FI119351B - EMI-suojamateriaali - Google Patents

Description

119351 EMI-suojämäteriaali EMI-skyddsmaterial Tämä keksintö koskee EMI-suojamateriaalia, erityisesti 5 paikallaan muotoutuvia sähkömagneettisilta häiriöiltä suojaavia (EMI-)tiivisteitä varten.

Sähkömagneettisilta häiriöiltä suojaavia tiivisteitä (EMI-tiivisteitä) käytetään hyvin monissa erityyppisissä 10 elektronisissa laitteissa suojauksen aikaansaamiseksi sähkömagneettisesta energiasta aiheutuvia häiriöitä vastaan, johon sisältyvät radiotaajuinen häiriö (RFI) ja laajemmin kaikki häiriöalueet, joita yleisesti kutsutaan sähkömagneettisiksi häiriöiksi (EMI). Suojatiiviste kä-15 sittää sähköä johtavan elementin, joka voi olla lankaverkko, johtava täyteaine tai johtava pinnoitus, päällystys tai kudos, joka estää ulkopuolisia sähkömagneettisia häiriöitä häiritsemästä elektronista laitetta ja/tai suojaa muita läheisyydessä olevia elektronisia laitteita 20 elektronisen laitteen kehittämistä sähkömagneettisista häiriöistä.

.·;·. EMI-tiivisteitä valmistetaan tyypillisesti kolmella eri • · · tavalla: lineaarisesti, stanssaamalla tai valamalla. Li- • · · · · * · ... 25 neaarisella valmistustavalla tarkoitetaan määrätyn pitui- • · [”·’ sen, suoran kappaleen valmistamista ekstrudoimalla, muo- • · · '· ·* vaarnalla, jne. Stanssaamalla tarkoitetaan, että tiiviste • · : *** muotoillaan sähköä johtavasta elastomeerisesta arkkiai- • · · l.l ! neesta, joka leikataan meistin avulla halutun muotoisek- 30 si, kuten pyöreäksi, neliönmuotoiseksi, jne. Valamalla tarkoitetaan sitä, että tiiviste muotoillaan sijoittamal- • * la kovettamatonta, mahdollisesti johtavaa täyteainetta * · · ·. tai johtavan verkon sisältävää elastomeeria rakenteeltaan • · · *···* erityiseen valumuottiin, joka tämän jälkeen altistetaan • · · • · *...* 35 puristukselle (paineelle) ja kovetetaan jotta elastomeeri muotoutuisi halutunmuotoiseksi tiivisteeksi.

* · ·

Kullakin kolmella menetelmällä on epäkohtia varsinkin • · 119351 2 silloin kun niitä käytetään monimutkaisten monisuuntaisten tai moniakselisten tiivisteiden muodostamiseksi, joita esimerkiksi käytetään laitteissa, joissa on useita lokeroita, joista kukin tarvitsee suojausta toisia vas-5 taan kuten myös ulkopuolista vaikutusta vastaan. Ongelmat ovat lisäksi kriittisempiä pienemmissä laitteissa, kuten matkapuhelimissa, sylimikroissa ja muissa kannettavissa laitteissa, joissa tiivisteen halkaisija tulee hyvin pieneksi ja tällaisten tiivisteiden valmistaminen ja niiden 10 turvallinen kiinnittäminen tulee hyvin vaikeaksi ja työtä vaativaksi.

Lineaarisen tiivistemateriaalin käyttäminen monimutkaisten moniakselisten/monisuuntaisten tiivisteiden (esimer-15 kiksi joko x- ja y- tai x-, y- ja z-tasossa) muodostamiseksi on vaikeata, aikaa vievää ja kallista. Kukin tii-visteosa on leikattava käsin ja liimattava toisten line-aaritiivisteiden vierekkäisiin osiin ja tämän jälkeen liimattava tai kiinnitettävä paikalleen substraatin pääl-20 le.

.···, Johtavan arkkimateriaalin stanssaaminen toimii monessa * · · tapauksessa erityisesti kaksitasoisissa (esimerkiksi lit- • · ... teä, x, y) sovellutuksissa sillä edellytyksellä, että • * I;·;’ 25 tiivisteen kukin osa on riittävän leveä ja/tai paksu oi- • · · ϊ ·* Iäkseen itsekantava. Osien stanssaamisen yhteydessä muo- • · : *·* dostuu kuitenkin huomattava määrä hylkytavaraa arkkimate- • · · : riaalista koska materiaali tyypillisesti on ristisidottua hartsia, kuten silikonia tai polyuretaania. Tämä ei ole 30 tyydyttävä tilanne koska se nostaa tällaisten osien kus- * · tannuksia tavalla, jota ei voida hyväksyä. Koska stans- • · · ·, saaminen lisäksi on kovakouraista toimintaa on arkkimate- • * · '*·** riaalin oltava suhteellisen jäykkää ja itsekantavaa, mikä • * *·..* on täysin päinvastoin siihen verrattuna, jota tiivisteen 35 käyttäjä haluaa (so. pehmeä ja joustava).

• · ·

Valaminen on hidasta ja sen yhteydessä muodostuu jälleen • · 119351 3 hylkytavaraa purseen muodossa, joka on poistettava. Lisäksi on kunkin tiivistemuodon yhteydessä käytettävä omaa erikoismuottia, minkä vuoksi menetelmä on kallis muutoin kuin suuria sarjoja valmistettaessa.

5 Tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan paikallaan muotoutuva EMi-tiiviste. Tässä yhteydessä kuvataan myös menetelmä paikallaan muotoutuvan EMI-tiivisteen valmistamiseksi, sekä järjestelmä monimutkaisten moniakselis-10 ten/monisuuntaisten EMI-tiivisteiden muotoilemiseksi paikallaan mahdollisimman pienellä hylkytavaramäärällä.

Hakemuksen yhteydessä on kuvattu laite, jonka avulla on mahdollista ekstrudoida EMI-tiivistemateriaalia tiivis-15 teen muodostamiseksi, joka laite käsittää kaasupaineen säätölaitteen ekstrudointinopeuden säätämiseksi ekstruu-siopuristuspään tai -aukon kautta ympäristöön.

Tämä keksintö koskee EMI-suojamateriaalia, jota voidaan 20 käyttää paikallaan muovautuvan EMI-tiivisteen muodostamiseksi, siten, että järjestelmässä käytetään pöytää ja/tai .···. annostelijaa, joka kykenee liikkumaan moniakselisiin • · suuntiin toistensa suhteen ja tiivisteeksi muodostettavaa • · ... substraattia.

: 25 • · * • · * ί ·' Tämän keksinnön toteuttamiseksi kuvataan menetelmä EMI- *· • · : ·* suojatiivisteen aikaansaamiseksi. Tnvrste voi olla «·· ·,· · lämpökovetettu tiiviste. Menetelmä käsittää juoksevan sähköä johtavan polymeerimateriaalin sijoittamisen 30 ekstruuderikammioon, kammion altistamisen positiiviselle • · ·**· ja negatiiviselle ilmanpaineelle materiaalin ekstrudoitu- • · · *. misen ohjaamiseksi kammiosta materiaalihelrnen muodostami- • · · ···* seksi, joka materiaali muodostaa yksilöllisen EMI-tiivis- « » *···* teen, jolla on halutut poikkileikkauspinta-alat, minkä :***; 35 jälkeen helmi kovetetaan esimerkiksi kuumentamalla lopul- *·· lisen EMI-tiivisteen muodostamiseksi.

• · 4 119351

Lisäksi kuvataan myös laite sähköä johtavan polymeeri-materiaalin ekstrudoimiseksi. Laite käsittää kammion, jossa on ensimmäinen ja toinen pää juoksevan polymeeri-materiaalin pitämiseksi sisällään, ensimmäiseen päähän 5 kiinnitetyn ekstruusiopään juoksevan polymeerimateriaalin ekstrudoimiseksi ekstruusioaukon läpi. Laite käsittää positiivisen kaasupainelähteen ja negatiivisen kaasu-painelähteen, jotka ovat yhdistetyt ohjausmoduuliin.

Ohjausmoduulissa on meno positiivisen ja negatiivisen 10 paineen valinnaiseksi kohdistamiseksi kammioon. Ohjaus-moduulin menon ekstruuderikammion toiseen päähän yhdistävä johto kohdistaa valitun paineen ekstruusiopään toiseen päähän. Ekstruuderiin syötettyä ilmanpainetta voidaan vaihdella ja se säädetään ekstruusiopään nopeuden, ekst-15 ruuderikammiossa olevan EMl-suojamateriaalin määrän, materiaalin virtausnopeusominaisuuksien, ja EMl-suojamateriaalin viskositeetin mukaan. Helmen muodostumista voidaan ohjata tarkasti muuttamalla ilmanpainetta hyvin nopeasti. Helmen muodostumisen keskeyttämiseksi pienenne-20 tään juoksevaan polymeerimateriaaliin kohdistuvaa painetta nopeasti yhdistämällä johto negatiiviseen mittaripai- ,···. neeseen. Kun helmi on muodostunut substraatille sähköä • · ♦ johtava aine altistetaan kovetusprosessille EMI-suoja- • · ... materiaalin kovettamiseksi.

:·»·** 25 ♦ · · • · · ϊ ·* Keksintö saa aikaan EMl-suojamateriaalin, joka käsittää: : *·♦ - polymeerisen termisen additiokovetussysteemin; ja • · · · - sähköä johtavan täyteaineen, jolloin polymeerinen terminen additiokovetussysteemi käsittää: ;*;*· 30 - ensimmäisen lajin, jossa on ensimmäinen funktionaalinen • · .*·*. ryhmä; • · · ·. - toisen lajin, jossa on toinen funktionaalinen ryhmä, • * « *···" joka reagoi ensimmäisen funktionaalisen ryhmän kanssa • * *...* katalyytin ja lämmön läsnäollessa; ja 35 - katalyytin, jolla on katalyyttinen vaikutus, joka läm- ··· mön läsnäollessa katalysoi reaktion ensimmäisen ja toisen funktionaalisen ryhmän välillä. Tunnusomaista EMI- 1 1 9351 5 suojamateriaalille on että sähköä johtava täyteaine on katalyytin katalyyttivaikutusta inhiboiva hopeapohjäinen täyteaine, ja että riittävä määrä katalyyttiä on läsnä halutun katalyyttisen aktiviteetin ylläpitämiseksi.

5

Materiaalilla on sopivimmin tilavuusresistanssi, joka on pienempi kuin 0,050 ohm cm, ja se on helposti ekstrudoitavissa. Materiaali kovettuu pääasiassa lämmön vaikutuksesta sen jälkeen kun se on altistettu ainakin 10 85°C lämpötilalle ainakin 30 minuutin ajan.

Keksinnön erään rakennemuodon mukaan suojamateriaali koostuu kokonaisuudesta, joka käsittää: - ensimmäisen säiliön, joka sisältää ensimmäisen esise-15 koitetun komponentin, johon sisältyy ensimmäinen laji, sähköä johtava täyteaine, ja katalyytti; - toisen säiliön, joka sisältää toisen esisekoitetun komponentin, johon sisältyy ensimmäinen laji, toinen laji, ja sähköä johtava täyteaine; ja 20 - kolmannen säiliön, joka sisältää katalyytin.

Sähköä johtava täyteaine estää katalyyttiä vaikuttamasta negatiivisesti katalyytin katalyyttiseen aktiviteetin, • · ... mutta tästä huolimatta on riittävä määrä katalyyttiä • · .*** 25 läsnä halutun katalyyttisen vaikutuksen säilyttämiseksi.

• · · ·1 Kolmatta säiliötä käytetään tämän järjestelyn mukaan Φ m ί " katalyytin täydentämiseksi, joka on estetty sähköä »t2 V1 johtavan täyteaineen avulla. Käsitteellä "estetty" tarkoitetaan olemista kemiallisen tai fysikaalisen vaiku- • · S ϊ : 30 tuksen alaisena niin, että katalyyttinen aktiviteetti :***; pienenee.

M1 1 · • · ·

Hl EMI-suojamateriaali käsittää keksinnön erään rakennemuo- • · 2 *·;2 don mukaan siloksaanipolymeerin, johon sisältyy funktio- : : 35 naalisia vinyyliryhmiä, siloksaanisilloitteen, jossa on ··2: reaktiivisia hydridejä, hopeaa sisältävää sähköä johtavan täyteaineen, ja platinakatalyytin. Hopeaa sisältävä säh- 6 119351 köä johtava täyteaine vaimentaa platinakatalyyttiä, jolloin keksinnön menetelmät ja järjestelyt suoriutuvat katalyytin täydentämisestä sen varmistamiseksi, että voidaan kehittää riittävä katalyyttinen vaikutus.

5

Keksinnön yhteydessä selitetään sen hyväksikäyttämiseksi menetelmä EMI-suojatiivisteen valmistamiseksi. Menetelmä käsittää vapaamuotoisen polymeerisen termisen additio-kovetussysteemin ekstrudoimisen substraatille, johon 10 systeemiin sisältyy sähköä johtava täyteaine ja jonka viskositeetti sopivimmin sijoittuu välille noin 100 000-10 000 000 sentipoisia, sopivimmin noin 1 000 000-4 000 000 sentipoisia. Systeemiä kuumennetaan tämän jälkeen sellaisessa lämpötilassa ja riittävän pitkäksi ajaksi 15 systeemin kovettamiseksi, jolloin muodostuu tiiviste, jonka tilavuusresistanssi on pienempi kuin noin 0,050 ohm cm. Tiiviste voidaan muodostaa kohdistamatta painetta ekstrudoitavaan aineeseen esimerkiksi valumuotin avulla. Ennen ekstrudointivaihetta polymeerinen terminen 20 additiokovetussysteemi valmistetaan ensimmäisen toteutus-muodon mukaan muodostamalla seos ensimmäisestä lajista, jossa on ensimmäinen funktionaalinen ryhmä, toisesta *·* * lajista, jossa on toinen funktionaalinen ryhmä, joka • · ... reagoi ensimmäisen funktionaalisen ryhmän kanssa • · • · .**; 25 katalyytin ja lämmön läsnäollessa, katalyytistä, joka • ® · ·* katalysoi ensimmäisen ja toisen funktionaalisen ryhmän • · ϊ ’* välisen reaktion, ja sähköä johtavasta täyteaineesta.

··· • · · Λ m m m

Menetelmän erään toteutusmuodon mukaan polymeerinen 30 additiokovetussysteemi valmistetaan sekoittamalla yhteen « · :***; ensimmäinen esisekoitettu komponentti ja toinen ··· *. esisekoitettu komponentti. Ensimmäinen esisekoitettu • ♦ ♦ ·** komponentti sisältää ensimmäisen lajin, sähköä johtavan • « *·♦·’ täyteaineen, ja katalyytin. Toinen esisekoitettu :***: 35 komponentti sisältää ensimmäisen lajin, toisen lajin, ja ··· *j**j sähköä johtavan täyteaineen. Ennen ensimmäisen ja toisen komponentin yhteensekoittamista voidaan ensimmäiseen 7 119351 esisekoitettuun komponenttiin lisätä ylimääräistä katalyyttiä. Tätä järjestelyä voidaan käyttää silloin kun katalyytillä on sellainen katalyyttinen vaikutus, että se lämmön läsnäollessa katalysoi reaktion ensimmäisen ja 5 toisen funktionaalisen ryhmän välillä, ja sähköä johtava täyteaine estää katalyyttiä vaikuttamasta haitallisesti katalyytin katalyyttiseen aktiviteettiin.

Tämän keksinnön mukaisella suojamateriaalilla on aikaan- 10 saatu suojattu substraatti, joka käsittää ensimmäisen sähköä johtavan substraatin, toisen, ensimmäisen substraatin läheisyydessä olevan sähköä johtavan substraatin, ja paikalla muovautuvan sähköä johtavan tiivisteen, joka on muotoiltu ensimmäisen substraatin 15 ennalta määrätylle osalle ja kiinnitetty siihen sähköyhteyden ja ensimmäisen ja toisen substraatin välisen EMI-suojauksen aikaansaamiseksi. Erään toteutus- muodon mukaan ensimmäinen substraatti on kotelo ja toinen substraatti tätä koteloa varten tarkoitettu päällys.

20 Ensimmäinen ja toinen substraatti voidaan muodostaa sähköä johtavasta materiaalista, kuten metallista, ... metallipinnoitetusta muovista, metalli/muovi-laminaatista * · · *·* * ja -komposiitista, päällystetystä plastisolista, tai i«» · * * mistä tahansa näiden yhdistelmästä. Tiiviste voidaan • · · ·...· 25 muodostaa elastomeerihartsista ja tehdä sähköä johtavaksi ·· · • sisällyttämällä yksi tai useampi johtava täyteaine j*\. hartsiin. Tiivisteessä voi olla useampi kuin yksi kerros, ·*·'· jolloin ainakin ulkokerros on sähköä johtava.

• .·,·. 30 EMI-suojattu substraatti käsittää erään rakennemuodon i * · ,··! mukaan substraatin, jossa on sähköä johtava pinta, sub- » · 'V straattia varten tarkoitettu päällys, jolloin päällykses- • · : sä on sähköä johtava pinta, joka vastaa substraatin joh- **· ϊ.,.ί tavaa pintaa ja on kohdakkain sen kanssa, ja paikallaan ,···. 35 muotoillun sähköä johtavan tiivisteen, joka on muotoiltu • * .·]*. substraatin tai päällyksen johtavan pinnan ennalta määrä- • · tylle osalle ja kiinnitetty siihen sähköyhteyden ja EMI- 8 119351 suojauksen aikaansaamiseksi substraatin ja päällyksen välille kun päällys ja substraatti sovitetaan yhteen.

Keksinnön mukaisen suojamateriaalin avulla on saatu ai-5 kaan paikallaan muovautuva EMI-tiiviste, joka sisältää koostumuksen, joka muodostuu silikonihartsista, yhdestä tai useammasta johtavasta täyteaineesta, ja hartsia varten tarvittavasta kovettimesta. Sekoitettu ja substraatille levitetty koostumus saa aikaan muotostabiilin, pai-10 kallaan muotoutuvan tiivisteen, joka kykenee välille noin 10 dB - noin 120 dB sijoittuvaan EMI-suojaukseen taajuusalueella 10 MHZ - 12 GHZ.

Keksinnön suojamateriaali saa aikaan EMI-tiivisteen, joka 15 on valmistettu koostumuksesta, joka muodostetaan ensimmäisestä komponentista, joka on primaaripolymeeri, jossa on pääteryhmiä, jotka kykenevät reagoimaan kemiallisesti keskenään kosteuden läsnäollessa johdannaispolymeerin muodostamiseksi, jonka keskimääräinen ketjupituus on 20 suurempi kuin sanotun primaaripolymeerin, toisesta komponentista, joka on ei-silloitettu elastomeeri, joka ei pääasiassa kykene reagoimaan itsensä tai sanotun • · · ensimmäisen komponentin kanssa, ja kolmannesta • · ... komponentista, joka on yksi tai useampi sähköä johtava • · #*·* 25 täyteaine. Kun ensimmäinen, toinen ja kolmas komponentti • · · • ·* sekoitetaan tiiviisti yhteen on koostumus, kun sitä pide- ·*· • ** tään erossa kosteudesta ja muista aktiivisista vetyluo- ·«· V : vuttajamateriaaleista, helposti ekstrudoitava ja muilta osin tavanomaisesti muovattava termoplastinen koostumus. 30 Kun koostumus altistuu kosteudelle se kuitenkin kovettuu • · ·**’; pääasiassa lämmön vaikutuksesta.

• M « * · · lii Keksinnön toteuttaminen saa aikaan järjestelmän EMI- » · *···* suojattujen koteloiden muodostamiseksi. Järjestelmä 35 käsittää tukialustan, koostumuksen applikaattorisuut- ··· **··· timen, joka sijaitsee alustan yläpuolella kohdakkain sen kanssa, sähköä johtavan koostumuksen varaston, joka on 9 119351 yhdistetty syöttösuuttimeen, ja käyttömekanismin suuttimen tai alustan siirtämiseksi toistensa suhteen yhteen tai useampaan liikesuuntaan. Se voi myös olla varustettu kovetuskammiolla koostumuksen kovettamiseksi 5 applikaation jälkeen.

Keksinnön toteuttaminen saa aikaan menetelmän paikallaan muovautuvan johtavan EMI-suojatiivisteen tai substraatin muodostamiseksi, joka käsittää tiivisteeksi muodostetta-10 van substraatin aikaansaamisen, johtavaa tiivistemateri-aalia sisältävän varaston aikaansaamisen, materiaalin levittämisen substraatin pinnalle ennalta määritetyn kuvion mukaisesti, ja materiaalin kovettamisen paikallaan substraatilla.

15

Keksinnöllä on saatu aikaan pohjusteeton paikallaan muotoutuva tiiviste.

Tätä keksintöä voidaan käyttää laajasti paikallaan muo-20 toutuvissa tiivistesovellutuksissa, jotka sisältävät mutta eivät rajoitu elektronisissa laitteissa, kuten matka- .···. puhelimissa, sylimikroissa ja muissa suojausta tarvitse- • · · vissa laitteissa käytettäviin päällyskappaleiden yhteen- • t ... sovitettaviin pintoihin. Tiiviste voidaan lisäksi muo- ]**·* 25 töillä poistettavalle päällykselle, joka on sovitettu • · · ϊ ·* elektronisen laitteen luoksepääsyaukkoon, ·· * · • ·· *·· V * Nämä ja muut keksinnön tarkoitusperät tulevat selviksi seuraavan selityksen ja seuraavien patenttivaatimuksien 30 perusteella.

• · • »t • · • Ψ ·. Kuv. 1 esittää tasonäkymää halutulle substraatille sijoi- • * * *···* tetun paikallaan muovautuvan johtavan EMl-tiivisteen so- *···* pivasta rakennemuodosta, jonka fyysinen rakenne on moni- ·***; 35 mutkainen, ja käsittää useita x-y-akselilla olevia pit- «·· känomaisia osia; « * ' 10 119351

Kuv. 2 esittää poikkileikkausta kuviossa 1 esitetystä tiivisteen sopivasta rakennemuodosta;

Kuv. 3 esittää tasonäkymää sopivasta järjestelmästä 5 paikallaan muotoutuvan EMl-tiivisteen muodostamiseksi;

Kuv. 4 esittää poikkileikkausta toisesta järjestelmän rakennemuodosta; 10 Kuv. 5 esittää poikkileikkausta toisesta sopivasta rakennemuodosta;

Kuv. 6 esittää kaaviomaisesti ekstruuderilaitteistoa; 15 Kuv. 7 esittää menetelmää helmen muodostamiseksi kullekin useasta substraatista;

Kuv. 8 esittää kuviossa 7 kuvattua menetelmää, jossa helmet lisäksi kovetetaan lämmön vaikutuksen avulla paikal-20 laan substraateilla; ja ,·1·. Kuv. 9 esittää aikaisemman tyyppisen laitteen avulla muo- *·1 1 dostettua ei sähköä johtavaa helmeä, jossa näkyy helmessä • » ... oleva liiallinen materiaali tai purse.

• » "· 25 ·· · • · « | ·1 Tämä keksintö koskee paikallaan muotoutuvaa EMI-tiivis- Φ · * 2 tettä. Tällaiset tiivisteet ovat hyödyllisiä sijoitettu!- ·1·2 V 1 na kahden vierekkäisen substraatin, kuten kotelon ja päällyksen väliin sähkösillan muodostamiseksi tai jatku- : : : 30 vuuden aikaansaamiseksi kahden substraatin välille ja • 2 ;3 4 5· siten estävät tai pienentävät EMI:n kehittymistä.

· · 2 ♦ · · 3

Kuviossa 1 on esitetty tämän keksinnön sopiva rakennemuo- 4 • % 5 to. Paikallaan muotoutuva tiiviste 1 on asennettu suojat- :]2J 35 tavan substraatin 2 ennalta määrätylle osalle tai osille.

·;··· Substraatti 2 on kuviossa 1 moduulikotelo, joka muodostuu kahdesta osastosta 3, 4, joita erottaa seinämä 5. Tällai- 11 119351 nen kotelo voi olla matkapuhelimen kuori, kytkinkaappi, kovalevyasemarasia, jne. Kuten kuvion perusteella voidaan havaita muotoutuu tiiviste 1 paikalleen kotelon reunoja pitkin, jotka sopivat yhteen päällyksen (ei esitetty) 5 kanssa.

Kuviossa 2 johtava paikallaan muotoutuva tiiviste 11 on esitetty poikkileikattuna asennettuna kotelolle 12. Tässä rakennemuodossa tiivisteellä 13 varustettavan kotelon osa 10 on varustettu olakkeella 14, jota vastaan tiiviste muotoillaan. Muissa rakennemuodoissa ei mahdollisesti ole olaketta 14, minkä sijasta se voi olla tasainen tai on mahdollista käyttää muuntyyppisiä paikoituselimiä, kuten alileikkauksia, pääskynpyrstöjä, kanavia, jne. joihin tai 15 jota vastaan tiiviste voidaan muotoilla.

Polymeerimateriaali, joka on esiaste, ekstrudoidaan substraatille, kovetetaan ja sillä on edulliset EMI-suo-jaominaisuudet, kuten tilavuusresistanssi, joka on pie-20 nempi kuin noin 0,050 ohm cm. Tiiviste voidaan muodostaa mille tahansa substraatille, missä tahansa muodossa, hel-,···, posti ja tuottavalla tavalla minimaalisilla työkaluinves- • i · toinneilla. Kun käytetään esiohjelmoitavaa muodostuslait- • · ... teistoa voidaan lisäksi tallentaa ääretön määrä tiiviste- • · • · 25 muotoja, jotka voidaan kutsua ja käyttää nopeasti ja * · » • ·* toistuvasti ilman tarvetta valmistaa erityinen meisti tai

H

• · Ϊ ** valumuotti.

• · t III

•

Se mahdollistaa lisäksi halkaisijaltaan hyvin pienien :*!*: 30 (esimerkiksi n. 0,76 mm [0, 030"] tai vähemmän) tiivistei- • * ·"*· den tarkan paikoittamisen, mikä on vaikeata saada aikaan M* \ muutoin kun valamalla.

• I I

t · · • Il

• M

• · *···* Sanalla "elastomeerinen" tulisi olla sen tavanomainen :*"* 35 merkitys se käyttötarkoitus huomioonottaen, jota varten »·· ·*··· keksintö on tarkoitettu. Keksinnössä käytetyt elastomee- riset perusaineet voivat olla lämmön vaikutuksesta kovet- 12 119351 tuvia hartseja; esimerkiksi hartseja, jotka silloittuvat ja tämän jälkeen kovettuvat joko kriittisessä lämpötilassa tai kovetusaineen/katalyytin, kuten peroksidin, valo-käynnisteen, kosteuden jne. läsnäollessa. Keksinnön yh-5 teydessä voidaan käyttää mitä tahansa joustavaa lämmön vaikutuksesta kovettuvaa elastomeerista perusainetta, kuten EPDM-kopolymeerejä, silikonikumeja, fluorisili-konikumeja, uretaanikumeja, nitriilikumeja, butyylikume-ja, ja näiden seoksia.

10

On myös mahdollista käyttää elastomeerisia termoplasteja. Termoplastiset kumit, kuten erilaiset lohkokopolymeerit (KRATONJ-kumi, NORPRENEJ-hartsi tai SANTOPRENEJ-hartsi) ovat erityisen käyttökelpoisia. Muiden elastomeerien 15 poisjättämisellä ei tarkoiteta niiden käyttämisen erityistä poissulkemista keksinnön yhteydessä. Sovellutuksen tietyt erityiset fyysiset tai sähköiset vaatimukset, jota varten tiivisteet ovat tarkoitetut, voivat vaatia erityisten elastomeerikoostumuksien käyttämistä.

20

Valittu materiaali on sopivimmin juokseva, kovetettava ,···. polymeerimateriaali. Tällä määritelmällä tarkoitetaan * * · . polymeerimateriaalia, jolla on edellä esitetyt vis- • · ... kositeettiominaisuudet, joka helposti voidaan ekstrudoida • · ··· 25 ekstruusiosuuttimen kautta. Juoksevalla polymeerimateri- • · · • ·* aalilla on sopivimmin seuraavassa esitettävät edustavat

M

• ** virtausnopeudet kun materiaali ekstrudoidaan n. 0,83 mm:n ··· V * (0, 033") aukon läpi (neulakoko 18), jolloin virtausno peudet n. 1,38 bar (20 psi) paineella ovat (viskositeet-:V; 30 timuutoksista riippuen) 0,03-0,14 g/min; n. 2,76 bar (40 • t ·***. psi) paineella virtausnopeudet ovat 0, 05-0,25 g/min ja n.

M» \ 4,14 bar (60 psi) paineella virtausnopeudet ovat 0,10- • · · *;“* 0,46 g/min. Kun materiaali ekstrudoidaan halkaisijaltaan • * *···* n. 1,37 mm:n (0, 054") aukon (neulakoko 15) kautta olivat ;***: 35 virtausnopeudet n. 1,38 bar (20 psi) paineella 0,06-0,49 *·* ·«··· g/min samalla kun virtausnopeudet n. 2,76 bar (40 psi) paineella olivat 0,19-1,25 g/min ja n. 4,14 bar (60 psi) 13 119351 paineella 0,36-2,62 g/min. Juoksevan polymeerimateriaalin tulisi olla riittävän paksujuoksuinen ja/tai muotostabii-li jotta se ei painuisi, valuisi tai juoksisi levittämisen ja kovettumisen välillä. Se voi olla tahnan, tiivis-5 tysaineen, geelin tai paksujuoksuisen fluidin muodossa. Kun materiaali kovettuu suhteellisen nopeasti ja levitettäessä muodostaa aluksi stabiilin materiaalin, kuten geelin tai nahallisen tai vaahtorakenteen, voi levitetty materiaali vaihtoehtoisesti olla suhteellisen ohut tai 10 ei-paksujuoksuinen fluidi.

Valitun hartsin tulisi lisäksi muodostaa pehmeä, joustava, puristuskovettuva kestävä tiiviste jopa silloin kun lisätään suhteellisen suuria määriä johtavaa täyteainet-15 ta, mikäli sitä käytetään.

Näihin edellä esitettyihin vaatimukset täyttäviin sopiviin elastomeereihin kuuluvat silikonikumit, joko vaahdotetut tai vaahdottamattomat; silikonigeelit, joko vaahdo-20 tetut tai vaahdottamattomat, jolloin tällaiset geelit tyypillisesti ovat suhteellisen pehmeätä silikonikumia, .··*. joka voi olla jatkettu öljyllä tai pehmitteillä tai jotka • · · • ovat vain lievästi silloitetut; polyuretaanit, erityises- • · ... ti uretaanin esipolymeerityyppi, jossa esipolymeeri on • i « * 25 päätetty isosyanaattiryhmällä, joka altistettuna akti- • « * • ·* vointiaineelle (tyypillisesti hydroksia sisältävä ryhmä), • * * ** kuten vedelle, amiineille tai alkoholeille saa aikaan ··· V · esipolymeerin silloittumisen; elastomeeriset termoplasti set kumit, kuten Norton CO.'n DYNAFOAMJ ja NORPRENEJ; :Y: 30 Monsanto'n SANTOPRENEJ-hartsi ja Shell Oil'n KRATONJ-ku- * * mi. Nämä termoplastit käsittävät yleensä ainakin yhden ··« *, lohkokopolymeerin, kuten SBS- tai SlS-kumin yhdessä mui- • · · • * · "* den polymeerien (polyetyleeni, polystyreeni, jne.) kanssa • · ’···* tai ilman niitä ja/tai öljyjä tai pehmitteitä. Tämän li- i’**! 35 säksi on mahdollista käyttää erilaisia sekoituksia näistä ··· *:··* elastomeereista.

14 119351 Tällaiset polymeerit ovat yleisesti tunnettuja ja laajasti saatavissa, katso esimerkiksi US-patenttijulkaisua 4,931,479, 4,643,924 ja EP-patenttijulkaisua 0326704A.

5 EMI-tiiviste voidaan muodostaa EP-patenttijulkaisussa 0326704A esitetystä koostumuksesta käyttämällä kaksikom-ponenttityyppistä polymeerisysteemiä, joista yksi on termoplastinen luonnostaan, toinen kovettuu lämmön vaikutuksesta kun se altistetaan kosteudelle tai aktiivisille 10 hydroksyyliryhmille. Tiiviste sisältää erään rakennemuo-don mukaan seuraavat kolme komponenttia. Ensimmäinen komponentti on primaaripolymeeri, jossa on pääteryhmiä, jotka kykenevät reagoimaan kemiallisesti toistensa kanssa kosteuden läsnäollessa johdannaispolymeerin muodostami-15 seksi, jolla on suurempi keskimääräinen ketjupituus kuin sanotulla primaaripolymeerillä, kuten isosyanidilla päätetty polyesteriesipolymeeri. Toinen komponentti on sil-loittamaton elastomeeri, joka ei pääasiassa kykene reagoimaan itsensä kanssa tai sanotun ensimmäisen komponen-20 tin kanssa kosteuden läsnäollessa, kuten lohkokopolymee-ri, esimerkiksi styreenibutadienistyreeni-lohkokopolymee- ,···, rit. Kolmas komponentti muodostuu yhdestä tai useammasta • · · ^ . sähköä johtavasta täyteaineesta. Ensimmäinen, toinen ja • » ... kolmas komponentti sekoitetaan hyvin yhteen keskenään, ja • · ];··* 25 koostumus, kun sitä pidetään erossa kosteudesta ja muista • · · Ϊ ·* aktiivisista vedynluovuttajamateriaaleista, muodostaa ! '*· helposti ekstrudoitavan ja muutoin tavanomaisesti muovat- V i tavan tai päällystettävän termoplastisen koostumuksen mutta joka kun se altistuu kosteudelle pääasiassa kovet- ;Y: 30 tuu lämmön vaikutuksesta. Eräässä keksinnön sopivassa • · ·*·*. rakennemuodossa käytetään termisiä additiokovetussystee- ··· *. mejä.

• · « • * · ··· ♦ ·· • · *···* Käytettäväksi sopiviin silikonipohjaisiin polymeerimate-

35 riaaleihin kuuluvat Dow Corning Corporation’n SYLGARDJ

··* 527 (osat A ja B), DOW CORNING 3146, GE Silicone'n yksiosaisina RTV-silikonimateriaaleina pohjusteeton liima 15 119351 RTV 6802, 6803, 6808, 6809, yleisliima RTV 6702, 6703, 6708, nopeasti kovettuva pohjusteeton liima RTV 5812, 5813, 5818, ja kaksiosaiset RTV-materiaalit, myös Shin-Etsu'n (Torrance, CA) itsepohjustuva (pohjusteeton) KE 5 1800T, KE 109 RTV-silikonit (2-komponentti) tai KE 1820, KE 1830. Sopiva materiaali voidaan sekoittaa yhteen yhden tai useamman johtavan täyteaineen kanssa EMl-materiaalin muodostamiseksi.

10 Tiiviste voidaan tehdä sähköä johtavaksi joko käyttämällä elastomeeriseen perusaineeseen sisällytettyä johtavaa täyteainetta ja/tai käyttämällä sähköä johtavaa ulkokerrosta, joka on muodostettu ytimen päälle, joka voi olla johtava tai johtamaton.

15 Täyteaineet, joita käytetään elastomeerien kyllästämiseksi niiden tekemiseksi sähköä johtaviksi, ovat hyvin tunnettuja. Esimerkkeinä näistä täyteaineista voidaan mainita sähköä johtavat jalot metallipohjäiset täyteaineet, 20 kuten puhdas hopea; jalot metallipäällysteiset jalometallit, kuten hopeoitu kulta; jalot metallipäällysteiset ,···. epäjalot metallit, kuten esimerkiksi hopeoitu kupari, • · · , nikkeli tai alumiini, hopeoidut alumiiniydinhiukkaset tai ♦ · platinoidut kuparihiukkaset; jalo metallipäällysteinen • · *···* 25 lasi, muovi tai keramiikka, kuten hopeoidut lasimikrokuu- • ♦ · ί ·* lat, jalometallipäällysteiset alumiini- tai jalometalli- ·# Ϊ *·· päällysteiset muovimikrokuulat; jalometallipäällysteinen

«M

V· kiille; ja muut tällaiset johtavat jalometallitäyteaineet. Myös epäjalot metallipohjäiset :*:*· 30 materiaalit ovat sopivia, joihin sisältyvät epäjalot • · ··*·. metallipäällysteiset epäjalot materiaalit, kuten kupari- i · · •# päällysteiset rautahiukkaset tai nikkelipäällysteinen • m · *···* kupari; epäjalot metallit, esimerkiksi kupari, alumiini, • · *...· nikkeli, koboltti; epäjalot metallipäällysteiset epäme- ·***♦ 35 tallit, esimerkiksi nikkelipäällysteinen grafiitti ja ··· epämetallimateriaalit, kuten hiilimusta ja täyteaineiden grafiittiyhdistelmät halutun johtavuuden, kovuuden ja 16 119351 muiden parametrien täyttämiseksi, jotka vaaditaan tietyssä sovellutuksessa.

Sähköä johtavien täyteaineiden muoto ja koko ei ole 5 kriittinen tämän keksinnön osalta. Täyteaineet voivat olla mitä tahansa muotoa, jota yleisesti käytetään johtavien materiaalien valmistamiseksi, pallon-, hiutaleen-, levyn-, epäsäännöllisen tai kuidunmuotoinen (kuten katkotut kuidut) mukaanluettuina. Keksinnön mukaisia tiivis-10 teitä valmistettaessa pidetään sopivana sitä, että hiukkaset ovat pallomaisia, pääasiassa pallomaisia tai epäsäännöllisiä. Hiutaleen- tai levynmuotoisia täyteaineita pidetään sopivimpina silloin kun niitä käytetään ulkopuolisen johtavan päällystyksen muodostamiseksi paikallaan 15 muotoutuvaa tiivistettä varten.

Sähköä johtavien täyteaineiden hiukkaskoko voi sijoittua johtavissa materiaaleissa olevia täyteaineita varten normaalisti käytettävälle välille. Yhden tai useamman täyte-20 aineen hiukkaskoko on yleensä noin 0,250μ - noin 250μ, sopivasti noin 0,250μ - noin 75μ, ja sopivimmin noin 0, 250μ - noin 60μ.

• · · Φ · ... Keksinnön juoksevan kovetettavan polymeerimateriaalin • · 25 viskositeetti sijoittuu välille noin 100 000 - noin 10 • · · • ·* 000 000 sentipoisia. Viskositeetti mitataan 25°C lämpöti- • · 5 ** lassa käyttäen laitetta Brookfield Viscometer (RV-series) • · · V * heliopath Stand, "F" T-spindle (1-2,5 RPM), Brookfield

Engineering Labs, Inc., Stoughton, Mass. Viskositeettia ::: 30 voidaan säätää esimerkiksi lisäämällä silikonifluidia.

Φ # Φ Φ 4» φ Φ φ Φ • Φ* ’. Yhden tai useamman sähköä johtavan täyteaineen määrä tai Φ φ φ *·* kuorma tämän keksinnön yhteydessä käytetyssä johtavassa φ Φ *···* elastomeerisessa materiaalissa voi vaihdella hyvin laa- :***; 35 joissa puitteissa kunhan sähköä johtavaa täyteainetta on

Mt ·;··; riittävästi EMI/RFI-suojausominaisuuksien aikaansaamisek si. Täyteainehiukkasten kuorma johtavassa elastomeerises- 119351 π sa materiaalissa on yleensä noin 10 - noin 80 tilavuus%, sopivimmin noin 20 - noin 66 tilavuus%.

Haluttaessa voidaan elastomeeriseen perusaineeseen myös 5 lisätä muita täyteaineita ja aineosia. Tällaisiin täyteaineisiin kuuluvat mikroaaltoja absorboivat materiaalit, lämpöä johtavat täyteaineet, inerttiset tai vahvistus-täyteaineet, kuten silika- ja pigmenttitäyteaineet, kuten myös lasi- tai polymeerimikrokuulat. Lisäksi on mahdol-10 lista lisätä kovettimia, silloitusaineita, liekinestoai-neita, laimennusaineita, liuottimia tai dispergointiapu-aineita, jne., mikä on hyvin tunnettua halutun johtavan elastomeerisen materiaalin muodostamiseksi. Elastomeerit voivat lisäksi käsittää muita yhdisteitä, kuten pehmit-15 teitä, jatkeöljyjä, pehmentimiä, tarra-ainekatalyyttejä, paisutteita tai muita aineita, joiden ansiosta kovettunut tiiviste saa halutut ominaisuudet.

Tiivisteen Shore A kovuus (mitattuna ASTM-standardien 20 mukaan) tulisi sopivimmin olla pienempi kuin 90, sen tulisi sopivasti sijoittua välille 5-80, erityisesti välil- ,···. le 5-50 ja sopivimmin välille 5-40. Tiivisteen ominaisuu- * · · det voivat vaihdella riippuen valitusta hartsista, siitä • · ... onko se vaahdotettu tai ei, siinä olevasta täyteainemää- • · ]··;* 25 rästä ja muista mahdollisesti lisätyistä aineosista (öl- • · ϊ ·* jyt, pehmittimet, vahvistustäyteaineet jne.).

• · • *· • · · V · Tyypillisellä paikallaan muotoutuvalla tiivisteellä tuli si olla alhainen sulkeutumisvoima, esimerkiksi voima, 30 joka on pienempi kuin n. 0,892 kg/cm (noin 5 lb/tuuma), • · .***. erityisesti pienempi kuin n. 0, 535 kg/cm (noin 3 lb/tuu- • · · •# ma) ja sopivimmin pienempi kuin n. 0,178 kg/cm (noin 1 • · · *-··* lb/tuuma) tiivisteen riittäväksi painamiseksi oikean säh- • ·· • · *·..* köjatkuvuuden turvaamiseksi kahden vierekkäisen substraa- 35 tin välillä.

··· # ·

Tiiviste tulisi (haluttaessa) voida dispergoida automaat- 18 119351 tilaitteiston avulla, jolloin halkaisijat sijoittuvat välille n. 0,25 mm - n. 6,35 mm (0,010" - 0,25") ja sivusuhteet sijoittuvat välille noin 0,25 : 1 - noin 3:1.

5 EMI-suojausvaikutuksen tulisi olla ainakin 10 dB, sopi-vimmin ainakin 20 dB taajuusalueella noin 10 MHz - 12 GHz. Sillä tulisi sopivimmin olla EMI-suojaustehokkuus, joka sijoittuu välille noin 10 dB - 120 dB, sopivimmin noin 20 dB - 80 dB taajuusalueella noin 10 MHz - 12 GHz, 10 sopivimmin noin 200 MHz - 10 GHz. Suojaustehokkuus tulee tietenkin vaihtelemaan läsnäolevasta johtavasta materiaalista, tiivisteen painautumisesta ja käytetyistä testi-menetelmistä riippuen. Kaikki edellä esitetyt suojauste-hokkuusarvot perustuvat olettamukseen, että johtavien 15 materiaalien kuorma on tyypillinen edellä esitetyn mukaisesti, jolloin painautuminen on ainakin 10%, sopivimmin 10-50% standardin mukaisilla MIL-G-83528 testimenetelmä-tavoilla .

20 Menetelmä tällaisten paikallaan muotoutuvien johtavien elastomeerien levittämiseksi käsittää sopivimmin auto- .·;·, maattilaitteiston, kuten robottiapplikaattorien, kuten x- * y, x-y-z ja muuntyyppisten tällaisten moniakseli- tai • · ... kiertotyyppisten applikaattorien; käsiapplikaattorien, * « • · 25 kuten tiivistysaineen syöttöputkiloiden; snrtoapplikaat- • · .

• ·* torien ja muuntyyppisten käyttämisen.

• · • ·· • · · V : Menetelmä koskee sopivimmin elastomeerin muodostamista, joka voidaan muotoilla paikallaan, elastomeerin levittä- :Y: 30 mistä ennalta määritettyä rataa pitkin ja elastomeerin ·***; kovettamista paikallaan. Tämä tarkoittaa, että vapaamuo- ·*· toinen polymeerimateriaali, esimerkiksi vapaamuotoinen • f · « · · *” polymeerinen terminen additiokovetussysteemi * · *··*’ ekstrudoidaan substraatille ja kovetetaan.

: *: 35 "Vapaamuotoinen" tarkoittaa, että ekstrudoitava aine · ·;··· tulee halutun muotoiseksi ja kovetetaan käyttämättä muottia. Ekstrudoitava aine voidaan yhtä hyvin kovettaa 19 119351 ilman muottia, sopivimmin ilmanpaineessa.

Erään sopivan rakennemuodon mukaan saavutetaan erinomainen keksinnön materiaalien ja niistä valmistettujen 5 tiivisteiden kiinnittyminen substraattieihin, joille ne levitetään ja kovetetaan käyttämättä pohjustetta. Haluttaessa on kuitenkin valitusta elastomeerista ja/tai sen kiinnittymisestä riippuen tiettyyn substraattiin mahdollista käyttää liima-ainetta tai pohjustetta.

10 Tiedetään esimerkiksi, että joillakin sili- konikoostumuksilla on huonot kiinnittymisominaisuudet, erityisesti metallisubstraatteihin. Tällöin on mahdollista käyttää puhjustetta, esimerkiksi funktionalisoi-tua silaania, silikaattiesteriä, syanuraattia tai sili-15 konipohjäistä liimaa silikonikoostumuksen kiinnittämiseksi metallisubstraattiin. Sopivissa rakennemuodoissa, jopa silloin kun käytetään pöhjusteettomia materiaaleja, on tiivisteiden sisäinen koheesiovoima pienempi kuin suuri kiinnitysvoima allaolevaan substraattiin. Täten saadaan 20 aikaan hyvä kiinnittyminen substraatteihin.

Eräässä sopivassa menetelmässä käytetään kiinteätä tukea • · ♦ tai pöytää, jolle tiivisteeksi muodostettava substraatti • · ... kiinnitetään paikalleen. Liikkuva applikaattori, kuten • · *···* 25 ohjelmoitava x-y- tai x-y-z-suutin, joka on yhdistetty • · · ί ·* paikallaan muovautuvan elastomeerin lähteeseen, sijoite- ·« • · tl* : ·* taan substraatin viereen sopivimmin sen yläpuolelle, min- ♦ ·· V : kä jälkeen sitä siirretään ennalta määritettyä rataa pit kin, jolloin se levittää halutun määrän elastomeeria sil-30 le substraatin osalle, jonka yli se kulkee. Tämän jälkeen • · .***. elastomeeri kovetetaan.

• ·*♦ « • · · *··* Suutin voi vaihtoehtoisesti olla kiinteä ja pöytää voi- ··· • · *···’ daan siirtää kahdessa (x-y), kolmessa (x-y-z) tai useam- 35 massa liiketasossa.

M» • ·

Eräässä toisessa rakennemuodossa sekä suutin että pöytä 20 119351 voivat liikkua yhdessä tai useammassa tasossa toistensa suhteen. Eräässä esimerkissä suutin liikkuu kahdessa tasossa (x-y) ja voi kiertyä ja pöytä kykenee liikkumaan pysty(z)tasossa. On myös mahdollista käyttää muita muun-5 nelmia tai rakennemuotoja.

Kuviossa 3 on esitetty tyypillinen järjestelmä menetelmän suorittamiseksi, jossa tukialustalle tai pöydälle 21 on sijoitettu tiivisteeksi 22 muodostettava substraatti.

10 Alustan 21 yläpuolelle on sijoitettu applikaattori, kuten päällysteannostelija 23. Annostelija on yhdistetty paikallaan muotoutuvan elastomeerin lähteeseen (ei esitetty) johdon 24 kautta.

15 Annostelija 23 kykenee liikkumaan ainakin kahdessa liike-tasossa alustan suhteen, kuten x- ja y-akselin suunnassa. Se kykenee sopivimmin liikkumaan kolmessa liiketasossa (x, y, z) ja se voi myös olla kiertyvä jotta se voisi mukautua substraatin 21 korkeus- tai kulmamuutoksiin, 20 jonka yli se liikkuu ja levittää elastomeeria tiivisteen 25 muodostamiseksi haluttuun kohtaan.

• · * • · « • · ·

Kuviossa 4 on esitetty eräs toinen tyypillinen järjestel- * * mä, jossa annostelija 26 ja pöytä 27 liikkuvat toistensa • ,**; 25 suhteen. Myös tässä tapauksessa suutin on varustettu kah- • · · *’ della syöttö johdolla 28, 29, mikä mahdollistaa kaksikom- • · • '* ponenttijärjestelmien, kuten uretaanien käyttämisen, tai • · * *.* * kaasumaisen komponentin (ilma, CO2, typpi) syöttämisen elastomeeriin juuri ennen levittämistä vaahdotetun raken-30 teen muodostamiseksi. Pöytää 27, jolle substraatti 30 on :***: asennettu, siirretään yhteen tai useampaan suuntaan (x, y I*· ja/tai z) käyttömekanismin avulla, jota edustaa lohko 31.

• · · *“ Suutinta siirretään vastaavan käyttömekanismin 32 avulla.

• *

• H

• · * « : : 35 Eräs menetelmä paikallaan muotoutuvan tiivisteen muodos- • · · ·:*·· tamiseksi on sekoittaa riittävä määrä silikonikumia al haisen Shore A omaavan siloksaanipolymeerin muodossa yh- 21 119351 teen sähköä johtavan täyteaineen kanssa EMI-suojauksen aikaansaamiseksi. Tämä seos sekoitetaan tämän jälkeen yhteen ylimääräisen silikonikumin ja/tai kovettimen tai katalyytin kanssa ja lisätään tämän jälkeen injektioruis-5 kuapplikaattoriin, joka on kiinnitetty x-y-applikaattori-varteen. Materiaali annostetaan tämän jälkeen substraatin, kuten matkapuhelinkuoren kehäreunaa pitkin, jossa se kovettuu paikalleen.

10 Eräs toinen menetelmä on muodostaa johtamaton elastomee-rinen tiivistekerros, kuten edellä esitetyn menetelmän avulla, ja tämän jälkeen muodostaa johtava ulkokerros johtamattoman ytimen päälle ruiskuttamalla, päällystämällä, maalaamalla tai upottamalla ulkokerros ytimen päälle. 15 Kuviossa 5 on esitetty tällainen rakennemuoto. Tiiviste 40 sisältyy substraattiin 42 muodostettuun kanavaan 41. Sisäkerros 43 on ainakin osittain peitetty johtavalla ulkokerroksella 44. Sisäkerros 43 on sopivimmin johtamaton. Se voisi kuitenkin haluttaessa olla johtava, jolloin 20 se täyteaineena sisältäisi esimerkiksi hiilimustaa.

Johtamaton ydin voidaan vaihtoehtoisesti päällystää lii- » i « makerroksella, joka tämän jälkeen flokataan johtavilla • · ... kuiduilla, kuten on esitetty US-patenttijulkaisussa • · [** 25 5, 115, 104, joka sisällytetään kokonaisuudessaan.

* · · · • « ·· • · : ** Tiiviste voidaan kovettaa minkä tahansa mekanismin avul- • · · V · la, joita yleisesti käytetään valittua polymeeriä varten niin kauan kun kovettaminen ei vaikuta haitallisesti tii- :V: 30 visteen painautumisominaisuuksiin levittämisen ja kovet- • · tamisen välillä, ja/tai kovetetun tiivisteen fysikaali- • · · *, siin tai sähköominaisuuksiin .

• · · * * · ** * ·· • * *···* Jotkut elastomeerit, kuten esipolymeeripohjäiset polyure- :***: 35 taanit, ovat periaatteessa itsekovettuvia niin, että kun • · * ·;··· isosyanaattiryhmän ja hydroksiryhmän välinen reaktio ker ran on alkanut se tyypillisesti jatkuu kunnes yksi tai 22 119351 molemmat ryhmät ovat kuluneet loppuun.

Muiden elastomeerien, kuten joidenkin silikoni- ja termoplastisten kumien yhteydessä käytetään kemiallisia kovet-5 timia, kuten peroksidia, rikkiä, sinkkiä tai amiineja ja/tai lämpöä hartsin silloittamiseksi ja kovettamiseksi.

On myös mahdollista käyttää valokovettuvia hartseja sisällyttämällä valolle herkkä kovetin tai valokäynniste, 10 joka altistettuna tietylle valon (UV, jne.) aaltopituudelle silloittaa hartsin ja kovettaa sen.

Jotkut hartsit käyttävät lämpöä kovettuakseen. Keksintöä toteutettaessa kovetetaan kovetettavan juoksevan polymee-15 risen ekstrudoitavan materiaalin muodossa oleva polymeerinen terminen additiokovetussysteemi uunissa. Lämpökove-tusjärjestelmissä on lisäksi mahdollista lämmittää kovetettavasta polymeerimateriaalista muodostuva substraatti ennen levittämistä, sen aikana tai sen jälkeen (varsinkin 20 jos se on metallia) kovettumisen nopeuttamiseksi ja välttyä kylmän substraattipäällystyksen aiheuttamista ,···. ongelmista, joka toimii lämpönieluna ja imee lämpöä pois • · · hartsista. Hartsi voidaan vaihtoehtoisesti kuumentaa ··« -« • · ... ekstruuderisäiliössä tai -kanavassa, kuten suuttimessa • a !*··* 25 juuri ennen levittämistä. On myös mahdollista käyttää • · · ϊ ·* substraatin viereen sijoitettuja kuumailma- tai

M

: ** infrapunalämmittimiä.

• a* • · · • * *

Sulahartsien, kuten KRATONJ-kumiin perustuvien hartsien 30 täytyy tyypillisesti jäähtyä kovettuakseen. Substraatin • · ·***· vahvistava jäähdyttäminen voi tässä tapauksessa olla hyö- ·· + *. dyllinen. Silloitteen sisältäviä sulia on itse asiassa • « *·”* pidettävä korkeassa lämpötilassa (hartsin sulamispisteen • *···* alla) jotta ne silloittuisivat.

: : 35 ··« ...·! Polymeerinen terminen additiokovetussysteemi ja sähköä johtava täyteaine muodostavat EMI-suojamateriaalin, joka 23 119351 voidaan ekstrudoida ja tämän jälkeen kovettaa. Polymeeriset termiset lisäsysteemit ovat hyvin tunnettuja ja monet tällaiset, keksinnön yhteydessä käytettäviksi sopivat systeemit kovetetaan funktionaalisten ryhmien tai 5 vierekkäisten molekyylien välisen reaktion kautta, jotka funktionaaliset ryhmät tai molekyylit voivat olla samoja tai erilaisia. Käyttökelpoinen keksinnön yhteydessä on esimerkiksi yksi laji, joka on polymeeri, joka voidaan silloittaa, jonka ketju voidaan oikaista, tai molemmat.

10

Ensimmäinen ja toinen laji, joissa on ensimmäinen vast, toinen funktionaalinen ryhmä, voidaan myös reagoida niin, että ne kovettuvat ja kovettavat juoksevan polymeerimateriaalin. Ensimmäinen laji on yleensä polymeerinen, ja 15 toinen laji silloite, vaikka sekä ensimmäinen että toinen laji voivat olla polymeerisiä. Ensimmäinen ja toinen laji omaavat riittävän funktionaalisuuden niin, että lämpöak-tivoitu silloitusreaktio aiheuttaa materiaalin kovettumisen siinä määrin, että tuloksena on tiiviste, jolla on 20 EMI-suojatiivisteen kannalta haluttavat mekaaniset ominaisuudet .

«·» • · · • · · * , Ensimmäinen laji on sopivimmin polymeerilaji, joka kokon- • · ... sa ja rakenteensa ansiosta on juokseva ja ekstrudoitavis- * · [“·* 25 sa, jolloin sen viskositeetti yleensä on noin 500 - noin * ** 10 00 Ns/m2 25 °C lämpötilassa. Polymeerilaji voi olla : *· lineaarinen, haaroitettu, tai radikaalinen homopolymeeri; • ·· V : satunnaiskopolymeeri, tai lohkopolymeeri, edellä selite tyt polymeerilajit mukaanluettuina, ja se voi sisältää S*;*: 30 terminaalisia reagoivia funktionaalisia ryhmiä, sisäisiä • · .***. (ei-terminaalisia) reagoivia funktionaalisia ryhmiä, tai ·· ·. molempia. Ensimmäinen laji voi sisältää fenyylimetyyli- • * · *···* vinyyli- ja divinyylimetyylimateriaaleja. Erään erityisen *··* sopivan rakennemuodon mukaan on ensimmäinen laji lineaa- ·***; 35 rinen vinyyliterminoitu siloksaanipolymeeri, kuten vinyy- ··*·· literminoitu polydimetyylisiloksaani, ja toinen laji on hybridisilloite, kuten hydriditerminoitu siloksaani, tai 24 119351 metyylihydrodimetyylisiloksaanikopolymeeri, jossa on 20-60% metyylivetyä. Katalyytti, kuten platinakatalyytti, on tyypillisesti tarpeellinen ensimmäisen ja toisen lajin välisen lisäkovettumisreaktion katalysoimiseksi. Asian-5 tuntijat tuntevat platinakatalyytit tyypillisesti or-ganoplatinalajina.

Siloksaanipohjaisia polymeerisiä termisiä additiokovetus-systeemejä on kaupallisesti saatavina ja niitä valmistaa 10 esimerkiksi Dow Chemical, GE Silicone, tai Shin Etsu Company: Tällaisia systeemejä myydään yleensä kaksikompo-nenttisysteeminä, jolloin ensimmäinen komponentti sisältää vinyyliä sisältävän siloksaanin ja noin 5-10 ppm platinakatalyyttiä, ja toinen komponentti sisältää hydri-15 difunktionaalisen siloksaanin ja vinyyliä sisältävän siloksaanin. Ensimmäinen ja toinen komponentti sekoitetaan keskenään ja kovetetaan lämmön vaikutuksesta, jolloin muodostuu muotostabiili materiaali.

20 Polymeerinen terminen additiokovetussysteemi kovettuu pääasiassa lämmön vaikutuksesta altistuessaan #.j.t lämpötilalle, joka on ainakin 85°C ainakin 30 minuutin • · · . ajaksi. Käytettävät lämpötilat ovat tyypillisesti noin « · ttt 85°C - noin 180°C, ja lämpöä kohdistetaan systeemiin • · *···* 25 ajaksi, joka vaihtelee noin 30 minuutin ja noin 160 ·· · * « · *

* .* minuutin välillä. Sopivat systeemit kovetetaan noin 150°C

• ff j '·· lämpötilassa noin 30 minuuttia, noin 120°C lämpötilassa t·· • ϊ noin 60 minuuttia, tai noin 85°C lämpötilassa noin 120 minuuttia. Asiantuntija voi säätää kovettumislämpötilaa ·*·*: 30 ja -aikaa erityisen systeemin mukaan. Jos käytetään » · .***. niinkin korkeata lämpötilaa kuin 250°C voi kovettumisaika *·· *t olla niinkin lyhyt kuin 1-5 minuuttia.

* · · • · # ·*# ·»· *...* Sopivat polymeeriset additiokovetussysteemit, kuten * ·***; 35 siloksaanipohjäiset systeemit, kiinnittyvät substraattiin, jolla ne kovettuvat käyttämättä pohjustetta. Niihin substraatteihin, joille systeemi 25 119351 tulee kiinnittymään kun se kovetetaan sen päällä, kuuluvat muovit, metallit, keraamiikat, piidioksidi ja vastaavat.

5 Sähköä johtava materiaali sekoitetaan yhteen kaksi- komponenttisen termisen additiokovetussysteemin ensimmäisen ja toisen komponentin kanssa, ja kun komponentit sekoittuvat keskenään ja kovetetaan lämmön vaikutuksen avulla, muodostuu muotostabiili EMI-suojamateriaali. Kun 10 käytetään hopeapohjäistä sähköä johtavaa materiaalia (kuten hopeajauhetta, hopeoitua metallia, keraamisia tai polymeerisiä hiukkasia, tai hopeakyllästettyja hiukkasia) vaikuttaa hopea kuitenkin haitallisesti katalyytin, erityisesti platinakatalyytin katalyyttisen ak-15 tiivisuuteen. Kun edellä esitettyä ensimmäistä ja toista esisekoitettua komponenttia varastoidaan tulee hopeapoh-jainen täyteaine tämän vuoksi ajallaan vaikuttamaan haitallisesti katalyytin katalyyttiseen aktiviteettiin. Tämän vuoksi katalyytin täydentämistä ohjataan siten kek-20 sinnön mukaan vaikuttamaan varastoinnista ja systeemin käyttämisestä johtuvaan johtavan täyteaineen katalyyttiin kohdistuvaa myrkyttävää vaikutusta vastaan.

* * · * • ·

Menetelmä käsittää useiden esisekoitetun komponentin ai- • · tj*· 25 kaansaamisen ja komponenttien yhteensekoittamisen EMI- f · · • ·* suojamateriaalin muodostamiseksi, joka voidaan ekstrudoi- : ** da tiivisteen muodostamiseksi. Komponenttien koostumus on ··· V * sellainen, että ennalta määritettyjä määriä kutakin se koitetaan yhteen ennen ekstrudoimista, jonka yhteydessä 30 ennalta määritetyt määrät ovat tarkoituksenmukaisesti • · ·***· toimitettavissa ja sekoitettavissa. Komponentit voidaan ··· ·. esimerkiksi valmistaa siten, että ennen ekstrudoimista • · · *···* voidaan saada aikaan seos, jossa ensimmäisen ja toisen e·· ^ • * *···* suhde on noin 1:1.

• ·· O c : ϊ 35 ···

Kehitetään kolmikomponenttisysteemi, joka sisältää yhden esisekoitetun komponentin, joka voi sisältää ensimmäisen 26 119351 lajin, sähköä johtavan täyteaineen ja katalyytin. Toinen komponentin voi sisältää ensimmäisen lajin, toisen lajin, ja sähköä johtavan täyteaineen. Kolmas komponentti voi sisältää sopivassa kanninaineessa, kuten silikonifluidis-5 sa tai silikonin kanssa yhteensopivassa fluidissa, orgaanisessa liuottimessa, kuten tolueenissa, alkoholissa tai vastaavassa olevan katalyytin, tai jommankumman ensimmäisestä tai toisesta lajista. Kovettumisen kiihdytin, kuten Dow Corning'n Q3-6559, kuten myös muut kovettumisen 10 kiihdyttimet, joilla on suhteellisen suuri katalyyttipi-toisuus, sopivat käytettäviksi katalyyttiä täydentävänä kolmantena komponenttina. Menetelmä voi käsittää ensimmäisen ja toisen komponentin yhteensekoittamisen ja tämän jälkeen kolmannen komponentin lisäämisen ennen ekstrudoi-15 mistä tai ensimmäisen ja kolmannen komponentin yhteensekoittamisen, minkä jälkeen toinen komponentti lisätään ennen ekstrudoimista. Vaikkakaan tämä ei ole suositeltavaa on kuitenkin mahdollista sekoittaa toinen ja kolmas komponentti yhteen, jota seuraa ensimmäisen komponentin 20 lisääminen ennen ekstrudoimista.

Keksinnön mukaisella suojamateriaalilla on mahdollista • « · . saada aikaan kaksikomponenttisysteemi, joka sisältää • · ... yhden esisekoitetun komponentin, johon voi kuulua ensim- • · 25 mäinen laji, toinen laji, sähköä johtava täyteaine, kata- • · · ϊ ** lyytti ja inhibiitti. Inhibiitti estää ensimmäisen ja ! ** toisen lajin välisen reaktion huoneenlämmössä mutta ··· V : höyrystyy kovettumislämpötiloissa, jolloin ensimmäisen ja toisen lajin välinen reaktio on mahdollinen. Toinen ·*·*· 30 komponentti sisältää sopivassa kanninaineessa olevan • · katalyytin. Kun kovettumisreaktion yhteydessä käytetään ·. hydridiä sisältävää siloksaania täydennetään sitä tämän • · · *···* rakennemuodon mukaan edullisesti jos systeemiä • · *..·* varastoidaan enemmän kuin yhdeksi päiväksi. Systeemin ·***· 35 täydentämiseksi tarvittava hydridimäärä riippuu ··· varastointia jän pituudesta. Menetelmä käsittää tämän rakennemuodon mukaan ensimmäisen ja toisen komponentin 27 119351 yhteensekoittamisen juuri ennen ekstrudoimista.

Polymeerisiä mikrokuulia voidaan erään rakennemuodon mukaan lisätä polymeeriseen additiokovetussysteemiin ennen 5 kovettamista. Tällaiset polymeeriset mikrokuulat ovat tunnettuja ja ne muodostetaan fenolimateriaalista, akryy-linitriilipohjäisestä materiaalista, tai vastaavasta halutuista fyysisistä ominaisuuksista riippuen. Tällaiset mikrokuulat voidaan tehdä kokoonpuristuviksi niin, että 10 kuulamateriaalin viskositeetti pienenee kun niitä puristetaan kokoon. Kuulat voidaan myös valmistaa siten, että ne sisältävät juoksevan lajin, kuten polymeerikuoressa olevan hiilivety-ytimen, ja altistuessaan lämmölle hiilivety laajenee kuulan laajentamiseksi. Keksinnön yhteydes-15 sä käytetään sopivimmin akryylinitriiliä olevia mikrokuulia, jotka kooltaan ovat 5-200 mikronia, keskimäärin 25 mikronia.

EMl-suojatiiviste muodostetaan ekstrudoimalla ekstruusio- 20 päästä juoksevaa polymeerimateriaalia, joka on sähköä johtavia täyteainehiukkasia sisältävästä kolmekomponent- ... tisesta polymeerisestä termisestä kovetusjärjestelmästä ! · · * , muodostuva seos.

# *· ··· • · '...* 25 Kolmekomponenttisysteemi muodostetaan seuraavalla taval- M t :V la. Ensimmäinen esisekoitettu komponentti muodostuu 12,25 ·· j *·· paino-osasta vinyyliterminoitua siloksaanipolymeeriä ja :*!*: platinakatalyytistä, joka sisältää 48 paino-osaa hopeoi tuja kuparihiukkasia (sähköä johtavia hiukkasia), ja 0,2 .·.*. 30 paino-osasta kooltaan 25 μ:η akryylinitriilimikrokuulia.

• f ···, Toinen esisekoitettu komponentti on seos, joka muodostuu S * • 12,5 paino-osasta hydriditerminoitua siloksaanipolymeeriä ja vinyyliterminoitua siloksaanipolymeeriä, 48 paino- ··· ϊ.,.: osasta hopeoituja kuparihiukkasia, 0,2 paino-osasta kool- .·*·, 35 taan 25 μ:η akryylinitriilimikrokuulia, ja 0,2 paino- • t

IM

tmim· osasta savustettua piidioksidia. Ensimmäinen ja toinen • · komponentti, ilman mikrokuulia, sähköä johtavaa täyte- 28 119351 ainetta, ja savustettua piidioksidia, löytyy Dow Corning-yhtiöstä nimellä SYLGARDJ 527A ja 527B. Muissa esimerkeissä käytetään GE Silicone 6196 (Osat A ja B) tai Shin Etsu KE 1800T vast. KE 109RTV silikoneja. Ensimmäiseen ja 5 toiseen komponenttiin sekoitetaan kolmas komponentti, joka muodostuu 0,25 paino-osasta kovetuskiihdytettä, joka sisältää platinakatalyytin, jota myy Dow Corning nimellä Q3-6559, ja 0,75 paino-osasta silikonifluidia, jota myy Dow Corning matalaviskositeettisena 200 fluidina.

10

Ennalta määritettyjä määriä ensimmäistä, toista ja kolmatta komponenttia syötetään kuviossa 6 esitettyyn ja seuraavassa lähemmin selitettävään materiaalivarasto- ja ekstrudointijärjestelmän vastaaviin säiliöihin. Juoksevan 15 polymeeriseoksen muodostamiseksi lisätyt tilavuusprosentit ensimmäistä, toista ja kolmatta komponenttia ovat erään rakennemuodon mukaan 19, 19 vast. 1. Ensimmäinen ja kolmas komponentti voidaan sekoittaa keskenään ennen toisen komponentin lisäämistä. Tuote voidaan lämpökovettaa 20 paikallaan, esimerkiksi 138°C lämpötilassa puoli tuntia.

Seuraavassa selitetään laite kovetettavaa materiaalia • · · olevan helmen muodostamiseksi substraatille. Tämän lait- • · · • · ... teen avulla voidaan ekstrudoida mikä tahansa edellä esi- « » 25 tetyistä materiaaleista, kuten myös muita materiaaleja.

• · · ! ·* Laitetta voidaan käyttää materiaalin ekstrudoimiseksi : '* tasaisesti, nopeasti ja ilman ylileviämistä. Laite ·.· · käsittää ekstruuderin, jossa on kammio, joka on tarkoi tettu pitämään sisällään sähköä johtavaa materiaalia, iV: 30 jonka viskositeetti sijoittuu välille 100 -10 000 Ns/m2.

• · ·'**· Materiaalin viskositeetti on sopivimmin 1 000 -4 000 *. Ns/m . Ekstruusiopää on asennettu ekstruuderille ja on m · · *"·* yhdistetty kammioon EMI-suojamateriaalia olevan helmen • · *···* ekstrudoimiseksi substraatille, jolloin päätä voidaan :"*· 35 siirtää substraatin suhteen. Tyhjöpumppu kehittää nega- ··* ···«· tiivisen paineen ja kompressori positiivisen paineen.

Kukin on yhdistetty ohjausmoduuliin, joka on sovitettu 29 119351 ohjaamaan EMI-suojamateriaaliin vaikuttavan ilmanpaineen määrää. Ekstruuderiin syötettävää ilmanpainetta voidaan vaihdella riippuen ekstruusiopään nopeudesta, ekstruude-rikammiossa olevasta EMI-suojamateriaalin määrästä, mate-5 riaalin virtausnopeudesta ja EMI-suojamateriaalin viskositeetista. Helmen muodostumista voidaan ohjata hyvin tarkasti muuttamalla ilmanpainetta hyvin nopeasti. Hel-menmuodostumisen keskeyttämiseksi pienennetään juoksevaan polymeerimateriaaliin kohdistuvaa painetta nopeasti yh-10 distämällä johto negatiiviseen mittaripaineeseen. Kun helmi on muodostunut substraatille pannaan sähköä johtava materiaali alttiiksi kovetusprosessille EMI-suojamateriaalin kovettamiseksi.

15 Kuviossa 6 on kaaviomaisesti esitetty yleisesti viitenumerolla 110 varustettu laite helmen muodostamiseksi substraatille, joka voidaan kovettaa muodostamisen jälkeen. Laite on varustettu ekstruuderilla 140, paineen-syöttöjärjestelmällä, joka yleisesti on merkitty 120, ja 20 yleisesti viitenumerolla 50 varustetulla materiaalin syöttöjärjestelmällä.

··· • · · t » f • . Laite 110 syöttää ennalta määrätyn määrän juoksevaa poly- m · meerimateriaalia 111 kammiolla 141 varustettuun ekstruu-

• M

• 4 *···* 25 deriin 140. Juokseva polymeerimateriaali 111 pakotetaan 44 4 i ulos ekstruuderikammiosta 141 ekstruusiopäässä 142 olevan #4 • *·· aukon 142a läpi paineensyöttöjärjestelmän kehittämän, 4 4 4 ί^ί : juoksevan polymeerimateriaalin 111 pintaan vaikuttavan ilmanpaineen avulla. Ekstruuderikammioon 141 syötettävää •V. 30 painetta voidaan säätää ohjausmoduulin 126 avulla ja sitä • · ,···. voidaan vaihdella. Kun juoksevaa polymeerimateriaalia 4 4 • pakotetaan ulos ekstruusiopään 142 läpi pää siirtyy en- 4 4 4 *.ϊ.* naita määrättyä rataa pitkin polymeerimateriaalia olevan **· helmen 112 muodostamiseksi. Haluttua rataa pitkin muodos-.··*, 35 tunut helmi 112 kovetetaan lopullisen EMI-suojatiivisteen 4 4 4 muodostamiseksi. Helmen muodostaminen keskeytetään kun • 4 yhtenäinen ympärikiertävä tiiviste on muodostunut pienen- 30 119351 tämällä painetta kammiossa 141, sopivimmin hyvin nopeasti, negatiiviseen paineeseen, joka voi olla niinkin alhainen kuin -0,91 bar tai pienempi.

5 Ekstruuderi 140 on asennettu robottiapplikaattorille, joka on kaupallisesti saatavissa oleva ohjelmoitava X, Y, Z-koordinaattikone. Pää siirtyy eräässä sopivassa raken-nemuodossa substraatin 115 suhteen, joka on kiinteästi paikallaan ekstrudointiprosessin aikana. Robottiohjausyk-10 sikkÖ 117 ohjaa robotin ja ekstruuderilaitteen liikkeitä. Sopivaa robottiapplikaattoria myy Robotics Inc., Ballston Spa, New York.

Materiaalinsyöttöjärjestelmä 50 on sovitettu syöttämään 15 ennalta määritetyn materiaalimäärän ekstruuderikammioon 141. Ekstrudoitava materiaali voi olla kovetettava, juokseva polymeerimateriaali. Tällä määritelmällä tarkoitetaan polymeerimateriaalia, jonka viskositeettiominaisuu-det on selitetty edellä, joka helposti voidaan ekstrudoi-20 da ekstruusiosuuttimen kautta, ja joka on lämmössä kovettuva, termoplastinen, tai muutoin kovetettava. Materiaali ,···, voi olla yksikomponenttielastomeeri tai -hartsi, joka • · · kovetetaan lämmön, kosteuden, valon avulla tai kemialli- • m ... sesti. Keksinnön yhteydessä voidaan käyttää mitä tahansa • · Y** 25 joustavasti kovettuvaa hartsia, kuten EPDM-kopolymeerejä, • · · ! ·* silikonikumeja, fluorisilikonikumeja, uretaanikumeja, Ϊ ** nitriilikumeja, butyylikumeja, ja näiden seoksia. On mah- H· ·.· dollista käyttää lämmön vaikutuksesta kovettuvia tai ter moplastisia materiaaleja. Valitun materiaalin tulisi olla •Y: 30 riittävän paksujuoksuinen ja/tai muotostabiili niin, että • · ·***. se ei painu, valu tai juokse levittämisen ja kovettumisen ··· *, välillä. Se voi olla tahnan, tiivistysaineen, geelin tai • · · ···* paksujuoksuisen fluidin muodossa. Kun materiaali on no- • * *···* peasti kovettuva tai levityksen yhteydessä muodostaa ;***· 35 aluksi stabiilin materiaalin, kuten geelin tai nahallisen 4«· • •••ί tai vaahdotetun rakenteen voi levitettävä materiaali olla • · suhteellisen ohut tai ei-paksujuoksuinen fluidi.

31 119351

Valitun hartsin tulisi muodostaa pehmeä, joustava, puris-tuskovettuva kestävä tiiviste jopa silloin kun lisätään suhteellisen suuria määriä johtavaa täyteainetta, mikäli 5 sitä käytetään. Kun polymeerimateriaali on juoksevassa tilassa voidaan sitä sopivimmin puristaa kokoon noin 95%:iin sen kokoonpuristamattomasta tilavuudesta kun kohdistetaan positiivinen paine koneen toiminnallisella alueella. Kun polymeerimateriaali on kokoonpuristuva absor-10 boi materiaali osan ektruuderin kammioon ekstrudoimisen aikana kohdistetusta paineesta kokoonpainuessaan. Tämä aiheuttaa viiveitä ja hitaan reagoimisen paineen kohdistamisen yhteydessä ekstruusioprosessin aikana. Hidas reagoiminen monimutkaistaa lisäksi helmen ekstrudoimisen 15 päättämistä kokoonpuristettuun materiaaliin varastoidun energian vuoksi. Keksinnön menetelmää ja laitetta voidaan tietenkin käyttää kokoonpuristumattoman juoksevan polymeerimateriaalin yhteydessä.

20 Juoksevalla polymeerimateriaalilla on sopivimmin seuraa- vassa esitettävät virtausnopeudet kun materiaali ekstru- ... doidaan n. 0,83 mm:n (0,033") aukon läpi (neulakoko 18), • · · • · t ' . jolloin virtausnopeudet n. 1,38 bar (20 psi) paineella ovat viskositeettimuutoksista riippuen) 0,03-0,14 g/min; • · *·.·* 25 n. 2,76 bar (40 psi) paineella virtausnopeudet ovat 0,05- »* · : *.· 0,25 g/min ja n. 4,14 bar (60 psi) paineella virtausno- • · • *·· peudet ovat 0,10-0,46 g/min. Kun materiaali ekstrudoidaan n. 1,37 mm:n (0,054") aukon (neulakoko 15) läpi olivat virtausnopeudet n. 1,38 bar (20 psi) paineella 0,06-0,49 30 g/min samalla kun virtausnopeudet n. 2,76 bar (40 psi) • · .··*. paineella olivat 0,19-1,25 g/min ja n. 4,14 bar (60 psi) 4 · paineella 0,36-2,62 g/min.

• « · • · · • · · • · · ·...* Juoksevan polymeerimateriaalin viskositeetti sijoittuu .***. 35 välille 100 - 10 000 Ns/rrt. Viskositeettialue on • ♦ ♦ · · ....: sopivimmin 1 000 - 4 000. Viskositeetti mitataan • « laitteella Brookfield Viskometer(RV Series), Heliopath 32 119351

Stand, "F" T-spindle 1-2,5 rpm. Viskosimetriä myy Brookfield Engineering Labs, Inc., Stoughton, MA.

Materiaali voidaan syöttää kolmena aineosana, jotka se-5 koitetaan ennen ekstrudoimista. Komponenteilla tulisi edellä esitetyn mukaan olla rajoitettu varastoinninkestä-vyys ja niiden tulisi muodostaa laadultaan paras mahdollinen helmi kun ne sekoitetaan keskenään juuri ennen ekstrudoimista. Komponentit voidaan sekoittaa on-line, 10 so. syöttää ekstruuderiin komponenttiosina ja tämän jälkeen sekoittaa laitteessa. Komponentit voidaan vaihtoehtoisesti sekoittaa off-line ja tämän jälkeen syöttää ekstruuderiin valmiina ekstrudoitaviksi. Keksinnön yhteydessä voidaan vaihtoehtoisesti käyttää juoksevaa yksilö komponenttimateriaalia, joka syötetään ekstruusiokammi-oon.

Kuten kuviossa 6 on esitetty syötetään aineosia A, B ja C pitkänomaisiin, putkimaisiin sylinterinmuotoisiin kammi-20 oihin 62, 64 vast. 66. Esimerkkinä kolmiosaisesta yhdistelmästä, joka yhdistettäisiin juoksevan polymeerimateri- ... aalin muodostamiseksi, voi A sisältää hartsin, B voi si- • · · • » · sältää silloitteen, ja C voi sisältää yhden tai useamman [>#* lisäaineen, kuten polymeerisiä mikrokuulia, silikonif- • · *··* 25 luidia, kovetusinhibiittiä, katalyyttistä kovetuskiihdy- ·* i * * * ί .* tettä, savustettua piidioksidia, väriainetta tai vastaa- » • *·· vaa, joka on kannatettu sopivan hartsin tai silloitteen * * * : : : sisältävän kanninaineen avulla. Tunnettuja ovat hartsit ja silloitteet, kuten siloksaanipohjäiset hartsit ja sil- .’;*· 30 loitteet. Pneumaattinen annostussylinteri 81 ohjaa kolmen • · ,*··. männän 82, 83, 84 liikkeitä, jotka tiivistävästi liukuvat • m • · m kunkin kammion 62, 64 vast. 66 yhden pään sisällä. Annos- • · · *”·' tussylinteriä 81 ohjataan robottiohjausyksikön 117 avul- • · · :...* la. Kukin mäntä on sovitettu yksilöllisesti ja riippumat- .***. 35 tomasti liukumaan sylinterissään ennalta määritetyn kom- • ....; ponenttimateriaalimäärän pakottamiseksi ulos sylinteristä sylinterin 82, 83,ja 84 aukkojen 63, 65 vast. 67 läpi.

33 119351

Johdot 72, 74, 76 yhdistävän kunkin aukon 63, 65 vast. 67 pitkänomaiseen, sylinterinmuotoiseen sekoituskammioon 78.

Aineosat sekoitetaan tämän jälkeen kammiossa 78 dynaami-5 sen sekoittimen 79 avulla, joka sopivassa rakennemuodossa on pitkänomainen kieräruuvi. Dynaamista sekoitinta 79 pyöritetään moottorin 77 avulla, jota ohjataan bobottioh-jausyksikön 117 avulla. Sekoituskammio 78 on yhdistetty ekstruuderikammioon 141 johdon 615 avulla. Johtoon 615 on 10 sijoitettu venttiili 616 materiaalivirtauksen ohjaamiseksi niin, että ennalta määritetty määrä polymeerimateriaalia saa täyttää kammion. Venttiili 616 on kuristusventtiili vaikka asiantuntija tietenkin havaitsee, että on olemassa hyvin suuri määrä 15 erityyppisiä venttiilejä, jotka sopivat johdon 615 läpi tapahtuvan fluidivirtauksen ohjaamiseksi ja sen varmistamiseksi, että ennalta määritetty määrä juoksevaa polymeerimateriaalia virtaa sisään kammioon 141. Venttiilin 616 ja sylinterinmuotoisen ekstruuderikammion 20 141 väliin sijoitettu paineanturi 617 valvoo sylinterin painetta.

♦ ♦ * • · · • · · • . Ekstruuderin toisen toimintatavan mukaan materiaali 111 muodostetaan vain kahdesta yhdistetystä komponentista.

• « *··.* 25 Nämä kaksi komponenttia sijoitetaan sylintereihin, kuten ί *.· 62 ja 64, ja ne sekoitetaan tämän jälkeen yhteen keske- ·· • *·. nään sekoituskammiossa 78 dynaamisen sekoittimen 79 avul- :*!*: la. Kun juoksevan polymeerimateriaalin muodostamiseksi käytetään kahta komponenttia voisi yksi komponentti olla 30 hartsin ja silloitteen seos ja toinen komponentti kata- • · · • · .···. lyytti, tai yksi komponentti voisi olla hartsi ja toinen 4 *!* silloitteen ja katalyytin seos, tai jokin muu muunnelma.

* # · • · · • · · ·Φ· ϊ.,.ϊ Ekstruuderin kolmas toimintatapa on yksikomponenttijär- * .···. 35 jestelmä. Tässä toimintatavassa yksi ainoa komponentti ; sijoitetaan yhteen sylinteriin ja syötetään suoraan joh- don 615 läpi. Joissakin tapauksissa voi olla edullista 34 119351 syöttää yksi ainoa komponenttimateriaali sekoituskammion 78 läpi ja sekoittaa sitä dynaamisen sekoittimen 79 avulla sen varmistamiseksi, että ekstruuderikammioon 141 syötetään homogeeninen seos.

5

Sylinterinmuotoinen ekstruuderikammio 141 on sovitettu pitämään sisällään juoksevaa polymeerimateriaalia. Ilma-johto 129 on fluidiyhteydessä sylinterin yläosaan ja syöttää ilmanpainetta kammioon 141. Kansi 143 liukuu kam-10 miossa ja erottaa paineistetun ilman juoksevasta polymeerimateriaalista ja pitää siten juoksevan polymeerimateriaalin vapaana ilman mahdollisesti sisältämistä epäpuhtauksista. Kammiossa on myös tulo 144, jonka kautta juokseva materiaali virtaa johdosta 615. Kuviossa 6 15 esitetyssä sopivassa rakennemuodossa on ekstruuderikammion 141 tilavuus noin 30 cm3.

Ekstruuderin 140 alapäässä on ekstruusiopää 142, jossa on aukko 142a, jonka läpi materiaali ekstrudoidaan helmen 20 muodostamiseksi. Ekstruusiopään, jota myös tunnetaan neulana, omaa aukkohalkaisijän, joka sijoittuu välille noin 0,64 - noin 2,29 mm (0, 025-0,090"). Halkaisija on sopi- • * · , vimmin noin 0,84 mm (0,033"). Neulan halkaisija pienenee * · aksiaalista pituutta pitkin aukon suuntaan materiaalin • · *···* 25 virtausominaisuuksien parantamiseksi neulan läpi.

• * · « t · ·· • ’·· Tässä yhteydessä viitataan jälleen kuvioon 6, jolloin • · * ί#ί ί polymeerimateriaalin 111 ekstrudointia ohjataan paineen- syöttöjärjestelmän 120 avulla, joka on sovitettu kohdis-30 tamaan sekä positiivista että negatiivista painetta ekst- • · .···. ruuderikammioon 141. Ulkopuolinen lähde, kuten ilmakom- • » ··· •t pressori 121, syöttää positiivista painetta järjestelmää • · · *·ϊ1 varten. Mikä tahansa n. 11 bar (160 psi) paineen kehittä- ·*· ·...· vä kaupallisesti saatavissa oleva ilmakompressori sopii .*·*. 35 käytettäväksi tätä tarkoitusta varten. Ilmakompressori on • φ · f luidiyhteydessä kaasupaineen säätimeen 123, joka ohjaa • « järjestelmään syötetyn ilman painetta. Tätä paineensää- 35 119351 dintä 123 käytetään järjestelmään syötetyn ilman paineen laajaksi ohjaamiseksi, ja se ei yleensä muutu ekstrudoin-tiprosessin toiminnan aikana. Ilmakompressorin ja pai-neensäätimen väliin on sijoitettu ilmasuodatin 122 jär-5 jestelmään syötetyn ilman puhdistamiseksi. Painejohto on varustettu solenoidiventtiilillä 124 paineen erottamiseksi järjestelmästä halutuin välein helmen ekstrudointi-prosessin aikana.

10 Järjestelmä 120 on varustettu tyhjöpumpulla 125 negatiivisen paineen tai tyhjön kohdistamiseksi ekstruuderikam-mioon ennalta määrätyin välein ekstrudointiprosessin aikana, esimerkiksi silloin, kun helmen muodostaminen halutaan keskeyttää sen jälkeen kun on muodostettu yhtenäinen 15 ympärikiertävä helmi, joka aiotaan kovettaa tiivisteen muodostamiseksi. Tyhjöpumppu on kaupallisesti saatavissa ja se kehittää noin - 912 kPa (-0,9 ilmakehän) tyhjön. Tyhjöpumppua käytetään ilmakompressorin paineen avulla tavalla, jonka asiantuntijat tuntevat hyvin.

20

Ohjausmoduuli 126 vastaanottaa sekä ilmakompressorin 121 ... kehittämän positiivisen paineen että tyhjöpumpun 125 ke- • · · *·’ * hittämän negatiivisen paineen ja syöttää valitun paineen * * ekstruuderikammioon 141 fluidijohdon 29 läpi. painemitta- ··· 25 ri (ei numeroitu) on sijoitettu ohjausmoduulin ja ekst- · · • ‘.J ruuderikammion väliin. Oh jausmoduuli reagoi robottioh- Γ·.. jauspöydän lähettämään signaaliin ja se on 24 V binääri- ·*·*; nen tasavirtapainemuunnin. Tässä sopivassa rakennemuodos- sa käytetty ohjausmoduuli on ABR-säätöventtiili, jota myy .·,·, 30 Parker Hannifin, Cleveland, OH. Ekstruuderikammioon oh- • · · jausmoduulin avulla syötetty paine vaihtelee 25 positii-

• I

*!* visen paineen yksikön ja 25 negatiivisen paineen yksikön • m ·.: · puitteissa. Oh jausmoduulin asettumisaika on 20 mil- • ·· ί..#: lisekuntia, mikä mahdollistaa nopean reagoimisen robot- .···. 35 tiohjausyksikön lähettämään käynnistys- tai pysäyttämis- • · 1 » käskyyn.

• « · -4 -4 • ♦ • « 36 119351

Koska sekä ohjausmoduulia 126 että ekstruusiopään 142 asentoa ohjataan robottiohjausyksikön 117 avulla voi ohjausyksikkö muuttaa materiaaliin kohdistuvaa painetta paineenohjausmoduulin avulla samalla kun se muuttaa ekst-5 ruusiopään asentoa tai nopeutta. Komentomoduuli voi esimerkiksi pienentää ekstruuderikammiossa 141 olevaan materiaaliin 111 kohdistuvaa painetta kun robottiapplikaatto-ripää hidastaa helmen muodostamiseksi kaarelle substraatille, jolloin materiaalin ulosvirtaus ekstruusiopäästä 10 voi vastaavasti hidastua. Ohjausmoduuli voi lisäksi ohjata painetta halutun sopivan muuttumattoman ekstruusiopai-neen säilyttämiseksi samalla kun se tasaa tarvittavassa kohdistetussa paineessa ilmenevät vaihtelut, jotka johtuvat ekstruuderikammiossa 141 olevan materiaalin tilavuu-15 den pienenemisestä materiaalia ekstrudoitaessa. Tarvittava voima juoksevan polymeerimateriaalin ekstrudoimiseksi ulos neulasta, jonka halkaisija on n. 0,84 mm (0,033"), on tyypillisesti n. 2,76 - n. 11 bar (40-160 psi).

20 Kun helmen muodostaminen halutaan keskeyttää pienentää ohjausmoduuli 126 juoksevaan polymeerismateriaaliin 111 #... kohdistuvaa painetta yhdistämällä tyhjöpumppu 125 kairani- • · · • . oon. Ohjausmoduuli voi ohjata negatiivisen paineen määrää 25 yksikön puitteissa, joka vaihtelee nollasta maksimi- • · *···* 25 tyhjöön, jonka tyhjöpumppu kykenee kehittämään. Helmen « .* muodostamisen keskeyttäminen on mahdollinen hyvin suurel- · • *·· la tarkkuudella tyhjöpumpun ansiosta.

**a • · · • · ·

Kun laite on selitetty selitetään seuraavassa edustava 30 toimintamenetelmä. Juoksevan polymeerimateriaalin aine- .·*·. osat sijoitetaan kammioihin 62, 64 ja/tai 66. Esimerkiksi • · ··# • kammio 62 voi sisältää ensimmäisen esisekoitetun kom- « · · *·!·* ponentin, joka sisältää vinyyliterminoidun siloksaanopo- ·«· lymeerin, katalyytin ja sähköä johtavia hiukkasia. Kammio m 35 64 voi sisältää toisen esisekoitetun komponentin, joka sisältää hydriditerminoidun siloksaanipolymeerin ja vinyyliterminoidun siloksaanipolymeerin, ja sähköä johtavia 37 119351 hiukkasia. Ensimmäistä ja toista esimerkkikomponenttia, ilman sähköä johtavia hiukkasia, myy kaupallisesti Dow Corning nimellä SYLGARDJ 527A ja 527B. Kammio 66 voi sisältää yhden tai useamman lisäaineen, kuten edellä on 5 selitetty (mikrokuulia, savustettua piidioksidia, viskositeetin säätöainetta, sähköä johtavia hiukkasia, ko-vettumisinhibiittiä, kovetuksen kiihdytettä, tai vastaavia) .

10 Pneumaattinen annostussylinteri reagoi robottiohjausyksi-kön lähettämään komentosignaaliin mäntien 82, 83 ja/tai 84 aktivoimiseksi niin, että ne liukuvat kammioissa 62, 64 ja/tai 66 siten, että ennalta määritetty määrä materiaalia syötetään sekoituskammioon 78 ja sekoitetaan dynaa-15 misesti sekoittimen 79 avulla kovetettavan, juoksevan polymeerimateriaalin muodostamiseksi, joka ekstrudoimisen jälkeen voidaan kovettaa lämmön vaikutuksesta erään sopivan rakennemuodon mukaisesti.

20 Tämän jälkeen materiaali virtaa johdon 615 läpi, jossa venttiili 616 avataan robottiohjausyksikön avulla. Vent-tiili 616 ohjaa sitä materiaalimäärää, joka virtaa sisään • « · ekstruuderikammioon 141. Kun ennalta määritetty määrä • · materiaalia on syötetty ekstruuderikammioon 141 suljetaan • ♦ **··* 25 venttiili 616. Ekstruuderikammioon 141 syötetty ainemäärä • · · • · · ! .* on tyypillisesti riittävä ainakin usean minuutin kestävää ·· • '·· konetoimintaa varten. Kun venttiili 616 on suljettu • t · •b* · syötetään ilmakompressorin paine ekstruuderikammioon ohjausmoduulin 126 avulla. Kun paine kasvaa riittävästi ·*·*; 30 niin, että materiaali ekstrudoidaan ulos ekstruusiopäästä • # ,·**. siirtyy ekstruusiopää samanaikaisesti ennalta määritettyä • · * •t rataa pitkin, jolle aiotaan muodostaa yhtenäinen ympäri- * » i *·!* kiertävä helmi. Kuten edellä on selitetty on ohjausmoduu- ··· » *

Iin 126 avulla mahdollista muuttaa ekstruusiopään nopeut-35 ta samalla kun muutetaan ekstruuderikammion paineen taka- ··# na olevaa painetta, jolloin tämä tarkasti ohjaa helmen muodostumisprosessia.

38 119351

Menetelmäsä, jossa esimerkiksi käytetään esitettyä laitetta, muodostaa menetelmä paikallaan muotoutuvan sähköä johtavan EMI-suojatiivisteen aikaansaamiseksi 5 tiivisteen, jonka poikkileikkauspinta on sopivimmin n. 0,12 - n. 10,1 mm2 (noin 0,0002 -noin 0,01563 tuumaa2) ja joka tiiviste muodostetaan ekstrudoimalla juoksevaa orgaanista polymeerimateriaalia, johon on sisällytetty sähköä johtavia hiukkasia, jolloin polymeerimateriaali 10 toimii sideaineena. Materiaali ekstrudoidaan ekstruusio-pään läpi paineistetun kaasun avulla. Ekstrudointinopeut-ta säädetään muuttamalla ekstruusiopään sisällä olevan materiaalin pintaan kohdistuvaa painetta. Ekstrudoita-vaksi valitun polymeerimateriaalin viskositeetti on sopi-15 vimmin 100 - 10 000 Ns/m2 mitattuna 25°C lämpötilassa

Brookfield Viskometer-nimisen laitteen avulla. Kun materiaalia ekstrudoidaan pään läpi päätä siirretään substraatin suhteen ja substraatille muodostuu helmi. Pää voi sopivimmin siirtyä n. 12,7 mm/sek - n. 152,4 mm/sek (noin 20 0,5"/sec - noin 6,0 "/see) nopeudella substraatin suhteen helmen muodostamisen yhteydessä. Helmi muodostetaan sopi- ..· vimmin n. 0,05 mm:n (noin 0, 002") tarkkuudella korkeuden • · · ' • « » * , ja leveyden osalta, helmi muodostetaan sopivimmin muuttamalla juoksevaan polymeerimateriaaliin kohdistuvaa • · ’···* 25 ilmanpainetta noin 11 bar (160 psi) positiivisen paineen ·· · • · · • .* ja noin -0,91 bar negatiivisen paineen väliltä helmen ·* •’·· ekstrudoitumisen käynnistämiseksi ja keskeyttämiseksi.

··· • · · • · ·

Kuten kuviossa 7 on esitetty voidaan useita erillisiä ·*·’. 30 substraatteja tai osia 95 sijoittaa alustalle 99 ja ro- • · .·*·. bottiekstruusiopää 92 voidaan ohjelmoida helmen muodosta- M· • miseksi ennalta määrättyihin kohtiin yksittäisten osien • · · *·*·* reunaa pitkin. Neljä osaa 95 on esitetty kuvion 7 alus- »»· talla 99, jolloin tulisi huomata, että on mahdollista 35 käyttää niinkin vähän kuin yhtä osaa tai niin monta osaa ··· kuin alustalle tarkoituksenmukaisesti sopii. Tässä raken- • m teessä alusta pysyy paikallaan samalla kun helmi ekstru- 39 119351 doidaan ekstruusiopään avulla. Tulisi huomata, että vaihtoehtoinen järjestely olisi sellainen, jossa pöydät ohjelmoitaisiin niin, että alusta liikkuu ennalta määrättyä rataa pitkin, siten, että paikallaan pysyvä pää voi muo-5 dostaa helmen osille 95. Vaikka kuviossa 7 esitetyllä osilla on vain X- ja Y-suuntainen helmi tulisi huomioida, että laite voi muodostaa helmen X-, Y- ja Z-akselia pitkin. Sen jälkeen kun kukin osa alustalla on varustettu helmellä alusta siirretään uuniin 96 lämmössä tapahtuvaa 10 kovettamista varten, kuten kuviossa 8 on esitetty. Kove-tusprosessi tapahtuu tyypillisesti 150°C lämpötilassa ja kestoaika on noin puoli tuntia. Kovetuslämpötila voi olla niinkin alhainen kuin 75°C ja niinkin korkea kuin 180°C. Lämpökovettamisen jälkeen osat jäähdytetään.

15

Kuviossa 9 on esitetty substraatille 92 aikaisemman menetelmän mukaisesti muodostettu sähköä johtamaton helmi 93. "Kuola" tai tippa 94 muodostuu helmen 93 päähän koska helmenmuodostusprosessista puuttuu tämän keksinnön mukai-20 nen ohjaus.

,···. Edellä oleva selityksen ja seuraavan on tarkoitus selit- • * · tää tämän keksinnön rakennemuotoja.

• · ·«« • · *···* 25 Esimerkki 1 ·· » " • * · • · • · : *·· Osa A sisältää 22, 4 osaa silikonihartsia (Dow Corning 527 ·*· ♦4* * Part A), 77,6 osaa hopeoituja lasikuulia, (keskimääräinen koko 30-50 mikronia). Osa B sisältää 22,3 osaasili- ·*·*· 30 konihartsia (Dow Corning 527 Part B) , 0,4 osaa hydridi- • · .*·*. terminoitua siloksaania (Dow Corning 184 Part B) , 77,3 ··· \ osaa hopeoituja lasikuulia (keskimääräinen koko 30-50 » · · *···* mikronia) .

·#» t · • f ··· ·’**· 35 Osia A ja B sekoitetaan erillään käsin kunnes kukin on ··· homogeeninen. Tämän jälkeen lisätään yhtä suuria osia ja sekoitetaan käsin kunnes kaikki on homogeenista.

40 119351

Sekoitettu materiaali syötetään 10cm3:n injektioruiskuun, jonka neulan kärjen halkaisija on n. 0,84 mm (0,033"). Injektioruisku asennetaan CAM-A-LOTJ Model 1818 x-y-pai-5 koitus/annostusjärjestelmän annostuspäähän. Materiaali pakotetaan ulos injektioruiskusta n. 6,2 bar (noin 90 psi) ilmanpaineen avulla ohjelmoitujen kuvioiden mukaan alumiinilaipalle (halkaisija n. 76,2 mm [3"], paksuus n. 6,35 mm [0,25"]), joka on asennettu kiinteälle pöydälle.-10 Koekappale kovetetaan kuumailmakiertouunissa 60 minuuttia 100°C lämpötilassa.

Laippa jäähdytetään ja sijoitetaan Instron-koneessa muunnettuun ASTM D-575 kokoonpuristustestauskiinnittimeen.

15 Elektrodeja sijoitetaan laipan vastakkaisille alumiinipinnoille ja koekappaletta puristetaan n. 0,13 mm/min (0,005"/min) nopeudella niin, että se puristuu kokoon 50%:iin alkuperäisestä tiivistekorkeudesta. Ko-koonpuristamisen aikana rekisteröidään jännityksen, de-20 formoitumisen ja vastuksen arvot.

,···, Puristuskokeen jälkeen laippa poistetaan ja pultataan • f · kiinni toiseen laippaan (ilman tiivistettä) kunnes tii- • · ... viste on puristunut kokoon 50%: iin alkuperäisestä kor- « · 25 keudestaan. Yhdistelmää kuumennetaan kuumailmakierto- * * * * ·* uunissa 22 tuntia 85°C lämpötilassa. Koekappale poiste- ·· • · « " taan, puretaan ja sen annetaan jäähtyä 30 minuuttia. Tn- ·· V * vistekorkeus mitataan uudestaan ja puristuspainuma laske taan seuraavasti: 30 • · ;’**j % painuma = (Alkuperäinen korkeus - Lopullinen kor- «·· *. keus)/(Alkuperäinen korkeus - Painumakorkeus) • · · • · ·

Ml • · · • · *···' Näiden kokeiden tulokset on esitetty taulukossa 1.

*·· n r- *. : 35 ··· • · 41 119351

Esimerkki 2

Johtava hiukkasilla täytetty, vaahdotettu silikonitiiviste valmistetaan ja testataan esimerkissä 1 esitetyllä 5 tavalla. Esimerkin 2 komponentit ovat: OsaA: - 21,6 Sili-koni RTV-vaahtoa (Dow Corning RTV-silikonivaahto #3-6548 A/B), 75,7 hopeajauhetta (raekoko 325), 2,7 tolueeni. Osa Bj_ 21,4 silikoni RTV-vaahtoa (Dow RTV#3-6548 A/B), 74,9 hopeajauhetta, 1,1 hydriditerminoitua siloksaania (Dow 10 Corning 184 osa B), 2,6 tolueenia. Tulokset on esitetty taulukossa 1.

Esimerkki 3 15 Valmistetaan seuraavassa esitettävällä tavalla paikallaan muotoutuva tiiviste, joka koostuu johtamattomasta alakerroksesta ja sille sijoitetusta johtavasta päällysteestä. Alakerros valmistetaan kuten esimerkissä 1 on esitetty. Alakerros tai ydin käsittää: Osa A - 84,2 silikoni RTV-20 vaahtoa (Dow RTV #3-6548 A/B), 10,5 Cab-o-Sil (piidioksidia), 5,3 tolueenia. Osa B 80,8 silikoni RTV-vaahtoa (Dow RTV #3-6548 A/B), 4,0 hydriditerminoitua siloksaania • ♦ t (SYLGARDJ, 184B) , 10,1 Cab-o-Sil (piidioksidi), 5,1 tolu- • · e#. eenia.

• · • * ··· 25 M · ft · · • ·* Muodostamisen ja kovettamisen jälkeen levitetään harjalla • · • ** alakerroksen ulkopinnalle johtava päällyste, joka koostuu »·· V * silikoni RTV:stä, liuottimesta ja hopeoidusta johtavasta lasitäyteaineesta. Päällyste koostuu kahdesta osasta: Osa ϊ^ϊ 30 A 11,5 RTV silikonia, 4,71 hopeajauhetta, 11,8 ho- peahiutaleita, 29,6 tolueenia. Osa B 100 RTV silikonia.

• · · "* Osat sekoitetaan keskenään suhteessa 100 paino-osaa •' · **··* A/1,21 paino-osaa B. Tulokset on esitetty taulukossa 1.

: ϊ 35 ··· • · 42 119351

Esimerkki 4

Kulmikas, lineaarinen johtava tiivistekappale, joka tunnetaan nimellä CHO-SEALJ1350, jota myy Chomerics, Inc, ja 5 on muodostettu johtavasti täytetystä, halkaisijaltaan n. 1,53 mm:n (0,060") silikonitangosta, testataan ko puristus- ja vastustusarvojen osalta. Tulokset on esitetty taulukossa 1.

10 Esimerkki 5

Johtava flokattu paikallaan muotoutuva muodostetaan ure-taania olevasta alakerroksesta, joka muodostetaan ja kovetetaan kuten esimerkissä 1. Uretaania oleva alakerros 15 päällystetään flokkausliimalla, joka puolestaan peitetään hopeoidulla nailonflokilla, kuten US-patenttijulkaisussa 5,115,104 on esitetty, joka kokonaisuudessaan sisällytetään. Flokattu tiiviste sijoitetaan kuumailmakiertouuniin 10 minuutiksi 93,33 °C (200EF) lämpötilassa liiman kovet-20 tamiseksi. Flokatulla tiivisteellä voidaan todeta olevan EMI-suojavaikutus laajalla taajuusalueella.

«M • « · • · · • Esimerkki 6 ···«· -»................... ........

t * ·«* * t *·; 25 Uretaania oleva paikallaan muotoutuva johtava tiiviste • · · • ·* valmistetaan, kootaan ja testataan esimerkissä 1 esite- • t I *·· tyllä tavalla. Tiiviste muodostetaan 100 g uretaaniesipo- tn V i lymeeriä, 3 g tehostetta, 360 g hopeajauhetta, 1,5 g pii dioksidia (toimii vahvistustäyteaineena). Tiiviste sijoi-30 tetaan substraatille ja liimataan kiinni siihen. Tiivis- • · ·1· teellä voidaan todeta olevan riittävä EMI-suo javaikutus f·· ·, hyvin suurella taajuusalueella.

• · * * · «

Ml *«* • · 35 • · TAULUKKO 1 43 119351

Voima/taipuma Sähkövastus Puristus- Ω painuma 5 (pauna/tuuma) ko voima/ (%)

Esim taipuma 10% 20% 30% 40% 10% 20% 30% 40% # 1 0, 5 1, 5 2, 7 4, 3 0, 60 0, 20 0, 11 0, 007 13 10 # 2 0, 7 2,2 4, 0 6,2 0,50 0, 10 0, 007 0,002 50 # 3 0,3 1,3 2,5 4, 0 0,63 0,24 0, 18 0, 16 41 # 4 2,4 4,9 8,4 13,7 0,037 0,016 0,10 0,007 30 «1· » I 1 • · · »!·<· • 1 ··· • · • I ··· »I · • · · • · • · ·· • · • ·· ··· • f · • · 1 ' · • t • · 1 • · · • · ·1· • · • · *«· I · « « · · ··· ··· • « • · • · · ·1· « · • · • · · «

Claims (8)

44 119351 Patenttivatimukset:

1. EMI-suojamateriaali, joka käsittää: 5. polymeerisen termisen additiokovetussysteemin; ja - sähköä johtavan täyteaineen, jolloin polymeerinen terminen additiokovetussysteemi käsittää: - ensimmäisen lajin, jossa on ensimmäinen funktionaalinen ryhmä; 10. toisen lajin, jossa on toinen funktionaalinen ryhmä, joka reagoi ensimmäisen funktionaalisen ryhmän kanssa katalyytin ja lämmön läsnäollessa; ja - katalyytin, jolla on katalyyttinen vaikutus, joka lämmön läsnäollessa katalysoi reaktion ensimmäisen ja toisen 15 funktionaalisen ryhmän välillä, tunnettu sitä, että sähköä johtava täyteaine on katalyytin katalyyttivaikutusta inhiboiva hopeapohjäinen täyteaine, ja että riittävä määrä katalyyttiä on läsnä halutun katalyyttisen aktiviteetin ylläpitämiseksi. 20

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen EMI-suojamateriaali, ··· tunnettu siitä, että se muodostuu kokonaisuudesta, joka • « · . käsittää: • · · · • · ... - ensimmäisen säiliön, joka sisältää ensimmäisen esise- • · ’···1 25 koitetun komponentin, johon sisältyy ensimmäinen laji, • · · * .* sähköä johtava täyteaine, ja katalyytti; : 1·· - toisen säiliön, joka sisältää toisen esisekoitetun kom- *.ϊ ί ponentin, johon sisältyy ensimmäinen laji, toinen laji, ja sähköä johtava täyteaine; ja ·*:1· 30 - kolmannen säiliön, joka sisältää katalyytin. • · • •e • · ··· ·.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen EMl-suojama- • ♦ · *·*·1 teriaali, tunnettu siitä, että ensimmäinen laji käsit- »·· *·..· tää siloksaanipolymeerin, johon sisältyy funktionaalisia 2 2 35 vinyyliryhmiä, ja toinen laji käsittää siloksaanisilloit- ··♦ ..... teen, johon sisältyy reaktiivisia hydridejä. 45 119351

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen EMl-suojama-teriaali, tunnettu siitä, että katalyytti on platinaka-talyytti.

5 5, Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen EMI-suojama- teriaali, tunnettu siitä, että materaalin viskositeetti sijoittuu välille noin 100 - 10 000 Ns/mz.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen EMI-suojama-10 teriaali, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää ko- vettumisinhibiitin.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen EMI-suojama-teriaali, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää po- 15 lymeerisiä mikrokuulia.

8. Patenttivatimuksen 1 mukainen EMI-suojamateriaali, tunnettu siitä, että polymeerinen terminen additiokovetussysteemi on juokseva. 20 ··« I · I • · · Ml I ··· • · • · • M • e t • · · m · • e • · • M ··· • · · I « · e • e ♦ · · • · · • · • M • · • · #·· «Il III ·«· ··· • · ♦ · ·«· • Ml • e • · • M 1 ♦ 46 119351