CN112469260A - 屏蔽膜、屏蔽膜的制备方法及线缆 - Google Patents

屏蔽膜、屏蔽膜的制备方法及线缆 Download PDF

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CN112469260A CN202011321078.5A CN202011321078A CN112469260A CN 112469260 A CN112469260 A CN 112469260A CN 202011321078 A CN202011321078 A CN 202011321078A CN 112469260 A CN112469260 A CN 112469260A
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Abstract

本申请提供了一种屏蔽膜、屏蔽膜的制备方法及线缆，可以在提高线缆屏蔽率的同时，提高线缆的生产效率。该屏蔽膜包括：载体层、第一屏蔽层以及第二屏蔽层；所述载体层包括目标载体以及填充至所述目标载体中的金属粒子和炭粒子，用于屏蔽电磁干扰；所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层均附着于所述载体层，且所述第一屏蔽层与所述第二屏蔽层相对于所述载体层呈对称设置；所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层由所述金属粒子和所述炭粒子组成，用于屏蔽电磁干扰以及强化所述目标载体。

Description

屏蔽膜、屏蔽膜的制备方法及线缆
技术领域
本申请涉及线缆领域，尤其涉及一种屏蔽膜、屏蔽膜的制备方法及线缆。
背景技术
随着信息产业的高度发展，线缆也达到了长足发展，而屏蔽电磁干扰是影响线缆发展的关键。
目前来说，对需要高遮蔽率的电线电缆,需要进行多次生产工艺配合,严重影响生产效率,增加大量设备与人力投资；另外，在高频与高速传输时,造成生产工艺复杂甚至无法符合要求,例如目前USB 3.1C TYPE讯号传输线,它需要解决高速传输时产生的复杂电磁干扰问题，传统工艺(麦拉铝箔包覆+编织网)无法有效解决,由此影响了线缆的发展。
发明内容
本申请提供了一种屏蔽膜、屏蔽膜的制备方法及线缆，可以在提高线缆屏蔽率的同时，提高线缆的生产效率。
本申请实施例第一方面提供了一种屏蔽膜，包括：
载体层、第一屏蔽层以及第二屏蔽层；
所述载体层包括目标载体以及填充至所述目标载体中的金属粒子和炭粒子，用于屏蔽电磁干扰；
所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层均附着于所述载体层，且所述第一屏蔽层与所述第二屏蔽层相对于所述载体层呈对称设置；
所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层由所述金属粒子和所述炭粒子组成，用于屏蔽电磁干扰以及强化所述目标载体。
可选地，所述金属粒子和所述碳离子通过电镀、水镀、蒸镀或溅镀工艺填充至所述目标载体。
可选地，所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层通过涂布挤压或喷涂的方式附着于所述载体层。
可选地，所述金属粒子包括银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子、锌粒子以及云母粒子，所述碳粒子包括石墨烯粒子以及碳纳米管粒子。
可选地，所述第一屏蔽层、所述第二屏蔽层以及所述目标载体上的所述银粒子、所述铜粒子、所述镍粒子、所述铝粒子、所述镁粒子、所述铁粒子、所述锰离子、所述锌粒子、所述云母粒子、所述石墨烯粒子和所述碳纳米管粒子按照预设比率进行配比。
可选地，所述目标载体包括不织布、无纺布或聚酯类纤维布。
本申请第二方面提供了一种屏蔽膜的制备方法，包括：
提供目标载体；
将金属粒子和炭粒子填充至所述目标载体中，以得到载体层，其中，所述载体层用于屏蔽电磁干扰；
将第一屏蔽层以及第二屏蔽层附着于所述载体层，以得到所述屏蔽膜，其中，所述第一屏蔽层与所述第二屏蔽层相对于所述载体层呈对称设置，所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层由所述金属粒子和所述炭粒子组成，用于屏蔽电磁干扰以及强化所述载体层。
一种可能的实现方式中，所述金属粒子和所述碳离子通过电镀、水镀、蒸镀或溅镀工艺填充至所述目标载体，所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层通过涂布挤压或喷涂的方式附着于所述载体层。
一种可能的实现方式中，所述金属粒子包括银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子、锌粒子以及云母粒子，所述碳粒子包括石墨烯粒子以及碳纳米管粒子，所述金属粒子和所述碳粒子按照预设比率进行配比。
本申请实施例第三方面提供了一种线缆，包括如上述第一方面所述的屏蔽膜，或，包括通过上述第二方面中所述屏蔽膜的制备方法制备得到的屏蔽膜。
综上所述，可以看出，本申请提供的屏蔽膜，通过将金属粒子和碳粒子填充至目标载体形成载体层，并在载体层的两面附着由金属粒子和碳粒子组成的屏蔽层，相对于现有的编织技术形成的屏蔽膜来说，由于编织会存在网眼，本申请的屏蔽率采用布类材料为载体，将金属材料填充(电镀)于布类材料的缝隙间，再将材料制作成液态，再次涂布挤压在载体上面,所有没有现有技术编织的网眼问题,屏蔽率相对于现有的来说更加优秀，另外，由于不会存在编织的问题，使得本申请的屏蔽膜在制作线缆的过程中，节省了更多的制作工艺，提高生产效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的屏蔽膜的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的屏蔽膜的制备方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的线缆的制造方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的线缆的制造方法的一个实施例示意图；
图5A为采用本申请实施例提供的屏蔽膜所制作的线缆进行电磁兼容(EMC)测试的示意图；
图5B采用传统材料(麦拉铝箔+编织网制作的线缆)进行电磁兼容(EMC)测试的示意图；
图6为本申请实施例提供的采用屏蔽膜制作的缆线进行电磁兼容(EMC)(1GHz–18GHz)测试示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块，本申请中所出现的模块的划分，仅仅是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征向量可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本申请中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分布到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的屏蔽膜的结构示意图，该屏蔽膜包括：
载体层102、第一屏蔽层101以及第二屏蔽层103；
该载体层102包括目标载体以及填充至目标载体中的金属粒子和炭粒子，也就是说，该载体层102中的金属粒子和碳粒子是填充至目标载体内部的，用于屏蔽电磁干扰；
该第一屏蔽层101以及第二屏蔽层103均附着于载体层102，且第一屏蔽层101与第二屏蔽层103相对于载体层102呈对称设置，也就是说，此处可以在载体层102的两面分别设置第一屏蔽层101以及第二屏蔽层103；
该第一屏蔽层101以及第二屏蔽层103由金属粒子和碳粒子组成，用于屏蔽电磁干扰以及强化目标载体。
一个实施例中，目标载体可以根据用户对厚度的需求选择不同的布类材料，例如该目标载体可以包括不织布、无纺布或聚酯类纤维布，当然该目标载体还可以包括其他类型的布类材料，也还可以根据用户的其他需求来进行选择不同的布类材料，具体不做限定。
需要说明的是，将金属粒子和碳粒子填充至目标载体，指的是将金属粒子和碳粒子通过电镀、水镀、蒸镀或溅镀工艺填充至目标载体，由于该目标载体为布类材料，而由于布类材料的编织特性，在布类材料中会存在缝隙，此处的填充是将金属粒子和碳粒子通过电镀、水镀、蒸镀或溅镀工艺填充至目标载体填充至目标载体的缝隙以及目标载体的表面，形成载体层，用以屏蔽电磁干扰。
需要说明的是，上述所说的金属粒子包括银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子以及云母粒子，碳粒子包括石墨烯粒子以及碳纳米管粒子，其中，金属粒子和碳粒子按照预设比率进行配置，该预设比例的配置与用户的需求的屏蔽率相关联，此处可以根据用户对屏蔽膜的屏蔽率的要求对银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子、锌粒子、云母粒子、石墨烯粒子以及碳纳米管粒子的比率进行调整。其中，银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子、锌粒子、云母粒子、石墨烯粒子以及碳纳米管粒子银粒子中各个粒子的预设比率如下：银：1％-40％；铜：0.5％-70％；铝：5％-70％；镍：5％-70％；镁：1％-30％；铁：1％-30％；锰：1％-30％；云母：0.5％-20％；石墨烯：0.1％-15％；碳奈米管：0.5％-15％；锌：1％-30％。也就是说，此处是将按照预设比率配置的银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子、锌粒子、云母粒子、石墨烯粒子以及碳纳米管粒子通过电镀、水镀、蒸镀或溅镀工艺填充至目标载体的缝隙以及表面。
一个实施例中，第一屏蔽层101以及第二屏蔽层103通过涂布挤压或喷涂的方式附着于载体层102，其中，该第一屏蔽层101以及第二屏蔽层103是采用与填充至目标载体的金属粒子和碳粒子相同的材料以及相同的预设比率附着于载体层，也即该第一屏蔽层101以及第二屏蔽层103是将银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子、锌粒子、云母粒子、石墨烯粒子和碳纳米管粒子按照预设比率混合成液态后通过涂布挤压或喷涂的工艺方式附着于载体102中。
需要说明的是，由于通过电镀、水镀、蒸镀或溅镀工艺方式将按照预设比率配置的金属粒子和碳粒子填充至目标载体的缝隙以及目标载体的表面时，目标载体的缝隙可能会存在无法100％填充现象，此处分别再通过挤压或喷涂的工艺方式将相同比率配置的金属粒子和碳粒子混合成液态附着于载体层102的两面，且由于预设比率配置的金属粒子和碳粒子是混合成液态的，因此在通过挤压或者喷涂时，会有一部分的金属粒子和碳粒子会填充至目标载体的缝隙，进一步的增加电磁干扰的屏蔽率，同时也会在载体层102的两个表面形成一层由金属粒子和碳粒子组成的屏蔽层，更近一步的增加屏蔽膜的抗电磁干扰能力。
需要说明的是，在实际应用中，还可以根据实际的需求将按照预设比率混合成液态的金属粒子和碳粒子通过涂布挤压或喷涂的方式多次附着于载体层102上，也即在载体层102上多次附着第一屏蔽层和第二屏蔽层，进一步的增加屏蔽膜的抗电磁干扰能力。
综上所述，可以看出，本申请提供的屏蔽膜，通过将金属粒子和碳粒子附着于目标载体形成载体层，并在载体层的两面重新附着由金属粒子和碳粒子组成的屏蔽层，相对于现有的编织技术形成的屏蔽膜来说，由于编织会存在网眼，本申请的屏蔽率采用布类材料为载体，将金属材料填充(电镀)于布类材料的缝隙间，再将材料制作成液态，再次涂布挤压在载体上面,所有没有现有技术编织的网眼问题,屏蔽率相对于现有的来说更加优秀，另外，由于不会存在编织的问题，使得本申请的屏蔽膜在制作线缆的过程中，节省了更多的制作工艺，提高生产效率。
上面对本申请提供的屏蔽膜进行说明，下面从屏蔽膜的制备装置的角度对本申请提供的屏蔽膜的制备方法进行说明。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的屏蔽膜的制备方法的流程示意图，包括：
201、提供目标载体。
本实施例中，屏蔽膜的制备装置可以首先提供目标载体，该目标载体包括但不限于如下布类材料：不织布、无纺布以及聚酯类纤维布，此处目标载体材质的选择可以根据用户对屏蔽膜的厚度或者其他的需求来进行选择。
202、将金属粒子和炭粒子填充至目标载体中，以得到载体层。
本实施例中，在得到目标载体之后，屏蔽膜的制备装置可以将金属粒子和碳粒子填充至目标载体中，以得到载体层，其中，金属粒子包括银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子以及云母粒子，碳粒子包括石墨烯粒子以及碳纳米管粒子。此处可以将银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子、锌粒子以及云母粒子、石墨烯粒子以及碳纳米管粒子按照预设比率进行配置，并通过电镀、水镀、蒸镀或溅镀工艺填充至目标载体的缝隙以及表面，以得到载体层，实现屏蔽电磁干扰的目的。
需要说明的是，金属粒子和碳粒子按照预设比率进行配置，该预设比例的配置与用户的需求的屏蔽率相关联，此处可以根据用户对屏蔽膜屏蔽率的要求对银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子、云母粒子、石墨烯粒子以及碳纳米管粒子的比率进行调整，例如增加铝粒子的比率或者减少银粒子的比率等等，具体不做限定。
203、将第一屏蔽层以及第二屏蔽层附着于载体层，以得到屏蔽膜。
本实施例中，在将金属粒子和碳粒子填充至目标载体，得到载体层之后，可以继续将第一屏蔽层以及第二屏蔽层附着于载体层上，最终得到屏蔽膜，其中，该第一屏蔽层与第二屏蔽层相对于载体层呈对称设置(也即将第一屏蔽层以及第二屏蔽层分别附着于载体层的两边)，第一屏蔽层以及第二屏蔽层由金属粒子和炭粒子组成，用于屏蔽电磁干扰以及强化所述载体层。
可以理解的是，此处将第一屏蔽层以及第二屏蔽层附着于载体层上指的是，将金属粒子和碳粒子按照预设比率混合成液态，之后将按照预设比率混合成液态的金属粒子和碳粒子通过涂布挤压或喷涂的方式附着于载体层的两边，形成第一载体层以及第二载体层，进一步的屏蔽电磁干扰。
综上所述，可以看出，本申请提供的屏蔽膜的制备方法中，采用布类材料为载体，将金属材料填充(电镀)于布类材料的缝隙间，再将材料制作成液态，再次涂布挤压在载体上面,所有没有现有技术编织的网眼问题,屏蔽率相对于现有的来说更加优秀，另外，由于不会存在编织的问题，使得本申请的屏蔽膜在制作线缆的过程中，节省了更多的制作工艺，提高生产效率。
上面对本申请实施例提供的屏蔽膜以及屏蔽膜的制备方法进行说明，下面对本申请实施例提供的线缆的制造方法进行说明。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的线缆的制造方法的流程示意图，包括：
301、生成用于电源传输和/或信号传输的导体。
本实施例中，在制作线缆时，首先生成用于电源传输和/或信号传输的导体。可以理解的是，该导体可以是用于电源传输的导体，也可以是用于信号传输的导体，也可以是同时用于电源传输和信号传输的导体。
302、在导体的外表面覆盖用于绝缘和保护的外被。
本实施例中，在制作完成导体后，可以在导体的外表面覆盖用于绝缘和保护的导体外被。
303、在导体的外部上缠绕或包覆带状的屏蔽膜。
本实施例中，在导体的外部面覆盖用于绝缘和保护的外被之后，可以在导体的外被上缠绕或包覆带状的屏蔽膜，该屏蔽膜为图1或图2所示实施例中的屏蔽膜。在导体外被制作完成后，如图4所示，可将带状的屏蔽膜401缠绕或包覆在导体402的外被403上。
需要说明的是，为了利用现有技术中已有的生成设备，可以在导体的外被上采用麦拉铝箔缠绕机缠绕或者采用包覆机包覆屏蔽膜。由于本申请实施例中的屏蔽膜是带状的，而麦拉铝箔也属于带状的结构，因此在本申请实施例的线缆的制作方法中，可以采用现有技术中的线缆的制造方法中的麦拉铝箔缠绕机或包覆屏蔽膜的设备，从而能够在减少现有技术的生产设备的情况下，生成出质量更有的线缆，并且由于麦拉铝箔生产需要用到专用的设备，且该设备的添置成本较高，因此，本申请实施例提供的线缆的制造方法在生成线缆时，能大大降低线缆的生产成本，同时由于无需麦拉铝箔，从而编织麦拉铝箔的金属材料也无需进行，从而在节省原材料的同时，还能大大减少对环境的污染。
304、在屏蔽膜上覆盖用于绝缘和保护的线缆外被。
本实施例中，在屏蔽膜缠绕或包覆完毕后，可以在屏蔽膜上覆盖用于绝缘和保护的线缆外被，该线缆外被是作为线缆最外部的保护膜的存在。
需要说明的是，在实际应用中，也可以不执行步骤304，也即该屏蔽膜的外围也可以不需要覆盖线缆外被，线缆外被是否需要覆盖取决于线缆的保护需求，如部分线缆并没有打过严苛的保护需求时，可以不覆盖线缆外被而直接采用屏蔽膜中的保护膜作为线缆的保护膜，例如用于器材内部的有器材外壳保护的线缆，又例如有些线缆时用于户外或者比较恶劣的环境中时，是需要再屏蔽膜的外围覆盖线缆外被，一方面作为保护膜，一方面增强线缆的绝缘性能。在实际应用中，可以根据实际需求进行设置，具体不做限定。
下面对本申请实施例提供的屏蔽膜以及线缆的制造方法生产的线缆的性能测试进行说明。
针对采用本申请实施例提供如图1所示的屏蔽膜或者图2屏蔽膜的制备方法制备得到的屏蔽膜(以下简称屏蔽膜)所制作的线缆进行电磁兼容(EMC)测试，请参阅图5A以及图5B，图5A为采用本申请实施例提供的屏蔽膜所制作的线缆进行电磁兼容(EMC)测试的示意图，图5B为采用传统材料(麦拉铝箔+编织网制作的线缆)进行电磁兼容(EMC)测试的示意图。
结合参阅图5A以及图5B，其中，纵坐标(dBuV/m)表示电场强度，是用来表示电场的强弱和方向的物理量，横坐标(MHz)标识波动频率，5A1以及5B1为标准线，由图5A以及图5B可以看出，采用屏蔽膜所制作的线缆进行电磁兼容(EMC)测试数据上明显比传统材料(麦拉铝箔+编织网)制作的线缆进行电磁兼容(EMC)测试数据，更加稳定(也即图5A中波形5A2相对应图5B中波形5B2走势更加平稳)，余量更大(也即图5A中波形5A2与标准线5A1的距离相对于图5B中的波形5B2与标准线5B1的距离更远)。
针对采用本申请实施例提供的制作的缆线进行电磁兼容(EMC)(1GHz–18GHz)测试，请参阅图6，图6为本申请实施例提供的采用屏蔽膜制作的缆线进行电磁兼容(EMC)(1GHz–18GHz)测试示意图。
参阅图6可以看出，采用屏蔽膜制作的缆线在1GHz–18GHz的测试数据，波形602的走势与标准线604相对应，波形601的走势与标准线603相对应，由图6可以看出，不管是波形601还是波形602距离各自的标准线有很大一段距离。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种屏蔽膜，其特征在于，包括：
载体层、第一屏蔽层以及第二屏蔽层；
所述载体层包括目标载体以及填充至所述目标载体中的金属粒子和炭粒子，用于屏蔽电磁干扰；
所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层均附着于所述载体层，且所述第一屏蔽层与所述第二屏蔽层相对于所述载体层呈对称设置；
所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层由所述金属粒子和所述炭粒子组成，用于屏蔽电磁干扰以及强化所述目标载体。
2.根据权利要求1所述的屏蔽膜，其特征在于，所述金属粒子和所述碳离子通过电镀、水镀、蒸镀或溅镀工艺填充至所述目标载体。
3.根据权利要求1所述的屏蔽膜，其特征在于，所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层通过涂布挤压或喷涂的方式附着于所述载体层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的屏蔽膜，其特征在于，所述金属粒子包括银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子、锌粒子以及云母粒子，所述碳粒子包括石墨烯粒子以及碳纳米管粒子。
5.根据权利要求4所述的屏蔽膜，其特征在于，所述第一屏蔽层、所述第二屏蔽层以及所述目标载体上的所述银粒子、所述铜粒子、所述镍粒子、所述铝粒子、所述镁粒子、所述铁粒子、所述锰离子、所述锌粒子、所述云母粒子、所述石墨烯粒子和所述碳纳米管粒子按照预设比率进行配比。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的屏蔽膜，其特征在于，所述目标载体包括不织布、无纺布或聚酯类纤维布。
7.一种屏蔽膜的制备方法，其特征在于，包括：
提供目标载体；
将金属粒子和炭粒子填充至所述目标载体中，以得到载体层，其中，所述载体层用于屏蔽电磁干扰；
将第一屏蔽层以及第二屏蔽层附着于所述载体层，以得到所述屏蔽膜，其中，所述第一屏蔽层与所述第二屏蔽层相对于所述载体层呈对称设置，所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层由所述金属粒子和所述炭粒子组成，用于屏蔽电磁干扰以及强化所述载体层。
8.根据权利要求7所述的屏蔽膜的制备方法，其特征在于，所述金属粒子和所述碳离子通过电镀、水镀、蒸镀或溅镀工艺填充至所述目标载体，所述第一屏蔽层以及所述第二屏蔽层通过涂布挤压或喷涂的方式附着于所述载体层。
9.根据权利要求7或8项所述的屏蔽膜的制备方法，其特征在于，所述金属粒子包括银粒子、铜粒子、镍粒子、铝粒子、镁粒子、铁粒子、锰离子、锌粒子以及云母粒子，所述碳粒子包括石墨烯粒子以及碳纳米管粒子，所述金属粒子和所述碳粒子按照预设比率进行配比。
10.一种线缆，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的屏蔽膜，或，包括通过权利要求7至9中任一项所述屏蔽膜的制备方法制备得到的屏蔽膜。
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