KR20120017458A

KR20120017458A - 전자기 차폐 물품

Info

Publication number: KR20120017458A
Application number: KR1020117030995A
Authority: KR
Inventors: 월터 알 로만코; 제프리 에이 림; 시웡 응긴; 유진 피 주니어 제이눌리스
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2012-02-28
Also published as: SG176141A1; JP2012528485A; CA2762218A1; BRPI1007564A2; CN102461362A; WO2010138348A3; MX2011012525A; US20100300744A1; WO2010138348A2; TW201110870A

Abstract

차폐 물품은 제1 전도성 층 및 이격 거리를 형성하는 비-전도성 폴리머 층에 의해 제1 전도성 층으로부터 이격된 제2 전도성 층을 포함한다. 제1 전도성 층 및 제2 전도성 층은 함께 제1 차폐 효과를 제공한다. 제1 전도층, 제2 전도층 및 이격 거리는 함께 제1 차폐 효과보다 큰 제2 차폐 효과를 제공한다.

Description

전자기 차폐 물품 {ELECTROMAGNETIC SHIELDING ARTICLE}

본 발명은 전자기 간섭(EMI) 차폐 응용에서 사용하기에 적합한 전자기 차폐 물품에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 차폐 효과를 현저히 증가시키는 다층 전자기 차폐 물품에 관한 것이다.

최근 수년간, 전자 통신 디바이스들(예를 들면, 모바일 폰, 텔레비전, 게이밍 전자 장치, 카메라, RFID 보안 디바이스, 의료 디바이스 및 자동차 및 항공 우주 응용에서의 전자 디바이스)이 점점 더 작아지고 있으며, 전자 통신용 동작 주파수들이 점점 높아지고 있다. 결과적으로, 전자 디바이스들에 대한 효과적인 전자파 차폐를 제공하기에 적합하며, 이에 따라서 전자 디바이스가 전자기 간섭(EMI)의 허용량을 초과하여 방출하지 않고, 다른 디바이스로부터 외부 방출된 전자파를 수신하지 않는다. 통상적인 전자기 차폐 물품에서 이러한 요구사항을 만족시키는 것은 차폐 효과, 유연성 및 내구성 면에서의 이들의 한계 때문에, 점점 더 힘들어 지게 되었다.

일 태양에서, 본 발명은 제1 전도성 층 및 이격 거리를 형성하는 비-전도성 폴리머 층에 의해 제1 전도성 층으로부터 이격된 제2 전도성 층을 포함하는 차폐 물품을 제공한다. 제1 전도성 층 및 제2 전도성 층은 함께 제1 차폐 효과를 제공한다. 제1 전도층, 제2 전도층 및 이격 거리는 함께 제1 차폐 효과보다 큰 제2 차폐 효과를 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은 복수의 전도성 층들을 포함하는 차폐 물품을 제공하고, 각각의 전도성 층은 이격 거리를 형성하는 비-전도성 폴리머 층에 의해 인접한 전도성 층으로부터 이격된다. 전도성 층들은 함께 제1 차폐 효과를 제공한다. 전도성 층들 및 이격 거리들은 함께 제1 차폐 효과보다 큰 제2 차폐 효과를 제공한다.

본 발명의 전술한 요약 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 물품의 예시적인 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
<도 2>
도 2는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 예시적인 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
<도 3>
도 3은 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 예시적인 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
<도 4>
도 4는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 예시적인 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
<도 5>
도 5는 본 발명의 태양들에 따른 차폐 물품에 의해 얻어진 개선된 차폐 효과를 나타내는 그래프이다.
<도 6>
도 6은 본 발명의 태양들에 따른 차폐 물품에 의해 얻어진 개선된 차폐 효과를 나타내는 다른 그래프이다.

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 설비, 전자 설비, 수신 디바이스들, 또는 기타 외부 디바이스들로부터 방출된 전기 또는 자기 신호를 간섭하거나 차단함으로써 전자 통신 디바이스들을 차폐하는데 유용한 다층 차폐 물품을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 예시적인 실시예를 도시한다. 차폐 물품(100)은 제1 전도성 층(102a) 및 제2 전도성 층(102b)(본 명세서에서 집합적으로 "전도성 층들(102)"이라 함)을 포함한다. 제2 전도성 층(102b)이 비-전도성 폴리머 층(104)에 의해 제1 전도성 층(102a)으로부터 이격된다. "비 전도성(Non-conductive)"은 명세서에서 실질적으로 전기 전도성이 아닌 것으로 정의한다. 폴리머 층(104)은 이격 거리(A)를 형성하고, 이 실시예에서 이는 실질적으로 폴리머 층(104)의 두께에 대응한다. 제1 전도성 층(102a) 및 제2 전도성 층(102b)은 함께 제1 차폐 효과를 제공한다. 제1 차폐 효과는 두 개의 인접한 단일-두께 전도성 층들(102a 및 102b)과 효과적으로 동일한 이중-두께 단일 전도성 층에 기초한다. 기대치 않게, 제1 전도성 층(102a), 제2 전도성 층(102b), 및 이격 거리(A)가 함께 제1 차폐 효과보다 큰 제2 차폐 효과를 제공한다.

전도성 층들(102)은 폴리머 층(104)의 금속화에 의해, 예를 들면 화학적 증착(가령, 전기 도금), 물리적 증착(가령, 스퍼터링), 또는 임의의 다른 적합한 방법에 의해 형성될 수 있다. 선택적으로, 전도성 층들(102)이 폴리머 층(104)에 라미네이트될 수 있다. 일 실시예에서, 전도성 층들(102)은 각각 10 내지 3000 나노미터(100 내지 30000 옹스트롬) 범위의 두께를 가진다. 도 1의 실시예에서, 전도성 층들(102a 및 102b)이 실질적으로 동일한 두께를 가진다. 다른 실시예들에서, 전도성 층들(102a 및 102b)은 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 전도성 층들(102)은 임의의 적합한 전도성 물질을 포함할 수 있으며, 구리, 은, 알루미늄, 금 및 이들의 합금을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 전도성 층(102a)은 제2 전도성 층(102b)과 다른 물질 또는 물질들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 전도성 층(102a)은 구리 층을 포함할 수 있고 제2 전도성 층(102b)은 은의 층을 포함할 수 있다.

폴리머 층(104)은 임의의 적합한 폴리머 물질을 포함할 수 있고, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 설파이드, 폴린에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 실리콘 고무, 에틸렌 프로필렌 다이엔 고무, 폴리우레탄, 아크릴레이트, 실리콘, 천연 고무, 에폭시 및 합성 고무 접착제를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 폴리머 층(104)은 의도된 응용에 적합한 속성들을 제공하기 위해 하나 이상의 첨가제 및/또는 필러를 포함할 수 있다. 폴리머 층(104)에 포함될 수 있는 접착제 물질, 첨가제 및 필러가 이하에서 더 상세히 기술된다. 폴리머 층(104)은 비-직물(non-wovens), 직물, 폼 또는 실질적인 중공형 폴리머 또는 접착제 층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 폴리머 층(104)은 5 마이크로미터 내지 500 마이크로미터 범위의 두께를 가진다.

도 1에 도시된 실시예에서, 제1 및 제2 전도체 층들(102a 및 102b)은 각각 구리 층(106a 및 106b)(집합적으로 본 명세서에서 "구리 층들(106)"이라고 함)을 포함하며, 이들은 각각 니켈 층(108a 및108b) (집합적으로 본 명세서에서 "니켈 층들(108)"이라고 함)(각각은 또한 "프라이밍(priming)"이라고 함) 상에 배치된다. 니켈 층들(108) 및 구리 층들(106)은 본 기술 분야에 알려진 임의의 적합한 방법을 사용하여 증착될 수 있다. 폴리머 층(104)은 차폐 물품(100)의 최종 사용에 대해 충분한 유연성을 제공하고, 이는 또한 예를 들면 금속 증착 프로세스에서 사용하기에 충분한 강도, 열적 안정성 및 화학적 안정성을 가진다. 니켈 층들(108)은 구리 층들(106) 단독보다 폴리머 층(104)에 대한 구리 층들(106)에 대한 더 나은 밀착성을 제공한다. 구리 층들은(106)은 구성이 예를 들어, 모바일 폰, 텔레비전, 게이밍 전자장치, 카메라, RFID 보안 디바이스, 의료 디바이스, 및 자동차와 항공 우주 응용의 전자 디바이스에서 사용하기 위한 차폐 물품으로서 동작하도록 하기에 충분한 전기 전도성을 제공한다. 다른 실시예들에서, 니켈의 추가 층이 구리 층들(106)에 부식 방지를 제공하도록 구리 층들(106)의 외부 표면에 증착될 수 있다. 일 실시예에서, 니켈 층들(108)은 각각 2.5 내지 12.5 나노미터(25 내지 125 옹스트롬) 범위의 두께를 가지고, 구리 층들(106)은 각각 5 내지 200 나노미터(50 내지 2000 옹스트롬) 범위의 두께를 가진다. 바람직한 실시예에서, 니켈 층들(108)은 각각 5 내지 10 나노미터(50 내지 100 옹스트롬) 범위의 두께를 가지고, 구리 층들(106)은 각각 80 내지 200 나노미터(800 내지 2000 옴스트롬) 범위의 두께를 가진다. 물질 두께의 바람직한 범위는 물질 유연성 및 신뢰성의 바람직한 균형을 가능하게 하며, 전기 전도성 및 부식 방지를 위해 적절한 물질 양을 제공한다. 도시된 실시예에서 구리 층들(106a 및 106b)은 실질적으로 동일한 두께를 가지나, 다른 실시예들에서, 구리 층들(106a 및 106b)은 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 유사하게, 도시된 실시예에서, 니켈 층들(108a 및 108b)은 실질적으로 동일한 두께를 가지나, 다른 실시예들에서, 니켈 층들(108a 및 108b)은 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 구리 층들(106)은 니켈 층들(108) 상에 증착되나, 다른 실시예들에서 구리 층들(106) 중 하나 또는 둘이 폴리머 층(104) 상에 직접 증착될 수 있다. 본 명세서에서, 니켈 층들(108)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 형성된다. 본 명세서에서, 구리 층들(106)은 구리(Cu) 및 구리 합금 중 적어도 하나를 포함하는 층으로서 형성된다.

도 2는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 차폐 물품(200)은 전술한 차폐 물품(100) 및 제1 전도성 층(102a) 상에 배치된 접착제 층(210)을 포함한다. 다른 실시예들에서, 접착제 층(210)은 제2 전도성 층(102b)상에 또는 제1 및 제2 전도성 층들(102a, 102b) 양자 상에 배치될 수 있다.. 일 실시예에서, 접착제 층(210)은 차폐 물품(200)을 보호 층 또는 예를 들면 전자기적으로 차폐될 필요가 있는 디바이스나 컴포넌트에 결합하기 위해 사용된다. 접착제 층(210)은 감압성 접착제 (PSA), 고온 용융 접착제, 열경화성 접착제, 경화형 접착제, 또는 임의의 다른 적합한 접착제를 포함할 수 있다. 접착제 층(210)은 의도된 응용에 적합한 속성을 제공하도록 하나 이상의 첨가제 및/또는 필러를 포함할 수 있다. 접착제 층(210)에 포함될 수 있는 접착제 물질, 첨가제 및 필러가 이하에서 더 상세히 기술된다. 접착제 층(210)은 부식 억제제를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 접착제 층(210)은 10 마이크로미터 내지 150 마이크로미터 범위의 두께를 가진다.

도 3은 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 차폐 물품(300)은 전술한 차폐 물품(200) 및 접착제 층(210)에 인접하게 배치된 보호 층(312)을 포함한다. 이러한 실시예에서, 보호 층(312)은 제1 전도성 층(102a)에 접착제 층(210)에 의해 결합된다. 다른 실시예에서, 보호 층(312)은 제2 전도성 층(102b)에 인접하게 또는 제1 및 제2 전도성 층(102a, 102b)에 인접하게 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 보호 층(312)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, 보호 층(312)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. 보호 층(312)은 전형적으로 (예를 들어, 마모에 대한 보호와 같은) 물리적 보호뿐만 아니라 (예를 들어, 부식에 대한 보호와 같은) 화학적 보호를 제공할 수 있다. 보호 층(312)은 의도하는 응용에 적합한 임의의 두께를 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 차폐 물품(400)은 전술한 것과 같이 제1 전도성 층(102a) 및 제2 전도성 층(102b)을 포함한다. 제2 전도성 층(102b)은 비-전도성 폴리머 층(404)에 의해 제1 전도성 층(102a)으로부터 이격된다. 폴리머 층(404)은 이격 거리(B)를 형성하고, 이 실시예에서, 이는 실질적으로 폴리머 층(404)의 두께에 대응한다. 제1 전도성 층(102a) 및 제2 전도성 층(102b)은 함께 제1 차폐 효과를 제공한다. 기대치 않게, 제1 전도성 층(102a), 제2 전도성 층(102b) 및 이격 거리(B)가 함께 제1 차폐 효과보다 큰 제2 차폐 효과를 제공한다. 폴리머 층(404)은 제1 비-전도성 폴리머 서브 층(414a), 제2 비-전도성 폴리머 서브 층(414b) 및 제1 폴리머 서브 층(414a)과 제2 폴리머 서브 층(414b) 사이에 배치된 결합 접착제 층(416)을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 폴리머 서브 층들(414a 및 414b)은 전술한 것과 같이 폴리머 층(104)과 동일하다. 폴리머 층(404)의 이러한 구성의 유용한 이점은 차폐 물품(400)을 제조하는 방법에 있다. 일 실시예에서, 차폐 물품(400)은 다음과 같이 제조된다: 먼저, 전도성 층(102a)이 제1 폴리머 서브 층(414a) 상에 증착되고, 제2 전도성 층(102b)이 제2 폴리머 서브 층(414b) 상에 증착되어, 두 개의 별개의 구성을 형성한다. 이어서, 결합 접착제 층(416)이 제1 폴리머 서브 층(414a)에 라미네이트되고, 제2 폴리머 서브 층(414b)이 결합 접착제 층(416)에 라미네이트되어, 두 개의 별개의 구성이 차폐 물품(400)으로 결합된다. 결합 접착제 층(416)은 감압성 접착제 (PSA), 고온 용융 접착제, 열경화성 접착제, 경화형 접착제, 또는 임의의 다른 적합한 접착제를 포함할 수 있다. 결합 접착제 층(416)은 의도된 응용에 적합한 속성을 제공하도록 하나 이상의 첨가제 및/또는 필러를 포함할 수 있다. 결합 접착제 층(416)에 포함될 수 있는 접착제 물질, 첨가제 및 필러가 이하에서 더 상세히 기술된다. 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 접착제 층들(예를 들면, 접착제 층들(210 및 416))은 하나의 물질 또는 표면을 다른 하나에 결합, 접착하거나 그렇지 않다면 고정하기 위해 사용되는 다양한 유형의 물질들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 접착제의 종류는 예를 들면, 감압성 접착제, 고온 용융 접착제, 열경화성 접착제 및 경화형 접착제를 포함한다. 감압성 접착제는 실리콘 폴리머, 아크릴레이트 폴리머, 천연 고무 폴리머 및 합성 고무 폴리머에 기초한 것들을 포함한다. 이들은 바람직한 속성을 제공하도록 다양한 물질들과 점착, 가교결합 및/또는 필링될(filled) 수 있다. 고온 용융 접착제는 특정한 온도 및/또는 압력을 초과하여 가열되는 경우에 접착제가 점착성있게 되고 기판에 잘 접착되고; 접착제가 냉각되는 경우에, 이의 응집 강도가 증가하면서 동시에 기판에 대해 우수한 결합을 유지한다. 고온 용융 접착제의 유형의 예는, 폴리아미드, 폴리우레탄, 에틸렌 및 비닐 아세테이트의 코폴리머, 및 말레산 무수물과 같이 더 극성인 화학종으로 개질된 올레핀 폴리머를 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 열경화성 접착제는 실온에서 또는 열 및/또는 압력의 적용으로 기판과 밀접하게 결합된 접촉을 형성할 수 있는 접착제이다. 가열에 의해, 열경화물에서 화학적 반응이 일어나 주변 환경 온도, 저온 및 상승된 온도에서, 장기간의 응집 강도를 제공한다. 열경화성 접착제의 예는 에폭시, 실리콘 및 폴리에스테르 및 폴리우레탄을 포함한다. 경화형 접착제는 열경화물을 포함할 수 있으나 실온에서 외부적인 화학종이나 에너지를 부가하거나 부가하지 않고 경화할 수 있다는 점에서 차별화된다. 예들은 2-파트 에폭시 및 폴리에스테르, 1-파트 습식 경화 실리콘 및 폴리우레탄, 그리고 가령 UV, 가시광이나 전자 빔 에너지와 같이 경화를 위해 화학선 방사를 이용하는 접착제를 포함한다.

본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 비-전도성 폴리머 층들 및 접착제 층들(예를 들면, 폴리머 층(104), 폴리머 서브 층들(414a, 414b) 및 접착제 층들(210, 416))이 의도된 응용에 적합한 속성을 제공하기 위해 다양한 유형의 첨가제 및 필러를 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 전형적인 첨가제 및 필러는 가소제, 열 안정화제, 산화방지제, UV 안정화제, 안료, 염료, 내연제, 방염제(smoke suppressant), 전도성 필러, 화학내성을 향상시키기 위한 화학종, 및 기타 속성 개질제를 포함한다.

내연제는 전체 제품 구성이 화재의 진행을 최소화, 개선 또는 제거하는 것을 가능하게 하기 위해 일부 응용에 유용한 필러의 다른 종류를 나타낸다. 내연제의 유형은 디카브로모 다이페닐 옥사이드, 클로리네이티드 파라핀 왁스, 브로미네이티드 페놀, 및 브로미네이티드 비스페놀 A와 같은 할로게네이티드 내연제를 포함할 수 있다. 나아가, 할로게네이티드 내연제를 이용하는 제형(formulations)은 할로겐 화합물의 내연 성능을 강화하기 위해 상승적으로 작용하는 안티모니 트라이옥사이드와 같은 안티모니 옥사이드를 종종 포함한다.

다른 유형의 내연제는 폴리머 인화성을 감소시키고 연소를 차단하기 위해 팽창 또는 탄소화(char formation)에 의존한다. 팽창형 내연제의 일부 예는 암모늄 폴리포스페이트와 같은 포스페이트 및 멜라민과 같은 니트로겐 화합물을 포함한다. 다른 종류의 내연제는 불활성 가스를 생성하고 분해시 탄소화를 촉진함으로써 불꽃 전파를 차단한다. 이들은 무기물 하이드록사이드, 하이드록시카보네이트 및 알루미늄 트라이하이드레이트, 마그네슘 하이드록사이드 및 마그네슘 카보네이트와 같은 카보네이트를 포함한다.

또 다른 종류의 내연제는 또한 연기 발생을 억제하는 몰리브데네이트 및 보레이트를 포함한다. 이러한 유형의 내연제의 일부 예는 암모늄 옥토몰리브데네이트 및 아연 보레이트를 포함한다. 이러한 그리고 다른 잘 알려진 내연제의 임의의 조합이 포함될 수 있다.

예를 들면 전체 성능을 향상시키고 비용을 줄이기 위해 포함될 수 있는 다른 유형의 필러는 티타늄 다이옥사이드, 건식 실리카, 탄소 섬유, 카본 블랙, 글래스 비즈, 글래스 섬유, 글래스 버블, 미네랄 섬유, 진흙 입자, 유기 섬유, 산화 아연, 알루미늄 옥사이드, 보론 니트라이드, 알루미늄 니트라이드, 바륨 티타네이트, 몰리브데늄 등을 포함한다.

일부 차폐용 응용에 유용한 하나의 중요한 필러는 차폐층으로부터 접지면으로 전류의 흐름을 제공하기 위한 전도성 입자이다. 전도성 입자는 구체, 얇은 조각(flake), 막대, 입방체, 무정형, 또는 다른 입자의 형태와 같이 현재 사용되는 입자 유형들 중 임의의 것일 수 있다. 이들은 카본 블랙, 탄소 섬유, 니켈 구체, 니켈 코팅된 구리 구체, 금속 코팅된 옥사이드, 금속 코팅된 폴리머 섬유, 또는 다른 유사한 전도성 입자와 같은 고체 혹은 실질적인 고체 입자들일 수 있다. 이러한 전도성 입자는 은, 알루미늄, 니켈 또는 인듐 산화주석 같은 전도성 물질로 코팅되거나 도금된 전기적인 절연 물질로 만들어질 수 있다. 금속 코팅된 절연 물질은 중공형 유리 구체 같은 실질적인 중공형 입자이거나, 글래스 비즈나 메탈 옥사이드 같은 중실형 물질을 포함할 수 있다. 전도성 입자는 탄소 나노튜브 같이 수십 미크론 내지 나노미터 크기 정도의 물질일 수 있다. 전도성 접착제는 또한 전도성 폴리머 매트릭스로 구성될 수 있다.

본 발명의 태양에 따른 차폐 물품은 통상적인 차폐 물품과 비교하여 이들의 의도된 용도에 대해 많은 이점이 있다. 하나의 구체적인 이점은 전자기 차폐에서의 기대치 않은 성과로, 이는 이하에서 상세하게 설명된다.

실시예

본 발명의 태양에 따른 차폐 물품 및 통상적인 차폐 물품에 대한 차폐 효과 측정을 수행하였다. 차폐 효과 측정은 일반적으로 평면 물질의 전자기 차폐 효과를 측정하기 위한 표준 시험 방법, ASTM D 4935-99에 따라 수행하였다. 측정은 TEM 셀에 맞춰진 애질런트 테크놀러지스의 N5230A PNA-L 네트워크 분석기로 진행되었으며, 다양한 샘플의 차폐 수준을 정확히 측정하기 위해 필요에 따라 IF 대역폭 및 평균화된 많은 스캔이 조절되었다. 하기의 시험 샘플을 제조하였다.

비교 시험 샘플 C501은 비-전도성 폴리머 층 위에 증착된 하나의 전도성 층을 포함하는 통상적인 차폐 물품의 샘플이었다. 구체적으로 비교 시험 샘플 C501은 다음과 같이 생성되었다: 약 7.5 나노미터(75 옹스트롬) 두께의 니켈 층을 폴리에틸렌 테레프탈염산을 포함한 약 51 마이크로미터(2.0 밀) 두께의 폴리머 층 위에 증착했다. 약 110 나노미터(1100 옹스트롬) 두께의 구리 층을 니켈 층 위에 증착했다.

시험 샘플 502는 본 발명의 태양에 따른 차폐 물품의 샘플이었다. 구체적으로, 시험 샘플 502는 다음과 같이 생성되었다: 약 7.5 나노미터(75 옹스트롬) 두께의 니켈 층이 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하고 약 51 마이크로미터(2.0 밀) 두께의 폴리머 층 위에 증착되었다. 약 55 나노미터(550 옹스트롬) 두께의 제1 구리 층이 니켈 층 상에 증착되었다. 약 55 나노미터(550 옹스트롬) 두께의 제2 구리 층이 폴리머 층의 반대 표면 상에 증착되었다.

시험 샘플 503은 본 발명의 태양에 따른 또 다른 차폐 물품의 샘플이었다. 구체적으로 시험 샘플 503은 다음과 같이 생성되었다: 약 7.5 나노미터(75 옹스트롬) 두께의 제1 니켈 층이 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하고 약 51 마이크로미터(2.0 밀) 두께의 제1 폴리머 층 위에 증착되었다. 약 55 나노미터(550 옹스트롬) 두께의 제1 구리 층이 제1 니켈 층 상에 증착되었다. 약 7.5 나노미터(75 옹스트롬) 두께의 제2 니켈 층이 제1 폴리머 층으로부터 이격된 제2 폴리머 층 상에 증착되었다. 약 55 나노미터(550 옹스트롬) 두께의 제2 구리 층이 제2 니켈 층 위에 증착하였다. 아크릴레이트 감압성 접착제를 포함하는 약 25 마이크로미터(1.0 밀)의 두께의 결합 접착제 층은 제1 폴리머 층으로 라미네이트되었다. 제2 폴리머 층은 결합 접착제 층으로 라미네이트되었다.

시험 샘플 504는 본 발명의 태양에 따른 또 다른 차폐 물품 샘플이었다. 구체적으로 시험 샘플 504는 다음과 같이 생성되었다: 약 7.5 나노미터(75 옹스트롬) 두께의 제1 니켈 층이 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한 약 51 마이크로미터(2.0 밀) 두께의 제1 폴리머 층 상에 증착되었다. 약 55 나노미터(550 옹스트롬) 두께의 제1 구리 층이 제1 니켈 층 상에 증착되었다. 약 7.5 나노미터(75 옹스트롬) 두께의 제2 니켈 층이 제1 폴리머 층으로부터 이격된 제2 폴리머 층 상에 증착되었다. 약 55 나노미터(550 옹스트롬) 두께의 제2 구리 층이 제2 니켈 층 위에 증착되었다. 아크릴레이트 감압성 접착제를 포함하는 약 127 마이크로미터(5.0 밀) 두께의 결합 접착제 층은 제1 폴리머 층으로 라미네이트되었다. 제2 폴리머 층은 결합 접착제 층으로 라미네이트되었다.

[표 1]

표 1과 도 5는 샘플 C501-504에 대해 100 내지 1000MHz로 평균화된 차폐 데이터를 나타낸다. 비교 시험 샘플 C501의 차폐 효과가 100 내지 1000 메가헤르츠 범위에 대해 -55.7 데시벨에서 측정되었다. 비교 시험 샘플 C501의 구리의 단일 층을 효과적으로 반으로 분리하고 약 51 마이크로미터의 이격 거리만큼 간격 띄우기함으로써, 시험 샘플 502의 구성과 실질적으로 동일한 구성이 형성되어, 차폐 효과가 -66.9 데시벨로 기대치 않게 증가되었다 (-11.2 데시벨 추가 차폐). 이러한 데이터는 차폐 물품의 전도성 층들 사이의 이격 거리의 존재가 차폐 물품의 차폐 효과를 기대치 않게 증가시킨다는 것을 설명한다. 약 127 마이크로미터(시험 샘플 503) 및 229 마이크로미터 (시험 샘플 504)에 대한 이격 거리를 증가시킴으로써, 차폐 효과가 각각 추가로 -71.4 데시벨 (-15.7 데시벨 추가 차폐) 및 -78.4데시벨 (-22.7 데시벨 추가 차폐)로 증가되었다. 이러한 데이터는 이격 거리가 증가함에 따라, 차폐 효과가 증가한다는 것을 설명한다. 도 5는 한계에서 층 분리가 0을 향해 감소함에 따라, 추정된 값 (y-절편)이 0이 아니라는 것을 추가로 도시한다. 이는 이중 층 차폐 층들 대 실질적으로 동일한 유효 두께를 가진 단일 층 사용의 기대치 않은 시너지를 입증한다.

본 발명의 태양에 따른 차폐 물품 및 통상적인 차폐 물품에 대한 추가적인 차폐 효과 측정을 수행하였다. 차폐 효과 측정은 전술한 바와 같이 수행하였다. 하기의 시험 샘플을 제조하였다.

비교 시험 샘플 C601은 약 23 마이크로미터(0.9 밀)의 두께를 가진 알루미늄 포일을 포함하는 단일 전도성 층을 포함하는 통상적인 차폐 물품의 샘플이었다.

시험 샘플 602는 본 발명의 태양에 따른 차폐 물품의 샘플이었다. 구체적으로, 시험 샘플 602는 다음과 같이 생성되었다: 약 10 마이크로미터(0.4 밀) 두께의 알루미늄 포일을 포함하는 제1 전도성 층이 약 25 마이크로미터(약 1.0 밀) 두께의 아크릴레이트 결합 접착제를 포함하는 폴리머 층에 라미네이트되었다. 약 10 마이크로미터(0.4 밀)의 두께를 가진 알루미늄 포일을 포함하는 제2 전도성 층이 폴리머 층의 반대 표면에 라미네이트되었다.

시험 샘플 603은 본 발명의 태양에 따른 차폐 물품의 샘플이다. 구체적으로 시험 샘플 603은 다음과 같이 생성되었다: 약 10 마이크로미터(0.4 밀) 두께의 알루미늄 포일을 포함하는 제1 전도성 층이 약 51 마이크로미터(2.0 밀) 두께의 아크릴레이트 결합 접착제를 포함한 폴리머 층에 라미네이트되었다. 약 10 마이크로미터(0.4 밀)의 두께를 가진 알루미늄 포일을 포함하는 제2 전도성 층이 폴리머 층의 반대 표면에 라미네이트되었다.

시험 샘플 604는 본 발명의 태양에 따른 차폐 물품의 샘플이었다. 구체적으로 시험 샘플 604는 다음과 같이 생성되었다: 약 10 마이크로미터(0.4 밀) 두께의 알루미늄 포일을 포함하는 제1 전도성 층이 약 102 마이크로미터(4.0 밀) 두께의 아크릴레이트 결합 접착제를 포함한 폴리머 층에 라미네이트되었다. 약 10 마이크로미터(0.4 밀)의 두께를 가진 알루미늄 포일을 포함하는 제2 전도성 층이 폴리머 층의 반대 표면에 라미네이트되었다.

시험 샘플 605는 본 발명의 태양에 따른 차폐 물품의 샘플이었다. 구체적으로 시험 샘플 605는 다음과 같이 생성되었다: 약 10 마이크로미터(0.4 밀) 두께의 알루미늄 포일을 포함하는 제1 전도성 층이 약 152 마이크로미터(6.0 밀) 두께의 아크릴레이트 결합 접착제를 포함한 폴리머 층에 라미네이트되었다. 약 10 마이크로미터(0.4 밀)의 두께를 가진 알루미늄 포일을 포함하는 제2 전도성 층이 폴리머 층의 반대 표면에 라미네이트되었다.

[표 2]

표 2와 도 6은 샘플 C601-605에 대해 100 내지 1000MHz로 평균화된 차폐 데이터를 나타낸다. 비교 시험 샘플 C601의 차폐 효과가 100 내지 1000 메가헤르츠 범위에 대해 -112.1 데시벨에서 측정되었다. 비교 시험 샘플 C601의 알루미늄의 단일 층을 효과적으로 반으로 분리하고 약 25 마이크로미터의 이격 거리만큼 간격 띄우기함으로써, 시험 샘플 602의 구성과 실질적으로 동일한 구성이 형성되어, 차폐 효과가 -123.4 데시벨로 기대치 않게 증가되었다 (-11.3 데시벨 추가 차폐). 이러한 데이터는 차폐 물품의 전도성 층들 사이의 이격 거리의 존재가 차폐 물품의 차폐 효과를 기대치 않게 증가시킨다는 것을 설명한다. 약 51 마이크로미터(시험 샘플 603), 102 마이크로미터 (시험 샘플 604) 및 152 마이크로미터(시험 샘플 605)에 대한 이격 거리를 증가시킴으로써, 차폐 효과가 각각 추가로 -123.6 데시벨 (-11.4 데시벨 추가 차폐), -126.4 데시벨 (-14.2 데시벨 추가 차폐), 및 -128.4 데시벨(-16.2 데시벨 추가 차폐)로 증가되었다. 이러한 데이터는 이격 거리가 증가함에 따라, 차폐 효과가 증가한다는 것을 설명한다. 도 6은 한계에서 층 분리가 0을 향해 감소함에 따라, 추정된 값 (y-절편)이 0이 아니다라는 것을 추가로 도시한다. 이는 이중 층 차폐 층들 대 실질적으로 동일한 유효 두께를 가진 단일 층 사용의 기대치 않은 시너지를 입증한다.

조합에서, 표 1-2 및 도 5-6에 제시된 데이터는 추가 차폐 효과가 서로 다른 전도성 물질들을 포함하는 제1 및 제2 전도성 층들을 포함하는 본 발명의 태양에 따른 차폐 물품에서 얻어질 수 있다는 것을 설명한다.

본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품에 대한 추가 차폐 효과 측정을 수행하였다. 차폐 효과 측정은 전술한 바와 같이 수행하였다. 이하의 시험 샘플이 제조되었다.

시험 샘플 701은 본 발명의 일 태양에 따른 차폐 물품의 샘플이었다. 구체적으로, 시험 샘플 701은 다음과 같이 생성되었다: 약 15 나노미터(150 옹스트롬) 두께의 니켈 층이 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하고 약 51 마이크로미터(2.0 밀) 두께의 폴리머 층에 증착되었다. 약 180 나노미터(1800 옹스트롬)의 두께를 가진 구리 층이 니켈 층 상에 증착되었다. 약 15 나노미터 (150 옹스트롬)의 두께를 가진 티타늄의 층이 폴리머 층의 반대 표면 상에 증착되었다. 약 100 나노미터(1000 옹스트롬)의 두께를 가진 은의 층이 티타늄의 층 상에 증착되었다. 시험 샘플 701의 평균 차폐 효과가 -81.6 데시벨에서 측정되었고, 이로써 4개의 시편이 평균화되었다. 이러한 예는 제1 전도성 층과 제2 전도성 층이 서로 다른 전도성 물질들을 포함하는 차폐 물품이 효과적으로 이용될 수 있다는 것을 입증한다. 이는 또한, 제1 및 제2 전도성 층들의 두께가 다를 수 있다는 것을 입증한다.

제2 전도성 층으로부터 이격된 제1 전도성 층(즉, 이중 층 구성)을 포함하는 차폐 물품이, 제1 전도성 층과 제2 전도성 층이 본질적으로 단일 전도성 층(즉, 단일 층 구성)을 형성하는 차폐 물품보다 더 큰 차폐 효과를 가진다는 것이 입증되었다. 이에 기초하여, 본 기술 분야의 통상의 기술을 가진 자는 각각의 전도성 층이 인접한 전도성 층으로부터 이격된 복수의 전도성 층들을 포함하는 차폐 물품(즉, 다층 구성)이 전도성 층들이 단일 전도성 층(즉, 단일 층 구성)을 형성하는 차폐 물품보다 더 큰 차폐 효과를 가질 것이라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 예를 들어, 제2 전도성 층으로부터 이격된 제1 전도성 층을 포함하는 차폐 물품에서, 제1 및 제2 전도성 층들 중 하나 또는 둘을 반으로 나누거나 분리함으로써(3- 또는 3-층 구성을 형성함), 차폐 물품의 차폐 효과가 추가로 증가할 것이다.

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

제1 전도성 층; 및
이격 거리를 형성하는 비-전도성 폴리머 층에 의해 제1 전도성 층으로부터 이격된 제2 전도성 층을 포함하며,
제1 전도성 층 및 제2 전도성 층은 함께 제1 차폐 효과를 제공하고, 제1 전도성 층, 제2 전도성 층 및 이격 거리는 함께 제1 차폐 효과보다 큰 제2 차폐 효과를 제공하는, 차폐 물품.
제1항에 있어서, 비-전도성 폴리머 층은 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드-이미드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 실리콘 고무, 에틸렌 프로필렌 다이엔 고무, 폴리우레탄, 아크릴레이트, 실리콘, 천연 고무 및 합성 고무 접착제 중 적어도 하나를 포함하는, 차폐 물품.
제1항에 있어서, 비-전도성 폴리머 층은 제1 비-전도성 폴리머 서브 층, 제2 비-전도성 폴리머 서브 층 및 제1 비-전도성 폴리머 서브 층과 제2 비-전도성 폴리머 서브 층 사이에 배치된 결합 접착제 층을 포함하는, 차폐 물품.
제1항에 있어서, 비-전도성 폴리머 층은 5 마이크로미터 내지 500 마이크로미터 범위의 두께를 가지는, 차폐 물품.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 전도성 층들은 서로 다른 두께를 가지는, 차폐 물품.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 전도성 층들은 실질적으로 동일한 두께를 가지는, 차폐 물품.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 전도성 층들은 10 내지 3000 나노미터(100 내지 30000 옹스트롬)의 범위의 두께를 가지는, 차폐 물품.
제1항에 있어서, 제1 및 제2 전도성 층들 중 하나 또는 둘이 니켈의 층 상에 배치된 구리의 층을 포함하는, 차폐 물품.
제8항에 있어서, 구리의 층은 5 내지 200 나노미터(50 내지 2000 옹스트롬) 범위의 두께를 가지는, 차폐 물품.
제8항에 있어서, 구리의 층은 80 내지 200 나노미터(800 내지 2000 옹스트롬) 범위의 두께를 가지는, 차폐 물품.
제8항에 있어서, 니켈의 층은 2.5 내지 12.5 나노미터(25 내지 125 옹스트롬) 범위의 두께를 가지는, 차폐 물품.
제8항에 있어서, 니켈의 층은 5 내지 10 나노미터(50 내지 100 옹스트롬) 범위의 두께를 가지는, 차폐 물품.
제1항에 있어서, 제1 전도성 층 및 제2 전도성 층 중 하나 또는 둘에 인접하게 배치된 보호 층을 더 포함하는, 차폐 물품.
제13항에 있어서, 보호 층은 무기 코팅으로 코팅된 폴리에스테르 종이를 포함하는, 차폐 물품.
제13항에 있어서, 보호 층은 아라미드 종이를 포함하는, 차폐 물품.
제1항에 있어서, 제1 전도성 층 및 제2 전도성 층 중 하나 또는 둘 상에 배치된 접착제 층을 더 포함하는, 차폐 물품.
제16항에 있어서, 접착제 층은 감압성 접착제, 고온 용융 접착제, 열경화성 접착제 및 경화형 접착제 중 하나를 포함하는, 차폐 물품.
제16항에 있어서, 접착제 층은 부식 억제제를 포함하는, 차폐 물품.
각각의 전도성 층이 이격 거리를 형성하는 비-전도성 폴리머 층에 의해 인접한 전도성 층으로부터 이격되는 복수의 전도성 층들을 포함하며,
전도성 층들은 함께 제1 차폐 효과를 제공하고, 전도성 층들 및 이격 거리는 함께 제1 차폐 효과보다 큰 제2 차폐 효과를 제공하는, 차폐 물품.