(57)【要約】本発明は、部分的蒸着金属被覆フィルム、全面蒸着金属被覆フィルム、複数回にわたり被覆された金属被覆フィルムに関する。また、本発明は、部分的蒸着金属被覆フィルム、全面蒸着金属被覆フィルム、複数回にわたり被覆された金属被覆フィルムの製造方法に関する。本発明の方法は、構造物を基質又は支持フィルムに可溶性インキ（可洗インキ）を印刷することにより形成し、又は、ベース材料を、同時に標的原子で開始処理しつつ、真空中でプラズマ処理により直接洗浄することを特徴とする。その上に金属等を蒸着することにより、構造化された層が製造される。この金属被覆フィルムは、例えば、トランスポンダ用の無線周波数アンテナ等に利用される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基質又は支持フィルムに可溶性インキないし可洗インキから成る構造を印刷し、その後、前記基質又は支持フィルムをプラズマ処理により真空中で洗浄すると共に、同時に標的原子により開始処理し、該前処理した基質又は該前処理した支持フィルムに、金属、金属組成物又は合金を蒸着し、又は選択的に絶縁体を印刷又は塗布により施し、重ね合わせられた金属、金属組成物、合金又は絶縁体を含んで前記可溶性インキを洗浄等により除去し、開始層を含む金属、金属組成物、合金又は絶縁体を基質又はフィルムの前記可溶性インキが印刷されなかった領域に残すことにより構造化された層を製造することを特徴とする部分的に蒸着金属被覆されたフィルムを製造する方法。
【請求項２】
化学処理又は物理メッキ処理を介して物質を施すことにより補強層を形成し、構造化された層を補強することを特徴とする請求項１に記載の部分的に蒸着金属被覆されたフィルムを製造する方法。
【請求項３】
基質又は支持フィルムをプラズマ処理により真空中で洗浄すると共に、同時に標的原子により開始処理し、続いて、前記前処理した基質又は前記前処理した支持フィルムに、金属、金属組成物又は合金を蒸着し、又は選択的に絶縁体を印刷又は塗布により施し、これにより構造化された層を形成し、
前記被覆された基質又はフィルムにエッチング防止剤を所望のパターンに対応してポジティブに印刷し、次に、エッチング方法を実行し、構造化された層を、エッチング防止剤が印刷されていない領域で除去することにより、フィルム又は基質の上に所望の形状及び厚さで残存させることを特徴とする全面的に蒸着金属被覆されたフィルムを製造する方法。
【請求項４】
化学処理又は物理メッキ処理を介して物質を施すことにより補強層を形成し、構造化された層を補強することを特徴とする請求項３に記載の全面的に蒸着金属被覆されたフィルムを製造する方法。
【請求項５】
真空中でプラズマ処理すると共に同時に標的原子により開始処理する工程と、金属蒸着を２回〜ｎ回繰返して行う工程と、部分的表面又は全面的表面に、金属、金属酸化物又は合金を蒸着し、又は選択的に絶縁体を印刷又は塗布を介して施すことにより形成された層から成る構造体を得る工程とから成ることを特徴とする多層金属被覆フィルムの製造方法。
【請求項６】
個々の開始層を生成するための標的原子が同一又は異質であることを特徴とする請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
構造化された層を形成する材料が同一又は異質であることを特徴とする請求項５又は６に記載の製造方法。
【請求項８】
同一積層レベルの層において２つの構造体が異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項５、６又は７に記載の製造方法。
【請求項９】
金属としてＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎｎを使用し、金属組成物としてＴｉＯ２ 、ＣｒＯｘ 、ＺｎＳ、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＺｎＯ、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＳｉＯｘ を使用し、合金としてＣｕ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｚｎを使用し、絶縁体として有機物質を使用することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８に記載の製造方法。
【請求項１０】
蒸着金属層又は絶縁層が０．０１μｍ〜３．０μｍ、好ましくは０．１μｍ〜１．０μｍ、特に好ましくは０．２μｍ〜０．４μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９に記載の製造方法。
【請求項１１】
標的原子として金属又は金属酸化物がＣｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＳｉＯｘ 、ＣｒＯｘ 、ＴｉＯｘ から成るグループから選択されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
標的原子が０．２μｍ〜５０ｎｍの厚さで施されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
支持フィルムが、厚さ６μｍ〜７００μｍであって、ＰＩ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＰＫ、ＰＥＩ、ＰＳＵ、ＰＥＳＵ、ＰＡＥＫ、ＬＣＰ、ＴＰＵ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥＴ（ＯＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ＡＰＥＴ）、ＰＡ（ＰＡ６、ＰＡ６．６、ＰＡ４．６、ＰＡ６／６６、ＰＡ１２、ＰＡ６．１２）、ＰＣ、ＣＯＣ、ＰＯＭ、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥから成るグループから選択されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
支持フィルムが、６μｍ〜７００μｍ、好ましくは１２μｍ〜１００μｍ、特に好ましくは１５μｍ〜５０μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２又は１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
基質が、全て厚さ２０ｇ／ｍ２ 〜の５００ｇ／ｍ２ を有するものであって、紙、アルミニウムフィルムと、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＰＳから選ばれたポリマーから成るスパンボンド・フリース、ステープルファイバーフリース、ＳＭＳフリースと、ビスコースフリースから成るグループから選択されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３又は１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
補強層を含む構造化された層が、１μｍ〜５０μｍ、好ましくは２μｍ〜３５μｍ、特に好ましくは３μｍ〜１５μｍの厚さを有することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
基質又は支持フィルムと、標的原子の開始層と、金属、金属組成物、合金又は絶縁体からなる構造化された層と、ネガティブ印刷されたメッキ防止剤とから成る全面金属被覆フィルム。
【請求項１８】
１つの積層段階に相互に同一又は異なる１つ又はそれ以上の構造化された層を有する基質又は支持フィルムから成り、選択的に重ね合わせられた厚い金属補強層を有することを特徴とする全面金属被覆フィルム。
【請求項１９】
トランスポンダ用、スマートカード・スマートラベル・タグ用、盗難防止ラベルにおけるＲＦアンテナ用、品質管理の管理ラベル用、携帯電話のフラットアンテナ用、高周波技術の平面状アンテナ用、プリント回路基板用、電磁波障害のシールド用の何れかとされた請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５に記載の金属被覆フィルムの利用法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属被覆されたフィルム及びその製造方法並びに利用法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＷＯ９９／１３１５７には、例えば、証券の安全フィルム及びその製造方法が開示されている。証券を内包し又は被覆し又はこれに施されるこのような安全フィルムは、透光性支持フィルムと該支持フィルム上に施された金属コーティングを有しており、特に透過光により明瞭に視認可能な非金属領域を有している。これらの金属被覆されたフィルムを製造するには、支持フィルムを準備した後、該支持フィルム上に顔料成分を多く含む印刷インキを印刷し、その後、印刷インキを乾燥させることにより多孔性の浮き出しカラー・コーティングを形成する。このように印刷が施された支持フィルム上に薄い金属マスキング層を形成した後、前記カラー・コーティングと、該カラー・コーティング上に積層され又は該カラー・コーティングに浸透したマスキング層を、液体で洗浄することにより、或いは、場合によっては液体洗浄と機械的処理を組み合わせることにより、除去し、最後に支持フィルムを乾燥し、必要に応じて所定形状に切断する。これにより、前記金属マスキング層が元々印刷インキにより被覆されていない領域で支持フィルムの上に残り、前記公報によれば、０．０１μｍ〜１μｍの厚さを有する。
【０００３】
ＥＰ　０　３３０　７３３　Ａ１には、透光性プラスチックフィルムの糸状の形状とされた安全要素が開示されている。このプラスチックフィルムは、該要素を横断して延び、表示すべき文字やパターンの形状とされた凹部を含むと共に、少なくとも該凹部と一致する領域に着色材及び／又は発光材を含む不透明コーティングを有しており、これにより、文字及び／又はパターンが、適切な明かりの下で、安全文書から識別されると共に、対照的な色を配した不透明コーティングから識別される。
【０００４】
ＤＥ　３６　８７　２５０　Ｔ２には、金属コーティング絶縁性キャリアを製造する方法が記載されている。それによると、形状が安定したポリイミド基質上に真空条件下で金属クロムの層を蒸着した後、このクロム層上に銅の層を電気メッキする。導電性の銅トラックに所望のパターンを形成するため、銅の層をエッチングし、金、スズ又は半田の層を導電性トラックに施す。
【０００５】
ＤＥ　３６　１０　３７９　Ａ１には、少なくとも一つの面に予め選択したスポットで途切れた金属層を設けたフィルムを製造する方法が開示されている。この方法では、前記金属層は、予め選択したスポットにおいて、接着性に乏しい基質に対して形成され、この予め選択したスポットから機械的に除去される。この方法では、フィルム全面に接着性に乏しい基質を配分することにより、所望のパターンを実現できる。このパターンに関係なく、その後、フィルム全面が金属被覆されるので、金属被覆を比較的安価に行うことができる。金属層は接着性に乏しい基質上に弱く被覆されているので、機械的手段により比較的容易に除去することができる。
【０００６】
更に、金属被覆フィルム及びその製作方法は、例えば、下記により知られている。
ＥＰ　０．１０７，９８３　Ａｌ
ＥＰ　０．４７９，０５８　Ａｌ
ＥＰ　０．６００．３７４　Ａｌ
ＤＥ　１９８　３４　３４８　Ａｌ
ＤＥ　１９８　１５　１７５　Ａｌ
ＤＥ　１９８　１２　９３２　Ａｌ
ＤＥ　１９６　４３　８２３　Ａｌ
ＤＥ　１９７　１８　１７７　Ａｌ
ＤＥ　１９７　２９　８９１　Ａｌ
ＤＥ　１９８　２２　０７５　Ａｌ
ＤＥ　１９８　１８　９６８　Ａｌ
ＵＳ　４，２４２，３７８
ＵＳ　４，６８５，９９７
ＵＳ　４，８６３，８０８
それぞれの開示内容を単に繰り返すことを避けるため、これらの開示内容全体は、特に、金属被覆フィルムの構造、層厚及び材質、並びに金属層を備えたパターンを製作するための工程に関して、参考例として挙げることにより本明細書の一部とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
例えば証券用の安全フィルムのような特定の適用例に見られるように、金属被覆フィルムの幾つかの応用例では、金属層をできるだけ薄くし、できるだけ小さい範囲で広がるようにすることが基本的に望ましい。その一方において、他の応用例では、より厚くしかも詳細なパターンを有するように明瞭に構成され又は形成された金属層が要求される。このような金属層は、例えば携帯電話において見られるアンテナのための例えば導電トラックやプリント回路基板用のものであり、従来の方法では満足に製造できない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、キャリア素材の一方または両方の面に、最も多様な金属類、金属組成物、合金又は絶縁体の構造層を有するフィルムを備えた金属被覆フィルム及びその製造方法を創作することにある。更に、これらの構造層は、例えば導電トラックその他を形成することができるように、正確に製造可能でなければならない。
【０００９】
本発明によれば、本発明の変形例により、金属被覆フィルムは、１つ以上の形成された薄い金属被膜が、通常、蒸着により施され、基質ないし支持フィルムは、金属被覆の前に洗浄と開始処理により前処理される。
【００１０】
必要であれば、厚い金属補強層を薄い金属層の上に設けることができ、これにより、好ましくは補強層を形成する。本発明によれば、化学的に又はメッキにより物質を施すことにより、パターン層の補強が達成される。このことは１μｍ以上の層を形成するときに必要である。このような層の厚さは、極めて複雑な方法でのみ蒸着可能だからである。補強層は、パターン層と同じパターンを示すが、補強層がパターン層を越えて僅かに広がる場合でも、本発明の範囲内にあることは勿論である。
【００１１】
本発明の金属被覆フィルムの製造方法によれば、基質は、洗浄と開始処理が施される。この処理工程は、基質に対して部分的に形成され又は全体に施される層を良好に接着させるための前提条件である。また、多層を蒸着する場合においても、この処理工程は、層の相互を良好に接着させるための前提条件である。ここにおいて、この処理工程は、細密な構造の層を製造するための基礎になるものである。
【００１２】
実際の機能層を被覆するに先立ち、顔料を含み又は含まないで、例えば、水、アルコール、ケトン、エステル等の所望の溶剤に溶解可能なインキが、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、ディジタル印刷又は類似の印刷方法により施され、引き続いて、構造を形成する物質の層が、蒸着、スパッタリング、印刷、ペイント塗布、スプレー噴霧又は類似の方法により、０．００１μｍ〜５０μｍの厚さで施される。水溶性の場合、デンプン、カゼイン、ＰＶＡ又はその他の水溶性の結合剤又はそれらの複数の混合物を使用することができる。顔料を使用する場合、例えば、ＴｉＯｘ 、ＳｉＯｘ 、ＺｎＳ、Ａｌｘ Ｏｙ 又は類似物質又はそれらを異なる粒度で配合した混合物を添加することができる。この工程のためには、印刷された構造物のそれぞれの溶解性が重要である。一般的に、水溶性インキが使用されるが、想到可能な全ての溶剤を使用することもできる。顔料をインキに添加することができ、これにより、溶解及び機械的な洗浄処理における洗浄性が著しく改善される。マスキングされたカラー・コートのエッチング処理を更に改善するため、厚さ約０．０１μｍ〜０．５μｍの薄い顔料カラー・コート、純粋な顔料層、又は懸濁液中の顔料を全面にわたり又は正確なスポット位置に施すことができる。使用する顔料は、一般的に、ＺｎＳ、ＴｉＯ２ を含むが、その他あらゆる顔料を使用することができる。
【００１３】
上述の通り、洗浄及び開始処理の工程による基質の前処理が、良好な接着のための条件である。これを達成するため、特に、素材の接着性を改善するために、印刷された基質は、インライン・プラズマ又はコロナ処理により、前処理することができる。この前処理は、フィルム表面から印刷インキのトナー残留物を取り去り、同時にフィルム表面を活性化する。極性基（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｐｏｌａｒ ｇｒｏｕｐｓ） が生成されるからである。更に、薄い金属又は金属酸化物の層を、プラズマ前処理と同時に、真空中のスパッタリング又は蒸発を介して施すことにより、接着仲介手段を形成することができる。これのためには、特に、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＯ２ 、ＳｉＯｘ 、ＣｒＯｘ が適している。
【００１４】
本発明の方法の工程中において、金属層は、基質ないし支持フィルムの部分的又は全体にわたる表面に対して施すことができる。
【００１５】
本発明の方法の変形例によれば、最初に可溶性インキ又はラッカーを基質上に印刷し、続いて洗浄及び開始処理を実行し、次に、支持フィルム上にパターン層を形成するために例えばＣｕの層を施すことにより、部分的な金属層が製造される。その後、所望の構造を実現するため、機械的な洗浄処理によりインキを除去する。その後、必要であれば、このパターン層は、補強層を形成するために、メッキ処理によって補強される。
【００１６】
本発明の方法の他の変形例によれば、洗浄及び開始処理の工程の後、例えばＣｕを特に層厚が最大約１．５μｍになるように支持フィルムの全面にわたり施される。続いて、メッキ防止剤（ｇａｌｖａｎｉｃ ｒｅｓｉｓｔ） を印刷することにより、また選択的にはメッキ補強を行うことにより、最終的に意図された所定のパターンを実現する。
【００１７】
本発明に基づく更に他の金属被覆フィルムは、基質ないし支持フィルムと、エッチングを介してその上に施された金属パターン層とを含む。それぞれの方法は、例えばＣｕを有する金属層の全面にわたる所望のパターンに対応してエッチング防止剤（ｅｔｃｈ ｒｅｓｉｓｔ） を施し、その後、エッチング方法を実施することにより、所望の形状と厚さでパターン層を残存せしめ、これにより金属層構造物を製造する方法を含んでいる。
【００１８】
更に、本発明の方法によれば、多層構造の金属被覆フィルムを作ることが可能である。多層構造は、全面にわたり互いに重ね合わせた異なる材質の層により実現することができる。多層構造の製品は、例えば、１つの製品中に、異なる導電性、磁化性、吸収性、シールド性、バリヤ性、更に光学的効果等、異なる物理特性を有する層の組み合わせにより、広範囲に利用可能である。
【００１９】
他方において、層の構造化と、先行する構造に長さ及び幅を正確に位置合わせする正確な印刷、特に、個々の層の間でラッカーとフィルム層を部分的又は全体的な配置のための方法を繰返して適用することにより、機能性な多層システムを開発することができる。本発明の方法にによれば、基本的に、どのような個数の層であっても実現できる。更に他の用途にもよるが、製品は、封止可能な接着剤（冷間又は熱間封止用接着剤）を設けたり、熱間エンボスフィルムを異なるキャリヤ基質の上に施すことができる。このように施した後、支持フィルムは、全て取除くか又は製品の上に残すことができる。後者の場合、支持フィルムの裏面には、耐スクラッチ性又は帯電防止性のような付加的構成を設けても良い。この多層システムは、更なる処理工程により高品質化することが可能であり、ここでは、特に、更にラミネート処理することが実用的である。
【００２０】
また、多層構造を備えた金属被覆フィルムの製造において、蒸着した金属層の相互間の接着性を改善するために重要な条件は、プラズマ前処理工程を、同一材料の多層蒸着を蒸着する各工程における同一金属によるスパッタリング開始処理と同時に行わしめることである。異なる材料を用いて行う多層蒸着は、類似の方法で、既存の層を前処理することが含まれる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【００２２】
図１に示すように、部分的な蒸着による金属被覆フィルムの製造において、先ず最初に、基質ないし支持フィルム（１）が用意される。該基質に可溶性インキ（可洗インキ）（２）が施される。この印刷された基質ないし印刷されたフィルムは、浄化及び開始処理工程により前処理され、これにより金属層の接着性を良好とする開始層（３）を形成され、その後、金属層（４）を蒸着される。
【００２３】
図２は、最終製品としての部分的な蒸着による金属被覆フィルムを示しており、可溶性インキ（可洗インキ）は機械的な洗浄処理工程により除去され、可溶性インキ（可洗インキ）の溶解後、開始層（２）を含む蒸着金属層（３）が基質（１）の上に部分的に形成されている。
【００２４】
図３に示すように、多層構造を有する金属被覆フィルムの製造は、開始処理と同時に行われる上述したプラズマ浄化法で形成された開始層（２）を設けられた基質（１）が使用される。その後、金属層（３）が該開始層（２）の上に蒸着される。開始処理工程と蒸着工程は、所望の最終製品を得るために必要な回数繰り返し行われる。ここで、全ての開始層は、同一の材料又は異なる材料で構成することが可能であり、各金属層も同一の材料又は異なる材料で構成することができる。更に、前述のように、該構造物の１つ以上の層に非金属物質を含むことができる。ここに示す例では、４つの開始処理工程及び蒸着工程が行われている。
【００２５】
適用分野によっては、図３に示す全面の構造物は、例えば、反射層の光学的コーティング用のように、そのままで最終製品に相当することができ、これにより層構造物と層の積層数が反射光の波長範囲を調整可能とする。又は、エッチング防止剤の塗布とエッチングを介して構造化することができ、この場合の最終製品は、図２に図示したものに相当するが、重ね合わせられた幾つかの開始層と蒸着層を有する。
【００２６】
図４は、多層構造を有する別の実施形態を示しており、図２に基づき上述したように、基質（１）が開始処理され、構造１（３）が作られている。該層（３）を構造１に形成した後、第１方法サイクルのブランクの上の正確なスポット位置に可溶性インキ（可洗インキ）が印刷され、その後、再び開始処理（６）（開始層２）を行いコーティング（７）を施し、該層が構造２となるような構造（７）とされる。続いて、該構造１は、再び可溶性インキが設けられ、開始処理（４）されると共に構造（５）とされ、構造３が作られる。原則として、このプロセスは、所望の回数を繰返される。このようにして、同一レベルに異なる材質から成る２つの構造物を正確に配置して形成することが可能であり、構造２（６）は、構造１（３）の製造中に除去された領域に正確に位置させられている。
【００２７】
金属被覆フィルムは、ＲＦ（無線周波数）アンテナ、特にＲＦアンテナで構成されるトランスポンダに用いられる。また、特に、例えば、公共輸送におけるアクセス許可や、スキー場のスキーパス、安全錠等、非接触システムとして使用されるスマートカードに適している。この他、クレジットカードや、顧客カード、また、例えば航空輸送におけるマイレッジカードに使用できる。更に、例えば、郵便業務や図書館又は小売店において、バーコードに替わる非接触の読取・書込自在なスマートラベルとして使用できる。空港で利用されるスーツケース用タグのようなタグとして使用することも可能である。ＲＦアンテナとしては、盗難防止ラベルとして使用することができ、この場合、ＲＦアンテナを（印刷または挿入した）コンデンサと組み合わすことにより、システムを切らない限り、店舗から持ち出そうとしたとき信号が発生される。
【００２８】
更に、品質管理用の管理ラベルとしての利用も考えられる。この場合、ＲＦアンテナは、前述と同様に（印刷または挿入した）コンデンサと組み合わされる。そして、例えば、車両において異なる周波数を介して「見えない」部品が車両に取り付けられていないか判定するため、最終検査時に音声信号を発生させることができる。この場合、ラベルが各々の部品の特定の周波数のみに反応する。
【００２９】
また、金属被覆フィルムは、携帯電話のためのスペースと重量を軽減するフラットアンテナとして使用することも可能であり、その場合、携帯電話のケースに一体化される。この場合、特に、人体に面する側のアンテナに有効なシールドを施すことにより、電波への暴露を減ずるという利点がある。加えて、ＷＡＰ技術におけるデータ通信の高速化を図ることができる。
【００３０】
また、金属被覆フィルムは、娯楽用電子機器の放物面反射器の替わりとして、又は科学用の受信装置の替わりとして、平面状のアンテナにも使用することができる。
【００３１】
本発明のフィルムの更に別の用途としては、プリント回路基板の分野において、接着剤を不要とする基材として利用できる。この場合、例えば、Ｃｕ層とＰＩフィルムの間に障害となる接着剤層が存在しないという利点がある。このような接着剤層は、通常、プリント基板の製造のための基材に使用されており、Ｃｕ層とＰＩフィルムの間に厚さ約１０μｍ〜１５μｍの接着剤層として存在するが、後の処理の障害になり、デリケートなプリント回路基板の製造をほとんど不可能にしている。
【００３２】
更に、金属被覆フィルムは、信号の流れを行わしめるだけで良いようなプリント回路基板に使用することができ、本発明の製造方法により従来法よりも約９０％安価なコスト効果のある方法で製造することができる。このようなプリント回路基板は、それを用いることにより例えばリモコンのような異なる用途のためのセンサ部品が組立てられる。これらのセンサ部品は、熱又は圧力を介して、物理法則に従い、電気容量的、電気誘導的、電気抵抗的に動作する。
【００３３】
本発明に係る金属被覆フィルムの特に興味深い用途は、電磁波障害が発生し易い場所やビル群のためにシールドする分野を含むことである。特に、高周波が関係する場合、金属被覆フィルムにより顕著な遮蔽吸収作用が得られる。蒸着による金属被覆プラスチックフィルムは、効果的で極めて安価な電気シールドの製造を可能にし、それは電磁波障害問題を軽減又は除去するのに適している。それらは、特にモータのケース、携帯電話のシェル、プリント回路基板、センサ等への応用が可能である。
【００３４】
加えて、金属被覆フィルムは、紙幣、証券、クレジットカードのための糸状パターン、帯状パターン、又は班点状パターンに利用可能である。
【００３５】
本発明の好ましい実施形態において、パターン層の製造は、先ず、グラビア印刷によりパターンの境界を形成する印刷フォーマットを作成する。好ましくは、金属被覆の前にインライン・プラズマ処理を行い、可溶性インキ（可洗インキ）を使用するときのインキの変性を防ぐ。これは、インキ結合剤が実際の印刷部分よりも広範囲に流れ、更に、該結合剤がドクターブレードにより印刷してはならない領域に広がるからである。金属被覆に先立ち、高エネルギー、即ち、アルゴン又はアルゴン／酸素のプラズマを用いて、シェードが除去される。換言すると、印刷済みの支持フィルムのプラズマ浄化が実行される。更なる利点として、プラズマは、支持フィルムのフィルム表面を活性化し、その表面に極性基（ｐｏｌａｒ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｇｒｏｕｐｓ） を形成し、その結果、金属接着性を一層高める。プラズマ前処理の更に他の利点は、例えばＴｉ、Ｃｕ、Ａｌ又はＣｒ等の標的原子により支持フィルムのフィルム表面を開始処理することにあり、これも同様に、支持フィルムのフィルム表面の非印刷領域に対する金属の接着性を改善する。
【００３６】
支持フィルムは、好ましくは、ＰＩ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＰＫ、ＰＥＩ、ＰＳＵ、ＰＥＳＵ、ＰＡＥＫ、ＬＣＰ、ＴＰＵ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥＴ（ＯＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ＡＰＥＴ）、ＰＡ（ＰＡ６、ＰＡ６．６、ＰＡ４．６、ＰＡ６／６６、ＰＡ１２、ＰＡ６．１２）、ＰＣ、ＣＯＣ、ＰＯＭ、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥから成るグループから選択された厚さ６μｍ〜７００μｍの可撓性のあるプラスチックフィルムを含む。キャリヤ物質は、厚さ３０ｇ／ｍ２ 〜２００ｇ／ｍ２ の紙、又は厚さ８μｍ〜１００μｍのアルミニウムフィルム、或いは、を有するＰＰ、ＰＥＴ、ＰＡ、ＰＰＳ等のポリマーから成る紡糸接着（ｓｐｕｎｂｏｎｄｅｄ）された素材、ステープルファイバーフリース、ＳＭＳフリース、或いは、ビスコースフリースを含み、これらは全て厚さ２０ｇ／ｍ２ 〜５００ｇ／ｍ２ を有する。上記の材料は、特に全面蒸着に適している。
【００３７】
更に、上記のフィルムは、加えて、（３次元）構成とすることができる。このような構成は、ブラッシング、掻取り（スクレーピング）及び／又はフィルムに対する熱間エンボスを介して、或いは、熱、イオン又はＵＶ硬化（ラジカル又は陽イオン）によりフィルムの上に付着された後、未だ硬化していないラッカーに対するエンボスを介して形成される。
【００３８】
多層システムを製造するためには、個々のキャリヤ素材は、前述のように、異なるポリマーフィルムのような異なる層から形成され、或いは、フィルムと紙の組合わせ又はフィルムと不織布の組合わせ或いは類似の組合わせから形成することができる。同様に、既に蒸着された層又は金属フィルムをキャリヤ素材に備えることもできる。
【００３９】
部分的な金属蒸着のためには、支持フィルムとして特に適したポリマーが使用され、厚さ６μｍ〜７００μｍのＰＩ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＥＫ、ＰＫ、ＰＥＩ、ＰＳＵ、ＰＥＳＵ、ＰＡＥＫ、ＬＣＰ、ＴＰＵ、ＰＥＮ、ＰＢＴ、ＰＥＴ（ＯＰＥＴ、ＰＥＴＧ、ＡＰＥＴ）、ＰＡ（ＰＡ６、ＰＡ６．６、ＰＡ４．６、ＰＡ６／６６、ＰＡ１２、ＰＡ６．１２）、ＰＣ、ＣＯＣ、ＰＯＭ、ＡＢＳ、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥから成るグループから選択される。また、この場合、多層システムの製造は、個々のキャリヤ素材を、前述のように異なるポリマーフィルムのような異なる層から形成し、或いはフィルムと紙の組合わせ又はフィルムと不織布の組合わせ又は類似の組合わせから形成することが含まれる。同様に、蒸着済みの層又は金属フィルムは、キャリヤ素材に備えても良い。部分的な蒸着層は、平滑なポリマー側に配置されるのが好ましい。
【００４０】
本発明の変形例によれば、パターン層と、必要であれば、補強層が、パターン層、即ち、少なくとも本質的にＣｕから成る金属のトラック等のパターン層を形成するのが好ましい。
【００４１】
支持フィルムは、６μｍ〜７００μｍ、好ましくは１２μｍ〜１００μｍ、特に好ましくは１５μｍ〜５０μｍの厚さを有する。
【００４２】
パターン層が後で補強層を設けられる場合、パターン層は、好ましくは少なくとも約０．０５μｍ〜１μｍ、好ましくは０．２μｍ、特に好ましくは０．４μｍの厚さを有する。
【００４３】
パターン層は、選択的には補強層と共に、パターン層だけの厚さ或いは選択的にはパターン層と補強層を合わせた厚さが、１μｍから最大約５０μｍ、好ましくは２μｍ〜３５μｍ、特に好ましくは３μｍ〜１５μｍとされる。
【００４４】
補強層だけの好ましい厚さは、それぞれの製造方法にもよるが、支持フィルムの部分的な金属被覆及び化学的又はメッキ処理を介して後で補強された部分において、約１μｍ〜２５μｍ、特に１μｍ〜１５μｍ、更に特には２μｍ〜３μｍであり、全表面ベースコーティングの部分では、金属素材（特に約０．２μｍ〜０．４μｍの層厚）を備え、後で施された補強層と約２μｍ〜２５μｍの差別エッチングを備え、この場合、例えば、厚さ約２μｍ〜３μｍのエッチング防止剤（ｅｔｃｈ ｒｅｓｉｓｔ） が使用される。
【００４５】
本発明のそれぞれの好ましい構成によると、パターン層は、選択的には補強層と共に、金属被覆されておらず約１５０μｍ以下の幅を有する領域を含んだ構造を有する。これは、例えば、パターン層は、選択的には補強層と共に、導電トラックを形成する際、それらの導電トラックが１５０μｍ以下の距離を有することを意味する。
【００４６】
構造層の単数又は複数は、金属から成り、好ましくはＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属、好ましくはＴｉＯ２ 、ＣｒＯｘ 、ＺｎＳ、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＡＴＯ、ＺｎＯ、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＳｉＯｘ 等の金属組成物、好ましくはＣｕ−Ａｌ、Ｃｕ−Ｚｎ等の合金、或いは、有機物及びその組合わせ（カラー及びラッカーのシステム）、例えば、ＵＶ硬化又は熱硬化を起こすエポキシ、ポリエステル、コロホニウム、アクリル酸塩、アルキド、メラミン、ＰＶＡ、ＰＶＣ、イソシアネート、ウレタン等のシステムのような絶縁体から成る。
【００４７】
好ましい方法において、以下の処理が（個別に又は組合わせることにより）実施される。
・真空中でのプラズマ前処理により支持フィルム又はキャリヤ素材に浄化及び開始処理を行うこと。
・好ましくはプラスチックから成る支持フィルム又はキャリヤ素材に、例えばＣｕによる部分的な金属被覆を行うこと。可溶性インキ（可洗インキ）は開始処理の前に塗布すること。
・支持フィルム又はキャリヤ素材の全表面にわたり、例えばＣｕによる金属被覆を行うこと。
・エッチング防止剤、絶縁体又は導電性の銀ペーストを印刷することにより、例えばＣｕで金属被覆したフィルムを仕上げること。
・プラスチックフィルムに導電性の銀ペーストをグラビア印刷又はフレキソ印刷すること。
・電気メッキのために、導電性のベース・ラッカーをグラビア印刷又はフレキソ印刷すること。
・プラスチックフィルム、特に好ましくはＣｕで金属被覆したプラスチックフィルムの上に、腐食防止剤又はメッキ防止剤をグラビア印刷又はフレキソ印刷すること。
・フィルムの指定領域の上に金属被覆の接着剤としてのプライマをグラビア印刷又はフレキソ印刷すること（接着性の高い領域による構造を形成する）。
・裏面に絶縁体を施し、銀を施し、及び／又はラミネートを施すこと。必要であれば行い、ある場合にはそれが望ましい。
【００４８】
このようにして、厚さが確実に０．２μｍを超えピッチ距離が０．５μｍ未満の例えばＣｕから成る複数の金属層又は層の組合せを製造することができる。
従来の提案と比較すると、本発明による金属被覆フィルムの個々の変形例及び形態とその製造方法は、大きな利点を有しており、該利点には、２０％或いは５０％もの製造コストを削減でき、既設の技術装置や既知のシステムの使用や、環境保護の利点や、大量生産における生産能力が大きい点が含まれる。
【００４９】
以下の実施例において、本発明は、特定の応用例に基づいてより詳細に説明されている。
【００５０】
実施例１
例えば、ＲＦアンテナ、携帯電話のフラットアンテナ、又はプリント回路基板等の電子部品において、適用分野によっては高い導電性が必要とされる。
このような部品のためには、厚いＣｕの（複数の）層を有する構造が必要である。この構造は、５０μｍの厚さを有するＰＥＴフィルムの全面にわたり０．５μｍのＣｕを蒸着した後、グラビア印刷によりＰＥＴフィルムに「ネガティブ」となるように厚さ２μｍ〜５μｍのメッキ防止剤を設けることにより得られる。その後、印刷されていないＣｕの表面をＣｕによりメッキ処理して補強する。更にその後の工程で、メッキ防止剤を剥がし、差別エッチングにより所望の部品／パターンを完成する。
【００５１】
実施例２
例えば、信号の流れを伝送するプリント回路基板や、５００ＭＨｚを越える高周波域で作動するアンテナ等、より低い導電性が要求される適用分野においては、部分的な薄いＣｕの（複数の）層を用いれば十分である。これは、部分的にＣｕを金属被覆したフィルムにより、非常に高いコスト効果で製造することができる。Ｃｕの厚さは、好ましくは０．１μｍ〜０．５μｍであり、使用するＰＥＴフィルムの厚さは、好ましくは３６μｍ〜１００μｍである。
低い導電性を有する部分的に金属蒸着されたフィルムを製造するためには、５０μｍの厚さのＰＥＴフィルムが使用され、その上に可溶性インキにより構造物が印刷されている。このように印刷されたフィルムに、同時に開始処理を行いつつ、厚さ約０．１μｍ〜０．５μｍとなるようにＣｕが蒸着される。その後、重ね合わせられたＣｕと共に可溶性インキを除去する。可溶性インキが印刷されていない領域において、開始層を含むＣｕがフィルムの上に残る。
【００５２】
実施例３
支持フィルム又はキャリヤ素材が全表面にわたり反復して蒸着されるとき、層の種類や層の数の組合わせにより、特定の光の波長が透過可能とされ又は透過不能とされる。例えば、ＥＴＦＥフィルムが全表面にわたり反復して蒸着されると、例えば可視光放射の反射又は輻射熱等の放射の明確な選別が可能である。
このような多層システムの製造のためには、２００μｍの厚さのＥＴＦＥフィルムが基質として使用される。このフィルム上に、同時に開始処理を行いつつ、金属層として厚さ０．１μｍ〜０．２μｍのＡｌ層が蒸着される。その後、同時に開始処理を行いつつ、厚さ０．０１μｍ〜０．２μｍのＩＴＯから成る酸化物層をスパッタリングすることができる。これら２つの工程を数回繰り返すことができる。
【００５３】
実施例４
厚さ０．５μｍと３．０μｍの間のＣｕ層を要求する構造化された多層システム、好ましくは厚さを１．０μｍに近くしたものが、例えば、信号の流れに用いられるプリント回路基板や、高周波送信用のアンテナ、加熱部材等、前記実施例１よりＣｕ層の厚さを小さくすることが求められる分野において使用される。
全ての積層レベルで同じ構造を表す構造化された多層システムを製造するためには、支持フィルムとして厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムが使用され、その上に初めに、同時に開始処理を行いつつ、０．２μｍのＣｕから成る金属層が蒸着される。この工程は、反復され、例えば４回反復される。その金属層の上にエッチング防止剤を施した後、エッチングを施し、エッチング防止剤を剥離する。
前記実施例２に記載の金属被覆フィルムと比較すると、前述のような製造工程により、一層正確な構造を得ることができるが、その程度は、エッチング防止剤の塗布処理に大きく依存する。これにより、細密構造のプリント回路基板を製造することができる。
【００５４】
実施例５
１つの積層レベルに異なる材料を備えた複数層を有する構造化された多層システムによれば、例えば、１つの積層レベルに異なる導電性又は光学的効果を生み出すことが可能であり、安全性の構成を含む場合、更なる（より高い）安全がもたらされる。更なる利用の可能性は、識別用アンテナ（自動車製造における品質管理）又は出所安全性に資するＲＦアンテナがある。ここで、アンテナの導電トラック間で「標的設定された絶縁材料の充填」（ｔａｒｇｅｔｅｄ ｆｉｌｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ａ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ） によりアンテナを容量的に調整することができるので、コンデンサ又はより複雑な平行層を追加する必要性がなくなる。
１つの積層段階に異なる材料を有する構造化された多層システムは、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムを含み、該フィルムの上にポジティブ印刷により可溶性インキが印刷される。引き続いて、同時に開始処理を行いつつ、金属層として厚さ０．２μｍのＣｕが蒸着された後、洗浄される。この層の上に、ネガティブ印刷により可溶性インキ（可洗インキ）が施される。これに、同時に開始処理を行いつつ、ＳｉＯｘ の酸化物層を厚さ０．２μｍでスパッタリングし、その後、金属で占められていない領域から可溶性インキ（可洗インキ）を洗浄により除去する。
【００５５】
実施例６
例えば、信号の流れを伝送するプリント回路基板や、５００ＭＨｚを越える高周波域で作動するアンテナ等、低い導電性が要求される応用分野においては、薄いＣｕ層で十分な場合がある。
この応用分野では、好ましくは厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムが使用され、その上には、前処理を行わないと、蒸着金属層が貼り付かない。第１の処理工程では、良好な接着性を有する金属被覆プライマが厚さ約１μｍ〜５μｍで施される（ポジティブ印刷による構造）。このように印刷したフィルムに、同時に開始処理を行いつつ、厚さ０．１μｍ〜３μｍでＣｕを蒸着し、それを１回行い又は反復して行う。引き続き、プライマを印刷していないフィルムの領域からＣｕを機械的に除去する。
【００５６】
本発明の範囲には、基質に対する金属被覆（パターン層）の固着性を改善し、或いは選択的に金属層（パターン層と補強層）相互の接着性を改善するための更なる手段が含まれる。これに適するのは、特に、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＴｉＯｘ 、ＳｉＯｘ 、ＣｒＯｘ である。
【００５７】
高速の蒸着及び／又はメッキ補強により、例えば導電トラック等の金属層（単数又は複数の金属層）の達成可能は厚さを更に増大させることができる。それが必要とされる限り、層の部分的距離の改善や、例えばクリーンルームでの製造等の全体の製造環境の改善も利点とされる。必要であれば、種々の防止剤や、ラッカー、プライマ、可溶性インキ（可洗インキ）、導電性ペイント等の製造支援手段を効果的に利用することができる。パターン層の金属被覆を施すことは、例えば、通常の蒸着技術や多層蒸着を含む周知の蒸着技術により実施することができる。支持フィルムの金属被覆を固着する技術のためには、特に開始処理と活性化処理に関して、プラズマ技術を効果的に利用することができる。脱金属処理は、種々の技術、即ち、可溶性インキ（可洗インキ）の選択、高圧装置、洗浄ドラム、剥離装置その他の選択が許される。グラビア印刷を用いる場合、グラビアシリンダや、塗布装置、可溶性インキ（可洗インキ）に適合させることができる。必要であれば、エッチング防止剤とエッチング槽を適切に選択することができる。導電性ペイントは、導電性の顔料又はポリマーを含むことができる。前述の具体的な構成を組合わせたそれぞれの手段は、仮に、従来技術から既に知られていても、本発明の一部である。
【００５８】
当業者の知識範囲内における好ましい形態及び変形例に対する変形、変更、置換は、本明細書の開示により、ここに含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、製造段階における部分的な蒸着による金属被覆フィルムの層構造を示す概略断面図である。
【図２】
図２は、部分的な蒸着による金属被覆フィルムの最終製品を示す概略断面図である。
【図３】
図３は、全面にわたり多層構造を有する最終製品を示す概略断面図である。
【図４】
図４は、部分的な蒸着による多層構造を有する最終製品を示す概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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