TW200306392A - Conductive seal as well as a method and apparatus for its production - Google Patents

Description

200306392 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於以擠出機將混合有傳導性顆粒的彈性可 硫化材料，在其未硫化前，施於第一密封面，而生產一傳 導性密封的一種製造方法和製造裝置，及依該方法製造而 得的一密封。 【先前技術】 眾所週知，電子元件會產生電磁雜訊且被限制於殼體 內傳播，但常藉由信號導體而從殼體的空隙散播於外。或 經由容置殻體的間隙，傳撥至其他電子元件，致造成該等 其他電子元件損壞或故障。 爲了防止這些被視爲雜訊的電磁波，脫離一殼體並進 入另一殼體，而影響電子元件的功能，因此，在殼體具有 空隙的的表面（密封面）間，以一傳導性密封緊抵於相鄰表 面之間。殼體本身具傳導性，再連接傳導性密封，而形成 一法拉第籠（Faraday cage)，以防止電磁波的發射，或屏 蔽電子元件免於傷害性的輻射。 除了屏蔽因所使用材料之傳導性而造成的惱人之電磁 輻射外，該等密封之另一個主要功能是保護電子裝置免於 灰塵粒子、濕氣、及有毒氣體的影響。電子密封亦須滿足 用於建築工程和機械工程之阻塞密封的要件，以防止兩房 間之間物質的傳輸。 根據上述方法剛擠出的密封具有一大致呈圓形的剖面 -5- (2) (2)200306392 ’當將此密封置於殼體部的密封面或其他基板上之後，因 爲密封本身的重量和密封硫化時的初始塑性狀態，密封的 剖面稍微變扁。此密封之電子屏蔽特徵是足夠，但因傳導 性顆粒分布於其整個剖面，致該密封具有高硬度，所以其 彈性則無法滿足最高的密封要求。且因爲這些傳導性顆粒 是由銀或鍍銀材料所製成，所以該等密封亦相對昂貴。 DE 1 97 3 3 62 7提出一種電子密封，其含有較少量昂 貴的銀’卻保有良好的電子屏蔽特徵，且大幅改善阻塞物 質的彈性。此密封包含不具任何傳導性顆粒的彈性硫化材 料所製成的一內密封條，並以混合有傳導性顆粒之一硫化 材料薄層包覆於該內密封條之外。 由兩種不同材料或藉由共同擠出而混合的方式製造一 密封，需較高的模具費用。且因高彈性的內層和低彈性且 脆的外層及他們不同的硫化行爲，致不同種類間的分離， 使的前述密封內有裂縫的危險。無法避免內密封條於硫化 時變扁，致彈性降低，所以無法確保密封彈性地緊配合於 對應的密封面。但是選擇圓形以外其他的一種剖面，用於 此形式的電子屏蔽密封，以產生高彈性的剖面或局部剖面 ，需設計適當的擠出模具，卻又超乎技術的可行性。 因爲直徑的任何改變將導致較高的模具成本和材料成 本，所以大量擠出密封材料總是設計每一密封具相同尺寸 並容許製造裕度。然習知的傳導性密封特別難以塡補大 生產時的製造裕度所造成之密封間隙的高度差異。另外， 經常在擠出步驟的開始和結束時，將較大量的密封材料施 -6 - (3) (3)200306392 於密封表面上’亦即使兩密封端相鄰接。在上述兩種情況 ’傳導性密封的密封效果皆不好。 有時候密封間隙的高度是如此地大，以致兩個密封於 兩個連續的操作循環中，被上下堆疊地擠出在密封表面上 ’以達到所需的密封高度。堆疊兩個或更多個密封條，花 費時間且增加材料成本。 【發明內容】 因此本發明提供在開頭所述的一種傳導性密封，其設 計成具高彈性，在密封間隙高度的裕度變化和/或在兩密 封條連接處之擠出材料的高度可被補償，且安全密封可確 保電子屏蔽和防塵。 上述問題可由本發明之方法加以解決，該方法的特徵 描述於申請專利範圍第1項。實施該方法和依據本發明所 生產之密封的特徵，分別描述於申請專利範圍第1 7項或 第22項中。 本發明有利的改善和有用的實施例，描述於附屬項中 〇 傳導性密封的製造方法之發明思想包含混合有傳導性 顆粒的彈性硫化材料，於擠出後仍爲塑性狀態且大致呈圓 形時，被施於一殻體的一密封面上。該彈性硫化材料於擠 前更混合有磁顆粒，使黏附於第一密封面之擠出磁密封條 ，被位於外表已硫化的密封條上面或上方的一電磁板之磁 力所吸引而變形。藉由放置電磁板在密封條上方一特定高 (4) (4)200306392 度’或藉由升高與密封接觸的電磁板，且/或藉由使用具 有順著密封條流動方向和至少有一溝槽輪廓之電磁板，黏 附於第一密封面之密封條，在其內部仍爲塑性狀態時，被 向電磁板，且/或正對面的第二密封面擴張。依此方式製 造之密封的彈性，在垂直於密封條之縱向的大致圓剖面伸 展’大幅地改善，尤其是在成型對應於電磁板隻輪廓的一 密封環。因爲電磁板的高度可調整，或被設定於第一密封 面上方一特定高度，所以密封（擴張）的高度可依製造條件 而調整。此方法不僅能用於補償密封間隙高度的誤差，也 能補償密封條高度的變化。另一重要的優點是，當擠出或 堆疊多個密封條時，不再需要使用一特別厚的密封條塡補 一非常大的密封間隙，便可達到所要求的密封高度。唯一 要做的是伸展單一層至所需高度。如此可減少製造成本和 材料的消耗。 自不待言，「擠出（extrusion)」一詞可指任何種類之 使用壓力分配塑性狀態的密封材料於一密封面上。此亦謂 密封材料可被供給至使用溫擠出器、往復式泵、壓縮空氣 '或其類似物的一噴嘴或擠出頭。 本發明之一有利的改善在於，傳導性磁顆粒被輥成單 一件顆粒，亦即磁鐵顆粒或鎳顆粒（或其他磁性材料製成 的顆粒）被被覆一傳導性層。在擠出程序中，藉由施以磁 力而增加密封之環區的傳導性，並創造密封之高彈性較內 部和傳導性較外部間的均勻傳輸，使這些顆粒被拉向擠出 密封條的環區。當被擠出的密封條其週邊環區之彈性硫化 -8- (5) (5)200306392 材料部份低的時候，外表面快速硬化，所以密封條被伸展 或〜密封環被模製於電磁板上後，可容易地從電磁板移離 °單一件傳導性磁顆粒亦可完全由兼具傳導性和磁性的鎳 製成。除了分離的或單一件的磁性和傳導性顆粒外，密封 材料也可包含單一件傳導性磁顆粒加上傳導性非磁性顆粒 ^傳導性磁顆粒可爲纖維狀或薄片狀。 可想像得到的，由不具磁性和傳導性顆粒之彈性硫化 才才料所製成的內條，被覆一薄層混合有傳導性磁顆粒的彈 性硫化材料，以共擠出方式施於第一密封面。在此案中， 使用磁性顆粒，並以共擠出方式包覆一傳導性層，也屬優 良。一非常低比例的磁顆粒可被混入內條。 本發明更進一步的改善在於，電磁板可被分割成個別 的電磁板，該等個別的電磁板能被分別致動，以施予不同 的變形力量和可變化地伸展剖面。最後可想像得到的是， 可使用位於殻體/密封條側邊的電磁板，使密封條斜向一 邊地變形。密封條亦可擠出成中空體，其形狀可維持原狀 ，或於擠出後以磁力修飾。 本發明不僅可使用於屏蔽密封的領域，亦可被用於使 密封面上正在硫化的密封變形。 【實施方式】 第一至五圖所示之每一密封1或密封條厂，包含在 室溫或更高溫度或當暴露於紫外線輻射下，仍能保持彈性 的一種材料（例如矽），且該材料與傳導性磁顆粒2相混 -9 - (6) (6)200306392 合。本實施例的傳導性磁顆粒2是由鎳或鐵製成，且鍍一 層銀以使其兼具磁性和高傳導性。傳導性磁顆粒集中於密 封1 /密封條1 ’的剖面邊緣，因此形成良好傳導性和磁性 的外圈3，而內條4則大致沒有傳導性磁顆粒。能獲得傳 導性磁顆粒的此種分布，乃是依據本發明將密封材料與傳 導性磁顆粒2混合，且在塑性狀態時通過位於擠出機（圖 未耶）之擠壓頭處或周圍的環狀磁組。以此方式，大部分 的傳導性磁顆粒被拉至密封1的剖面邊緣，以形成富含傳 導性磁顆粒2的窄外圈3。而內條4則完全不含傳導性磁 顆粒2，或只含少量的傳導性磁顆粒2。 從上述實施例可再推導出，用混合有傳導性磁顆粒和 非傳導性磁顆粒的材料，以習知方法共同擠出富含傳導性 磁顆k 2的邊緣區7其中’混合有傳導性顆：fei的材料形成 一磁性條，被覆在不具傳導性顆粒之內條。 特別地，密封條可在其全部剖面皆均勻混合傳導性磁 顆粒，或內條可含有較所需量更少的傳導性磁顆粒，且於 擠出過程時，被磁力拉向面的外緣。 用於密封1之新近擠出的密封條1 ’，係於塑性狀態 施於下殼體部6的第一密封面5，並連同具有第二密封面 (圖未示）的上殼體部形成一殼體。該殼體具有於該兩半殼 體部間特定高度的密封間隙。根據第一圖至第四圖，用於 密封1之新近擠出的密封條1 ’起初具有一圓形剖面，其 後被施於第一密封面5上，而變成略扁的剖面。密封條 1 ’首先硬化的外表面，在擠出後仍爲塑性狀態時，黏結於 -10- (7) (7)200306392 下殼體部6的第一密封面5。但當例如室內溫度、室內溼 度、紫外線輻射、或上升溫度等硫化參數產生作用時，很 快就硫化了。然由於混入其內的顆粒，所以被硫化的材料 部份相對地低。當硫化發生在高溫或紫外線輻射下，密封 條1 ’可短期暴露於熱或紫外線輻射，以使密封的外表面 儘快硬化。 當密封條1 ’被置於第一密封表面5上時，電磁板7 被移至下殼體部6的上方，且位於密封條1，的正上面或 正上方一特定距離。具有一槽或複數槽形狀的一輪廓8， 凹入電磁板7的底側，且面對密封1。複數電磁線圈1〇 一個緊跟一個地設置在輪廓8內，且可個別地或整組地被 致動。輪廓8在電磁板7內的方向，配合旋轉的密封表面 5上之密封1或密封條1 ’的方向。電磁板7的設定高度加 上輪廓8的深度，配合擴張及/或成形密封成品的高度， 且該密封成品已考慮密封間隙的個別高度。 第一圖至第四圖所示之電磁板7的輪廓8是可選擇地 ，意即電磁板7的底側可完全平坦的。在此例子，電磁板 7必須位於密封條1 ’上方特定距離，以伸展密封條1，及改 變其輪廓。 電磁板7於一段短暫時間內連接於一電源（圖未示）， 因爲磁性顆粒2被包含於仍爲塑性且可變形的密封條j， 內，所以該磁性密封材料被拉向電磁板7，或被拉向/拉進 電磁板7底側的輪廓8。亦即鍍銀的磁性顆粒嵌在硫化模 內，且因爲電磁板7的電磁線圈1 〇之磁力吸引，施於該 -11 - (8) (8)200306392 等顆粒。如第一圖至第四圖所示，密封1被設定一特定高 度，亦即用於密封1的密封條1 ’可被向上伸展，且因此 更有彈性。一特定較高彈性的輪廓，可被模製在面對相反 殼體部之密封面的密封1之剖面。此模製是可能的，因爲 在那時候，只有密封條 Γ的表面區域已經硬化，彈性的 硫化密封材料的主要部分仍然塑性地可變形，且磁性顆粒 2往邊緣區域（外圏3 )移動，所以仍具足夠的撓性而可爲 模製力所克服。 設定密封條1 ’的高度和（伸展及輪廓）形狀後，電磁板 7與密封成品1分離。當密封的表面在成形時被硬化，且 只由磁力保持在電磁板7上時，電磁板7能輕易地與密封 成品1分離。當電磁板7分離時，密封1已具足夠硬度， 可保持經由磁力模製的形狀。若材料在熱的影響下而硫化 ，則電磁板7可供給熱以加速密封材料的硫化，並穩定磁 力的成形。 第一圖左半部顯不剛擠出的一密封條1 ’，和位於其 上方且非常接近的一電磁板7，電磁板7底側上的輪廓8 近乎半圓形槽。第一圖中央部分顯示密封1被拉上電磁板 7 ’或被拉進輪廓8。第一圖右半部顯示密封成品1具有 預定（擴張）的高度，和較窄且較高的彈性上半部（密封環 9 )。第二圖顯示具有兩個相鄰且大致成錐狀密封環9的可 比較實施例，此處之電磁板7(或電磁線圏10)的輪廓8包 含兩個三角形凹部。亦可使用具有平坦底側（沒有輪廓槽） ，且該底側位於仍保持圓形之密封條1，上方某一距離的 -12- 200306392 Ο) 電板7 ’來生產頂部具錐度的水滴形狀。不像這些實施 例，具有輪廓8的電磁板7亦可直接設置於密封上面，以 助模製密封環9的伸展。亦可降低電磁板以生產具有或不 具有密封環的一平坦形密封〗，或舉升直接位於密封條 1 ’上面的電磁板，以伸展在高度方向的剖面。 第三、四、五圖顯示其他實施例，生產具有不同輪廓 的一個或兩個密封環9之密封丨，其中該密封向上伸展至 密封環9的高度。不僅可藉由伸展成形密封條丨，而增加 密封在此剖面的彈性’且可補償因使用密封材料之高度差 異和欲松、4之威體的局度不同，以定義密封1的均一高度 。並且不需上下堆疊兩個或更多的密封條，便可達到預定 的大高度’因此可減少材料的消耗。 第四圖顯示本發明的另一實施例。其中不僅剖面的高 度增加，並於密封上模製一密封環9，而且密封條1，的剖 面在側向受一可移動電磁板7，的影響。該可移動電磁板 7 ’具有置於密封條側面電磁線圈1 〇，。 第五圖之實施例所示的電磁板7設計成在底側具有段 差，用以成型矩形或其他形狀的密封條1，，以生產特定 段差的密封1。以相同的方式，可將電磁板7壓向密封條 1 ’，以使密封條1 ’側向伸展，而生產平坦且具外形輪廓的 密封1。 【圖式簡單說明】 本發明的實施例將參照附圖更詳細地說明，其中，本 -13- (10) (10)200306392 發明改:善彈性和彌補誤差裕度的對策是一種堆積傳導性顆 粒於週邊區域的密封。其中 第一圖是本發明使用一電磁板生產密封之步驟的示意 圖’ 電板在其底側具有一近乎半圓形的輪廓，該底側 - 順者密封材料的流動，且電磁板亦沿此流動而設置； . 第二圖顯示依據第一圖的方法，但電磁板具有兩個輪 廓槽’以換製具有兩鄰近密封環的一密封條； 第三圖顯示電磁板之輪廓槽的另一種設計，以模製具 ® 有兩鄰近密封環的一密封條；

第四圖還是顯示該方法的另一種變化，該方法中之密 封條由一近乎圓形的密封部和使用一側向磁板使密封剖面 斜向一邊地變形而擴張；及 W 第五圖仍是顯示該方法的另一種變化，在該方法中， 一近乎方形的密封條被具輪廓之電磁板所產生的壓力所變 形。 元件對照表 1 :密封 1’ ：擠出密封條 2 :磁性顆粒，傳導性顆粒 3 :傳導性磁外圈 4 :無傳導性裝置的內條 5 :第〜密封面 6 :殼體部（具第一密封面） -14- (11) (11)200306392 7 :電磁板 7 ’ ：側向電磁板 8 :輪廓（凹部/凸部/段差） 9 :密封環 1 〇 :電磁線圈（片段） 1 〇 ’ ：電磁線圏（片段）

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Claims (1)

1. (1) (1)200306392 拾、申請專利範圍 1 一種傳導性拾封的製造方法，該傳導性密封係由混 合有傳導性顆粒的一彈性硫化材料’在其仍爲塑性狀態時 ，以一擠出機直接擠出於一第一密封面上而製成，其特徵 在於磁顆粒在擠製前或擠製後’與該密封材料混合；及在 密封材料被施於一第一密封面（5)後，且只有一表面層硫 化時，以一電磁板（7 )置於該擠出的密封條（1，）上方，產生 一磁場一段時間，由於磁力作用於該等磁顆粒，使黏附於 該密封表面（5)的該密封條（1，）向該電磁板（7)伸展，而模 製成密封（1)成品。 2如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造方 法，其中該電磁板（7)被置於濟出在該密封面（5)上之密封 條（1 ’）的平面上方，該密封條對應於密封間隙的高度，而 該密封條（1 ’）的剖面被伸展至此高度以成形該密封（1)成品 〇 3如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造方 法，其中該電磁板（7)被置於擠出密封條（1’）的上面，且藉 由電磁板（7)的限制向上運動’該密封條（1 ’）的剖面被設定 爲該密封（1)成品的一特定均一高度，。 4如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造方 法，其中該密封條（1，）具有一層被覆，被施於該密封面（5) 上，且被伸展至塡補密封間隙所需的尚度。 5如申請專利範圍第1項所述之傳導丨生抬4的製造方 法，其中一像槽的輪廓（8)對應於該密封（1)的方向，且被 -16- (2) (2)200306392 切進該電磁板（7)內；在密封（1)面對相反的第二密封面之 自由密封剖面上，該輪廓（8)磁性地模製彈性密封環（9)。 6如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造方 法，其中該密封材料在室溫、或較高溫度、或當暴露於紫 外線輻射時，彈性地硫化。 7如申請專利範圍第6項所述之傳導性密封的製造方 法’其中在較局溫度硫化材料所需的熱量，是由該電磁板 (7 )所供給。 8如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造方 法’其中在該電磁板（7)上被磁性地伸展和變形的該密封 (1 )，以該磁力或一真空保持至其達到尺寸穩定性爲止。 9如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造方 法’其中於被覆成一傳導性層的單一片顆粒、或傳導性磁 鎳顆粒、傳導性磁顆粒和傳導性非磁顆粒混合成擠出前的 該密封材料。 1 〇如申請專利範圍第9項所述之傳導性密封的製造 方法，其中該傳導性層是由銀和由鐵、鎳製成的磁性顆粒 、或其他磁性顆粒所製成。 1 1如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造 方法，其中爲達到最佳傳導性和磁性效果，並減少材料消 耗，被直接擠出在該密封面（5)的該密封（1 )，藉由逐個剖 面所產生的磁力，和在不同時段將該傳導性磁顆粒向該密 封的該外環拉引’以創造一傳導性磁環剖面和一高彈性內 條，使得該單一片傳導性磁顆粒被集中於沿該密封（1)的 -17- (3) (3)200306392 周圍。 1 2如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造 方法’其中混合單一片傳導性磁顆粒和不具導性磁顆粒的 抬封材料之一種密封材料，共擠製成一密封條（15)，且混 合有傳導性磁顆粒的密封材料，包圍著不具該被覆層的密 封材料。 1 3如申請專利範圍第1 2項所述之傳導性密封的製造 方法’其中部分傳導性磁顆粒被混合增加於外條，而於擠 出時被磁力拉引至外環的其餘傳導性磁顆粒，被混合增加 於內條，以降低擠出壓力。 1 4如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造 方法，其中傳導性磁顆粒成纖維狀或薄片狀。 1 5如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造 方法，其中該密封條（1 ’）被施於該密封面成中空條，且其 剖面輪廓被維持、擴張、且/或由電磁板的磁力更進一步 成形。 1 6如申請專利範圍第1項所述之傳導性密封的製造 方法，其中該密封條（1 ’）的剖面，被位於側邊之可移動的 電磁板（7 5)所變形。 1 7 —種執行如申請專利範圍第1項所述之方法的傳 導性密封製造裝置，具有一擠出機，可依據該密封面上方 的密封面曲度而移動，而分配施予該密封材料於一密封表 面上，其特徵在於一電磁板（7)可水平和垂直移動，且可 於一限定時間內連接於一電源，以產生一磁場’並可位於 -18- (4) (4)200306392 該擠出密封條（1，）的一特定局度上’或在其上方的一段距 離。 1 8如申請專利範圍第1 7項所述之傳導性密封的製造 裝置，其中該電磁板（7)面對該密封的一側是平坦的，或 包含匹配該密封方向之至少一凸部/凹陷的輪廊（8)。 1 9如申請專利範圍第1 7項所述之傳導性密封的製造 裝置，其中該輪廓（8)的尺寸可改變，以補償殻體之密封 面的段差。 2 0如申請專利範圍第1 8或1 9項所述之傳導性密封 的製造裝置，其中連續的複數線圈段（1〇)沿該輪廓（8)而設 ，其可以用不同的磁力間歇地作用。 2 1如申請專利範圍第1 7項所述之傳導性密封的製造 裝置，其中該電磁板（7)面對該密封條的一側面上，被覆 一分離用的混合物。 2 2 —種供一第一面封面和一第二密封面間之電磁和 材料密封用的密封，包含直接擠出在該密封面上且黏附於 其上的一彈性硫化材料，混合有傳導性顆粒，且依據申請 專利範圍第1項所述之方法製成，其特徵在於該彈性硫化 材料包括磁顆粒，且該密封具有向該密封面伸展的一剖面 ’以改善其密封效果’並補償密封間隙和剛擠出密封條的 阔度變化。 23如申請專利範圍第22項所述之密封，其中至少一 凸部/凹陷被模製於該密封正對該第二密封面的側面，以 成形至少一高彈性密封環（9)。 -19- (5) 200306392 2 4如申g靑專利範圍第2 2或2 3項所述之密封，其中 供該密封用之材料是橡膠或彈性泡沬膠，在室溫或較高溫 度或暴露於紫外線輻射硫化。 2 5如申請專利範圍第2 2項所述之密封，其中該傳導 性顆粒和磁顆粒’是由鐵或鎳或其他磁性材料鍍銀或只是 鎳製成的單一件顆粒，或每一顆粒皆包含分離的傳導性顆 粒和磁顆粒。 2 6如申請專利範圍第2 2項所述之密封，其中該分離 的或單一件和磁顆粒被集中於該密封（1)的周圍部份。 -20-