ES2323745T3 - Juntas emi formadas en posicion. - Google Patents

Abstract

Material de blindaje contra EMI, que comprende: un sistema polímero que cura por aportación de calor, capaz de fluir, endurecible un catalizador que tiene una actividad catalítica que, en presencia de calor, cataliza una reacción del sistema polímero que cura por adición de calor que provoca el curado y el endurecimiento del sistema, una carga eléctricamente conductora que afecta adversamente la actividad catalítica del catalizador envenenando el catalizador y estando presente el catalizador en una cantidad suficiente para conservar dicha actividad catalítica.

Description

Juntas EMI formadas en posición.

Campo del invento

El presente invento se refiere a composiciones poliméricas eléctricamente conductoras y más particularmente a una juntas de blindaje contra interferencias electromagnéticas (EMI) formadas en posición y a métodos para formar tales juntas.

Antecedentes del invento

El documento de EE.UU. nº 5.366.664 describe un material de blindaje contra EMI que comprende un sistema de curado por aportación de calor polimérico fluido, endurecible; una carga eléctricamente conductora, y un catalizador que tiene acción catalítica que en presencia de calor, cataliza una reacción en el sistema de curado por aportación de calor polimérico, que hace que el sistema se cure y se endurezca.

Las juntas de blindaje contra EMI (juntas EMI) se utilizan en diversos tipos de equipos electrónicos para proporcionar protección contra interferencias debidas a energía electromagnética, incluyendo interferencias de radiofrecuencia (RFI) y, de manera más amplia, todas las bandas de interferencia comúnmente denominada interferencia electromagnética (EMI). Una junta de blindaje incluye un elemento eléctricamente conductor, sea éste una malla metálica, una carga conductora o un chapado, recubrimiento o tejido conductor, que impida que las EMI interfieran con un dispositivo electrónico y/o que proteja a otros dispositivos electrónicos adyacentes, de las EMI emitidas por un dispositivo electrónico.

Típicamente, las juntas EMI se preparan en una de tres configuraciones; lineal, troquelada o moldeada. Por lineal, debe entenderse un moldeo, extrusión, etc., de una longitud recta, definida. Por troquelada se entiende que una configuración de junta se forma a partir de un material elastómero en lámina, eléctricamente conductor, que se corta mediante un troquel con la forma deseada, por ejemplo redonda, cuadrada, etc. Por moldeada, quiere decirse que la configuración de junta se forma poniendo elastómero sin curar, que puede contener una carga conductora o una malla conductora, en un molde diseñado específicamente, que luego es sometido a compresión (presión) y luego es curado para hacer que el elastómero adopte la configuración de junta deseada.

Los tres métodos presentan desventajas, especialmente cuando se les utiliza para formar juntas multidireccionales o multiaxiales complejas, como puede ocurrir en dispositivos con varios compartimientos, todos los cuales han de ser apantallados, tanto unos de otros como del ambiente externo. Además, los problemas son todavía más críticos en el caso de dispositivos de menor tamaño, tales como los teléfonos celulares, los ordenadores portátiles y otros dispositivos portátiles, en los que el diámetro de la junta resulta muy pequeño y las posibilidades de fabricar y montar tales juntas de forma segura, son difíciles y laboriosas.

La utilización de material de junta para formar juntas multiaxiales/multidireccionales complejas (por ejemplo, en los planos x e y o en los planos x, y y z) es difícil, lleva tiempo y es costosa. Cada parte de la junta debe cortarse y unirse a mano a las partes adyacentes de otras juntas lineales y, luego, unirse o asegurarse en posición sobre el sustrato.

El troquelado de material conductor en lámina servirá en muchos casos, especialmente en las aplicaciones en dos planos (por ejemplo, planas; x,y), siempre que cada parte de la junta sea los bastante ancha y/o gruesa para ser autoportante. Las partes troqueladas, sin embargo, suponen un desperdicio importante del material en lámina, porque éste es, típicamente, una resina reticulada tal como silicona o poliuretano. Esto no es aceptable, ya que incrementa de forma inaceptable el coste de tales partes. Además, como el troquelado es un proceso basto, el material en lámina ha de ser francamente rígido y autoportante, lo que está en contra de lo deseado por el usuario de la junta (es decir, ésta debe ser suave y flexible).

El moldeo es lento y, también, genera recortes en forma de rebabas, que deben ser eliminados. Además, cada diseño de junta debe utilizar un molde diseñado específicamente, lo que hace que el procedimiento sea caro, a excepción del caso de artículos de gran volumen.

Sumario del invento

Un objeto del presente invento es proporcionar un método de fabricar una junta EMI formada en posición, un sistema para formar en posición juntas EMI multiaxiales/multidireccionales complejas, generando un mínimo de desechos, y una junta EMI formada en posición.

Otro objeto del invento es proporcionar medios y métodos para depositar exactamente y con rapidez un cordón de material sobre un sustrato, cuyo método pueda eliminar o controlar la formación de babas.

Todavía otro objeto de este invento es proporcionar un aparato para permitir la extrusión de un material para juntas EMI con el fin de formar una junta, cuyo aparato comprende medios para controlar la presión de un gas, destinados a controlar el régimen de extrusión a través de una cabeza o de un orificio de extrusión, a la atmósfera.

La invención proporciona un material de blindaje contra EMI según la reivindicación 1 y un método para obtenerlo, según la reivindicación 13. Las realizaciones preferidas de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

El presente invento se refiere a un material de blindaje contra EMI que puede ser utilizado para obtener una junta EMI formada en posición, y a un sistema para formar una junta de esta clase empleando una mesa y/o un dispensador capaces de moverse en direcciones multiaxiales, uno con relación a otro, y un sustrato que ha de ser provisto de tal junta. El invento se refiere, asimismo, a un procedimiento para proporcionar un elastómero conductor, conformándolo en posición según una configuración de junta deseada con el fin de crear una junta EMI formada en posición.

El invento proporciona, según una realización, un procedimiento para formar una junta de blindaje contra EMI. La junta puede ser una junta curada por calor. El procedimiento comprende las operaciones de disponer un material polímero eléctricamente conductor, capaz de fluir, en una cámara de extrusor, aplicar presión neumática positiva y negativa a la cámara para controlar la extrusión del material desde la cámara en forma de un cordón de material, formando el material una junta EMI individual con áreas deseadas en sección transversal, y curar luego el cordón, por ejemplo calentándolo, para formar la junta EMI final.

El invento, proporciona, según otra realización, un aparato para extrudir material polímero eléctricamente conductor. El aparato incluye una cámara con un primero y un segundo extremos, para contener material polímero fluyente, y una cabeza de extrusión unida al primer extremo para extrudir el material polímero fluyente a través de un orificio de extrusión. El aparato incluye una fuente de presión de gas positiva y una fuente de presión de gas negativa, conectadas a un módulo de control. El módulo de control tiene una salida para aplicar selectivamente la presión positiva y la presión negativa a la cámara. Un conducto que conecta la salida del módulo de control con el segundo extremo de la cámara de extrusor, proporciona una magnitud seleccionada de presión al segundo extremo de la cabeza de extrusión. La presión neumática suministrada al extrusor puede ser hecha variar y se ajusta dependiendo de la velocidad de la cabeza de extrusión, de la cantidad de material de blindaje contra EMI contenida en la cámara de extrusor, de las características del caudal del material y de la viscosidad del material de blindaje contra EMI. La formación de los cordones puede controlarse con precisión haciendo variar la presión neumática muy rápidamente. Para terminar la formación de los cordones, se reduce rápidamente la presión del material polímero fluyente conectando el conducto a la presión manométrica negativa. Una vez que se ha formado el cordón sobre el sustrato, el material eléctricamente conductor es sometido a un proceso de curado para curar el material de blindaje contra EMI.

De acuerdo con otra realización, la invención proporciona material de blindaje contra EMI definido, en parte, por un sistema polímero de curado con aportación de calor que incluye una carga eléctricamente conductora. De acuerdo con esta y otras realizaciones, el sistema polímero puede incluir una base de elastómero. Deseablemente, el material tiene una resistividad volumétrica de menos de, aproximadamente, 0,050 ohmios cm y puede ser extrudido fácilmente. Al ser expuesto a una temperatura de, al menos, 85ºC durante un período de tiempo de, al menos, 30 minutos, el material cura esencialmente por calor. El sistema polímero de curado con aportación de calor es definido, de acuerdo con un aspecto, por una primera especie que tiene un primer grupo funcional, una segunda especie que tiene un segundo grupo funcional que reacciona con el primer grupo funcional en presencia de un catalizador y de calor, y un catalizador con una acción catalítica que, en presencia de calor, cataliza una reacción entre el primero y el segundo grupos funcionales.

Según la invención, la carga eléctricamente conductora, afecta adversamente a la actividad catalítica del catalizador, pero hay presente catalizador en cantidad suficiente para que conserve la actividad catalítica deseada. Se proporcionan métodos y disposiciones para retener catalizador en cantidad suficiente para conservar la actividad catalítica deseada y, de acuerdo con uno de ellos, el material de blindaje se envasa como un equipo. El equipo incluye un primer recipiente que contiene un primer componente previamente mezclado que incluye la primera especie, la carga eléctricamente conductora y el catalizador, un segundo recipiente que contiene un segundo componente previamente mezclado que incluye la primera especie, la segunda especie y la carga eléctricamente conductora. El equipo incluye, asimismo, un tercer recipiente que contiene el catalizador. Merced a esta disposición, el tercer recipiente se utiliza para reponer catalizador que es inhibido por la carga eléctricamente conductora. Por "inhibido" ha de entenderse que se ve afectado química o físicamente de forma que se reduzca su actividad catalítica.

De acuerdo con una realización del invento, un material de blindaje contra EMI incluye un polímero de siloxano que incluye grupos vinilo funcionales, un reticulador de siloxano que incluye hidruros reactivos, una carga eléctricamente conductora que contiene plata y un catalizador de platino. La carga eléctricamente conductora que contiene plata inhibe el catalizador de platino, y de ahí los métodos y disposiciones de acuerdo con el invento para reponer el catalizador con el fin de asegurar que puede proporcionarse una acción catalítica suficiente.

De acuerdo con otra realización del invento, se describe un método para obtener una junta de blindaje contra EMI. El método incluye extrudir sobre un sustrato un sistema polímero que cura por aportación de calor, carente de forma, que incluye una carga eléctricamente conductora y que, preferiblemente, tiene una viscosidad desde, aproximadamente, 100 a, aproximadamente, 10.000 Pa\cdots (aproximadamente 100.000 a aproximadamente 10.000.000 centipoise), más preferiblemente desde, aproximadamente, 1.000 a aproximadamente 4.000 Pa\cdots (aproximadamente, 1.000.000 a aproximadamente 4.000.000 centiopse). El sistema es calentado luego a una temperatura y durante un período de tiempo suficientes para hacer que el sistema cure, formando así una junta con una resistividad volumétrica de menos de, aproximadamente, 0,050 ohmios cm. La junta puede formarse sin aplicar presión, por ejemplo con un molde, al extrudido. Antes de la operación de extrusión, de acuerdo con un aspecto, el sistema polímero de curado por aportación de calor, se prepara formando una mezcla de una primera especie que tiene un primer grupo funcional, una segunda especie que tiene un segundo grupo funcional que reacciona con el primer grupo funcional en presencia de un catalizador y de calor, un catalizador que cataliza una reacción entre el primero y el segundo grupos funcionales, y la carga eléctricamente conductora.

De acuerdo con un aspecto del método, el sistema polímero que cura con aportación de calor se prepara mezclando un primer componente previamente mezclado y un segundo componente previamente mezclado. El primer componente previamente mezclado incluye la primera especie, la carga eléctricamente conductora y el catalizador. El segundo componente previamente mezclado incluye la primera especie, la segunda especie y la carga eléctricamente conductora. Antes de mezclar el primero y el segundo componentes, puede añadirse catalizador adicional al primer componente previamente mezclado. Esta disposición puede utilizarse cuando el catalizador tiene una acción catalítica que, en presencia de calor, cataliza una reacción entre el primero y el segundo grupos funcionales, y la carga eléctricamente conductora inhibe el catalizador, afectando adversamente a su actividad catalítica.

El invento, también, proporciona un sustrato con blindaje contra EMI. El sustrato blindado incluye un primer sustrato eléctricamente conductor, un segundo sustrato eléctricamente conductor adyacente al primer sustrato, y una junta eléctricamente conductora, formada en posición, sobre una parte predeterminada del primer sustrato y unida a ella, con el fin de proporcionar una conexión eléctrica y blindaje contra EMI, entre el primero y el segundo sustratos. De acuerdo con un aspecto, el primer sustrato es un recinto y el segundo sustrato es una cubierta para el recinto. El primero y el segundo sustratos pueden estar formados de un material eléctricamente conductor, tal como metal, plástico metalizado, un compuesto y un estratificado de metal/plástico, un plastisol recubierto o cualquier combinación de estos. La junta puede estar formada de una resina elastómera y puede hacerse eléctricamente conductora mediante la incorporación de una o más cargas conductoras a la resina. La junta puede incluir más de una capa, siendo al menos la capa exterior eléctricamente conductora.

De acuerdo con una realización, el sustrato blindado contra EMI incluye un sustrato que tiene una superficie eléctricamente conductora, una cubierta para el sustrato, teniendo la cubierta una superficie eléctricamente conductora que se corresponde y coincide con la superficie conductora del sustrato, y una junta eléctricamente conductora, formada en posición, dispuesta sobre una parte predeterminada de la superficie conductora del sustrato o cubierta, y unida a ella, con el fin de proporcionar una conexión eléctrica y un blindaje contra EMI entre el sustrato y la cubierta, al acoplar la cubierta con el sustrato.

De acuerdo con otra realización del invento, se proporciona una junta EMI formada en posición, que incluye una composición constituida por una resina de silicona, una o más cargas conductoras, y un agente de curado para la resina. La composición, cuando se mezcle y se aplique a un sustrato, creará una junta formada en posición, de configuración estable, capaz de proporcionar un blindaje contra EMI de desde, aproximadamente, 10 dB a, aproximadamente, 120 dB en un margen de frecuencias que va desde 10 MHZ a 12 GHz.

De acuerdo con otra realización, el invento proporciona una junta contra EMI que está hecha de una composición formada por un primer componente, que es un polímero primario con grupos terminales que son capaces de reaccionar químicamente entre sí en presencia de humedad para formar un polímero derivado con una longitud media de cadena mayor que dicho polímero primario, un segundo componente que es un elastómero no reticulado que, en esencia, no reacciona químicamente consigo mismo ni con dicho primer componente, y un tercer componente constituido por una o más cargas eléctricamente conductoras. Cuando se mezclan íntimamente el primero, el segundo y el tercer componentes, la composición, cuando se la mantiene en ausencia de humedad y de otros materiales donantes de hidrógeno activo, es una composición termoplástica fácilmente extrudible y, por lo demás, esencialmente termocurable.

De acuerdo con otra realización, el invento proporciona un sistema para formar recintos blindados contra EMI. El sistema incluye una plataforma de soporte, una boquilla aplicadora de compuesto situada por encima de la plataforma y en coincidencia con ella, un suministro de compuesto eléctricamente conductor conectado a la boquilla aplicadora, y un mecanismo de accionamiento para mover la boquilla o la plataforma una con relación a la otra, en una o más direcciones de desplazamiento. Puede preverse una cámara de curado para curar el compuesto, tras su aplicación.

De acuerdo con todavía otra realización, el invento proporciona un procedimiento para formar una junta o un sustrato de blindaje contra EMI, conductora, en posición, que incluye las operaciones de proporcionar un sustrato que ha de ser dotado de una junta, proporcionar un suministro de material de junta conductor, aplicar el material a la superficie del sustrato en un diseño predeterminado, y curar el material en posición sobre el sustrato.

De acuerdo con un aspecto de todas las realizaciones, en este caso, se proporciona una junta formada en posición, sin imprimación.

El invento tiene un amplio campo de utilización en aplicaciones de juntas formadas en posición que incluyen, aunque sin limitarse a ellas, la aplicación a las superficies coincidentes de piezas de cubierta para dispositivos electrónicos tales como teléfonos celulares, ordenadores portátiles y otros dispositivos que hayan de estar apantallados. Además, puede formarse una junta sobre una cubierta retirable que se monte en una abertura de acceso para un dispositivo electrónico.

Estos y otros objetos del invento resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción y de las reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 ilustra, en vista en planta, una configuración preferida de una junta EMI conductora, formada en posición, con una estructura física compleja que comprende una serie de secciones alargadas según el eje x-y, en un sustrato deseado;

la Fig. 2 muestra, en sección transversal, una realización preferida de la junta de la Fig. 1;

la Fig. 3 representa, en vista en planta, un sistema preferido para formar en posición una junta EMI, de acuerdo con el presente invento;

la Fig. 4 muestra otra realización de un sistema del presente invento, en sección transversal;

la Fig. 5 ilustra una sección transversal de otra realización preferida del presente invento;

la Fig. 6 es una ilustración esquemática de un aparato extrusor;

la Fig. 7 es una representación de un procedimiento de formación de un cordón sobre cada uno de una pluralidad de sustratos;

la Fig. 8 es una representación del procedimiento ilustrado en la Fig. 7, que incluye, además, el curado por calor de los cordones en posición en los sustratos; y

la Fig. 9 es una representación de un cordón eléctricamente no conductor, formado mediante un dispositivo de la técnica anterior, que muestra el material en exceso o babas del cordón.

Descripción detallada del invento

El presente invento se refiere a una junta EMI formada en posición. Tales juntas son útiles, cuando están posicionadas entre dos sustratos adyacentes, tal como una cubierta en forma de caja, con el fin de formar una continuidad o un puente eléctrico entre los dos sustratos e impedir o reducir, por tanto, el potencial de que se produzcan interferencias electromagnéticas (EMI).

La Fig. 1 muestra una realización preferida del presente invento. La junta conductora 1 formada en posición está montada en una o en varias secciones preseleccionadas de un sustrato 2 que ha de ser apantallado. En la Fig. 1, el sustrato 2 es un recinto modular formado por dos compartimientos 3, 4 separados por una pared 5. Un recinto de esta clase puede ser una carcasa de teléfono celular, una caja de conmutadores, un alojamiento de una unidad de disco duro, etc. Como puede verse, la junta 1 se forma en su sitio a lo largo de los bordes del recinto que se acoplarán con una cubierta (no mostrada).

La Fig. 2 muestra la junta 11 conductora, formada en posición, en sección transversal, montada en el recinto 12. En esta realización, el área del recinto 13 que ha de ser dotado de la junta tiene un resalto 14 contra el que se forma la junta. Otras realizaciones pueden carecer del resalto 14, siendo planas, o pueden hacer uso de otros dispositivos de posicionamiento tales como socavados, colas de milano, canales, etc., en los que, o contra los que, puede formarse la junta.

El material polímero precursor es extrudido sobre un sustrato, curado, y presenta propiedades ventajosas de blindaje contra EMI, tales como una resistividad volumétrica inferior a, aproximadamente, 0,050 ohmios cm. La junta puede aplicarse a cualquier sustrato, en cualquier configuración, fácilmente y de forma efectiva desde el punto de vista económico, con una inversión mínima en utillaje. Además, con el uso de equipo de aplicación previamente programable, se puede almacenar un número infinito de configuraciones de junta que pueden ser solicitadas y utilizadas rápida y repetidamente sin necesidad de fabricar un troquel o un molde específicos.

Además, permite la colocación precisa de juntas de muy pequeño diámetro (por ejemplo, 0,762 mm de diámetro o menores), lo que es difícil de conseguir excepto mediante moldeo.

El término "elastómero" debe considerarse en su significado usual, dado el propósito al que está destinado el invento. Las bases de elastómero utilizadas en el invento pueden ser resinas termocurables; por ejemplo, resinas que reticulen y, subsiguientemente, curen a una temperatura crítica o en presencia de un catalizador/agente de curado tal como peróxido, un fotoiniciador, humedad, etc. Cualquier base de elastómero termocurable, flexible, resulta adecuada para ser utilizada en el invento, tal como copolímeros EPDM, cauchos de silicona, cauchos de fluorosiliconas, cauchos de uretano, cauchos de nitrilo, cauchos de butilo y mezclas de los mismos.

También pueden emplearse termoplásticos de elastómeros. Son particularmente útiles los cauchos termoplásticos, tales como varios copolímeros de bloque (caucho KRATON^{TM}, resina NORPRENE^{TM}, o resina SANTOPRENO^{TM}). La omisión de otros elastómeros no quiere decir que se excluya específicamente su uso en el invento. Determinadas exigencias físicas o de tipo eléctrico de la aplicación a la que están destinadas las juntas, pueden dictar la utilización de composiciones de elastómero particulares.

El material seleccionado es, preferiblemente, un material polímero curable, capaz de fluir. Bajo esta definición debe entenderse un material polímero con características de viscosidad como las anteriormente descritas, que pueda ser extrudido fácilmente a partir de una boquilla de extrusión. El material polímero capaz de fluir tiene, preferiblemente, las siguientes características de caudal representativas descritas en lo que sigue: cuando el material es extrudido a través de un orificio de 0,84 mm (aguja de 0,1024 mm), a 1,38 bar, el margen de caudales es (dependiendo de la viscosidad) de 0,03-0,14 g/min; a 2,76 bar, el margen de caudales es de 0,05-0,25 g/min; a 4,11 bar, el margen de caudales es de 0,10-0,46 g/min. Cuando el material es extrudido a través de un orificio de 1,37 mm (aguja de 1,45 mm) a 1,38 bar, el margen de caudales es de 0,06-0,49 g/min, mientras que a 2,76 bar, el margen es de 0,19-1,25 g/min y a 4,11 bar, el margen es de 0,36-2,62 g/min. El material polímero capaz de fluir debe ser suficientemente viscoso y/o tener una forma lo bastante estable de manera que no se desplome, no se afloje ni se escurra entre el momento de su aplicación y el tiempo de curado. Puede adoptar forma de pasta, una masa, un gel o un fluido viscoso. Alternativamente, cuando el material tiene un ciclo de curado rápido o crea un material inicialmente estable tal como un gel o una estructura desnuda o de espuma al ser aplicado, el material que se aplique puede ser un fluido relativamente diluido o
no viscoso.

Además, la resina seleccionada debe formar una junta curada resistente a la compresión, elástica, suave, incluso si se utiliza con adición de cantidades relativamente elevadas de cargas conductoras.

Los elastómeros preferidos que cumplen los requisitos anteriores incluyen cauchos de silicona, espumados o no; geles de silicona, espumados o no, típicamente dichos geles son cauchos de silicona relativamente blandos que pueden haber sido extendidos con aceites o plastificantes o que están sólo ligeramente reticulados; poliuretanos, especialmente del tipo prepolímero de uretano en el que el prepolímero está rematado o terminado con un grupo isocianato que, al ser expuesto a un agente activador (típicamente un grupo que contiene hidroxi), tal como agua, aminas o alcoholes, hace que el prepolímero reticule; cauchos elastómeros tales como DYNAFOAM^{TM} y NORPRENE^{TM} de la Norton Co.; la resina SANTOPRENE^{TM} y el caucho KRATON^{TM}, de Shell Oil. Estos termoplásticos comprenden, generalmente, al menos un copolímero de bloque, tal como caucho SBS o SIS con o sin otros polímeros (polietileno, poliestireno, etc.) y/o aceites o plastificantes. Además, pueden utilizarse, asimismo, varias mezclas de los elastómeros.

Dicho polímeros son generalmente conocidos y están ampliamente disponibles, véanse, por ejemplo, las patentes norteamericanas 4.931.479, 4.643.924 y la solicitud de patente europea EP 0326704A.

Una junta EMI puede formarse de una composición, como lo enseña la solicitud de patente europea 0326704A, utilizando un sistema polímero de dos componentes, uno de los cuales sea de naturaleza termoplástica, siendo el otro termocurable al ser expuesto a la humedad o a grupos hidroxilo activos. De acuerdo con una realización, la junta incluye los tres componentes siguientes. El primer componente es un polímero primario con grupos terminales que son capaces de reaccionar químicamente entre sí en presencia de humedad, para formar un polímero derivado con una longitud media de cadena mayor que la de dicho polímero primario, tal como un prepolímero de poliéster rematado con isocianuro. El segundo componente es un elastómero no reticulado que, en esencia, no reacciona químicamente consigo mismo ni con dicho primer componente en presencia de humedad, tal como un copolímero de bloque, por ejemplo copolímeros de bloque de estireno-butadieno-estireno. El tercer componente está constituido por una o más cargas eléctricamente conductoras. El primero, el segundo y el tercer componentes se mezclan íntimamente y la composición, cuando se la mantiene en ausencia de humedad y de otros materiales donantes de hidrógeno activo, forma una composición termoplástica fácilmente extrudible y, por lo demás, moldeable o aplicable como recubrimiento en forma usual pero que, al ser expuesta a la humedad, se hace esencialmente termocurable. Una realización preferida del invento utiliza sistemas que curan por adición de calor.

Materiales polímeros a base de silicona adecuados para ser utilizados, incluyen los comercialmente disponibles de la Dow Corning Corporation como SYLGARD^{TM} 527 (Partes A y B), DOW CORNING 3146, los disponibles de GE Silicone como material de silicona RTV de un solo componente, que incluye el adhesivo sin imprimación RTV 6802, 6803, 6808, 6809, el adhesivo para todo uso RTV 6702, 6703, 6708, el adhesivo sin imprimación, de curado rápido, RTV 5812, 5813, 5818 y materiales RTV de dos componentes, así como las siliconas (dos componentes) autoimprimantes (sin imprimación) KE 1800 T, KE 109 RTV o KE 1820, KE 1830 de Shin-Etsu (Torrance, CA, EE.UU.). Un material adecuado puede mezclarse con una o más cargas conductoras para formar un material EMI.

La junta puede hacerse eléctricamente conductora mediante el uso de una carga conductora incorporada en la base de elastómero y/o merced al uso de una capa exterior eléctricamente conductora formada sobre un núcleo que puede ser conductor o no conductor.

Las cargas que se utilizan para impregnar elastómeros para hacerles eléctricamente conductores, son bien conocidas en la técnica. Ejemplos de estas cargas incluyen, aunque sin limitarse a ellas, cargas a base de metales nobles, eléctricamente conductoras, tales como plata pura; metales nobles chapados con metales nobles, tales como oro plateado; metales no nobles chapados con metales nobles, tales como aluminio, níquel o cobre plateado, por ejemplo, partículas con alma de aluminio plateadas o partículas de cobre chapadas con platino; vidrio, plástico o cerámicas chapado con metales nobles, tales como microesferas de vidrio plateadas, alúmina chapada con metales nobles o microesferas de plástico chapadas con metales nobles; mica chapada con metales nobles; y otras de tales cargas conductoras de metales nobles. También son adecuados materiales a base de metales no nobles, incluyendo metales no nobles chapados con metales no nobles, tales como partículas de hierro revestidas con cobre o cobre niquelado; metales no nobles, por ejemplo cobre, aluminio, níquel, cobalto; no metales chapados con metales no nobles, por ejemplo, grafito niquelado y materiales no metálicos tales como negro de carbón y combinaciones de grafito de las cargas para satisfacer los parámetros deseados de conductividad, dureza y otros para una aplicación particular.

La forma y el tamaño de las cargas eléctricamente conductoras no son críticos para el presente invento. Las cargas pueden tener cualquier forma que tenga una utilización general en la fabricación de materiales conductoras, incluyendo esférica, escamas, laminillas irregulares o fibrosas (tales como fibras cortadas). Al fabricar juntas de acuerdo con el invento, se prefiere que la forma de las partículas sea esférica, sustancialmente esférica o irregular. Las cargas en forma de escamas o laminillas son preferidas cuando se las utiliza para formar un recubrimiento conductor exterior para la junta formada en posición.

El tamaño de partículas de las cargas eléctricamente conductoras puede encontrarse dentro del margen normalmente utilizado para cargas en materiales conductores. En general, el tamaño de partículas de la o de las cargas está comprendido entre 0,250 \mum y 250 \mum, aproximadamente, de preferencia desde 0,250 \mum a 75 \mum, aproximadamente, y más preferiblemente desde 0,250 \mum a 60 \mum, aproximadamente.

El material polímero curable, capaz de fluir del invento tiene una viscosidad desde aproximadamente 100 a aproximadamente 10.000 Pa\cdots (aproximadamente, 100.000 a aproximadamente, 10.000.000 centipoise). La viscosidad se mide a 25ºC utilizando un viscosímetro de Brookfield (serie RV) soporte Heliopath, "F" con husillo en T (1-2,5 rpm), de los Brookfield Engineering Labs. Inc., de Stoughton, Mass., EE. UU. La viscosidad puede ajustarse, por ejemplo, por adición de un fluido de silicona.

La cantidad, o la medida, de la o de las cargas eléctricamente conductoras del material elastómero conductor utilizado en el presente invento puede variar en un amplio margen, en tanto la carga eléctricamente conductora esté presente en una cantidad suficiente para proporcionar propiedades de blindaje contra EMI/RFI. En general, la cantidad de las partículas de carga en el material elastómero conductor está comprendida entre el 10 y el 80 por ciento en volumen, aproximadamente, de preferencia desde el 20 al 66 por ciento en volumen, aproximadamente.

Cuando se utiliza una capa exterior conductora para proporcionar la conductividad a la junta, puede adoptar la forma de un chapado, un recubrimiento o una película. Las capas chapadas tales como el plateado, no son las preferidas, ya que los chapado tienden a ser rígidos y a agrietarse bajo compresión. Pueden utilizarse películas tales como una poliamida o un polietileno cargado conductor.

Preferiblemente, la capa conductora exterior es una cierta forma de recubrimiento conductor. Más preferiblemente, es un recubrimiento elástico cargado de manera conductora. Tales recubrimientos pueden basarse, y de preferencia se basan, en la misma resina de elastómero que se utiliza para formar la capa interior. Los recubrimientos preferidos incluyen silicona, poliuretano, resinas acrílicas y epoxídicas con una o más de las cargas conductoras con el mismo margen de tamaños y las mismas cantidades que se han descrito anteriormente.

Pueden añadirse, también, otras cargas y otros ingredientes a la base de elastómero, si así se desea. Tales cargas incluyen materiales absorbedores de microondas, cargas térmicamente conductoras, cargas inertes o de refuerzos tales como sílices y cargas de pigmentación, así como microesferas de vidrio o de polímero. Además, pueden añadirse agentes de curado, agentes reticuladores, retardadores de llama, diluyentes, disolventes o agentes para facilitar las dispersiones, etc., como es bien sabido en la técnica para formar el material elastómero conductor deseado. Los elastómeros pueden comprender, además, otros compuestos, tales como plastificantes, aceites extendedores, agentes reblandecedores, catalizadores espesantes, agentes de hinchado u otros agentes que comuniquen propiedades deseadas a la junta corriente.

Típicamente, la junta debe tener una dureza Shore A (medida de acuerdo con las normas ASTM) inferior a 90, de preferencia de entre 5 y 80, más preferiblemente de entre 5 y 50 y, del modo más preferible, de entre 5 y 40. Las propiedades de la junta variarán dependiendo de la resina elegida, tanto si está espumada como si no, de la cantidad de carga contenida en ella y los otros constituyentes (aceites, plastificantes, cargas de refuerzo, etc.) que pueden
añadirse.

Una junta típica, formada en posición, debe tener una baja fuerza de cierre, por ejemplo una fuerza inferior a, aproximadamente, 893 g/cm, preferiblemente menor que 536 g/cm y, más preferiblemente menor que 179 g/cm para deformar la junta la suficiente para asegurar una continuidad eléctrica apropiada entre los dos sustratos adyacentes.

La junta debe poder ser dispersada por equipo automatizado (si así se desea) en diámetros comprendidos entre aproximadamente 0,25 mm y 6,35 mm de ancho, y con relaciones de aspecto de desde, aproximadamente, 0,25 a 1 hasta, aproximadamente, 3 a 1.

La eficacia del blindaje contra EMI debe ser, al menos, de 10 dB, preferiblemente de, por lo menos, 20 dB en un margen de frecuencias comprendido entre, aproximadamente, 10 MHZ y 12 GHz. Más preferiblemente, debe proporcionar una eficacia de blindaje contra EMI de desde, aproximadamente, 10 dB hasta 120 dB, preferiblemente desde, aproximadamente, 20 dB hasta 80 dB, en un margen de frecuencias de desde, aproximadamente, 10 MHZ hasta 12 GHz, preferiblemente desde, aproximadamente, 200 MHZ hasta 10 GHz. La eficacia del blindaje variará, naturalmente, con la cantidad de material conductor presente, la deformación impuesta sobre la junta y con el método de ensayo utilizado. Todos los anteriores valores de eficacia del blindaje suponen una carga típica de materiales conductores como antes se ha mencionado, con al menos una deformación del 10%, preferiblemente del 10 al 50%, y procedimientos de ensayo MIL-G-83528.

El procedimiento de aplicación de tales elastómeros conductores formados en posición incluye, preferiblemente, el uso de equipo automatizado, tal como aplicadores robóticos, por ejemplo aplicadores según los ejes x-y, x-y-z y otros de tales aplicadores multieje o de tipo rotacional, aplicadores manuales tales como pistolas de calafatear; aplicadores por transferencia y otros procedimientos de esta clase.

Preferiblemente, el procedimiento se refiere a la formación de un elastómero que sea capaz de ser formado en posición, aplicándose el elastómero a un sustrato a lo largo de una trayectoria predeterminada y curando el elastómero en su sitio. Esto significa que un material polímero, libre de forma, por ejemplo un sistema polímero que cura por aportación de calor, libre de forma, es extrudido sobre un sustrato y curado. Por "libre de forma" debe entenderse que el producto extrudido adopta una forma deseada y es curado sin utilizar un molde. El extrudido puede ser curado, asimismo, sin molde, preferiblemente a presión atmosférica.

De acuerdo con una realización preferida, se consigue una excelente adherencia de los materiales y de las juntas del invento a sustratos sobre los que son aplicados y curados, sin emplear imprimación. Si se desea o se requiere, sin embargo, debido a la resina de elastómero seleccionada y/o a su adherencia a un determinado sustrato, puede utilizarse un agente de unión o imprimación. Por ejemplo, se sabe que algunas composiciones de silicona tienen malas propiedades de adherencia, especialmente a sustratos metálicos, por lo que puede utilizarse una imprimación, tal como un silano funcionalizado, un éster de silicato, un cianurato o un adhesivo a base de silicona, para hacer que la composición de silicona se adhiera al sustrato metálico. En las realizaciones preferidas, aún cuando se utilicen materiales sin imprimación, la fuerza de cohesión dentro de las juntas formadas, es menor que la elevada fuerza de adherencia con el sustrato subyacente. De esta forma, se obtiene una buena unión con los sustratos.

Un procedimiento preferido consiste en utilizar una mesa o un soporte estacionario en el que se fija en posición el sustrato que ha de ser dotado de una junta. Un aplicador móvil, tal como una boquilla programable según x-y o x-y-z, que está conectada a un suministro de elastómero para formar en posición, se dispone junto al sustrato y, de preferencia, por encima de él, y luego se la hace desplazarse según un trayecto predeterminado, aplicándose el elastómero a la parte del sustrato sobre el que se desplaza, en una cantidad deseada. Luego, se cura el elastómero.

Alternativamente, la boquilla puede ser estacionaria y puede hacerse que la mesa se mueva en dos (x-y), tres (x-y-z) o más planos de movimiento.

En otra realización, tanto la boquilla como la mesa pueden moverse en uno o más planos, una con relación a la otra. Un ejemplo es cuando la boquilla se mueve en dos planos (x-y) y, también, puede girar, y la mesa puede realizar un movimiento en vertical (z). Podrían utilizarse, asimismo, otras variaciones y realizaciones.

Un sistema típico para llevar a cabo el procedimiento se representa en la Fig. 3, en la que una mesa o plataforma de soporte 21 tiene montado en ella un sustrato que ha de ser provisto de una junta 22. Un aplicador, tal como el dispensador 23 de revestimiento, está situado sobre la plataforma 21. El dispensador está conectado a un suministro (no representado) de elastómero para formar en posición, a través de un conducto 24.

El dispensador 23 es capaz de moverse en, al menos, dos planos de movimiento con relación a la plataforma, tal como en los ejes x e y. Preferiblemente, puede desplazarse en tres planos de movimiento (x,y,z) y, también, puede ser hecho girar con el fin de acomodar cambios de altura o del ángulo del sustrato 21 sobre el que pasa y aplica el elastómero para formar una junta 25 en una posición deseada.

La Fig. 4 muestra otros sistema típico en el que el dispensador 26 y la mesa 27 se mueven uno con relación a otro. Asimismo, en este caso, la boquilla tiene dos conducciones 28, 29 de suministro que permiten el uso de sistemas de dos componentes, tales como uretanos o la introducción de un componente gaseoso (aire, CO_{2}, nitrógeno) en el elastómero justamente antes de la aplicación, con el fin de formar una estructura espumada. La mesa 27 en la que está montado el sustrato 30, es desplazada en una o en mas direcciones (x, y y/o z) mediante un mecanismo de accionamiento representado por el cuadro 31. La boquilla es desplazada mediante un mecanismo de accionamiento 22,
similar.

Un método de constituir la junta para formar en posición es mezclar un caucho de silicona, de preferencia en forma de polímero de siloxano de baja dureza Shore A con una carga eléctricamente conductora en una cantidad suficiente para proporcionar el blindaje contra EMI. La mezcla se mezcla, a su vez, con caucho de silicona adicional y/o con un agente de curado o un catalizador y es añadida a un aplicador de jeringa montado en un brazo de aplicador según x-y. El material es dispersado entonces a lo largo de un borde periférico de un sustrato, tal como el alojamiento de un teléfono celular, donde cura en posición.

Otro método consiste en formar una capa de junta de elastómero no conductor, por ejemplo mediante el procedimiento descrito anteriormente y formar, luego, una capa exterior conductora sobre el núcleo no conductor, por pulverización, recubrimiento, pintura o inmersión o aplicando de otra manera una capa exterior conductora sobre el núcleo. La Fig. 5 muestra una realización de esta clase. La junta 40 está contenida en un canal 41 formado en un sustrato 42. La capa interior 43 es cubierta, al menos parcialmente, con una capa exterior conductora 44. La capa interior 43 es, de preferencia, no conductora. Sin embargo, si se desea, podría ser conductora, conteniendo, por ejemplo, negro de carbón como carga.

Alternativamente, el núcleo no conductor puede ser recubierto con una capa adhesiva sobre la que luego se aplican, por flocado, fibras conductoras, como lo enseña la patente norteamericana 5.115.104, que se incorpora a esta memoria en su totalidad.

La junta puede curarse mediante cualquiera de los mecanismos comúnmente utilizados para el polímero seleccionado, en tanto el curado no afecte adversamente a las propiedades de asentamiento de la junta entre la aplicación y el curado, ni a las propiedades físicas o eléctricas de la junta curada.

Algunos elastómeros, tales como los poliuretanos a base de prepolímeros, básicamente curan por sí mismos porque, una vez que comienza la reacción entre el grupo isocianato y el grupo hidroxi, típicamente continúa hasta que se termina uno o ambos grupos.

Otros elastómeros, tales como algunos cauchos de silicona y termoplásticos utilizan agentes de curado químico, tales como peróxido, azufre, zinc o aminas y/o calor para reticular y curar la resina.

También pueden utilizarse resinas fotocurables mediante la incorporación de un agente de curado fotosensible o un fotoiniciador que, al ser expuesto a luz de una cierta longitud de onda (UV, etc.) hace que la resina se reticule y cure.

Algunas resinas utilizan calor para curar. En una realización particularmente preferida del invento, un sistema polímero que cura por aportación de calor, en forma de extrudido polímero fluyente, curable, es curado en un horno. Además, en los sistemas que curan por calor, se puede calentar un sustrato antes, durante o después de la aplicación (especialmente si se trata de metal) de material polímero fluyente, curable, con el fin de acelerar el curado y evitar los problemas que origina un recubrimiento de sustrato frío como disipador de calor y que roba calor de la resina. Alternativamente, la resina puede ser calentada en un recipiente o en un paso de extrusor tal como una boquilla, justamente antes de su aplicación. Puede hacerse uso de aire caliente o de calentadores de infrarrojos junto al sustrato.

Las resinas que funden en caliente, tales como las basadas en cauchos KRATON^{TM} necesitan, típicamente, enfriarse con el fin de curar. En este caso, puede resultar útil un enfriamiento afirmativo del sustrato. Las resinas que funden en caliente, que contienen un agente de reticulación, realmente pueden necesitar ser mantenidas a temperatura elevada (aunque inferior al punto de fusión de la resina), con el fin de reticular.

De acuerdo con una realización particularmente preferida del invento, un sistema polímero que cura por aportación de calor y una carga eléctricamente conductora, forman un material de blindaje contra EMI que puede ser extrudido y, luego, curado por calor. Los sistemas polímeros con aportación de calor son conocidos y muchos de tales sistemas, adecuados para ser utilizados en el invento, se curan por reacción entre grupos funcionales de moléculas adyacentes, cuyos grupos funcionales y cuyas moléculas pueden ser iguales o diferentes. Por ejemplo, el invento encuentra utilidad con una especie única que es un polímero que puede ser reticulado, cuya cadena puede extenderse o ambas cosas.

La primera y la segunda especies, que tienen un primero y un segundo grupos funcionales, respectivamente, también pueden hacerse reaccionar para que un material polímero capaza de fluir, cure y endurezca. La primera especie es, generalmente, polímera y la segunda especie es un agente de reticulación, aunque tanto la primera como la segunda especies pueden ser polímeras. La primera y la segunda especies tienen funcionalidades adecuadas, de tal forma que una reacción de reticulación térmicamente activada de como resultado el endurecimiento del material en una medida tal que la junta posea propiedades mecánicas deseables en una junta de blindaje contra EMI.

La primera especie es, de preferencia, una especie polímera, con un tamaño y una estructura tales que de como resultado que el material sea capaz de fluir y de ser extrudido, en general con una viscosidad desde, aproximadamente 500 a 1.000 Pa\cdots (aproximadamente 5.000 poise a aproximadamente 10.000 poise) a 25ºC. Las especies polímeras pueden ser homopolímeros lineales, ramificados o radiales; copolímeros aleatorios o copolímeros de bloque, incluyendo especies polímeras anteriormente descritas, y pueden incluir grupos funcionales reactivos terminales, grupos funcionales reactivos internos (no terminales), o ambos. La primera especie puede incluir materiales de fenilmetilvinilo y divinilmetilo. De acuerdo con una realización particularmente preferida, la primera especie es un polímero de siloxano terminado en vinilo, tal como poli(dimetil siloxano) terminado en vinilo, y la segunda especie es un agente de reticulación híbrido tal como un siloxano terminado en hidruro o un copolímero de metilhidrodimetilsiloxano con 20-60% de hidrógeno metilo. Típicamente, es necesario un catalizador, tal como un catalizador de platino para catalizar la reacción de curado por adición entre la primera y la segunda especies. Los catalizadores de platino son conocidos por los expertos normales de la técnica, típicamente incorporados como una especie de organoplatino.

Los sistemas polímeros a base de siloxano que curan con aportación de calor están comercialmente disponibles, por ejemplo de Dow Chemical, GE Silicone o Shin-Etsu Company. Tales sistemas se venden, generalmente, como sistemas de dos componentes, incluyendo el primer componente un siloxano que contiene vinilo y, aproximadamente, 5-10 ppm de catalizador de platino, y conteniendo el segundo componente un siloxano con hidruro funcional y un siloxano que contiene vinilo. El primero y el segundo componentes se mezclan y se curan por calor, dando como resultado un material de configuración estable.

El sistema polímero que cura por aportación de calor lo hace, esencialmente al ser expuesto a una temperatura de, al menos, 85ºC durante un período de tiempo de, por lo menos, 30 min. Típicamente, se emplean temperaturas de desde, aproximadamente, 85ºC hasta, aproximadamente, 180ºC, y se aplica calor al sistema durante un período de tiempo comprendido entre, aproximadamente, 30 minutos y, aproximadamente, 160 min. Los sistemas preferidos se hacen curar a, aproximadamente, 150ºC durante unos 30 minutos, a aproximadamente 120ºC durante unos 60 minutos, o a unos 85ºC durante 120 minutos, aproximadamente. Los expertos en la técnica pueden ajustar el tiempo y la temperatura de curado para adecuarse a un sistema particular. Por ejemplo, si se utiliza una temperatura tan alta como 250ºC, el tiempo de curado puede ser tan breve como de 1 a 5 minutos.

Los sistemas polímeros que curan por adición preferidos, tales como sistemas a base de siloxanos, se adherirán a un sustrato sobre el que se curan sin emplear imprimación. Los sustratos a los que se adherirá el sistema cuando cura sobre ellos, incluyen plásticos, metales, cerámicas, sílice y similares.

De acuerdo con el invento, un material eléctricamente conductor se mezcla con el primero y el segundo componentes de un sistema de dos componentes que cura por aportación de calor y, cuando los componentes estén mezclados y se curen por calor, se obtendrá como resultado un material de blindaje contra EMI de configuración estable. Sin embargo, cuando se utiliza un material eléctricamente conductor a base de plata (tal como polvo de plata, metal plateado, cerámica o partículas de polímero, o partículas impregnadas de plata) la plata actúa afectando adversamente a la actividad catalítica del catalizador, especialmente de un catalizador de platino. Por tanto, cuando se almacenan el primero y el segundo componentes previamente mezclados, anteriormente descritos, con el tiempo la carga a base de plata inhibe el catalizador de platino, afectando adversamente a la actividad catalítica del catalizador. Así, la reposición de catalizador es controlada de acuerdo con el invento para contrarrestar el envenenamiento, por la carga conductora, del catalizador, resultante del almacenamiento y del uso del sistema.

De acuerdo con una realización particularmente preferida del invento, un método incluye proporcionar varios componentes previamente mezclados y mezclarlos juntos para formar material de blindaje contra EMI, que puede ser extrudido para formar una junta. Los componentes se formulan de tal modo que se mezclen cantidades predeterminadas de cada uno de ellos antes de la extrusión, cuando las cantidades predeterminadas pueden ser entregadas y mezcladas convenientemente. Por ejemplo, los componentes pueden ser preparados de tal forma que pueda mezclarse, antes de la extrusión, una proporción, del primero y el segundo, de aproximadamente 1:1.

Se proporciona un sistema de tres componentes que incluye un componente previamente mezclado que puede incluir la primera especie, la carga eléctricamente conductora y el catalizador. Un segundo componente puede incluir la primera especie, la segunda especie y la carga eléctricamente conductora. Puede proporcionarse un tercer componente que incluya el catalizador en un portador adecuado, tal como un fluido de silicona o un fluido compatible con la silicona, un disolvente orgánico tal como tolueno, alcohol o similar, o un de las especies primera y segunda. Un acelerador del curado, tal como el vendido por Dow Corning como Q3-6559, así como otros aceleradores del curado con un contenido de catalizador relativamente alto, es adecuado para uso como tercer componente para reposición de catalizador. El método puede incluir la mezcla del primero y del segundo componentes y la posterior adición del tercer componente con anterioridad a la extrusión, o la mezcla del primer componente con el tercer componente y la adición ulterior del segundo componente con anterioridad a la extrusión. Aunque no es lo preferido, pueden mezclarse el segundo y el tercer componentes, yendo seguida dicho mezclado por la adición del primer componente antes de la extrusión.

De acuerdo con otra realización del invento, se proporciona un sistema de dos componentes que incluye un componente previamente mezclado que puede incluir la primera especie, la segunda especie, la carga eléctricamente conductora, el catalizador y un inhibidor. El inhibidor impide la reacción entre la primera y la segunda especies a temperatura ambiente, pero se volatiliza a temperaturas de curado, permitiendo la reacción entre la primera y la segunda especies. Un segundo componente incluye el catalizador en un portador adecuado. De acuerdo con esta realización, cuando se utiliza un siloxano que contiene hidruro en la reacción de curado, es repuesto, ventajosamente, si el sistema se almacena durante más de un día. La cantidad de hidruro necesaria para reponer el sistema depende de la duración del almacenamiento. De acuerdo con esta realización, el método comprende mezclar el primero y el segundo componentes justamente antes de la extrusión.

De acuerdo con una realización, antes del curado pueden añadirse microesferas polímeras al sistema polímero que cura con aportación de calor. Tales microesferas polímeras son conocidas en la técnica y está formadas de material fenólico, material a base de acrilonitrilo o similar, dependiendo de las propiedades físicas deseadas. Puede hacerse que tales microesferas sean compresibles, de tal modo que al comprimirlas, disminuya la viscosidad del material que las contiene. También puede hacerse que las esferas contengan una especie volátil, tal como un núcleo de hidrocarburo contenido en una envuelta polímera y que, al ser expuesto al calor, el hidrocarburo se expanda, expandiendo la esfera. Microesferas de acrilonitrilo con un tamaño de 5-200 \mum, con un promedio de 25 \mum, son adecuadas para utilizarlas en el invento.

Una junta de blindaje contra EMI se forma extrudiendo, desde una cabeza de extrusión, un material polímero capaz de fluir, consistente en una mezcla de un sistema polímero de tres componentes, que cura por calor, que incluye partículas de carga eléctricamente conductora.

\newpage

El sistema de tres componentes se formula como sigue. Un primer componente previamente mezclado está constituido por 12,25 partes en peso de un polímero de siloxano terminado con vinilo y un catalizador de platino que contiene 48 partes en peso de partículas de cobre plateadas (partículas eléctricamente conductoras), y 0,2 partes en peso de microesferas de acrilonitrilo. Un segundo componente previamente mezclado es una mezcla de 12,5 partes en peso de polímero de siloxano terminado con hidruro y polímero de siloxano terminado con vinilo, 48 partes en peso de partículas de cobre plateadas, 0,2 partes en peso de microesferas de acrilonitrilo de 25 \mum, y 0,2 partes en peso de sílice pirógena. El primero y el segundo componentes, carentes de microesferas, partículas eléctricamente conductoras y sílice pirógena, están comercialmente disponibles de Dow Corning como SYLGARD^{TM} y 527B. En otros ejemplos se utilizan, respectivamente, siliconas 6196 (Partes A y B) de GE Silicone o KE 109 RTV de Shin-Etsu. En el primero y en el segundo componentes se mezcla un tercer componente constituido por 0,25 partes en peso de un acelerador de curado que contiene un catalizador de platino, disponible de Dow Corning como Q3-6559, y 0,75 partes en peso de una fluido de silicona, disponible de Dow Corning como fluido 200 de baja viscosidad.

Cantidades predeterminadas del primero, del segundo y del tercer componentes se cargan en recipientes respectivos de un sistema de suministro y extrusión de material ilustrado en la Fig. 6 y descrito con mayor detalle en lo que sigue. Los porcentajes en volumen del primero, del segundo y del tercer componentes añadidos para formar la mezcla polímera capaz de fluir son, aproximadamente, 19, 19 y 1, respectivamente, de acuerdo con una realización. El primero y el tercer componentes pueden mezclarse antes de la adición del segundo componente. El producto puede ser curado por calor en posición, por ejemplo a una temperatura de 138ºC durante media hora.

A continuación se describe un aparato para formar un cordón de material curable sobre un sustrato. Cualquiera de los materiales anteriormente descritos, además de otros materiales, puede ser extrudido empleando el aparato. El aparato puede usarse para extrudir material de manera uniforme, rápida y sin sobrepasarse. En una realización preferida del invento, el aparato comprende un extrusor con una cámara para contener un suministro de material eléctricamente conductor con una viscosidad comprendida entre 100 y 10.000 Pa\cdots (100.000 a 10.000.000 centipoise). Preferiblemente, el material tiene una viscosidad comprendida entre 1.000 y 4.000 Pa\cdots (1.000.000 a 4.000.000 centipoise). Una cabeza de extrusión está montada en el extrusor y está conectada con la cámara para extrudir el cordón de material de blindaje contra EMI sobre el sustrato, pudiendo desplazarse la cabeza con respecto al sustrato. Una bomba de vacío proporciona una presión manométrica negativa y un compresor proporciona una presión manométrica positiva. Ambos están conectados a un módulo de control que está destinado a controlar la cantidad de presión neumática que actúa sobre el material de blindaje contra EMI. La presión neumática suministrada al extrusor puede hacerse variar y se ajusta dependiendo de la velocidad de la cabeza de extrusión, de la cantidad de material de blindaje contra EMI en la cámara del extrusor, de las características del caudal del material y de la viscosidad del material de blindaje contra EMI. La formación del cordón puede controlarse de manera precisa haciendo variar muy rápidamente la presión neumática. Para terminar la formación del cordón, se reduce rápidamente la presión sobre el material polímero capaz de fluir, conectando el conducto con la presión manométrica negativa. Una vez que se ha formado el cordón sobre el sustrato, el material eléctricamente conductor es sometido a un proceso de curado para curar el material de blindaje contra EMI.

La Fig. 6 muestra un diagrama esquemático de un aparato indicado generalmente en 110, para formar un cordón sobre un sustrato, que puede ser curado después de formado. El aparato tiene un extrusor 140, un sistema de suministro de presión, indicado en general en 120, y un sistema de suministro de material indicado en general en 50.

El aparato 110 proporciona una cantidad predeterminada de material polímero 111 capaz de fluir, suministrada al extrusor 140 que tiene una cámara 141. El material polímero 111 capaz de fluir es forzado, mediante presión neumática, a salir de la cámara 141 del extrusor a través de un orificio 142a de una cabeza 142 de extrusión, siendo suministrada dicha presión neumática por el sistema 20 de suministro de presión, sobre la superficie del material polímero 111 capaz de fluir. La presión suministrada a la cámara 141 del extrusor es ajusta por un módulo de control 126 y puede ser hecha variar. A medida que el material polímero capaz de fluir es forzado a través de la cabeza de extrusión 142, la cabeza se mueve siguiendo una trayectoria predeterminada para formar un cordón 112 de material polímero. El cordón 112 que se forma a lo largo de la trayectoria deseada, es curado para formar la junta de blindaje contra EMI final. La formación del cordón cesa cuando se ha formado una junta continua circundante, reduciéndose la presión en la cámara 141, de preferencia muy rápidamente, hasta una presión manométrica negativa, que puede ser tan baja como -0,91 bar o menor.

El extrusor 140 está montado en un aplicador robótico que es una máquina comercialmente disponible, programable en las coordenadas X, Y, Z. En la realización preferida, la cabeza se mueve con relación a la posición de un sustrato 115, que está fijo en su sitio durante el proceso de extrusión. Una unidad 117 de control robótico controla el movimiento del robot y del aparato de extrusión. Un aplicador robótico adecuado está disponible de Robotics Inc., situada en Ballston Spa, New York, EE.UU.

El sistema 50 de suministro de material está diseñado para alimentar una cantidad predeterminada de material a la cámara 141 de extrusor. El material que se está extrudiendo puede ser un material polímero capad de fluir, curable. Bajo esta definición está comprendido un material polímero con características de viscosidad como las descritas anteriormente, que puede ser extrudido fácilmente desde una boquilla de extrusión, y que es termocurable, termoplástico o que puede curar de otra manera. El material puede ser un elastómero o una resina de un solo componente, que cure por calor, humedad, luz o por medios químicos. Cualquier resina flexible en condición curada es adecuada para usarla en el invento, por ejemplo copolímeros EPDM, cauchos de silicona, cauchos de fluorosilicona, cauchos de uretano, cauchos de nitrilo, cauchos de butilo, y mezclas de los mismos. Pueden utilizarse materiales termocurables o termoplásticos. El material seleccionado debe ser suficientemente viscoso y/o tener una configuración lo bastante estable de manera que no se desplome ni se afloje ni se escurra, entre el momento de su aplicación y el tiempo de curado. Puede adoptar la forma de una pasta, una masa, un gel o un fluido viscoso. Alternativamente, cuando el material tiene un ciclo de curado rápido o crea un material inicialmente estable, tal como un gel o una estructura desnuda o de espuma al ser aplicado, el material que se aplique puede ser un fluido relativamente diluido o no viscoso.

La resina seleccionada debe formar una junta resistente a la compresión, blanda y elástica, incluso con la adición de cantidades relativamente elevadas de cargas conductoras, si se utilizan. Preferiblemente, la junta final es elastómera y puede tener una configuración circundante continua. Cuando el material polímero se encuentra en su estado en que es capaz de fluir, preferiblemente puede ser compresible hasta, aproximadamente, el 95% de su volumen no comprimido cuando se le aplica una presión manométrica positiva en el margen de funcionamiento de la máquina. Cuando el material polímero es compresible, parte de la presión aplicada a la cámara del extrusor durante la operación de extrusión, es absorbida por el material al comprimirse. Esto tiene como consecuencia un tiempo de retardo y una respuesta lenta a la aplicación de presión en el proceso de extrusión. La respuesta lenta complica adicionalmente la terminación de la extrusión del cordón, debido a la energía que se almacena en el material comprimido. Naturalmente, el procedimiento y el aparato del invento pueden ser llevados a la práctica con un material polímero capaz de fluir, incompresible.

El material polímero capaz de fluir tiene, preferiblemente, las siguientes características de caudal representativas: cuando el material es extrudido a través de un orificio de 0,84 mm (aguja de 0,1024 mm) a 1,38 bar, el margen de caudales es (dependiendo de cambios de la viscosidad) de 0,03-0,14 g/min; a 2,76 bar, el margen de caudales es de 0,05-0,25 g/min; a 4,11 bar el margen de caudales es de 0,10-0,46 g/min. Cuando el material se extruyó a través de un orificio de 1,37 mm (aguja de 0,45 mm) a 1,38 bar, el margen de caudales fue de 0,06-0,49 g/min, mientras que a 2,76 bar, el margen era de 0,19-1,25 g/min y a 4,11 bar, el margen fue de 0,36-2,62 g/min.

La viscosidad del material polímero capaz de fluir está comprendida entre aproximadamente 100 y aproximadamente 10.000 Pa\cdots (aproximadamente, 100.000 aproximadamente 10.000.000 centipoise). Preferiblemente, el margen está entre 1.000 y 4.000. La viscosidad se mide con un viscosímetro Brookfield (Serie RV), un soporte Heliopath con un husillo en T "F" a 1-2,5 rpm. El viscosímetro está disponible de Brookfield Engineering Labs, Inc., Stoughton, MA, EE.UU.

El sistema de suministro de material polímero

El material puede ser suministrado en tres partes constituyentes que se mezclan antes de la extrusión. Como se ha descrito en lo que antecede, los componentes podrían tener una vida en almacén limitada y proporcionar el cordón de máxima calidad cuando se les mezcla poco tiempo antes de proceder a su extrusión. Los componentes pueden mezclarse en línea, es decir, pueden suministrarse al aparato de extrusión como componentes separados y mezclarse subsiguientemente en el aparato. Alternativamente, los componentes pueden mezclarse fuera de línea y, luego, suministrarse al aparato de extrusión para ser extrudidos. Alternativamente, el invento puede ser llevado a la práctica con material capaz de fluir de un solo componente, que se introduce en la cámara de extrusión.

Como se muestra en la Fig. 6, los materiales constituyentes A, B y C se introducen en cámaras tubulares cilíndricas alargadas 62, 64 y 66, respectivamente. Como ejemplo de la combinación de tres constituyentes que se combinarían para formar el material polímero capaz de fluir, A puede contener una resina, B puede contener un agente de reticulación y C puede contener uno o más aditivos tales como microesferas polímeras, fluido de silicona, inhibidor del curado, acelerador catalítico del curado, sílice pirógena, colorante o similares, llevados en un portador adecuado, incluyendo la resina o el agente de reticulación. Resinas y agentes de reticulación, tales como agentes de reticulación y resinas a base de siloxano, son conocidos. Un cilindro neumático proporcional 81 controla el movimiento de tres pistones 82, 83, 84 que deslizan, en relación de obturación, en un extremo de cada una de las cámaras 62, 64, 66, respectivamente. El cilindro proporcional 81 es controlado por la unidad 117 de control robótico. Cada pistón está destinado a deslizar individual e independientemente dentro de los cilindros para forzar la salida de una cantidad predeterminada de material componente desde el cilindro a través de orificios 63, 65 y 67 de los cilindros 82, 83 y 84, respectivamente. Conductos 72, 74 y 76 conectan cada orificio 63, 65 y 67, respectivamente, con una cámara cilíndrica 78 de mezclado, alargada.

Los materiales constituyentes son mezclados entonces en la cámara 78 de mezclado mediante un mezclador dinámico 79 que, en la realización preferida, es un tornillo alargado. El mezclador dinámico 79 es hecho girar por un motor 77 que es controlado por la unidad 117 de control robótico. La cámara de mezclado 78 está conectada con la cámara 141 de extrusor mediante un conducto 65. Una válvula 66 está dispuesta a lo largo del conducto 65, para controlar el flujo de material de tal forma que se permita que una cantidad predeterminada de material polímero llene la cámara. La válvula 66 se muestra como una válvula de pinza; naturalmente un experto en la técnica reconocerá la gran variedad de válvulas que resultan adecuadas para el propósito de controlar el flujo de fluido por el conducto 65 y para asegurar que a la cámara 141 fluye una cantidad predeterminada de material polímero capaz de fluir. Un transductor 67 de presión, situado entre la válvula 66 y la cámara 141 cilíndrica del extrusor, funciona para vigilar la presión en el cilindro.

En un segundo modo de funcionamiento del aparato de extrusión, el material 111 se forma a partir de sólo dos componentes combinados. Los dos componentes se disponen en cilindros tales como 62 y 64 y, luego, son mezclados en la cámara 78 de mezclado por el mezclador dinámico 79. Cuando se utilizan dos componentes para formar el material polímero capaz de fluir, un componente podría ser una mezcla de resina y reticulador y el otro componente podría ser el catalizador, o uno podría ser una resina y el otro una mezcla de reticulador y catalizador, o tener otra formulación.

Un tercer modo de funcionamiento del aparato de extrusión es con un sistema de un solo componente. En este modo de funcionamiento, el componente único se dispone en un solo cilindro y es alimentado a través del conducto 65 directamente. En algunos casos, puede ser ventajoso alimentar el material del componente único a través de la cámara 78 de mezclado y someterlo a la acción del mezclador dinámico 79 para asegurar que se alimenta una mezcla homogénea a la cámara 141 del extrusor.

El extrusor

La cámara cilíndrica 141 del extrusor está destinada a contener material polímero capaz de fluir. Un conducto neumático 129 está conectado para circulación de fluido con la parte superior del cilindro y proporciona presión neumática a la cámara 141. Una tapa 143 está recibida a deslizamiento en la cámara y separa el aire comprimido del material polímero capaz de fluir, manteniendo así a este último libre de partículas extrañas que pudiera haber en el aire. La cámara tiene también una entrada 144 a través de la que fluye el material capaz de fluir, desde el conducto 65. En la realización preferida de la Fig. 6, la cámara 141 del extrusor tiene un volumen de, aproximadamente, 30 cc.

En el extremo inferior del extrusor 140 se encuentra la cabeza de extrusión 142, que tiene un orificio 142a por el que es extrudido el material para formar el cordón. La cabeza de extrusión, conocida también como aguja, tiene un diámetro de orificio de desde, aproximadamente, 0,64 mm hasta, aproximadamente, 2,29 mm. De preferencia, el diámetro es aproximadamente 0,84 mm. La aguja tiene un diámetro decreciente a lo largo de su longitud axial, hacia el orificio, para mejorar las propiedades de flujo del material a través de la aguja.

El sistema de suministro de presión

Haciendo referencia nuevamente a la Fig. 6, la extrusión del material polímero 111 es controlada por el sistema 120 de suministro de presión, que está destinado a proporcionar tanto una presión positiva como una presión negativa a la cámara 141 de extrusión. Una fuente externa, tal como un compresor neumático 121, proporciona una fuente de presión positiva para el sistema. Cualquier compresor neumático comercialmente disponible, que suministre 11 bares de presión, es adecuado para utilizarlo en el invento. El compresor neumático está conectado en relación de circulación de fluido con un regulador 123 de presión de gas, que controla la presión del aire suministrado al sistema. Este regulador de presión 123 es utilizado para proporcionar un amplio control de la presión suministrada al sistema y, generalmente, no cambia durante el desarrollo del proceso de extrusión. Un filtro de aire 122 está dispuesto entre el compresor neumático y el regulador de presión, para limpiar el aire que es suministrado al sistema. Una válvula de solenoide 124 está prevista en la conducción de presión para aislar la presión del sistema a intervalos deseados durante el proceso de extrusión del cordón.

Una bomba de vacío 125 está prevista en el sistema 120 para suministrar una presión negativa o vacío a la cámara de extrusión, a intervalos predeterminados durante el proceso de extrusión, por ejemplo, cuando ha de darse por terminada la formación del cordón, por ejemplo después de formar un cordón continuo circundante que ha de ser curado para formar una junta. La bomba de vacío está comercialmente disponible y proporciona un vacío de, aproximadamente, -0,91 bar. La bomba de vacío es accionada utilizando presión del compresor neumático en forma bien conocida por los expertos en la técnica.

Un módulo de control 126 recibe la presión positiva suministrada por el compresor neumático 121 y la presión negativa suministrada por la bomba de vacío 125, y suministra una presión seleccionada a la cámara 141 de extrusor, a través de una conducción 29 de fluido. Un manómetro (sin número de referencia) está dispuesto entre el módulo de control y la cámara de extrusor. El módulo de control responde a una señal procedente del panel de control de robot y está constituido por un convertidor de presión binario de corriente continua a 24 V. El módulo de control utilizado en la realización preferida es una válvula reguladora ABR disponible de Parker Hannifin, de Cleveland, OH, EE.UU. La presión suministrada a la cámara de extrusión por el módulo de control varía en 25 incrementos de presión positiva y 25 incrementos de presión negativa. El tiempo de respuesta del módulo de control es de 20 milisegundos, lo que facilita una rápida respuesta a una orden de puesta en marcha o de parada procedente de la unidad de control robótico.

Debido a que tanto el módulo de control 126 como la posición de la cabeza 142 de extrusor son controlados por la unidad 117 de control robótico, la unidad de control puede hacer variar la presión aplicada al material por el módulo de control de presión mientras se hace variar la posición o la velocidad de la cabeza del extrusor. Por ejemplo, el módulo de mando puede reducir la presión aplicada al material 111 en la cámara 141 de extrusor, cuando la cabeza del aplicador robótico reduce su velocidad para aplicar un cordón a una curva del sustrato. Así, el flujo de material que sale de la cabeza de extrusión puede reducirse en forma correspondiente. Además, el módulo de control puede controlar la presión para mantener, de preferencia, una presión de extrusión deseada, constante, al tiempo que se tienen en cuenta las variaciones de la presión de aplicación requeridas debido al volumen en disminución del material contenido en la cámara 141 de extrusor, a medida que se va extrudiendo material. Típicamente, la fuerza requerida para extrudir el material polímero capaz de fluir desde una aguja de 0,84 mm de diámetro está comprendida entre 2,758 y 11,032 bar.

Cuando se desea dar por terminada la formación de un cordón, el módulo de control 126 reduce la presión suministrada al material polímero 111 capaz de fluir conectando la bomba de vacío 125 a la cámara. El módulo de control puede controlar la magnitud de la presión manométrica negativa en 25 incrementos que van desde la no existencia de vacío hasta el vacío máximo de que puede disponerse con la bomba de vacío. La bomba de vacío permite que la terminación del cordón sea controlada con gran precisión.

Habiéndose descrito el aparato, se ofrece ahora un método de funcionamiento representativo. Los componentes constituyentes del polímero fluido se disponen en las cámaras 62, 64 y 66. Por ejemplo, la cámara 62 puede contener un primer componente previamente mezclado que incluya un polímero de siloxano terminado con vinilo, un catalizador y partículas eléctricamente conductoras. La cámara 64 puede contener un segundo componente previamente mezclado que incluya un polímero de siloxano terminado en hidruro y un polímero de siloxano terminado en vinilo, y partículas eléctricamente conductoras. Los componentes primero y segundo, carentes de las partículas eléctricamente conductoras, están comercialmente disponibles de Dow Corning como SYLGARD^{TM} 527A y 527B. La cámara 66 puede contener uno o más aditivos, como se ha descrito anteriormente (microesferas, sílice pirógena, regulador de viscosidad, partículas eléctricamente conductoras, inhibidor del curado, acelerador del curado, o similares.

Un cilindro neumático proporcional responde a una señal de mando suministrada por la unidad de control robótico para accionar los pistones 82, 83 y/u 84 para hacerlos deslizar en las cámaras 62, 64 y/o 66 de forma que una cantidad predeterminada de material sea alimentada a la cámara de mezclado 78 y sea mezclada en un proceso de mezclado dinámico por un mezclador 79, para formar un material polímero capaz de fluir, endurecible, que puede ser curado por calor de acuerdo con una realización preferida, tras su extrusión.

El material fluye luego por el conducto 65 cuando la válvula 66 es abierta por la unidad de control robótico. La válvula 66 controla la cantidad de material que fluye a la cámara 141 del extrusor. Cuando se ha alimentado una cantidad predeterminada de material a la cámara 141 del extrusor, se cierra la válvula 66. Típicamente, la cantidad de material que es alimentada a la cámara 141 del extrusor, es suficiente para varios minutos de funcionamiento de la máquina. Una vez que la válvula 66 se ha cerrado, se suministra la presión del compresor neumático a la cámara de extrusión merced al funcionamiento del módulo de control 126. Cuando la presión se ha incrementado en una magnitud suficiente, de modo que el material sea extrudido desde la cabeza de extrusión, ésta se desplaza, simultáneamente, a lo largo de la trayectoria predeterminada, en la que ha de formarse un cordón continuo, circundante. Como se ha indicado anteriormente, la velocidad de la cabeza de extrusión puede hacerse variar al tiempo que, simultáneamente, se hace variar, mediante el módulo de control 126, la presión que respalda a la presión reinante en la cámara de extrusión, con lo que se proporciona el preciso control del proceso de formación del cordón.

En una realización preferida del invento, utilizando por ejemplo el aparato descrito en lo que antecede, el procedimiento para formar una junta de blindaje contra EMI eléctricamente conductora FIP, proporciona una junta con un área de sección transversal de, preferiblemente, unos 0,13 mm^{2} a unos 10.08 mm^{2} y que se forma por extrusión de un material polímero orgánico capaz de fluir que tiene partículas eléctricamente conductoras distribuidas en él, actuando el material polímero como aglutinante. El material es extrudido a través de una cabeza de extrusión por la fuerza de gas comprimido. El régimen de extrusión se controla haciendo variar la presión neumática aplicada a la superficie del material contenido en la cabeza de extrusión. El material polímero orgánico seleccionado para ser extrudido tiene, preferiblemente, una viscosidad comprendida en el margen de entre 100 y 10.000 Pa\cdots (100.000 y 10.000.000 centipoise) medida a 25ºC con un viscosímetro Brookfield. A medida que el material es extrudido desde la cabeza de extrusión, ésta es movida con relación a un sustrato y se forma un cordón sobre el sustrato. La cabeza puede desplazarse, preferiblemente, a una velocidad de desde unos 12,7 mm/s hasta unos 152,4 mm/s con respecto al sustrato, durante la formación del cordón. El cordón se forma, de preferencia, con una precisión de, aproximadamente, 0,05 mm en altura o en anchura. El cordón es formado de manera exacta haciendo variar la presión neumática en un margen comprendido entre, aproximadamente, 11,03 bar de presión positiva y, aproximadamente, -0,91 bar de presión negativa sobre el material polímero capaz de fluir, para iniciar y detener la formación del cordón que se está extrudiendo.

Como se muestra en la Fig. 7, varios sustratos o partes 95 separados pueden estar situados sobre una plataforma 99, y la cabeza 92 de extrusión robótica puede programarse para formar un cordón en lugares predeterminados a lo largo del borde de las partes individuales. En la plataforma 99 de la Fig. 7 se ilustran cuatro partes 95. Debe reconocerse que pueden utilizarse desde una hasta tantas partes como puedan disponerse, convenientemente, sobre una plataforma. En el diseño corriente, la plataforma permanece estacionaria mientras la cabeza de extrusión está extrudiendo el cordón. Debe reconocerse que un diseño alternativo podría consistir en programar las mesas de manera que la plataforma se moviese a lo largo de una trayectoria predeterminada, de forma que una cabeza estacionaria pudiera depositar el cordón sobre las partes 95. Las partes 95 se muestran en la Fig. 7 con sólo un cordón en la dirección X e Y, pero debe reconocerse que el dispositivo puede depositar un cordón según los ejes X, Y y Z. Una vez que todas las partes de la plataforma han sido dotadas de un cordón, aquélla es movida a un horno 96 para realizar un curado por calor, como se muestra en la Fig. 8. Típicamente, el proceso de curado por calor ser realizará a una temperatura de 150ºC durante, aproximadamente, media hora. La gama de temperaturas de curado podría ser tan baja como 75ºC y tan alta como 180ºC. Después del curado por calor, las partes son enfriadas subsiguientemente.

La Fig. 9 muestra un cordón 93, eléctricamente no conductor, formado sobre un sustrato 92 por un método de acuerdo con la técnica anterior. La "baba" o goteo 94 se forma al terminar el cordón 93 debido a que el proceso de formación del mismo carece del control del presente invento.

Habiéndose descrito e ilustrado este invento con detalle, a los expertos en la técnica se les ocurrirán, después de leer la descripción, que pueden realizarse en ella numerosas modificaciones sin apartarse por ello del espíritu del invento. Por tanto, no se pretende que el alcance del invento se limite a las realizaciones específicas descritas. Por ejemplo, como se ha indicado anteriormente, puede hacerse que la cabeza extrusora permanezca estacionaria y puede moverse la mesa a lo largo de la trayectoria predeterminada, para suministrar el cordón sobre el sustrato. Las diversas cámaras, mezcladores, válvulas y otros componentes pueden variar mucho en tamaño, forma y estructura para aplicaciones específicas, como sabrán los expertos en la técnica. Aunque el cordón formado puede curarse por calor cuando se utilizan ciertos materiales, en algunos casos puede eliminarse el horno y emplearse el curado por humedad con determinados materiales. Además, el uso de presión positiva y negativa de un gas para activar e interrumpir la formación de cualquier cordón extrudido de material de junta, puede llevarse a cabo con una gran variedad de materiales.

La descripción anterior y la que sigue únicamente tienen la pretensión de describir realizaciones particularmente ventajosas del presente invento y, en consecuencia, sólo pretenden ilustrarlo y no limitarlo.

Ejemplo 1

La parte A contiene 22,4 partes de resina de silicona (Dow Corning 527 parte A), 77,6 partes de esferas de vidrio plateadas (tamaño medio 30-50 \mum). La parte B contiene 22,3 partes de resina de silicona (Dow Corning 527 parte B), 0,4 partes de siloxano terminado con hidruro (Dow Corning 184 parte B), 77,3 partes de esferas de vidrio plateadas (tamaño medio de 30-50 \mum).

Se mezclaron por separado la parte A y la parte B a mano, hasta que cada una de ellas presentó un aspecto homogéneo. Luego se añadieron en partes iguales y se mezclaron hasta obtener una mezcla homogénea.

El material mezclado se añadió a una jeringa de 10 cc con una punta de aguja de 0,84 mm de diámetro. La jeringa estaba montada en una cabeza dispensadora de un sistema de posicionamiento/entrega según x-y CAM-A-LOT^{TM} modelo 1818. El material fue forzado desde la jeringa mediante una presión neumática de, aproximadamente, 6,21 bar en diseños programados sobre una pestaña de aluminio de 76,2 mm de diámetro y 6,35 mm de grueso montada en una mesa estacionaria. La muestra se curó en un horno con circulación de aire caliente durante 60 minutos a 100ºC.

La pestaña se enfrió y se colocó en una máquina Instrom, en un soporte para ensayos de compresión ASTM D-575 modificado. Se colocaron electrodos en la superficie del aluminio que mira en dirección contraria de la pestaña y se comprimió la muestra a un régimen de 0,13 mm/min, hasta conseguir una compresión total del 50% de la altura total original de la junta. Durante la compresión, se registraron los valores de esfuerzo, tensión y resistividad.

Después del ensayo de compresión, se retiró la pestaña y se la atornilló a una segunda pestaña (sin junta) hasta que la junta se comprimió a un 50% de su altura original. Se calentó el conjunto en un horno con circulación de aire caliente durante 22 horas a 85ºC. Se retiró y se desmontó la muestra y se la dejó enfriar y recuperar durante 30 minutos. Se midió de nuevo la altura de la junta y se calculó la compresión establecida como:

% establecido = (altura original - altura final)/(altura original - altura deformada)

Los resultados de estos ensayos se muestran en la Tabla 1.

Ejemplo 2

Se preparó y se probó una junta de silicona espumada, cargada con partículas conductoras, en la forma establecida en el Ejemplo 1. Los componentes del Ejemplo 2 son: parte A - 21,6 partes de espuma de silicona RTV (espuma de silicona RTV de Dow Corning, núm. 3-6548 A/B), 75,7 partes de polvo de plata (abertura de malla de 0,044 mm), 2,7 partes de tolueno. Parte B: 21,4 partes de espuma de silicona RTV (Dow RTV núm. 3-6548 A/B), 74,9 partes de polvo de plata, 1,1 partes de siloxano terminado con hidruro (Dow Corning 184 parte B), 2,6 partes de tolueno. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

Ejemplo 3

Se preparó, en la forma siguiente, un recubrimiento conductor sobre una junta formada en posición subyacente, no conductora. La capa subyacente se preparó y se aplicó como se enseña en el Ejemplo 1. La capa subyacente o núcleo comprende: parte A - 84,2 partes de espuma de silicona RTV (Dow RTV núm. 3-6548 A/B), 10,5 partes de Cab-O-Sil (sílice), 5,3 partes d tolueno. Parte B - 80,8 partes de espuma de silicona RTV (Dow RTV núm. 3-6548 A/B), 4,0 partes de siloxano terminado con hidruro (SYLGARD^{TM}, 184B), 10,1 partes de Cab-o-Sil (sílice), 5,1 partes de tolueno.

Después de formación y curado, se aplicó con pincel a las superficies exteriores de la capa subyacente un recubrimiento conductor formado de silicona RTV, catalizador, disolvente y carga conductora de vidrio plateado. El recubrimiento estaba compuesto por dos partes: parte A - 11,5 partes de silicona RTV; 4,71 partes de polvo de plata; 11,8 partes de escamas de plata y 29,6 partes de tolueno. Parte B - 100 partes de silicona RTV.

Ambas partes se mezclaron en una proporción de 100 partes de la Parte A por 1,21 partes de la Parte B (en peso). Los resultados se muestran en la Tabla 1.

Ejemplo 4

Una pieza lineal de material de junta conductora, conocida como junta CHO-SEAL^{TM} 1350, disponible de Chomerics, Inc. Y formada por una barra de silicona cargada conductivamente, de 1,52 mm de diámetro, se probó para obtener valores de compresión y de resistividad. Los resultados se muestran en la Tabla 1.

TABLA 1

1

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Ejemplo 5

Se preparó una junta flocada conductora, formada en posición, partiendo de una capa subyacente de uretano aplicada y curada como se describió en el Ejemplo 1. La capa exterior de la capa subyacente de uretano se recubrió con un adhesivo de flocaje que, a su vez, se cubrió con un flocado de nilón plateado, como lo enseña la patente norteamericana 5.115.104. La junta flocada se introdujo en un horno con circulación de aire caliente durante 10 minutos a 93,3ºC, para curar el adhesivo. Se encontró que la junta flocada proporcionaba un blindaje contra EMI en un amplio margen de frecuencias.

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Ejemplo 6

Se preparó una junta conductora de uretano, formada en posición; se la montó y se probó de acuerdo con los procedimientos del Ejemplo 1. La junta estaba formada por 100 gramos de prepolímero de uretano; 3 gramos de activador; 360 gramos de polvo de plata; 1,5 gramos de sílice (como carga de refuerzo). La junta se aplicó a un sustrato y se adhirió al mismo. Se encontró que la junta proporcionaba un blindaje contra EMI adecuado en un amplio margen de frecuencias.

Claims (21)

1. Material de blindaje contra EMI, que comprende:

un sistema polímero que cura por aportación de calor, capaz de fluir, endurecible

un catalizador que tiene una actividad catalítica que, en presencia de calor, cataliza una reacción del sistema polímero que cura por adición de calor que provoca el curado y el endurecimiento del sistema,

una carga eléctricamente conductora que afecta adversamente la actividad catalítica del catalizador envenenando el catalizador y estando presente el catalizador en una cantidad suficiente para conservar dicha actividad catalítica.

2. Material de blindaje contra EMI según la reivindicación 1, en el que dicho material tiene una resistividad volumétrica inferior a 0,050 ohmios cm, y siendo fácilmente extrudible, y permaneciendo así durante su almacenamiento a temperatura ambiente por un período de hasta al menos una semana, pero haciéndose esencialmente termocurable al ser expuesto a una temperatura de, al menos, 85ºC durante un período de tiempo de, por lo menos, 30 minutos.

3. Material de blindaje contra EMI según la reivindicación 2, en el que el sistema polímero que cura por aportación de calor comprende:

una primera especie que tiene un primer grupo funcional;

una segunda especie que tiene un segundo grupo funcional que reacciona con el primer grupo funcional en presencia del catalizador y de calor; y

el catalizador tiene una acción catalítica que, en presencia de calor, cataliza una reacción entre el primero y el segundo grupos funcionales.

4. Material de blindaje contra EMI según la reivindicación 3, envasado como un equipo, que comprende:

un primer recipiente que contiene un primer componente mezclado previamente que incluye la primera especie, la carga eléctricamente conductora, y el catalizador;

un segundo recipiente que contiene un segundo componente mezclado previamente que incluye la primera especie, la segunda especie y la carga eléctricamente conductora; y

un tercer recipiente que contiene el catalizador.

5. Material de blindaje contra EMI según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la carga eléctricamente conductora es una carga a base de plata.

6. Material de blindaje contra EMI según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la primera especie comprende un polímero de siloxano que incluye grupos funcionales vinilo, y la segunda especie comprende un reticulador de siloxano que incluye hidruros reactivos.

7. Material de blindaje contra EMI según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que el catalizador es un catalizador de platino.

8. Material de blindaje contra EMI según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, teniendo el material una viscosidad de 100 a 10.000 Pa\cdots (100.000 a 10.000.000 centipoise).

9. Material de blindaje contra EMI según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que el material adopta la forma y la configuración de una junta de blindaje contra EMI curada con una resistencia al 25% de la deformación de menos de 10 mohmio, una resistencia al 50% de la deformación de menos de 5 mohmio, y una eficacia de blindaje de 10-120 dB a 10 MHz-12 GHz.

10. Material de blindaje contra EMI según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que el material adopta la forma y la configuración de una junta de blindaje contra EMI curada que tiene una compresión establecida de menos del 50% después de 30 minutos a 138ºC cuando está deformado el 50% durante 22 horas a 85ºC, una cizalladura en solapamiento mayor que 6,90 bar y una dureza Shore A inferior a 90.

11. Material de blindaje contra EMI según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, que comprende, además, un inhibidor del curado.

12. Un material de blindaje contra EMI según cualquiera de las reivindicaciones 1-11, que comprende, además, microesferas de polímero.

13. Un método para obtener una junta de blindaje contra EMI extruyendo sobre un substrato un material de blindaje contra EMI según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que

el material de blindaje contra EMI tiene una viscosidad de 100 a 10.000 Pa\cdots (100.000 a 10.000.000 centipoise); y

el material extruido se calienta a una temperatura y durante un periodo de tiempo suficiente para curar el material, formando así una junta que tiene una resistividad volumétrica inferior a, aproximadamente, 0,050 ohmios cm.

14. Un método según la reivindicación 13, que comprende además antes de la etapa de extrusión:

formar el sistema polímero que cura por aportación de calor, mediante formación de una mezcla de una primera especie que tiene un primer grupo funcional, una segunda especie que tiene un segundo grupo funcional que es reactivo con el primer grupo funcional en presencia de un catalizador y calor, un catalizador que cataliza una reacción entre el primer y segundo grupo funcional, y la carga eléctricamente conductora.

15. Un método según la reivindicación 13 ó 14, en el que la etapa de formación comprende:

mezclar conjuntamente:

un primer componente mezclado previamente que incluye la primera especie, la carga eléctricamente conductora y el catalizador; y

un segundo componente mezclado previamente que incluye la primera especie, la segunda especie y la carga eléctricamente conductora.

16. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13-15, que además comprende:

antes de mezclar conjuntamente el primer y segundo componentes, añadir catalizador adicional al primer componente mezclado previamente.

17. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13-16, en el que la primera especie comprende un polímero de siloxano que incluye grupos funcionales vinilo, la segunda especie comprende un reticulador de siloxano que incluye hidruros reactivos, la carga eléctricamente conductora comprende una carga eléctricamente conductora a base de plata y el catalizador comprende un catalizador de platino.

18. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13-17, en el que la carga eléctricamente conductora es una carga a base de plata.

19. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13-18, en el que el catalizador es un catalizador de platino.

20. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13-19, comprendiendo además el material un inhibidor de curado.

21. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 13-20, comprendiendo además el material microesferas de polímero.