TW517002B - Electromagnetic shielding multi-layered structure and method of making the same - Google Patents

Description

517002 五、發明說明（1) 本發明係有關於一種防電磁波干擾之多層構造，特別 係有關於可避免表面浮纖現象、且對於低頻電磁波有良好 屏敝效果（〉40 dB)的一種多層構造。 近年來，由於工業技術的進步及曰常生活水準的提 高，使得一些電子、電機、資訊及通訊等電器設備急劇增 加’這些電器設備所產生的高密度電磁波已形成一個新的 公害問題，包括電器線路本身散發電磁輻射以及其本身接 收外界傳來的電磁輻射，這些電磁輻射若無法加以有效隔 將會造成電器設備間的相互干擾，導致運作錯誤甚至 糸、、、先失效，而人體長期曝露在此電磁韓射環境下，亦可能 =成生理的危害；而且這些電磁波干擾所形成的問題，隨 I Ϊ器f品的朝向小體積、高功能、低功率與低電位發展 蔽電磁 以有效 工，較 因此， 加導電 喷塗導 電解電 電性碳 面無電 鏽鋼纖 1鱗片（ 雖然可 不易力ϋ 趨勢。 表面施 包括： 錢、無 添加導 纖維表 維、不 鎳粉） 狄的方法 達到電磁屏蔽作用’但其重量大、複雜开 難符合目前電器用品要求輕、巧、小' ^ 目前工業上普遍採用的方法，主i 3Λ 土要疋在|

層以及在塑膠内部添加導電性填充料，』 電漆、被覆金屬層（熔射、蒸鍍、錢錢、月 鍍等）以及黏貼金屬箔等方式，後者^二 黑、碳纖維、表面鍍金屬之纖維（例2匕 解電鍍鎳）、金屬纖維（例如：铭纖維'· 維）、金屬粉末（例如：鋁粉、銅粉、2 例如：銘鱗片）、鑛有金屬層之絕緣物:

517002 五 發明說明（2) 如：在雲母片、破 、 纖維表面施加金屬，、中空玻璃球、玻璃纖維、 質 如上述，關理)等方式。 導電性複合材料之防2内部添加導電性填充料以製造出 造遠比輩蚰么Μ 方電磁波干擾構造’其優點e 、遂比早純金屬外殼 1 u疋所得之構 層的方法相比，不备輕：而| ’和塑膠表面施加導電 造導電性複合材料‘面導電層剝落之虞。j見今_般製 末、纖維等型式與= 導電性填充材料以粉 射出成型為各種電磁^ =、、工匕此、，、後，直接熱壓模製或 但电磁屏蔽塑膠製品。 俱衣凡 第5 R71了改進防電磁波效果，High· et al在盖、 = 57U91號及第5,7ΐ4，ι〇2號中揭露.：在果國專1 波干擾構造。方法為蔣古 一層的防電磁 -共射出分則、鍍鎳之石墨纖維置入 ,之外射嘴料斗内，將高分子材料以及羰 ί:Γ : ron)粉末置入共射出成型裝置之内射嘴 ”：二/、射出成型後，得到三層的構造，*面兩層為 问刀子材料和鍍鎳之石墨纖維，作為導電層，而内層為高 分子材料和羰基鐵粉末，作為導磁層。 雉 然而在上述Highum的三層構造中，會有鍍鎳之石墨纖 浮至表面的浮纖（f 1 0 a t i n g )現象發生，而需再作表面塗 装處理’相對增加生產成本及降低生產速率。而且，此構 造對於低頻（10 kHz至30 MHz)電磁波的防電磁波干擾效果 不佳。 因此，本發明之目的即為解決上述缺點，而提供一種 新穎之防電磁波干擾之多層構造，其可避免表面浮纖現

第7頁 5l7〇〇2 五、發明說明（3) 象’對於低頻（10 kHz至30 MHz)電磁波的防電磁波干擾效 果很好’而且，本發明之製程中由内射嘴料斗射出的成份 中’可使用回收料，製造成本可大幅降低。 為達成本發明之目的，本發明防電磁波干擾之多層構 造共包括以下依序排列的七層： 第一層包括碳黑及高分子基材； ^二層包括鍍有金屬的纖維及高分子基材； ，二層包括金屬粉末及高分子基材； 第四層包括導電性纖維及/或金屬粉末，以及高分 基材； 第五層 第六層 第七層 其中第一層 本發明 將碳黑 射出成型裝 將導電 置之内射嘴 藉由外 内，且藉由 具内，使得 層構造之第 提供之成份 〇 π貧 包括鑛 包括破 和第七 製造防 、鍍有 置之外 性纖維 料斗内 射嘴而 内射嘴 外射嘴 有金屬 黑及高 層為最 電磁波 金屬的 射嘴料 、以及 ;以及 將外射 而將内 料斗所 及高分子基材； 的纖維及高分子基材；以及 分子基材， 外層’而第四層為最内層。 干擾多層構造的方法包括： 纖維、以及高分子基材置入一共 斗内； 局分子基材置入該共射出成型裝 嘴料斗所提供之成份射入該模具 射嘴料斗所提供之成份射入該模 提供之成份分成六層而成為該多 m層，而内射嘴料斗所 造之第四層。

成為該多層構

第8頁 517002 五、發明說明（4) 為了降低製造成本，上述置入内射 為含右導雷栂綸飨夺/十人M t Α料斗t的成^分可 馮3有V電性纖維和/或金屬粉末之高 碳纖維。 W子回收料、以及 為了使本發明之方法、特徵及優點 以下特舉具體實施例並配合圖示以更譁 1懂 圖式之簡單說明： 、、句呪明。 第1圖顯不依據本發明具體實施例 多層構造的共射出成型裝置之示意圖。衣&防電磁波干擾 標號說明： 11〜模穴’12〜射口，13〜外射嘴，14 内射 10〜模具 嘴’ 1 5〜外射嘴料斗，1 β〜内射嘴料斗 圖，顯示依據本發明具體實施例製造防電 磁波干擾夕層構造的共射出成型裝置之示竟此 ^裝置包括模具10、外射嘴13 '和内射嘴^ 2 出-模穴11，·穴11的形狀就是欲成型 5具10疋義 具…有一射口12，高分子組成物可經由：=。模 入杈穴11中進而成型。外射嘴13和内射嘴丨 、口 2而射 (concentric)射嘴，外射嘴13的原料是由鉍^心的 提供，而内射嘴14的原料是由内射嘴料斗丨^料斗15所 以下說明本發明之共射出成型製程。將碳2二 屬之纖維、以及高分子基材，共同置入共射鍍有金 =嘴料斗15内。將含有導電性纖維和/ 广表置， =回收料、以及碳纖維，纟同置人共射 末之南 射嘴料斗16内。 災衣置之内 517002 五、發明說明（6) 層’提供對於高頻（30 MHz至1 500 MHz)電磁波的遮蔽效 果，其中的纖維排列為網狀結構； 第三層包括金屬粉末及高分子基材，為電磁波吸收 層’提供對於電磁波的吸收作用，其中的金屬粉末可為由 鑛有金屬的纖維上所剝落的金屬粉末，亦可為另外添加的 金屬粉末； 第四層包括導電性纖維及//或金屬粉末，以及高分子 基材，此層的原料可由含有導電性纖維和/或金屬粉末之 咼分子回收料，以及另外添加的碳纖維來提供； # 第五層成份和第三層相同 第六層成份和第二層相同 第七層成份和第一層相同 其中第一層和第七層為最外層，而第四層為最内層。 如上所述，由於碳黑在最外層，而不是纖維在最外 層，因而可避免浮纖現象。此外，内射嘴中的原料可採用 含有導電性纖維和/或金屬粉末之高分子回收料，而不需 使用新鮮的高分子原料，因此成本可大幅降低。然而，由 於回收料中的導電性纖維已是較短的纖維，縱橫比报低， 因此’有必要添加新的縱橫比較高的碳纖維，以使纖維外 排列形成導電網狀結構’提昇電磁波遮蔽效果。新添加$ 碳纖維最好含有5至15重量％的長纖，所謂的長纖表示縱^ 比（L/D ratio)為2, 000至5, 000之間的纖維。 知、 適用於本發明之高分子基材最好為熱塑性樹脂， 聚碳酸酯（PC ; polycarbonate)、丙烯腈—丁二稀—笨 °

第11頁 517002 五、發明說明（7) (ABS; acrylonitrile-butadiene-styrene)、或聚碳酸酉旨 /丙烯腈-丁二烯-苯乙烯摻合物（PC/ABS Blend)等。 在本發明防電磁波干擾多層構造中的第一層及第七層 中所使用之碳黑，最好是高導電性碳黑。 第二層及第六層中鍍有金屬的纖維之縱橫比（L / D比 值）最好為2，0 0 0至5，0 〇 〇之間，以使得纖維排列可形成 電網狀結構，以提供較佳的電磁屏蔽。鍍有金屬的 為鍍有金屬的石墨纖維或鍍有金屬的碳纖維，該金可 N^-Cu-Ni三層金屬、或純鎳。鍍有金屬的; 為鍍有鎳-銅-鎳（Ni-Cu-Ni)之石墨=體例子 ^至心，之間。另一且體例子為=其直徑最好為1 徑最好為…至1〇…間例子為鑛有鎳之碳纖維，其直 第三層及第五層中之金屬粉末可為銀、 或其混合物，其平均粒徑最好為1〇 ^^至岵、鎳、 第四層中之導電性纖維可為鍍有金。 維、碳纖維、或其混合物。當第四層芝纖維、石墨纖 導電性纖維和/或金屬粉末之高分子"回 用之原料為含有 長纖維，最好另外添加較便宜的碳纖料，為了補充較 整體導電性纖維中最好具有5至丨5重量。/。^時，第四層中 之縱橫比（L/D比值）最好為2,〇〇〇至5,⑽〇之蛟纖維，碳纖維 銅、鎳 本發明防電磁波干擾之多層構造^的 ~ γ的各層厚度， 當第四層中所用之導電性纖維包括 時，其可為鍍有金屬的石墨纖維或鍍:金屬的纖維 金屬可為鎳、銅、鎳三層金屬、或純鎳金屬的碳纖維，此 可藉

Claims (1)

1. 517002 _ 案號 8811177 n ! 條正 六、申諳專利範園 la ^種防電磁波干擾之多層構造，其共包括以下依序排列 的七層： 第一層包括碳黑及高分子基材； 第二層包括鍍有金屬的纖維及高分子基材； 第三層包括金屬粉末及高分子基材； 第四層包括導電性纖維及/或金屬粉末，以及高分子 基讨； 第五層包括金屬粉末及高分手基材； 第六層包括鍍有金屬的纖維及高分子基材；以及 第七層包括破黑及高分子基材’ 其中第一層和第七層為最外層，而第四層為最内層b 2·如申請專利範圍第1項所述之一種防電磁波干擾之 多層構造，其中該高分子基材為熱塑性樹脂。 3·如申請專利範圍第2項所述之一種防電磁波干擾之 多層構造，其中該高分子基材係擇自由聚碳酸酯（PC)、丙 婦 -丁二烯-笨乙烯（ABS)、以及聚碳酸酯/丙烯 -丁二 棘-笨乙烯摻合物（PC/ABS Blend)所絚成之族群中 4·如申請專利範圍第1項所述之一種防電磁波干擾之 多層構造，其中該第二層及第六層中鍍有金屬的纖維之縱 橫比（L/D比值）為2,000至5,0 00。 5. 如申請專利範圍第1項所述之一種防電磁波干擾之 多層構造，其中該第二層及第六層中鍍有金屬的纖維為鍍 有金屈的石墨纖維或鍍有金屬的碳纖維β 6. 如申請專利範圍第5項所述之一種防電磁波干擾之

   第19頁 517002 __ 銮號 88111771__午d Θ日_修早__ 六、申請專利範園 多層構造，其中該鍍有金屬的纖維中之金屬為鎳-銅-鎳三 層金屬，或純鎮。 7.如申諳專利範圍苐6項所述之一種防電磁波干擾之 多層構造，其中該鍍有金屬的纖維為鍍有鎳-鋼-鎳之石墨 纖維。 8 ·如申請專利範圍第7項所述之一種防電磁液千擾之 多層構造，其中該鍍有鎳-鋼-鎳之石墨纖維具有1^111至1〇 Am的直徑。 9·如申請專利範圍第6項所述之一種防電磁波干擾之 多層構造’其中該链有金屬的纖維為鍵有.錄之碳纖維^ 1 0 ·如申請專利範圍第9項所述之一種防電磁波干擾之 多層構造，其中該鍍有鎳之碳纖維具有的直 徑0 11.如申請專利範園第1項所述之一種防電磁波干擾之 多層構造，其中該第三層及第玉層中之金屬粉末係擇自 銀、錮、鈷、鎳、及其混合物所組成之族群中。 12·如申請專利範圍笫η項所述之構造，其中該金屬 粉末之平均粒徑為10 至50 。 13.如申請專利範圍第1項所述之一種防電磁波千擾之 多層構造，其中該第四層中之導電性纖維係擇自由鍍有金 · 屬之纖維、石墨纖維、竣纖維、和其混合物所組成之族群 中。 14.如申請專利範圍笫13項所述之一種防電磁波干擾 之多層構造，其中該第四層中之導電性纖維具有5至15重

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   曰 修正 15_如申請專利範圍第項所述之一種防電磁波干擾 之多層構造，其中該碳纖維之縱横比（L/D比值）為2，000至 5，0 〇 〇。 16_如申請專利範圍第13項所述之一種防電磁波干擾 之多層構造，其中該錢有金屬的纖維為鐘有金屬的石墨纖 維或鍍有金屬的碳纖維。 17·如申讀^專利範圍第η項所述之一種防電磁波干擾 之多層構造，其中該鍍有金屬的纖維中之金屬為鎳-銅-鎳 三層金屬，或純錄6 18·如申請專利範圍第1項所述之一種防電磁波干擾之 多層構造，其對於1〇 kHz至1 500 MHz頻率之電磁波具有40 dB以上的遮蔽率。 1 9.如申請專利範圍第1 8項所述之一種防電磁波干擾 之多層構造，其對於10 kHz至30 MHz頻率之電磁波具有40 dLB以上的遮蔽率〇 20· —種防電磁波干擾之多層構造之製造方法，其包 括： 將碳黑、鍍有金屬的纖維、以及高分子基材置入一共 射出成型裝置之外射嘴料斗内； 將導電性纖維、以及高分子基材置入該共射出成型裝 置之内射嘴料斗内；以及 藉由外射嘴而將外射嘴料斗所提供之成份射入該模具 内，且藉由内射嘴而將内射嘴料斗所提供之成份射入該模

   第21頁 517002 案雒 88111771 曰 修正 六、申請專利範圍 具内，使得外射嘴料斗所提供之成份分成六層而成為該多 層構造之第一、二、三、五、六、七層，而内射嘴料斗所 提供之成份成為該多層構造之第四層。 21· —種防電磁波千擾之多層構造之製造方法，其包 括： 將破黑、鍵有金屬的纖維、以及高分子基材置入一共 射出成型裝置之外射嘴料斗内； 將含有導電性纖維和/或金屬粉東之高分子回收料、 以及碳纖維置入該共射出成型裝置之内射嘴料斗内；以及 藉由外射嘴而將外射嘴料斗所提供之成份射入該模具 内，X藉由内射嘴而將内射嘴料斗所提供之成份射入該模 具内，使得外射嘴料斗所提供之成份分成六層而成為該多 層構造之第一、二、三、五 '六、七層，而内射嘴料斗所 提供之成份成為該多層構造之第四層。 2 2.如申請專利範圍笫21項所述之一種防電磁波干擾 之多層構造之製造方法，其中該高分子回收料佔内射嘴料 斗中總成份的85至95重量％。 23_如申請專利範圍第21項所述之一種防電磁波干擾 之多層構造之製造方法，其中該碳纖維之縱橫比（L/D比 值）為2, 000 至5, 000。 24·如申請專利範園第21項所述之一種防電磁波干擾 之多層構造之製造方法，其中該外射嘴料斗内之碳黑佔外 射嘴料斗中總成份的3至1〇重量％。 25·如申請專利範圍第21項所述之一種防電磁波干擾

   第22 I 517002 ___________ 桊號88〗Π 771 六、申請專利施園

   之多層構造之製造方法，其中該外射嘴科斗内之鍍有 的纖維佔外射嘴料斗中總成份的6至1 7重量％。 m 26·如申請專利範園第21項述之一種防電磁波干擾之 多層構造之製造方法，其中置入外射嘴料斗中的成份更包 括3至8重量％之金屬粉束，以外射嘴料斗中總成份重量為 基準。

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