TW527279B - Superplastic alloy-containing conductive plastic article for shielding electromagnetic interference and process for manufacturing the same - Google Patents

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527279 A7 B7 五、發明說明（1 ) 本發明係關於一種内含超塑性合金之防電磁波干擾用 導電性塑膠產品及其製造方法，特別是有關於使用超塑性 合金薄板，以一次加工方式，由塑膠粒或塑膠板製作成塑 膠内含一片連續完整之超塑性合金薄片夾層的防電磁波干 擾工業產品。 近年來，由於工業技術的進步及日常生活水準的提 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 離，將會造成電器設備間的相互干擾，導致運作錯誤甚至 系統失效，對於人體之長期曝露於此電磁輻射環境下，亦 可能造成生理的危害，這些電磁波干擾所形成的問題，隨 著電器產品的朝向小體積、高功能、低功率與低電位發展 而更趨嚴重。 針對電器設備的電磁波干擾問題雖可藉著適當的線路 設計與結構設計降低其散發之電磁輻射量，但最終還是需 要一個導電性的外殼以遮蔽來自外界的電磁輻射。傳統的 鈑金外殼雖然可以有效達到電磁屏蔽作用，但其重量大、 複雜形狀不易加工、並且有腐蝕的顧慮，較難符合目前電 器用品要求輕、巧、小、薄的趨勢。相對於鈑金製品的缺 點，塑膠材料具有質輕、價廉、無腐蝕顧慮、色澤美觀多 變化、加工性良好、且適合大量生產等競爭優勢，已逐漸 取代鈑金外殼成為製造電器設備外殼的主要材料。然而一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) -----1 —--訂---^--- 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 A7 B7 五、發明說明（2 ) 般塑膠材料本質上是電絕緣體，無法遮蔽電磁輻射。發展 中的特殊導電性南分子材料成本極南且和一般塑膠母材相 容性不佳，尚未被商業化。因此目前工業上採用的方法主 要是在塑膠表面塗佈導電層以及在塑膠内部添加導電性填 充料，前者包括：噴塗導電漆、被覆金屬層（熔射、蒸鍍、 濺鍍、電鍍、無電鍍等）以及黏貼金屬箔等方式，後者則包 括添加導電性碳黑、碳纖維、表面鍍金屬之纖維（例如··碳 纖維表面無電鍍鎳）、金屬纖維（例如：鋁纖維、銅纖維、 不鏽鋼纖維）、金屬粉末（例如：鋁粉、銅粉、鐵粉、鎳粉）、 鱗片（例如：鋁鱗片）、金屬塗層絕緣物（例如：在雲母片、 玻璃球、中空玻璃球、玻璃纖維、有機質纖維表面施加金 屬塗層）等方式。 對於前述在塑膠外殼表面塗佈導電層以達到電器設備 防電磁波干擾效果之方法有一些難以避免的問題，包括·· 容易因磨損、剝落造成漏波現象、剝落之導電屑極易掉落 在電子線路板上造成短路損害、完成之外殼接合困難、部 份必須絕緣之部位造成塗佈施工不便，此外在實際生產上 因屬於二次加工，增加工時成本，部份塗佈方法更有環保 污染問題。因此，綜合考量電磁屏蔽效果、製程技術、工 時成本以及使用問題等各項因素，仍以直接將導電性填充 料添加在塑膠内部使成為一導電性塑膠複合材料最具有競 爭潛力。 針對添加導電性填充料於塑膠内部的實施原理，首先 必須考慮此導電性填充料的展弦比（aspect ratio，定義為填 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -f ϋ· ^ · ϋ am— ala ϋ I in I i^i ϋ I .^1 I a^i ϋ 1 I 1 n i Hi ϋ · 527279 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3 ) 一 充料的最大尺寸與最小尺寸比值，例如纖維的長度與直徑 比值），根據電磁波滲透理論（percolation theory)，在塑膠 内部的導電性填充料如果能夠維持較高的展弦比，則這些 填充料較容易形成電導網路，其達到電磁屏蔽效應所需添 加導電性填充料的臨界濃度（即：臨界滲透濃度，threshold percolation concentration)亦較低。其次必須考慮的是添加 導電性填充料之後，塑膠的機械性能、物理性質、化學性 質的改變，以及添加此導電性填充料所增加的原料與加工 成本。 綜合現今習用的添加導電性填充料於塑膠内部的方法 主要可歸納為四類，第一類是將導電性填充料以粉末、短 纖維或鱗片型式與塑膠母材經過混練後直接熱壓模製或射 出成型為各種防電磁干擾塑膠製品，例如美國發明專利第 4,474,685號(摘要說明檢附如附件一）即揭示一種將熱固型 樹脂母材與導電性填充料（包括··碳黑、石墨及導電金屬粉 末）混練模製成防電磁波干擾產品之方法，然而這些導電性 粉末在與樹脂母材混練時均極易發生聚集（duster)現象，而 無法均勻地分散在樹脂母材中，影響模製成品的電磁屏蔽 效率，同時以粉末型式添加導電性填充料於塑膠母材内部 時，由於粉末填充料的展?玄比較低，其添加量（臨界參透濃 度）必須很高’因而嚴重影響模製成品的機械性能、色澤及 其它物性與化性。如果以短纖維或鱗片型式將導電性填充 料添加於塑膠内部雖然可藉著展弦比的提高，降低轉加 量，但是混練過程仍很難避免局部的聚集現象；同時為了 尺度適用中國―標準(CNS)A4—規格------ ----------------------t----Μ-----^ «^wi (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527279 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4 ) 使混練過程填充料能保持其原有的展弦比，這些短纖維或 鱗片型式導電性填充料本身的強度必須足夠，避免混練造 成的碎斷，如此造成這類填充料（不鏽鋼纖維、銅纖維或表 面鍍金屬之碳纖維等）的價格均極為昂貴，不適用於要求量 化生產且對成本反應靈敏的一般電器商品。尤其致命的缺 點是添加這類高強度導電性填充料所製成的塑膠粒在後續 的射出成型過程中對模具、射出機螺桿及射出機加熱缸的 磨損極為嚴重，對於以熱壓模製方式成型亦同樣會造成模 具相當程度的磨損。而對於已知兼具價格低廉、電磁屏蔽 效果佳、比重輕、配色容易以及對後續成型模具或機具磨 損低等多重優點的鋁、鋅、錫等金屬或其合金填充料，以 一般鱗片型式直接加入塑膠内部，將因為這類金屬或合金 本身強度較低而在混練過程嚴重碎斷，以致於造成原有之 展弦比急劇降低，使其添加量（臨界滲透濃度）必須大幅提 高（一般均高達30至40%)，相對的導致成本、比重的增加， 更嚴重的是造成最後完成的防電磁波干擾塑膠產品機械性 能大幅劣化，包括伸長率、拉伸強度、彎曲強度與衝擊值 均明顯下降。 第二類添加導電性填充料於塑膠内部的方法是將連續 的導電性長纖維填充料經由含浸方式或配合押出機模頭包 心擠出方式在填充料的外圍膠合一層塑膠，並以適當長度 切成内含導電性長纖維的塑膠粒，再經熱壓模製或射出成 型為各種防電磁波干擾塑膠製品，例如日本特許出願公開 昭60-112854號發明專利（摘要說明檢附如附件二）即揭示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------I ----------訂---Η-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 五、發明說明（5) 一種將連續之經由押出機模頭包覆熱塑型塑膠，成為一内 含銅纖維塑膠圓棒，再切成導電性塑膠粒之方法；此方法 為了提高填充料的展弦比，導電性長纖維的直徑均儘量的 減小，因此纖維本身的強度亦必須足夠，以避免在包覆塑 膠的整個過程中被拉斷，而此類高強度導電性長纖維（不鏽 鋼纖維、銅纖維或表面鍍金屬之碳纖維等）價格均極為昂 貴，造成最後產品的成本太高，喪失商業競爭力。同樣的， 已知兼具彳貝格低廉、電磁屏蔽效果佳、比重輕、配色容易 以及對後續成型模具或機具磨損低等多重優點的鋁、辞、 錫等金屬或其合金填充料，當以長纖維型式實施於上述曰 本特許出願公開昭60-112854號發明專利之方法時，將因 為此直徑極小（上述發明專利要求直徑1〇至之金屬 或合金纖維強度不足而極易折斷或拉斷，導致整個製程經 常中斷，而一旦這些纖維斷裂，再度接合復工將造成製程 的極大困擾，因此上述以連續導電性長纖維包覆塑膠製成 導電性塑膠粒的方法實際上難以適用於本身強度不高的 銘、鋅、錫等金屬或合金纖維。 為了使這些兼具k格低廉、電磁屏蔽效果佳、比重輕、 配色容易以及對後續成型模具或機具磨損低等多重優點的 鋁、鋅、錫等金屬或其合金能夠有效的被用作電磁波干擾 塑膠製品的導電性填充料，乃有第三類方法的提出。此方 法是將一片導電性金屬箔的兩面各以輥軋結合塑膠薄膜， 經切條及再膠合熔融塑膠母材並切粒製成内含細長金屬箔 之導電性塑膠粒，此導電性塑膠粒可利用熱壓模製或射出 il^w---------#>.--U-----^—^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

527279 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 成型為各種防電磁波干擾塑膠產品’例如美國發明專利 5,531，851號所揭示之方法，係將兩層塑膠薄膜間夾合一喷 覆有偶合劑之金屬箔以形成一塑膠/金屬/塑膠之層板，經 一切條裝置切成多數塑膠/金屬/塑勝積層條後，利用一押 出機模頭使這些多數塑膠/金屬/塑膠積層條與熔融塑膠潤 濕並膠合成為一連續之具有輻射狀排列之金屬化塑膠圓 棒’經冷卻後切割成固定長之金屬化塑膠粒。此方法相較 於第一類方法，由於添加於塑膠粒之金屬箔不須經過混練 過程，不會發生碎斷與聚集之現象，且金屬箔之展弦比可 隨意控制並維持不變，即使在後續利用熱壓模製或射出成 型生產各種電磁干擾屏蔽製品亦因金屬箔之間的分散性較 易維持以及金屬箔碎斷現象較為輕微並保持較高展弦比， 而使最後製品即使是使用強度較低的鋁箔片亦只須要相當 低的導電性填充料添加量即可達到足夠的電磁屏蔽效果， 因而有效降低製品的成本、重量，更減少了導電性填充料 所造成製品機械性能劣化之問題，而相較於另一類利用長 纖維被覆塑膠之導電性塑膠粒製作方法，本發明使用較寬 的金屬箔，不會有製程中被折斷或拉斷之顧慮，使生產效 率大為提高。 此第三類方法雖然實現了將鋁、鋅、錫等金屬用作導 電性填充料的夢想，使這些金屬所具備的價格低廉、電磁 屏蔽效果佳、比重輕配色容易以及對後續成型模具或機具 磨損低等多重優點得以在防電磁波干擾塑膠製品中被充分 應用，然而此方法須要較為複雜的塑膠粒製造步驟，同時 — — — — — — — — — — — i I I I I I t ilj.!!· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 A7 ^ ----—2L__ 五、發明說明（7 ) 所完成的金屬化塑膠粒必須再經熱壓模製成射出成型永可 得到最終的防電磁波干擾塑膠製品，所須要的設備相當昂 貴，並且所耗費的能源極高，影響最後的產品成本。尤其 在採用射出成型時，為了防止導電性填充料在熔融塑膠填 模時發生滯後（lag)現象及優選方向排列（〇rienti〇nal)現象， 模具的設計非常關鍵（critical)而且複雜，亦將提高生產成 本，而當產品的壁厚極薄時(例如筆記型電腦外殼或甚片更 薄的產品），射出成型模具的設計以及射出成型條件的控制 將變得非常困難，甚至不可能達成。這些問題對於前述的 第一類及第二類方法亦同樣無法倖免。 第四類的添加導電性填充料於塑膠内部的方法是利用 押出成型方法將一低融點金屬以熔融狀態擠入上下兩層熔 融塑膠之間，再經輥軋成為塑膠/金屬/塑膠之導電性塑膠 積層板，最後將此積層板封入模具中，以高於金屬融點及 塑膠軟化之溫度加熱，並利用模具底部抽真空方式將此塑 膠/金屬/塑膠積層板直接成型為各種防電磁波干擾塑膠製 品。例如日本特許出願公開昭61_293827號發明專利即揭 示一種將鉛-錫合金等低融點金屬以熔融狀態押入上下兩層 熔融的ABS之類塑膠中間，輥軋成塑膠/金屬/塑膠之積^ 板，再於模具中以高於金屬融點及塑膠軟化溫度加熱及由 模具底部抽真空成型之方法。此方法省略了熱壓模製或射 出成型，因而避免了前述三類方法所遭遇的問題，並且可 以得到與其低融點夾層金屬相同的電磁屏蔽效率。 然而此第四類方法在塑膠/金屬/塑膠積層板製作過 -------------^-----^ —^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公全 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 A7 B7 五、發明說明（8 ) 程，金屬係呈現熔融流體狀態，由於熔融金屬與軟化塑膠 之黏滯性及強度不同，在輥軋成積層板時，金屬與塑膠的 厚度比例不易控制，同時積層板兩側邊緣可能出現金屬溢 出或不足之現象，而必須裁邊，這些廢邊料因為混雜金屬 與塑膠而很難再回收，造成材料的浪費。更為嚴重的是後 續在模具内加熱並抽真空成型過程，由於金屬亦是以炼融 流體狀態存在，對上下兩片塑膠板不具結合力，在真空吸 力下，如果上下兩片塑膠板軟化變形量不同時，將發生積 層板分離現象，當下層塑膠板與模具成型面貼合時，塑膠 板上所附著之溶融金屬將匯集流入模具之凹槽、凹穴或較 低部位，而使最後成型完成之防電磁波干擾塑膠製品在這 些部位的金屬夾層壁厚太大，造成凝固時嚴重變形、破裂 及應力集中。事實上，即使是積層板在模具成型過程未發 生脫層現象，由於夾層金屬是處於熔融流體狀態，當積層 板與模具成型面貼合時，均極易發生金屬液在凹槽、凹穴 或較低部位匯集以及凝固後之產品瑕庇。此外，此方法因 為使用之金屬夾層融點低於塑膠的軟化溫度，此意味著其 產品之未來應用溫度將較一般習用單純塑膠產品之應用溫 度為低。當電子元件運作產生局部高熱時，可能使得塑膠 外殼毁損，甚至熔融流出，破壞電子元件及線路，造成極 嚴重之後果。 因此，本發明之目的即為解決上述問題，而提供一種 内含厚度均勻、與塑膠接合性良好的金屬夾層之防電磁波 干擾導電性塑膠產品，並提供製造此導電性塑膠產品的方 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂----1-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527279 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ____________五、發明說明（9 ) 法。 為達成以上之目的，本發明新穎之防電磁波干擾用導 電性塑膠產品為三層結構，外層為塑膠，内層為超塑性合 金，其中該超塑性合金之熔點比該塑膠的軟化點高，且在 高於該塑膠之軟化點的溫度下，該超塑性合金具有超塑 性。 依據本發明，乃利用氣體吹製方式來製造防電磁波干 擾用導電性塑膠產品，該方法包括以下步驟： (a) 將一超塑性合金板的表面喷塗或浸覆偶合劑或熱熔膠； (b) 將該噴塗或浸覆偶合劑或熱熔膠之超塑性合金板夾 於塑膠材質之間以堆疊形成一塑膠/超塑性合金/塑膠三明 治堆疊組合； (c) 在模具中，冷卻並固定該塑膠/超塑性合金/塑膠三 明治堆疊組合之邊緣； (d) 在進行步驟（c)的同時，將該三明治堆疊組合於該 塑膠的軟化點以上及該超塑性合金之熔點以下之溫度下加 熱，使塑膠處於熔融狀態，而超塑性合金則仍維持固態， 並利用氣體以氣體吹製該三明治堆疊組合，使該超塑性合 金產生超塑性變形，致使整個三明治堆疊組合亦同時變 形，以形成該防電磁波干擾導電性塑膠產品；以及 (e) 將該成型之防電磁波干擾導電性塑膠產品自模具中 移出， 其中該超塑性合金之熔點比該塑膠的軟化點高，且在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -_ϋ I I K_i 訂·丨丨

襲 MB Μ»· > Μ· a··· MB ana w IBB I 發明說明（10) 高於該塑膠之軟化點的溫度下，該超塑性合金具有超塑 性。 以下即利用所附圖示及具體實施例來更進一步說明本 發明之方法及特徵，但並非用來限定本發明的範圍。本發 明之範圍應以所附之申請專利範圍為依據。 圖式之簡單說明： 第1圖係顯示本發明用來製造防電磁波干擾金屬化塑 膠產品之裝置示意圖，（幻中所用的塑膠原料為塑膠粒，（b) 中所用的塑膠原料為塑膠板，（c)之裝置沒有上、下壓板。 第2圖顯示依據本發明之方法將塑膠/超塑性合金薄板/ 塑膠三明治堆疊組合熱壓成複合板的示意圖。 第3圖顯示依據本發明，上、下壓板抽出之後，夾緊 複合板的邊緣，準備下一步驟進行超塑性成型的示意圖。 第4圖顯示本發明進行氣體吹製成型塑膠/超塑性合金 薄板/塑膠複合板之過程。 第5圖為本發明初步完成氣體吹製成型之導電性塑膠 成品的不意圖。 第6圖顯示對初步完成之導電性塑膠成品施以增壓步 驟的示意圖。 第7圖顯不開模取出本發明之防電磁波干擾金屬化塑 膠產品的不意圖。 第8圖顯不依據本發明實施例所得之防電磁波干擾金 屬化塑膠產品的電磁屏蔽效率，（a)、（b)、⑷分別為實施 例 1、2、3 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 A7 __ B7 五、發明說明（11) 標號之說明： 1〜熱壓機的上壓板，2〜熱壓機的下壓板，3〜上模具， 4〜下模具，5〜電熱線，6〜通氣管路，7〜熱壓機的下基座， 8、9〜電熱線，10〜冷卻水入口通路，11〜冷卻水出口通路， 12〜熱壓機的上壓座，13〜空壓機，14〜壓力控制閥，15〜壓 力錶，16〜通氣管路，17〜空壓機，18〜壓力控制閥，19〜壓 力錶；Μ〜超塑性合金薄板，P〜塑膠粒，S〜塑膠板，C〜塑 膠/超塑性合金薄板/塑膠複合板。 針對以上所述習用技術之缺點，本發明人經長期的研 發，而揭示出一種創新之防電磁波干擾塑膠產品的製作方 法，本發明並涵蓋實施此方法之裝置。根據本發明之方法， 主要的特徵乃在於使用一特定種類之具有超塑性的合金薄 板，其熔點高於產品所需熱可塑性塑膠之軟化溫度’且此 合金在高於該塑膠之軟化點的溫度下具有超塑性，且該合 金並具有較低之電阻係數。 依據本發明，首先藉著熱壓機將上下鋪有塑膠之超塑 性合金薄板堆疊形成一塑膠/超塑性合金/塑膠三明治堆疊 組合。在模具中，冷卻並固定該塑膠/超塑性合金/塑膠三 明治堆疊組合之邊緣，利用上模具内部之預置氣孔通入特 定壓力之空氣，在該塑膠的軟化點以上及該超塑性合金之 熔點以下之溫度下，配合下模具之成型輪廓進行整片積層 板之氣體吹製成型，以獲得各種防電磁波干擾塑膠產品。 所謂「超塑性合金材料」是指一些合金材料在特定之 條件下，只須施加極低的應力即可達到極高的變形量。這 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------訂----1-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 A7 ________ B7 五、發明說明（l2) 些特定的條件包括：（1)該合金材料的晶粒尺寸必須小於 ΙΟμιη ; (2)該合金材料内部的組織為雙相結構；（3)產生變 形的溫度大約在該合金材料絕對熔點的一半以上；（4)產生 變形的速率一般均低於1〇_4秒。 具有這種超塑性的材料實際上不限於合金，現今的工 程材料符合上述之特定條件而具有超塑性者已經包括合 金、介金屬、結構陶瓷、高温超導陶瓷、金屬基複材以及 陶瓷基複材等各類別之材料。而合金材料具有超塑性且於 文獻上已經報導甚至已經商品化者亦已超過200種，但是 其中僅少數適用於本發明之方法，其中又以Ζη-22Α€合金 最為適合。適用於本發明之超塑性合金之設計準則（亦即本 發明之關鍵原理與基本精神之所在）包括： 1 ·此超塑性合金之溶點必須高於塑膠的軟化溫度，以 避免前述第四類習用技術之缺點，此亦為本發明與前述習 用第四類方法最基本的不同點。例如，該類習用技術實施 例所用之鉛-錫共晶合金（熔點184°C)，雖亦具有極優異之 超塑性（變形量高達4850%以上），但並不適用於本發明之 方法。在現有各種超塑性合金中，大部份（超過80°/。)均滿 足此第1項準則。 2.此超塑性合金之超塑性溫度範圍必須接近於塑膠的 熔化溫度，以確保超塑性合金薄板夾層可以隨著其上下兩 片塑膠之熔融變形而同步進行其超塑性變形，使整體積層 板完成其成型步驟。在現有各種超塑性合金中，可以滿足 此第2項準則的只有大約10%，主要為各種鋅-鋁合金或鎮 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------訂----^-----^ IAWI (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527279 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（13) 基合金，其中又以Zn-22A€共析合金最為適合，其超塑性 溫度範圍由20°C至300〇c，最佳超塑性溫度範圍則在2〇〇〇c 至270°C，與塑膠的溶化溫度非常符合。 3·此超塑性合金必須具備較低的電阻係數，以確保本 發明產品優異之電磁屏蔽效率。本發明設定所用超塑性合 金在室溫之電阻係數須小於2() μΩ·，最理想的情況是; 阻係數低於5 μΩπιη。在現有超塑性合金中，滿足此最理 想電阻係數(<5 μΩτηι)的大約有4〇0/〇。 4.此超塑性合金必須符合環保需求，以避免本發明產 品於使用中或使用後對環境的污染，例如一些含録的超塑 性^金必須在本發明方法中被排除使用。此外，因應未來 較嚴格的環保規定，一些含錯的超塑性合金亦應儘量避免 採用。在現有超塑性合金中只有極少數有此顧慮。 5·此超塑性合金必須價格較為低廉’以確保本發明產 品的製造材料成本。在現有超塑性合金中，依一般民生消 費品之製造成本衡量，較能被接受的大約佔5〇%。 6.此超塑性合金在成型後的室溫機械性能（強度、彈性 係數與衝擊值）最好能高於塑膠母材，使添加之超塑性合金 爽層不僅具備電磁屏蔽功效，益可進一步強化整個塑膠產 品。現有各種超塑性合金大部份（超過9〇%)可以符合此一 要求。 為了更具體說明本發明方法選用超塑性合金的六項準 J、先以表知納出四種常用熱可塑性塑膠之相關物理與 機械性貝，再於表二列舉適用於本發明方法之數種超塑性 私紙張尺度適Τ關家標準(CNS)A4 ^^7210* J5 297公訂 ---------—.—Γ—訂-—U------^i^w— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527279 A7 _B7__ 五、發明說明（l4) 合金例相對於此六項準則的表現，表三則揭示出此數種合 金應用於本發明時，其適用的塑膠種類及其最佳成型溫度 與壓力。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -----------------訂 h—^-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527279 A7B7 五、發明說明（15) 表一、ABS、PPO及PS塑膠之物理及機械性質 物理及機械性質 ABS ΡΡΟ PS ABS/PC 熱變形溫度(°c) 90〜108 180〜204 65 〜96 120〜124 軟化點(°c) 130〜160 300 131〜165 220〜240 一般成型溫度(°c) 200〜220 270〜300 210〜250 230〜270 體電阻係數 (μΩ-cm) 6.9x 1022 2·0χ 1023 >1022 2.9χ 1023 密度(g/cm3) 1·02〜1·16 1.06 〜1.07 1.04 〜1.06 1.10 〜1.19 抗拉強度 (kg/mm2) 3·8 〜4.5 4.9 〜6·9 3.5 〜6.3 4.5 〜5.3 伸長率(％) 13 〜35 14 〜50 1·0 〜2.5 40 〜86 抗折強度 (kg/mm2) 6.7 〜8.0 8.4 〜14 6·1 〜9·8 9.0 〜10.8 抗折彈性係數 (kg/mm2) 250 246 310 329 衝繫值(kg/cm2) 19 9.5 0.7 36 線膨脹係數(1〇〜5/ °C) 6〜8 5·2 〜6·6 6〜8 5〜7 價格(US$/kg) 2.2 4.3 1.7 2.3 ---------^------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 不紙烺尺度過用T國國冢標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 527279 A7 B7 五、發明說明（γ4^>ι (VI) fiNl 丨i 身 (V09yz) S.9az9 身 δ

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%L i寸 0·卜 6·ε(Ν ^)lcqd (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i^^^tlBl^w^^盔畲4衾scfF , 4^ az8.6is 0061

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Γ 寸(N 9·5 so •aa^ffMl, (i/3)^镩 (uls/ge^澇4每 (^lu/UI ·^)迴斯钜 (ΟΛΟΙ)ΊΤ# 樂鹫减 (^)/sn)毒 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527279 A7 B7 五、發明說明（17) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

Mg-6A^-lZn (Az61A) PPO, ABS/PC 300〜3】0 〇 ▼-H 1 (N 〇· Mg-6Zn-0.5Zr (Zk60A) PPO， ABS/PC 300〜310 0·2 〜1.0 Mg-33A^ PPO， ABS/PC 300〜310 0·1 〜0.7 Sn-38Pb ABS, PS 150〜170 0. 05-0. 2 Sn-9. 8Zn ABS, PS 156〜180 0.05 〜0.2 1 •»-H r—1 tX〇 .S O寸 1 <=> c · CS3 CZ5 ABS, PPO, PS, ABS/PC 180〜250 0.1-0.7 Zn~22A^ i ABS, PPO PS, ABS/PC 180〜250 0. 07-0.4 合金 條件 適用塑膠種類 本發明成型溫度(°c) 险1 ^議 U) jA Μ —------訂 *—^------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527279 A7 B7 五、發明說明（is) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在上述六項由本發明所揭示之設計準則中，第1項和 第2項是必須絕對滿足的（mandatory conditions)，而其餘5 項則視產品的實際需求而應儘量的符合（optional conditions)。在現有超過200種的超塑性合金中，根據以 上的設計準則，可以適用於本發明方法的包括：鋅基合金（例 如Zn-0.lNi-0.04Mg)、各種鋅·鋁合金（例如：Ζη-4·9Α，共晶 合金、Ζη-18Α，、Ζη-22Α，共析合金、Ζη-36Α€、Ζη-40Α，、 Ζη-50Α€、Ζη-22Α参O.lCu、Zn-22AA4Cu、Ζη_22Α/-0·2Μη 等）、各種鎂基合金（例如：Mg-33.6A^共晶合金、Mg-30.7Cd、 Mg-6Zn-0.5Zr、Mg-6AflZn等）、各種錫基合金（例如： Sn-9.8Zn共晶合金、Sn-2〜6Sb等）、各種鋁基合金(例如： A€-7.6Ca 共晶合金、A£-53Ge 共晶合金、A€-4.6Mg-0.75Mn-0.2Fe-0.15Si、A参33Cu 共晶合金、Af6Zn-3Mg 等）。 其中尤其以Zn-22A^合金可以完全滿足上述之六項設計準 則，為本發明所需要超塑性合金的最佳選擇。然而本發明 所使用之超塑性合金並不限於此Zn-22A€合金，只要是利 用符合上述六項設計準則的第1及第2項（mandatory conditions)之超塑性合金以實施本發明所揭示之技術方 法，應均為本發明所涵蓋之範圍。 採用Zn-22Af薄板為本發明所需超塑性合金夾層之另 一重要優點在於此材料很容易製成具備超塑性，因此在商 用上可以很普遍而且以極低廉的價格獲得此一超塑性合 金。一個典型的製法是利用石墨坩堝或其它熔煉爐先配製 此Zn-22A<合金。熔煉溫度一般為550°C至590°C，然後 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚1-- 527279 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明亨明（19) 澆鑄成鑄錠，於355°C至375。(：固溶處理8小時以上，隨 即爐冷至室溫，再加熱至290°C至360°C，持溫2小時後， 熱軋成所需厚度之薄板，然後於310°C至360°C加熱1小 時以上，再淬火於冰水中，保持1小時，加熱至25〇〇c， 持溫半小時，即可具備優異之超塑性。另一更簡便的製法 疋將鈾述固溶處理後之Zn-22Af合金直接淬火於冰水中， 保持1小時後，同樣加熱至250oC，並持溫ι·5小時，同 時於此溫度熱札成為超塑性板材。 上述這些製作Ζη-22Α^超塑性合金薄板的方法早已是 公開的習用技術，而此材料亦是普遍公開販售的商品。事 實上，其它種類之適用於本發明的超塑性合金薄板也是經 由各種熱機處理（Thermal-Mechanical Treatments，ΤΜΤ)而 不難獲得，因此也相當容易在市面上取得。 本發明之所使用之塑膠為熱可塑性塑膠，亦為市面上 極為普遍之商品，其可為丙烯高-丁二烯-苯乙晞 (ABS,acrylonitrile butadiene styrene)、聚苯乙烯 (PS，polystyrene)、聚氧化二甲苯（PP〇，p〇lyphenylene oxide)、丙烯电-丁二烯-苯乙烯/聚碳酸酯 (ABS/PC，acrylonitrile butadiene styrene/polycarbonate)等。 而為了使熔融塑膠與超塑性合金薄板有較佳之接著 性，本發明同時使用適當之偶合劑，這些偶合劑主要選自 石夕烧類（silane)、鈦烧類（titanate)、錯烧類（zirconate)及銘烧 類（aluminate)。一般偶合劑的使用方式可調成水溶液喷塗 或浸覆於金屬表面，亦可直接添加於塑膠内於溶融狀態混 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------------訂—^------線"41^" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527279 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 發明說，（20) 合，並作用於塑膠與金屬之間的界面。本發明以採用喷塗 或浸覆於超塑性合金薄板表面之方式較為有效，這些偶合 劑同樣是公開販售的商品。 適用於本發明之熱熔膠包括聚乙酸乙烯酯（p〇lyvinyl acetate)、乙烯 / 乙酸乙烯酯共聚物（ethylene vinyi acetate copolymers)、松脂和松稀樹脂扣如an(i Terpene resin)。這 些添加物的熔點與本發明塑膠物質之軟化點一致。 本發明即是利用這些市面上極易取得而且價格低廉的 原料，以一創新之方法及裝置，可以製作出電磁屏蔽效率 接近於金屬之防電磁波干擾塑膠產品。 參考第1圖’顯示本發明製造防電磁波干擾塑膠產品 之裝置。依據本發明製作防電磁波干擾塑膠產品之方法， 首先取一厚度低於1mm之超塑性合金薄板與另一熱可塑性 塑膠粒或另兩片熱可塑性塑膠板，此超塑性合金薄板的熔 點必須高於塑膠的軟化溫度，且在高於該塑膠之軟化點的 溫度下’該超塑性合金具有超塑性。 將此超塑性合金薄板表面喷塗或浸覆適當的偶合劑或 熱溶膠，然後如第la圖將此一表面喷塗或浸覆偶合劑或熱 熔膠之超塑性合金薄板(M)上下鋪放塑膠粒或者如第 1 b圖將此一表面噴塗或浸覆偶合劑或熱熔膠之超塑性合金 薄板(M)夾入兩片塑膠板（s)之間，並將此一組合置於一埶 壓機的上下壓板（1、2)之間。 此上壓板（1)係以可拆卸方式固定於超塑性成型上模具 (3)之下方，下壓板(2)則以抽屜式覆蓋於超塑性成型下模具 本紙張尺度適用中國國家標準（CNi)A4規格（210 X 297公釐） ' -----^一 — 11--- - - ί 丨 I — 11 !—訂- — I — ! — - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527279 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（21) ⑷之上方。此超塑性成型之上模具(3)内部裝設有電熱線⑺ 及通氣管路(6) ’熱壓機的下基座⑺及環繞超塑性成型下模 具⑷之周圍亦均分別裝設電熱線(8、9)。另外在超塑性成 型下模具⑷之上方邊緣内部裝設冷卻水入口通路⑽及出 口通路（11)，其底部内亦裝設通氣管路（16)。 接著，將電熱線打開加熱至BMC至350oc之間的一 定溫’使塑膠熔融，接著如第2圖所示，利用熱壓機的上 壓座（12)將溶融塑膠與其中間之超塑性合金薄板夹層壓成 -塑膠/超塑性合金薄板/_之三明治複合板⑹。然後將 熱壓機的上壓座（12)連同超塑性成型的上模且 起，取下熱壓機的上壓板⑴，再抽出熱壓機的下壓板⑺， 降下熱壓機的上壓座⑽與上模具(3)，如第3圖所示夹緊 熱壓完成之塑膠/超塑性合金薄板/塑膠複合板，準備進行 下一步驟之氣體吹製成型。 當最初塑膠原材料為塑膠板之情況，亦可省略如第2 圖所示之熱壓成複合板的步驟，而將此兩片_板中間夹 有超塑性合金薄板但未熱壓成複合板之三明治堆疊組合類 似第3圖所示夾緊在上下模具(3，4)之間，直接進行下一、 步驟之氣體吹製成型。 氣體吹製成型的方法是，先如第4圖打開下模呈⑷上 方邊緣之冷卻水（1〇, η),然省利用空壓機〇3)將正壓空氣 由超塑性成型上模具(3)内之通氣管路⑹打入，盆壓力由一 壓力控制閥⑽保躲0·10幻.〇〇 kg/_2，同時利用另一 空壓機（17)將背壓空氣由下模具⑷底部内之通氣管路⑽ 本紙張尺度適斜關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱y —--------------^ i^w. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 A7 B7 五、發明說明（22) 打入下模具内，其壓力由另一壓力控制閥（18)固定於（K05 至0.30 kg/mm2，並保持正壓與背壓之壓力差於所使用超塑 性合金之適合超塑性成型壓力範圍内，此壓力值列於表三。 此一附加之背壓目的在於避免下層塑膠熔融時發生分離下 垂，並可促成或增強塑膠與超塑性合金薄板的界面結合。 此時溫度一直維持於150°C至350°C之定溫，超塑性 合金薄板將開始產生超塑性變形（如第4圖所示），而塑膠 則處於熔融狀態。由於熔融塑膠之強度遠低於超塑性變形 狀態之超塑性合金薄板，故整體塑膠/超塑性合金薄板/塑 膠複合板（C)或未熱壓之三明治堆疊組合之變形幾乎完全由 超塑性合金薄板之變形所控制，因此整個複合板或三明治 堆疊組合的成型速率可以經由模具溫度及打入之空氣壓力 穩定而且精確的控制，直到複合板或三明治堆疊組合與模 具壁如第5圖所示完全貼合。 然後如第6圖，再將正向空氣壓力增加大約0.1至0.3 kg/mm2，同時關閉背壓空氣，溫度則仍然固定於150°C至 350°C，此增壓步驟維持0分鐘至10分鐘，其的在於進一 步促成或增強塑膠與超塑性合金薄板之間的界面接合，並 且可以使成型後的整體工件厚度更為均勻。 對於有些工件，塑膠與超塑性合金薄板於熱壓或施加 背壓氣體吹製成型後，其界面已經接合良好，則此一增壓 步驟可以省略（0分鐘）。但特別針對未經熱壓之三明治堆疊 組合，此一增壓步驟必須持續較長時間（10分鐘）’在一般 的情況下，增壓步驟大約持續1分鐘即可。 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------· I ---------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527279

項 再 填 本 頁 吞丁 癱* 先 閲 讀 背 面 之 注

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 A7 ___ B7 五、發明說明（2句 合於成型過程在模具邊緣之固定。 此下模具之底部内亦裝設有通氣管路（16)，並連接至 另一組打氣設備，其亦包括一空壓機（17)、一壓力控制閥（18) 及一壓力錶（19)。此下模具之通氣管路及打氣設備係用以 提供塑膠/超塑性合金薄板/塑膠複合板一固定之背向壓 力’其目的主要避免下層塑膠板溶融時發生分離下垂，同 時亦可促成或增強塑膠與超塑性合金薄板的界面接合。 此超塑性成型模具組(3、4)置於一熱壓機的上壓座（12) 與下基座（7)之間，其下基座内部裝設有電熱線(8) ’另外於 超塑性成型模具組之外圍亦裝設有固定之電熱線裝置（9)。 此下基座内部電熱線（8)、成型下模具組外圍固定電熱線裝 置（9)與上模具組内部電熱線（5)共同構成一封閉之加熱系 統，用以熱壓塑膠/超塑性合金薄板/塑膠成為一複合板(C)， 以及提供氣體吹製成型此熱壓複合板或未熱壓三明治堆疊 組合成為最後之防電磁波干擾金屬化塑膠製品所需的熱 源。 以下特舉實施例以說明本發明之方法及效果，但並非 用以限制本發明之範圍，本發明之範圍應以所附之申請專 利範圍為準。 實施例1 利用本發明上述之方法，先將一厚度1 mm之Ζη-22Αβ 超塑性合金薄板浸覆偶合劑（UNION CARBIDE Chemicals and Plastics公司之Silane A-l 87(1 wt%)加酒精調成水溶 液），放入第la圖之本發明裝置内，並於此預先浸覆偶合 26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇><297公楚） --------------- 111-----訂---1~------^ ^_wl (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 A7

五、發明說明（25) 劑之Zn-22A<超塑性合金薄板上下鋪填ABS塑膠粒，於 200°C加熱使塑膠熔融並以〇·21 kg/mm2之壓力將此組合壓 成一 ABS塑膠711-22八^合金薄板/ABS塑膠之合板。 接著，再於相同溫度下通入大約0·21 kg/mm2之正向 空氣壓力，及大約0.14 kg/mm2之背向空氣壓力，進行氣 體吹製成型。經10分鐘吹製完成後，於超塑性成型相同溫 度下提高空氣壓力至0.35 kg/mm2，並關閉背向空氣壓力， 維持1分鐘後，將模具空冷至室溫，取出工件。 成型後工件之總厚度大約為1 mm，其内含之Zn-22A/ 合金夾層厚度為〇·22至0.34 mm，經測試其電磁屏蔽效率 如第8a圖所示，顯示成型後之工件具有良好的電磁屏蔽效 率0 實施例2 利用本發明上述之方法，先將一厚度0.5 mm 之 Zn-22Αβ超塑性合金薄板浸覆偶合劑（UNION CARBIDE Chemicals and Plastics 公司之 Silane A_187(l wt%)加酒精 調成水溶液），再將此預先浸覆偶合劑之Zn-22A彳超塑性合 金薄板夾於兩片厚度〇·5 mm之ABS + 20 wt% PC塑膠薄 板之間，然後將此三層組合放入第lb圖之本發明裝置内， 利用油壓施加〇·2ΐ kg/mm2之壓力，同時加熱至240°C使 塑膠板熔融並與Zn-22A彳薄板膠合成塑膠/Zn-22合金/塑 膠之複合板。 接著，再於相同溫度（240°C)下通入大約〇·21 kg/mm2 之正向空氣壓力，及大約0.14 kg/mm2之背向空氣壓力， 27 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ---------------------訂*---^------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 A7 ____ B7 五、發明說明（2冷 使Zn-22A€薄板進行超塑性變形，同時帶動其上下兩層熔 融塑膠成型。經10分鐘吹製完成後，於超塑性成型相同溫 度下提高空氣壓力至0.35 kg/mm2，並關閉背向空氣壓力， 維持1分鐘後，將模具空冷至室溫，取出工件。 成型後工件之總厚度大約為0.8 mm，其内含之Ζη· 22Α彳合金夾層厚度為〇·24至〇·32 ΓΪ1IX! ’纟至.須!J €式其電磁屏 效率如第8b圖所示，顯示成型後之工件具有良好的電磁屏 蔽效率。 實施例3 利用本發明上述之方法，先將一厚度1 mm之Zn-22A€ 超塑性合金薄板浸覆偶合劑（UNION CARBIDE Chemicals and Plastics公司之Silane A_187(l wt%)加酒精調成水溶 液），放入第1圖之本發明裝置内，並於此預先浸覆偶合劑 之Zn-22A€超塑性合金薄板上下各放置一片厚度 1 mm之 ABS塑膠板。 接著’通入大約0.28 kg/mm2之正向空氣壓力，及大 約〇·21 kg/mm2之背向空氣壓力，並將模具加熱至200°C 進行氣體吹製成型。經10分鐘吹製完成後，於超塑性成型 相同溫度下提高空氣壓力至〇·35 kg/mm2，並關閉背向空氣 壓力’維持5分鐘後，將模具空冷至室溫，取出工件。 成型後工件之總厚度大約為1 mm，其内含之Zn-22A/ 合金夾層厚度大約為0.20至〇·35 mm，經測試其電磁屏蔽 效率如第8c圖所示，顯示成型後之工件具有良好的電磁屏 蔽效率。 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I----- I I I ^---—訂---I-----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 五、發明說明（27) 本發明之特徵及其衍生之優點可摘要歸納如下： 1·本發明直接使用商品化且價格低廉的超塑性合金薄 板、塑膠粒或塑膠板及偶合劑或熱溶膠，原料取得容易且 原料成本極低。 2·本發明相較於前述各類製作防電磁波干擾塑膠產品 之習用技術，在製程上避免使用價格昂貴、操作複雜、能 源消耗大、保養不易之押出機或射出成型機，其超塑性成 型之模具由於溫度、成型應力極低，材質要求不高，I模 具竒命長，本發明之整体設備購置、操作及維護成本遠較 前述各類習用技術為低。 3 ·本發明在氣體吹製成型過程，由於超塑性合金薄板 被包覆於其上下兩層塑膠内，可免除此超塑性合金之氧化 顧慮，因此其氣體吹製成型所需之氣體壓力可使用來自一 般空壓機之壓縮空氣，與一般金屬直接超塑性成型必須使 用高純度氬氣相較，在成型氣體消耗成本上可以大幅節省。 4·本發明所製成之防電磁波干擾金屬化塑膠產品内含 完整的金屬薄片，其電磁屏蔽效率相當於金屬薄片本身的 電磁屏蔽效率。而相較於前述第一、二、三類習用技術， 以添加顆粒、纖維或鱗片之導電性物質所製成之產品的防 電磁波干擾效果，完全不可同日而語。 5.本發明所製成之防電磁波干擾金屬化塑膠產品内含 之金屬薄片厚度低於0.3 _，且僅有—層已足敷電磁屏蔽 需求，故其金屬添加總量遠低於前述第_、二、三類習用 技術之導電性物質添加總量。在前述三類習用技術中，添 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------- -----訂 Γ 丨 -----線 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁> W7279 五、發明說巧（μ) 加之V電性物質係均勻分佈於整體塑膠產品内，里 ，量相當高，且隨塑膠產品壁厚的增加而增高。導電== 添加量較高，不僅增加原料成本，更會明顯造成塑膠機二 性貝的名化。而本發明之產品，其金屬薄片係以夹層_ 完整存在於兩片塑膠之間，塑膠本身的材質不受影二，: 反的，此金屬薄片夾層可對整體防電磁波干擾金屬㈣膠 產品之結構提供力學上的補強作用。 > 6.本發明所製成之防電磁波干擾金屬化塑膠產品中， 所添加之超塑性合金薄片係完整的包覆在兩片塑膠:中，’ 因此整體產品的塑膠顏色、表面電絕緣性及耐茲性等均不 受影響。而在前述第-、二、三類習用技術，則必須顧慮 添加導電性物質所造成塑膠之配色問題、導電性物質外= 之絕緣問題、與腐钱問題。 7·本發明所製成之防電磁波干擾金屬化塑膠產品中， 所添加之超塑性合金薄片係完整的包覆在兩片塑膠之中， 相較於習用技術中之塑膠外殼表面塗佈導 發明可以完全免除其習用技術因磨損、剝落; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現象、剝洛之導電屑掉落電子線路板上所造成之短路損害、 以及外殼接合困難等問題。 8·本發明所製成之防電磁波干擾金屬化塑膠產品中， 内含的金屬薄片厚度低於〇·3 mm，且大部份屬於輕金屬材 質（辞合金或鋁合金），故相較於習用之内襯金屬板（例如常 用之馬口鐵）或直接金屬外殼，本發明方法使用之金屬原料 車父少、成本較低且重量較輕。同時由於是利用金屬之超塑 30 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（21〇 X 297公釐 527279 A7 B7

五，發明說明（25D 性變形原理進行成型加工，可以充分保有塑 形狀工件之良好加工性。 卞至 了復雜 9·本發明方法所選定之金屬夾層為 ^點T%於塑膠母奸 之軟化點的超塑性合金薄板，在整個製作過 /3^ 均保持固態’尤其在氣體吹製成型步驟，整體塑膠/超鮮 合金/塑膠複合板之變形主要決定於超合金薄板的超塑 性變形，可以藉由溫度及氣體壓力精確的控制複合板的變 形速率。此與前述第四類習用技術完全不同，在該方法中 係使用熔點低於塑膠母材之軟化點的金屬夾層，在整個製 作過程，此金屬夾層均以流動液體狀態存在於兩片熔融塑 膠母材之間，不僅整體塑膠/低熔點金屬夾層/塑膠複合板 之變形很難掌控，且容易造成液態金屬匯集於凹 : 之現象，引發許多產品缺陷問題。 〆·处 10·本發明由於使用熔點高於塑膠母材之軟化點的超 塑性合金薄板作為塑膠之中間夾層，其產品之使用溫度I 限仍維持於原來塑膠母材之軟化點。相較於前述第類習用 技術使用熔點低於塑膠母材之軟化點的金屬夾層，則所製 成之產品的使用溫度將受限於此金屬夾層之熔點，亦即低 於原來塑膠母材之軟化點。在實際的應用上，利用單純塑 膠原料直接製成的產品在熱變形溫度以上時即已開始軟 化，而有變形之顧慮，本發明之防電磁波干擾塑膠產品由 於内含熔點高於塑膠母材之軟化點的超塑性合金夾層，即 使在熱變形以上之使用溫度時，仍可有限度的借助於此一 金屬夾層的支撐而不致於變形，亦即使用之耐溫性甚至優 31 本紙張尺度_ t _家W^NS)A4規格(210 X 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---r-----線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527279 A7 B7 五、發明說明（3〇) 於單純塑膠製品。而前述第四類習用技術雖然對於一些熱 變形溫度較低的塑膠亦可展現此項優點，但對於聚氧化二 曱苯(PPO)之類具高熱變形溫度的塑膠即很難發揮此功能。 11·本發明電商品化之塑膠粒或塑膠板及超塑性合金薄 板經塑膠/超塑性合金/塑膠複合板之中間產品，到最後的 防電磁波干擾金屬化塑膠產品，整個製程均在同一加熱流 程以一貫作業方式達成，為一完全一次加工製程。相較於 其它各種習用之防電磁波干擾塑膠產品的製作方法，包括： 塑膠外殼喷塗導電層、塑膠内襯金屬板、押出導電性塑膠 粒再以熱壓或射出成型塑膠產品等，均屬於二次加工製程， 不僅生產管理較為繁複，更會造成能源的浪費。 12. 本發明在關鍵原料超塑性合金薄板的選用上不僅 考量其熔點與超塑性溫度範圍之必要條件，更儘量兼顧其 導電性、安全性、環保性、原料價格以及機械性能等多重 條件，使產品可以接近盡善盡美的境界。 13. 本發明所製成之金屬化塑膠產品在使用後極容易 加以回收，不僅無廢棄物造成環境污染問題，更可經由材 料回收使生產成本有效降低。 14. 隨著近年來超塑性材料應變速率的不斷改良提 昇，本發明的超塑性合金薄板成型速度亦隨之提高，亦即 本發明製程中最主要的成型階段時間可隨之縮短，使本發 明技術之生產速率隨著此一高應變速率超塑性材料的發展 而進一步被提昇。 15. 由於超塑性成型與一般的鈑金或沖壓成型技術相 32 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------· I ----------訂 *---^------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527279 A7 發@說明（^ 較具有非常高的精密成型性，即使是很微細的輪廓亦可精 確的加以成型’譬如一些電腦或儀器外殼的銅栓部位均可 輕易複製成型，此一精密成型性幾乎可以比美於塑膠本身 的成型性，因此本發明的超塑性合金夾層與其上下兩層塑 膠在製程中可以完全匹配同步成型。 ---------------------訂---K------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 527279 修正日期：91·05·27 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以· A 0 囊赫塑膠產品之 六 第8612〇〇19號申請專利範圍修正本留 — X8 } P8 申請專利範圍 1· 一種氣體吹製防電磁5 方法，其包括以下步驟： (a)將一超塑性合金板的表面喷塗或浸覆偶合劑或熱 熔膠 其中該偶合劑為擇自由矽烷類（silane) ’鈦烧類 (titanate)，锆烷類（zirconate)及鋁烷類（aluminate)所組成 之族群中，該熱熔膠為擇自由聚乙酸乙烯酯（poiyviny1 acetate)、乙烯 / 乙酸乙烯酯共聚物（ethylene vinyl acetate copolymers)、松脂和松烯樹脂（rosin and Terpene resin)所 組成之族群中； (b) 將該喷塗或浸覆偶合劑或熱熔膠之超塑性合金板 夾於塑膠材質之間以堆疊形成一塑膠/超塑性合金薄板/ 塑膠三明治堆疊組合， 其中塑膠材質為一熱塑性塑膠，擇自丙烯腈-丁二烯 -苯乙烯（ABS)，聚苯乙烯（PS)，聚氧化二甲苯（PPO)及丙 烯腈-丁二烯-苯乙浠/聚碳酸酯（ABS/PC)所組成之族群 中； (c) 在模具中，冷卻並固定該塑膠/超塑性合金薄板/ 塑膠三明治堆疊組合之邊緣； (d) 在進行步驟（c)的同時，將該三明治堆疊組合於該 塑膠的軟化點以上及該超塑性合金之熔點以下之溫度下 加熱，使塑膠處於熔融狀態，而超塑性合金則仍維持固 態，並利用氣體以氣體吹製該三明治堆疊組合，使該超塑 34 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1C----------裝--------訂—^------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527279 六、申請專利範圍 2合金產生超塑性變形，致使整個三明治堆疊組合亦同時 變形，以形成該防電磁波干擾導電性塑膠產品；以及 (e)將该成型之防電磁波干擾導電性塑膠產品自模具 中移出， 、一 八中口亥超塑性合金之炼點比該塑膝的軟化點高，且 ^高於該塑膠之軟化點的溫度下，該超塑性合金具有超塑 2·如申請專利範圍第i項所述之方法，更包括步驟 (bl)，於步驟（b)之後進行·· 訂 (M)將該塑膠/超塑性合金薄板/塑膠三明治堆疊也 合以熱壓方式將其壓成-塑膠/超塑性合金薄板/塑膠複 合板’熱壓之溫度為該塑膠的軟化點以上及該超塑性合金 之溫度’使_處於炫融狀態，而超塑性合金 則仍維持固態。 4 3.如申請專利範圍第2項所述之方法，其中步驟(bi) 之熱壓溫度與步驟（d)之超塑性溫度相同。 _明專利圍第3項所述之方法，其中步驟(bl) 之熱壓溫度與步驟（d)之超塑性溫度為咖。至35〇〇c。 由5·如巾請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟⑷ 中’乃提供一氣體壓力以進行氣體吹製。 6·如申請專利範圍第5項所述夕士、丄 #丄 力為(uonookgw。之之方法，其中該氣體壓 7.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟⑷ 本紙張尺度適用中國國藏準㈣幻厶4規格⑵。χ挪 35 Μ I 製 六 、申睛專利範圍 I製乃提供—正向氣體壓力及-背向氣體壓力以進行氣體 8.如申請專利範圍第7項所述之方法， 體壓力與該背向氣體壓力之差為向氣 空氣。9.如巾料利範圍第5項所述之方法，其中該氣體為 申請專利範圍第i項所述之方法，更包括步驟 (dl)，於步驟（d)之後進行： 產口該氣體吹製成型之防電磁波干擾導電性塑膠 產口口以熱壓方式處理1至1〇分鐘，::點以上及該超塑性合金之 於溶融狀態，而超塑性合金則仍_㈣。吏赐 八全請專利範圍第1項所述之方法，其中該超塑 5金在«膠軟化點以上⑽。k内有超塑性。 性入專利範圍第1項所述之方法，其中該超塑 :::::::基合金、鎂基合金、錫基合金一 性合12項所述之方法，其中_ 14·如申請專利範圍第13項所 性合金為Zn-22AI合金。 ，、違超塑 a如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該塑膜材 質為塑膠板或塑膠粒。 A ^才 的 處 訂 性 # I 36 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵〇 χ挪公^ 527279 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 16.—種防電磁波干擾用導電性塑膠物件，其係經由 申請專利範圍第1項所述之方法所製得。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 37 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）