경우라도 마찬가지로 얻을 수 있다. 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파는 예를 들면 RFID(Radio Frequency Identification) 태그의 통신에 주로 사용된다. 따라서 RFID 태그를 이용하여, 바람직하게 통신할 수 있다.
또한 본 발명의 전자 간섭 억제체(노이즈 억제 시트)는, 주파수가 50MHz~1GHz인 전자파에 있어서의 복소 비투자율의 실수부가 7이상이거나, 또는 복소 비투자율의 허수부가 5이상이다.
본 발명에 따르면, 전자 간섭 억제체(노이즈 억제 시트)는 50MHz~1GHz의 전자파에 대해서는 복소 비투자율의 실수부가 7이상으로 작거나, 또는 복소 비투자율의 허수부가 5이상으로 크다. 구체적으로는 예를 들면 도 10, 도 14에 나타내는 50MHz~1GHz의 전자파에 쌍투자율의 손실을 나타내는 tanδ는 각 주파수에서 0.3을 초과하는 관계에 있어, 자기 손실 성능이 우수한 것을 알 수 있다. 이것에 의해 50MHz~1GHz의 전자파에 의해 형성되는 자계에 대하여 자력선(자속)이 시트를 통과하도록 하여, 그 자계의 에너지를 손실시킬 수 있다. 따라서 전자 간섭 억제체(노이즈 억제 시트)를 사용함으로써, 50MHz~1GHz의 전자파를 흡수 및 감쇠시킬 수 있 다. 따라서 50MHz~1GHz의 전자파에 대해서, 불필요 방사 노이즈 등을 억제할 수 있다. 따라서 통신에 이용하는 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파에 대해서는, 손실을 작게 억제하고, 불필요한 50MHz~1GHz의 전자파는 흡수할 수 있어, 더욱 바람직하게 통신할 수 있다. 또한 1GHz를 넘는 마이크로파대에도 간섭 억제 효과를 갖는 것은 예를 들면 실시예에서 나타낸 도 10 및 도 16으로부터 판독할 수 있다. 도 10 및 도 16에서는 통신에 이용하는 135KHz 이하 및 13.56MHz의 전자파에 대해서는 손실을 작게 억제하고, 불필요한 50MHz~1GHz의 전자파는 흡수할 수 있는 특성을 주파수별로 1개의 전자 간섭 억제체가 갖고 있는 것이 나타내어져 있지만, 이 양립은 결코 본 발명의 필요 조건은 아니고, 어느 하나의 특성을 만족시키는 것이라도 본 발명의 전자 간섭 억제체이다.
본 발명의 자기 실드 시트는 도전성 반사층과 이 도전성 반사층의 편면 이상에 형성된 상기 전자 간섭 억제체로 이루어지는 자성층을 구비하고, 10MHz~1GHz에 있어서의 KEC법으로 얻어지는 자계 실드성이 20dB 이상을 갖는다. 여기에서의 자기 실드는 상술한 무선 통신 개선의 레벨이 아니라, 명확하게 자기를 차폐하는 성질을 갖는 시트이다. 자계 실드성은 측정기의 구성상, 샘플 홀더의 고안에 의해 샘플 주위로의 자기 누설을 바람직하게 억제한 KEC법이 우수하지만, 어드밴스법에 의해서도 동일한 결과를 얻을 수 있다.
본 발명의 자기 실드 시트를 도면에 기초해서 설명한다. 도 1의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 일실시형태를 나타내는 단면도이다. 도 1의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 자기 실드 시트는 도전성 반사층(1)의 편면에만 자성체 층(2)을 형성하거나, 혹은 양면에 자성체층(2)을 형성한 것이다. 여기에서 말하는 자성체층(2)은 상술한 전자 간섭 억제체(노이즈 억제 시트)와 동일한 것이다. 도전성 반사층(1)은 자성 금속층, 자성 세라믹스층, Fe(철)계 금속 시트, Co계 시트, 스테인레스, 또는 Fe계 금속 분말과 결합제로 이루어진다. 도전성 반사층(1)의 재료로서는 상기 연자성 분말에서 예시한 재료를 사용할 수 있다. Fe계 금속 시트에는 Fe 또는 Fe계 합금의 금속박이 예시된다. Fe계 합금으로서는 예를 들면 Al, Mg, Co, Ni, Mo, B, Si, Sr, Nb, Cr 등에서 선택되는 1종 이상의 원소를 갖는 Fe계 합금을 들 수 있다. 이들은 시트상이여도 좋고, 증착된 것이여도 좋다. 도 1의 (c) 및 (d)는 각각 도 1의 (a) 및 (b)에 나타내는 자기 실드 시트의 편면 또는 양면에 부착층(3)(점착제층 또는 접착제층)을 형성한 것이다. 또한, 도 1의 (b) 및 도 1의 (d)에 있어서, 한쪽 면에만 자성층(2)을 사용하고, 다른 면은 자성을 갖지 않는 절연층이 사용되는 구성도 취할 수 있다.
Fe계 금속 시트 및 Fe계 금속 분말의 구체예로서는, SPCC[냉간 압연판 및 강대(JIS G 3141 및 JIS G 3313)], SPCD[냉연 압연 압연 강판 및 대강(JIS G 3141)], SUY(전자 연철), 어모퍼스 금속박, 용융 아연 도금 강판 등을 들 수 있다. 열처리를 부여하거나, 부여하지 않음에 관계 없이 사용시에 측정한 첫 투자율이 10이상이고 5,000미만이면 사용 가능하다. 시판품에서는 예를 들면, 실버톱(SF), Foil Top(도요코반가부시키갸이샤제) 등이 사용 가능하다.
이들 Fe계 금속 시트 및 Fe계 금속 분말은 첫 투자율이 5,000미만인 것이 바람직하다. 일반적으로 첫 투자율이 5,000이상인 재료는 퍼멀로이나 슈퍼 멀로이 등 에 한정되고, 또한 적정한 열처리가 실시되었을 때에 도달하는 첫 투자율의 값이다. 이들 투자율은 높지만 불안정하며, 굽힘이나 응력 부가에 따라 그 자기 특성은 크게 열화되게 된다. 즉 가공성을 희생으로 해서 고투자율을 달성하고 있게 된다.
이것에 대하여 본 발명의 자기 실드 시트는 원하는 자기 실드성을 확보할 수 있으면, 오히려 가공성을 중시하는 것을 목적으로 하고 있다. 즉 자기 실드 시트를 구멍을 뚫고, 구부린다는 2차 가공을 실시해도 성능이 안정적이다. 투자율을 더 상승시키기 위한 애프터 큐어 공정을 생략해도 원하는 자기 실드성을 발현할 수 있다.
또한 도전성 반사층(1)이 Fe 혹은 Fe계 합금 분말로 구성되는 경우, Fe 혹은 Fe계 합금 분말을 결합제에 혼합하고, 이것을 시트상으로 형성하면 좋다. 이 때, Fe 혹은 Fe계 합금 분말은 총량에 대하여 약 20~90체적%, 바람직하게는 40~80체적%이다. 예를 들면 자성 도료의 성상으로 사용된다.
도전성 반사층(1)의 두께는 500㎛ 이하인 것이 좋고, 특히 1㎛~100㎛가 바람직하다. 도전성 반사층(1)으로서는 판, 박, 도료 등에 한정되지 않고, 예를 들면 메시, 부직포 등에 도금한 것을 사용해도 좋고, 증착, 도금, 흡착법 등으로 고정화한 것이라도 좋다.
자기 실드 효과는 KEC법 또는 어드밴테스트법이라는 공지의 방법으로 주파수 500KHz~1GHz의 범위에서 15dB 있는 것이 요구된다. 바람직하게는 20dB 이상이다. 이 주파수 영역에서는, 자성체층(2)의 단층 구성에서는 원하는 자기 실드 효과(15dB)를 얻을 수 없고, 도전성 반사층(1)을 적층하게 된다.
본 발명에 의하면, 지지체로서 도전성 반사층(1)을 사용한 경우에, 자성체층(2)을 도포 공정으로 적층함으로써 절연성, 자기 실드성, 노이즈 억제 효과를 갖는 시트를 얻을 수 있다. 이 자성체층(2)은 도전성 반사층(1)의 방청 처리제로서의 효과도 갖는다. 또한 도전성 반사층(1)은 필요에 따라서 접착 처리를 실시할 수 있다.
또한 본 발명의 전자 간섭 억제체는 난연제 또는 난연조제가 첨가되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해 전자 간섭 억제체에 난연성이 부여되어 있다. 예를 들면 휴대 전화 등의 전자 기기도, 내장되는 폴리머 재료에 난연성이 요구되는 일이 있다.
이러한 난연성을 얻기 위한 난연제로서는 특별히 한정되는 일은 없지만, 예를 들면 인 화합물, 붕소 화합물, 브롬계 난연제, 아연계 난연제, 질소계 난연제, 수산화물계 난연제, 금속 화합물계 난연제 등을 적당히 사용할 수 있다. 인 화합물로서는 인산 에스테르, 인산 티탄 등을 들 수 있다. 붕소 화합물로서는 붕산 아연등을 들 수 있다. 브롬계 난연제로서는, 헥사브로모벤젠, 헥사브로모시클로도데칸, 데카브로모벤질페닐에테르, 데카브로모벤질페닐옥사이드, 테트라브로모비스페놀, 브롬화 암모늄 등을 들 수 있다. 아연계 난연제로서는 탄산 아연, 산화 아연 혹은 붕산 아연 등을 들 수 있다. 질소계 난연제로서는 예를 들면 트리아진 화합물, 힌더드 아민 화합물, 혹은 멜라민시아누레이트, 멜라민구아니딘 화합물이라는 멜라민계 화합물 등을 들 수 있다. 수산화물계 난연제로서는 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄 등을 들 수 있다. 금속 화합물계 난연제로서는 예를 들면 3산화 안티몬, 산 화 몰리브덴, 산화 망간, 산화 크롬, 산화 철 등을 들 수 있다. 난연제 및 난연조제의 조합 및 양은 원하는 난연성을 얻기 위해서 적당한 조합 및 양이 선택되지만, RoHS 지령 대상 물질을 제외해도 충분히 UL94V0 상당의 난연성을 얻는 것은 가능하다.
본 실시형태에서는 중량비에 있어서, 결합제를 100에 대해서 브롬계 난연제를 20, 3산화 안티몬을 10, 인산 에스테르를 14의 비로 각각 첨가함으로써, UL94 난연 시험에 있어서 V0 상당의 난연성을 얻을 수 있다. 전자 간섭 억제체는 이러한 물품을 구성하는 소재로서, 또는 물품에 장착해서 바람직하게 사용할 수 있다. 예를 들면 항공기, 선박, 자동차 및 차량 내의 장치 등, 연소 및 이것에 따른 가스의 발생을 방지 및 억제하고자 하는 공간 등에서 사용되는 물품에 장착하거나 해서 바람직하게 사용할 수 있다.
전자 간섭 억제체는, 한쪽 이상의 표면부가 점착성 또는 접착성을 갖고 있다. 본 실시형태에서는 부착층(점착제층 또는 접착제층)을 갖고 있고, 이것에 의해 도 1의 (c), (d), 도 2에 나타내는 바와 같이, 전자 간섭 억제체(2)의 두께 방향의 편면에 부착층(3)을 갖고 있다. 전자 간섭 억제체(2)는 부착층(3)의 점착성 또는 접착성에 의한 결합력에 의해 물품에 부착할 수 있다. 따라서 전자 간섭 억제체(1)는 예를 들면 금속제 부재에 부착함으로써, 안테나 소자와 금속제 부재 사이에 용이하게 형성할 수 있다. 전자 간섭 억제체는 두께 방향 한쪽측이 안테나 소자측에 배치되고, 두께 방향 다른 쪽이 금속제 부재측에 배치되어 형성된다. 부착재로서는 예를 들면 니토덴코사제 No. 5000NS가 사용된다.
본 발명의 전자 간섭 억제체는 열전도성을 갖고 있다. 이 경우, 열전도성 필러로서는 공지의 것을 사용해도 좋고, 자성 필러인 연자성 금속 분말을 자성 겸용 열전도성 필러로서 사용해도 좋다.
열전도성 필러로서는, 각종의 공지의 것을 사용할 수 있다. 특히, 열전도성 필러를 연자성 분말과 병용해서 사용하는 경우에는, 열전도성 필러가 전기 절연성을 갖는 질화 붕소, 질화 알루미늄, 질화 규소, 산화 알루미늄, 산화 아연, 산화 규소, 산화 마그네슘 및 페라이트 등에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 열전도성 필러의 형상으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 평균 입자 직경이 0.1~500㎛, 보다 바람직하게는 1~200㎛의 입상인 것이 좋다. 유연성을 발현시키기 위해서는 입상(구상) 혹은 아령상 등 구상에 가까운 형상이 좋다. 또한, 상기 평균 입자 직경은 입도 분포 측정 장치(예를 들면, 호리바세이사쿠쇼제의 LA-3000)로 측정된다.
여기에서, 상기 열전도성 필러 및 연자성 분말은 그 열전도성 필러 및 연자성 분말에 따른 평균 입경의 비가 5:1~2:1의 범위 내에서 다른 2종을 혼합한 것이 바람직하다. 이것에 의해, 유연성을 유지한 상태로 충전량을 높일 수 있다. 여기에서, 상기 평균 입경은 상기 열전도성 필러 및 연자성 분말의 형상이 가늘고 긴 경우에는 평균 장경의 크기를 의미한다. 또한, 상기 평균 입경 또는 평균 장경의 크기의 비는 자성 분말끼리, 자성 분말과 열전도성 필러간, 열전도성 필러끼리, 혹은 난연제도 포함시킨 모든 충전제에 적용해도 좋다. 본 발명에 있어서의, 상기평균 입경 및 평균 장경의 크기는 입도 분포 측정 장치로 측정해서 얻어지는 값이다.
본 발명의 전자 간섭 억제체는 두께가 1㎛~2㎜인 (박형 자성)시트상의 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 시트상의 경우에는, 내부에 (편평)연자성 분말이 응집해서 에어나 용제의 휘발 가스의 빠져 나갈 수단에 자유도가 없어져, 공극이 그대로 시트 중에 남기 쉬운 것에 대해서 본 발명에서는 시트중의 잔량 에어를 거의 없애고 있다.
본 발명의 전자 간섭 억제체는 상기 (편평)연자성 분말과 결합제를 함유한 자성 도료를 예를 들면 지지체 상에 블레이드 등으로 도포, 건조시키고, 이어서 이 지지체로부터 분리(박리)시킴으로써 얻어진다.
상기 자성 도료의 조제에는 (편평)연자성 분말 및 결합제를 용해 또는 분산시키기 위한 용제를 사용한다. 이러한 용제로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 이소프로필알코올 등의 알코올류, 초산 메틸, 초산 에틸, 초산 프로필, 초산 부틸, 유산 에틸, 에틸글리콜아세테이트 등의 에스테르류, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 2-에톡시에탄올, 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 화합물, 메틸렌클로라이드, 에틸렌클로라이드, 4염화탄소, 클로로포름, 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소 화합물 등을 사용할 수 있다. 이들 용제는 각각 단독으로 사용 할 수 있는 것 외에, 2종 이상을 블렌드해서 사용해도 좋다.
상기 자성 도료는 상기 용제를 결합제 100중량부에 대해서 1000중량부 이하, 바람직하게는 100~800중량부의 비율로 함유하는 것이 좋다. 이것에 대해서 용제의 함유량이 1000중량부를 초과하면, 시트 중에 잔류 에어가 남으므로 바람직하지 않다.
상기 도료 조제를 위한 분산 및 혼련 장치로서는 예를 들면 니더, 아지터, 볼밀, 사운드밀, 롤밀, 압출기, 호모지나이저, 초음파 분산기, 2축 유성식 혼련기 등을 사용할 수 있다. 이들 분산 및 혼합 장치 중, 특히 (편평)연자성 분말을 파괴, 변형을 주지 않는, 아지터, 볼밀, 롤밀, 호모지나이저, 초음파 분산기, 2축 유성식 혼련기 등이 바람직하다.
상기 지지체로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 종이, 폴리올레핀 등의 고분자 수지를 라미네이트한 종이, 종이, 고분자 수지, 천, 부직포, 금속, 금속 처리(증착, 도금)한 것 등을 들 수 있다. 이들 중, 얇고 강도가 있는 고분자 수지가 바람직하고, 이 고분자 수지로서는 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2, 6-나프탈레이트 등의 폴리에스테르류, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀류, 이들 폴리올레핀류의 수소의 일부 또는 전부를 불소 수지로 치환한 불소 수지, 셀룰로오스트리아세테이트, 셀룰로오스다이아세테이트 등의 셀룰로오스 유도체, 폴리염화비닐 등의 비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴 등의 비닐리덴 수지, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌설파이드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등을 들 수 있다. 이들 고분자 수지 표면은 실리콘 수지 등의 이형제로 박리 처리를 실시하고 있는 것이 전자 간섭 억제체를 간단하게 박리할 수 있는 점에서 바람직하다. 또한 이들 고분자 수지는 두께 1㎛~100㎜ 정도의 필름상인 것이 좋다.
상기 지지체 상에 자성 도료를 도포하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니 고, 예를 들면 에어 닥터 코트, 블레이드 코트, 와이어 바 코트, 에어 나이프 코트, 스퀴즈 코트, 함침 코트, 리버스 롤 코트, 트랜스퍼 롤 코트, 그라비어 코트, 키스 코트, 캐스트 코트, 익스트루 존 코트, 다이 코트, 스핀 코트 등의 종래의 방법은 모두 채용 가능하다.
또한, 상기 자성 도료를 지지재 상에 도포 중 또는 도포 후에 자장을 가해도 좋다. 이것에 의해 얻어지는 전자 간섭 억제체는 편평 연자성 분말을 면내 방향으로 배향시키고 있으므로, 연자성 분말을 의해 고밀도로 충전할 수 있다. 편평 연자성 분말을 면내 방향으로 배향시키기 위해서는, 예를 들면 도포면의 상방 또는 하방으로 영구 자석을 설치하고, 수직 방향(시트의 두께 방향)으로 자장을 가한다. 자장의 강도(자속 밀도)는 용제에 용해 또는 분산되어 있는 결합제, 편평 연자성 분말의 종류에 따라 다르지만, 일반적으로 0.01~1테슬라의 범위가 선택된다.
지지재 상에 도포, 건조시키고, 이어서 소정의 형상으로 하기 위해서 잘라내어진 단재는 회수해서 지지체를 박리하고, 예를 들면 상기 자성 도료에 첨가함으로써 이 도료 중의 용제에 간단히 용해 또는 분산되므로 재이용할 수 있다.
또한, 가교제를 첨가해서 상기 결합제를 가교시켜, 전자 간섭 억제체의 내열성을 향상시켜도 좋다. 또한, 이 경우에는 재이용이 하기 어려워진다.
도 3(b), (c)는, 전자 간섭 억제체(7)를 구비하는 태그를 간략화해서 나타내는 단면도이다. 태그는 무선 통신에 의해 정보를 전달하는 전자 정보 전달 장치의 하나이며, 예를 들면 고체의 자동 인식에 이용되는 RF-ID(Radio Frequency Identification) 시스템의 트랜스폰더로서 사용된다.
도 3(b), (c)에 나타내는 태그는 도 3(a)에 나타내는 바와 같은 자계형의 안테나 소자(4)와 안테나 소자(4)에 전기적으로 접속되어 안테나 소자(4)를 이용해서 통신하는 통신 수단인 집적 회로(이하 「IC 칩」이라고 한다)(5)와 본 발명에 따른 전자 간섭 억제체(7)를 구비하고 있다. 태그는 리더로부터의 요구 신호를 안테나 소자(4)에 의해 수신하면, IC 칩(5) 내에 기억되어 있는 정보를 나타내는 신호를 안테나 소자(4)에 의해 송신하도록 구성되어 있다. 따라서 리더는 태그에 유지되어 있는 정보를 판독할 수 있다. 태그는 예를 들면 상품에 부착해서 형성되고, 상품의 도난 방지 및 재고 상황의 파악 등, 상품 관리에 이용되고 있다. 안테나 소자(4)와 전자 간섭 억제체(7)를 포함해서 안테나 장치가 구성된다.
안테나 수단인 안테나 소자(4)는 상술한 바와 같이, 루프 안테나이다. 안테나 소자(4)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등으로 이루어지는 기재(6)의 두께 방향 한쪽측의 표면부에 형성되는 도체 선로에 의해 실현된다. IC 칩(5)은 안테나 소자(4)의 예를 들면 1개소에 배치되고, 전기적으로 접속되어 있다. IC 칩(5)은 적어도 기억부와 제어부를 갖고 있다. 기억부에는 정보를 기억하는 것이 가능하며, 제어부는 기억부에 정보를 기억시키거나, 또는 기억부에서 정보를 판독할 수 있다. 이 IC 칩(5)은 안테나 소자(4)에 의해 수신되는 전자파 신호가 나타내는 지령에 응답해서 정보를 기억부에 기억시키거나, 또는 기억부에 기억되는 정보를 판독해서, 그 정보를 나타내는 신호를 안테나 소자(4)에 부여한다. 기재(6)는 임의의 형상이 취해지고, 예를 들면 사각형상이다. 안테나 소자(4)는 기재(6)의 외측 주위의 내측에 통상 몇 주(예를 들면 4~6주)의 권수를 가지고 설치된다(도 3(a) 참조). 안테나 소자(4) 및 IC 칩(5)의 층 두께는 1nm이상 1,000㎛이하이며 기재(6)의 층 두께는 0.1㎛이상 1㎜이하이다. 또한, 이 경우, 전자 간섭 억제체(7)에 직접 안테나 소자(4)를 인쇄, 가공함으로써 기재(6)를 사용하지 않는 구성이여도 좋다.
안테나 소자(4), IC 칩(5) 및 기재(6)에 의해 태그 본체가 구성된다. 태그 본체는 가요성을 갖는 접착 테이프에 탑재되거나 해서 패키징되어 있다. 태그 본체와 시트체에 의해 태그가 구성되어 있다. 도 3(b)에는 간략화해서 나타내고 있지만, 태그 본체에 전자 간섭 억제체(7)가 부착되는 상태로 적층된다. 도 3(b)에는 나타내어져 있지 않지만, 태그 본체(기재(6)가 포함되지 않는 구성도 있음)와 전자 간섭 억제체(7) 사이에는 점착제층 또는 접착제층을 사용하거나, 태그 본체 및 전자 간섭 억제체(7) 중 어느 한쪽 또는 쌍방이 점착성 및 접착성을 갖음으로써 부착되는 경우도 있다. 태그 본체는 안테나 소자(4) 및 IC 칩(5)이 설치되는 측과는 반대측의 표면부를 전자 간섭 억제체(7)에 대향시키고, 전자 간섭 억제체(7)에 도전성 반사층(9) 등의 층이 전파 송수신측과는 반대측으로부터 결합되어도 좋다. 전자 간섭 억제체(7)와 태그 본체의 결합 구조는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 점착제 및 접착제를 포함하는 결착제를 이용해서 결합시켜도 좋다. 도 3(b), (c)에는 전자 간섭 억제체(7)와 태그 본체를 결합시키기 위한 구성은 생략해서 나타낸다. 태그는 두께 방향 한쪽측으로부터 다른 쪽측에 안테나 소자(4) 및 IC 칩(5)의 층, 기재(6)의 층, 전자 간섭 억제체(7), 결착층, 도전성 반사층(9) 및 부착층이 이 순서로 적층되어 있다. 전자 간섭 억제체(7)와 기재(6)는 동일한 형상(예를 들면, 사각형상)으로 형성되어 있다. 단, 전자 간섭 억제체(7)는 기재(6)와 동일 형상이라 고는 할 수 없다. 도전성 반사층(9)은 필수 성분은 아니고, 근방의 금속을 그 용도로 사용해도 좋다.
안테나 소자(4)는 안테나 소자(4)가 넓어지는 방향과 교차하는 방향으로 향해서 전자파 신호를 송신하여, 안테나 소자(4)가 넓어지는 방향과 교차하는 방향으로부터 도래하는 전자파 신호를 수신할 수 있다. 본 실시형태에서는 안테나 소자(4)를 기준으로 해서, 기재(6) 및 전자 간섭 억제체(7)와는 반대측을 향하는 송수신 방향(A)으로 전자파 신호를 송신하여, 송수신 방향(A)으로부터 도래하는 전자파 신호를 수신할 수 있다.
태그는 예를 들면 리더인 정보 관리 장치로부터, 미리 정하는 기억해야 하는 정보(이하 「주정보」라고 함)와 그 주정보를 기억하도록 지령하는 정보(이하 「기억 지령 정보」라고 함)를 나타내는 전자파 신호가 안테나 소자(4)에 의해 수신되면, 주정보 및 기억 지령 정보를 나타내는 전기 신호가 안테나 소자(4)로부터 IC 칩(5)에 부여된다. IC 태그는 제어부가 기억 지령 정보에 기초해서 주정보를 기억부에 기억시킨다.
또한 정보 관리 장치로부터 기억부에 기억되는 정보(이하 「기억 정보」라고 함)를 송신하도록 지령하는 정보(이하 「송신 지령 정보」라고 함)를 나타내는 전자파 신호가 안테나 소자(4)에 의해 수신되면, 송신 지령 정보를 나타내는 전기 신호가 안테나 소자(4)로부터 IC 칩(5)에 부여된다. IC 태그는 제어부가 송신 지령 정보에 기초해서 기억부에 기억되는 정보(기억 정보)를 판독하고, 그 기억 정보를 나타내는 전기 신호를 안테나 소자(4)에 부여한다. 이것에 의해 안테나 소자(4)로 부터, 기억 정보를 나타내는 전자파 신호가 송신된다.
이렇게 태그는 안테나 소자(4)에 의해 전자파 신호를 송수신하는 전자 정보 전달 장치이다. 태그는 내장하는 배터리에 의해 구동되는 배터리 구동 태그이여도 좋고, 수신한 전자파 신호의 에너지를 이용해서 전자파 신호를 반신하는 배터리리레스 태그이여도 좋다.
이러한 태그는 통신 방해 부재가 되는 금속면 및 자성체면의 근방에서 사용할 수 있게 하기 위해서 전자 간섭 억제체(7)를 구비하고 있다. 전자 간섭 억제체(7)는 안테나 소자(4)에 대해서 송수신 방향(A)과 반대측에 형성된다. 전자 간섭 억제체(7)는 부착용제층을 이용하여 금속 등의 통신 방해 부재(8)에 부착해서 사용된다. 이 태그는 안테나 소자(4)보다 전자 간섭 억제체(7)를 통신 방해 부재(8)측에 배치해서, 안테나 소자(4)와 통신 방해 부재(8) 사이에 전자 간섭 억제체(7)가 개재되도록 설치된다. 전자 간섭 억제체(7)는 안테나 소자(4)와 동일 형상이 아니여도 좋고, 예를 들면 안테나 소자와 동일 형상인 중공을 갖는 형상이나, 그 이외의 슬릿이나 구멍이 개방된 형상이여도 좋다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 전자계를 집중시켜서 통과시키고, 전자 간섭 억제체(11)에 의해 구분되는 2개의 영역 중, 한쪽의 영역의 전자계가 다른 쪽의 영역에 누설되고, 그 한쪽의 영역의 전자계의 에너지가 다른 쪽의 영역에 전달되는 것을 전자 간섭 억제체(11)에 의해 막을 수 있다. 차폐 가능한 전자계는 물론 전자파에 의해 형성되는 전자계도 포함하고 있고, 따라서 이 전자계를 형성하는 전자파를 차폐할 수 있다. 도 4는 안테나 소자(16)로부터 송수신되는 전자파에 의한 자계를 예시하고 있다.
구체적으로 서술하면, 전자 간섭 억제체(11)는 복소 비투자율(μ)의 실수부(μ')가 큰 재료로 이루어지므로, 이 전자 간섭 억제체(11)를 자계 중에 형성하면 도 4에 나타내는 바와 같이, 자력선(20)이 전자 간섭 억제체(11)를 집중적으로 통과하게 되어, 근방에 존재하는 통신 방해 부재(예를 들면 금속)(19) 내를 통과하지 않거나, 또는 통과하기 어려워진다. 이것에 의해, 전자 간섭 억제체(11)를 사용함으로써 자계를 차폐해서 전자 간섭 억제체(11)에 의해 구분되는 한쪽의 영역인 안테나 소자(16)가 설치되는 영역의 자계가 다른 쪽의 영역인 금속제의 부재(19)가 설치되는 영역에 누설되는 것을 막을 수 있다.
도 4에 나타내는 위치와 동일한 위치에 안테나 소자(16)가 설치되는 경우에 전자 간섭 억제체(11)가 형성되어 있지 않으면, 송신되는 전자파에 의한 자계의 자력선이 예를 들면 도 4에 가상선(21)으로 나타내는 바와 같이, 금속 등의 통신 방해 부재(19) 내를 통과하게 된다. 이렇게 자력선이 통신 방해 부재(19) 내를 통과하면 자계의 변화에 따라 통신 방해 부재(19) 내에 와전류가 발생하여 발열된다. 이렇게 자계의 에너지가 열에너지로 변환되어, 자계의 에너지가 흡수되어 버린다. 또한 와전류가 태그의 자계와 반대 방향의 자계를 발생시킴으로써, 자계가 감쇠되어 버리는 효과도 발생한다. 또한 안테나 소자(16)의 임피던스 변화에 의해, 공진 주파수가 시프트되어 버리고(도 13 참조), 자유 공간에서의 조건으로 설계된 통신 주파수가 다른 것에 의한 통신 불량의 문제도 생긴다.
이것에 대하여 전자 간섭 억제체(11)를 이용하여 자계를 집중 및 통과시킴으 로써, 전자 간섭 억제체(11)에 관해서 통신 방해 부재(19)와 반대측의 자계의 에너지가 통신 방해 부재(19)에 의해 흡수 및 감쇠되어 버리는 것이 방지된다. 따라서 전자 간섭 억제체(11)에 관해서 통신 방해 부재(19)와는 반대측인 안테나 소자(16)측에서 안테나 소자(16)에 의해 송수신되는 전자파에 의해 형성되는 자계의 에너지가 통신 방해 부재(19)에 의해 흡수 및 감쇠되어 버리는 것이 방지된다.
또한 전자 간섭 억제체(11)는 복소 비투자율의 허수부가 작은 재료로 이루어지므로, 이 전자 간섭 억제체(11) 속을 자속이 통과해도 통과에 따른 전자 간섭 억제체(11) 내에서의 에너지의 손실을 작게 억제할 수 있다. 이것에 의해 자력선이 전자 간섭 억제체(11) 내를 집중적으로 통과하도록 해도, 전자 간섭 억제체(11) 자체가 자계의 에너지를 손실시켜 버리는 것이 억제되어 있다. 이렇게 전자 간섭 억제체(11)는 근방에 존재하는 통신 방해 부재(19)에 의한 자계의 에너지의 흡수를 방지한 후에, 자기에 의한 손실을 작게 억제하여, 자계의 에너지의 감쇠를 가급적으로 작게 할 수 있다.
또한, 예를 들면 도 13에 나타내는 바와 같이, 통신 방해 부재(43)의 영향에 의해 시프트되어 버린 안테나 소자(16)의 공진 주파수를 수정하는 기능도 갖고 있다. 구체적으로는, 안테나 소자(16)의 근방의 통신 방해 부재(19)(금속 등)의 영향으로 고주파수측으로 시프트된 공진 주파수를 전자 간섭 억제체(11)의 존재(형상, 두께, μ', μ", ε', ε")에 의해 자유 공간의 통신 주파수로 되돌릴 수 있다. 무엇보다 이 기능에 관해서는 일반적으로 정확한 주파수 조정을 위해서 매칭 회로를 부착한 조정이 행해져 있다. 또한, 이 주파수의 정합의 수고를 줄이기 위해서, 안 테나 소자(16), 전자 간섭 억제체(11), 및 도전성 반사층(도시 생략)을 적층하고, 공진 주파수를 정합시킨 상태의 태그 등 전자 정보 전달 장치가 제공된다. 또한, 도 4에 있어서, 12는 부착층을, 17은 IC 칩을, 18은 안테나 소자(16)의 단면의 중심을 연결하는 선을, 화살표(A)는 전자파 신호의 송수신 방향을 각각 나타내고 있다.
이러한 전자 간섭 억제체(11)를 상술한 바와 같이 안테나 소자(16)와 금속제(도전성을 갖는 재료를 포함함)의 통신 방해 부재(19) 사이에 개재시킴으로써 안테나 소자(16)에 의해 송수신되는 전자파 신호에 의한 전자계의 에너지가 통신 방해 부재(19)에서 흡수 및 감쇠되어 버리는 것이 방지된다. 또한 이러한 통신 방해 부재(19)의 영향을 방지하기 위한 전자 간섭 억제체(11) 자체는 자성 손실 및 유전성 손실이 작게 억제되어 있다. 따라서 안테나 소자(16)에 의해 바람직하게, 또한 장거리를 송수신할 수 있다. 따라서 태그(15)가 통신 방해 부재(19)의 근방에 설치되는 경우이여도, 정보 관리 장치와 태그(15) 사이에서 정보의 무선 통신이 가능하며, 정보 관리 장치로부터 송신된 전자파 신호가 나타내는 정보를 태그(15)에 기억시키고, 또한 태그(15)에 기억되어 있는 정보를 정보 관리 장치에 의해 판독할 수 있다.
이렇게, 전자 간섭 억제체(7)를 사용함으로써, 안테나 소자(4)를 사용하는 태그를 통신 방해 부재(8)에 부착하거나 해서 통신 방해 부재(8)의 근방에 설치하여, 전자파 신호의 바람직한 송수신을 실현할 수 있는 상태로 태그를 사용할 수 있다. 따라서, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 태그(30)를 통신 방해 부재인 금속제의 용기(13)에 음료를 수용한 음료품(40)에 부착해서, 상품 관리 등의 목적으로 사용할 수 있다. 또한 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이, 태그(24)를 기판 등 통신 방해 부재가 다수 사용되고 있는 휴대 전화 장치 등의 전자 장치(23)에 내장하도록 하여, 예를 들면 상품 관리 또는 사용자 인증, 도난 방지 등의 목적으로 사용할 수 있다. 이렇게 태그의 넓은 용도를 확보할 수 있고, 편리성이 높은 태그를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 간섭 억제체의 용도는 태그에 한정되는 것은 아니고, 태그 이외의 전자 정보 전달 장치이여도 좋고, 안테나 소자와 전자 간섭 억제체를 이용하여 안테나 장치로서 구성되어 있어도 좋다. 태그 이외의 전자 정보 전달 장치로서는 예를 들면 태그와 함께 RF-ID 시스템을 구축하는 안테나, 리더, 리더/라이터, 휴대 전화 장치, PDA 및 PC 등을 들 수 있지만, 이것 이외의 도난 방지 장치, 로봇류의 원격 조작 등의 통신, 차량 탑재의 ECU, 그 밖의 전파에 의한 무선 기술이 사용되는 일절의 안테나 기능 부품이여도 좋다. 주파수가 라디오파 영역에 한정되지 않는 것도 상술한 바와 같다. 또한 전자 간섭 억제체의 용도는 전자 정보 전달 장치에 한정되는 것은 아니고, 적어도 자계를 차단해야 하는 요구가 있는 용도로 널리 사용할 수 있다. 또한 태그는 상술한 물품 이외의 통신 방해 부재를 갖는 물품이여도 좋다. 태그로서는, 이상의 기본 구성을 몰딩이나 패키징하는 형태로 사용된다.
전자 간섭 억제체에 도전성 반사체층을 적층한 경우[예를 들면 도 3(c)], 안테나의 공진 주파수를 조정(정합)하면, 어떠한 통신 방해 부재(8)(도전성 재료로 이루어지는 부분을 갖는 부재)의 근방에서 무선 통신하는 경우라도 안테나로서 기능하게 된다. 안테나의 공진 주파수의 조정(정합)은 콘덴서를 부가하는 것에 의한 임피던스 조정(정합)에 의한다는 등의 공지의 수단을 사용할 수 있다.
본 발명의 전자 간섭 억제체는 텔레비젼 등의 가정 전기 제품, PC 등의 컴퓨터, 휴대 전화 등의 이동체 통신 기기, 의료 기기 등 각종 전자 기기에 사용되고, 이들 전자 기기로부터 방출되는 불필요 전자파가 다른 전자 기기나 전자 부품, 회로 기판에 영향을 주어 오작동을 발생시키는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는 상기의 전자 기기류의 내부 또는 주변부에 배치됨으로써, 불필요 전자파의 간섭에 의해 발생하는 전자 장해를 효과적으로 억제한다. 이를 위해서, 본 발명의 전자 간섭 억제체의 사용 형태로서는 예를 들면 시트상의 전자 간섭 억제체를 적당히 잘라내어 기기의 노이즈원 근방에 부착하거나, 혹은 기기의 노이즈원 또는 근방에 상기한 바와 같이 도포하거나 해서 전자 간섭 억제체를 형성하거나 해서 사용된다.
또한 RF-ID(Radio Frequency Identification)라고 불리는 IC 태그 기능을 갖는 모바일 단말에서의 13.56MHz의 주파수를 사용하는 무선 통신을 개선하기 위해서 근방 금속의 영향을 줄이는 목적으로 사용되는, 도전성면과 루프 안테나 사이에 삽입되는 전자 간섭 억제체에도 사용할 수 있다. 손목 시계 등의 무접점 충전, 자동차 등의 키리스 엔트리, FeliCa 대응 기기, IC 카드, 태그, 열차의 속도 감속 수단에 이용되는 ATS 장치, 저주파(10MHz 이하) 대응의 자기 실드, 라디오의 음성에 대한 노이즈를 억제하는 자기 실드 박스, ECU, 용광로 등의 자기 노이즈 차폐 수단, 또한, GHz대의 무선 통신, 무선 LAN, ETC용 등 각종의 전파 흡수체의 난연화 배합 으로서, 또한 마찬가지로 무기계의 충전재(형상이 편평상이여도, 혹은 편평 이외이여도, 또는 연자성을 갖고 있어도, 혹은 갖고 있지 않더라도)를 다량으로 사용하게 되는 감압 센서, 유전 센서, 자기 센서, 및 방열재 등에도 사용할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 예로 들어서 본 발명의 전자 간섭 억제체를 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 이하의 실시예 및 비교예에서 사용한 재료는 다음과 같다. 또한 결합제로서 사용한 수지는 유리 전이 온도가 -3℃, 연화점이 39℃인 폴리우레탄 수지를 제외하고, 모두 실온에서의 저장 탄성률(E')이 107Pa 이상이다. 단, 이 재료(유리 전이 온도가 -3℃, 연화점이 39℃인 폴리우레탄 수지)를 사용하는 경우는, 고저장 탄성률(E')의 폴리우레탄 수지가 풍부하게 되는, 즉 해도 구조의 해의 부분이 고저장 탄성률의 폴리우레탄 수지로 이루어지는 조성비로 블렌드하고, 결합제로서의 저장 탄성률(E')은 실온에서 107Pa 이상이 되도록 유의하고 있다.
저장 탄성률(E')은 세이코인스루멘츠 가부시키가이샤 DMA(동적 점탄성 측정 장치)에 의해 측정하고 있다. 실시예에서 사용한 수지에 대해서 저장 탄성률(E')을 측정한 결과는 도 7에 나타낸다. 동장치로 측정한 tanδ의 측정 결과는 도 8에 나타낸다. 유리 전이점은 tanδ의 피크 온도로부터, 연화 온도는 저장 탄성률(E')의 실온 부근의 평평한 영역이 고온부에서 연화를 나타내는 변곡점으로부터 결정했다.
또한 도포액 조제에 사용한 용제는 톨루엔을 주로한 혼합 용제이다.
·폴리비닐아세탈 수지: 세키스이카가쿠 가부시키가이샤제의 에스레크
·폴리에스테르우레탄 수지: 도요보우세키 가부시키갸이샤제의 바이론
·폴리우레탄 엘라스토머: 니혼폴리우레탄코교 가부시키가이샤제의 닛포란
·폴리에스테르계 우레탄 수지: 니혼폴리우레탄코교 가부시키가이샤제의 닛포란
·폴리카보네이트계 우레탄 수지: 니혼폴리우레탄코교 가부시키가이샤제의 닛포란
·편평 Fe-Ni-Cr-Si: 미츠비시 머테리얼 가부시키가이샤제의 JEM 분말
·스테아린산: 니혼유시 가부시키가이샤제의 스테아린산
·스테아린산 바륨: 나마리이치카가쿠코교 가부시키가이샤제의 NS-B
·스테아린산 아연: 니혼유시 가부시키가이샤제의 징크 스테아레이트
[실시예1~7 및 비교예1, 2]
<전자 간섭 억제 시트의 제작>
표 1에 나타내는 조성으로 자성 도료를 조제하여, 닥터 블레이드법으로 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트, 박리 지지체) 상에 도포하고, 25℃의 실내에 방치하는 실온 건조를 행하여 시트 성형을 행했다. 이어서, 박리 지지체를 박리하여 본 발명에 따른 두께 60㎛ 및 100㎛의 전자 간섭 억제 시트를 각각 얻었다. 얻어진 전자 간섭 억제 시트에 대해서 실제 비중/이론 비중, 1GHz 및 2GHz의 전송 손실을 각각 측정했다. 그 결과를 표 1에 아울러 나타낸다.
또한, 표 1에 있어서, 각 성분의 배합량은 중량부로 나타내고 있다. 여기에서, 편평 연자성 분말은 40체적%, 결합제는 56체적%이다. 또한, 편평 연자성 분말 및 결합제의 체적은 이들 재료의 비중과 배합 중량으로부터 구했다. 또한, 상기 측정시의 실온은 25℃였다.
<전송 손실의 측정 방법>
전송 손실의 측정에는 임피던스 Z=50Ω의 마이크로스트립 라인을 사용했다. 마이크로스트립 라인 선로는 면실장 부품의 실장에 적합한 구조와 제작의 용이함에 의해, 널리 사용되고 있는 근방 노이즈의 전송 손실 측정 방법이다. 도 9는 사용한 마이크로스트립 라인의 형상을 나타낸다. 이것은 절연체 기판(51)의 표면에 직선상의 도체로(52)를 형성하고, 이 도체로(52) 상에 전자 간섭 억제체(54)를 적재한 것이다. 도체로(52)의 양단은 네트워크 애널라이저(도시 생략)에 접속된다. 그리고, 화살표(A)로 나타내는 입사파에 대해서 전자 간섭 억제체(54)의 적재 부위로부터의 반사량(dB)[화살표(S11)로 나타냄] 및 투과량(dB)[화살표(S21)로 나타냄]을 측정하고, 이들의 차를 로스량으로 해서 전송 손실(흡수량)을 하기 식으로부터 구했다.
Figure 112007036069634-PCT00003
마이크로스트립 라인의 전송 손실은 전자 간섭 억제체(54)의 두께가 두꺼워 질수록 높아진다. 일반적으로는, 두께가 얇고 또한 고전송 손실의 전자 간섭 억제체(54)가 요구되고 있다.
[실시예8 및 9]
표 1에 나타내는 조성으로 자성 도료를 조제하여, 닥터 블레이드법으로 PET(박리 지지체) 상에 도포 및 건조시킬 때에 도포면 상방에 영구 자석을 설치하 고, 수직 방향으로 자장[자장의 강도(자속 밀도)는 0.1테슬라]을 가한 이외는 실시예1~7과 마찬가지로 해서, 본 발명에 따른 두께 60㎛ 및 100㎛의 전자 간섭 억제 시트를 각각 얻었다. 얻어진 전자 간섭 억제 시트에 대해서 실시예1~7과 마찬가지로 해서, 실제 비중/이론 비중, 1GHz 및 2GHz의 전송 손실을 각각 측정했다. 그 결과를 표 1에 아울러 나타낸다.
[실시예10]
<편평 연자성 분말의 수지 코팅>
레지나스카세이 가부시키가이샤제의 에폭시계 열경화 수지로 편평 Fe-Ni-Cr-Si의 표면 처리를 행했다. 수지 코팅량은 편평 연자성 분말의 함유량에 대해서 4중량%이다(즉, 중량비로 편평 연자성 분말:수지=100:4). 다시, 후처리로서 150℃에서 30분간 가열 처리를 행하여, 코팅한 수지를 열경화시켰다.
표면 처리에 사용한 수지는 이하에 나타내는 바와 같이, 주제와 경화제를 10대1의 비율로 혼합하고, 이것을 이용하여 편평 Fe-Ni-Cr-Si의 표면을 수지 코팅했다.
주제: A-7516(레지나스카세이 가부시키가이샤제)
경화제: H-7610(레지나스카세이 가부시키가이샤제)
<전자 간섭 억제 시트의 제작>
상기한 바와 같이 해서 표면 처리한 편평 연자성 분말을 이용해서, 표 1에 나타내는 조성으로 자성 도료를 조제한 이외는 실시예1~7과 마찬가지로 해서, 본 발명에 따른 두께 60㎛ 및 100㎛의 전자 간섭 억제 시트를 각각 얻었다. 얻어진 전 자 간섭 억제 시트에 대해서 실시예1~7과 마찬가지로 해서, 실제 비중/이론 비중, 1GHz 및 2GHz의 전송 손실을 각각 측정했다. 그 결과를 표 1에 아울러 나타낸다.
Figure 112007036069634-PCT00004
표 1로부터, 유리 전이점 및/또는 연화점이 50℃ 이상인 엘라스토머 또는 수지를 사용한 실시예1~6, 유리 전이점이 실온 이상인 수지와 실온 이하인 수지를 소정량으로 함유시킨 실시예7, 시트 제작시에 소정의 자장을 가한 실시예8, 9, 및 수지 코팅한 편평 연자성 분말을 사용한 실시예10은 유리 전이점이 실온 이하이며, 이 유리 전이점과 연화점이 상기 식(I)의 관계를 만족시키고 있지 않는 비교예1, 및 유리 전이점이 실온 이상인 수지와 실온 이하인 수지를 소정량으로 함유시키고 있지 않은 비교예2와 비교해서 전송 손실(흡수량)이 커지고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 실시예3 및 4는 유리 전이점이 실온 이하이며, 또한 이 유리 전이점과 연화점이 상기 식(I)의 관계를 만족시키고 있으므로, 고무상이며 유연성이 풍부한 전자 간섭 억제 시트가 얻어졌다.
[실시예11, 비교예3]
표 2에 나타내는 조성으로 자성 도료를 조제하여, 닥터 블레이드법으로 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트, 박리 지지체) 상에 도포하고, 50℃~80℃에서 강제 건조(열풍 건조)시켜 시트 성형을 행했다. 이어서, 박리 지지체를 박리하여, 본 발명에 따른 두께 100㎛의 전자 간섭 억제 시트를 각각 얻었다. 얻어진 전자 간섭 억제 시트에 대해서 실제 비중/이론 비중, 1GHz 및 2GHz의 전송 손실을 각각 측정했다. 그 결과를 표 2에 아울러 나타낸다. 이 배합의 1MHz~10GHz의 재료 정수는 도 10에 나타낸다. 사용한 결합제는 폴리에스테르계 우레탄 수지에 가교제를 배합한 것으로, 충전제를 포함하지 않고, 도 7에 나타내는 바와 같이, 실온 부근의 저장 탄성률(E')은 107Pa을 초과하고 있다.
Figure 112007036069634-PCT00005
표 2로부터 명확하듯이, 스테아린산 아연을 함유한 실시예11의 전자 간섭 억제체는 높은 표면 저항률을 나타내고, 또한 난연성 및 방청성에 대해서도 양호한 결과를 나타냈다. 또한 분산성에 대해서도 효과를 확인하고 있다. 이것에 대해서 동배합이면서, 스테아린산 아연을 함유하고 있지 않은 비교예3은 표면 저항률[(주)다이아 인스트루멘츠제 하이레스터 UP MCP-HT450형(JIS K 6911 준거)에 의한 측정], 난연성, 방청성이 뒤떨어지는 결과를 나타냈다.
(방청성의 평가 방법)
방청성은, 염수 분무 시험에 의해 평가했다. 구체적으로는, 염수 분무 시험기(스가시험기사제의 CASSER-ISO-3)를 하기 시험 조건으로 사용하고, 시험 후의 각 전자 간섭 억제체의 표면을 하기 평가 기준으로 육안으로 관찰함으로써 평가했다.
시험 조건
염화나트륨 용액 농도: 5±0.5중량%
분무실 온도: 35±2℃
시험 시간: 48시간
평가기준
○: 녹이 발생하지 않는다
×: 녹이 발생했다
[RFID 시스템 FeliCa 리더/라이터 평가 키트(13.56MHz)에 의한 통신 거리의 측정]
SONY 가부시키가이샤제의 FeliCa 리더/라이터 평가 키트(도 11)를 이용하여, IC 태그와 리더/라이터 사이의 통신 거리의 측정을 행했다. 측정 방법은 도 11에 나타내는 바와 같이, 기재(31)와 이 기재(31)의 표면에 형성된 태그 코일(32)로 이루어지는 IC 태그(33)(두께 0.76㎜)의 이면에 전자 간섭 억제체(34), 유도체층(35) 및 금속판(36)(통신 방해 부재)을 이 순서로 배치하고, 이 상태로 IC 태그(33)와 리더 코일(37)(리더/라이터) 사이의 통신 거리(L)를 측정했다. 측정 결과를 도 12에 나타낸다. 또한, 전자 간섭 억제체(34)는 두께 150㎛를 사용했다. 일반적으로, 통신 거리(L)는 금속판(36)이 없는 자유 공간에서는 약 10cm이었던 것이 금속판(36)을 IC 태그(33)에 근접해서 형성한 경우에 통신 거리가 0cm가 되어 버린다.
실시예11의 전자 간섭 억제체(두께 150㎛)를 금속판(36)과 IC 태그(33)의 안테나 사이에 배치한 경우에는 통신 거리가 6.3cm로 되어, 현저한 통신 거리 개선 효과가 확인되었다.
여기에서, 전자 간섭 억제체의 중요한 효과로서, 임피던스 조정 작용이 있다. 이것은 금속(혹은 자성체)이 근방에 있음으로써 루프 안테나의 임피던스가 내려가, 자유 공간 환경에서 설계된 안테나의 공진 주파수는 시프트되어 버린다(일반적으로 높아짐). 그 금속(혹은 자성체)과 루프 안테나 사이에 본 발명의 전자 간섭 억제체가 있으면, 시프트된 공진 주파수를 처음에 설계한 주파수(예를 들면 13.56MHz)에 접근시킬 수 있다. 이 효과에 의해서도 RF-ID 시스템의 무선 통신이 개선된다.
이상의 관계를 시뮬레이션에 의해 나타낸 것이 도 13이다. 시뮬레이션 소프트는 미국 Sonnet사제의 고주파 전자계 해석 소프트 「SONNET」를 사용했다. 그 시뮬레이션을 행한 구성도 도 13 중에 나타내고 있다. 도 13 중, 통신 거리(L)는 45㎜로 설정되어 있다.
도 13에 있어서, M은 자유공간을, N은 시트 없음, P는 자성 시트(즉 전자 간섭 억제체) 있음을 각각 나타고 있다. 또한, 41은 리더(Reader) 코일, 42는 태그(Tag) 코일, 43은 통신 방해 부재, 44는 전자 간섭 억제체, 45는 기재를 나타내고 있다.
시뮬레이션에서는 리더/라이터측[리더 코일(41)]은 주파수는 13.56MHz로 조정되어 있다고 하고 있다. 태그측 안테나가 근방 금속의 영향을 받으면, 태그 코일(42)의 공진 주파수는 고주파수측으로 시프트한다. 이 시뮬레이션에서는 13.56MHz에서 실제로 28MHz부근까지 시프트했다. 이유는 금속이 근처에 존재함으로써, 태그측 안테나의 리액턴스가 저하되기 때문이다. 이 결과, 리더/라이터와 태그간의 공진 주파수가 달라, 통신에 필요한 전자 유도 결합이 약해진다.
이 상태로 태그 코일(42)의 안테나와 통신 방해 부재(43)(근방 금속판) 사이에 전자 간섭 억제체(44)(도 13의 그래프에 있어서 「시트」라고 표시)를 삽입하면, 일전해서 공진 주파수는 내려가는 경향이 보여진다. 이 저하분을 금속에 의한 주파수 상승분으로 캔슬할 수 있으면, 주파수의 시프트는 일어나지 않게 되지만, 현실 문제로서 전자 간섭 억제체(44)의 복소 비투자율의 실수부를 높일수록, 또는 전자 간섭 억제체(44)의 두께가 증가할수록 태그의 공진 주파수의 저하량은 커지고, 마침내는 13.56MHz보다 낮아져 버린다. 즉 전자 간섭 억제체(44)의 성능이 좋아도(복소 비투자율의 실수부가 높아도) 공진 주파수의 시프트가 있으면, 전자 간섭 억제체에 의해 얻어지는 것인 통신 거리 개선 효과는 얻어지지 않게 된다.
전자 간섭 억제체(44)를 사용한 경우는 공진 주파수를 13.56MHz로 수정할 필요할 있는 경우가 있다. 그러나, 이 수정을 하면 금속 및 자성 시트가 있는 상태로 전자 간섭 억제체(44)의 효과를 최대한으로 발휘시킬 수 있어, 무선 통신 거리를 개선할 수 있게 된다고 할 수 있다. 단, 상술한 전자 간섭 억제체(44)에 의해 캔슬할 수 있는 상태이면, 이러한 수정은 불필요하게 된다.
[실시예12]
표 3에 나타내는 조성으로 자성 도료를 제작하여, 상기 실시예11과 동일한 방법으로 시트 성형을 행했다. 얻어진 전자 간섭 억제 시트에 대해서 실제 비중/이론 비중, 표면 저항률, 1GHz 및 2GHz의 전송 손실, 13.56MHz 통신 특성을 각각 측정했다. 그 결과를 표 3에 아울러 나타낸다. 도 14는 1MHz~10GHz에 있어서의 재료정수의 측정 결과이다.
Figure 112007036069634-PCT00006
표 3에서 사용한 수지는 폴리카보네이트계의 우레탄 수지이며, 가교제를 배합한 도포액이다. 또한 사용한 우레탄 수지의 Tg는 -17℃, 연화 온도는 130℃, 및 실온에서의 저장 탄성률(E')은 1~2×108Pa이다(모두 DMA로의 측정값). 연자성 분말을 함유하는 충전제를 배합한 상태로, 도포 직전의 점도가 약 200,000cps(B형 점도계)이것을 콤마 코터법에 의해, PET상에 도포하고, 건조(건조 존 온도=50℃~70℃)시킨 것이다.
(재료 정수의 평가 방법)
전자 간섭 억제체의 재료 정수는 복소 비투자율의 실수부, 복소 비투자율의 허수부, 복소 비유전율의 실수부 및 복소 비유전율의 허수부를 포함한다. 측정은 재료를 링 가공(직경 7㎜×직경 3㎜)해서 동축관법으로 측정했다. 사용한 기기는 주파수가 1MHz~1GHz에 대해서는 머테리얼 애널라이저(아지렌트사제 E4991A)이며, 50MHz~20GHz에 대해서는 네트워크 애널라이저(아지렌트사제 8720ES)이다.
본 발명의 전자 간섭 억제체는 13.56MHz 및 그 이하의 주파수에서 복소 비투자율의 실수부가 높고(50이상), 복소 비투자율의 허수부가 낮은(5이하) 관계가 있어, 자계를 모으기 쉽고, 모은 자속을 손실하기 어렵다는 성질을 갖고 있다고 할 수 있다. 또한 복소 비유전율의 실수부의 높음(30이상)으로부터 전기력선도 모으기 쉽다고 할 수 있고, 이 복소 비유전율의 실수부의 높음과 복소 비투자율의 실수부의 높음이 더불어, 파장 단축 효과를 얻을 수 있고, 안테나의 사이즈 축소나 전자파간섭 억제체의 박형화에도 기여할 수 있다. 그리고 복소 비유전율의 허수부가 낮다는(500이하) 점에서, 전자파 간섭 억제체 자체의 도전율이 낮고, 저항값이 높은 것이 판명되고, 그것은 전자파 간섭 억제체 자체에 와전류가 발생하지 않는 것을 의미하고 있다.
[실시예13]
실시예11에 사용한 수지계 배합을 접착제를 도포한 금속박(도요코반제 Foil Top, 50㎛ 두께) 상에 도포한 이외는 실시예11과 마찬가지로 해서, 전자파 간섭 억제체를 제작했다. 자계 실드성의 결과를 도 15에 나타낸다.
도 15로부터 분명하듯이, 실시예 13은 10MHz~1GHz에 있어서의 자계 실드성이 30dB 이상이며, 동주파수 영역의 전계 실드성은 60dB을 초과하고 있어, 라디오파 등의 전자파를 바람직하게 차폐하는 것을 알수 있었다.
[실시예14]
표 4에서 사용한 결합제는 실시예12에서 사용한 폴리카보네이트계의 우레탄 수지이며, 가교제를 배합한 도포액이다. 연자성 분말을 함유하는 충전제를 배합한 상태로, 도포 직전의 점도가 약 85,000cps(B형 점도계)이다. 실시예12와 동일한 방법으로 시트화하고 있다.
Figure 112007036069634-PCT00007
연자성 분말으로서 센더스트 합금(Fe-Si-Al)의 구상 입자(평균 입자 직경= 약 5㎛)를 사용해서, 이것을 열전도성 필러로서도 기능시키고 있다.
본 전자 간섭 억제체의 재료 정수는 도 16에 나타내는 바와 같으며, 1GHz에서의 복소 비투자율의 실수부(μ')가 7.6, 동허수부(μ")가 5.1, 복소 비유전율(ε')이 42, 동(ε")이 2.6이다. 표면 저항률은 1×109Ω/□이며, 절연성이 확보되어 있었다.
또한, 비열 및 열확산율로부터 계산한 열전도율은 2.4W/m·K이었다. 방열 특성을 갖는 전자 간섭 억제체라고 할 수 있었다. 또한, 시트의 비열은 세이코인스루멘츠 가부시키가이샤제 DSC에 의해 구하고, 열확산율은 알파크 리코(주)제 레이저 플래시법 열정수 측정 장치 TC-7000형으로 측정했다.

Claims (20)

  1. 자성 도료를 도포, 건조시켜 얻어지는 실질적으로 가압되어 있지 않은 시트상의 전자 간섭 억제체로서,
    연자성 분말 30~80체적%와 결합제 20~70체적%를 함유하고, 상기 결합제는 유리 전이점 및/또는 연화점이 50℃ 이상이며, 또한 실온에 있어서의 용제 및 충전제를 함유하지 않은 상태의 저장 탄성률(E')이 107Pa(JIS K 7244-1) 이상인 엘라스토머 또는 수지인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  2. 자성 도료를 도포, 건조시켜 얻어지는 실질적으로 가압되어 있지 않은 시트상의 전자 간섭 억제체로서,
    연자성 분말 30~80체적%와 결합제 20~70체적%를 함유하고, 상기 결합제는 유리 전이점이 실온 이하이며, 또한 이 유리 전이점과 연화점이 하기 식(I)의 관계를 만족시키고, 또한 실온에 있어서의 용제 및 충전제를 함유하지 않은 상태의 저장 탄성률(E')이 107Pa(JIS K 7244-1) 이상인 엘라스토머 또는 수지인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
    Figure 112007036069634-PCT00008
  3. 자성 도료를 도포, 건조시켜 얻어지는 실질적으로 가압되어 있지 않은 시트 상의 전자 간섭 억제체로서,
    연자성 분말 30~80체적%와 결합제 20~70체적%를 함유하고, 상기 결합제는 유리 전이점이 실온 이상인 엘라스토머 또는 수지 30~80중량부와, 유리 전이점이 실온 미만인 엘라스토머 또는 수지 20~70중량부를 함유하고, 또한 이들의 유리 전이점이 하기 식(II)의 관계를 만족시키고, 또한 실온에 있어서의 용제 및 충전제를 함유하지 않은 상태의 저장 탄성률(E')이 107Pa(JIS K 7244-1) 이상인 엘라스토머 또는 수지인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
    Figure 112007036069634-PCT00009
  4. 자성 도료를 도포, 건조시켜 얻어지는 실질적으로 가압되어 있지 않은 시트상의 전자 간섭 억제체로서,
    연자성 분말 30~80체적%와 결합제 20~70체적%를 함유하고, 상기 자성 도료가 함유하는 용제의 비점은 (실온+40℃) 이상이며, 상기 결합제는 유리 전이점 및/또는 연화점이 (실온+40℃) 이상이며, 또한 실온에 있어서의 상기 용제 및 충전제를 함유하지 않은 상태의 저장 탄성률(E')이 107Pa(JIS K 7244-1) 이상인 엘라스토머 또는 수지인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 건조가 실온 건조인 것을 특 징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  6. 제 4 항에 있어서, 건조가 강제 건조인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 실제 비중/이론 비중이 0.5이상인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 고급 지방산염을 함유하는 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  9. 제 8 항에 있어서, 고급 지방산염이 스테아린산 아연인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연자성 분말의 표면이 커플링제 처리 또는 수지 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 복소 비유전율의 실수부(ε'), 허수부(ε"), 및 복소 비투자율의 실수부(μ'), 허수부(μ")를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 유도 방식의 무선 통신에 사용되는 주파수에서 복소 비투자율의 실수부(μ')가 30이상, 허수부(μ")가 6이하, 또한 복소 비유전율의 실수부(ε')가 30이상, 허수부(ε")가 500이하인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 50MHz~1GHz의 주파수에서 복소 비투자율의 실수부(μ')가 7이상, 또는 허수부(μ")가 5이상인 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 난연제 및/또는 난연조제를 함유하여, 난연성을 부여한 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  15. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 한쪽 이상의 표면에 점착제층 또는 접착제층을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  16. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 열전도성이 부여되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 간섭 억제체.
  17. 도전성 반사층과 이 도전성 반사층의 편면 이상에 형성된 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 전자 간섭 억제체로 이루어지는 자성층을 구비하고, 10MHz~1GHz에 있어서의 KEC법 또는 어드밴테스트법으로 얻어지는 자계 실드성이 20dB 이상인 것을 특징으로 하는 자기 실드 시트.
  18. 무선 통신에 사용되는 주파수에 정합되는 공진 주파수를 갖는 안테나 소자와 이 안테나 소자와 통신 방해 부재 사이에 설치된 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 전자 간섭 억제체를 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 통신 방해 부재가 금속재인 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
  20. 제 18 항에 기재된 안테나 장치를 사용한 것을 특징으로 하는 전자 정보 전달 장치.
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