電磁波吸収フィルム及びその製造方法
【課題】電磁波吸収能及び加工性に優れた軽量な電磁波吸収フィルム、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】プラスチックフィルム10と、その一面に設けた第一の金属の薄膜11aと、その上に形成した第二の金属の蒸着薄膜11bとを有し、第一及び第二の金属の一方が非磁性金属で他方が磁性金属であり、第二の金属の薄膜の側に多数の実質的に平行な線状痕が形成されている電磁波吸収フィルム。
【解決手段】プラスチックフィルム10と、その一面に設けた第一の金属の薄膜11aと、その上に形成した第二の金属の蒸着薄膜11bとを有し、第一及び第二の金属の一方が非磁性金属で他方が磁性金属であり、第二の金属の薄膜の側に多数の実質的に平行な線状痕が形成されている電磁波吸収フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁波吸収能に優れた軽量な電磁波吸収フィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、パーソナルコンピュータ等の電気・電子機器には、電磁波ノイズの漏洩及び進入を防止するシールド材が使用されているが、使用周波数の高周波化や、電気・電子機器の小型化及び軽量化によりシールド材に一層のシールド性の向上及び軽量化が求められている。特開平11-40980号（特許文献１）は、高分子フィルムと、その一面に形成した厚さ0.2〜２μmの銅蒸着層と、その上に形成した厚さ0.05〜0.2μmのニッケル蒸着層とを有する軽量な電磁波シ−ルド材を提案している。しかしこのシ−ルド材は、電磁波吸収能が十分とはいえない。
【０００３】
【特許文献１】特開平11-40980号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って本発明の目的は、電磁波吸収能及び加工性に優れた軽量な電磁波吸収フィルム、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、プラスチックフィルムに二層の金属薄膜を形成した後、多数の実質的に平行な線状痕を形成すると、電磁波吸収能及び加工性に優れた軽量な電磁波吸収フィルムが得られることを発見し、本発明に想到した。
【０００６】
すなわち、本発明の電磁波吸収フィルムは、プラスチックフィルムと、その一面に設けた第一の金属の薄膜と、その上に形成した第二の金属の蒸着薄膜とを有し、前記第一及び第二の金属の一方が非磁性金属で他方が磁性金属であり、前記第二の金属の薄膜の側に多数の実質的に平行な線状痕が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
前記非磁性金属は銅であるのが好ましく、前記磁性金属はニッケルであるのが好ましい。
【０００８】
前記線状痕の幅の分布は0.5〜10μmであるのが好ましい。前記線状痕の平均分布密度は1,000〜5,000本／cm幅であるのが好ましい。
【０００９】
本発明の好ましい例では、前記第一の金属の薄膜は蒸着層である。
【００１０】
本発明の別の好ましい例では、前記第一の金属の薄膜はメッキ層又は箔であり、前記第二の金属の薄膜は蒸着層と、その上に形成したメッキ層とからなる。
【００１１】
第二の金属の薄膜の上にプラスチック層が設けられているのが好ましい。
【００１２】
本発明の電磁波吸収フィルムは、前記線状痕の延在方向に対して直交する方向の抵抗が、前記線状痕の延在方向の抵抗より大きいので、電磁波吸収能の異方性を有する。
【００１３】
本発明の電磁波吸収フィルムの製造方法は、プラスチックフィルムの少なくとも一面に第一の金属の薄膜及び第二の金属の薄膜を順に形成し、得られた複合フィルムを多数の高硬度の微粒子を表面に有するロールに摺接させることにより、前記第二の金属薄膜の側に多数の実質的に平行な線状痕を形成することを特徴とする。
【００１４】
前記ロールを前記複合フィルムの進行方向と逆方向に回転させるのが好ましい。
【００１５】
前記線状痕を形成した後に、プラスチック層を形成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電磁波吸収フィルムは、電磁波吸収能に優れ、軽量であるので、小型軽量化が要求される電気・電子機器における電磁波シールド材に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
[1] 電磁波吸収フィルム
図１(a)〜(d)は、本発明の電磁波吸収フィルムの一例を示す。この電磁波吸収フィルムでは、プラスチックフィルム10の一面に第一及び第二の金属の薄膜11a，11bが形成されており、第一及び第二の金属の一方が非磁性金属で他方が磁性金属であり、第二の金属の薄膜11bの側に多数の実質的に平行な線状痕14が全面的に形成されている。
【００１８】
(1) プラスチックフィルム
プラスチックフィルム10を形成する樹脂は、絶縁性、変形性及び加工性を有する限り特に制限されず、例えばポリエステル、ポリアリーレンサルファイド（ポリフェニレンサルファイド等）、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリウレタン、フッ素樹脂、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。中でもポリエステル、ポリアリーレンサルファイド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン及びポリエーテルエーテルケトンのような高耐熱性樹脂が好ましく、特にポリエステル、ポリフェニレンサルファイド及びポリイミドが好ましい。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。中でもPET及びPBTはフィルムとして安価に市販されているので好ましい。
【００１９】
(2) 金属薄膜
電界及び磁界の両方を吸収するため、第一及び第二の金属薄膜11a，11bの一方を磁性金属で形成し、他方を非磁性金属で形成するのが好ましい。磁性金属として、ニッケル、コバルト、クロム又はこれらの合金が挙げられる。非磁性金属として、銅、銀、アルミニウム、錫等が挙げられる。好ましい組合せは銅とニッケルである。非磁性金属薄膜の厚さは0.1〜10μmが好ましく、磁性金属薄膜の厚さは0.01〜10μmが好ましい。
【００２０】
プラスチックフィルムと接する第一の金属薄膜11aは蒸着層、めっき層又は箔で良いが、第一の金属薄膜11aと接する第二の金属薄膜11bは蒸着により形成するのが好ましい。ただし第一の金属薄膜11aと接する側が蒸着膜である限り、その上に第二の金属のめっき層を形成しても良い。
【００２１】
(3) 傾斜組成層
図１(d)に示すように、第一の金属の薄膜11aと第二の金属の薄膜11bとの間では、蒸着された第二の金属原子11b'が第一の金属原子11a'の間に部分的に進入し、いわゆる傾斜組成層12を形成していると考えられる。傾斜組成層12では、第二の金属原子11b'の組成比（濃度）は第二の金属の薄膜11bから第一の金属の薄膜11aにかけて徐々に減少している。このため、傾斜組成層12は非晶質であると推定される。
【００２２】
(4) 線状痕
優れた電磁波吸収能を得るために、第二の金属の薄膜11bの側に多数の実質的に平行な線状痕14を形成する。線状痕14は、後述するようにロール上に設けた高硬度微粒子による第二の金属の薄膜11bの塑性変形により生ずる。ロール上での高硬度微粒子の分布はランダムであるので、線状痕14の配列もランダムである。第二の金属の薄膜11bは薄いので、図１(c)に示すように、線状痕14の形成により第一の金属の薄膜11aも塑性変形し、両金属11a'、11b'が部分的に混合すると考えられる。
【００２３】
線状痕14の長さはロール及びフィルムの周速により決まり、線状痕14の深さはロール表面に設けた高硬度の微粒子の高さにより決まる。第一及び第二の金属薄膜11a，11bの塑性変形域を十分に確保するために、線状痕14の長さは0.5〜50 mm程度が好ましく、線状痕14の深さは0.1〜10μm程度が好ましく、0.1〜５μmがより好ましい。なお、高硬度微粒子がロール上にランダムに設けられているために、線状痕14に深さの分布はあるが、大半の線状痕14はほぼ同じ長さを有する。また高硬度の微粒子の外径により決まる線状痕14の幅の分布は、0.1〜50μmであるのが好ましく、0.3〜20μmであるのがより好ましい。さらに線状痕14の平均分布密度は1,000〜5,000本／cm幅であるのが好ましい。線状痕14の平均分布密度が1,000本／cm幅未満であると、電磁波吸収能の向上効果が十分でない。一方5,000本／cm幅超としても、電磁波吸収能のさらなる向上は得られない。線状痕14の長さ、深さ、幅及び平均分布密度は、電磁波吸収フィルム1の原子間力顕微鏡写真の観察により求めることができる。
【００２４】
図２(a)及び図２(b)は、上記電磁波吸収フィルムにおいて第一の金属薄膜11aが金属箔からなる場合を示す。第一の金属薄膜11aとプラスチックフィルム10との間に接着層13が設けられている。
【００２５】
(5) 微細孔
図３(a)〜(c)は電磁波吸収フィルムの別の例を示す。この電磁波吸収フィルム１は、第二の金属薄膜11bの側から線状痕14の他に多数の微細孔15も設けられている以外、図１に示すものと同じである。多数の微細孔15は、ロール上に設けた高硬度微粒子による第二の金属の薄膜11bの塑性変形により生ずる。第二の金属の薄膜11bは薄いので、図３(c)に示すように、微細孔15の形成により第一の金属の薄膜11aも塑性変形し、両金属11a'、11b'が部分的に混合すると考えられる。微細孔15の平均開口径は0.1〜100μmが好ましく、0.5〜50μmがより好ましい。平均開口径の上限に関しては、20μｍがさらに好ましく、10μmが最も好ましい。また微細孔15は0.1〜10μm程度の深さ分布を有しても良い。この深さ分布は0.1〜５μmが好ましい。微細孔15の平均密度は500個／cm2以上であるのが好ましく、1×104〜3×105個／cm2であるのがより好ましく、1×104〜2×105個／cm2であるのが最も好ましい。微細孔15の平均開口径、深さ及び平均密度は、電磁波吸収フィルム1の原子間力顕微鏡写真の観察により求めることができる。
【００２６】
(6) プラスチック層
図４に示すように、第二の金属の薄膜11bの上に、線状痕14（及び微細孔15）を覆うようにプラスチック層10'が形成されているのが好ましい。プラスチック層10'は、第二のプラスチックフィルムを熱ラミネート法等で第二の金属の薄膜11bに接着することにより形成できる。プラスチック層の厚さは10〜100μmが好ましい。
【００２７】
[2] 電磁波吸収フィルムの製造方法
電磁波吸収フィルム1は、プラスチックフィルム10の一面に蒸着法、めっき法又は箔接合法により第一の金属薄膜11aを形成し、その上に蒸着法又は蒸着法及びめっき法により第二の金属薄膜11bを形成し、得られた複合フィルムの第二の金属薄膜11bの側を多数の高硬度の微粒子を表面に有するロールに摺接させることにより、多数の実質的に平行な線状痕14を形成することにより製造する。
【００２８】
(1) 金属薄膜の形成
金属の蒸着は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法、プラズマCVD法、熱CVD法、光CVD法等の化学気相蒸着法等により行うことができる。
【００２９】
(2) 線状痕の形成
線状痕14は、例えばWO2003/091003号に記載されている方法により形成することができる。図５(a)及び図５(b)に示すように、鋭い角部を有する多数の高硬度（例えば、モース硬度５以上）の微粒子（例えば、ダイヤモンド微粒子）が表面に付着したロール２に、複合フィルム1'の第二の金属薄膜11bの側を摺接させるのが好ましい。ロール２を、複合フィルム1'の進行方向と逆方向に回転させるのが好ましい。ロール２の前後に設けたニップロール３，３により、複合フィルム1'に張力を掛けるのが好ましい。図５(b)に示すように、ロール２の微粒子が複合フィルム1'のロール摺接面に接触する間に、長さLの線状痕が形成される。このようにして、図１(b)に示すように、多数の実質的に平行な線状痕14がランダムな配列で形成される。線状痕14は複合フィルム1'の全面に均一に設けるのが好ましい。
【００３０】
以上のような線状痕14の形成により、抵抗が増加し、優れた電磁波吸収能が得られる。限定的ではないが、複合フィルム1'の進行速度は５〜200 m/分が好ましく、ロール２の周速は10〜300 m/分が好ましく、複合フィルム1'に掛ける張力は、0.05〜５ kgf/cm幅が好ましい。
【００３１】
(3) 微細孔の形成
図３に示すように電磁波吸収フィルム１の金属薄膜11a，11bに多数の微細孔15も形成する場合、いわゆるポーラス加工法を用いる。微細孔15は線状痕14より前に形成するのが好ましい。ポーラス加工法は、例えば特許第2063411号、特許第2542772号、特許第2643730号、特許第2703151号、特開平9-99492号、特開平9-57860号、特開2002-059487号等に記載されている。例えば、鋭い角部を有する多数のモース硬度５以上の粒子が表面に付着した第一ロール（上記線状痕形成用ロールと同じ）と、表面が平滑な第二ロールとの間に、金属薄膜11a，11bを第一ロールの側にして、複合フィルム1'を均一な押圧力下で通過させる。第二ロールとしては、例えば鉄系ロール、Niメッキ、Crメッキ等を施した鉄系ロール、ステンレス系ロール、特殊鋼ロール等を用いることができる。微細孔15の平均開口径及び平均密度は、第一ロールの微粒子の粒径及び密度を調整することにより調整できる。第一ロール及び第二ロール間の押圧力により、微細孔15の深さ、及び電磁波吸収フィルムを貫通するか否かが決まる。微細孔15は電磁波吸収フィルム１に均一に設けるのが好ましい。微細孔15を高密度に形成する場合、第一及び第二のロールからなる二つ以上のユニットをタンデムに設けたポーラス加工装置を用いるのが好ましい。
【００３２】
多数の微細孔15が形成される際、微細孔15の壁面金属薄膜11a，11bは塑性変形し、微細孔15の壁面を少なくとも部分的に覆う。
【００３３】
(4) プラスチック層の形成
図４に示すように、第二の金属の薄膜11bの上に、プラスチック層10'を形成する場合、複合フィルム1'に線状痕14（及び微細孔15）を形成した後、第二のプラスチックフィルムを熱ラミネート法等で第二の金属の薄膜11bに接着すればよい。
【００３４】
[3] 電磁波吸収フィルムの特性及び用途
第二の金属の薄膜11bは、自由空間の特性インピーダンス（377Ω）に近い面抵抗を有するので、電磁波の反射を抑制することができ、高い電磁波吸収能が得られる。具体的には、電磁波吸収フィルム１の、線状痕14の延在方向に対して直交する方向の面抵抗は、金属薄膜11a，11bが銅とニッケルの組合せの場合、10〜500Ωが好ましく、200〜400Ωがより好ましい。面抵抗は、図６に示すように、30 cm×15 cmの電磁波吸収フィルム１（線状痕14は長手方向に延在する）の両長辺1a，1a間の抵抗値である。
【００３５】
電磁波吸収フィルム１は、線状痕14の延在方向に対して直交する方向の抵抗が、線状痕14の延在方向の抵抗より大きい。具体的には、上記面抵抗は、線状痕14の延在方向の抵抗（図６に示す30 cm×15 cmの電磁波吸収フィルム１の両短辺1b，1b間の抵抗値）の２〜10倍程度である。そのため電磁波吸収フィルム１は、電磁波吸収能の異方性を有する。
【００３６】
本発明の電磁波吸収フィルムは、電磁波吸収能及び加工性に優れ、軽量である。電磁波吸収フィルムが優れた電磁波吸収能を有するのは、10〜500Ωの適度な面抵抗により電磁波が反射され難く、多数の線状痕において電磁波が干渉することにより減衰することによると考えられる。電磁波吸収フィルムは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の電気・電子機器における電磁波ノイズの漏洩及び進入の防止や情報の漏洩防止、健康管理機器への電磁波ノイズの進入防止、テレビゴースト防止、高度道路交通システム用レーダや室内無線LAN等の電波の虚像防止等の用途に適している。電磁波吸収フィルムは、電子機器筺体の内外壁、建築物の内外壁、乗物内の壁、バンパー筺体内部等に配置することができる。
【００３７】
電子機器筺体の内壁に電磁波吸収フィルムを設ける場合、例えば金属部品等とともに電磁波吸収フィルムを予め金型内に設置し、そこに樹脂を充填するインサート成形法を用いることができる。複数の電磁波吸収フィルムを、線状痕の延在方向が直交するように積層したり、面上に配列したりしてもよい。複数の電磁波吸収フィルムを積層する場合、各々の金属薄膜を電気的に接続するのが好ましい。
【００３８】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３９】
実施例1
(1) 電磁波吸収フィルムの作製
(a) 複合フィルムの作製
二軸延伸PETフィルム［厚さ：12μm、誘電率：3.2（1 MHz）、誘電正接：1.0％（1 MHz）、融点：265℃、ガラス転移温度：75℃］の一面に、真空蒸着法により厚さ0.6μmの銅層を形成し、その上に真空蒸着法により厚さ0.05μmのニッケル層を形成した。
【００４０】
(b) 線状痕の形成
図５に示す装置を用い、粒径の分布が50〜80μmのダイヤモンド微粒子を電着したロール２に、ニッケル層をロール２の側にして複合フィルム1'を摺接させた。複合フィルム1'の進行速度を10 m/分とし、ロール２の周速を20 m/分とし、複合フィルム1'に掛ける張力を0.1 kgf/cm幅とした。得られた電磁波吸収フィルムの原子間力顕微鏡写真を図７に示す。電磁波吸収フィルムの線状痕の深さの分布は0.1〜1μmであり、線状痕の幅の分布は0.5〜５μmであり、平均分布密度は4,200本／cm幅であった。線状痕が形成された際に、ダイヤモンド微粒子で線状痕の両側に押しやられた部分が塑性変形し、隆起しているのが分かる。原子間力顕微鏡により表層を観察した結果、線状痕の長さの分布は0.5〜10 mmであった。電磁波吸収フィルムを、長手方向に線状痕が延在するように30 cm×15 cmにカットした試験片の面抵抗（図６参照。両長辺間の抵抗を測定）は250Ωであった。
【００４１】
(2) 電磁波吸収能の評価
電磁波吸収フィルムの電磁波吸収能を以下の方法により評価した。
(a) 高周波発振器のスプリアス特性測定
(i) スプリアス特性測定用高周波伝送線路の作製
二軸延伸PETフィルムの一面に、真空蒸着法により厚さ0.3μmの銅層を形成し、5 mmの幅d1にスリットした。図８に示すように、長さ50 cmの2本の帯状の銅／PETフィルム100'を、PETフィルムを下にして塩化ビニル樹脂製基板（長さ50 cm、凸部400の高さh２mm）40に3 mmの間隔d2で平行に接着し、平行線路型のスプリアス特性測定用高周波伝送線路を作製した。
【００４２】
(ii) スプリアス特性測定
図９に示すように、ケーブル70及び鰐口クリップ7を介して、スプリアス特性測定用高周波伝送線路４の銅／PETフィルム100'，100'の一端に高周波発振器５を接続し、他端に高周波受信器６を接続した。インピーダンスを整合し、高周波伝送率を精確に測定するために、整合器８を高周波発振器５の直後及び受信器６の直前に設けた。図10に示すように、高周波発振器５は、電圧制御発振器（VCO）51、伝送する信号の周波数に応じて切り替えるようになっている３個の高周波発振モジュール52，52'，52''及び2個の高周波アンプ53，53'を具備している。高周波発振器５は、100〜200 MHz、260〜550 MHz及び600〜1,050 MHzの範囲の信号を伝送することができる。発振器5から100、200、300、500、700及び1,000 MHzの信号を伝送し、スプリアス特性を調べた。結果を表１に示す。この高周波発振器５は高調波の発生が少なく、高調波以外のスプリアスがなかった。
【００４３】
【表１】
【００４４】
(b) 伝送係数の設定
ケーブル70（図９参照）で発振器５と受信器６を接続し、1.0 Vの出力振幅で、120 MHzから1,050 MHzまで2〜6 MHz間隔で周波数を上げながら、発振器５から信号を伝送した。図11(a)に示すように、発振器５の出力端子50，50から信号が（＋）側から出力するように伝送した場合（信号パターン１）と、図11(b)に示すように、発振器５の出力端子50，50から信号が（−）側から出力するように伝送した場合（信号パターン２：信号パターン１に対して位相が1／2波長ずれている）との両方について入力振幅を求めた。式：伝送係数=入力振幅（V）／出力振幅（V）に従い、各周波数における伝送係数を求め、信号パターン１及び２の各々について周波数−伝送係数曲線を作成した。
【００４５】
(c) 電磁波吸収能評価用高周波伝送線路の作製
二軸延伸PETフィルムの一面に、真空蒸着法により厚さ0.3μmの銅層を形成し、その上に真空蒸着法により厚さ0.02 μmのニッケル層を形成し、５mmの幅d1にスリットした。長さ25 cmの2本の帯状のニッケル／銅／PETフィルムを、PETフィルムを下にして塩化ビニル樹脂製基板（長さ25 cm、凸部400の高さh２mm）40に接着した以外上記と同様にして、平行線路型の電磁波吸収能評価用高周波伝送線路を作製した。
【００４６】
(d) 高周波伝送率の測定
図12(a)及び図12(b)に示すように、電磁波吸収フィルムの試験片（30 cm×15 cm）100をニッケル層を上にして置き、その線状痕14の延在方向に沿って、電磁波吸収能評価用高周波伝送線路4'を、ニッケル／銅／PETフィルム101'を下にして配置し、伝送線路4'に、発振器５及び受信器６を接続し、整合器８を発振器５の直後及び受信器６の直前に設けた。1.0 Vの出力振幅（V）で、120 MHzから1,050 MHzまで2〜6 MHz間隔で周波数を上げながら、発振器5から信号（信号パターン１及び２）を伝送し、入力振幅（V）を求めた。上記周波数−伝送係数曲線から求められる伝送係数を用い、各測定周波数における高周波伝送率（％）を、式：高周波伝送率（％）=入力振幅（V）／（出力振幅（V）×伝送係数）×100に従い、算出した。周波数と高周波伝送率の関係をプロットした結果を図13に示す。信号パターン１に対して、高周波伝送率が、概ね120〜650 MHz、800〜900MHz及び1,000〜1,050 MHzの広い帯域でほぼ0％であった。信号パターン２に対して、高周波伝送率が、概ね120〜180 MHz、260〜650 MHz、800〜870 MHz及び1,000〜1,050 MHzの広い帯域でほぼ0％であった。電磁波吸収フィルムは、信号パターン１及び２に対して、電磁波吸収能に優れていた。
【００４７】
電磁波吸収フィルムを、幅方向に線状痕が延在するように30 cm×15 cmにカットし、試験片を得た。試験片の両長辺間の抵抗は10.5Ωであった。図14に示すように、試験片101の線状痕14の延在方向に直交するように、電磁波吸収能評価用高周波伝送線路4'を配置した以外実施例１と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図15に示す。伝送線路4'を線状痕14の延在方向に沿って配置した場合に比べて、信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が明らかに狭く、電磁波吸収フィルムは電磁波吸収能の異方性を有することが分かった。
【００４８】
実施例２
上記複合フィルムを、定位置に固定した第一ロール（粒径15〜30μmのダイヤモンド微粒子を電着したもの）と金属製第二ロールとの間に、ニッケル層が第一ロール側となるようにして通過させた。得られた多孔質複合フィルムは、ニッケル層及び銅層にのみ微細孔が形成され、微細孔の平均開口径が３μmであり、微細孔の平均密度が５×104個／cm2であった。多孔質複合フィルムについて、実施例１と同様にして線状痕を形成することにより、電磁波吸収フィルムを作製した。この電磁波吸収フィルムを、長手方向に線状痕が延在するように30 cm×15 cmにカットした試験片（面抵抗：1.9Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図16に示す。信号パターン１に対して、高周波伝送率が、概ね120〜170 MHz、260〜320 MHz、480〜650 MHz、800〜900 MHz及び1,000〜1,050 MHzの広い帯域でほぼ0％であった。信号パターン２に対して、高周波伝送率が、概ね120〜180 MHz、260〜380 MHz、520〜650 MHz、800〜870 MHz及び1,000〜1,050 MHzの広い帯域でほぼ0％であった。電磁波吸収フィルムは、信号パターン１及び２に対して、電磁波吸収能に優れていた。
【００４９】
比較例１
上記複合フィルムを30 cm（MD）×15 cm（TD）にカットした試験片（面抵抗：1.3Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図17に示す。複合フィルムは線状痕を有さないので、信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が、実施例１及び２の電磁波吸収フィルムに比べて明らかに狭く、電磁波吸収能が劣っていた。
【００５０】
比較例２
実施例２で得た多孔質複合フィルムを30 cm（MD）×15 cm（TD）にカットした試験片（面抵抗：1.9Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図18に示す。多孔質複合フィルムは多数の微細孔を有するものの、線状痕を有さないので、信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が、実施例１及び２の電磁波吸収フィルムに比べて明らかに狭く、電磁波吸収能が劣っていた。
【００５１】
比較例３
二軸延伸ポリイミドフィルム［厚さ：25μm、誘電率：3.3（1 MHz）、誘電正接：0.0079（1 MHz）、ガラス転移温度：280℃以上］の一面に、無電解めっき法により厚さ３μmの銅層を形成し、その上に電解めっき法により厚さ10μmのニッケル層を形成した。得られた複合フィルムを30 cm（MD）×15 cm（TD）にカットした試験片（面抵抗：0.9Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図19に示す。この複合フィルムは、ニッケル層がめっき法により形成されており、しかも線状痕を有さないので、信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が、実施例１及び２の電磁波吸収フィルムに比べて狭く、電磁波吸収能が劣っていた。
【００５２】
比較例４
比較例３で得た複合フィルムについて、実施例１と同様にして線状痕を形成した。この複合フィルムを、長手方向に線状痕が延在するように30 cm×15 cmにカットした試験片（面抵抗：0.9Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図20に示す。この複合フィルムは、線状痕を有するものの、ニッケル層がめっき法により形成されているので、信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が、実施例１及び２の電磁波吸収フィルムに比べて狭く、電磁波吸収能が劣っていた。
【００５３】
比較例５
銅線の織布を用いた市販の電磁波吸収材（商品名「OAエプロン」、エレコム株式会社製）を30 cm×15 cmにカットした試験片（面抵抗：0.4Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図21に示す。信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が、実施例１の電磁波吸収フィルムに比べて明らかに狭く、電磁波吸収能が劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１（ａ）】本発明の一実施例による電磁波吸収フィルムを示す断面図である。
【図１（ｂ）】図1(a)のフィルムの平面図である。
【図１（ｃ）】図1(a)のA部分を概略的に示す拡大断面図である。
【図１（ｄ）】図1(c)のA'部分を概略的に示す拡大断面図である。
【図２（ａ）】本発明の別の実施例による電磁波吸収フィルムを示す断面図である。
【図２（ｂ）】図2(a)のB部分を概略的に示す拡大断面図である。
【図３（ａ）】本発明のさらに別の実施例による電磁波吸収フィルムを示す断面図である。
【図３（ｂ）】図３(a)のフィルムの平面図である。
【図３（ｃ）】図３(a)のC部分を概略的に示す拡大断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施例による電磁波吸収フィルムを示す断面図である。
【図５（ａ）】複合フィルムに線状痕を形成する装置の一例を示す概略図である。
【図５（ｂ）】図5(a)の装置において、フィルムがロールと摺接する様子を示す部分拡大断面図である。
【図６】面抵抗を測定する電磁波吸収フィルムの一例を示す平面図である。
【図７】実施例１の電磁波吸収フィルムの原子間力顕微鏡写真である。
【図８】高周波発振器のスプリアス特性の測定に使用した高周波伝送線路を示す斜視図である。
【図９】高周波伝送線路に発振器及び受信器を接続した状態を示す概略図である。
【図１０】高周波伝送率の測定に使用した発振器の構成を概略的に示す回路図である。
【図１１（ａ）】発振器から信号が（＋）側から出力するように伝送した場合の信号パターンを示す概略図である。
【図１１（ｂ）】発振器から信号が（−）側から出力するように伝送した場合の信号パターンを示す概略図である。
【図１２（ａ）】電磁波吸収能の評価のために、電磁波吸収フィルムの試験片上に、高周波伝送線路を配置した状態を概略的に示す平面図である。
【図１２（ｂ）】図12(a)のD−D断面図である。
【図１３】実施例１の電磁波吸収フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図１４】電磁波吸収能の評価のために、電磁波吸収フィルムの試験片上に、高周波伝送線路を配置した状態を概略的に示す別の平面図である。
【図１５】実施例１の電磁波吸収フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示す別のグラフである。
【図１６】実施例２の電磁波吸収フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図１７】比較例１の複合フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図１８】比較例２の多孔質複合フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図１９】比較例３の複合フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図２０】比較例４の線状痕を有する複合フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図２１】比較例５の電磁波吸収材上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・電磁波吸収フィルム
10，10’・・・プラスチックフィルム
11a，11b・・・金属薄膜
11a''，11b''・・・金属原子
12・・・傾斜組成層
13・・・接着層
14・・・線状痕
15・・・微細孔
1'・・・複合フィルム
100，101・・・試験片
２・・・ロール
３・・・ニップロール
４，4'・・・高周波伝送線路
40・・・基板
400・・・凸部
５・・・高周波発振器
50・・・出力端子
51・・・電圧制御発振器
52，52'，52''・・・高周波発振モジュール
53，53'・・・高周波アンプ
６・・・高周波受信器
７・・・鰐口クリップ
８・・・整合器
70・・・ケーブル
100'・・・銅／PETフィルム
101'・・・ニッケル／銅／PETフィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁波吸収能に優れた軽量な電磁波吸収フィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、パーソナルコンピュータ等の電気・電子機器には、電磁波ノイズの漏洩及び進入を防止するシールド材が使用されているが、使用周波数の高周波化や、電気・電子機器の小型化及び軽量化によりシールド材に一層のシールド性の向上及び軽量化が求められている。特開平11-40980号（特許文献１）は、高分子フィルムと、その一面に形成した厚さ0.2〜２μmの銅蒸着層と、その上に形成した厚さ0.05〜0.2μmのニッケル蒸着層とを有する軽量な電磁波シ−ルド材を提案している。しかしこのシ−ルド材は、電磁波吸収能が十分とはいえない。
【０００３】
【特許文献１】特開平11-40980号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って本発明の目的は、電磁波吸収能及び加工性に優れた軽量な電磁波吸収フィルム、及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、プラスチックフィルムに二層の金属薄膜を形成した後、多数の実質的に平行な線状痕を形成すると、電磁波吸収能及び加工性に優れた軽量な電磁波吸収フィルムが得られることを発見し、本発明に想到した。
【０００６】
すなわち、本発明の電磁波吸収フィルムは、プラスチックフィルムと、その一面に設けた第一の金属の薄膜と、その上に形成した第二の金属の蒸着薄膜とを有し、前記第一及び第二の金属の一方が非磁性金属で他方が磁性金属であり、前記第二の金属の薄膜の側に多数の実質的に平行な線状痕が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
前記非磁性金属は銅であるのが好ましく、前記磁性金属はニッケルであるのが好ましい。
【０００８】
前記線状痕の幅の分布は0.5〜10μmであるのが好ましい。前記線状痕の平均分布密度は1,000〜5,000本／cm幅であるのが好ましい。
【０００９】
本発明の好ましい例では、前記第一の金属の薄膜は蒸着層である。
【００１０】
本発明の別の好ましい例では、前記第一の金属の薄膜はメッキ層又は箔であり、前記第二の金属の薄膜は蒸着層と、その上に形成したメッキ層とからなる。
【００１１】
第二の金属の薄膜の上にプラスチック層が設けられているのが好ましい。
【００１２】
本発明の電磁波吸収フィルムは、前記線状痕の延在方向に対して直交する方向の抵抗が、前記線状痕の延在方向の抵抗より大きいので、電磁波吸収能の異方性を有する。
【００１３】
本発明の電磁波吸収フィルムの製造方法は、プラスチックフィルムの少なくとも一面に第一の金属の薄膜及び第二の金属の薄膜を順に形成し、得られた複合フィルムを多数の高硬度の微粒子を表面に有するロールに摺接させることにより、前記第二の金属薄膜の側に多数の実質的に平行な線状痕を形成することを特徴とする。
【００１４】
前記ロールを前記複合フィルムの進行方向と逆方向に回転させるのが好ましい。
【００１５】
前記線状痕を形成した後に、プラスチック層を形成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電磁波吸収フィルムは、電磁波吸収能に優れ、軽量であるので、小型軽量化が要求される電気・電子機器における電磁波シールド材に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
[1] 電磁波吸収フィルム
図１(a)〜(d)は、本発明の電磁波吸収フィルムの一例を示す。この電磁波吸収フィルムでは、プラスチックフィルム10の一面に第一及び第二の金属の薄膜11a，11bが形成されており、第一及び第二の金属の一方が非磁性金属で他方が磁性金属であり、第二の金属の薄膜11bの側に多数の実質的に平行な線状痕14が全面的に形成されている。
【００１８】
(1) プラスチックフィルム
プラスチックフィルム10を形成する樹脂は、絶縁性、変形性及び加工性を有する限り特に制限されず、例えばポリエステル、ポリアリーレンサルファイド（ポリフェニレンサルファイド等）、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリウレタン、フッ素樹脂、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。中でもポリエステル、ポリアリーレンサルファイド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン及びポリエーテルエーテルケトンのような高耐熱性樹脂が好ましく、特にポリエステル、ポリフェニレンサルファイド及びポリイミドが好ましい。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。中でもPET及びPBTはフィルムとして安価に市販されているので好ましい。
【００１９】
(2) 金属薄膜
電界及び磁界の両方を吸収するため、第一及び第二の金属薄膜11a，11bの一方を磁性金属で形成し、他方を非磁性金属で形成するのが好ましい。磁性金属として、ニッケル、コバルト、クロム又はこれらの合金が挙げられる。非磁性金属として、銅、銀、アルミニウム、錫等が挙げられる。好ましい組合せは銅とニッケルである。非磁性金属薄膜の厚さは0.1〜10μmが好ましく、磁性金属薄膜の厚さは0.01〜10μmが好ましい。
【００２０】
プラスチックフィルムと接する第一の金属薄膜11aは蒸着層、めっき層又は箔で良いが、第一の金属薄膜11aと接する第二の金属薄膜11bは蒸着により形成するのが好ましい。ただし第一の金属薄膜11aと接する側が蒸着膜である限り、その上に第二の金属のめっき層を形成しても良い。
【００２１】
(3) 傾斜組成層
図１(d)に示すように、第一の金属の薄膜11aと第二の金属の薄膜11bとの間では、蒸着された第二の金属原子11b'が第一の金属原子11a'の間に部分的に進入し、いわゆる傾斜組成層12を形成していると考えられる。傾斜組成層12では、第二の金属原子11b'の組成比（濃度）は第二の金属の薄膜11bから第一の金属の薄膜11aにかけて徐々に減少している。このため、傾斜組成層12は非晶質であると推定される。
【００２２】
(4) 線状痕
優れた電磁波吸収能を得るために、第二の金属の薄膜11bの側に多数の実質的に平行な線状痕14を形成する。線状痕14は、後述するようにロール上に設けた高硬度微粒子による第二の金属の薄膜11bの塑性変形により生ずる。ロール上での高硬度微粒子の分布はランダムであるので、線状痕14の配列もランダムである。第二の金属の薄膜11bは薄いので、図１(c)に示すように、線状痕14の形成により第一の金属の薄膜11aも塑性変形し、両金属11a'、11b'が部分的に混合すると考えられる。
【００２３】
線状痕14の長さはロール及びフィルムの周速により決まり、線状痕14の深さはロール表面に設けた高硬度の微粒子の高さにより決まる。第一及び第二の金属薄膜11a，11bの塑性変形域を十分に確保するために、線状痕14の長さは0.5〜50 mm程度が好ましく、線状痕14の深さは0.1〜10μm程度が好ましく、0.1〜５μmがより好ましい。なお、高硬度微粒子がロール上にランダムに設けられているために、線状痕14に深さの分布はあるが、大半の線状痕14はほぼ同じ長さを有する。また高硬度の微粒子の外径により決まる線状痕14の幅の分布は、0.1〜50μmであるのが好ましく、0.3〜20μmであるのがより好ましい。さらに線状痕14の平均分布密度は1,000〜5,000本／cm幅であるのが好ましい。線状痕14の平均分布密度が1,000本／cm幅未満であると、電磁波吸収能の向上効果が十分でない。一方5,000本／cm幅超としても、電磁波吸収能のさらなる向上は得られない。線状痕14の長さ、深さ、幅及び平均分布密度は、電磁波吸収フィルム1の原子間力顕微鏡写真の観察により求めることができる。
【００２４】
図２(a)及び図２(b)は、上記電磁波吸収フィルムにおいて第一の金属薄膜11aが金属箔からなる場合を示す。第一の金属薄膜11aとプラスチックフィルム10との間に接着層13が設けられている。
【００２５】
(5) 微細孔
図３(a)〜(c)は電磁波吸収フィルムの別の例を示す。この電磁波吸収フィルム１は、第二の金属薄膜11bの側から線状痕14の他に多数の微細孔15も設けられている以外、図１に示すものと同じである。多数の微細孔15は、ロール上に設けた高硬度微粒子による第二の金属の薄膜11bの塑性変形により生ずる。第二の金属の薄膜11bは薄いので、図３(c)に示すように、微細孔15の形成により第一の金属の薄膜11aも塑性変形し、両金属11a'、11b'が部分的に混合すると考えられる。微細孔15の平均開口径は0.1〜100μmが好ましく、0.5〜50μmがより好ましい。平均開口径の上限に関しては、20μｍがさらに好ましく、10μmが最も好ましい。また微細孔15は0.1〜10μm程度の深さ分布を有しても良い。この深さ分布は0.1〜５μmが好ましい。微細孔15の平均密度は500個／cm2以上であるのが好ましく、1×104〜3×105個／cm2であるのがより好ましく、1×104〜2×105個／cm2であるのが最も好ましい。微細孔15の平均開口径、深さ及び平均密度は、電磁波吸収フィルム1の原子間力顕微鏡写真の観察により求めることができる。
【００２６】
(6) プラスチック層
図４に示すように、第二の金属の薄膜11bの上に、線状痕14（及び微細孔15）を覆うようにプラスチック層10'が形成されているのが好ましい。プラスチック層10'は、第二のプラスチックフィルムを熱ラミネート法等で第二の金属の薄膜11bに接着することにより形成できる。プラスチック層の厚さは10〜100μmが好ましい。
【００２７】
[2] 電磁波吸収フィルムの製造方法
電磁波吸収フィルム1は、プラスチックフィルム10の一面に蒸着法、めっき法又は箔接合法により第一の金属薄膜11aを形成し、その上に蒸着法又は蒸着法及びめっき法により第二の金属薄膜11bを形成し、得られた複合フィルムの第二の金属薄膜11bの側を多数の高硬度の微粒子を表面に有するロールに摺接させることにより、多数の実質的に平行な線状痕14を形成することにより製造する。
【００２８】
(1) 金属薄膜の形成
金属の蒸着は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法、プラズマCVD法、熱CVD法、光CVD法等の化学気相蒸着法等により行うことができる。
【００２９】
(2) 線状痕の形成
線状痕14は、例えばWO2003/091003号に記載されている方法により形成することができる。図５(a)及び図５(b)に示すように、鋭い角部を有する多数の高硬度（例えば、モース硬度５以上）の微粒子（例えば、ダイヤモンド微粒子）が表面に付着したロール２に、複合フィルム1'の第二の金属薄膜11bの側を摺接させるのが好ましい。ロール２を、複合フィルム1'の進行方向と逆方向に回転させるのが好ましい。ロール２の前後に設けたニップロール３，３により、複合フィルム1'に張力を掛けるのが好ましい。図５(b)に示すように、ロール２の微粒子が複合フィルム1'のロール摺接面に接触する間に、長さLの線状痕が形成される。このようにして、図１(b)に示すように、多数の実質的に平行な線状痕14がランダムな配列で形成される。線状痕14は複合フィルム1'の全面に均一に設けるのが好ましい。
【００３０】
以上のような線状痕14の形成により、抵抗が増加し、優れた電磁波吸収能が得られる。限定的ではないが、複合フィルム1'の進行速度は５〜200 m/分が好ましく、ロール２の周速は10〜300 m/分が好ましく、複合フィルム1'に掛ける張力は、0.05〜５ kgf/cm幅が好ましい。
【００３１】
(3) 微細孔の形成
図３に示すように電磁波吸収フィルム１の金属薄膜11a，11bに多数の微細孔15も形成する場合、いわゆるポーラス加工法を用いる。微細孔15は線状痕14より前に形成するのが好ましい。ポーラス加工法は、例えば特許第2063411号、特許第2542772号、特許第2643730号、特許第2703151号、特開平9-99492号、特開平9-57860号、特開2002-059487号等に記載されている。例えば、鋭い角部を有する多数のモース硬度５以上の粒子が表面に付着した第一ロール（上記線状痕形成用ロールと同じ）と、表面が平滑な第二ロールとの間に、金属薄膜11a，11bを第一ロールの側にして、複合フィルム1'を均一な押圧力下で通過させる。第二ロールとしては、例えば鉄系ロール、Niメッキ、Crメッキ等を施した鉄系ロール、ステンレス系ロール、特殊鋼ロール等を用いることができる。微細孔15の平均開口径及び平均密度は、第一ロールの微粒子の粒径及び密度を調整することにより調整できる。第一ロール及び第二ロール間の押圧力により、微細孔15の深さ、及び電磁波吸収フィルムを貫通するか否かが決まる。微細孔15は電磁波吸収フィルム１に均一に設けるのが好ましい。微細孔15を高密度に形成する場合、第一及び第二のロールからなる二つ以上のユニットをタンデムに設けたポーラス加工装置を用いるのが好ましい。
【００３２】
多数の微細孔15が形成される際、微細孔15の壁面金属薄膜11a，11bは塑性変形し、微細孔15の壁面を少なくとも部分的に覆う。
【００３３】
(4) プラスチック層の形成
図４に示すように、第二の金属の薄膜11bの上に、プラスチック層10'を形成する場合、複合フィルム1'に線状痕14（及び微細孔15）を形成した後、第二のプラスチックフィルムを熱ラミネート法等で第二の金属の薄膜11bに接着すればよい。
【００３４】
[3] 電磁波吸収フィルムの特性及び用途
第二の金属の薄膜11bは、自由空間の特性インピーダンス（377Ω）に近い面抵抗を有するので、電磁波の反射を抑制することができ、高い電磁波吸収能が得られる。具体的には、電磁波吸収フィルム１の、線状痕14の延在方向に対して直交する方向の面抵抗は、金属薄膜11a，11bが銅とニッケルの組合せの場合、10〜500Ωが好ましく、200〜400Ωがより好ましい。面抵抗は、図６に示すように、30 cm×15 cmの電磁波吸収フィルム１（線状痕14は長手方向に延在する）の両長辺1a，1a間の抵抗値である。
【００３５】
電磁波吸収フィルム１は、線状痕14の延在方向に対して直交する方向の抵抗が、線状痕14の延在方向の抵抗より大きい。具体的には、上記面抵抗は、線状痕14の延在方向の抵抗（図６に示す30 cm×15 cmの電磁波吸収フィルム１の両短辺1b，1b間の抵抗値）の２〜10倍程度である。そのため電磁波吸収フィルム１は、電磁波吸収能の異方性を有する。
【００３６】
本発明の電磁波吸収フィルムは、電磁波吸収能及び加工性に優れ、軽量である。電磁波吸収フィルムが優れた電磁波吸収能を有するのは、10〜500Ωの適度な面抵抗により電磁波が反射され難く、多数の線状痕において電磁波が干渉することにより減衰することによると考えられる。電磁波吸収フィルムは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の電気・電子機器における電磁波ノイズの漏洩及び進入の防止や情報の漏洩防止、健康管理機器への電磁波ノイズの進入防止、テレビゴースト防止、高度道路交通システム用レーダや室内無線LAN等の電波の虚像防止等の用途に適している。電磁波吸収フィルムは、電子機器筺体の内外壁、建築物の内外壁、乗物内の壁、バンパー筺体内部等に配置することができる。
【００３７】
電子機器筺体の内壁に電磁波吸収フィルムを設ける場合、例えば金属部品等とともに電磁波吸収フィルムを予め金型内に設置し、そこに樹脂を充填するインサート成形法を用いることができる。複数の電磁波吸収フィルムを、線状痕の延在方向が直交するように積層したり、面上に配列したりしてもよい。複数の電磁波吸収フィルムを積層する場合、各々の金属薄膜を電気的に接続するのが好ましい。
【００３８】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３９】
実施例1
(1) 電磁波吸収フィルムの作製
(a) 複合フィルムの作製
二軸延伸PETフィルム［厚さ：12μm、誘電率：3.2（1 MHz）、誘電正接：1.0％（1 MHz）、融点：265℃、ガラス転移温度：75℃］の一面に、真空蒸着法により厚さ0.6μmの銅層を形成し、その上に真空蒸着法により厚さ0.05μmのニッケル層を形成した。
【００４０】
(b) 線状痕の形成
図５に示す装置を用い、粒径の分布が50〜80μmのダイヤモンド微粒子を電着したロール２に、ニッケル層をロール２の側にして複合フィルム1'を摺接させた。複合フィルム1'の進行速度を10 m/分とし、ロール２の周速を20 m/分とし、複合フィルム1'に掛ける張力を0.1 kgf/cm幅とした。得られた電磁波吸収フィルムの原子間力顕微鏡写真を図７に示す。電磁波吸収フィルムの線状痕の深さの分布は0.1〜1μmであり、線状痕の幅の分布は0.5〜５μmであり、平均分布密度は4,200本／cm幅であった。線状痕が形成された際に、ダイヤモンド微粒子で線状痕の両側に押しやられた部分が塑性変形し、隆起しているのが分かる。原子間力顕微鏡により表層を観察した結果、線状痕の長さの分布は0.5〜10 mmであった。電磁波吸収フィルムを、長手方向に線状痕が延在するように30 cm×15 cmにカットした試験片の面抵抗（図６参照。両長辺間の抵抗を測定）は250Ωであった。
【００４１】
(2) 電磁波吸収能の評価
電磁波吸収フィルムの電磁波吸収能を以下の方法により評価した。
(a) 高周波発振器のスプリアス特性測定
(i) スプリアス特性測定用高周波伝送線路の作製
二軸延伸PETフィルムの一面に、真空蒸着法により厚さ0.3μmの銅層を形成し、5 mmの幅d1にスリットした。図８に示すように、長さ50 cmの2本の帯状の銅／PETフィルム100'を、PETフィルムを下にして塩化ビニル樹脂製基板（長さ50 cm、凸部400の高さh２mm）40に3 mmの間隔d2で平行に接着し、平行線路型のスプリアス特性測定用高周波伝送線路を作製した。
【００４２】
(ii) スプリアス特性測定
図９に示すように、ケーブル70及び鰐口クリップ7を介して、スプリアス特性測定用高周波伝送線路４の銅／PETフィルム100'，100'の一端に高周波発振器５を接続し、他端に高周波受信器６を接続した。インピーダンスを整合し、高周波伝送率を精確に測定するために、整合器８を高周波発振器５の直後及び受信器６の直前に設けた。図10に示すように、高周波発振器５は、電圧制御発振器（VCO）51、伝送する信号の周波数に応じて切り替えるようになっている３個の高周波発振モジュール52，52'，52''及び2個の高周波アンプ53，53'を具備している。高周波発振器５は、100〜200 MHz、260〜550 MHz及び600〜1,050 MHzの範囲の信号を伝送することができる。発振器5から100、200、300、500、700及び1,000 MHzの信号を伝送し、スプリアス特性を調べた。結果を表１に示す。この高周波発振器５は高調波の発生が少なく、高調波以外のスプリアスがなかった。
【００４３】
【表１】
【００４４】
(b) 伝送係数の設定
ケーブル70（図９参照）で発振器５と受信器６を接続し、1.0 Vの出力振幅で、120 MHzから1,050 MHzまで2〜6 MHz間隔で周波数を上げながら、発振器５から信号を伝送した。図11(a)に示すように、発振器５の出力端子50，50から信号が（＋）側から出力するように伝送した場合（信号パターン１）と、図11(b)に示すように、発振器５の出力端子50，50から信号が（−）側から出力するように伝送した場合（信号パターン２：信号パターン１に対して位相が1／2波長ずれている）との両方について入力振幅を求めた。式：伝送係数=入力振幅（V）／出力振幅（V）に従い、各周波数における伝送係数を求め、信号パターン１及び２の各々について周波数−伝送係数曲線を作成した。
【００４５】
(c) 電磁波吸収能評価用高周波伝送線路の作製
二軸延伸PETフィルムの一面に、真空蒸着法により厚さ0.3μmの銅層を形成し、その上に真空蒸着法により厚さ0.02 μmのニッケル層を形成し、５mmの幅d1にスリットした。長さ25 cmの2本の帯状のニッケル／銅／PETフィルムを、PETフィルムを下にして塩化ビニル樹脂製基板（長さ25 cm、凸部400の高さh２mm）40に接着した以外上記と同様にして、平行線路型の電磁波吸収能評価用高周波伝送線路を作製した。
【００４６】
(d) 高周波伝送率の測定
図12(a)及び図12(b)に示すように、電磁波吸収フィルムの試験片（30 cm×15 cm）100をニッケル層を上にして置き、その線状痕14の延在方向に沿って、電磁波吸収能評価用高周波伝送線路4'を、ニッケル／銅／PETフィルム101'を下にして配置し、伝送線路4'に、発振器５及び受信器６を接続し、整合器８を発振器５の直後及び受信器６の直前に設けた。1.0 Vの出力振幅（V）で、120 MHzから1,050 MHzまで2〜6 MHz間隔で周波数を上げながら、発振器5から信号（信号パターン１及び２）を伝送し、入力振幅（V）を求めた。上記周波数−伝送係数曲線から求められる伝送係数を用い、各測定周波数における高周波伝送率（％）を、式：高周波伝送率（％）=入力振幅（V）／（出力振幅（V）×伝送係数）×100に従い、算出した。周波数と高周波伝送率の関係をプロットした結果を図13に示す。信号パターン１に対して、高周波伝送率が、概ね120〜650 MHz、800〜900MHz及び1,000〜1,050 MHzの広い帯域でほぼ0％であった。信号パターン２に対して、高周波伝送率が、概ね120〜180 MHz、260〜650 MHz、800〜870 MHz及び1,000〜1,050 MHzの広い帯域でほぼ0％であった。電磁波吸収フィルムは、信号パターン１及び２に対して、電磁波吸収能に優れていた。
【００４７】
電磁波吸収フィルムを、幅方向に線状痕が延在するように30 cm×15 cmにカットし、試験片を得た。試験片の両長辺間の抵抗は10.5Ωであった。図14に示すように、試験片101の線状痕14の延在方向に直交するように、電磁波吸収能評価用高周波伝送線路4'を配置した以外実施例１と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図15に示す。伝送線路4'を線状痕14の延在方向に沿って配置した場合に比べて、信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が明らかに狭く、電磁波吸収フィルムは電磁波吸収能の異方性を有することが分かった。
【００４８】
実施例２
上記複合フィルムを、定位置に固定した第一ロール（粒径15〜30μmのダイヤモンド微粒子を電着したもの）と金属製第二ロールとの間に、ニッケル層が第一ロール側となるようにして通過させた。得られた多孔質複合フィルムは、ニッケル層及び銅層にのみ微細孔が形成され、微細孔の平均開口径が３μmであり、微細孔の平均密度が５×104個／cm2であった。多孔質複合フィルムについて、実施例１と同様にして線状痕を形成することにより、電磁波吸収フィルムを作製した。この電磁波吸収フィルムを、長手方向に線状痕が延在するように30 cm×15 cmにカットした試験片（面抵抗：1.9Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図16に示す。信号パターン１に対して、高周波伝送率が、概ね120〜170 MHz、260〜320 MHz、480〜650 MHz、800〜900 MHz及び1,000〜1,050 MHzの広い帯域でほぼ0％であった。信号パターン２に対して、高周波伝送率が、概ね120〜180 MHz、260〜380 MHz、520〜650 MHz、800〜870 MHz及び1,000〜1,050 MHzの広い帯域でほぼ0％であった。電磁波吸収フィルムは、信号パターン１及び２に対して、電磁波吸収能に優れていた。
【００４９】
比較例１
上記複合フィルムを30 cm（MD）×15 cm（TD）にカットした試験片（面抵抗：1.3Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図17に示す。複合フィルムは線状痕を有さないので、信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が、実施例１及び２の電磁波吸収フィルムに比べて明らかに狭く、電磁波吸収能が劣っていた。
【００５０】
比較例２
実施例２で得た多孔質複合フィルムを30 cm（MD）×15 cm（TD）にカットした試験片（面抵抗：1.9Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図18に示す。多孔質複合フィルムは多数の微細孔を有するものの、線状痕を有さないので、信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が、実施例１及び２の電磁波吸収フィルムに比べて明らかに狭く、電磁波吸収能が劣っていた。
【００５１】
比較例３
二軸延伸ポリイミドフィルム［厚さ：25μm、誘電率：3.3（1 MHz）、誘電正接：0.0079（1 MHz）、ガラス転移温度：280℃以上］の一面に、無電解めっき法により厚さ３μmの銅層を形成し、その上に電解めっき法により厚さ10μmのニッケル層を形成した。得られた複合フィルムを30 cm（MD）×15 cm（TD）にカットした試験片（面抵抗：0.9Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図19に示す。この複合フィルムは、ニッケル層がめっき法により形成されており、しかも線状痕を有さないので、信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が、実施例１及び２の電磁波吸収フィルムに比べて狭く、電磁波吸収能が劣っていた。
【００５２】
比較例４
比較例３で得た複合フィルムについて、実施例１と同様にして線状痕を形成した。この複合フィルムを、長手方向に線状痕が延在するように30 cm×15 cmにカットした試験片（面抵抗：0.9Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図20に示す。この複合フィルムは、線状痕を有するものの、ニッケル層がめっき法により形成されているので、信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が、実施例１及び２の電磁波吸収フィルムに比べて狭く、電磁波吸収能が劣っていた。
【００５３】
比較例５
銅線の織布を用いた市販の電磁波吸収材（商品名「OAエプロン」、エレコム株式会社製）を30 cm×15 cmにカットした試験片（面抵抗：0.4Ω）を用いた以外実施例1と同様にして、高周波伝送率を測定した。結果を図21に示す。信号パターン１及び２のいずれに対しても、高周波伝送率が0％の帯域が、実施例１の電磁波吸収フィルムに比べて明らかに狭く、電磁波吸収能が劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１（ａ）】本発明の一実施例による電磁波吸収フィルムを示す断面図である。
【図１（ｂ）】図1(a)のフィルムの平面図である。
【図１（ｃ）】図1(a)のA部分を概略的に示す拡大断面図である。
【図１（ｄ）】図1(c)のA'部分を概略的に示す拡大断面図である。
【図２（ａ）】本発明の別の実施例による電磁波吸収フィルムを示す断面図である。
【図２（ｂ）】図2(a)のB部分を概略的に示す拡大断面図である。
【図３（ａ）】本発明のさらに別の実施例による電磁波吸収フィルムを示す断面図である。
【図３（ｂ）】図３(a)のフィルムの平面図である。
【図３（ｃ）】図３(a)のC部分を概略的に示す拡大断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施例による電磁波吸収フィルムを示す断面図である。
【図５（ａ）】複合フィルムに線状痕を形成する装置の一例を示す概略図である。
【図５（ｂ）】図5(a)の装置において、フィルムがロールと摺接する様子を示す部分拡大断面図である。
【図６】面抵抗を測定する電磁波吸収フィルムの一例を示す平面図である。
【図７】実施例１の電磁波吸収フィルムの原子間力顕微鏡写真である。
【図８】高周波発振器のスプリアス特性の測定に使用した高周波伝送線路を示す斜視図である。
【図９】高周波伝送線路に発振器及び受信器を接続した状態を示す概略図である。
【図１０】高周波伝送率の測定に使用した発振器の構成を概略的に示す回路図である。
【図１１（ａ）】発振器から信号が（＋）側から出力するように伝送した場合の信号パターンを示す概略図である。
【図１１（ｂ）】発振器から信号が（−）側から出力するように伝送した場合の信号パターンを示す概略図である。
【図１２（ａ）】電磁波吸収能の評価のために、電磁波吸収フィルムの試験片上に、高周波伝送線路を配置した状態を概略的に示す平面図である。
【図１２（ｂ）】図12(a)のD−D断面図である。
【図１３】実施例１の電磁波吸収フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図１４】電磁波吸収能の評価のために、電磁波吸収フィルムの試験片上に、高周波伝送線路を配置した状態を概略的に示す別の平面図である。
【図１５】実施例１の電磁波吸収フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示す別のグラフである。
【図１６】実施例２の電磁波吸収フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図１７】比較例１の複合フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図１８】比較例２の多孔質複合フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図１９】比較例３の複合フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図２０】比較例４の線状痕を有する複合フィルム上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【図２１】比較例５の電磁波吸収材上に配置した高周波伝送線路における周波数と高周波伝送率の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・電磁波吸収フィルム
10，10’・・・プラスチックフィルム
11a，11b・・・金属薄膜
11a''，11b''・・・金属原子
12・・・傾斜組成層
13・・・接着層
14・・・線状痕
15・・・微細孔
1'・・・複合フィルム
100，101・・・試験片
２・・・ロール
３・・・ニップロール
４，4'・・・高周波伝送線路
40・・・基板
400・・・凸部
５・・・高周波発振器
50・・・出力端子
51・・・電圧制御発振器
52，52'，52''・・・高周波発振モジュール
53，53'・・・高周波アンプ
６・・・高周波受信器
７・・・鰐口クリップ
８・・・整合器
70・・・ケーブル
100'・・・銅／PETフィルム
101'・・・ニッケル／銅／PETフィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックフィルムと、その一面に設けた第一の金属の薄膜と、その上に形成した第二の金属の蒸着薄膜とを有し、前記第一及び第二の金属の一方が非磁性金属で他方が磁性金属であり、前記第二の金属の薄膜の側に多数の実質的に平行な線状痕が形成されていることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記非磁性金属が銅であり、前記磁性金属がニッケルであることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記線状痕の幅の分布が0.5〜10μmであり、前記線状痕の平均分布密度が1,000〜5,000本／cm幅であることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項４】
請求項1〜３のいずれかに記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記第一の金属の薄膜が蒸着層であることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項５】
請求項1〜３のいずれかに記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記第一の金属の薄膜がメッキ層又は箔であり、前記第二の金属の薄膜が蒸着層と、その上に形成したメッキ層とからなることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項６】
請求項1〜５のいずれかに記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記第二の金属の薄膜の上にプラスチック層が設けられていることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項７】
請求項1〜６のいずれかに記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記線状痕の延在方向に対して直交する方向の抵抗が、前記線状痕の延在方向の抵抗より大きいことを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項８】
プラスチックフィルムの少なくとも一面に第一の金属の薄膜及び第二の金属の薄膜を順に形成し、得られた複合フィルムを多数の高硬度の微粒子を表面に有するロールに摺接させることにより、前記第二の金属薄膜の側に多数の実質的に平行な線状痕を形成することを特徴とする電磁波吸収フィルムの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の電磁波吸収フィルムの製造方法において、前記ロールを、前記複合フィルムの進行方向と逆方向に回転させることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の電磁波吸収フィルムの製造方法において、前記線状痕を形成した後に、プラスチック層を形成することを特徴とする方法。
【請求項１】
プラスチックフィルムと、その一面に設けた第一の金属の薄膜と、その上に形成した第二の金属の蒸着薄膜とを有し、前記第一及び第二の金属の一方が非磁性金属で他方が磁性金属であり、前記第二の金属の薄膜の側に多数の実質的に平行な線状痕が形成されていることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記非磁性金属が銅であり、前記磁性金属がニッケルであることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記線状痕の幅の分布が0.5〜10μmであり、前記線状痕の平均分布密度が1,000〜5,000本／cm幅であることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項４】
請求項1〜３のいずれかに記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記第一の金属の薄膜が蒸着層であることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項５】
請求項1〜３のいずれかに記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記第一の金属の薄膜がメッキ層又は箔であり、前記第二の金属の薄膜が蒸着層と、その上に形成したメッキ層とからなることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項６】
請求項1〜５のいずれかに記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記第二の金属の薄膜の上にプラスチック層が設けられていることを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項７】
請求項1〜６のいずれかに記載の電磁波吸収フィルムにおいて、前記線状痕の延在方向に対して直交する方向の抵抗が、前記線状痕の延在方向の抵抗より大きいことを特徴とする電磁波吸収フィルム。
【請求項８】
プラスチックフィルムの少なくとも一面に第一の金属の薄膜及び第二の金属の薄膜を順に形成し、得られた複合フィルムを多数の高硬度の微粒子を表面に有するロールに摺接させることにより、前記第二の金属薄膜の側に多数の実質的に平行な線状痕を形成することを特徴とする電磁波吸収フィルムの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の電磁波吸収フィルムの製造方法において、前記ロールを、前記複合フィルムの進行方向と逆方向に回転させることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の電磁波吸収フィルムの製造方法において、前記線状痕を形成した後に、プラスチック層を形成することを特徴とする方法。
【図１（ａ）】
【図１（ｂ）】
【図１（ｃ）】
【図１（ｄ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図４】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１（ａ）】
【図１１（ｂ）】
【図１２（ａ）】
【図１２（ｂ）】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図７】
【図１（ｂ）】
【図１（ｃ）】
【図１（ｄ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図４】
【図５（ａ）】
【図５（ｂ）】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１（ａ）】
【図１１（ｂ）】
【図１２（ａ）】
【図１２（ｂ）】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１７６８２７（Ｐ２００９−１７６８２７Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１６９７（Ｐ２００８−１１６９７）
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【出願人】（３９１００９４０８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２２日（２００８．１．２２）
【出願人】（３９１００９４０８）
【Ｆターム（参考）】
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