TWI330375B - Electro magnetic interference suppressing cable - Google Patents

Description

1330375 099年06月09日接正替换頁 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明係關於一種電纜，尤其關於一種電磁屏蔽電纜。 【先前技術】

[0002] 電磁屏蔽（Electro Magnet ic Interference SUP-PRESSING，EMI-suppressing)電纜係電子産業裏較爲 常用的信號傳輸線材，微米級尺寸電磁屏蔽電纜更廣泛 應用於IT産品、醫學儀器、空間設備中。傳統電纜内部 設置有兩個導體5内導體用以傳輸電信號’外導體用以 屏蔽傳輸的電信號並將其封閉於内部，從而使電纜具有 高頻損耗低、屏蔽與抗干擾能力強、使用頻帶寬等特性 -Γ -r . o .¾

[0003] 通常，電磁屏蔽電纜由内至外的結構依次爲形成内導體 的纜芯、包覆於纜芯外表面的絕緣介質層、形成外導體 的屏蔽層以及外護套。其中，纜芯用以傳輸電信號，材 料以銅或銅鋅合金爲主。屏蔽層通常由多股金屬線編織 或用金屬薄膜卷覆於絕緣介質層外形成，用以屏蔽電磁 干擾或無用外部信號干擾。對於金屬線編織而成的屏蔽 層，金屬線的含量及編織的鬆緊程度會影響其抗干擾能 力，爲獲得較好的屏蔽效果，通常，屏蔽層中金屬線的 含量較大且需要將其編織的較爲緊密。對於金屬薄膜卷 覆於絕緣介質層外而形成的屏蔽層，需預先形成金屬薄 膜後卷覆於絕緣介質層外。上述金屬線編織和金屬薄膜 卷覆形成的屏蔽層，在生產速度上遠低於電纜纜芯的生 産速度，其為限制電磁屏蔽電纜量産的主要因素，另， 095123836 表單編號A0101 第3頁/共13頁 0993203435-0 1330375 099年06月09日核正替换頁 大量使用金屬線或金屬薄膜材料作爲屏蔽層，電磁屏蔽 電績·的生產成本也較高。 [0004] 有鑒於此，確有必要提供一種電磁屏蔽電纜，該電纜内 部設置有屏蔽層，該屏蔽層具有良好的電磁屏蔽性能並 易於製造，適於低成本大量生産。 【發明内容】

[0005] 下面將藉由實施例說明一種電磁屏蔽電纜，其具有良好 的電磁屏蔽效果並結構簡單易於製造、適於低成本大量 生産。 [0006] 一種電磁屏蔽電纜，包括至少一纜芯、包覆於纜芯外表 面的至少一絕緣介質層、包.覆^該至少一纔公外的至少一 屏蔽層以及包覆於屏蔽層外的外護套，其中，該至少一 個屏蔽層由聚合物材料製成，該聚合物材料内分散有奈 米碳管，所述纜芯包括至少一導電芯，該導電芯的材料 包括碳納米管。

[0007] 與先前技術相較，本發明的電磁屏蔽電纜的屏蔽層包含 由具有奈米碳管的聚合物材料製成，具有良好的導電性 能從而使屏蔽層具有較強的屏蔽效果，另，該屏蔽層相 較於先前技術中編織金屬線或卷覆金屬薄膜結構簡單、 易於製造、更適於低成本大量生産。 【實施方式】 [0008] 下面將結合附圖進一步詳細說明本發明電磁屏蔽電纜的 結構。 [0009] 本發明電磁屏蔽電纜包括至少一纜芯、包覆於纜芯外表 095123836 表單编號A0101 第4頁/共13頁 0993203435-0 1330375 099年06月09日核正替換頁 面的至少一絕緣介質層、至少一屏蔽層以及外護套。 [0010] 請參閱圖1，本發明第一實施例揭示的電磁屏蔽電纜10爲 電磁屏蔽同軸電纜，其包括一纜芯110、包覆於纜芯110 外表面的絕緣介質層120、包覆於絕緣介質層120外表面 的屏蔽層130以及包覆於屏蔽層130外表面的外護套140 。絕緣介質層120、屏蔽層130及外護套140與纜芯110同 轴設置。

[0011] 纜芯110可由一單獨的導電芯構成，也可由複數導電絲相 互纏繞形成，附圖中僅顯示一單獨的導電芯。導電芯或 導電絲均由導電材料製成，可選用導電金屬材料、導電 金屬合金材料、奈米碳管線或含奈米碳管的複合導電材 料。其中，導電金屬材料優選銅或銘〖導電金屬合金材 料優選銅鋅合金或銅銀合金，其中，銅鋅合金中銅的質 量百分比約爲70%，鋅的質量百分比約爲30% ;銅銀合金 中銅的質量百分比約爲1 0%〜40%，銀的質量百分比約爲 60%~90%。奈米碳管線爲複數奈米碳管間通過凡德瓦力首 尾相連從而形成預定長度的奈米碳管束。奈米碳管複合 導電材料由奈米碳管及含導電金屬的材料組成。優選地 ，奈米碳管複合導電材料由奈米碳管及含銅材料製成， 含銅材料優選銅、銅辞合金或銅銀合金。當奈米碳管複 合材料由銅及奈米碳管組成時，奈米碳管於銅材料中的 重量百分比約爲0. 2%~2% ;當奈米碳管複合材料由銅鋅合 金及奈米碳管組成時，銅鋅合金中銅的重量百分比約爲 70%，鋅的重量百分比約爲30%，奈米碳管於銅鋅合金中 的重量百分比爲約0. 2%〜2% ;當奈米碳管複合由銅銀合金 095123836 表單編號A0101 第5頁/共13頁 0993203435-0 1330375 099年06月09日修正替換頁 及奈米碳管組成’合金中銅的重量百分比約爲10%〜40〇/0， 銀的重量百分比約爲60%〜90%，奈米碳管於銅銀合金中的 重量百分比約爲0. 2%〜2%。 [0012]

絕緣介質層120用於電氣絕緣，可選用聚四氟乙烯或奈米 粘土 —高分子複合材料。奈米粘土一高分子複合材料中 奈米枯土是奈米級層狀結構的石夕酸鹽礦物，係由多種水 合矽酸鹽及一定量氧化鋁、鹼金屬氧化物以及鹼土金屬 氡化物組成，具耐火阻燃等優良特性，如奈米高嶺土或 奈米蒙脫土。高分子材料可選用矽樹脂、聚統胺、聚烯 烴如聚乙烯或聚丙烯等，但未限於此。本實施例優選奈 米蒙脫土一聚乙烯複合材料。本具有，電氣絕緣、 η 4 / f 耐火阻燃、低煙無鹵等特性，丨敢育'供有效的電 ， 二，，匕，’ 、、 / r1" 氣絕緣，保護纜芯，亦可滿足環保的要求β [0013]

請參閱圖2 ’屏蔽層130爲含奈米碳管132的聚合物材料 134，奈米碳管132均勻地分熬於聚合物材料134中。其 中，聚合物材料134可選用聚對苯二甲酸乙二醇酯（ Polyethylene ferephthalate, PET)、聚碳酸酯（ Polycarbonate，PC)、丙烯腈-丁二烯丙烯-苯乙烯 共聚物（Acrylonitrile-Butadiene Styrene Terpolymer，ABS)、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二稀-苯 乙烯共聚物（PC/ABS)等高分子材料。奈米碳管132可 選用單壁奈米碳管、單壁奈米碳管束、多壁奈米碳管或 多壁奈米碳管束。爲了獲得較佳的分散性能，本實施例 優選長度爲〇. 1微米〜20微米、直徑爲〇. 5奈米〜40奈米的 奈米碳管、其於聚合物材料134中的重量百分比爲 095123836 表單編號A0101 第6頁/共13頁 0993203435-0 1330375 099年06月09日 1%〜10%。 [0014]形成含奈米碳管132的聚合物材料134的方法包括以下步 驟：提供-聚合物的預聚物溶液；將奈卡碳管132加入該 溶液並均勾分散；將含有奈米碳管132的溶液塗覆於絕緣 介質層120的外表面，待乾燥聚合物後形成聚合物材料 ⑼的屏蔽層13〇 ;或者將聚合物#料加熱融化將奈米 碳管132加人該融化的聚合物材料134中用雙輥混煉機 充分混合，塗覆在絕緣介質層12〇的外表面待冷卻後形 | 成聚合物材料134的屏蔽層130 » 剛賴套i㈣絕緣材料製成，可選用奈_土_高分子材 料的複合㈣，其中奈祕土可爲奈米高嶺:土或奈米蒙 脫土’高分子材料可爲補脂、聚酰胺、《烴如聚乙 稀或聚丙烯等，但未限於此。本施例優選奈米蒙脫土-聚乙稀複。材料’其具有良好的機械性能、时火阻燃性 能、低煙無齒性能，既可爲電纜提供保護，有效抵紫機 丨 Μ、物理或化學等外來損傷，亦能滿足環境保護的要求 〇 [㈤16] 4參閱圖3 ’本發明第二實施例揭示的電祕蔽電缦2〇包 括複數纜芯210 (圖3中共顯示六個纜芯）、每一纜芯21〇 外覆蓋一絕緣介質層220、包覆於複數纜芯21〇外的一屏 蔽層230以及一包覆於屏蔽層23〇外表面的外護套24〇。 其中，每一纜芯210及絕緣介質層22〇、屏蔽層23〇以及 外Α套240的構成與材料與第一實施例中的窺怒11〇、絕 緣介貝層120、屏蔽層13〇以及外護套）4〇的構成與材料 大體相同。 0993203435-0 095123836 表⑽删1 131 1330375

I 099年06月09日修正替換頁I

[0017]請參聞蘭4本發明第三實施例揭示的電磁屏蔽電纜30包 括複數蹀心'31 〇 (圖4中共顯示六個纜芯）、每一纜芯3 i 〇 外覆篸名緣介質層320及一屏蔽層330、以及包覆於複 數纜芯310外表面的外護套340。屏蔽層330作用在於對 該等艨必310進行單獨的屏蔽，既可防止外來因素對纜芯 31〇内郄傳輸的電信號造成干擾亦可防止各纜芯310内傳 輸的不同電信號間相互發生干擾。其中，每一纜芯310、 絕緣介質層320、屏蔽層330以及外護套340的構成與材 料與第一實施例中的纜芯110、絕緣介質層120、屏蔽層 | 130以及外護套WO的構成與材料基本相同。 [0018] 綜上所述’本發明確已符合聲明.專利之要件’遂依法提 出專利申請。惟’以上所述章僅為本發.明之較佳實施例 ，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案 技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化， 皆應涵蓋於以下申請專利範園内j ^. ·. 【圖式簡單說明】

[0019] 圖1係本發明第一實施例電磁厚電纜的立體剖視圖。 / +i ί [0020] 圖2係圖1中電磁屏蔽電缆沿II-II方向的平面剖視圖。 [_] 圖3係本發明第二實施例電磁屏蔽電纜的平面剖視圖。 [°°22] 圖4係本發明第三實施例電磁屏蔽電纜的平面剖視圖》 【主要元件符號說明】 [0023] 電磁屏蔽電纜10、20、30 [0024] 纜芯 11〇、21〇、31〇 095123836 表單編號A0101 第8頁/共13頁 0993203435-0 1330375 099年06月09日梭正替换頁 [0025] 絕緣介質層120、220、320 [0026] 屏蔽層 130、230、330 [0027] 外護套 140、240、340 • 095123836 表單編號A0101 第9頁/共13頁 0993203435-0

Claims (1)

1330375 099年06月09日按正替换頁 七、申請專利範圍： 1 . 一種電磁屏蔽電纜，包括至少一纜芯、包覆於纜芯外表面 的至少一絕緣介質層、包覆於至少一纜芯外的至少一屏蔽 層及包覆於屏蔽層外的外護套，其中，該屏蔽層由聚合物 材料製成，該聚合物材料内分散有奈米碳管，所述纜芯包 括至少一導電芯，該導電芯的材料包括碳納米管。

2.如申請專利範圍第1項所述之電磁屏蔽電纜，其中，該電 磁屏蔽電纜爲同軸電纜，包括由内至外同軸依次設置的一 纜芯、包覆於纜芯外表面的一絕緣介質層、包覆於絕緣介 質層外表面的一屏蔽層以及包覆於屏蔽層外表面的一外護 套。 ' 3 .如申請專利範圍第1項所述之電磁屏蔽電，纜，其中，該電 ·' ' 磁屏蔽電纜包括複數纜芯、複數分別包覆於各纜芯外的絕 緣介質層、包覆於絕緣介質層的一屏蔽層以及包覆於屏蔽 層外表面的外護套。 4 .如申請專利範圍第1項所述之電磁屏蔽電纜，其中，該電

磁屏蔽電纜包括複數纜芯、複數分別包覆於各纜芯外的絕 緣介質層、複數分別包覆於各絕緣介質層外的屏蔽層以及 包覆於屏蔽層外的一外護套。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之電磁屏蔽電纜， 其中，該聚合物材料爲聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯 、丙烯腈-丁二烯丙烯-苯乙烯共聚物或聚碳酸酯/丙烯 腈-丁二烯ν苯乙烯共聚物。 6. 如申請專利範圍第5項所述之電磁屏蔽電纜，其中，該屏 蔽層中奈米碳管的質量百分比含量爲。 095123836 表單編號Α0101 第10頁/共13頁 0993203435-0 1330375 099年06月09日修正替換頁 7.如申請專利範圍第6項所述之電磁屏蔽電纜，其中，該奈 米竣管長度爲0.1微米〜20微来’直控爲0.5奈米〜40奈米 〇 8 .如申請專利範圍第7項所述之電磁屏蔽電纜，其中，該奈 米碳管可選用單壁奈米碳管、多壁奈米碳管、單壁奈米碳 管束或多壁奈米碳管束。

095123836 表單編號A0101 第11頁/共13頁 0993203435-0