專利名稱：用于emi屏蔽墊的阻燃泡沫材料的制作方法
用于EMI屏蔽墊的阻燃泡沫材泮牛
背景技術(shù)：
本發(fā)明總的來說涉及用來提供電磁干擾(EMI)屏蔽和天氣、灰塵或別的 環(huán)境的密封的墊，更具體的涉及一種具有特別適用于I/0面板、底板、連接器、 觀察板等的泡沫材料芯的多平面墊結(jié)構(gòu)。
諸如電視、無線電、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療器械、商業(yè)機(jī)器、通訊裝置和類似物的 電子裝置的運(yùn)行伴P4^裝置的電子線路內(nèi)電-茲輻射的產(chǎn)生。就^^美國(guó)專利第 5,202,536; 5,142,101; 5,105,056; 5,028,739; 4， 952， 448和4， 857， 668號(hào) 中詳述的那樣，在電石茲光語的無線電頻率帶內(nèi)即在大約lOKHz和lOGHz范圍內(nèi)， 這種輻射經(jīng)常a為場(chǎng)或瞬變，由于人們知道它干擾別的最近電子裝置的運(yùn)行， 因此這被稱為"電磁干擾"或"EMI"。
為了削弱EMI效果，可以施用具有吸收和/或反射EMI能量能力的屏蔽， 既限制了源裝置中的EMI能量又把該裝置或別的"目標(biāo)"裝置從別的源裝置隔 離。這種屏^^作為設(shè)置于源和別的裝置之間的隔離物提供的，典型構(gòu)造為密 封裝置的電導(dǎo)性的和接地的屏蔽套。由于為了服務(wù)或類似原因裝置線路一般必 須是可接觸的，因此大多數(shù)屏蔽套在提供時(shí)帶有可打開的或除去的諸如門、窗 口、面板或蓋子的通路。然而，甚至在這些最平的通路和其相應(yīng)匹配或結(jié)合表 面之間，通過存在的開口輻射能可能泄漏或以其它方式進(jìn)出裝置，這樣可能有 通過存在的開口降^#蔽效率的存在的縫隙。而且，這種縫隙顯示了屏蔽套或 別的屏蔽的表面和地面電導(dǎo)性的不連續(xù)，通過以隙縫天線的形式^^f乍用，它甚 至可能產(chǎn)生二級(jí)EMI輻射源。在這點(diǎn)上，屏蔽套中誘導(dǎo)的體或表面電流產(chǎn)生通 it^蔽套中所有界面縫隙的電壓梯度，因此該縫隙作為輻射EMI噪音的天線起 作用。通常，噪音的振幅與縫隙長(zhǎng)度成正比，縫隙寬度具有較低的可感知效果。
為了填絲蔽套和別的EMI屏蔽構(gòu)造的匹配表面中的縫隙，為了維持通過 構(gòu)造的電連續(xù)性和把諸如濕氣和灰塵的污染物排除在裝置內(nèi)部O卜，已經(jīng)提議 j狄墊和別的密封件。這些密封件豐給或才A^i^接到或者壓^v匹酉己表面之一， 通it^施加壓力下匹配表面之間的缺陷，起到閉合所有界面縫隙以建立通過它 們的連續(xù)的電導(dǎo)路徑。相應(yīng)的，打算供EMI屏蔽應(yīng)用使用的密封件被認(rèn)定為一 種結(jié)構(gòu)，它不僅甚至在受壓下提供電氣表面電導(dǎo)性，而且具有使密封件匹配縫
隙尺寸的彈性。另外密封件必須是耐磨的、生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的、能夠經(jīng)受重復(fù)的壓縮
和釋放循環(huán)。EMI屏蔽墊和別的電導(dǎo)性材料，它們的制備方法以及其^J ]進(jìn)一 步記載于美國(guó)專利第6,121,545; 6,096,413; 6， 075, 205; 5, 996， 220; 5,910,524; 5,902,956; 5,902,438; 5,882,729; 5,804,762; 5, 731, 541 5,641,438; 5,603,514; 5， 584， 983; 5， 578， 790; 5,566,055; 5， 524， 908 5,522,602; 5,512,709; 5,438,423; 5,294,270; 5,202,536; 5,142,101 5,141,770; 5,136,359; 5,115,104; 5,107,070; 5,105,056; 5,068,493 5， 054， 635; 5,049,085; 5,028,739; 5,008,485; 4,988,550; 4,979,280 4,968,854; 4,952,448; 4,931,479; 4,931,326; 4,871,477; 4,864,076 4,857,668; 4,800,126; 4,529,257; 4,441,726; 4,301,040; 4,231,901 4， 065， 138; 3,758,123; 3,026,367; 2,974,183;以及2， 755， 079號(hào)中，記載 于美國(guó)專利申諱v^開號(hào)20020010223，國(guó)際(PCT)專利申請(qǐng)?zhí)朩O01/71223; 01/54467; 00/23,513; 99/44406; 98/54942; 96/22672;以及93/23226，日本 專利公開(Kokai)號(hào)7177/1993,歐洲專利申請(qǐng)?zhí)?， 094， 257，德國(guó)專利號(hào) 19728839,以M口拿大專利號(hào)903， 020中，記載于Severinsen， j.,"屏蔽EMI 的墊，，("Gaskets That Block EMI")，才A^成設(shè)計(jì)(Machine Design) ，47巻， 19期，第74-77頁(1975年8月7日)，以及記載于下面的Chomerics Division of Parker Hannifin Corporation,Woburn， MA的出版物中:"SOFT—SHIELD 1000系列"; "SOFT-SHIELD 2000系列"; "SOFT-SHIELD 4000系列"; "SOFT-SHIELD 5000系列";以及"SOFT-SHIELD 5500，初級(jí)產(chǎn)品記錄 (1998 )系列";"COMBO STRIP墊，，; "SPRINGMESH 高彈性EMI網(wǎng)墊，，; 牙支術(shù)7〉才艮114;"METAL-- STRIP 全金屬墊，，； "SHIELDMESH 壓縮網(wǎng)墊，，； 以及"METALKLIP⑧夾式函I墊"。
EMI屏蔽墊典型的構(gòu)造為彈性元件，或者是一個(gè)或多個(gè)具有縫隙填充能力 的彈性元件的結(jié)合。元件中的一個(gè)或多個(gè)可以設(shè)置為管狀的或固體的，泡^# 料的或非泡沫材料的芯或帶，它們被填充、鎧M涂覆成電導(dǎo)性的，或者否則 它們由諸如金屬線彈性網(wǎng)的本身導(dǎo)電的材料形成。別的元件中的一個(gè)或多個(gè)， 特別是在具有電導(dǎo)EMI屏蔽元件與整體天氣密封帶結(jié)合(諸如Chomerics Division of Parker Hannifin Corporation, (Woburn, MA)以名字"CO, STRIP墊"商售的)的復(fù)合物或"結(jié)合墊"的情況下，可以由以下形成薄片、 帶、"相框"或別的開放或閉合幾何形狀的固體，即非泡沫材料的，或泡沫材 料的彈性材料，其提供改進(jìn)的環(huán)境密封能力(導(dǎo)電材料纟皮津給結(jié)合或以其它方
式連接到其上)。導(dǎo)電元件的每個(gè)芯或帶以及環(huán)境密封元件的彈性材料可以由 彈性熱塑性材料形成，例如聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯，熱塑性或熱固性橡膠， 例如丁二烯、苯乙烯-丁二烯、腈、t/黃酸酯、氯丁橡膠、尿烷、或硅酮，或諸
如聚丙烯-EPDM的〉V曰^^物。用于導(dǎo)電元件填充、鎧^il涂覆的導(dǎo)電材料包括金 屬或鍍金屬粒子、織物、網(wǎng)和纖維。優(yōu)選金屬包括銅、鎳、銀、鋁、錫或諸如 蒙乃爾銅~4臬*的*，優(yōu)選的纖維和織物包^T者如棉、毛、絲、纖維素、聚 酯、聚酰胺、尼龍、聚酰亞胺的天然或合成纖維?？蛇x的，諸如碳、石墨、或 導(dǎo)電聚合物材料的別的導(dǎo)電粒子和纖維可以用來替代。
EMI屏蔽墊的傳統(tǒng)制備工藝包括擠壓、模塑、沖壓、和原位成型(FIP)。 在這點(diǎn)上，沖壓涉及由電導(dǎo)性的彈性體固化薄片形成墊，該彈性^^細(xì)沖?；?類似物切削或模壓成期望構(gòu)造。模塑進(jìn)而涉及把未固化的或熱塑性彈性體壓縮 或注射模塑成期望構(gòu)造。就像共同受讓的美國(guó)專利第6, 096, 413; 5, 910， 524; 5,641,438; 4, 931， 479號(hào),和國(guó)際(PCT )專利申請(qǐng)?zhí)?6/22672;以及美國(guó)專 利第5， 882, 729和5， 731, 541號(hào)，國(guó)際(PCT)專利申請(qǐng)?zhí)朩0 01/71223,和日 本專利乂^開(Kokai)號(hào)7177/1993中描述的那樣，F(xiàn)IP涉及粘性的、能固化的、 電導(dǎo)性組^t擬朱的應(yīng)用，該組合物以流態(tài)從噴嘴直^^:到諸如屏蔽套或別的 外罩的底物表面上。然后通過可經(jīng)應(yīng)用熱或用大氣濕氣或紫外(UV)輻射引發(fā) 或催化的化學(xué)、熱或物理反應(yīng)，組合物(典型的填充了4M^者其它方式電導(dǎo)性 硅酮或聚氨酯泡沫材料或非泡沫材料彈性體)被發(fā)泡和/或原位固化，在底物表 面上原位形成電導(dǎo)性的、彈性EMI屏蔽墊輪廓。
典型的EMI屏lt^用要求經(jīng)常規(guī)定低阻抗、在正常閉合力負(fù)荷下可偏離的
裝置4美國(guó)符合聯(lián)邦通ifl^員會(huì)(FCC) EMC規(guī)則。
特別經(jīng)濟(jì)的墊構(gòu)造，它M求很低的閉合力，即低于大約1鎊/英寸(0. 175 牛/平方毫米),其由Chomerics Division of Parker Hannifin Corp., Woburn, MA以商品名"Soft Shield 5000系列";和"Soft Shield 3500系列" 在市場(chǎng)上銷售。這種構(gòu)造由香煙狀縱向纏繞在聚氨酯或別的泡沫材料芯上的電 導(dǎo)性護(hù)套或外殼形成。就像在美國(guó)專利第4， 871， 477號(hào)中進(jìn)一步描述的，聚氨 酯泡沫材料一般通過多異氰酸酯和羥基官能多元醇在發(fā)泡劑的存在下反應(yīng)制 備。發(fā)泡劑使得聚^4勿結(jié)構(gòu)膨脹成多個(gè)開口或閉合室。
護(hù)套是作為高導(dǎo)電性(即大約lQ-sq.)的4臬l^艮、切削時(shí)自封端的機(jī)織 防辦石i^^i是供的。有利的是，在連續(xù)模塑工藝中護(hù)套可以轱合到芯上，其中
當(dāng)護(hù)套沿著膨脹的泡沫材料纏繞時(shí)泡沫材料在護(hù)套內(nèi)發(fā)泡或膨脹，泡沫材#^
護(hù)套經(jīng)過沖模并iiA滑動(dòng)模塑。類似的墊結(jié)構(gòu)顯示于公眾可獲得的美國(guó)專利第 5, 028, 739號(hào)中和美國(guó)專利第4， 857, 668; 5， 054， 635; 5， 105, 056;和5， 202， 536號(hào)中。
特別適M^^置(例如I/0面板、底板、連接器、觀幕板等)的其它低 密佳'于力的塾結(jié)構(gòu)是由Chomerics Division of Parker Hannifin Corpo. ， Woburn， MA以商品名"Soft Shield 4800系列"商售的。這種Z軸導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)由一側(cè) 設(shè)置有一層導(dǎo)電和不導(dǎo)電的纖維和非必要的增強(qiáng)織物的';^^物的泡沫材料芯組 成。在墊的一側(cè)的這些纖維束穿過泡沫材料芯和加熱裝置的厚度方向以提供Z 軸導(dǎo)電性。在美國(guó)公開第2004/0209065和2004/0209064號(hào)中對(duì)這樣的結(jié)構(gòu)進(jìn) 行了進(jìn)一步的描述。另一種泡沫材料基EMI屏蔽墊結(jié)構(gòu)示于共同受讓的美國(guó)專 利第6,784, 363號(hào)中。
許多電子裝置(包括PC，s和通訊設(shè)備)必須不^[S^合特定的FCC要求，而 且必須符合通過特定Underwriter' s laboratories (UL)的阻燃標(biāo)準(zhǔn)。在這 點(diǎn)上，如果電子裝置內(nèi)的每個(gè)單獨(dú)組件都是UL認(rèn)可的，那么裝置本身不需要單 獨(dú)認(rèn)可。確保每個(gè)組件的UL認(rèn)可，這樣降低了生產(chǎn)商的符合性成本，最終可以 獲得對(duì)消費(fèi)者來說更便宜的貨物。然而，對(duì)于EMI屏蔽墊，這種墊必須制備的 具有阻燃性，即在UL標(biāo)準(zhǔn)第94期，"裝置禾^殳備中組件的塑料材料耐火測(cè)試" (1991 )的標(biāo)準(zhǔn)下獲得V-0等級(jí)，而沒有危及符合EMI屏蔽需要而必需的電導(dǎo) 性。
在這點(diǎn)上，特別是關(guān)于上iii口、物纏繞泡^f才料的多樣性的EMI屏蔽墊，已 經(jīng)很久就認(rèn)識(shí)到泡沫材料聚合性材料是可燃的，在一定環(huán)境下可f汰生火災(zāi)。 由于它們的細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)、高有枳4^和表面積，當(dāng)暴露于火或高溫時(shí)大多數(shù)泡 ^#料經(jīng)歷相對(duì)快速的分解。
賦予織物纏繞泡沫材并牛墊阻燃性的一個(gè)方法已經(jīng)應(yīng)用護(hù)鞘作為泡沫材泮牛 的阻燃保護(hù)層。實(shí)際上，據(jù)稱已通過在電導(dǎo)性的鍍Ni-Cu織物內(nèi)覆蓋泡沫材料 得到V-0等級(jí)符合性，熱塑性薄片熱壓入或者以其它方式熔融粘合到該織物內(nèi) 部。這種織物(其可以進(jìn)一步描述于美國(guó)專利第4, 489,126; 4,531,994; 4， 608,104;和/或4, 621, 013號(hào)的一個(gè)或多個(gè)中)已經(jīng)被圣.路易斯的Monsanto 公司以商品名"Flect醒⑧Ni/Cu Polyester Taffeta V0"市售。
^i羊述于美國(guó)專利第4， 857， 668號(hào)中的，別的織物纏繞泡;:^f才料墊結(jié)合了 應(yīng)用到護(hù)套內(nèi)表面的補(bǔ)M或涂層。這種涂層可以是也能促進(jìn)護(hù)套跟泡^N"料
津給的阻燃的聚氨酯形成。另外涂層可以起作用降低在其它情況下能危及護(hù)套電導(dǎo)性安全的通iti口、物的泡;^H"料排氣。用于織物纏繞泡;^N"料EMI屏蔽墊中的電導(dǎo)性、阻燃性材料，以及其制備 方法也已被記載于共同受讓的美國(guó)專利第6,777, 095; 6， 716， 536; 6,521,348; 6, 387， 523;和6, 248， 393號(hào)中，和2006年1月5日提出的共同受讓的共同未決 申請(qǐng)美國(guó)序列號(hào)第11/326， 558號(hào)。當(dāng)在織物纏繞泡:^N"料墊結(jié)構(gòu)內(nèi)用作護(hù)套 時(shí)，這種材料(內(nèi)部具有應(yīng)用到電導(dǎo)性的、 一般多孔的織物的一邊上的阻燃涂 料層)提供UL94 V-0保護(hù)。由于最近S欠洲和別的地方規(guī)則的變化，電力和電子裝置^i殳備在阻燃性方 面面臨著越來越多的限制。因此，相信在阻燃EMI屏蔽墊的設(shè)計(jì)上的進(jìn)一步改 4#會(huì)受到電子工業(yè)的歡迎。特別期望的將是獲得UL94 V-0等級(jí)并且^^尋合諸 如歐盟指標(biāo)2002/95/EC,"對(duì)在電氣和電子設(shè)備中使用某些危險(xiǎn)物質(zhì)的限制 (RoHS) ，， (Europen Union Directive 2002/95/EC, "Restriction on the Use of Certain Hazardous Substances (RoHS) in Electrical and Electronic Equipment")的更嚴(yán)格的規(guī)則要求的阻燃?jí)|結(jié)構(gòu)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及泡沫材料基EMI屏蔽墊結(jié)構(gòu)，更特別地，涉及適用于平板和帶 狀墊應(yīng)用(例如I/0面板、底板、連接器、觀察板等)中的為z軸和其它多平 面導(dǎo)電性的結(jié)構(gòu)。通過用阻燃劑的水溶體和其它溶液滲透浸漬該墊的泡沫材料， 本發(fā)明的墊提供了 UL94 V-O保護(hù)。該泡沫材料可以通過用阻燃劑的溶液浸透來浸漬。這種浸透可以通過以下 而實(shí)現(xiàn)將該泡沫材料浸漬在阻燃劑溶液浴中，然后交替壓縮和+>弛該泡沫材 料，以導(dǎo)致將該溶液吸^il吸耳^^該泡;^H"料中。 一旦將其從該浴中取出，可 以再次壓縮泡沫材料，去除^i可過剩的溶液，然后干燥以蒸發(fā)水分或該溶液中 的其它溶液，由此剩下在該泡沫材料中浸漬的該溶液中的阻燃劑的殘余物或其 它沉積物?？梢苑峙綁嚎s和松弛該泡^#料，例如通過4t^壓力機(jī)等。然而 有利的是，可以在連續(xù)工藝中進(jìn)4亍該壓縮-+>弛交替循環(huán)，將該泡沫材料從輥等 上釋放下來，然后將其拉動(dòng)穿過位于浴池內(nèi)部和外部的一個(gè)4^戈一系列輥。 因此，本發(fā)明包4舌材沖+、和/或處理構(gòu)造的方法、要素的結(jié)合、和/或構(gòu)件 和步驟的安排，其將在下面的詳細(xì)公開中示斜W^合出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括經(jīng)濟(jì)的阻燃EMI屏蔽墊結(jié)構(gòu)，其可以提供符合RoHS和UL94 V-0保護(hù)。另外的優(yōu) 點(diǎn)包括用于該墊的阻燃處理方法，其可以使該^f呆樹目當(dāng)于未處理的墊的電、 才;i^脈物理性質(zhì)?；诎趇l^的公開的內(nèi)容，這些和別的優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域技 術(shù)人員來說將會(huì)是顯而易見的。附圖的簡(jiǎn)要說明為了更徹底的理解本發(fā)明的性質(zhì)和目的，應(yīng)該把附圖與下面的詳細(xì)說明結(jié) ^^作為參考，其中

圖1是依照本發(fā)明的代表性多平面EMI屏蔽墊結(jié)構(gòu)截面的透視端視圖；以及圖2是為圖1的墊結(jié)構(gòu)引入阻燃性的示例性方法的示意圖。 將在與下面的發(fā)明詳述的結(jié)合中進(jìn)一步說明附圖。發(fā)明詳述為了方便而不是為了^^可限制性目的，下面的說明可能采用一定術(shù)語。例 如，術(shù)語"前"、"后"、"右"、"左"、"上"和"下，，指定圖中被參考構(gòu)件的方向，術(shù)語"向內(nèi)"、"內(nèi)部的"、"里面的"或"內(nèi)側(cè)的"和"向外 的"、"外部的"、"外面的"、或"外側(cè)的"分別指向朝向或離開所參考元 件的中心的方向，術(shù)語"徑向的"或者"7JC平的"和"軸向的"或"垂直的" 分別指與參考元件的中心縱向軸垂直或平;f亍的方向、軸、平面。除了上面特別提到的詞語外的類似引入的術(shù)語應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是^JH方便的目的而不是具有4W可 限定的意思。另夕卜，術(shù)語"EMI屏蔽"應(yīng)當(dāng)理解為包括電磁兼容性(EMC)、電 導(dǎo)和/或接地、電暈屏蔽、射頻干涉(RFI )屏蔽以及抗靜電即電子-靜電放電(ESD) 保護(hù)，并可以與它們互換佳JI]。術(shù)語"阻燃(flame retardant)"和"防火(fire retardant)，，也可以互4灸^J ]。在圖中，具有包括文字與數(shù)字的名稱的元件在這里可以指結(jié)合31用或者可 選的(,AJi下文來看是很明顯的H5litit^稱的數(shù)字部分引用。另外，圖中不 同元件的形成構(gòu)件可以用分別的參照數(shù)字命名，這些數(shù)字應(yīng)當(dāng)理解為指示元件 的形成構(gòu)件而不是整體上的元件。總體的引用，結(jié)合空間、表面、尺寸和范圍， 可以用箭頭命名。 為了下面公開內(nèi)容的闡釋l"生目的，對(duì)這里涉及的阻燃電磁干涉(EMI)屏 蔽墊結(jié)構(gòu)的描述是結(jié)合其作為z軸和其它多平面?zhèn)鲗?dǎo)性的構(gòu)型，作為適用于例 如I/0板、背板或面板、連接器、觀蕃板、電路板、插件架、通風(fēng)口、蓋子、 PCMCIA卡和屏蔽蓋或罐子(用于電子裝置)的裝置，或用于密封或存》文這種裝 置或其它設(shè)備。此外，術(shù)語"EMI屏蔽"應(yīng)當(dāng)如這樣等理解。在這種裝置中， 該墊可以在酉己合表面之間起作用，用于密封4封可界面縫隙或其它不規(guī)則形狀。 即，當(dāng)在施加壓力下時(shí)，該墊有彈性地確保^f封可這種不規(guī)則形狀既建立通過界 面的連續(xù)導(dǎo)電鴻4圣，又可以用于4是供防止灰塵、水分或其它污染物ii/v的環(huán)境 密封。然而，考慮到接下來公開的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是本發(fā)明的一些方面可以 在用于EMI屏蔽或別的目的的需要彈性件、電導(dǎo)性密封件、墊、護(hù)墻、或其它 連結(jié)、屏幕或屏蔽的其它應(yīng)用中找到用途。因》匕在這些別的應(yīng)用中的用途應(yīng)當(dāng) 認(rèn)為是清楚J脈本發(fā)明范圍之內(nèi)。然后轉(zhuǎn)向圖，其中在整個(gè)幾幅視圖中用最初的或相續(xù)的字母數(shù)字名稱指定相同元件的情況下相應(yīng)的附圖標(biāo)ie^u ]來指定相應(yīng)的元件，依照本發(fā)明的阻燃EMI屏蔽墊構(gòu)造截面在圖1中的一般性地顯示為10。作為提4^f吏用，墊10可以 提供在lf^l類似物上，然后切割成適當(dāng)?shù)某叽?。在J^f勾造中，在美國(guó)公開第US 2004/0209065和2004/0209064號(hào)中進(jìn) 一步描述的墊10包括一彈性芯20,在其一個(gè)側(cè)面上:&置一網(wǎng)或其它纖維狀層 30和非必要的增強(qiáng)層32。盡管為了示例性目的其顯示為尺寸不確定的大致平一反片材、襯墊或^^，但墊io應(yīng)當(dāng)是有^f可給a寸和形狀。墊10具有第一表面40和與第一表面40相對(duì)的第二表面42。再次為了便 于描述，表面40和42示為大致平面的，但可替換地，其可以是多平面的、弓 形的或彎曲形的、或復(fù)雜彎曲形的。不論具有什么幾何形狀，各表面40和42 都沿x軸50和大致與x軸50垂直的y軸52延伸。芯20本身具有第一側(cè)面60和相對(duì)的第二側(cè)面62,在第一側(cè)面上設(shè)置有網(wǎng) 30，第二側(cè)面構(gòu)成了墊的第二表面42。芯20的第一和第二側(cè)面60和62限定 了位于兩者之間的芯的厚度尺寸(示為"t,")，該尺寸沿通常與x軸和y軸 50和52都垂直的z軸64延伸。為了許多應(yīng)用，芯厚度t:可以在約0. 5~10mm 之間，通常但不必須的，其比分別沿x和y軸50和52所限定的墊10的長(zhǎng)度或 寬度尺寸范圍要小。當(dāng)其形式為條形墊時(shí)，沿x軸50的墊20的長(zhǎng)度尺寸大于 沿y軸52的寬a寸。
芯20是由聚^4勿材料制成的，其特別根據(jù)才刻乍溫度、壓縮形變、力缺陷、 易燃性、壓縮形變、或其它化學(xué)或物理性質(zhì)中的一種或多種進(jìn)行選擇。那么，根據(jù)應(yīng)用，適合的材料可以包括天然橡膠，例如Hevea;以及熱塑性(即可熔 融加工的)或熱固性(即可硫化的)合成橡膠，例如含氟聚合物、t^"酸酯/ 鹽、聚丁二烯、buna-N、 丁基合成橡膠、氯丁橡膠、腈、聚異戊二烯、硅酮、 lUV圭酮；共聚物橡膠，例如乙烯-丙烯(EPR)、乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)、 腈-丁二烯(NBR )和苯乙烯-丁二烯(SBR )或例如乙烯或丙烯-EPDM、 EPR或NBR 的'/V曰洽物。術(shù)語"合成橡膠，，也應(yīng)當(dāng)理解為包括可替換地可以較寬分類為熱塑 性或熱固性彈性體的材料，例如聚氨酯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)和苯 乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)以及其它表現(xiàn)出類橡膠性質(zhì)的聚^4勿，例如增塑尼 龍、聚酯、醋酸亞乙基乙烯酯、聚烯烴和聚氯乙烯。此處所用的術(shù)語"彈性體 的"源于其習(xí)慣含義，即表現(xiàn)出類橡膠性質(zhì)的可塑性、彈性或壓縮變形性、低 壓縮形變、彈性和在變形后恢復(fù)的能力。為了在較低密封力(即在約1 ~ 8 lb/英寸(0. 175 ~ 1. 5 N/mm)之間)的 應(yīng)用中提供縫隙填充性能，該形成芯20的聚合物材料進(jìn)一步作為可以是開口網(wǎng) 孔泡沫材料的泡沫材料使用。在此處涉及的EMI屏蔽應(yīng)用中，觀察到泡沫材料 通常在較寬的溫度范圍內(nèi)符合，甚至在重復(fù)循環(huán)或長(zhǎng)期壓縮之后仍表現(xiàn)出良好 的壓縮-松弛滯后。因此，芯20可以特別由泡沫材料的彈性熱塑性材料或"海 綿體"制成，例如泡沫材料聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚烯烴樹脂/單烯烴共聚 物混合物(EPDM) 、 丁二烯、苯乙烯-丁二烯、腈、氯磺酸酯、氯丁橡膠、尿烷、 或石圭酮或其泡沫材料共聚物或其〉'^^物。為了改進(jìn)其抗撕裂性和強(qiáng)度，芯20可以由增強(qiáng)層34支撐或以其它方式包 括該增強(qiáng)層，該增強(qiáng)層例如位于芯的第一側(cè)面60和網(wǎng)30之間。在圖1所示的 設(shè)置中，芯30可以被鑄造或直接形成在片材或增強(qiáng)件34的其它層上，通過機(jī) 械、化學(xué)、靜電、豐給劑、吸引力和/或其它力形成結(jié)合。當(dāng)然，可替換i械另 外地，該增強(qiáng)件34可以作為第二片材，與芯的第一側(cè)面60相粘合或以其它方 式M,或者可以以其它方式加入到芯20中作為一個(gè)或多個(gè)中間層。在圖1的實(shí)施方式10中，該增強(qiáng)件34可以是熱塑性材料(例如聚酰亞胺、 彩于苯二曱酸乙二醇酯(PET)、聚醚醚酮(PEEK)等)的膜或其它層?？商娲?地，該增強(qiáng)件34可以以玻璃纖維、合成或天然纖維、或金屬絲網(wǎng)、篩網(wǎng)、網(wǎng)孔、 網(wǎng)或其它織物的層、或以鋁或其它ir屬箔的層沖是供。如上所述，該增強(qiáng)件34可
以用于4是高芯20的物理強(qiáng)度，以及以其它方式^i^!W^f乍及其沖壓成各種幾何形狀?？梢远ㄏ蚧螂S機(jī)的網(wǎng)30可以由一種或多種為該網(wǎng)提供導(dǎo)電性的導(dǎo)電纖維、 和一種或多種可以軟化或熔融以熱固定該網(wǎng)的聚酯、聚烯烴或其它熱塑性聚合 物或共聚物纖維構(gòu)成。"導(dǎo)電性"是指由于其由電導(dǎo)性的線、單纖絲、紗或別 的纖維構(gòu)成，或者可替^i也由于諸如施用到非導(dǎo)電纖維上以在其上提供導(dǎo)電層 的電鍍或賊鍍的處理來賦予該網(wǎng)導(dǎo)電性(即大約0. 5 Q/sq.或更低的表面電阻 率)。優(yōu)選的電導(dǎo)性纖維包括蒙乃爾鎳-銅*、銀鍍銅、鎳復(fù)M同、Ferrex⑧錫 鍍銅復(fù)M岡、鋁、錫復(fù)W同、磷青銅、碳、石墨和導(dǎo)電聚合物。優(yōu)選的非電導(dǎo) 性纖維包括棉、羊毛、絲、纖維素、聚酯、聚酰胺、尼龍和聚酰亞胺單纖絲或 紗，用銅、鎳、銀、鎳鍍銀、鉛、錫或其組合或*來金屬電鍍的方法賦予其 電導(dǎo)性。眾所周知，金屬電鍍可以應(yīng)用到單獨(dú)的纖維線上或者經(jīng)編織、針織或 別的紡織后的織物表面上。為了提供z軸導(dǎo)電性，作為設(shè)置在芯20上的層，可以縫紉網(wǎng)30,例如在 美國(guó)公開第US 2004/0209065號(hào)和第2004/0209064中所述的方式，將纖維束(通 常示為70 )通過芯20的厚^>變t，并通it^露于墊10的第二表面42的其第 二側(cè)面62。然后，可以加熱該墊10使該熱塑性纖維軟化或熔^/人而將網(wǎng)20熔 融為統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。可以觀l到如此形成的該墊20表現(xiàn)出多平面導(dǎo)電性，即在x、 y和z軸50、 52和64方向上的導(dǎo)電性?？梢栽诩尤雺|10使或在制造墊10之前的預(yù)處理時(shí)，通過將該芯20的泡 沫聚^4勿材料浸漬在阻燃劑"滲透劑"的水溶體或其它溶液中，使墊10成為阻 燃性的，所述滲透劑例如含水的、pyrolitic、不含溴的、^粦基配方，由National Fir印roofing Co., (Coal City， IL)以商品名"Flamax PF ，，銷售,或其它配 方。這種在其中將阻燃劑組^f勿溶解、乳化或以其它方式^ 水或其它溶劑 中的溶液可以包含有效量的一種或多種常規(guī)阻燃添加劑，例如氬氧化鋁或其它 金屬氫氧化物、銻4^物，例如三乙酸銻和氧化銻、三氧化銻和五氧化銻，或 其它銻或金屬乙f組或氧化物、磷酸酯、卣代化^4勿，例如六溴代環(huán)十二烷、 十氯代二苯基醚、二 (三溴代苯llJ0乙烷、二(三溴代苯10醚、八溴^J^苯基 氧化物、聚(二溴代苯氧化物)、六溴代苯、亞乙基雙四溴代酞亞胺、全氯4仏 環(huán)癸烷、和十溴代二苯基醚、十溴^^苯MU匕物或其它多溴代二苯l^^t勿， 及其^洽物。在美國(guó)專利第4727107號(hào)和第4710317號(hào)中進(jìn)一步描述了銻基阻燃劑添加劑。在美國(guó)專利第4727107號(hào)、第4710317和3882481中 進(jìn)一步描述了卣代阻燃劑^^4勿。該泡沫聚^4勿材料可以用阻燃劑組合物浸漬(通過其溶液進(jìn)^m曼透)。這種浸透可以通過將該泡沫材料^^該阻燃劑溶液浴中，然后交替地壓縮和松弛 該泡^#料，以最^^該溶液吸Jl線吸耳^J)J泡;^^料中來實(shí)現(xiàn)。一:a^人該浴中 取出，然后再次將該泡沫材料壓縮以除去^f可過剩的溶液，然后干燥使水分或 該溶液中的其它溶劑蒸發(fā)，由此剩下在該泡沫材料中浸漬的該溶液中的阻燃劑 的殘余物或其它沉積物。可以分一比式壓縮和;^弛該泡沫材^K例如通過^吏用壓 力機(jī)等。然而有利的是，可以在在線連續(xù)工藝中進(jìn)行該壓縮-松弛交替循環(huán)，將 該泡沫材料從輥等上釋放下來，然后將其拉動(dòng)穿過位于浴池內(nèi)部和外部的一個(gè) 輥或一系列杏W立置。在表2中大致以80示出了這種在線工藝的示意圖。在這種工藝80中，在 形成墊10時(shí)或在此之前，可以將該泡沫聚^4勿材料82輸送到輥83上。將阻燃 劑組合物84溶液84包含在浴86或類似物中，可以將該材料82以箭頭88所示 方向一立動(dòng)通過浴84,經(jīng)過一系列可成對(duì)設(shè)置以夾送其間材料82的輥90a ~ c。 在該浴84中，隨著在輥對(duì)90a和90b之間的夾送，材料82被交替地壓縮和松 弛通過兩者，或用其它4敘于(未示出)進(jìn)行更多的循環(huán)，使得溶液86吸收或者 以其它方式吸聯(lián)'j材料82上。一JS^人浴84中拉出，在通過輥對(duì)90c時(shí)可再次 夾送如今々財(cái)口或過飽和的材料82,從而壓縮該材料以去除4^f可過量的溶液86。 一旦干燥蒸發(fā)掉7jc或其它溶劑時(shí)，由此該材料82被浸漬了該溶劑的其它組^4勿 的阻燃劑化合物，然后在該材料82已經(jīng)形成墊10的情況下可以將其通過流線 或下線到切割機(jī)中，或在該材料82在用其制備墊10之前被預(yù)處理的情況中， 將其輸送到第二流線中形成墊10。有利地，墊結(jié)構(gòu)10提供了可以以所述方式形成阻燃性的結(jié)構(gòu)，同時(shí)不會(huì) 損害其在低密封力(即在約1~8 lb/英寸(0.175~1. 5N/mm)之間)裝置中的應(yīng) 用。該結(jié)果是多平面EMI結(jié)構(gòu)，根據(jù)其對(duì)P且燃劑的選擇，可以制成符合RoHS和 在UL94下表現(xiàn)出V-O的火焰級(jí)別評(píng)定。^af貞期的那樣，在沒有脫離iiX涉及的原則的情況下可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行一 定的變化，這意味著包含在前面說明中的所有事物應(yīng)當(dāng)解釋為示意性的而不是結(jié)^i^。 、多、J 、。' 、、 鄉(xiāng)
權(quán)利要求
1、一種為電磁干擾(EMI)屏蔽墊結(jié)構(gòu)引入阻燃性的方法，該墊包括由泡沫聚合物材料形成的彈性層，該方法包括以下步驟(a)將形成墊的彈性層的該泡沫聚合物材料浸漬在分散在溶劑中的阻燃劑組合物的溶液中；(b)在浸漬在溶液中時(shí)壓縮該材料；以及(c)當(dāng)浸漬在溶液中時(shí)松弛該材料，以將該溶液吸取到該材料中。
2、 權(quán)利要求l的方法，在步驟(c) ^進(jìn)一步包括以下另外的步驟 (cl)從該溶液中取出該材料；和(e)壓縮該材料，以從材料中去除^^可it^的溶液。
3、 權(quán)利要求l的方法，在步驟(c) ^進(jìn)一步包括以下另外的步驟(d) 從該溶液中取出該材料；和(e) 干燥該材料，以使該溶劑蒸發(fā)，并由此用該阻燃組^4勿浸透該材料。
4、 權(quán)利要求l的方法，在步驟(c) ^進(jìn)一步包括以下另外的步驟(d) 從該溶液中取出該材料；(e) 壓縮該材料，以從材料中去除4封可過剩的溶液；和(f) 干燥該材料，以使該溶劑蒸發(fā)，并由此用該阻燃組^^浸透該材料。
5、 權(quán)利要求l的方法，其中具有由通過步驟(a) ~ (c)的方法如此處理標(biāo)準(zhǔn)No. 94下展示出V-0的火焰級(jí)別評(píng)定。
6、 權(quán)利要求l的方法，其中該材料具有第一側(cè)面和第二側(cè)面，在該兩者之 間限定了該材料的厚度尺寸；和在步驟(b)中通過其厚度尺寸對(duì)該材料進(jìn)行A縮。
7、 權(quán)利要求6的方法，其中該墊進(jìn)一步包含在形成該墊的彈性層的材料的一個(gè)側(cè)面上形成的網(wǎng)，該網(wǎng) 包括導(dǎo)電纖維，導(dǎo)電纖維^t過該材料的厚^寸從該材料的一側(cè)延伸到其另 一側(cè)。
8、 權(quán)利要求6的方法，其中該導(dǎo)電纖維是具有導(dǎo)電涂層的非導(dǎo)電性纖維、 金屬線、碳纖維、石墨纖維、天然導(dǎo)電的聚合物纖維或其組合。
9、 權(quán)利要求8的方法，其中該非導(dǎo)電性纖維是棉、羊毛、絲、纖維素、聚酯、聚酰胺、尼龍、聚酰亞胺或其組合，并且該導(dǎo)電涂層是銅、鎳、銀、鋁、錫、碳、石墨或其*或組合；以及該金屬線是銅、鎳、銀、鋁、青銅、鋼、錫或其*或組合，或一種或多 種涂覆有一種或多種銅、鎳、銀、鋁、青銅、鋼、錫或^^或組合的銅、鎳、 纟艮、鋁、青銅、鋼、錫或其^r或組合。
10、 權(quán)利要求l的方法，其中該泡沫聚^4勿材料選自聚乙烯、聚丙烯、聚 丙烯-EPDM';n物、丁二烯、苯乙烯-丁二烯、腈、氯磺酸酯、氯丁橡膠、尿烷、硅酮、聚烯烴樹脂/單烯烴共聚物';f^物，及其共聚物、';F^4勿和組合。
11、 權(quán)利要求l的方法，其中具有由通過步驟(a) ~ (c)的方法如此處 理過的泡沫聚合物材料形成的層的該墊符合歐盟指標(biāo)2002/95/EC,"對(duì)在電氣 和電子"i殳備中^f吏用某些危險(xiǎn)物質(zhì)的限制(RoHS)"。
12、 權(quán)利要求l的方法，其中該阻燃劑組合物包含一種或多種阻燃添加劑， 其選自金屬氫氧化物、醋酸鹽、或氧化物、磷酸酯、面代化^4勿及其組合。
13、 權(quán)利要求1的方法，其進(jìn)一步包括在步驟(c )之后至少一次返回該方 法的步驟(b)的附加步驟，為電磁干擾(EMI)屏蔽墊構(gòu)造引入阻燃性的方法，該墊包括由泡沫聚^4勿 材料形成的彈性層，該方法包括以下步驟(a )將形成墊的彈性層的該泡沫聚合物材料浸漬在M在溶劑中的阻燃 劑組合物溶液中；(b)在浸漬在溶液中時(shí)壓縮該材料；以及
14、 權(quán)利要求l的方法，其中該溶劑包括水。
15、 權(quán)利要求l的方法，其中該材料是開口網(wǎng)孔泡^#料。
全文摘要
一種阻燃性、電磁干擾(EMI)屏蔽墊結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包含由泡沫材料彈性材料層形成的彈性芯構(gòu)件，通過浸漬在阻燃組合物溶液中并在浸漬的同時(shí)交替壓縮和松弛以將溶液吸取到該材料中，為該泡沫材料彈性材料提供阻燃性。
文檔編號(hào)C08J9/40GK101151311SQ200680010116
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者W·I·弗蘭德斯 申請(qǐng)人:帕克-漢尼芬公司