DD283231A5 - METHOD FOR PRODUCING ELECTROMAGNETIC WAVY RADIATION SCREENING MATERIAL - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetische Wellenstrahlung abschirmendes Material. Sie beinhaltet ein Verfahren, welches die Herstellung eines leichtgewichtigen Werkstoffes gewaehrleistet, der aufgrund seiner Zusammensetzung eine optimale Abschirmung elektromagnetischer Wellenstrahlung ueber einen breiten Frequenzbereich realisiert. Gleichzeitig haertet dieser Werkstoff bei Raumtemperatur aus. Das wird dadurch erreicht, dasz in einem Aluminium-Plast-Verbundwerkstoff Lagen von Aluminium-Folie und Schichten, bestehend aus einem Acrylatharz-Aluminium-Gemisch und einem Polymer, wechselseitig angeordnet sind. Diese Verbundwerkstoffe gewaehrleisten einen optimalen Einsatz als Werkstoff zum EMI-Schutz, der gleichzeitig eine grosze Langzeitstabilitaet auch bei hoher Beanspruchung gewaehrleistet.{Wellenstrahlung, elektromagnetisch; Aluminium-Plast-Verbundwerkstoff; Aluminium-Folie; Acrylatharz-Aluminium-Gemisch; EMI-Schutz; Langzeitstabilitaet; Material, abschirmend}The invention relates to a method for producing an electromagnetic wave radiation shielding material. It incorporates a process which ensures the production of a lightweight material which, due to its composition, provides optimum shielding of electromagnetic wave radiation over a wide frequency range. At the same time, this material hardens at room temperature. This is accomplished by interposing layers of aluminum foil and layers consisting of an acrylate-resin-aluminum blend and a polymer in an aluminum-plastic composite. These composite materials ensure optimal use as a material for EMI protection, which at the same time ensures a high long-term stability even under high load. {Wave radiation, electromagnetic; Aluminum-plastic composite; Aluminum foil; Acrylate-aluminum mixture; EMI protection; Langzeitstabilitaet; Material, shielding}
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung ist anwendbar auf dem Gebiet der Strahlenschutztechnik, speziell bei der Herstellung von elektromagnetische Strahlung abschirmenden Materialien. Sie ist beispielsweise einsetzbar zur Verkapselung von Bauelementen oder Leiterplatten sowie zum Schutz strahlungsempfindlicher Geräte.The invention is applicable in the field of radiation protection technology, especially in the production of electromagnetic radiation shielding materials. It can be used, for example, for the encapsulation of components or circuit boards as well as for the protection of radiation-sensitive devices.
Aus der Fach- und Patentliteratur sind eine Reihe von Möglichkeiten der Abschirmung von Objekten gegen elektromagnetische Wellenstrahlung bekannt. Bei Wolf, G.D., Sirinyan, K.: Eine neue Möglichkeit zum Galvanisieren von Polyamid-Spritzgußteilen. Galvanotechnik 75(1984)8, S.977/982 und bei Ebneth, H., Fitzky, H.-G.: Plastverarbeiter 33(1982) S.760/764 wird beispielsweise empfohlen, die in Frage kommenden Gegenstände aus Kunststoff mit Metall zu besprühen, Kunststoffgehäuse chemisch oder chemogalvanisch zu metallisieren. Lackierungen mit Silber, Nickel oder Kupfer enthaltenden Lacken aufzubringen, eine Vakuummetallisierung, ζ. B. mit Aluminium oder ein Elektrosputtern mit Schwermetallen vorzunehmen s. a. Trompler, S.: Metallisieren von Kunststoffen im Hochvakuum, Kunststoffe 78(1989) S.490/491From the technical and patent literature a number of ways of shielding objects against electromagnetic wave radiation are known. Wolf, G.D., Sirinyan, K .: A New Way to Electroplate Polyamide Injection Moldings. Galvanotechnik 75 (1984) 8, p.977 / 982 and Ebneth, H., Fitzky, H.-G .: Plastverarbeiter 33 (1982) p.760 / 764 is recommended, for example, the objects in question made of plastic with metal to spray, to metallize plastic housing chemically or chemogalvanisch. Coatings with paints containing silver, nickel or copper, vacuum metallization, ζ. B. with aluminum or electrosputtering with heavy metals s. a. Trompler, S .: metallization of plastics in a high vacuum, Kunststoffe 78 (1989) p.490 / 491
Die gemeinsamen Nachteile all dieser Lösungen bestehen The common disadvantages of all these solutions exist
- in der Notwendigkeit der Vorbehandlung der Polymeroberfläche- in need of pretreatment of the polymer surface
- in den mangelnden Benetzungseigenschaften zwischen Metall und Polymer- In the lack of wetting properties between metal and polymer
- in der niedrigen Verbundstabilität und geringen Haftfestigkeit der Metallschicht, so daß eventuelle zusätzliche Überzüge (z. B. Lacke, usw.) erforderlich sind- In the low bond strength and low adhesion of the metal layer, so that any additional coatings (eg paints, etc.) are required
- in der mechanischen Angreifbarkeit der metallisierten Schicht- in the mechanical vulnerability of the metallized layer
- im hohen technologischen Aufwand des jeweiligen Verfahrens- in the high technological complexity of the respective process
- in der minimierten Anwendungsbreite der Lösungen.- in the minimized application of the solutions.
Es wurden auch thermoplastische Materialien verwendet, die Metallflocken von Nickel, Kupfer oder Aluminium (US-PbThermoplastic materials have also been used which contain metal flakes of nickel, copper or aluminum (US Pat
4 559 506), rostfreie Stahlfase; 11, elektrisch leitfähigen Kohlenstoffruß (DE-OS 3 441 900) oder eine Kombination dieser Füllstoffe enthalten.4 559 506), stainless steel bevel; 11, electrically conductive carbon black (DE-OS 3,441,900) or a combination of these fillers.
Die Nachteile beim Zusatz von Aluminiumflockon oder Stahlfasern sindThe disadvantages of adding aluminum flock or steel fibers are
- die sehr hohen Füllgrade- the very high filling levels
- bei Aluminiumflocken die Bildung einer Oxidschicht und damit das Absinken der Abschirmwirkung bei Langzeitanwendungen.- For aluminum flakes, the formation of an oxide layer and thus the decrease in the shielding effect in long-term applications.
Die Nachteile, Polymere mit Ruß zu modifizieren, bestehen hauptsächlich inThe disadvantages of modifying polymers with carbon black are mainly in
- der chemischen Aktivität der Ruße. Es treten Reaktionen zwischen Rußoberfläche und Matrixpolymeren auf- the chemical activity of the carbon blacks. There are reactions between soot surface and matrix polymers
- Kristallisationsphänomenen- Crystallization phenomena
- mangelnden Benetzungseigenschaften einiger Polymere.- Lack of wetting properties of some polymers.
Der Haupt vachteil dieser thermoplastischen Materialien besteht darin,The main advantage of these thermoplastic materials is that
- daß ihre Abschirmwirkung gegen 0 verläuft, wenn die aus ihnen hergestellte Schutzbeschichtung eine Verletzung, beispielsweise einen Riß oder Spalte aufweist.- That their shielding action runs against 0, when the protective coating prepared from them has an injury, such as a crack or column.
Ein weiterer Nachteil äußert sich darin, daß eine Herstellung der Plast-Verbundwerkstoffe nur bei stark erhöhten Temperaturen erfolgen kann:Another disadvantage manifests itself in the fact that a production of plastic composites can only be done at greatly elevated temperatures:
- DE-PS 3 543 301 -Zugabe von Kupfer- ο Jer Zjnkpulver zu Acrylharzen (P 4MA). Heißpressung erfolgt bei 18O0C- DE-PS 3 543 301 -Zugabe of copper ο Jer Zjnkpulver to acrylic resins (P 4MA). Hot pressing is carried out at 18O 0 C
- GB-PS 2115 824-Zugabe von Aluminium- oder Zinkmetallfolienstückchen zu Polymeren. Einmischung erfolgt bei 70-900C. Es ist weiterhin aus der Literatur bekannt, r .etallisierte Gewebe, beispielsweise vernickelte Gewebe auf Kohlenstoffasern zur- GB-PS 2115 824-Addition of aluminum or Zinkmetallfolienstückchen to polymers. Interference takes place at 70-90 0 C. It is also known from the literature, r .etallisierte tissue, for example, nickel-plated carbon fibers for tissue
. EMI-Abschirmung zu verwenden, s. Ebneth, H.: Verbundwerkstoffe mit metallisierten Verstärkungsfasern. Kunststoffe 76(1986)3, S. 258/262. Problematisch an dioser Lösung ist, daß die textiltechnische Konstruktion des Gewebes von entscheidenden Einfluß auf den EMI-Schutz ist. Die Abstände der Kreuzungspunkte des Kett- und Schußfadens sollte im Gittergewebe λ/10 nicht überschreiten, wenn keine Minderung der Schirmdämpfung eintreten soll., To use EMI shielding, s. Ebneth, H .: Composites with metallised reinforcing fibers. Plastics 76 (1986) 3, pp. 258/262. The problem with this solution is that the textile-technical construction of the fabric is of decisive influence on the EMI protection. The distances of the crossing points of the warp and weft thread should not exceed λ / 10 in the mesh fabric, if no reduction of the screen attenuation should occur.
Bei Raumtemperatur, also kaltaushärtende Plast-Metall-Verbundwerkstoffe sind nur als Abschirmmaterial gegen Gamma- und Neutronenstrahlung bekannt. Dabei werden 50-65% Masseteile Aluminium mit 50-35 Massetellen eines Polymers versetzt. Die Abschirmwirkung dieses Verbundwerkstoffes gegen elektromagnetische Wellenstrahlung ist nicht bekannt, da der prozentuale Gehalt an Aluminium zum Polymer nicht ausreichend ist. Eine weitere Steigerung dieses zur Erzielung einer abschirmen .en Wirkung gegen elektromagnetische Wellenstrahlung ist nicht möglich, da sich damit die Verbundstabilität und die Haftfestigkeit des Metalls im Kunststoff zunehmend verschlechtert.At room temperature, so cold-curing plastic-plastic composites are known only as shielding against gamma and neutron radiation. In this case, 50-65% by weight of aluminum are mixed with 50-35 mass tables of a polymer. The shielding effect of this composite against electromagnetic wave radiation is not known, since the percentage content of aluminum to the polymer is not sufficient. A further increase of this to achieve a shielding .en effect against electromagnetic wave radiation is not possible because it increasingly deteriorates the composite stability and adhesion of the metal in the plastic.
Das Ziel der Erfindung liegt in der Bereitsteilung eines leichtgewichtigen Verbundwerkstoffes zum EMI-Schutz, der technologisch leicht beherrschbar ist und eine Langzeitstabilität gewährleistet.The object of the invention is to provide a lightweight composite material for EMI protection, which is technologically easy to control and ensures long-term stability.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines leichtgewichtigen bei Raumtemperatur aushärtenden Werkstoffes zu schaffen, der aufgrund seiner Zusammensetzung eine effektive Umsetzung der elektromagnetischen Wellenstrahlung in Wirbelströme über einen breiten Frequenzbereich und damit verbunden eine optimale Abschirmwirkung gegen elektromagnetische Wellenstrahlung realisiert.The invention has for its object to provide a method for producing a lightweight material curing at room temperature, which realizes an effective implementation of the electromagnetic wave radiation in eddy currents over a wide frequency range and thus an optimal shielding effect against electromagnetic wave radiation due to its composition.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetische Wellenstrahiung abschirmendes Material aus Aluminium-Plast-Verbundwerkstoff dadurch gelöst, daß im Aluminium-Plast-Verbundwerkstoff Lagen von Aluminium-Folie und Schichten, bestehend aus 50 Masseteilen Acrylharz-Aluminium-Gemisch im Verhältnis 1:1 und 50 Masseteilen eines zugesetzten Monomers, wechselseitig angeordnet werden. Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die mittleren Lagen der Aluminium-Folie zur Sicherung und Steigerung der Verbundstabilität und der Haftfestigkeit des Metalls im Kunststoff mit Löchern versehen sind. Vorteilhaitorweise kann als Monomer Methacrylsäuremethylester eingesetzt werdenAccording to the invention the object is achieved by a method for producing an electromagnetic Wellenstrahiung shielding material made of aluminum-plastic composite, characterized in that in the aluminum-plastic composite layers of aluminum foil and layers, consisting of 50 parts by weight of acrylic resin-aluminum mixture in the ratio of 1 : 1 and 50 parts by weight of an added monomer to be mutually arranged. A favorable embodiment of the invention is that the middle layers of the aluminum foil for securing and increasing the composite stability and the adhesive strength of the metal in the plastic are provided with holes. Vorteilhaitorweise can be used as the monomer methyl methacrylate
Die Vorteile der Lösung ergeben sich im wesentlichen dadurch, daß The advantages of the solution result essentially from the fact that
- ein leichtgewichtiger Werkstoff erhalten wird, der elektromagnetische Wellenstrahlung optimal abschirmt- A lightweight material is obtained, which shields electromagnetic wave radiation optimally
- dieser Werkstoff bei Raumtemperatur aushärtet- This material cures at room temperature
- sich die elektromagnetische Abschirmung derart erhöht, daß eine Steigerung der Schirmdämpfungswerte um etwa 20-80% im Vergleich zum massiven Aluminium zu verzeichnen ist.the electromagnetic shield is increased so as to increase the screen attenuation values by about 20-80% compared to the solid aluminum.
- Nachbehandlungen des Aluminium-Plast-Verbundwerkstoffes mit Überzügen zur Erhöhung der Verbundstabilität und der Haftfestigkeit entfallen- Aftertreatments of the aluminum-plastic composite with coatings to increase the composite stability and the adhesion are eliminated
- ein optimaler Einsatz als elektromagnetische Welienstrahlung abschirmendes Material mit sehr geringem Gewicht gegeben ist, der eine große Langzeitwirkung auch bei hoher Beanspruchung gewährleistet.- An optimal use as electromagnetic wave radiation shielding material is given with very low weight, which ensures a long-term effect even under high stress.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
Zur Herstellung des Aluminium-Plast-Verbundwerkstoffes werden 50 Masseteile Acrylharz-Pulver mit einem Katalysator und Beschleuniger, gut geeignet ist Kolloplast R, mit 50 Masseteilen Aluminiumpulver einer Körnung d<0,3 mm vermischt. Dem Pulvergemisch wird das flüssige Monomer, vorzugsweise Methacrylsäuremethylester, unter ständigem Verrühren in einer Menge von 1 ml des Monomers auf 1 g Pulvergemisch zugesetzt, solange bis die vollständige Benetzung des Gemisches erfolgt ist. Die entstandene Vergußmasse kann danach in eine bereitgestellte Form gegossen werden, die zuvor mit einer Lage Aluminium-Folie der Stärke d 0,02mm ausgelegt wurde. Anhand des Ausführungsbeispiels erweist sich als optimale Variante, die mittleren Lagen der Aluminium-Folie mit Löchern zu versehen, da hier die Verbundstabilität zwischen Matrix und Metall verbessert wird.For the production of the aluminum-plastic composite, 50 parts by weight of acrylic resin powder with a catalyst and accelerator, well suited Kolloplast R, mixed with 50 parts by weight of aluminum powder with a grain size d <0.3 mm. The liquid monomer, preferably methyl methacrylate, is added to the powder mixture with constant mixing in an amount of 1 ml of the monomer per 1 g of powder mixture until complete wetting of the mixture has taken place. The resulting potting compound can then be poured into a prepared mold, which was previously designed with a layer of aluminum foil of thickness d 0.02 mm. Based on the embodiment proves to be optimal variant to provide the middle layers of the aluminum foil with holes, since here the composite stability between matrix and metal is improved.
Im Probekörper wurden 5 Lagen Aluminium-Folie eingebracht, wobei zum Abschluß ebenfalls eine ungelochte Folie aufgelegt wurde. Es reichen etwa 2-3 Stunden bei Raumtemperatur aus, um ein formstabiles Gußstück aus der Form entnehmen zu können.5 layers of aluminum foil were introduced into the test specimen, with an unperforated foil also being applied at the end. It is sufficient for about 2-3 hours at room temperature to remove a dimensionally stable casting from the mold can.
Nach etwa 48 Stunden ist die vollständige Durchhärtung abgeschlossen.After about 48 hours, complete curing is complete.
In nachfolgender Tabelle und grafischer Darstellung erfolgt eine Auf- und Gegenüberstellung von Ergebnissen der Mersung zur Schirmdämpfung unterschiedlicher Materialproben. Diese Materialproben wurden mit einem Meßaufbau analog zu I ckersley, A.: „H-fieid shielding effectiveness of flame-sprayed and thin solid aluminium and copper sheets" in IEEE Transactioi.s on Electromagnetic Compatibility, Vol. EM(MO, No 1, March 1968, pp 101-104 untersucht. Diese Meßmethode bestimmt die in jedem Falle kritische Dämpfung der magnetischen Feldkomponente im Nahfeld.In the following table and graphical representation, a comparison and comparison of the results of the test for screening attenuation of different material samples is performed. These material samples were measured using a measuring structure analogous to I ckersley, A .: "H-shielding effectiveness of flame-sprayed and thin solid aluminum and copper sheets" in IEEE Transactioi on Electromagnetic Compatibility, Vol. EM (MO, No 1, March 1968, pp 101-104, which determines the critical attenuation of the near field magnetic field component in each case.
Es? werden die Schirmdämpfpungswerte A einer Probe aus massiven Aluminium den Schirmdämpfungswerten B einer Probe aus dem Aluminium-Plast-Verbundwerkstoff in Abhängigkeit von der Frequenz f gegenüberstellt. Zur rechnerischen Ermittlung der Schirmdämpfungswerte C galten als Grundlage die Gewichte des massiven Aluminium-Plast-Verbund-ProbekörpersIt? For example, the screen attenuation values A of a solid aluminum sample are compared to the screen attenuation values B of a sample of the aluminum-plastic composite as a function of the frequency f. The weights of the solid aluminum-plastic composite test specimen were used as the basis for calculating the shielding attenuation values C.
(G = 12,15g; ören = 2,7g/cm3) und des Aluminium-Plast-Verbund-Probekörpers (G = 5,15g; aVERBUND= 1,4g/cm3). Die WerteC treffen Aussage über die Schirmdämpfung eines angenommenen Prpbekörpers aus massiven Aluminium, der allerdings nur das Gewicht des Aluminium-Plast-Verbund-Probekörper besitzt.(G = 12,15g; ö ren = 2.7 g / cm 3) and the aluminum-plastic composite specimen (G = 5,15g; O link = 1.4 g / cm 3). The WerteC statement on the shielding attenuation of an assumed test specimen made of solid aluminum, however, has only the weight of the aluminum-plastic composite specimen.
Die Werte D geben die prozentuale Steigerung der Schirmdämpfung in Gegenüberstellung des neuen Aluminium-Plast-Verbundwerkstoffes zum angenommenen Probekörper aus massiven Aluminium gleichen Gewichts wieder. Gestützt wird diese Aussage durch die in der Zeichnung dargelegte grafische Darstellung der Schirmdämpfungswerte B und C in Abhängigkeit von der Frequenz.The D values represent the percentage increase in screen attenuation versus the new aluminum-plastic composite to the assumed solid aluminum equivalent sample. This statement is supported by the graphical representation of the shielding attenuation values B and C as shown in the drawing as a function of the frequency.
Claims (3)
Acrylatharz-Aluminium-Gemisch im Verhältnis 1:1 und 50 Masseteilen eines zugesetzten
Monomers, wechselseitig angeordnet werden.1. A method for producing an electromagnetic wave radiation shielding material made of aluminum-plastic composite material, characterized in that in the Aluminium'um-Plast-Verbundv arkstoff layers of aluminum foil and layers, consisting of 50 parts by mass
Acrylate resin-aluminum mixture in the ratio 1: 1 and 50 parts by weight of an added
Monomers, arranged alternately.
Methacrylsäuremethylester ist.3. The method according to claim 1, characterized in that the monomer
Methacrylic acid methyl ester.
Priority Applications (1)
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| DD32864289A DD283231A5 (en) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | METHOD FOR PRODUCING ELECTROMAGNETIC WAVY RADIATION SCREENING MATERIAL |
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Publications (1)
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| DD283231A5 true DD283231A5 (en) | 1990-10-03 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| DD (1) | DD283231A5 (en) |
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1989
- 1989-05-16 DD DD32864289A patent/DD283231A5/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
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