发明内容
本发明实施例提供了一种用于线缆的屏蔽膜及制造方法及线材的制造方法,能够使得在线材的屏蔽处理时,仅需要一次包覆就能解决屏蔽问题,从而大量减少原材料,降低生产升本,并且由于无需金属编织层,因此无需投资编织设备,也无需电镀等过程,对环境无污染。
有鉴于此,本发明实施例第一方面提供用于线缆的屏蔽膜,可包括:用于屏蔽电磁干扰的金属层,金属层用于覆盖在线缆的导体的外被上,金属层上设有用于屏蔽的导电层,导电层上设有配合导体的外被使得导电层和金属层分别与导体和外界绝缘的绝缘层。
结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,导电层包括等方性导电(也称同方性导电)的金属粒子和承载金属粒子的混合型树脂,金属粒子占导电层的质量的比率为5%至90%。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第二种可能的实现方式中,导电层的厚度为5微米至200微米。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式中,等方性导电的金属粒子包括金、银、铜、镍和铝之中至少一种构成的金属粒子。
结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式和第一方面的第三种可能的实现方式之中的任一种,在第一方面的第四种可能的实现方式中,金属层的厚度为10微米至100微米。
结合第一方面的第四种可能的实现方式,在第一方面的第五种可能的实现方式中,金属层为金、银、铜、镍和铝之中至少一种构成的金属薄膜。
结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式和第一方面的第三种可能的实现方式之中的任一种,在第一方面的第六种可能的实现方式中,绝缘层为混合型树脂,绝缘层的厚度为5微米至500微米。
结合第一方面的第六种可能的实现方式,在第一方面的第七种可能的实现方式中,金属层未与导电层相对的一面上还设有厚度为10微米至100微米的保护膜;
和/或,
绝缘层未与导电层相对的一面上还设有厚度为10微米至100微米的保护膜。
本发明实施例第二方面还提供一种屏蔽膜的制造方法,可包括:
生成用于覆盖在线缆的导体的外被上的金属层;
在金属层上蒸镀或涂布包含金属粒子和混合型树脂的导电层;
在导电层上喷涂绝缘层。
结合第二方面,在第二方面的第一种可能的实现方式中,导电层中的金属粒子为等方性导电的金属粒子,导电层中金属粒子占导电层的质量的比率为5%至90%。
结合第二方面,在第二方面的第二种可能的实现方式中,方法还可包括:
在金属层未与导电层相对的一面上设置保护膜;
和/或,
在绝缘层未与导电层相对的一面上设置保护膜。
本发明实施例第三方面还提供一种线材的制造方法,可包括:
生成用于电源传输和/或信号传输的导体;
在导体的外表面上覆盖用于绝缘和保护的导体外被;
在导体外被上缠绕或包覆带状的屏蔽膜,屏蔽膜为前述方案中的屏蔽膜;
在屏蔽膜上覆盖或不覆盖用于绝缘和保护的线材外被。
结合第三方面,在第三方面的第一种可能的实现方式中,在导体外被上缠绕或包覆带状的屏蔽膜具体为:
在导体外被上采用麦拉铝箔缠绕机缠绕或包覆机包覆带状的屏蔽膜。
从以上技术方案可以看出,本发明实施例具有以下优点:本发明实施例中的屏蔽膜包括设于导体的外被上设置金属层,该金属层可作为第一次屏蔽以及作为辅助线缆的介质,而后在金属层上覆盖一层用于屏蔽的导电层,如需要屏蔽的是电磁干扰,则该导电层的作用在于将产生电磁干扰的电磁波一方面通过在导电层的表面进行反射,从而消除一部分电磁波的能量,另一方面进入导电层中的电磁波在导电层中传输过程中会迅速衰减,即电磁波的能量被导体所吸收,从而通过吸收和反射的方式消除电磁干扰,并且导电层还会将导电层中的电流迅速导出,,相当于第二层屏蔽,最后会在导电层之上在设置一层绝缘层,该绝缘层可以配合导体的外被使得导电层和金属层相对于导体和外界均为绝缘的,因此将现有需要多次包覆编织的过程变为仅需一次包覆屏蔽膜即可达到同样或更好的效果,从而大大减少原材料的消耗,从而降低生产成本,由于工艺的减少,尤其是去掉效率很低的编织的过程,还能大大提高生产效率,此外由于无需电镀等工序,不会对环境造成污染。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
请参阅图1,图1为本发明实施例的屏蔽膜的结构示意图,如图1和所示,本发明的一个实施例提供一种用于线缆的屏蔽膜,该屏蔽膜1可包括:用于屏蔽电磁干扰及作为介质的金属层11,金属层用于覆盖在线缆的导体3的外被2上,金属层11上设有用于屏蔽的导电层12,导电层12上设有配合导体3的外被2使得导电层12和金属层分11别与导体3和外界绝缘的绝缘层13。
需要说明的是,金属层11可作为辅助线缆中电源传输和/或信号传输的介质。
可以看出,该屏蔽膜实际是由三层结构叠加而成,最后形成的电磁膜在外观上看起来仍旧是一层膜结构,根据应用需求可将其切割成各种不同宽度的带状屏蔽膜,以适应于不同需求的线材。
由上可见,本发明实施例中的屏蔽膜1包括设于导体3的外被2上设置金属层11,该金属层11可作为第一次屏蔽以及作为介质,而后在金属层上覆盖一层导电层12,该导电层12的作用将产生电磁干扰的电磁波一方面在通过导电层12进行反射,另一方面进入导电层12中的电磁波在导电层12中传输会产生衰减,从而通过吸收和反射消除电磁干扰,并且导电层12还会将导电层12层中电流迅速导出,从而消除干扰,相当于第二层屏蔽,最后会在导电层之上在设置一层绝缘层13,该绝缘层13可以配合导体3的外被2使得导电层12和金属层11相对于导体3和外界均为绝缘的,因此将现有需要多次包覆编织的过程变为仅需一次包覆屏蔽膜即可达到同样或更好的效果,从而大大减少原材料的消耗,从而降低生产成本,由于工艺的减少,尤其是去掉效率很低的编织的过程,还能大大提高生产效率,此外由于无需电镀等工序,不会对环境造成污染。
作为可选的,导电层12包括等方性导电的金属粒子和承载金属粒子的混合型树脂,金属粒子占导电层的质量的比率为5%至90%。
可以理解的是,该导电层12由于采用等方性导电的金属粒子,即该金属粒子在各方向上的导电能力均是相同的,因此该导电层12能够使得在导电层12中产生的感应电流沿该导电层12的方向导出,从而消除电磁干扰,相当于在导体外形成一层屏蔽层,能够阻挡和吸收电线自己与外界所产生的的电磁波。
需要说明的是,该导电层12中的混合型树脂是由多种树脂材料混合得来的,该导电层12中的混合型树脂一方面是用于固定金属粒子,另一方面也是作为金属粒子的载体,其中,金属粒子占导电层12的质量的比率为5%至90%,该质量比率变化体现在两个方面,其一是根据使用的金属粒子的不同而不同,由于不同金属元素的密度是不相同的,而金属粒子的大小却是基本相同的大小,因此导电层12中相同体积分数的金属粒子占导电层12的质量比率是不同的,密度大的金属粒子会占用在同体积下会占用的更多,其二是,由于电磁屏蔽的性能的需求不相同,比如要求较高的电磁屏蔽性能,则金属粒子占导电层12的质量的比率就会比较高,反应出的就是导体层12中的金属粒子之间的距离变得更近,导电性能更佳,使得电磁波衰减的更快,而在电磁屏蔽性能的要求并不是很高的情况下,金属粒子占导电层12的质量的比率就会比较低,金属粒子之间的距离会更远,导电性能相对减弱,电磁波衰减速度相对较慢,因此,该导电层12中的金属粒子占用的导电层的质量的比率可根据需求进行调整,而非现有技术中,如需要更好的电磁屏蔽性能时,就需要进行多次包覆编织,从而浪费大量材料以及对由于大量的金属网对环境造成的污染问题,并且由于多次包覆编织会使得线材本身的柔软性变得非常差,许多要求柔软性佳且电磁屏蔽性能好的线材采用包覆编织的方式是无法实现的,而采用本方案的电磁膜,由于厚度非常薄,本身也是软性材料,不会对线材的柔软性造成影响,具体根据实际情况调整,不做限定。
作为可选的,导电层12的厚度为5微米至200微米。
需要说明的是,影响导电层12的厚度主要有两种因素,其一是包覆的线材的直径不同,厚度不相同,比如对于比较细的线材,导电层12的厚度可以做的比较薄,而对于直径较厚的线材,为了保证线材的可靠性,需要较厚的到导电层12需要做的比较厚,其二是可依据需求的导电性能的不同而厚度有所不同,需求导电性能强的线材可采用厚度较大的导电层12,厚的导电层12具有更大的横截面积,从而导电性能也更强,相对的,导电性能需求较小且对线材柔软性要求较高的线材,则可选用厚度比较小的导电层12即可,具体根据实际情况调整,不做限定。
作为可选的,等方性导电的金属粒子包括金、银、铜、镍和铝之中至少一种构成的金属粒子。
需要说明的是,金属粒子的选取,可选取导电能力较强的金属粒子,可以做到在金属粒子质量的比率相对小的情况下达到相同的导电性能;如选取导电能力较强的金、银、铜、镍和铝之中的一种,当然,也可采用另外一种方式,即金属粒子为外层是导电能力强的金属镀层,内层选用导电性能较金属镀层弱的金属,当然需要改金属与导电能力强的金属具有良好的结合性,能够达到强于完全采用内层选用的金属制成的金属粒子,具体选取可根据生产成本的限制以及生产的线材的要求而定。
作为可选的,金属层11的厚度为10微米至100微米。
可以理解的是,该金属层的厚度是根据不同直径的线材而定的,线材直径越大,可选取厚度较大的金属层11,线材直径越小,可选取厚度越小的金属层11,根据实际线材的不同而不同,具体不做限定。
作为可选的,金属层11为金、银、铜、镍和铝之中至少一种构成的金属薄膜。
可以理解的是,由于需要作为第一次屏蔽层以及作为介质,因此其导电性能也是比较重要的,因此该金属层11的材质需要从导电性能较强的金属中选取,如选择金、银、铜、镍和铝之中的一种,当然也可采用这几种金属之中的至少两种的合金。
作为可选的,绝缘层13为混合型树脂,绝缘层13的厚度为5微米至500微米。
需要说明的是,该绝缘层13一方面作为绝缘材料,使得金属层11和导电层12与外界绝缘,另一方面可作为调节线材柔软性的手段,如线材要求为较硬时,则可将该绝缘层13的厚度做的比较大,从而使得线材的硬度较高,如线材要求较为柔软时,只要保证绝缘效果的情况下,可以将绝缘层13做的尽量薄从而能够最小程度影响线材的柔软度。
作为可选的,金属层11未与导电层12相对的一面上还设有厚度为10微米至100微米的保护膜14;
和/或,
绝缘层13未与导电层12相对的一面上还设有厚度为10微米至100微米的保护膜14。
可以理解是,由于屏蔽膜1在生产完成后,并不是立即使用,因此需要对其进行保护,一种可行的方法是在屏蔽膜1的最上层或是最下层添加一层保护膜14,而后在卷绕屏蔽膜1时,将具有保护层的一侧卷绕在外侧,从而能在使用屏蔽膜1之前对其进行足够的保护,当然也可以同时在屏蔽膜的最上层和最下层均设置保护膜14,从而对于屏蔽膜1的进行更加全面的保护,保护膜可根据屏蔽膜1本身的厚度有所不同,如屏蔽膜1较厚时,保护膜14可以相对厚一些,屏蔽膜1较薄时,保护膜14可以做的比较薄。
由上可知,本发明实施例中金属层11的厚度10微米至100微米,导电层的厚度5微米至200微米,以及绝缘层的厚度为5微米至500微米,因此屏蔽膜1的厚度在20微米至800微米之间均可,从而能够覆盖到市面上绝大多数类别的线材,满足其对于电磁屏蔽性能的需求。在结合上下两层保护膜14的厚度10微米至100微米,从而本发明实施例产品的最大厚度为1000微米,最小厚度,仅有一层保护膜14时,为30微米。
本发明实施例的屏蔽膜1能够广泛应用于电力、通讯及信号传输等方面的各类需要进行屏蔽的电线电缆。
图2是本发明实施例的屏蔽膜的一个实施例图,如图2所示,为采用本发明实施例的屏蔽膜1生产的线材的径向截面图,其由内向外依次为导体3、外被2、金属层11、导电层12、绝缘层13和外被2,其中金属层11、导电层12和绝缘层13为电磁膜1,可以看出,相对于现有技术反复覆盖麦拉铝箔以及设置金属编织层,能大大减小线材的生产成本与设备投资,以及大大降低线材生产由于电镀对环境造成的污染。
上面对本发明实施例的屏蔽膜1进行了介绍,下面对本发明实施例的屏蔽膜的制造方法进行介绍,请参阅图3,图3是本发明实施例的屏蔽膜的制造方法的一个实施例图,该制造方法可包括:
301、生成用于覆盖在线缆的导体的外被上的金属层。
其中,首先会根据具体需要应用的线材的需求生成需求厚度的金属层,该金属层可用作第一次屏蔽。
需要说明的是,在生成金属层时,可事先金属层之下也可先设置一层基板,使金属层在该基板上生成,从而获得质量较高的金属层,同时该基板与金属层之间易于脱离,例如金属层的生成采用熔铸,而后模压成需求厚度的方式。
302、在金属层上蒸镀或涂布包含金属粒子和混合型树脂的导电层。
其中,在金属层制作完成后,会通过蒸镀或涂布的方式将包含金属粒子和混合型树脂的导电层,该导电层的厚度由线材的需求而定,其中,混合型树脂是由多种不同的树脂材料混合而成。
需要说明的是,采用蒸镀或涂布的方式,能够使得含金属粒子和混合型树脂形成的导电层均匀的分布在金属层之上,从而该方式能够通过对蒸镀的条件进行调整就可获得需求厚度的导电层,从而不仅形成的导电层的质量较高,并且形成导电层的效率也较高。
303、在导电层上喷涂绝缘层。
在完成导电层的制作之后,就可通过喷涂的方式在导电层之上喷涂绝缘层,该绝缘层的厚度一方面由绝缘性能而定,另一方面也由线材的柔软程度而定。
需要说明的是,绝缘层采用喷涂的方式在于,由于喷涂是一种大面积的均匀形成层结构的方式,能够保证形成的绝缘层不仅厚度上均匀,而且绝缘层的质量也较高。
由此可见,采用本发明实施例的制造方法,首先会根据具体需要应用的线材的需求生成需求厚度的金属层,该金属层可用作第一次屏蔽,会通过蒸镀或涂布的方式将包含金属粒子和混合型树脂的导电层,在完成导电层的制作之后,就可通过喷涂的方式在导电层之上喷涂绝缘层,从而制作出厚度精准,表面均匀的高质量屏蔽膜。
作为可选的,导电层中的金属粒子为等方性导电的金属粒子,导电层中金属粒子占导电层的质量的比率为5%至90%。
可以理解的是,该导电层由于采用等方性导电的金属粒子,即该金属粒子在各方向上的导电能力均是相同的,因此该导电层能够使得在导电层中产生的感应电流沿该导电层的方向导出,从而消除电磁干扰,相当于在导体外形成一层屏蔽层,阻挡和吸收导体自身与外界产生的电磁波。
需要说明的是,该导电层中的混合型树脂是由多种树脂材料混合得来的,该导电层中的混合型树脂一方面是用于固定金属粒子,另一方面也是作为金属粒子的载体,该质量比率变化体现在两个方面,其一是根据使用的金属粒子的不同而不同,其二是,由于电磁屏蔽的性能的需求不相同,其中,该导电层的具体说明可参照图1所示实施例中对导电层结构的说明,此处不再赘述。
作为可选的,该制造方法还可包括:
304、在金属层未与导电层相对的一面上设置保护膜;
和/或,
305、在绝缘层未与导电层相对的一面上设置保护膜。
可以理解是,由于屏蔽膜在生产完成后,并不是立即使用,因此需要对其进行保护,一种可行的方法是在屏蔽膜的最上层或是最下层添加一层保护膜,而后在卷绕屏蔽膜时,将具有保护层的一侧卷绕在外侧,从而能在使用屏蔽膜之前对其进行足够的保护,当然也可以同时在屏蔽膜的最上层和最下层均设置保护膜,从而对于屏蔽膜的进行更加全面的保护,保护膜可根据屏蔽膜本身的厚度有所不同,如屏蔽膜较厚时,保护膜可以相对厚一些,屏蔽膜较薄时,保护膜可以做的比较薄。
需要说明的是,步骤304和步骤305之间没有绝对的顺序关系。
上面对本发明实施例的屏蔽膜的制造方法进行了介绍,下面对本发明实施例的线材的制造方法进行介绍。
请参阅图4,图4是本发明实施例的线材的制造方法的一个实施例图,如图所示,本发明实施例提供一种线材的制造方法,该制造方法可包括:
401、生成用于电源传输和/或信号传输的导体。
其中,在制作线缆时,首先生成用于电源传输和/或信号传输的导体。
需要说明的是,该导体可以是用于电源传输的导体,也可以是用于信号传输的导体,也可以是同时用于电源传输和信号传输的导体。
402、在导体的外表面上覆盖用于绝缘和保护的导体外被。
其中,在制作完成导体后,会在导体的外表面上覆盖用于绝缘和保护的导体外被。
403、在导体外被上缠绕或包覆带状的屏蔽膜。
其中,该屏蔽膜为图1所示实施例的屏蔽膜,在导体外被制作完成后,如图5所示,可将该带状的屏蔽膜通过缠绕或包覆在导体外被上,其中,图5是本发明实施例的线材的制造方法的另一个实施例图。
404、在屏蔽膜上覆盖用于绝缘和保护的线材外被。
其中,在屏蔽膜缠绕或包覆完成后,可在屏蔽膜上覆盖用于绝缘和保护的线材外被,该线材外被是作为线材最外部的保护层存在。
需要说明的是,该屏蔽膜上也可不覆盖线材外被,线材外被是否需要覆盖取决于线缆的保护需求,如部分电线与电缆并没有太过严苛的保护需求时,可以不覆盖线材外被而直接采用图1所示实施例中的绝缘层14作为保护层,例如用于器材内部的有器材外壳保护的线材,再例如有些线缆或电线是用于户外或是比较恶劣的情况,此时需要覆盖线材外被一方面作为保护层,另一方面增强绝缘性能。
可以看出,本发明实施例的线材的制造方法相对于现有线材的制作方法的区别在于,现有技术的缠绕麦拉铝箔以及缠绕后包覆金属编织层,并可能进行多次包覆编织步骤,而本发明实施例方案仅采用步骤403,即在导体外被上缠绕或包覆带状的屏蔽膜即可完成现有技术中对应的繁杂步骤,极大提高线材的生产效率,并且由于少了金属编织层,无需复杂的编织过程,并且无需电镀,对环境无污染。
作为可选的,步骤403具体为,在导体外被上采用麦拉铝箔缠绕机缠绕或包覆机包覆带状的屏蔽膜。
可以理解的是,由于本发明实施例中的屏蔽膜是带状的结构,而麦拉铝箔本身也是带状的结构,因此本发明实施的线材的制造方法中,可采用现有技术的线材的制造方法中的麦拉铝箔缠绕机或包覆机作为缠绕或包覆屏蔽膜的设备,从而能够在减少现有技术的生产设备的情况下,生产出相同甚至质量更优的产品,并且由于金属编织层生产需要用到专用的设备,而且该设备的添置成本较高,因而,本发明实施例的线材的制造方法在大规模生产线材时,能大大降低线材的生产成本,同时由于无需金属编织层,从而生产编织的金属材料也无需进行,从而大量节省原材料的同时,还能够消除对环境的污染。
需要说明的是,在现有技术中一台麦拉铝箔缠绕或包覆机需要配备几十台到几百台编织金属编织层的编织机,设备成本高昂,且由于设备太多占用空间太大,而采用本发明实施例方案,则由于无需编织过程,因此设备成本的支出大大减少,并且设备的占用空间也大大下降。
下面是采用本发明实施例的屏蔽膜以及线材的制造方法生产出的线材的性能测试实例。
例如,针对采用本发明实施例的屏蔽膜的HDMI线材的测试,请参见图6和图7,图6是采用本发明实施例的屏蔽膜的HDMI线材的性能测试图,其中,CLK、D0、D1和D2均通过测试,图7是采用本发明实施例的屏蔽膜的HDMI线材的眼图,该HDMI线材是采用HDMI1.4的标准进行制作的,但是从该眼图可以看出,采用本发明实施例的屏蔽膜的HDMI1.4标准的线材能够轻易通过HDMI2.0标准的测试。
又例如,针对采用本发明实施例的屏蔽膜的六类网线的测试,请参阅图8,图8是采用本发明实施例的屏蔽膜的六类网线的性能测试图,从该图8中可以看出采用本发明实施例的屏蔽膜的六类网线能够轻易通过对应的测试。
除上述类别的测试外,采用本发明实施例的屏蔽膜制作的各类线材还有很多,并且均能轻易通过对应的线材的标准的测试,限于篇幅,不再一一列举。从上述测试数据可以看出,本发明实施例的屏蔽膜由于其高质量和低成本的特性,具有广阔的市场前景。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。