KR20110110774A - 전자기 차폐 물품 - Google Patents

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Abstract

차폐 물품은 중합체 전도층 및 이 중합체 전도층에 인접하게 배치되는 보호층을 포함한다. 중합체 전도층은 무선 주파수 정보 구성요소가 한 쪽의 외부 장치와 다른 쪽의 중합체 전도층 및 보호층의 사이에 위치할 때 외부 장치가 무선 주파수 정보 구성요소로부터 데이터를 수신하는 것을 방지하기 위해 전자기 차폐 특성을 제공한다. 차폐 물품은 무선 주파수 정보 구성요소를 실질적으로 둘러싸도록 형상화될 수 있다.

Description

전자기 차폐 물품 {ELECTROMAGNETIC SHIELDING ARTICLE}
본 발명은 무선 주파수 식별, 보다 구체적으로 무선 주파수 식별 시스템 내의 정보를 보호하기 위한 물품에 관한 것이다.
무선 주파수 식별 장치(RFID)는 대응하는 수신기에 의해 액세스할 수 있는 데이터 또는 정보를 보유하고 있다. RFID로 인해 제품, 장소, 시간 또는 거래에 관한 정보를 신속하고 쉽게 또 사람의 실수 없이 수집하는 자동적인 방법이 등장하게 되었다. 이는 바코드(bar code)와 같은 다른 자동 ID 기술을 제한하는 거슬리거나 더러운 환경에 관한 걱정 없이 또는 가시선(line of sight)을 필요로 하지 않고 비접촉식 데이터 링크(contactless data link)를 제공한다. 또한, RFID는 ID 코드 그 이상의 것이며, 필요에 따라 또는 적절한 경우에 정보가 기록되고 갱신되는 데이터 캐리어(data carrier)로서 사용될 수 있다. RFID 내에 보유 및 저장되는 데이터 또는 정보는 데이터 또는 정보를 수신할 권한이 없는 사람들에 의한 유포 및 취득에 취약할 수 있다. 그러한 RFID 데이터 또는 정보에 대한 불법 취득이나 수신은 RFID 내에 데이터 또는 정보를 안전하게 보유 및 저장하고자 하는 사람들에게 문제점을 제공한다.
일 태양에서, 본 발명은 중합체 전도층 및 이 중합체 전도층에 인접하게 배치되는 보호층을 포함하는 차폐 물품을 제공한다. 중합체 전도층은 무선 주파수 정보 구성요소가 한 쪽의 외부 장치와 다른 쪽의 중합체 전도층 및 보호층의 사이에 위치할 때 외부 장치가 무선 주파수 정보 구성요소로부터 데이터를 수신하는 것을 방지하기 위해 전자기 차폐 특성을 제공한다.
다른 태양에서, 본 발명은 중합체 전도층 및 이 중합체 전도층에 인접하게 배치되는 보호층을 포함하는 차폐 물품을 제공한다. 차폐 물품은 무선 주파수 정보 구성요소를 실질적으로 둘러싸도록 형상화된다. 중합체 전도층은 무선 주파수 정보 구성요소 및 차폐 물품이 조립된 구성일 때 외부 장치가 무선 주파수 정보 구성요소로부터 데이터를 수신하는 것을 방지하기 위해 전자기 차폐 특성을 제공한다.
다른 태양에서, 본 발명은 중합체 전도층 및 이 중합체 전도층에 인접하게 배치되는 보호층을 포함하는 차폐 물품을 제공하는 단계와, 차폐 물품의 중합체 전도층에 인접하게 무선 주파수 정보 구성요소를 배치하는 단계와, 무선 주파수 정보 구성요소와 외부 장치 사이의 전자기 통신을 차폐하는 단계와, 무선 주파수 정보 구성요소로부터의 정보의 불법 유출을 방지하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
상기 발명의 내용은 본 발명의 각각의 개시된 실시예 또는 모든 구현예를 설명하도록 의도된 것은 아니다. 하기의 도면 및 상세한 설명은 예시적인 실시예를 보다 상세하게 예시한다.
<도 1>
도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품 및 무선 주파수 정보 구성요소의 예시적인 실시예의 개략 단면도.
<도 2>
도 2는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품에 의해 얻어지는 개선된 차폐 효과를 도시하는 그래프.
<도 3a및 도 3b>
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품에 의해 얻어지는 개선된 내마모성을 도시하는 그래프.
<도 4a 내지 도 4d>
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품에 의해 얻어지는 내마모성과 함께 개선된 차폐 효과를 도시하는 그래프.
<도 5>
도 5는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품 및 무선 주파수 정보 구성요소의 다른 예시적인 실시예의 정면도.
바람직한 실시예에 대한 하기의 상세한 설명에서, 그 일부를 형성하는 첨부 도면이 참조된다. 첨부 도면은 본 발명이 실시될 수 있는 구체적인 실시예를 예로서 도시한다. 다른 실시예가 이용될 수 있고, 구조적 또는 논리적 변화가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 하기의 상세한 설명은 제한적인 의미로 취해지지 않아야 하고, 본 발명의 범주는 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된다.
일 태양에서, 본 발명은 전자기 장비, 전자 장비, 수신 장치 또는 다른 외부 장치로부터 발신되는 전기적 또는 자기적 무선 주파수 탐지 신호를 방해 또는 차단함으로써 무선 주파수 식별 장치를 차폐하는 데 유용한 다층 차폐 물품을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 예시적인 실시예를 도시한다. 차폐 물품(2)은 중합체 전도층(4), 보호층(6), 및 중합체 전도층(4)과 보호층(6) 사이에 위치되는 선택적인 접착층(8)을 포함한다. 중합체 전도층(4)은, 중합체 전도층과 보호층이 한 쪽의 외부 장치(도시되지 않음)와 다른 쪽의 무선 주파수 정보 구성요소(10) 사이에 위치할 때 외부 장치가 무선 주파수 정보 구성요소로부터 데이터를 수신하는 것을 방지하기 위해 전자기 차폐 특성을 제공한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 차폐 물품(2)은 중합체 전도층(4)이 무선 주파수 정보 구성요소(10)를 향하도록 무선 주파수 정보 구성요소(10)에 대해 위치된다. 다른 실시예에서, 차폐 물품(2)은 보호층(6)이 무선 주파수 정보 구성요소(10)를 향하도록 무선 주파수 정보 구성요소(10)에 대해 위치될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 중합체 전도층(4)은 중합체층(12) 및 이 중합체층(12) 상에 배치된 전도층(14)을 포함한다. 예를 들어, 전도층(14)은 (예를 들어, 전기 도금과 같은) 화학적 증착, (예를 들어, 스퍼터링과 같은) 물리적 증착, 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해서와 같이 중합체층(12)을 금속화함으로써 형성될 수 있다. 대안적으로, 전도층(14)은 중합체층(12) 상에 라미네이팅될 수 있다. 전도층(14)을 대신하거나 또는 추가적으로, 중합체 전도층(4)은 전도성 입자로 충전된 중합체층(12)을 포함할 수 있다. 중합체층(12)은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트 및 폴리에틸렌을 포함하지만 이로 한정되지 않는 임의의 적합한 중합체 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 중합체층(12)은 두께가 0.02 ㎜ 내지 0.08 ㎜의 범위이다. 도 1에 도시된 실시예에서, 전도층(14)은 니켈의 제1 층(16; ″프라이밍″(priming)이라고도 함)과 니켈의 제2 층(20; ″오버코트″(overcoat)라고도 함) 사이의 구리의 층(18)을 포함한다. 제1 니켈층(16), 구리층(18) 및 제2 니켈층(20)은 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법을 사용하여 중합체층(12)의 표면에 침착된다. 중합체층(12)은 차폐 물품(2)의 최종 용도를 위해 충분한 가요성을 제공하는 한편, 또한 금속 침착 공정에서의 사용을 위해 충분한 강성을 갖는다. 구리층(18)의 양쪽의 니켈층(16, 20)은 구리만 있는 경우보다 중합체층(12)에 대한 더 우수한 접착력을 제공하며, 또한 구리층(18)을 위한 방식층(corrosion protection layer)으로서 작용한다. 구리층(18)은 우수한 전기 전도성을 제공하여, 이 구성이 무선 주파수 정보 구성요소(10)를 위한 차폐 물품으로서 작용할 수 있게 한다. 일 실시예에서, 제1 니켈층(16)은 두께가 10 내지 40 ㎚ (100 내지 400 옹스트롬) 범위이고, 구리층(18)은 두께가 100 내지 300 ㎚ (1000 내지 3000 옹스트롬) 범위이며, 제2 니켈층(20)은 두께가 15 내지 60 ㎚ (150 내지 600 옹스트롬) 범위이다. 바람직한 실시예에서, 제1 니켈층(16)은 두께가 10 내지 20 ㎚ (100 내지 200 옹스트롬) 범위이고, 구리층(18)은 두께가 160 내지 180 ㎚ (1600 내지 1800 옹스트롬) 범위이며, 제2 니켈층(20)은 두께가 20 내지 40 ㎚ (200 내지 400 옹스트롬) 범위이다. 재료 두께의 바람직한 범위는 전기 전도성 및 방식을 위한 재료의 충분한 양을 제공하면서, 재료의 가요성 및 신뢰성의 요구되는 균형을 가능하게 한다. 본 명세서에서, 니켈의 층(16, 20)은 니켈 (Ni), 니켈 합금, 및 예를 들어, 미국 뉴욕주 뉴하트포드 소재의 스페셜 메탈스 코포레이션(Special Metals Corporation)으로부터 상표명 인코넬(INCONEL)로 입수 가능한 오스테나이트 니켈계 초합금과 같은 오스테나이트 니켈계 초합금 중 적어도 하나를 포함하는 층으로서 정의된다. 본 명세서에서, 구리의 층(18)은 구리(Cu) 및 구리 합금 중 적어도 하나를 포함하는 층으로서 정의된다.
일 실시예에서, 보호층(6)은, 예를 들어, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니(3M Company)로부터 상표명 터프퀸(TufQUIN)으로 입수 가능한 무기 코팅으로 코팅된 폴리에스테르 종이와 같은 무기 코팅으로 코팅된 폴리에스테르 종이를 포함한다. TufQUIN은 유기 섬유의 사용에 의해 얻어지는 높은 기계적 강도와 더불어 무기 재료의 고온 능력을 제공한다. TufQUIN 종이는 폴리에스테르 필름과 조합되어 고온 전기 절연 응용에 특히 적합한 가요성 라미네이트(laminate)를 형성한다. 다른 실시예에서, 보호층(6)은, 예를 들어, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니 (E. I. du Pont de Nemours and Company)로부터 상표명 노멕스(NOMEX)로 입수 가능한 아라미드 종이와 같은 아라미드 종이를 포함한다. 보호층(6)은 전형적으로 (예를 들어, 마모에 대한 보호와 같은) 물리적 보호뿐만 아니라 (예를 들어, 부식에 대한 보호와 같은) 화학적 보호를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 접착층(8)은 보호층(6)을 중합체 전도층(4)에 접합하는 데 사용된다. 접착층(8)은 감압 접착제(PSA), 열 활성 접착제(HAA), 핫멜트 접착제, 아크릴 접착제, 비전도성 접착제, 전도성 접착제 또는 임의의 다른 적합한 접착제를 포함할 수 있다. 접착층(8)은 부식 억제제를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 접착층(8)은 두께가 0.01 ㎜ 내지 0.04 ㎜ 범위이다.
본 명세서에 기재된 차폐 물품은 의도된 용도에 대해 많은 이점을 갖는다. 이들 이점 중 일부가 이하에 더 상세하게 설명된다.
내마모성 및 차폐 효과
본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 유용한 이점에는 그의 내마모성 및 차폐 효과, 특히 그 조합이 포함된다.
본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품 및 종래의 차폐 물품에 대한 마모 시험을 행하여 차폐 물품들의 내마모성을 측정하였다. 마모 시험은 일반적으로 직물의 내마모성에 대한 표준 가이드 (회전식 플랫폼, 더블헤드 방법) ASTM D 3884-01 (2007)을 따라 행하였다. 차폐 물품의 원형 시험 샘플을 제조하였다. 각각의 시험 샘플은 직경이 10.4 ㎝ (4.1 인치)이었고, 시험 샘플의 중앙에 직경 6 ㎜의 구멍을 가졌다. 하기의 시험 샘플을 제조하였다. 시험 샘플(101, 102)은, 폴리에스테르를 포함하고 두께가 약 0.05 ㎜ (2.0 mil)인 중합체층(12), 두께가 약 15 ㎚ (150 옹스트롬)인 제1 니켈층(16), 두께가 약 170 ㎚ (1700 옹스트롬)인 구리층(18), 두께가 약 30 ㎚ (300 옹스트롬)인 제2 니켈층(20), 감압 접착제(PSA)를 포함하고 두께가 약 0.025 ㎜인 접착층(8), 및 TufQUIN 110을 포함하고 두께가 약 0.08 ㎜ (3.0 mil)인 보호층(6)을 포함하는 차폐 물품(2)의 샘플이었다. 시험 샘플(103, 104)은, 폴리에스테르를 포함하고 두께가 약 0.05 ㎜ (2.0 mil)인 중합체층(12), 두께가 약 15 ㎚ (150 옹스트롬)인 제1 니켈층(16), 두께가 약 170 ㎚ (1700 옹스트롬)인 구리층(18), 두께가 약 30 ㎚ (300 옹스트롬)인 제2 니켈층(20), 감압 접착제(PSA)를 포함하고 두께가 약 0.025 ㎜인 접착층(8), 및 NOMEX 410을 포함하고 두께가 약 0.08 ㎜ (3.0 mil)인 보호층(6)을 포함하는 차폐 물품(2)의 샘플이었다. 비교 시험 샘플(C105, C106)은, 두께가 약 6 ㎛인 알루미늄 포일층 및 TYVEK를 포함하고 두께가 약 508 ㎛인 보호층을 포함하는 종래의 차폐 물품의 샘플이었다. TYVEK는 플래시스펀 고밀도 폴리에틸렌 섬유의 브랜드(brand), 즉 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니로부터 입수 가능한 합성 재료이다. 비교 시험 샘플(C107, C108)은, 비닐을 포함하고 두께가 약 690 ㎛인 가열 밀봉된 보호층에 의해 둘러싸인 두께가 약 23 ㎛인 프리플로팅 알루미늄 포일을 포함하는 종래의 차폐 물품의 샘플이었다. 미국 뉴욕주 노스토나완다 소재의 테이버 인더스트리즈(Taber Industries)로부터 입수 가능한 테이버 마모시험기를 하기 방식으로 시험 샘플을 연마하는 데 사용하였다. 시험 샘플을 차폐 물품의 보호층을 위로 향하게 하여 마모시험기 유지 장치 상에 두었다. 미국 뉴욕주 노스토나완다 소재의 테이버 인더스트리즈로부터 입수 가능한 CS-10 연마휠(abrasion wheel)을 마모시험기에 설치하였고, 500 g의 시험 하중을 휠에 가하였다. 샘플(101, 103, C105, C107)에 대해서는, 마모시험기로 분당 60 사이클 (60 cpm)의 속도로 500 사이클을 행하였다. 샘플(102, 104, C106, C108)에 대해서는, 마모시험기로 분당 60 사이클 (60 cpm)의 속도로 2,000 사이클을 행하였다. 마모시험기가 정지한 후, 열화(degradation)의 징후에 대해 시험 샘플을 시각적으로 검사하였다. 전술한 마모 시험의 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 보호층 및 종래의 차폐 물품의 보호층에 대한 마모 시험을 수행하여 수분 침투가 내마모성에 미치는 효과를 결정하였다. 마모 시험은 일반적으로 직물의 내마모성에 대한 표준 가이드 (회전식 플랫폼, 더블헤드 방법) ASTM D 3884-01 (2007)을 따라 행하였다. 보호층의 원형 시험 샘플을 제조하였다. 각각의 시험 샘플은 직경이 10.4 ㎝ (4.1 인치)이고, 시험 샘플의 중앙에 직경 6 ㎜의 구멍을 가졌다. 하기의 시험 샘플을 제조하였다. 시험 샘플(201, 202, 203)은 차폐 물품(2)의 보호층(6)의 샘플이었으며, 보호층(6)은 TufQUIN 110을 포함하고 두께가 약 0.08 ㎜ (3.0 mil)이었다. 비교 시험 샘플(C204, C205, C206)은 종래의 차폐 물품의 보호층의 샘플이었으며, 상기 보호층은 TYVEK 1025D를 포함하고 두께가 약 0.13 ㎜ (5.0 mil)이었다. 샘플(201, C204)을 5분 동안 물에 담가 두었고, 샘플(202, C205)은 24시간 동안 물에 담가 두었으며, 샘플(203, C206)은 48시간 동안 물에 담가 두었다. 테이버 마모시험기를 하기 방식으로 시험 샘플을 연마하는 데 사용하였다. 시험 샘플을 마모시험기 유지 장치 상에 두었다. CS-10 연마 휠을 마모시험기에 설치하였고, 500 g의 시험 하중을 휠에 가하였다. 마모시험기로 분당 60 사이클 (60 cpm)의 속도로 500 사이클을 행하였다. 마모시험기가 정지한 후, 열화의 징후에 대해 시험 샘플을 시각적으로 검사하였다. 전술한 마모 시험의 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
표 1 및 표 2에 나타낸 마모 시험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 보호층은 차폐 물품의 중합체 전도층을 보호하여 중합체 전도층이 마모되는 것을 방지한다.
본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품 및 종래의 차폐 물품에 대한 차폐 효과 측정을 수행하여 차폐 물품의 차폐 성능을 결정하였다. 차폐 효과 측정은 일반적으로 평면 재료의 전자기 차폐 효과를 측정하기 위한 표준 시험 방법, ASTM D 4935-99에 따라 행하였다. 하기 시험 샘플을 제조하였다. 시험 샘플(301)은, 폴리에스테르를 포함하고 두께가 약 0.05 ㎜ (2.0 mil)인 중합체층(12), 두께가 약 15 ㎚ (150 옹스트롬)인 제1 니켈층(16), 두께가 약 170 ㎚ (1700 옹스트롬)인 구리층(18), 두께가 약 30 ㎚ (300 옹스트롬)인 제2 니켈층(20), 감압 접착제(PSA)를 포함하고 두께가 약 0.025 ㎜인 접착층(8), 및 TufQUIN 110을 포함하고 두께가 약 0.08 ㎜ (3.0 mil)인 보호층(6)을 포함하는 차폐 물품(2)의 샘플이었다. 시험 샘플(302)은, 폴리에스테르를 포함하고 두께가 약 0.05 ㎜ (2.0 mil)인 중합체층(12), 두께가 약 15 ㎚ (150 옹스트롬)인 제1 니켈층(16), 두께가 약 170 ㎚ (1700 옹스트롬)인 구리층(18), 두께가 약 30 ㎚ (300 옹스트롬)인 제2 니켈층(20), 감압 접착제(PSA)를 포함하고 두께가 약 0.025 ㎜인 접착층(8), 및 NOMEX 410을 포함하고 두께가 약 0.08 ㎜ (3.0 mil)인 보호층(6)을 포함하는 차폐 물품(2)의 샘플이었다. 비교 시험 샘플(C303)은, 두께가 약 6 ㎛인 알루미늄 포일층 및 TYVEK를 포함하고 두께가 약 508 ㎛인 보호층을 포함하는 종래의 차폐 물품의 샘플이었다. 비교 시험 샘플(C304)은, 비닐을 포함하고 두께가 약 690 ㎛인 가열 밀봉된 보호층에 의해 둘러싸인 두께가 약 23 ㎛인 프리플로팅 알루미늄 포일을 포함하는 종래의 차폐 물품의 샘플이었다. 비교 시험 샘플(C305)은, 종이를 포함하고 두께가 약 544 ㎛인 보호층이 개재된 두께가 약 6.4 ㎛인 알루미늄층을 포함하는 종래의 차폐 물품의 샘플이었다. 전술한 차폐 효과 측정의 결과를 도 2에 도시한다.
도 2에 도시된 차폐 효과 측정으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품은 약 300 ㎑ 내지 약 1 ㎓의 주파수 범위에 걸쳐 일관된 차폐 효과를 제공하는 반면, 종래의 차폐 물품의 차폐 효과는 측정된 주파수 범위의 하한에서는 낮고 측정된 주파수 범위의 상한에서는 높다.
본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품 및 종래의 차폐 물품에 대한 마모 시험은 차폐 물품에 대한 질량, 두께 및 차폐 효과 측정을 함께 수행하여, 마모 시험의 결과로서 차폐 물품의 질량 변화와 두께 변화, 및 차폐 물품의 차폐 성능에 대한 마모 시험의 영향을 결정하였다. 마모 시험은 일반적으로 직물의 내마모성에 대한 표준 가이드 (회전식 플랫폼, 더블헤드 방법) ASTM D 3884-01 (2007)을 따라 행하였다. 차폐 효과 측정은 일반적으로 평면 재료의 전자기 차폐 효과를 측정하기 위한 표준 시험 방법, ASTM D 4935-99에 따라 행하였다. 마모 시험을 수행하기 위해, 시험 샘플의 중앙에 있는 구멍은 마모시험기 유지 장치 상으로의 배치를 위해 필요하다. 그러나, 차폐 효과를 적절하게 측정하기 위해, 어떠한 구멍, 개구, 슬릿 등이 없는 시험 샘플이 요구된다. 이러한 난제(challenge)를 어느 정도 극복하기 위해, 하기와 같이 시험을 수행하였다. 차폐 물품의 원형 시험 샘플을 제조하였다. 각각의 시험 샘플은 직경이 10.4 ㎝ (4.1 인치)이었다. 하기의 시험 샘플을 제조하였다. 시험 샘플(401, 402)은, 폴리에스테르를 포함하고 두께가 약 0.05 ㎜ (2.0 mil)인 중합체층(12), 두께가 약 15 ㎚ (150 옹스트롬)인 제1 니켈층(16), 두께가 약 170 ㎚ (1700 옹스트롬)인 구리층(18), 두께가 약 30 ㎚ (300 옹스트롬)인 제2 니켈층(20), 감압 접착제(PSA)를 포함하고 두께가 약 0.025 ㎜인 접착층(8), 및 TufQUIN 110을 포함하고 두께가 약 0.08 ㎜ (3.0 mil)인 보호층(6)을 포함하는 차폐 물품(2)의 샘플이었다. 시험 샘플(403, 404)은, 폴리에스테르를 포함하고 두께가 약 0.05 ㎜ (2.0 mil)인 중합체층(12), 두께가 약 15 ㎚ (150 옹스트롬)인 제1 니켈층(16), 두께가 약 170 ㎚ (1700 옹스트롬)인 구리층(18), 두께가 약 30 ㎚ (300 옹스트롬)인 제2 니켈층(20), 감압 접착제(PSA)를 포함하고 두께가 약 0.025 ㎜인 접착층(8), 및 NOMEX 410을 포함하고 두께가 약 0.08 ㎜ (3.0 mil)인 보호층(6)을 포함하는 차폐 물품(2)의 샘플이었다. 시험 샘플(405, 406)은, 폴리에스테르를 포함하고 두께가 약 0.05 ㎜ (2.0 mil)인 중합체층(12), 두께가 약 15 ㎚ (150 옹스트롬)인 제1 니켈층(16), 두께가 약 170 ㎚ (1700 옹스트롬)인 구리층(18), 두께가 약 30 ㎚ (300 옹스트롬)인 제2 니켈층(20), 감압 접착제(PSA)를 포함하고 두께가 약 0.025 ㎜인 접착층(8), 및 TYVEK 1025D를 포함하고 두께가 약 0.13 ㎜ (5.0 mil)인 보호층(6)을 포함하는 차폐 물품(2)의 샘플이었다. 비교 시험 샘플(C407)은, 두께가 약 6 ㎛인 알루미늄 포일층 및 TYVEK를 포함하고 두께가 약 508 ㎛인 보호층을 포함하는 종래의 차폐 물품의 샘플이었다. 시험 샘플의 초기 두께(T1)를 측정하였다. 일본 가와사키 소재의 미쓰도요 코포레이션(Mitutoyo Corporation)으로부터 입수 가능한 미쓰도요 리니어 게이지(linear gage)를 시험 샘플 두께를 측정하는 데 사용하였다. 시험 샘플의 차폐 효과(SE1)를 측정하였다. 시험 샘플의 중앙에 직경 6 ㎜의 구멍을 절삭하여 마모 시험을 위한 시험 샘플을 제조하였다. 시험 샘플의 초기 질량(M1)을 측정하였다. 미국 오하이오주 콜럼버스 소재의 메틀러-톨레도, 인크.(Mettler-Toledo Inc.)로부터 입수 가능한 메틀러(Mettler) PM 100 정밀 저울을 사용하여 시험 샘플 질량을 측정하였다. 천공된 시험 샘플의 차폐 효과(SE2)를 측정하였다. 시험 샘플 재료의 패치(patch)를 시험 샘플 내의 구멍 위에 일시적으로 놓아 두어, 차폐 효과 측정을 위한 시험 샘플을 제조하였다. 패치된 시험 샘플의 차폐 효과(SE3)를 측정하였다. 차폐 효과 측정값(SE1, SE2, SE3)을 비교하여, 시험 샘플의 차폐 효과에 대한 시험 샘플 재료의 패치 및 시험 샘플 내 구멍의 영향을 결정하였다. 차폐 효과를 비교한 결과는, 구멍을 갖고서 측정된 샘플 대 패치를 갖고서 측정된 샘플 사이에 유의하지 않은 차이를 보여 주었다. 테이버 마모시험기를 하기 방식으로 시험 샘플을 연마하는 데 사용하였다. 시험 샘플을 마모시험기 유지 장치 상에 두었다. CS-10 연마 휠을 마모시험기에 설치하였고, 500 g의 시험 하중을 휠에 가하였다. 마모시험기로 분당 60 사이클 (60 cpm)의 속도로 7,000 사이클을 행하였다. 마모시험기를 매 500 사이클마다 정지시켰고, 그 시점에서 질량(M2), 두께(T2) 및 차폐 효과 측정을 위해 시험 샘플을 마모시험기로부터 일시적으로 제거하였다. 식 ((M2-M1)/M1) × 100％를 사용하여, 마모 시험의 결과에 따른 각 샘플의 질량 변화를 계산하였다. 식 ((T2-T1)/T1) × 100％를 사용하여, 마모 시험의 결과에 따른 각 샘플의 두께 변화를 계산하였다. 차폐 효과 측정을 위해, 시험 샘플 재료의 패치를 시험 샘플의 직경 6 ㎜의 구멍 위에 일시적으로 두었다. 전술한 마모 시험의 결과는, 질량 변화와 관련하여 도 3a에, 두께 변화와 관련하여 도 3b에 그리고 차폐 효과와 관련하여 도 4a 내지 도 4d에 도시하였다.
도 3a에 도시된 질량 변화 측정으로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래의 차폐 물품뿐만 아니라 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 질량 변화에 대한 마모 시험의 영향은 약 4,000 사이클까지는 최소한이다. 4,000 사이클을 초과하면, TufQUIN 또는 NOMEX를 포함하는 보호층을 포함하는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품은 종래의 차폐 물품 및 TYVEK를 포함하는 보호층을 포함하는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품에 비해 내마모성에 관하여 개선된 성능을 제공한다. 이는 TufQUIN 및 NOMEX의 기대되지 않은 그리고 앞서 알려지지 않은 유용한 이점이다.
도 3b에 도시된 두께 변화 측정으로부터 알 수 있는 바와 같이, TufQUIN 또는 NOMEX를 포함하는 보호층을 포함하는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품은 종래의 차폐 물품 및 TYVEK를 포함하는 보호층을 포함하는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품에 비해 내마모성에 관하여 개선된 성능을 제공한다. 이는 TufQUIN 및 NOMEX의 기대되지 않은 그리고 앞서 알려지지 않은 유용한 이점이다.
도 4a 내지 도 4d에 도시된 차폐 효과 측정으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 차폐 효과에 대한 마모 시험의 영향은 최소한이다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4c를 참조하면, 6,000 사이클의 마모 시험 후, 0 내지 1,000 ㎒의 주파수 범위에 걸쳐 일반적으로 5 dB 미만의 차폐 효과 변화가 측정되었다. 대조적으로, 종래의 차폐 물품의 차폐 효과에 대한 마모 시험의 영향은 유의하다. 예를 들어, 도 4b 및 도 4d를 참조하면, 6,000 사이클의 마모 시험 후, 0 내지 1,000 ㎒의 주파수 범위에 걸쳐 차폐 효과의 유의한 감소가 측정되었다.
또한, 도 4c를 참조하면, TufQUIN 또는 NOMEX를 포함하는 보호층을 포함하는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품은 TYVEK를 포함하는 보호층을 포함하는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품에 비해 차폐 효과와 함께 내마모성에 관하여 개선된 성능을 제공한다. 이는 TufQUIN 및 NOMEX의 기대되지 않은 그리고 앞서 알려지지 않은 유용한 이점이다.
박형화
본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 유용한 이득은, 특히 차폐 물품이 예컨대 신분증(identification card), 보험증(insurance card), 타임 카드(timecard), 스마트 카드(smartcard), 지불 카드(payment card), 출입 카드(entry card), 여권 등과 같은 무선 주파수 정보 구성요소를 실질적으로 둘러싸도록 형상화되는 응용에서의 박형화이다. 예를 들어, 무선 주파수 정보 구성요소가 지갑(wallet)이나 반지갑 포켓(billfold pocket)에 맞도록 형상화된 신분증이고 차폐 물품이 이 신분증을 실질적으로 둘러싸도록 형상화되는 경우라면, 한편으로는 신분증이 차폐 물품에 대해 용이하게 삽입 및 제거될 수 있고 다른 한편으로는 차폐 물품이 지갑이나 반지갑 포켓에 대해 용이하게 삽입 및 제거될 수 있으면서 지갑이나 반지갑의 부피(bulk)를 유의하게 늘리지 않도록 차폐 물품의 크기를 설정하는 것이 유리할 것이다. 차폐 물품의 박형화는 이러한 바람직한 특징을 가능하게 한다.
본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품 및 종래의 차폐 물품에 대한 두께 측정을 수행하였다. 하기의 시험 샘플을 제조하였다. 시험 샘플(501)은, 폴리에스테르를 포함하고 두께가 약 0.05 ㎜ (2.0 mil)인 중합체층(12), 두께가 약 15 ㎚ (150 옹스트롬)인 제1 니켈층(16), 두께가 약 170 ㎚ (1700 옹스트롬)인 구리층(18), 두께가 약 30 ㎚ (300 옹스트롬)인 제2 니켈층(20), 감압 접착제(PSA)를 포함하고 두께가 약 0.025 ㎜인 접착층(8), 및 TufQUIN 110을 포함하고 두께가 약 0.08 ㎜ (3.0 mil)인 보호층(6)을 포함하는 차폐 물품(2)의 샘플이었다. 시험 샘플(502)은, 폴리에스테르를 포함하고 두께가 약 0.05 ㎜ (2.0 mil)인 중합체층(12), 두께가 약 15 ㎚ (150 옹스트롬)인 제1 니켈층(16), 두께가 약 170 ㎚ (1700 옹스트롬)인 구리층(18), 두께가 약 30 ㎚ (300 옹스트롬)인 제2 니켈층(20), 감압 접착제(PSA)를 포함하고 두께가 약 0.025 ㎜인 접착층(8), 및 NOMEX 410을 포함하고 두께가 약 0.08 ㎜ (3.0 mil)인 보호층(6)을 포함하는 차폐 물품(2)의 샘플이었다. 비교 시험 샘플(C503)은, 종이를 포함하고 두께가 약 542.4 ㎛인 보호층이 개재된 두께가 약 6.4 ㎛인 알루미늄층을 포함하는 종래의 차폐 물품의 샘플이었다. 비교 시험 샘플(C504)은, 두께가 약 6 ㎛인 알루미늄 포일층 및 TYVEK를 포함하고 두께가 약 508 ㎛인 보호층을 포함하는 종래의 차폐 물품의 샘플이었다. 비교 시험 샘플(C505)은, 비닐을 포함하고 두께가 약 690 ㎛인 가열 밀봉된 보호층에 의해 둘러싸인 두께가 약 23 ㎛인 프리플로팅 알루미늄 포일을 포함하는 종래의 차폐 물품의 샘플이었다. 비교 시험 샘플(C506)은 두께가 약 366.4 ㎛인 비닐 슬리브에 위치되는 두께가 약 513.08 ㎛인 알루미늄 인서트(insert)를 포함하는 종래의 차폐 물품의 샘플이었다. 일본 가와사키 소재의 미쓰도요 코포레이션으로부터 입수 가능한 미쓰도요 리니어 게이지를 사용하여 시험 샘플의 전체 두께 및 시험 샘플(C505, C506)의 금속 두께를 측정하는 데 사용하였다. 미국 캘리포니아주 플리샌턴 소재의 히타치 하이 테크놀로지스 어메리카 인크.(Hitachi, High Technologies America Inc.)로부터 입수 가능한 히타치 S-4700 전계 방사형 주사 전자 현미경(FESEM)을 사용하여 하기와 같이 시험 샘플(501. 502, C503, C504)의 금속 두께를 측정하였다. 각 시험 샘플을 카본 전도성 테이프로 FESEM 스터브(stub)에 부착하였다. 영상 처리 조건(imaging condition)은 0.8 KV, 5.0 KV, 12 ㎜ WD, UHR-A, 경사도(tilt): 0이었다. 배율은 600x 및 10,000x였다. 샘플은 ExB 저전압 화학성분 영상 기법(low voltage compositional imaging)을 사용하여 영상 처리하였다. 에너지 분산형 X-선(EDX) 분석 포인트 및 슈트 모드(point and shoot mode)를 사용하여 샘플을 분석하였다. 전술한 두께 측정의 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure pct00003
표 3에 나타낸 두께 측정으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 두께는 종래의 차폐 물품의 두께보다 유의하게 더 작다.
인쇄적성
본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 유용한 이득은 인쇄적성(printability)이다. 차폐 물품은 오프셋 인쇄법, 스크린 인쇄법, 레이저 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 또는 다른 적합한 인쇄 방법을 사용하여 용이하게 인쇄 가능하다. 예를 들어, 도 1에 도시된 실시예에서, 예컨대 TufQUIN와 같은 무기 코팅으로 코팅된 폴리에스테르 종이 또는 예컨대 NOMEX와 같은 아라미드 종이를 포함하는 보호층(6)은 차폐 물품(2)의 인쇄적성을 가능하게 한다.
저마찰 표면
본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 유용한 이득은, 특히 차폐 물품이 예컨대 신분증, 보험증, 타임 카드, 스마트 카드, 지불 카드, 출입 카드, 여권 등과 같은 무선 주파수 정보 구성요소를 실질적으로 둘러싸도록 형상화되는 응용에서의 저마찰 표면이다. 예를 들어, 무선 주파수 정보 구성요소가 신분증이고 차폐 물품이 신분증을 실질적으로 둘러싸도록 형상화되는 경우라면, 신분증이 차폐 물품에 대해 용이하게 삽입 및 제거될 수 있도록 차폐 물품이 저마찰 표면을 갖는 것이 유리할 것이다. 예를 들어, 도 1에 도시된 실시예에서, 폴리에스테르를 포함하는 중합체층(12)은 신분증을 실질적으로 둘러싸도록 형상화된 차폐 물품(2)에 대한 신분증의 저마찰 삽입 및 제거를 가능하게 한다.
내부식성
본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 유용한 이득은, 특히 차폐 물품이 수분 및/또는 열에 노출되는 응용에서의 내부식성이다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 차폐 물품의 전도층(12)은 구리의 층(18)을 포함한다. 구리층(18)은 일반적으로 부식되기 쉬운 구리(Cu) 및 구리 합금 중 적어도 하나를 포함한다. 구리층(18)이 부식되지 않게 보호하는 것이 중요한데, 이는 구리층(18)의 부식이 차폐 물품(2)의 차폐 효과를 감소시킬 수 있기 때문이다. 도 1에 도시된 차폐 물품(2)의 구성은 구리층(18)이 부식되지 않게 보호하는 데 도움이 되는 다수의 요소를 갖는다. 예를 들어, 구리층(18)의 양쪽의 니켈층(16, 20)이 구리층(18)에 대한 방식층으로서 작용한다. 또한, 중합체층(12)이 구리층(18)의 한쪽에서의 부식에 대한 보호를 제공하는 한편, 보호층(6) 및 선택적인 접착층(8)이 구리층(18)의 다른 쪽에서의 부식에 대한 보호를 제공한다. 접착층(8)은 구리층(18)이 추가적으로 부식되지 않게 보호하기 위해 부식 억제제를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 차폐 물품(2)은 도 1에 도시된 바와 같이 중합체 전도층(4) 및 이 중합체 전도층에 인접하게 배치되는 보호층(6)을 포함한다. 도 5의 예시적인 실시예에서, 차폐 물품(2)은 무선 주파수 정보 구성요소(10)를 실질적으로 둘러싸도록 형상화된다. 이러한 구성에서, 차폐 물품(2)은 또한 안전 슬리브 또는 보호 슬리브로 부를 수 있다. 차폐 물품(2)을 형상화하는 것은 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법 또는 공정을 사용하여 이루어질 수 있다. 일 태양에서, 형상화는 실질적으로 평평한 라미네이트를 절단, 절첩 및 접착 또는 달리 결합하는 것을 포함할 수 있다. 다른 태양에서, 형상화는 실질적으로 관형인 라미네이트를 평탄화 및 절단하는 것을 포함할 수 있다.
무선 주파수 정보 구성요소(10) 및 차폐 물품(2)이 조립된 구성인 경우, 중합체 전도층(4)은 외부 장치(도시되지 않음)가 무선 주파수 정보 구성요소(10)로부터 데이터를 수신하는 것을 방지하기 위해 전자기 차폐 특성을 제공한다. 무선 주파수 정보 구성요소(10)는 신분증, 보험증, 타임 카드, 스마트 카드, 지불 카드, 출입 카드, 여권 등을 포함할 수 있다. 일 태양에서, 차폐 물품(2)은, 무선 주파수 정보 구성요소(10)의 크기에 대응하고 그리고 무선 주파수 정보 구성요소(10)가 차폐 물품(2)에 대해 용이하게 삽입 및 제거될 수 있도록 형상 및 크기가 설정될 수 있다. 예를 들어, 차폐 물품(2)은 신용카드를 수납하도록 형상 및 크기가 설정될 수 있다. 이러한 점에 있어서, 차폐 물품(2)은 대략 85.6 ㎜ × 53.98 ㎜ × 0.76 ㎜ 크기일 수 있다. 다른 예에서, 차폐 물품(2)은 여권 또는 비자를 수납하도록 형상 및 크기가 설정될 수 있다. 이러한 점에 있어서, 차폐 물품(2)은 대략 125 ㎜ ×88 ㎜ × 3 ㎜ 크기일 수 있다. 당업자는 다른 형상, 크기 및 구성을 갖는 차폐 물품이 본 발명에 포함되게 하고자 한다는 것을 이해할 것이다.
차폐 물품(2)의 특히 유용한 하나의 이점은 데이터 또는 정보의 도난(theft) 또는 그렇지 않은 경우 불법 획득을 방지할 수 있다는 것이다. 차폐 물품(2)은 유리하게는 승인되지 않은 사용자에 의해 데이터 또는 정보가 도난되거나 또는 그렇지 않으면 탐지되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 불법 사용자가 외부 전자기 또는 전자 장비를 사용하여 무선 주파수 식별 구성요소(10)로부터 데이터 또는 정보를 획득하려 하는 경우, 차폐 물품(2)은 장비로부터 발신되는 임의의 자기 및/또는 전자기 탐지 신호를 실질적으로 차단하고/하거나 장비로부터 발신되는 탐지 신호를 반사시킴으로써 무선 주파수 식별 구성요소(10)로부터의 이러한 데이터 또는 정보를 획득 또는 포착하고자 하는 시도를 방해, 저지 및 차단할 수 있다.
특정 실시예가 바람직한 실시예의 설명을 목적으로 본 명세서에서 도시되고 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하기에 적합한 매우 다양한 대안의 및/또는 등가의 구현예가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 도시되고 설명된 특정 실시예를 대신할 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 기계, 전기-기계 및 전기 분야의 숙련자는 본 발명이 매우 다양한 실시예로 구현될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 본 출원은 본 명세서에서 논의된 바람직한 실시예의 임의의 적응 또는 변경을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위 및 그의 등가물에 의해서만 제한되는 것으로 명백하게 의도된다.

Claims (21)

  1. 중합체 전도층, 및
    중합체 전도층에 인접하게 배치되는 보호층을 포함하고,
    중합체 전도층은 무선 주파수 정보 구성요소가 한 쪽의 외부 장치와 다른 쪽의 중합체 전도층 및 보호층의 사이에 위치될 때 외부 장치가 무선 주파수 정보 구성요소로부터 데이터를 수신하는 것을 방지하기 위해 전자기 차폐 특성을 제공하는 차폐 물품.
  2. 제1항에 있어서, 중합체 전도층은 중합체층 및 중합체층 상에 배치되는 전도층을 포함하는 차폐 물품.
  3. 제2항에 있어서, 중합체층은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트 및 폴리에틸렌 중 하나를 포함하는 차폐 물품.
  4. 제2항에 있어서, 전도층은 제1 니켈층과 제2 니켈층 사이에 구리층을 포함하는 차폐 물품.
  5. 제4항에 있어서, 구리층은 두께가 100 내지 300 ㎚ (1000 내지 3000 옹스트롬) 범위인 차폐 물품.
  6. 제5항에 있어서, 구리층은 두께가 160 내지 180 ㎚ (1600 내지 1800 옹스트롬) 범위인 차폐 물품.
  7. 제4항에 있어서, 제1 니켈층은 두께가 10 내지 40 ㎚ (100 내지 400 옹스트롬) 범위인 차폐 물품.
  8. 제4항에 있어서, 제2 니켈층은 두께가 15 내지 60 ㎚ (150 내지 600 옹스트롬) 범위인 차폐 물품.
  9. 제1항에 있어서, 중합체 전도층과 보호층 사이에 접착층을 추가로 포함하는 차폐 물품.
  10. 제9항에 있어서, 접착층은 감압 접착제를 포함하는 차폐 물품.
  11. 제9항에 있어서, 접착층은 핫멜트 접착제를 포함하는 차폐 물품.
  12. 제9항에 있어서, 접착층은 아크릴 접착제를 포함하는 차폐 물품.
  13. 제9항에 있어서, 접착층은 부식 억제제를 포함하는 차폐 물품.
  14. 제9항에 있어서, 접착층은 전도성 접착제를 포함하는 차폐 물품.
  15. 제1항에 있어서, 보호층은 무기 코팅으로 코팅된 폴리에스테르 종이를 포함하는 차폐 물품.
  16. 제1항에 있어서, 보호층은 아라미드 종이를 포함하는 차폐 물품.
  17. 제1항에 있어서, 차폐 물품은 6,000 사이클의 내마모성 시험 후에 약 5 dB 미만의 차폐 효과 감소를 나타내는 차폐 물품.
  18. 제1항에 있어서, 보호층은 6,000 사이클의 내마모성 시험 후에 약 5 dB 미만의 차폐 물품의 차폐 효과 감소를 용이하게 하는 차폐 물품.
  19. 중합체 전도층, 및
    중합체 전도층에 인접하게 배치되는 보호층을 포함하며,
    무선 주파수 정보 구성요소를 실질적으로 둘러싸도록 형상화되고, 중합체 전도층은 무선 주파수 정보 구성요소 및 차폐 물품이 조립된 구성일 때 외부 장치가 무선 주파수 정보 구성요소로부터 데이터를 수신하는 것을 방지하기 위해 전자기 차폐 특성을 제공하는 차폐 물품.
  20. 제19항에 있어서, 무선 주파수 정보 구성요소는 신분증(identification card), 보험증(insurance card), 타임 카드(timecard), 스마트 카드(smartcard), 지불 카드(payment card), 출입 카드(entry card) 및 여권 중 하나를 포함하는 차폐 물품.
  21. 중합체 전도층, 및 중합체 전도층에 인접하게 배치되는 보호층을 포함하는 차폐 물품을 제공하는 단계와;
    차폐 물품의 중합체 전도층에 인접하게 무선 주파수 정보 구성요소를 배치하는 단계와;
    무선 주파수 정보 구성요소와 외부 장치 사이에 전자기 통신을 차폐하는 단계와;
    무선 주파수 정보 구성요소로부터 불법 정보 유출을 방지하는 단계
    를 포함하는 방법.
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