BRPI9907949B1 - materiais de proteção contra emi de retardo de chama e método de fabricação - Google Patents

Abstract

"materiais de proteção contra emi de retardo de chama e método de fabricação" um material de proteção contra emi eletricamente condutor e de retardo de chama e método, o material sendo particularmente adaptado para uso nas construções de gaxeta de proteção contra emi de tecido sobre espuma. nas construções, um elemento de tecido poroso e geralmente plano é fornecido como tendo pelo menos um primeiro lado eletricamente condutor que define uma dimensão de espessura. uma camada curável de uma composição de retardo de chama fluida é aplicada sob uma pressão hidrodinâmica predeterminada e viscosidade e pelo menos uma parte do segundo lado do elemento de tecido. a pressão hidrodinâmica e a viscosidade da composição são controladas para delimitar a penetração da camada dentro do elemento de tecido a uma prufundidade que é menor do que a dimensão de espessura do dito elemento do tecido. a camada é então curada para formar um revestimento de superfície de retardo de chama no segundo lado do elemento de tecido de forma que o primeiro lado do dito elemento de tecido permaneça eletricamente condutor.

Description

"MATERIAIS DE PROTEÇÃO CONTRA EMI DE RETARDO DE CHAMA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO" FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se de forma ampla a materiais de retardo de chama eletricamente condutores para uso na proteção de interferência eletromagnética (EMI), e a um método de fabricação do mesmo, e mais particularmente a um tecido eletricamente condutor possuindo uma camada de um revestimento de retardo de chama aplicado a uma superfície do mesmo para uso como uma proteção dentro de uma gaxeta de proteção EMI. A operação dos dispositivos eletrônicos incluindo televisores, rádios, computadores, instrumentos médicos, máquinas comerciais, equipamento de comunicações, e similares é suportada pela geração de radiação eletromagnética dentro do circuito eletrônico do equipamento. Tal radiação freqüen-temente se desenvolve como um campo ou como transientes dentro da banda de freqüência de rádio do espectro eletromagnético, isso é, entre cerca de 10 kHz e 10 GHz, e é chamada de "interferência eletromagnética" ou "EMI" como sendo conhecida por interferir com a operação de outros dispositivos eletrônicos próximos.

Para se atenuar os efeitos EMI, a proteção tendo a capacidade de absorver e/ou refletir a energia EMI pode ser empregada para confinar a energia EMI dentro de um dispositivo de fonte, e para isolar esse dispositivo ou outros dispositivos "alvo" de outros dispositivos fonte. Tal proteção é fornecida como uma barreira que é inserida entre a fonte e os outros dispositivos, e tipicamente e configurada· como um alojamento aterrado e eletricamente condutor que encerra o dispositivo. Visto que o circuito do dispositivo deve geral-mente permanecer acessível para manutenção ou similar, a maioria dos alojamentos são fornecidos com acessos que podem ser abertos ou removidos tais como portas, travas, painéis ou proteções. Entre o mais plano desses acessos e sua superfície correspondente, entretanto, podem existir espaços que reduzem a eficiência da proteção pela apresentação de aberturas através das quais a energia de radiação pode vazar ou de outra forma passar para dentro e para fora do dispositivo. Ademais, tais espaços representam descontinuidades na superfície e a condutividade terra do alojamento ou outra proteção, e podem até mesmo gerar uma fonte secundária de radiação EMI pelo funcionamento como uma forma de antena com fenda. A esse respeito, correntes volumosas ou de superfície induzidas dentro do alojamento desenvolvem gradientes de voltagem através de quaisquer espaços de interface na proteção, espaços esses que funcionam dessa forma como antenas que irradiam ruído EMI. Em geral, a amplitude do ruído é proporcional ao comprimento do espaço, com a largura do espaço possuindo um efeito menos apreciável.

Para se preencher os espaços dentro das superfícies coincidentes dos alojamentos e outras estruturas de proteção contra EMI, gaxetas ou outras vedações têm sido propostas tanto para manter a continuidade elétrica através da estrutura, quanto para excluir do interior do dispositivo tais contaminantes como umidade e poeira. Tais vedações são unidas ou anexadas mecanicamente a, ou encaixadas por pressão dentro das superfícies coincidente, a funcionam para fechar quaisquer espaços de interface para estabelecer um caminho condutor contínuo através da mesma conformando sob uma pressão aplicada às irregularidades entre as superfícies. De acordo, as vedações destinadas para aplicações de proteção contra EMI são especificadas como tendo uma construção que não apenas fornece a condutividade de superfície elétrica mesmo enquanto sob compressão, mas que também possui uma re-siliência que permite que as vedações se conformem ao tamanho do espaço. As vedações adicionalmente devem ser resistentes ao desgaste, econômicas de se fabricar, e capazes de suportar ciclos repetidos de compressão e relaxamento. Para informações adicionais sobre as especificações de gaxetas de proteção contra EMI, deve-se fazer referência a Severinsen, J., "Gaskets That Block EMI", Machine Design, Vol. 47, No. 19, páginas 74-77 (7 e agosto de 1975).

As exigências pelas aplicações de proteção contra EMI típicas freqüentemente ditam uma gaxeta de baixa impe-dância, baixo perfil que seja deformável sob cargas de força de encerramento normais. Outras exigências incluem baixo custo e um desenho que forneça uma efetividade de proteção contra EMI para a operação adequada do dispositivo e conformidade, nos Estados Unidos, à regulamentação comercial da Federal Communication Commision (FCC) EMC.

Uma construção de gaxeta particularmente econômica, que também exige forças de encerramento muito baixas, isso é, menos de cerca de 0,175 N/mm é comercializada pela Chomerics Division da Parker-Hannif in Corp. , Wobu-rn, MA sob a marca registrada "Soft-Shield® 5000 Series". Tal construção consiste de um forro eletricamente condutor ou proteção que seja enrolado como cigarro no sentido de seu comprimento sobre um núcleo de poliuretano ou outra espuma. Como descrito adicionalmente na patente U.S. No. 4.871.477, as espumas de poliuretano são geralmente produzidas pela reação de po-liisocianato e um poliól funcional de hidroxil na presença de um agente de assopramento. 0 agente de assopramento efetua a expansão da estrutura polimérica em uma multiplicidade de células abertas ou fechadas. O forro é fornecido como um náilon "rip-stop" tecido, altamente condutor, isso é, cerca de 1 Ω quadrado de prata revestida com níquel que se auto encerra quando cortado. Vantajosamente, o forro pode ser unido ao núcleo em um processo de moldagem contínuo onde a espuma é assoprada ou expandida dentro do forro à medida em que o forro é enrolado em torno da espuma em expansão e a espuma e o forro são passados através de uma matriz e para dentro de uma molde móvel. Construções de gaxeta similares são ilustradas na patente U.S. comumente cedida No. 5.028.739 e nas patentes U.S. Nos. 4.857.668/ 5.054.635/ 5.105.056/ e 5.202.536.

Muitos dispositivos eletrônicos, incluindo os PC e o equipamento de comunicação, não devem estar em conformidade com determinadas exigências FCC, mas também devem ser aprovados sob determinados padrões Underwriter' s Laboratories (UL) no que se refere ao retardo de chama. A esse respeito, se cada um dos componentes individuais dentro de um dis- positivo eletrônico for aprovado por UL, então o dispositivo propriamente dito não exige uma aprovação separada. Garantindo a aprovação UL para cada um dos componentes portanto reduz o custo de conformidade para o fabricante, e por fim pode resultar em bens mais baratos para o consumidor. Para as gaxetas de proteção contra EMI, entretanto, tais gaxetas devem ser tornadas como retardadoras de chama, isso é, alcançando uma taxa de V-0 sob o padrão UL No. 94, "Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances" (1991), sem comprometer a condutividade elétrica necessária para corresponder âs exigências de proteção contra EMI. A esse respeito, e particularmente com relação às gaxetas de proteção contra EMI do tipo do tecido supra citado sobre espuma, já se reconhece a muito tempo que os materiais poliméricos espumados são inflamáveis e, em determinados casos, podem apresentar perigo de fogo. Devido à sua estrutura celular, conteúdo orgânico alto, e área de superfície, a maior dos materiais de espuma são sujeitos a uma decomposição relativamente rápida mediante exposição a fogo e altas temperaturas.

Uma abordagem para imprimir o retardo de chama ao tecido sobre gaxetas de espuma tem sido o emprego de proteção como uma camada protetora resistente a chama para a espuma. Na verdade, A conformidade de taxa V—0 tem sido atingida pela proteção da espuma dentro de um tecido revestido com Ni/Cu eletricamente condutor ao qual uma folha termo-plástica é presa por calor ou de outra forma unida ou fundi- da no lado de baixo do mesmo. Tais tecidos, que podem ser descritos adicionalmente em uma ou mais das patentes U.S. Nos. 4.489.126; 4.531.994; 4.608.104; e/ou 4.621.013, têm sido comercializados por Monsanto Co., St. Louis, sob a marca registrada "Flectron® Ni/Cu Polyester Taffeta VO".

Outro tecido sobre gaxetas de espuma, como é detalhado na patente U.S. No. 4.857.668, incorpora uma camada suplementar ou revestimento aplicado à superfície interna do forro. Tal revestimento pode ser uma fórmula de uretano re-tardante de chama que também promove a aderência do forro na espuma. O revestimento pode adicionalmente funcionar para reduzir o sangramento da espuma através do tecido que de outra forma poderia comprometer a condutividade elétrica do forro.

Em vista do acima exposto, será apreciado que aperfeiçoamentos adicionais no desenho das gaxetas de proteção contra EMI de espuma revestida com tecido, de retardamento de chama além de materiais de proteção portanto, seriam bem recebidas pela indústria eletrônica. Seria especial-mente desejada uma construção de gaxeta e retardo de chama que alcance uma taxa UL94 de VO.

AMPLA DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO A presente invenção é direcionada a um material de retardo de chama eletricamente condutor para uso em gaxetas de proteção contra EMI de espuma revestida com tecido, e a um método de fabricação do mesmo. Em tendo uma camada de um revestimento de retardo de chama aplicado a um lado de um tecido geralmente poroso eletricamente condutor, o material da invenção permite a proteção UL94 V-0 quando utilizado como uma proteção em uma construção de gaxeta de espuma revestida com tecido. Vantajosamente, à medida em que a camada de retardo de chama pode ser revestida de forma molhada no tecido sem uma sangria apreciável, uma camada de revestimento relativamente fina, isso é, de 0,05 a 0,10 mm, pode ser fornecida em um lado do tecido sem comprometer a condutivi-dade da superfície elétrica do outro lado. Tal camada de revestimento fina, enquanto é suficiente para fornecer a proteção UL94 V-0, mantém não obstante a flexibilidade do tecido e dessa forma facilita a construção das gaxetas em conformidade com UL94 V-0 possuindo perfis complexos ou seções transversais estreitas até cerca de 1 mm.

Em uma modalidade preferida, o material de proteção contra EMI de retardo de chama e eletricamente condutor da invenção inclui um poliéster, náilon tecido, revestido com níquel ou prata ou tecido similar em um lado do qual uma camada de uma emulsão de látex acrílico de retardo de chama ou outra composição de resina é revestida de forma molhada. De acordo com os preceitos do método da invenção, a viscosidade e a pressão hidrodinâmica da emulsão são controladas de forma que o revestimento não penetre ou de outra forma "sangre" pelo lado não revestido do tecido. A condutividade da superfície do lado oposto do tecido portanto não é comprometida nas aplicações de proteção contra EMI. O material da invenção pode ser empregado como um forro nas construções de gaxeta de proteção contra EMI de espuma revestida com tecido, e é particularmente adaptado para uso no processo de moldagem contínua para tais gaxatas. Como utilizado dentro de tal processo, o tecido pode ser enrolado em torno da espuma como um forro com o lado revestido sendo disposto como uma superfície interna adjacente à espuma, e o lado não revestido disposto como uma superfície externa eletricamente condutora. Vantajosamente, o revestimento da superfície interna do forro bloqueia os poros do tecido para reter a espuma dentro sem penetrar ou sangrar através da mesma para a superfície externa. Sendo formado de um material acrílico, a superfície interna revestida do forro pode funcionar, ademais, dependendo da composição da espuma, como uma camada intermediária de compatibilização ou "amarração" que promove a união da espuma ao tecido. A presente invenção, de acordo, compreende um material e método de processamento da construção, combinação de elementos e disposição de partes e etapas que são exemplificadas na descrição detalhada que se segue. Vantagens da presente invenção incluem um tecido de proteção contra EMI flexível e ainda assim de retardo de chama. As vantagens adicionais incluem uma construção de tecido de proteção contra EMI de retardo de chama econômica na qual uma camada relativamente fina de um revestimento de retardo de chama pode ser revestida de forma molhada em um lado de um tecido eletricamente condutor, tecido ou outro tecido de proteção contra EMI geralmente poroso sem comprometer a condutividade do outro lado do tecido. Essas e outras vantagens serão prontamente aparentes aos versados na técnica com base na descrição contida aqui.

BREVE DESCRICÃO DOS DESENHOS

Para uma maior compreensão da natureza e dos objetivos da invenção, deve-se fazer referência à descrição detalhada a seguir tirada com relação aos desenhos em anexo, nos quais: A figura 1 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de um material de proteção contar EMI de acordo com a presente invenção material esse que inclui um elemento de tecido geralmente plano um lado do qual uma camada de uma composição de retardo de chama é revestida, a vista sendo ilustrada com partes sendo recortadas para melhor revelar a estrutura do material; A figura 2 é uma vista transversal ampliada do material de proteção contra EMI da figura 1 tirada através do plano representado pela linha 2-2 da figura 1; A figura 3 é uma vista superior do material da figura 1 que é ampliada para revelar a estrutura do elemento de tecido; A figura 4 é uma vista transversal em perspectiva de um comprimento de uma construção de gaxeta de proteção contra EMI representativa de acordo com a presente invenção incluindo um forro que é formado de material de proteção contra EMI da figura 1; A figura 5 é uma vista de extremidade da gaxeta da figura 4 que é ampliada para revelar a estrutura da mesma; e A figura 6 é uma vista parcialmente transversal esquemática de uma lâmina alimentada por gravidade ilustrativa sobre um revestidor de cilindro como adaptado para uso na fabricação do material de proteção contra EMI da figura 1.

Os desenhos serão descritos adicionalmente com relação à Descrição Detalhada da Invenção que se segue.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Determinada terminologia pode ser empregada na descrição a seguir para fins de conveniência ao invés de para qualquer finalidade limitadora. Por exemplo, os termos "superior" e "inferior" designam direções nos desenhos aos quais se faz referência, com os termos "interno" ou "interior" e "externo" ou "exterior" se referindo, respectivamente, às direções no sentido e ou para longe do centro do elemento referido, e os termos "radial" e "axial" se referindo, respectivamente, às direções perpendiculares e paralelas ao eixo central longitudinal do elemento referido. A terminologia de origem similar além das palavras especificamente mencionadas acima deve ser considerada da mesma forma como sendo utilizada para fins de conveniência ao invés de em qualquer sentido limitador.

Para fins de ilustração da descrição a seguir, o material de proteção contra a interferência eletromagnética (EMI) aqui envolvido é descrito com relação a seu uso como um forro eletricamente condutor de retardo de chama para um núcleo de espuma, a gaxeta de proteção contra EMI como pode ser adaptada para ser recebida dentro de uma interface, tal como entre uma porta, painel, escotilha, cobertura, ou outra linha divisória de uma estrutura de proteção contra a interferência eletromagnética (EMI). A estrutura de proteção con- tra EMI pode ser um alojamento condutor de um computador, equipamento de comunicações, ou outro dispositivo eletrônico ou equipamento que gere radiação EMI ou seja suscetível aos efeitos da mesma. A gaxeta pode ser unida ou fiada a, ou encaixada por pressão dentro de uma de um par de superfícies coincidentes que definem a interface dentro do alojamento, e funções entre as superfícies coincidentes para vedar quaisquer espaços ou outras irregularidades. Isso é, enquanto sob uma pressão aplicada, a gaxeta se conforma de modo resilien-te a qualquer irregularidade para estabelecer um caminho condutor contínuo através da interface, e para vedar ambientalmente o interior do alojamento contra a entrada de poeira, umidade, ou outros contaminantes. Será apreciado, entretanto, que os aspectos da presente invenção podem ter utilidade em outras aplicações de proteção contra EMI. 0 uso dentro dessas outras aplicações portanto deve ser considerado expressamente incluído no escopo da presente invenção.

Com referência então às figuras, onde caracteres de referência correspondentes são utilizados para designar elementos correspondentes por todas as várias vistas, um material de proteção contra EMI de retardo de chama de acordo com a presente invenção é ilustrado por 10 na figura 1 como geralmente adaptado para uso como um forro interno para uma construção de gaxeta de núcleo de espuma. Para fins de ilustração, a folha de material 10 é ilustrada como tendo dimensões indefinidas que podem ser cortadas para dimensionar a aplicação em particular vislumbrada. Na construção básica, o material 10 inclui um elemento de tecido poroso e geralmente plano superior 12, e um elemento de revestimento de recardo de chama inferior 14. O elemento de tecido possui pelo menos um primeiro lado eletricamente condutor 16, e um segundo lado condutor ou não condutor, 18, que define uma dimensão de espessura, referida por "ti" na vista transversal da figura 2, que pode variar de cerca de 0,05 a 0,10 mm. Por "eletricamente condutor" pretende-se significar o tecido que pode ser tornado condutor, isso é, para uma resistividade de superfície de cerca de 0,1 Ω/quadrado ou menos, pelo motivo de ser construído de um fio eletricamente condutor, monofilamentos, urdiduras ou outras fibras ou, alternativamente, por motivo de um tratamento tal como um revestimento ser aplicado às fibras não condutoras para fornecer uma camada eletricamente condutora sobre as mesmas. As fibras eletricamente condutoras preferidas incluem liga de níquel e cobre, cobre revestido com prata, cobre revestido com níquel, aço revestido com cobre revestido de latão Ferrex®, alumínio, cobre revestido com latão, bronze fosfóreo, carbono, grafite e polímeros condutores. As fibras não condutoras preferidas incluem algodão, lã, seda, celulose, poliéster, poliamida, náilon, e monofilamentos de poliimida ou fios que são tornados eletricamente condutores com um revestimento e metal de cobre, níquel, prata, prata revestida com níquel, alumínio, latão ou uma liga dos mesmos. Como é sabido, o revestimento metálico pode ser aplicado a fios de fibra individuais ou às superfícies do tecido após a urdidura, costura ou outra fabricação .

Enquanto os tecidos tais como entrelaçamentos de fio, tricô, e tecidos não tecidos e redes podem ter aplicação, uma construção de tecido preferida para o elemento 12 é um náilon tecido simples ou um tecido de poliéster que é tornado eletricamente condutor entre cerca de 20 e 40% em peso com base no peso do tecido total, isso é, 0,01 - 0,10 g/2,54cm2 de prata, níquel e prata, ou prata e níquel sobre o revestimento de cobre. Como pode ser observado na vista ampliada da figura 1 referida pelo número 20 na figura 3, tal tecido é permeável visto que possui um padrão de tecedu-ra geralmente quadrado e simples com poros ou aberturas, um dos quais é referido por 22, sendo definido entre as fibras que são representadas esquematicamente por 24. As fibras 24 podem ser fios, monofilamentos ou, preferivelmente, feixes de cerca de 10 a 20 monofilamentos ou fios, cada um possuindo um diâmetro de entre cerca de 10 a 50 μιη. Por exemplo, com fibras 24 cada sendo um feixe de tais fios com uma contagem de fios de entre 1000 a 3000 para cada 2,5 cm e uma contagem de tecedura de entre cerca de 1000 e 1500 para cada 2,5 cm, 1000 a 2000 aberturas para cada 2,5 cm serão definidas com um tamanho de poro médio mínimo de entre cerca de 0,5 a 2 mils.

Apesar de o padrão de tecedura quadrado simples tal como um tafetá , tafetá ou "ripstop" é considerado preferido, outras teceduras tais como cetim , sarja e similares também devem ser consideradas dentro do escopo da invenção aqui envolvida. Um tecido particularmente preferido para o elemento de tecido 12 é um náilon tecido, revestido com prata, com peso de 1,8 oz/yd2 e 0,10 mm de espessura que é comercializado sob a designação "31EN RIPSTOP" por Swift Textile Metalizing Corp., Bloomfiels, CT. Entretanto, dependendo das necessidades da aplicação de proteção específica, um tecido construído de uma combinação ou mistura de fibras condutoras e não condutoras pode ser alternativamente empregado. Exemplos de tecidos tecidos, trançados, ou tricotados de fibras eletricamente condutoras, ou a partir de misturas e fibras condutoras e não condutoras, são descritos em Gladfelter, patente U.S. No. 4.684.762 e em Buonanno, patente U.S. No. 4.857.668.

Retornando às figuras 1 e 2, o elemento de revestimento 14 é preferivelmente formado a partir de uma camada curável de uma resina de retardo de chama ou outra composição que seja revestida molhada no segundo lado 18 do elemento de tecido 12. Como é detalhado doravante, a viscosidade e a pressão hidrodinâmica da composição de resina são controladas de acordo com os preceitos da presente invenção para delimitar a penetração da camada de resina para uma profundidade, referida como "d" na figura 2, que é menor do que a dimensão de espessura tx do elemento de tecido 12. A esse respeito, quando a camada é curada para formar o elemento de revestimento de superfície de retardo de chama 14 no segundo lado 18 do elemento de tecido 12, o primeiro lado 16 do mesmo permanece eletricamente condutor. Em uma construção preferida, a camada é revestida com uma espessura molhada de cerca de 0,25 mm, e então curada para formar um revestimento seco ou espessura de filme, referida como t2 na figura 2, de entre cerca de 0,05 a 0,10 mm a uma profundidade de cerca de 0,25 a 0,05 mm. Por fim, uma espessura de material total, referido por "T", de entre cerca de 0,15 a 0,20 mm e um peso seco de entre cerca 100 a 150 g/yd2 são observados. Por "curado" se significa que a resina é polimerizada, reticulada, adicionalmente reticulada ou polimerizada, vulcanizada, endurecida, seca, volatilizada, ou de outra forma alterada química ou fisicamente de um líquido ou outra forma fluida em um polimérico sólido ou fase elastomérica. A composição de retardo de chama é preferivelmente formulada como uma emulsão aquosa de uma emulsão de látex acrílica que é ajustada a um total de sólidos de cerca de 60% e uma viscosidade Brookfield (eixo No. 5, velocidade 4) de entre 40.000 a 60.000 cps, a uma densidade de cerca de 1,8 g/cm3. 0 retardo de chama pode ser impresso pelo carregamento da emulsão com entre 30 e 50% em peso de um ou mais aditivos de retardo de chama convencionais tais como hidrato de alumínio, trióxido de antimônio, ésteres fosfato, ou compostos halogenados tais como óxidos de difenil polibromina-tado. Uma fórmula preferida é uma mistura de cerca de 25% em peso, com base no peso total da emulsão, de óxido decambro-modifenil e cerca de 15% em peso de um ou mais compostos de antimônio. Em operação, no caso da fase de transportador de acrílico ser acionado, a decomposição dos compostos haloge-natados e de óxido de metal funcionarem para privar quimica-mente a chama de oxigênio suficiente para suportar a combustão. A decomposição da fase acrílica pode adicionalmente le- var ao desenvolvimento de uma camada de carvão externa protetora, isso é, termicamente isolada ou refratária.

Uma emulsão de látex acrílico, de retardo de chama preferida é comercializada pela Heveatex Corp., Fali River, MA, sob a designação "4129FR". A viscosidade da emulsão pode ser ajustada para entre cerca de 40.000 a 60.000 cps utilizando um gel acrilóide aquoso ou outro espessante acrílico. A esse respeito, a viscosidade aumentada da emulsão contribui para a delimitação da penetração da camada de revestimento dentro do elemento de tecido. Entretanto, visto que essa viscosidade relativamente alta pode acarretar uma poro-sidade indesejável no filme seco, a emulsão pode adicional-mente ser modificada para reduzir o aprisionamento de ar e formação de bolhas na camada de revestimento com até cerca de 1 % em peso de um ou mais tensoativos comerciais tais como "Bubble Breaker" por Witco Chemical Corp., (Chicago, IL) e "Foam Master Antifoam" por Diamond Shamrock, Inc. (San Antonio, TX).

Como mencionado acima, o material de proteção contra EMI 10 da presente invenção é particularmente adaptado para uso como um forro eletricamente condutor de retardo de chama que é fornecido através de um núcleo de espuma em uma construção de gaxeta de proteção contra EMI tal como uma ga-xeta 50 da figura 4. Em uma modalidade representativa, a gaxeta 50 inclui um elemento de núcleo de espuma resiliente alongado, 52, que pode ter um comprimento indefinido. O elemento de núcleo 52 possui uma superfície circunferencial externa 54, definindo um perfil transversal da gaxeta 50 que, para fins de ilustração, tem uma geometria geralmente· poligonal, isso é, quadrada ou retangular. Outros perfis planos, tais como circular, semi circular, ou elíptico, ou perfis complexos podem ser substituídos, entretanto, dependendo da geometria da interface a ser vedada. 0 elemento de núcleo 12 pode ter qualquer extensão radial ou diamétrica, mas para a maioria das aplicações terá uma extensão diamétrica ou largura de cerca de 0,64 cm. a 2,54 cm.

Para suportar as capacidades de preenchimento de espaço, é preferido que o elemento de núcleo 52 seja fornecido em conformidade sobre uma ampla faixa de temperaturas, e exiba uma boa histerése compressão/relaxamento mesmo após repetidos ciclos ou longas compressões. O elemento de núcleo 52 portanto pode ser formado de um material termoplástico elastomérico espumado, tal como polietileno, polipropileno, mistura de polipropileno e EPDM, butadieno, estireno-butadieno, nitrila, clorosulfonato, ou um neoprene, uretano, ou silicone espumado. Os materiais preferidos de construção incluem uretanos ou misturas de célula aberta ou fechada tal como uma mistura de resina de poliolefina/copolímero de mo-noolefina, ou uma borracha tipo esponja de neoprene, silicone, ou nitrila. 0 elemento de núcleo 52 pode ser fornecido como um perfil espumado extrudado ou moldado sobre o qual o material de proteção 10 é enrolado como um forro, com bordas do forro sendo sobrepostas como em 56. Em uma construção preferida, o material de proteção 10 é unido ao elemento de núcleo 52 em um processo de moldagem contínuo onde a espuma é assoprada ou expandida dentro do material de proteção. Como pode ser melhor observado com referência à vista ampliada da figura 4 referida em 60 na figura 5, em tal construção o elemento de revestimento 14 é disposto adjacente ao elemento de núcleo 52 como uma superfície interna 62, do elemento de proteção 10, com o lado não revestido 16 do elemento de tecido 12 sendo disposto de forma oposta como uma superfície externa eletricamente condutora 64, da gaxeta 50. Será apreciado que a superfície interna revestida 62 bloqueia os poros 22 (figura 3) do elemento de tecido 12 do tecido para reter a espuma assoprada sem penetrar ou sangrar para a superfície da gaxeta externa 64. Dependendo das respectivas composições da espuma e revestimento, a superfície interna 62 pode funcionar, ademais, como uma camada intermediária de compatibili-zação ou "amarração" que promove a união da espuma ao tecido. A construção de gaxeta 50 fornece vantajosamente uma estrutura que pode ser utilizada em aplicações de força de encerramento muito baixa, isso é, inferior a cerca de 0,175 N/mm) .

Com referência novamente à figura 4, uma camada adesiva 70 pode ser aplicada ao longo do comprimento da gaxeta 50 para o lado de baixo da superfície externa 64 para a fixação da gaxeta a um substrato. Tal camada 70 é preferivelmente formulada para ser uma variedade de adesivos sensíveis à pressão (PSA) . Como descrito na patente U.S. No. 4.988.550, PSA adequadas para as aplicações de proteção contra EMI incluem fórmulas baseadas em silicones, neoprene, copolímeros de estireno butadieno, acrílicos, acrilatos, éteres polivinil, copolímeros de acetato de polivinil, poli isobutilenos , e misturas e copolímeros dos mesmos. As fórmulas baseadas em acrílico, entretanto, são geralmente consideradas como sendo preferidas para as aplicações EMI do tipo envolvido aqui. Apesar das PSA serem preferidas para a camada adesiva 70, outros adesivos tais como epóxis e ureta-nos podem ser substituídos e, de acordo, devem ser considerados dentro do escopo da presente invenção. Os adesivos de fusão a quente tais como filmes de fusão quente e termoplás-ticos podem adicionalmente encontrar aplicabilidade.

No que se refere â condutividade da gaxeta 50 ser determinada substancialmente através de sua superfície em contato com o substrato, um PSA eletricamente condutor pode ser preferido para garantir um desempenho de proteção contra EMI ideal. Tais adesivos são convencionalmente formulados como contendo cerca de 1 a 25% em peso de um material de enchimento condutor para resultar em uma resistividade e volume de cerca de 0,10 a 0,001 /cm. O material de enchimento pode ser incorporado na forma de partículas, fibras, flocos, micro esferas, ou micro balões, e pode variar em tamanho de cerca de 1 a 100 mícrons. Os materiais de enchimento tipicamente incluem material inerentemente condutor tais como metais, carbono e grafite, ou materiais não condutores tais como plástico ou vidro possuindo um revestimento de um material condutor tal como um metal nobre ou similar. A esse respeito, o meio pelo qual o adesivo é tornado eletricamente condutor não é considerado como sendo um aspecto crítico da presente invenção, de forma que qualquer meio que alcance a condutividade e aderência desejadas deve ser considerado adequado.

Para a proteção da parte externa da camada adesiva 70 que é exposta na superfície externa da gaxeta, uma folha solta, ilustrada por 72, pode ser fornecida anexada de forma removível ao adesivo exposto. Como é comum na técnica de adesivos, a folha solta 72 pode ser fornecida como uma tira de um papel encerado, siliconizado ou revestido de outra forma ou folha plástica ou similar possuindo uma energia de superfície relativamente baixa de forma a ser removível sem se elevar apreciavelmente o adesivo da superfície externa 64 .

Na produção de quantidades comerciais do material de proteção contar EMI 10 da presente invenção, a viscosidade ajustada e de outra forma a emulsão de látex acrílico modificado ou outra composição de resina pode ser revestido e curado em um lado do elemento de tecido 12 por um processo de molhar diretamente tal como uma lâmina sobre um cilindro ou matriz. Com qualquer que seja o processo empregado, a pressão hidrodinâmica da composição de resina é controlada de acordo com os preceitos da presente invenção para delimitar a penetração da camada de resina a uma profundidade que é inferior à dimensão de espessura do elemento de tecido. Por exemplo, e com referência à figura 6, onde a cabeça de uma lâmina alimentada por gravidade ilustrativa sobre um re-vestidor tipo cilindro é ilustrada de forma esquemática por 100, o elemento de tecido poroso, isso é, permeável 12 é transportado de um cilindro de alimentação ou similar (não ilustrado) sobre um cilindro de estreitamento, 102, gue gira na direção referida pela seta 104. Com o primeiro lado 16 de um elemento de tecido 12 suportado no cilindro 102, o segundo lado do tecido 18 é passado por debaixo da abertura, referida por 106, e um revestimento 108. Um ambiente vazado 108 é definido por uma placa dianteira 110, uma placa traseira 112 e um par de placas laterais (não ilustradas). A emulsão ou outra composição de resina fluida, referida em 114, é bombeada ou de outra forma transportada para dentro do ambiente vazado 108 que é preenchido com um nível de fluido, referido em h. Para uma determinada densidade de fluido, esse nível h é controlado de forma que a pressão hidrodinâmica na interface tecido/líquido seja mantida dentro dos limites pré estabelecidos. Por exemplo, com uma densidade de fluido de cerca de 1,8 g/cm3, e um tecido com uma porosidade de cerca de 1000 a 2000 aberturas por 2,5 cm. com um tamanho mínimo de poro médio entre cerca de 1,25 a 50 pm, o nível de fluido H é controlado em cerca de 10 cm para resultar em uma pressão hidrodinâmica de cerca de 0,35 kPa na interface tecido-líquido. Para outros processos de revestimento, a pressão de fluido hidrodinâmico pode ser controlada, por exemplo, por uma pressão de bombeamento ou similar.

No processo de revestimento de lâmina sobre cilindro ilustrativo, a borda inferior 120 da placa dianteira 110 define uma superfície de lâmina que é espaçada por uma distância predeterminada com relação ao segundo lado 18 do elemento de tecido 12. Tal espaçamento fornece um espaço, refe- rido por "g", tipicamente de cerca de 0,25 mm, mas que é ajustável para regular a espessura da camada de revestimento de líquido 122, sendo aplicada ao elemento de tecido. Do cilindro 104, o elemento de tecido revestido 12 pode ser transportado através de uma disposição de cilindro de recolhimento (não ilustrada) através de um forno em linha ou similar para secar a água ou outro diluente na camada de revestimento de líquido 122, ou de outra forma curar a camada de revestimento e líquido 122 no desenvolvimento de um filme aderente sem tachas ou outra camada de elemento de revestimento 14 (figura 1) no único lado 18 do elemento de tecido 12 . O exemplo a seguir, onde todas as porcentagens e proporções são por peso a menos que expressamente indicado o contrário, é ilustrativo da prática da invenção aqui envolvida, mas não deve ser considerado limitador em qualquer sentido.

EXEMPLO

Os materiais de proteção contra EMI representativos de acordo com a presente invenção foram construídos para caracterização. A esse respeito, uma batelada principal de uma composição de revestimento de retardo de chama foi composta utilizando uma emulsão de látex acrílica (Heveatex "4129FR"). A viscosidade da emulsão foi ajustada para uma viscosidade Brookfield (eixo No. 4, velocidade 40) de cerca de 60.000 cps com cerca de 5% em peso de um espessante acri-lóide (Acrysol™ GS, Monsanto Co., St. Louis, MO) . A emulsão modificada tem um total de conteúdo sólido de cerca de 60% em peso, uma densidade de cerca de 1,8 g/cm3, e um pH de entre cerca de 7,5 e 9,5. A emulsão foi aplicada utilizando-se um revestidor de lâmina sobre cilindro (JETZONE modelo 7319, Wolverine Corp., Merrimac, MA) em um lado de um tecido de náilon revestido com prata (Swift "31EN RIPSTOP") possuindo uma espessura de cerca de 0,1 mm. Com o nível de fluido no revestimento através do revestidor mantido em cerca de 10 cm, a emulsão foi distribuída para a superfície do tecido a uma pressão hidrodinâmica de cerca de 0,35 kPa. A lâmina de revestimento foi calçada em um espaço de 0,25 mm acima do tecido para resultar em um revestimento molhado com uma espessura de cerca de 0,25 mm. Seguindo ma cura em forno a 100 a 125 C por 5 minutos, um revestimento seco ou espessura de filme de cerca de 0,635 mm foi obtida com um peso de cerca de 130 a 145 g/yd2 e uma espessura total de material entre cerca de 0,15 a 0,18 mm. Uma inspeção do tecido revestido revela uma profundidade de penetração de revestimento de cerca de 0,02 a 0,05 mm fornecendo uma retenção mecânica aceitável e/ou aderência de revestimento na superfície do tecido. O lado oposto do tecido, entretanto, foi observado como sendo substancialmente livre de revestimento, e para reter uma resistividade de superfície de cerca de 0,1 Ω/quadrado para uma efetividade de proteção contra EMI não afetada.

As amostras de tecido revestidas de forma similar à forma descrita foram submetidas a um teste de chama vertical interno. Nenhuma queimadura foi observada na espessura de filme seco de 0,05, 0,08 e 0,10 mm. De acordo, uma janela de operação razoável da espessura de filme foi sugerida para testes de produção.

Amostras também foram fornecidas, como forro sobre um núcleo de espuma de poliuretano em uma construção de ga-xeta de proteção contra EMI, para teste de chama por Un-derwriters Laboratories, Inc., Melville, Nova Iorque. Uma taxa de classe de chama de V-0 sob UL94 foi designada a uma espessura mínima de 1,0 mm. A construção de gaxeta portanto foi considerada em conformidade com as exigências aplicáveis UL, e foi aprovada para ter a marca de certificado "UL".

Os resultados acima confirmam que o material de proteção contra EMI da presente invenção fornece proteção UL94 V-0 quando utilizado como um forro em uma construção de gaxeta de tecido sobre espuma. Inesperadamente, descobriu-se que um tecido relativamente poroso ou permeável pode ser revestido molhado em um lado com uma camada de revestimento relativamente fina, isso é, 0,05 a 0,10 mm, de uma composição de retardo de chama sem comprometer a condutividade da superfície elétrica do outro lado. Tal camada de revestimento fino, enquanto é suficiente para fornecer proteção UL94 V-0 em uma construção de gaxeta de tecido sobre espuma convencional, não obstante mantém a flexibilidade do tecido e dessa forma facilita a fabricação das gaxetas em conformidade com UL94 V-0 possuindo perfis complexos ou seções transversais estreitas até cerca de 1 mm.

Visto que é antecipado que determinadas mudanças podem ser realizadas na presente invenção sem que se distan- cie dos preceitos aqui envolvidos, pretende-se que todo o assunto contido aqui na descrição acima seja interpretado como ilustrativo e não limitador. Toda as referências citadas aqui são expressamente incorporadas por referência.

Claims (10)

1. Método de fabricação de um material de proteção contra EMI eletricamente condutor e de retardo de chama, compreendendo as etapas de: (a) fornecer um elemento de tecido poroso geralmente plano ΐ12) possuindo pelo monos um primeiro lado eletricamente condutor {16) e um segundo lado (18) que define uma dimensão de espessura ΐ11) entre os mesmos; (b) aplicar uma camada curável (122) de uma composição de retardo de chama fluida (114) sob uma pressão hi-drodínâmíca predeterminada e viscosidade a pelo menos uma parte do segundo lado (18) do dito elemento de tecido (12); CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda as etapas de: (c) controlar a pressão hidrodinâmíca e a viscosidade da dita composição (114) para delimitar a penetração da dita camada (122) dentro do dito elemento de tecido (12) a uma profundidade (d) que é menor do que a dimensão de espessura <11) do dito elemento de tecido (12); e (d) curar a dita camada (122) para formar um elemento de revestimento de retardo de chama (14) no segundo lado do dito elemento de tecido onde o primeiro lado (16) do dito elemento de tecido {12) permanece eletricamente condutor .

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da dita composição de retardo de chama (114} da etapa {b) compreender uma emulsão de látex acrílico de retardo de chama.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da viscosidade da dita composição (114) ser controlada na etapa (c) para entre cerca de 4 0 e 60 Pa.s (40.000 e 60.000 cps).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da pressão hidrodinâmí ca da dita composição (114) ser controlada na etapa (c) a cerca de 0,35 kPa.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da dita camada (122) ser curada na etapa (d) a uma espessura de revestimento (tz) de entre cerca de 0,05 e 0,10 mm.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da dimensão de espessura (11 ] do dito elemento de tecido (12) da etapa (a) ser entre cerca de 0,05 e 0,10 mm.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato do dito elemento de tecido (12) ser fornecido na etapa (a) como um pano tecido revestido com metal (20) possuindo um tamanho mínimo de poro médio (22) de entre cerca de 12,5 e 50 pm.

8. Método, cie acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato do dito pano (20) ser tecido a partir de fibras (24) selecionadas de um grupo* consistindo em algodão, lâ, seda, poliéster, poliamida, náilon e combinações dos mesmos, e ser revestido com um metal selecionado a partir do grupo que consiste em cobre, níquel, prata, prata revestida cora níquel, alumínio, latão e combinações dos mesmos ,

9.

Método, de acordo cora a reivindicação 8, CARACTERIZMJO pelo fato das ditas fibras (24) possuírem, ura diâmetro de entre cerca de 10 e 50 μπι.