МАТЕРИАЛ И ЛИСТ, ЭКРАНИРУЮЩИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ Российский патент 2010 года по МПК H05K9/00 H01Q17/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Это описание относится к экранирующему электромагнитные волны материалу. Конкретнее, изобретение относится к экранирующему электромагнитные волны материалу, содержащему ионную жидкость, и к листу, сделанному из этого материала.

Уровень техники

В последние годы устройства электронной связи становятся все меньше в размере, а используемые для электронной связи частоты становятся все выше. В результате желательно обеспечить эффективное экранирование электромагнитных волн для электронных устройств, чтобы электронное устройство не излучало электромагнитных помех (ЭМП) (EMI) сверхдопустимой величины и не принимало внешних излучений электромагнитных волн от другого устройства. Помимо этого желательно, чтобы электромагнитные волны, генерируемые внутри электронного устройства, поглощались бы для предотвращения помех от внутреннего рассеивания электромагнитных волн. Далее поскольку беспроводные и мобильные устройства распространяются все более, необходимость подавления ЭМП с помощью поглощающих материалов, прикрепленных к поверхности, такой как стены здания или комнаты, становится все более важной для предотвращения отражения и помех на поверхности.

Вообще желательно, чтобы экранирующий материал или электромагнитно-совместимый (ЭМС) (ЕМС) материал имел, в дополнение к свойствам хорошего электромагнитного экранирования, гибкость для облегчения установки. Помимо этого желательно, чтобы экранирующий материал мог обрабатываться в лист для облегчения обращения и установки. С этой точки зрения в качестве экранирующего материала может быть желательно использовать экранирующий ЭМП материал, включающий в себя материал, генерирующий потери проводимости, диэлектрические потери или магнитные потери, такой как металлы и магнитные материалы, распределенные в полимерном материале. Далее для повышения качества экранирования ЭМП желательно, чтобы экранирующий материал включал в себя высокую степень заполнения мелких частиц наполнителя в полимерном материале. Однако процесс приготовления полимерного материала с высокой степенью заполнения мелкими частицами, распределенными в полимере, затруднен и может также дать в результате экранирующие ЭМП материалы со сниженной гибкостью в некоторых случаях. Поэтому для случая экранирующего ЭМП листа, изготовленного с помощью обычных полимеров и материала в виде частиц, сложно удовлетворить одновременно требования как высокой гибкости, так и высокой степени экранирования ЭМП.

С другой стороны, как описано в выложенной заявке Японии №64-52302 и выложенной заявке Японии №2006-73991, существует технология распределения тонкодисперсных частиц в жидкой среде с высокой диэлектрической проницаемостью, причем жидкость имеет электрическую полярность, или в электролитическом растворе, но не в вязком полимере. Что касается подходящего растворителя и электролитических растворов, то примерные жидкости включают в себя воду, спирты, такие как глицерин, метиловый спирт или этанол, и водный раствор галогенида, такой как водный раствор хлористого натрия или водный раствор йодистого натрия. Эти жидкости могут проявлять пониженную эффективность в поглощении ЭМП из-за диэлектрических потерь в жидкости, а некоторые жидкости могут быть также летучими и (или) горючими. Однако при переработке этих известных материалов в лист желательно придать им долговечность, огнестойкость и термостойкость. В дополнение к этим недостаткам, связанным с распределением тонкодисперсных частиц в этих жидкостях, обычно применялись только магнитные порошки на ферритовой основе.

Имеются также примеры, в которых в качестве поглощающего ЭМП материала использовалась ионная жидкость. Публикация международной заявки WO 2006/053083 описывает поглощающую ЭМП структуру, в которой полимеризируемый ионный жидкий мономер отверждается при полимеризации. Публикация международной заявки WO 2004/069327 описывает экранирующую ЭМП структуру, содержащую две прозрачные пластины из оконного стекла и ионную жидкость, изолированную между этими прозрачными пластинами из оконного стекла. В таких случаях была предпринята попытка экранирования ЭМП с помощью ионной жидкости, но сложно достичь адекватного экранирования ЭМП с помощью только ионной жидкости. Далее ранее не было известно об использовании тонкодисперсных частиц, поглощающих ЭМП в этих ионных жидких материалах, и может быть трудно получить высокую степень заполнения наполнителя в твердых материалах из-за их структуры.

Раскрытие изобретения

В первом объекте изобретение предлагает экранирующий ЭМП материал, который может проявлять огнестойкость и термостойкость и может достичь и высокого уровня экранирующих свойств, и высокой гибкости материала при формовании в лист.

В другом объекте изобретение предлагает экранирующий ЭМП материал в гелеобразном состоянии, содержащий в некоторых вариантах осуществления ионную жидкость и тонкодисперсные частицы, способные отражать, подавлять или поглощать ЭМП, рассеянную в ионной жидкости.

В еще одном объекте изобретение предлагает экранирующий ЭМП лист, содержащий упомянутый выше экранирующий ЭМП материал и, в некоторых вариантах осуществления, защитную структуру, которая покрывает и герметизирует экранирующий ЭМП материал и удерживает его в форме листа.

В некоторых примерных вариантах осуществления изобретения экранирующий ЭМП материал включает в себя тонкодисперсные частицы, способные отражать, подавлять или поглощать ЭМП (далее обозначаются как «экранирующие ЭМП тонкодисперсные частицы»), распределенные в ионной жидкости. В отдельных примерных вариантах осуществления возможно получить синергически высокий эффект экранирования ЭМП экранирующих ЭМП тонкодисперсных частиц и ионной жидкости. В других примерных вариантах осуществления экранирующий ЭМП материал содержит наполнители из тонкодисперсных частиц в ионной жидкости, причем ионная жидкость имеет гелевое состояние и проста в обращении и, далее, материал легко перерабатывается в листовой материал. В некоторых примерных вариантах осуществления поверхность гелеобразного экранирующего ЭМП материала может снабжаться защитным покрытием, использующим, например, пленочный материал. В таких вариантах осуществления экранирующий ЭМП лист может быть легко изготовлен.

Некоторые признаки и преимущества некоторых примерных вариантов осуществления изобретения могут включать в себя способность достигать сильного эффекта экранирования ЭМП с помощью сравнительно тонкой гибкой пленки. Другие примерные варианты осуществления могут обеспечивать преимущество от использования нелетучих и негорючих материалов, посредством чего в экранирующий ЭМП материал вносится огне- и термостойкость.

Различные объекты и преимущества примерных вариантов осуществления раскрытия обобщены. Изложенное выше Раскрытие не предназначено для описания каждого проиллюстрированного варианта осуществления или каждого воплощения настоящего изобретения. Нижеследующие разделы «Чертежи» и «Подробное описание» конкретнее поясняют на примерах некоторые предпочтительные варианты осуществления с помощью раскрытых здесь принципов.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является видом в перспективе, показывающим экранный короб для устройства измерения эффекта экранирования ЭМП, использованного при оценке некоторых вариантов осуществления изобретения.

Фиг.2 показывает конфигурацию устройства для измерения эффекта экранирования ЭМП, использованного при оценке некоторых вариантов осуществления изобретения.

Фиг.3 является графиком, показывающим зависимость экранирующего электрическое поле эффекта от частоты для некоторых примерных вариантов осуществления изобретения.

Подробное описание

Различные примерные варианты осуществления изобретения будут теперь описаны с конкретной ссылкой на чертежи. Примерные варианты осуществления изобретения могут иметь различные модификации и изменения без отхода от сущности и объема изобретения. Соответственно должно быть понятно, что варианты осуществления изобретения не должны ограничиваться нижеследующими описанными примерными вариантами осуществления, но должны контролироваться ограничениями, изложенными в формуле изобретения, и любыми ее эквивалентами.

Один примерный экранирующий ЭМП материал по настоящему изобретению представляет собой гелеобразный материал, содержащий ионную жидкость и экранирующие ЭМП тонкодисперсные частицы, распределенные в ионной жидкости. По всему данному описанию термин «ионная жидкость» означает соль в жидком виде, причем эта соль содержит по меньшей мере один катион и по меньшей мере один анион. Катион и анион в ионной жидкости имеют соответственно положительный и отрицательный заряд, и поэтому они могут поглотить ЭМП и оказывать экранирующий эффект.

В некоторых примерных вариантах осуществления ионная жидкость содержит органическую соль с низкой точкой плавления, обычно 100°С или ниже. В отдельных примерных вариантах осуществления соль предпочтительно остается в жидком состоянии при температурных условиях применения, например при комнатной температуре (например, примерно 25°С). Такие соли в дальнейшем также будут обозначаться как «расплавленные при нормальной температуре соли». В отдельных примерных вариантах осуществления ионные жидкости высоко стабильны как термически, так и химически, а в некоторых примерных вариантах осуществления они нелетучие, так что результирующий экранирующий ЭМП материал может получить огне- и термостойкость.

Что касается примерных ионных жидкостей, то могут быть использованы известные ионные жидкости. Примеры подходящих катионов, которые могут быть объединены с одним или несколькими из нижеследующих анионов для образования ионной жидкости, включают в себя: первичные (R₁NH₃ ⁺), вторичные (R₁R₂NH₂ ⁺), третичные (R₁R₂R₃NH⁺) и четвертичные (R₁R₂R₃R₄N⁺) цепные катионы аммония (где R₁, R₂, R₃ и R₄ независимо представляют алкильную или фениловую группу 1-12 атомами углерода) и цикличный катион аммония. Примеры цикличного катиона аммония включают в себя: оксазолий, тиазолий, имидазолий, пиразолий, пиролиний, фуразоний, триазолий, пиролидиний, имидазолидиний, пиразолидиний, пиролиний, имидазолиний, пиразолиний, пиридиний, пирадиний, пиримидиний, пиридазиний, пиперидиний, пиперазиний, морфориний, индолиний и карбазолий.

Другие примерные катионы включают в себя цепной катион фосфония (R₅R₆R₇P⁺ и R₅R₆R₇R₈P⁺), цепной катион сульфония (R₉R₁₀R₁₁S⁺) (где R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀ и R₁₁ независимо представляют алкильную или фениловую группу с 1-12 атомами углерода) и цикличный катион сульфония. Примеры цикличного катиона сульфония включают в себя тиофений и тиопираний.

Примеры подходящих анионов, которые могут быть объединены с одним или несколькими указанными выше катионами для формирования ионной жидкости, включают в себя фосфат (PO₄ ^3-, R₁₂PO₄ ^2-, R₁₂R₁₃PO₄ ^-), фосфонат (R₁₂PO₃ ^2-, R₁₂R₁₃PO₃ ^-), фосфинат (R₁₂R₁₃PO₂ ^-) и борат (ВО₃ ^3-, R₁₂BO₃ ^2-, R₁₂R₁₃BO₃ ^-) (R₁₂ и R₁₃ независимо представляют водородную или алкильную, или фениловую группу с 1-4 атомами углерода).

Примеры другого аниона, который объединяется с указанным выше катионом для формирования ионной жидкости, включают в себя тетрафторборат (BF₄ ^-), гексафторфосфат (PF₆ ^-), гексафторарсенат (AsF₆ ^-), трифторметилсульфонат (CF₃SO₃ ^-), бис(фторсульфонат)имид [(FSO₂)₂N^-], бис(трифторметилсульфонил)имид [(CF₃SO₂]₂N^-] бис(трифторэтилилсульфонил)имид [(CF₃CF₂SO₂)₂N^-] и трис(трифторметилсульфонил)метид [(CF₃SO₂)₃S^-].

В некоторых примерных вариантах осуществления тонкодисперсные частицы могут быть добавлены к ионной жидкости для повышения эффекта экранирования ЭМП. В отдельных примерных вариантах осуществления добавление тонкодисперсных частиц к ионной жидкости может преобразовать ионную жидкость в гель или привести к ее квазиотверждению (к примеру, желированию). Примеры подходящих экранирующих ЭМП частиц включают в себя углеродные тонкодисперсные частицы и известные проводящие, диэлектрические и магнитные тонкодисперсные частицы. Примерные проводящие тонкодисперсные частицы включают в себя, например, такие металлические частицы как Al, Fe, Ni, Cr, Cu, Au, Ag, сплавы из них и их комбинации. Примерные углеродные тонкодисперсные частицы включают в себя, например, газовую сажу, углеродное волокно, углеродную нанотрубку и могут быть использованы фуллерен и алмаз. Примерные диэлектрические тонкодисперсные частицы включают в себя, например, тонкодисперсные частицы SiO₂, Al₂O₃, титаната бария и окиси титана и их комбинации. Примерные магнитные тонкодисперсные частицы включают в себя, например, тонкодисперсные частицы металлических сплавов и окислов металла, содержащих такой переходный элемент как магнетит (Fe₃O₄), пермаллой (Fe-Ni) и алсифер (Al-Si-Ni) и их комбинации.

В некоторых вариантах осуществления может добавляться единственный тип тонкодисперсных частиц или может использоваться смесь нескольких типов тонкодисперсных частиц. Добавленные тонкодисперсные частицы могут поглощать, подавлять или отражать ЭМП, благодаря чему делают возможным возникновение эффекта экранирования ЭМП. Соответственно экранирующий ЭМП материал по данному изобретению может проявлять более высокий эффект экранирования ЭМП за счет синергического действия с ионной жидкостью. В некоторых вариантах осуществления тонкодисперсные частицы хорошо распределены в ионной жидкости, так что вокруг этих частиц образуется электрический двойной слой, вследствие чего подавляется тенденция тонкодисперсных частиц к объединению и в результате в некоторых вариантах осуществления обеспечивается хорошая дисперсность и стабильность процесса диспергирования тонкодисперсных частиц.

В отдельных примерных вариантах осуществления размер тонкодисперсных частиц предпочтительно составляет 1 нм или более и 100 мкм или менее по величине среднечислового размера частиц. Среднечисловой размер частиц может быть измерен, например, с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) (SEM) или трансмиссионного электронного микроскопа (ТЭМ) (ТЕМ), либо с помощью динамического светового рассеяния (ДСР) (DLS).

Обычно, когда размер тонкодисперсных частиц становится меньше, а площадь поверхности тонкодисперсных частиц увеличивается, желирование может быть вызвано добавлением в ионную жидкость небольшого количества тонкодисперсных частиц. Поэтому в некоторых вариантах осуществления для облегчения желирования ионной жидкости может быть предпочтительно, чтобы размер тонкодисперсных частиц был выбран или отрегулирован равным в диаметре, например, 10 мкм или меньше, предпочтительнее 1 мкм или меньше. В некоторых вариантах осуществления желирование может быть достигнуто при использовании волокнистых тонкодисперсных частиц. С другой стороны, поскольку сами тонкодисперсные частицы имеют эффект электромагнитного экранирования, иногда предпочтительно увеличивать степень заполнения тонкодисперсных частиц. В таких примерных вариантах осуществления может быть предпочтительно использовать относительно более крупные частицы (по меньшей мере 1 мкм, предпочтительнее 10 мкм или более в диаметре) до тех пор, пока ионная жидкость не сепарируется.

Могут быть выбраны различные очертания и физические формы тонкодисперсных частиц, в том числе, например, сферы, стержни, пластинки и игольчатые волокна. В отдельных вариантах осуществления размером тонкодисперсных частиц называется максимальный размер, который проходит через центр тяжести или массы частицы. Например, для случая тонкодисперсных частиц в виде стержня могут сравниваться максимальный размер в основании волокна, такой как диаметр основания стержня, и высота стержня, и больший размер может быть принят как размер тонкодисперсных частиц, тогда как в случае пластинчатой формы в качестве размера тонкодисперсных частиц может быть принят максимальный размер плоской поверхности, и аналогично для случая формы игольчатого волокна - длина волокна.

Как описано выше, в некоторых примерных вариантах осуществления по мере увеличения количества экранирующих ЭМП тонкодисперсных частиц в ионной жидкости экранирующие ЭМП свойства материала могут предпочтительно усиливаться. Однако когда количество экранирующих ЭМП тонкодисперсных частиц чрезмерно велико, может затрудняться процесс получения листа из экранирующего ЭМП материала, а механические прочность и гибкость могут быть потеряны. С другой стороны, когда количество экранирующих ЭМП тонкодисперсных частиц слишком мало, эффект экранирования ЭМП снижается и желирования экранирующего ЭМП материала не происходит, так что становится невозможным изготовить из него лист, и ионная жидкость может начать вытекать из экранирующего ЭМП листа.

С этой точки зрения, хотя количество экранирующих ЭМП тонкодисперсных частиц в ионной жидкости конкретно не ограничено, в некоторых примерных вариантах осуществления это количество предпочтительно составляет от 5 до 90% по массе на основе массы экранирующего ЭМП материала, содержащего экранирующие ЭМП тонкодисперсные частицы и ионную жидкость. В отдельных примерных вариантах осуществления количество экранирующих ЭМП тонкодисперсных частиц предпочтительно равно 10% по массе или более, предпочтительнее 20% по массе или более; и предпочтительно 80% по массе или менее, предпочтительнее 50% по массе или менее.

В некоторых примерных вариантах осуществления экранирующий ЭМП материал по настоящему изобретению может быть превращен в гель введением экранирующих ЭМП тонкодисперсных частиц в ионную жидкость. Гелеобразное состояние означает состояние высокой вязкости как результат потери текучести. В некоторых вариантах осуществления гелеобразное состояние может соответствовать образованию эластичного твердого тела или жидкости с достаточно большим модулем эластичности, так что жидкость фактически ведет себя как твердое тело. Как используется здесь, термин «потеря текучести» означает состояние, в котором вытекания жидкости не происходит или происходит незначительно, когда описанный далее экранирующий ЭМП материал наносится на подложку. В некоторых примерных вариантах осуществления в гелеобразных экранирующих ЭМП материалах вытекание подавлено и форма может сохраняться. Соответственно это может упростить процесс обработки экранирующего ЭМП материала, который может включать в себя ламинирование для формирования многослойных листов или пленок.

В отдельных примерных вариантах осуществления экранирующий ЭМП материал находится в гелеобразном состоянии и поэтому может быть нанесен на разные базовые материалы и помещен в плотно закрытые контейнеры, например в мешок, имеющий разные конфигурации. Например, из экранирующего ЭМП материала может также быть получен лист за счет использования защитной структуры, способной покрывать и герметизировать экранирующий ЭМП материал и сохранять его в форме листа.

Теперь будут описаны один примерный способ производства экранирующего ЭМП материала и способ переработки его в лист. Во-первых, ионная жидкость и экранирующие ЭМП тонкодисперсные частицы смешивают в соответствующем соотношении и перемешивают для получения экранирующего ЭМП материала. В это время месильное устройство, такое как, например, шаровая мельница, может быть использовано для смешивания и перемешивания, но ионная жидкость может в общем, по своей природе, хорошо смешиваться с тонкодисперсными частицами, тем самым диспергируя тонкодисперсные частицы для получения состава в гелеобразном состоянии. Поэтому в некоторых примерных вариантах осуществления экранирующий ЭМП материал может быть получен без использования специального месильного устройства и при комнатной температуре. В других примерных вариантах осуществления, когда точка плавления ионной жидкости выше комнатной температуры, ионная жидкость может быть нагрета до температуры выше точки плавления, посредством чего она разжижается, а затем смешивается с тонкодисперсными частицами.

Затем могут быть взяты несколько гибких пленок, например пластиковая или полимерная, и экранирующий ЭМП материал, приготовленный в виде геля, как описано выше, может быть помещен между несколькими пленками так, чтобы многослойная пленочная конструкция имела заданную толщину, тем самым формируя экранирующий ЭМП лист. Для размещения экранирующего ЭМП материала между двумя пленками, например, одна пленка может быть покрыта с помощью отливки или способа трафаретной печати, и затем другая пленка может быть ламинирована к первой пленке. Толщина гибкой пленки может быть специально выбрана согласно требуемой гибкости для получаемого экранирующего ЭМП листа и конкретно не ограничивается и может быть, например, от примерно 10 до 2000 мкм. Толщина геля конкретно не ограничивается и может быть соответственно выбрана согласно требуемым свойствам экранирующего ЭМП материала, например от примерно 5 до примерно 1000 мкм.

Неограничивающие примеры подходящих гибких пленок включают в себя - но не ограничены ими - полимерные пленки, состоящие из полиэтилена, полипропилена, винилхлорида, поликарбоната, термопластика, полиуретана, целлофана (товарный знак), поли(винилиденфторида), полиэтиленфталата (ПЭТ) (PET), полистирола, поли(винилиденхлорида), смолы на основе акрила, смолы на основе полиуретана, смолы на основе полиолефина, смолы на основе фтора (в том числе PVdF, ETFE), полиимидной смолы, фенольной смолы, эпоксидной смолы, эфира полиамида и полифенилена.

Помимо этого в отдельных примерных вариантах осуществления не обязательно формировать лист ламинированием одной или нескольких гибких пленок. Например, особенно когда требуется тонкий лист, поверхность листа, выполненного из экранирующего ЭМП материала, снабжается защитной структурой, посредством чего предотвращается просачивание ионной жидкости, и таким образом может быть произведен экранирующий ЭМП лист. В качестве одной примерной защитной структуры может быть желательно сформировать тонкую полимерную пленку на поверхности листа, выполненного из экранирующего ЭМП материала.

В одном примерном варианте осуществления полимеризируемый состав, такой как полимеризируемый в ультрафиолетовых лучах мономер, может быть нанесен на два базовых материала, подвергнутых обработке снятия напряжений (например, пленка из полиэтилентерефталата (ПЭТ) (PET), подвергнутая обработке снятия напряжений), и гелеобразный экранирующий ЭМП материал помещается между базовыми материалами так, чтобы эти базовые материалы прилегали один к другому и чтобы сторона, покрытая полимеризируемым составом, была обращена к такой же стороне, чтобы установить заранее заданную толщину гелеобразного экранирующего ЭМП материала, затем следует полимеризация полимеризируемого состава путем облучения ультрафиолетом или другими источниками актинического облучения.

Далее базовый материал, подвергнутый обработке снятия напряжений, может быть удален для получения листа, выполненного из экранирующего ЭМП материала, содержащего на поверхности полимерную защитную пленку. Альтернативно в отдельных примерных вариантах осуществления гелеобразный экранирующий ЭМП материал может быть нанесен на полимерную пленку для образования экранирующего ЭМП слоя. На поверхности этого экранирующего ЭМП слоя фотополимеризируемая защитная пленка может быть образована напрямую с помощью способа напыления, а затем пленка может быть полимеризирована ультрафиолетовым облучением и тем самым отверждена.

В некоторых примерных вариантах осуществления экранирующий ЭМП материал по настоящему изобретению может также содержать, в дополнение к ионной жидкости и экранирующим ЭМП частицам, антиоксиданты, отражающие ультрафиолет агенты, противопенные присадки, пигменты, дисперсанты и другие добавки по необходимости.

Примеры

Примерные варианты осуществления настоящего изобретения описаны выше и иллюстрируются далее при помощи нижеследующих примеров, которые в любом случае не должны рассматриваться как налагающие ограничения для объем настоящего изобретения. Наоборот, должно быть четко понятно, что возможно обращение к различным иным вариантам осуществления, модификациям и их эквивалентам, которые после изучения данного описания могут предполагаться специалистами без отхода от сущности настоящего изобретения и (или) объема приложенной формулы изобретения. Далее, несмотря на то, что численные диапазоны и параметры, излагающие широкий объем данного изобретения, являются приблизительными, численные значения, изложенные в конкретных примерах, приводятся с возможно достижимой точностью. Любое численное значение, однако, неизбежно содержит определенные погрешности, по необходимости следующие из среднеквадратичного отклонения в соответствующих тестовых измерениях. Как минимум, и не в качестве попытки ограничить применение доктрины эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый численный параметр должен по меньшей мере толковаться исходя из числа сообщенных значащих цифр и с применением обычных методов округления.

Пример 1

Лист экранирующего ЭМП материала, который содержит диэлектрические тонкодисперсные частицы - частицы SiO₂ в ионной жидкости, был изготовлен по следующей процедуре.

К 8,0 г ионной жидкости (ЭМП-ВF₄) (1-этил-3-метилимидазолий тетрафторборат, производство KANTO CHEMICALS, Токио, Япония) со следующей формулой (I):

Химическая формула 1

где R^a представляет этил, а Х^-1 представляет BF₄ ^-, добавляли 4,5 г частиц SiO₂ [Aerosil 200 (товарный знак) диаметром 12 нм, производство NIPON AEROSIL, Токио, Япония], с последующим перемешиванием до полного застывания ионной жидкости. Без применения месильного устройства типа шаровой мельницы ионная жидкость застывала за несколько минут при перемешивании лопаточкой.

Затем гель наносился на пленку полиэтилентерефталата (ПЭТ) (PET) толщиной 50 мкм, подвергнутую обработке снятия напряжений (SP50, производство PANAC СО. LTC, Токио, Япония), используя ножевое устройство нанесения покрытий для формирования гелевого слоя. Гелевый слой ламинировался пленкой полиэтилентерефталата (А31, производство DUPONT TEIJIN FILMS, Токио, Япония) толщиной 38 мкм для получения экранирующего ЭМП листа. Толщина гелевого слоя доводилась до примерно 500 мкм.

Приготовленный экранирующий ЭМП лист обрезался под размер 100 × 30 мм и принимался в качестве измерительного образца.

Пример 2

Таким же способом, как и в Примере 1, был приготовлен измерительный образец за исключением замены 4,5 г SiO₂ на 3,5 г проводящих тонкодисперсных частиц - черной сажи (#303 СВ с размером частиц диаметром 55 нм, производство MITSUBISHI CHEMICAL LTD, Токио, Япония) для формирования листа экранирующего ЭМП материала.

Пример 3

Таким же способом, как в Примере 1, был приготовлен измерительный образец за исключением замены 4,5 г SiO₂ на 1,2 г проводящих тонкодисперсных частиц - углеродного волокна (VGCF с размером частиц диаметром 150 нм и длиной наименьшего элемента примерно 1 мкм, производство SHOWA DENKO К.К., Токио, Япония) для формирования листа экранирующего ЭМП материала.

Пример 4

Таким же способом, как в Примере 1, был приготовлен измерительный образец за исключением замены 4,5 г SiO₂ на 10 г магнитных тонкодисперсных частиц - Fe₃O₄ (FE007PB с размером частиц диаметром меньше 1 мкм, производство KOUJYUNDO CHEMICAL LABORATORY, Токио, Япония) для формирования листа экранирующего ЭМП материала.

Пример 5

Таким же способом, как в Примере 1, был приготовлен измерительный образец за исключением замены 4,5 г SiO₂ на 55 г магнитных тонкодисперсных частиц - тонкодисперсных частиц сплава Fe-Ni (PERMALLOY) (50% Fe-50% Ni с размером частиц диаметром 10 мкм, производство EPSON ATOMIC LTD., Токио, Япония) для формирования листа экранирующего ЭМП материала.

Пример 6

В качестве ионной жидкости использовалось соединение РХ-4 H₂PO₄ (фосфат тетрабутилфосфония). Эта ионная жидкость была приготовлена следующим образом. 17,5 г водного (85%) раствора фосфорной кислоты (производство SIGMA-ALDRICH CHEMICAL CO., Токио, Япония) добавлялись по капле к 100 г водного (40%) раствора РХ-4 (раствор гидроксида тетрабутилфосфония, производство SIGMA-ALDRICH CHEMICAL CO., Токио, Япония) при охлаждении льдом. Полученная смесь концентрировалась с помощью роторного испарителя с последующим выделением метиленхлорида. Слой метиленхлорида обезвоживался над сульфатом магния, и метиленхлорид концентрировался с помощью роторного испарителя с последующей сушкой при пониженном давлении при температуре 60°С для получения 41 г РХ-4 Н₂РО₄ в виде прозрачной, бесцветной и вязкой жидкости. 7,1 г диэлектрических тонкодисперсных частиц - Al₂O₃ (с размером частиц диаметром 31 нм, производство C.I.KASEI, Токио, Япония) смешивались с 8,0 г РХ-4 H₂PO₄, а затем изготавливался лист из экранирующего ЭМП материала по процедуре Примера 1.

Свойства электромагнитного экранирования (эффект экранирования электрического поля) образцов, приготовленных в Примерах 1-6, измерялись способом КЕС, описанным ниже. Способ КЕС представляет собой метод измерения, разработанный KANSAI ELECTRONIC IDUSTRY DEVELOPMENT CENTER. Этот способ измерения будет описан со ссылкой на Фиг.1 и 2. Сначала предоставлены два экранирующих короба 100, причем каждый экранирующий короб 100 имеет лицевую поверхность 12 длиной L, определяющую внутреннюю полость 1 глубиной D с прямоугольным поперечным сечением размером 80 мм ширины (W)×100 мм высоты (Н). В полости 1 размещен центральный проводник 2, и с одной стороны каждого экранирующего короба 100 образована сужающаяся пирамидальная структура, связанная с полостью 1. На конце каждой суженной пирамидальной структуры имеется входная-выходная часть 3.

Как показано на Фиг.2, два экранирующих короба расположены так, чтобы отверстия были обращены одно к другому. Образец 4 размещается между лицевыми поверхностями 12 двух экранирующих коробов 100, сжимается и герметизируется ЭМП прокладками 5-5'. Электромагнитные волны вырабатываются генератором 6 сигнала, уровень мощности устанавливается усилителем 7 ВЧ мощности и аттенюатором 8, передается к входной-выходной части 3, а затем генерируется одним из центральных проводников 2 к образцу 4. Электромагнитный сигнал, проходящий сквозь образец 4, передается от другого центрального проводника 2, помещенного напротив, через входную-выходную часть 3, и уровень регулируется аттенюатором 8 и ВЧ предусилителем 9 и детектируется спектральным анализатором 10 как принятая частота (принятый уровень). В данном случае подробности измерения способом КЕС могут быть найдены в известном документе (Е.Hariya and M.Umano "Instruments for measuring the electromagnetic shielding effect" («Инструменты для измерения эффекта электромагнитной экранировки») Electromagnetic Compatibility Tokyo vol.11 pp.800-805, 1984).

Экранирующий эффект (SE) был определен по следующей формуле:

SE(дБ)=201ogE1-201ogE2,

где E1 означает принятый уровень без образца 4, а Е2 означает принятый уровень при наличии образца 4.

Эффект экранирования электрического поля измерялся с помощью измерительного устройства, представленного на Фиг.2, и результаты измерений показаны на Фиг.3. На графике Фиг.3 ось абсцисс показывает частоту, а ось ординат - эффект (SE) экранирования электрического поля, рассчитанный по представленной выше формуле. Как явствует из графика, каждый из Примеров 1-6 демонстрирует эффект экранирования ЭМП. В частности, когда углеродные и магнитные тонкодисперсные частицы использовались в качестве наполнителей из тонкодисперсных частиц в ионной жидкости, более высокий эффект экранирования ЭМП наблюдался в более широком диапазоне частот по сравнению со случаем, где использовались SiO₂ и Al₂O₃.

Ссылка по всему описанию на «один вариант осуществления», «отдельный вариант осуществления» и «один или несколько вариантов осуществления» или «вариант осуществления», включен ли или нет термин «примерный», предшествующий термину «вариант осуществления», означает, что конкретные признак, структура, материал или характеристика, описанные в связи с этим вариантом осуществления, включены в по меньшей мере один вариант осуществления изобретения. Таким образом, появление таких фраз, как «в одном или нескольких вариантах осуществления», «в некоторых вариантах осуществления», «в одном варианте осуществления», «в варианте осуществления» в разных местах по всему данному описанию не обязательно указывает на один и тот же вариант осуществления изобретения. Далее конкретные признаки, структуры, материалы или характеристики могут комбинироваться любым подходящим образом в одном или нескольких вариантах осуществления.

Хотя в описании детально описаны некоторые примерные варианты осуществления, следует оценить, что специалисты, при достижении понимания вышеприведенного, могут легко придумать альтернативы, модификации и эквиваленты к этим вариантам осуществления. Соответственно должно быть понятно, что данное изобретение не следует чрезмерно ограничено примерными вариантами осуществления, изложенными здесь. В частности, как используется здесь, перечисление числовых диапазонов крайними значениями предназначено включать все числа, относящиеся к этому диапазону (т.е. «от 1 до 5» включает в себя: 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3, 80, 4 и 5). Помимо этого все использованные здесь числа предполагают возможность их изменения выражением «примерно». Описаны разные примерные варианты осуществления. Эти и другие варианты осуществления находятся в объеме нижеследующей формулы изобретения.

Описаны экранирующий электромагнитные волны материал и использующий его лист. Также описан экранирующий электромагнитные волны материал в гелеобразном состоянии, включающий в себя ионную жидкость, содержащую анион, выбранный из группы, содержащей фосфат, разной валентности, и борат, и распределенные в ней тонкодисперсные частицы, способные отражать, подавлять и поглощать электромагнитные волны. Экранирующий электромагнитные волны материал может обеспечить как высокую способность экранирования электромагнитных помех, так и гибкость при использовании в виде листа, а в некоторых приложениях может обеспечивать огне- и термостойкость, что является техническим результатом изобретения. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Экранирующий электромагнитные волны материал в гелеобразном состоянии, содержащий ионную жидкость, содержащую анион, выбранный из группы, состоящей из фосфата, фосфоната, фосфината и бората, и распределенные в этой ионной жидкости тонкодисперсные частицы, способные отражать, подавлять или поглощать электромагнитные волны.

2. Экранирующий электромагнитные волны материал в гелеобразном состоянии по п.1, отличающийся тем, что тонкодисперсные частицы представляют собой частицы, выбранные из проводящих, диэлектрических и магнитных металлов.

3. Экранирующий электромагнитные волны материал в гелеобразном состоянии по п.1, отличающийся тем, что размер тонкодисперсных частиц составляет 100 мкм или меньше в аспекте среднего размера частиц.

4. Экранирующий электромагнитные волны материал в гелеобразном состоянии по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что экранирующие электромагнитные волны тонкодисперсные частицы содержатся в количестве от 5 до 90% относительно массы экранирующего электромагнитные волны материала.

5. Экранирующий электромагнитные волны материал в гелеобразном состоянии по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что ионная жидкость представляет собой соль, состоящую только из одного катиона и одного аниона, и находится в жидком состоянии при 25°С.

6. Экранирующий электромагнитные волны лист, содержащий:
экранирующий электромагнитные волны материал по любому из пп.1-3;
защитную структуру, которая покрывает и герметизирует экранирующий электромагнитные волны материал и удерживает его в форме листа.

7. Экранирующий электромагнитные волны лист по п.6, отличающийся тем, что защитная структура сформирована из полимерной пленки.