DE3587893T2

DE3587893T2 - Abschirmgewebe und erzeugnis.

Info

Publication number: DE3587893T2
Application number: DE3587893T
Authority: DE
Inventors: Thomas Conaghan; Harry Gladfelter
Original assignee: Bentley Harris Manufacturing Co
Current assignee: Federal Mogul Systems Protection Group Inc
Priority date: 1984-11-13
Filing date: 1985-11-12
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2005-11-13
Also published as: WO1986003050A1; EP0202333A1; EP0202333B1; EP0202333A4; AU580844B2; DE3587893D1; AU5314586A

Description

Diese Erfindung betrifft die Abschirmung von elektrischen Leitern oder anderen Substraten vor elektromagnetischer Interferenz (EMI) und Radiofrequenzinterferenz (RFI), indem ein Gewebe zur Verfügung gestellt wird, das wirksame Abschirmeigenschaften hat, und indem ein umhüllendes röhrenförmiges Erzeugnis zur Verfügung gestellt wird, welches wirksame Abschirmeigenschaften hat.
Das RFI/EMI-Abschirmen von elektrischen Leitern, Kabeln und anderen Komponenten wurde herkömmlicherweise durch Drahtumklöppelung, Metallfolien, metallisierte Gewebe und ähnlichem vorgesehen. Typisch für solche Abschirmungen sind US-A-3,946,143, US-A4,016,356; US-A- 3,423,5 15, US-A-3,089,915, US-A-3,582,532 und US-A4,409,417. Die Offenbarungen der obigen Patente sind durch Erwähnung hier aufgenommen.
Die metallisierten Gewebe, auf die sich die US-A4,409,427 bezieht, werden typischerweise durch stromloses Plattieren oder Überziehen von Kunststoff oder nicht-leitenden Fasern hergestellt, wie beispielhaft durch US-A-3,733,213, US-A-3,877,965 und US-A4,247,596 dargestellt, deren Offenbarungen durch Erwähnung hier aufgenommen sind. Die leitenden Fasern von US-A-3,877,965 und anderen wurden in verschiedenen Geweben wie z. B. Teppichen in sehr geringen Anteilen, wie z. B. von 0,005 Gew.-% bis 10 Gew.-%, verwendet, um das Aufbauen statischer Elektrizität zu verhindern zu helfen.
Diese Erfindung stellt ein textiles Gewebe zum elektrischen Abschirmen zur Verfügung, umfassend ein Gewebe, das aus einem Garn gewoben ist, welches leitende Fasern und nicht-leitende organische Fasern umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Fasern nicht-leitende organische Fasern umfassen, die mit einem leitenden Material plattiert, überzogen oder imprägniert sind und zwischen etwa 15 Gew.-% und etwa 80 Gew.-% des Gewebes umfassen, wobei das Gewebe Kettgarne, in welchen die leitenden Fasern zwischen etwa 20 Gew.-% und etwa 80 Gew.-% des Garns ausmachen, und Füllgarne, in welchen die leitenden Fasern zwischen etwa 1 Gew.-% und etwa 20 Gew.-% des Garns ausmachen, umfaßt.
Die in dieser Erfindung brauchbaren, nicht-leitenden organischen Fasern sind z. B. jegliche nichtleitenden natürlichen oder synthetischen Fasern, wie z. B. Baumwolle, Wolle, Seide, Zellstoff, Polyester, Polyamid, Nylon und ähnliches. Nylon- und/oder Polyesterfasern sind besonders bevorzugt. Die in dieser Erfindung brauchbaren leitenden Fasern sind z. B. leitende Fasern, die aus Kohlenstoff, Graphit oder einem leitenden Polymer hergestellt werden, oder nicht-leitende Fasern, die mit einem leitenden Material plattiert, überzogen oder imprägniert sein können, und die in der Lage sind, dieses Material für die Zeitspanne und unter den Betriebsbedingungen, auf die das Abschirmgewebe treffen soll, zurückzuhalten. Je nach der Lebensdauer, dem Endgebrauch und anderen für das aus dem Gewebe hergestellten Abschirmerzeugnis erwünschten Eigenschaften, kann jegliche Kombination von leitenden und nicht-leitenden Fasern verwendet werden. Das auf der Faser plattierte, überzogene oder imprägnierte oder in der Faser vorhandene, leitende Material kann ein Metall, Kohlenstoff und ähnliches sein. Zu einigen bevorzugten leitenden Fasern gehört Nylon, das mit Silber oder Kupfer plattiert ist, und Polyester, das mit Silber, Kupfer, Nickel oder Zinn plattiert ist.
Wie zuvor festgestellt, sind die Gewebe dieser Erfindung aus Garnen hergestellt, die ein Gemisch an leitenden und nicht-leitenden Fasern der oben erwähnten Typen umfassen, worin die leitenden Fasern zwischen etwa 15 Gew.-% und etwa 80 Gew.-% des Gewebes umfassen. Vorzugsweise sollte das Gewebe zwischen etwa 15 Gew.-% und etwa 70 Gew.-% leitende Fasern, und am meisten bevorzugt zwischen etwa 20% und etwa 60%, umfassen. Die in dieser Erfindung brauchbaren Garne umfassen ein Gemisch aus leitenden und nicht-leitenden Fasern, worin die leitenden Fasern zwischen etwa 20 Gew.-% und etwa 80 Gew.-% des Garnes umfassen, außer wo das Garn ein zweites Garn im Gewerbe ist, wie z. B. die Füllung, kann das Garn eine leitende Faser umfassen, die nicht mehr als etwa 1 Gew.-% beträgt. Vorzugsweise sollte das Garn zwischen etwa 30 Gew.-% und etwa 70 Gew.-% leitende Fasern und mehr bevorzugt zwischen etwa 35% und etwa 65% umfassen. Vorzugsweise sollte ein zweites Garn im Gewebe, wie z. B. ein Füllgarn, zwischen etwa 1 Gew.-% und etwa 20 Gew.-% leitende Fasern und mehr bevorzugt zwischen etwa 3% und etwa 15% umfassen.
Textile Gewebe gemäß der Erfindung können bei der Herstellung einer Zusammenstellung, welche ein Substrat, wie z. B. eine elektrische Vorrichtung, die abgeschirmt werden soll, beinhaltet, verwendet werden. Es können zum Beispiel Gewebeblätter verwendet werden, um Schränke für elektronische Anlagen, elektrische Anschlußklemmen und Kabelklemmen abzuschirmen, während röhrerförmige Formen benützt werden können, um Leiter und Kabel, einschließlich runder oder flacher Bandkabel, abzuschirmen. Verschiedene Formen können hergestellt werden, um andere Komponenten abzuschirmen.
Es ist auch nützlich, in das Gewebe dieser Erfindung einen Ableitungsdraht oder Erdungsdraht aufzunehmen. Der Ableitungsdraht wird zweckmäßigerweise als die Kettlitze in ein gewebtes Gewebe aufgenommen. Es kann mehr als ein Ableitungsdraht verwendet werden, je nach der gewünschten Erdungskonfiguration und der erforderlichen Abschirmwirksamkeit. Im allgemeinen sind ein bis vier Ableitungsdrähte in der Kettrichtung in einem röhrenförmigen Erzeugnis ausreichend. Der Ableitungsdraht kann verseiltes Kupfer, mit Zinn oder Silber überzogenes Kupfer oder ein anderes Material, das als flexibler Erdungsdraht brauchbar ist, sein.
Röhrenförmige Erzeugnisse können aus dem Gewebe dieser Erfindung in einer umhüllenden Konfiguration hergestellt werden. Das Schließen kann erfolgen, indem die Ränder des Gewebes überlappend angeordnet werden, die dann durch jedes passende Mittel am Platz gehalten werden. Ein bevorzugtes Mittel zum Verschließen eines umhüllenden röhrenförmigen Erzeugnisses gemaß dieser Erfindung ist ein nicht-leitender Reißverschluß, der mit einem leitenden Metall überzogen oder plattiert und an die Ränder des Gewebes gebunden oder geschmolzen wurde und so die Umhüllung bildet. In dieser Hinsicht kann das Gewebe, das mit einem plattierten nicht-leitenden Reißverschluß verwendet wird, 100% leitende Fasern oder Garne enthalten. Haken- und Ösenverschlüsse, die mit Metall beschichtet sind, können als die Mittel zum Verschließen verwendet werden, z. B. die VELCRO- und HI-MEG-Produkte, die von Velcro USA, Inc. erhältlich sind.
Ein bevorzugtes Gewebe für diesen Gebrauch ist ein gewebtes Gewebe, worin sich die Kettlitze längsweise entlang der Länge des umhüllenden röhrenförmigen Erzeugnisses befinden und die Füllung über das Gewebe und somit um den Umfang des umhüllenden röhrenförmigen Erzeugnisses läuft, wenn der Reißverschluß geschlossen wird. Man nimmt an, daß Kettlitzen entlang der Länge des umhüllenden röhrenförmigen Erzeugnisses den direktesten und unmittelbarsten Weg zur Erdung bieten.
Der Reißverschluß kann jeder herkömmliche ineinander eingreifende Gleitverschluß mit einem ausreichenden Band an dessen Enden für das wirksame Anfügen in einheitlicher Art an den Rändern des Gewebeblattes sein. Die ineinander eingreifenden Elemente des Reißverschlusses können Spiralen oder eine andere Art von ineinander eingreifenden Elementen sein. Der Reißverschluß kann der herkömmliche Verschluß von der sichtbaren Art sein oder er kann ein Reißverschluß von verdeckter Art sein, der von der Außenseite des umhüllenden röhrenförmigen Erzeugnisses nicht sichtbar ist, wenn der Reißverschluß geschlossen ist. Das Endprodukt kann in einer Endlos-Rolle geliefert werden, die in jede gewünschte Länge geschnitten wird und um das Kabel oder Kabelbündel mit einem getrennten Gleitwerkzeug geschlossen wird, wie z. B. jene im Stand der Technik bekannten und in US-A-1,452,372 oder US-A- 4,027,3 69 veranschaulichten Gleitwerkzeuge.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Illustration der Verwendung eines Gewebes gemäß dieser Erfindung zur Herstellung eines umhüllenden röhrenförmigen Erzeugnisses,
Fig. 2 zeigt in graphischer Form die Abschirmwirksamkeit eines röhrenförmigen Erzeugnisses, wie in Beispiel 1 beschrieben,
Fig. 3 zeigt in graphischer Form die Abschirmwirksamkeit eines röhrenförmigen Erzeugnisses, wie in Beispiel 2 beschrieben,
Fig. 4 zeigt in graphischer Form die Abschirmwirksamkeit eines röhrerförmigen Erzeugnisses, wie in Beispiel 3 beschrieben,
Fig. 5 zeigt in graphischer Form die Abschirmwirksamkeit eines röhrenförmigen Erzeugnisses, wie in Beispiel 4 beschrieben,
Fig. 6 zeigt in graphischer Form die Abschirmwirksamkeit eines umhüllenden röhrenförmigen Erzeugnisses, wie in Beispiel 5 beschrieben, und
Fig. 7 zeigt in graphischer Form die Abschirmwirksamkeit eines umhüllenden Erzeugnisses, wie in Beispiel 6 beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht die Verwendung eines Gewebes gemaß der Erfindung zur Herstellung eines umhüllenden röhrenförmigen Erzeugnisses. Das Gewebeblatt 1 weist einen Reißverschluß 2 auf, der an gegenüberliegenden Rändern des Gewebeblattes entlang der Linien 3 angefügt ist. Das umhüllende röhrenförmige Erzugnis enthält wahlweise ein metallisches Erdungsband oder einen Ableitungsdraht 4, der hilft, das umhüllende röhrenförmige Erzeugnis mit einem Erdungsmittel zu verbinden.
Die Erfindung kann durch Hinweis auf die folgenden Beispiele weiter verstanden werden. In diesen Beispielen wurde die Silberplattierung auf die Polyester- und Nylongarne durch die Verfahren aufgetragen, die in der US-A-3,877,965 geoffenbart sind.

BEISPIEL 1

In dem Beispiel wurde ein erstes Garn aus einem Ende von Multifil-Nylongarn mit 58 tex (525 denier) mit 20 Gew.-% Silber darauf plattiert hergestellt ("X-Static"-Garn von Sauquoit Industries, Inc), welches einfach durch ein Zwirnen und Drehen mit zwei Enden von texturiertem Polyestergarn mit 33 tex (300 denier) gemischt war. Das entstandene gedrehte erste Garn wies 130 tex (1 200 denier) auf. Ein zweites Garn wurde aus Multifil-Nylongarn mit 5,5 tex (50 denier) mit 12% Silber darauf plattiert ("X- Static"-Garn), gedreht mit vier Enden von texturiertem Polyester mit 33 tex (300 denier), hergestellt. Das entstandene zweite Garn wies 135 tex (1 250 denier) auf. Ein Gewebe wurde unter Verwendung des ersten Garns in der Kette und des zweiten Garns in der Füllung gewebt. Das Gewebe wurde in röhrenförmiger Form gewebt, das, wenn es in die flache Form eines Bandes gebracht wurde, 45 mm (1,75 Zoll) breit war. Das Gewebe wurde zu einer Dichte von 20 Enden auf der Oberseite pro cm (50 Enden auf der Oberseite pro Zoll) und 4,3 Schußfäden auf der Oberseite pro cm (11 Fäden auf der Oberseite pro Zoll) gewoben. Eine Probe dieses röhrenförmigen Erzeugnisses wurde entsprechend NEMA Publ. Nr. WC 41- 1975, Teil 3, mit einer Zufuhr von 5 Volt an einer Probe, die 0,5 m lang war, getestet. (Siehe auch ELECTPI-ONICS, August 1984, Seiten 35-39.). Die Abschirmwirksamkeit ist in Fig. 2 hinsichtlich dB-Abschwächung versus Frequenz abgebildet.

BEISPIEL 2

In diesem Beispiel wurde ein erstes Garn wie in Beispiel 1 hergestellt und ein zweites Garn wurde aus gesponnenem Nylongarn wie folgt hergestellt. Ein gesponnenes Nylongarn mit 33 tex (300 denier) wurde unter Verwendung einer "X-Static"-Stapelfaser mit 4 Gew.-% (Nylon mit 12% Silber von Sauquoit Industries) und einer Nylonstapelfaser mit 96% hergestellt. Zwei Enden dieses Garns mit 33 tex (300 denier) wurden mit einem Ende eines Multifil-Nylon-"X-Static"-Garns (12% Silber) mit 3 tex (27 denier) gedreht, um ein Garn mit 70 tex (627 denier) zu ergeben, dessen zwei Enden gedreht wurden, was ein Garn mit 139 tex (1 254 denier) und 8 Gew.-% leitenden Fasern ergab. Ein Gewebe wurde wie in Beispiel 1 unter Verwendung des ersten Garns in der Kette und des zweiten Garns in der Füllung hergestellt. Dieses Gewebe wurde in die Form eines röhrenförmigen Erzeugnisses wie in Beispiel 1 gebracht und gemäß Beispiel 1 getestet. Die Abschirmwirksamkeit ist in graphischer Form in Fig. 3 dargestellt.

BEISPIEL 3

In diesem Beispiel wurde ein Multifil-Nylongarn mit 56 tex (500 denier) mit 12 Gew.-% Silber, darauf plattiert, mit zwei Enden eines texturierten Polyesters mit 33 tex (300 denier) gedreht, was ein gedrehtes erstes Garn ergab, das eine Gesamtgröße von 122 tex (1 100 denier) aufwies. Das zweite in diesem Beispiel verwendete Garn war das gleiche wie das zweite Garn in Beispiel 1. Ein Gewebe wurde gemaß Beispiel 1 unter Verwendung des ersten Garns in der Kette und des zweiten Garns in der Füllung gewoben. Das gleiche röhrenförmige Erzeugnis wurde gebildet und gemaß Beispiel 1 getestet. Die Abschirmwirksamkeit ist in graphischer Form in Fig. 4 dargestellt.

BEISPIEL 4

Erste und zweite Garne wurden wie in Beispiel 3 hergestellt und zu einem Gewebe gewoben wie in Beispiel 3, außer daß in der Kette zwei Streifen unter Verwendung eines Multifil-Nylongarns mit 126 tex (1130 denier) eingefügt wurden. Das Nylongarn wurde aus einem Ende eines Multifil-Nylongarns mit 56 tex (500 denier) mit 12 Gew.-% Silber plattiert und drei Enden eines Nylon-Multifilaments mit 23 tex (210 denier) hergestellt, welches ein Nylongarn ergab, das eine Gesamtgröße von 126 tex (1 130 denier) aufwies. Jeder Streifen war 5 mm (3/16 Zoll) breit mit 10 mm (3/8 Zoll) zwischen den Nylonstreifen. Eine Probe dieses röhrenförmigen Erzeugnisses wurde gemaß Beispiel 1 getestet, und die Abschirmwirksamkeit ist in Fig. 5 dargestellt.

BEISPIEL 5

Beispiel 4 wurde wiederholt, außer daß ein mit Silber plattierter Nylon-Reißverschluß durch Ultraschall an die Nylongarn-Streifen gebunden und das röhrenförmige Erzeugnis unter der Mitte des Reißverschlusses geteilt wurde, um ein umhüllendes Erzeugnis zu bilden. Diese Probe wurde wie in Beispiel 4 getestet, und die Abschirmwirksamkeit ist in Fig. 6 dargestellt.

BEISPIEL 6

Eine umhüllende röhrenförmige Abschirmung wurde aus einem Nylongewebe mit einem Multifilament-Kettgarn mit 224 tex (2 000 denier) und 0,2 mm (8 mil) Monofilament-Schußgarn hergestellt.
Der Reißverschluß war ein zur Gänze aus Nylon bestehender Reißverschluß mit einer Kette der Größe 6 und 20 mm Gesamtbreite, erhältlich von American Robbin. Das gesamte Gewebeblatt und der Reißverschluß waren unter Verwendung des Verfahrens der US-A-3,877,965 getrennt mit Silber auf 11 Gew.-% Silber, bezogen auf das Gewicht des fertigen plattierten Erzeugnisses, plattiert. Der plattierte Reißverschluß wurde mit Ultraschall an das plattierte Gewebe geschweißt. Dann wurde der umhüllende Abschirmverschluß um ein 65 mm (2,5 Zoll) breites flaches 50-Leiter-Bandkabel gelegt und eine Länge von 3 m der umhüllenden Abschirmung wurde gemaß I.A.W. MIL-STD-285 unter Verwendung des Bandkabels als Empfänger getestet. Die Abschirmwirksamkeit ist in graphischer Form in Fig. 7 dargestellt.

Claims

1. Textiles Gewebe zur elektrischen Abschirmung, umfassend ein Gewebe, welches aus einem Garn gewoben ist, welches leitende Fasern und nicht-leitende organische Fasern umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Fasern nicht-leitende organische Fasern umfassen, die mit einem leitenden Material plattiert, überzogen oder imprägniert sind und zwischen etwa 15 Gew.-% und etwa 80 Gew.-% des Gewebes umfassen, wobei das Gewebe Kettgarne, in welchen die leitenden Fasern zwischen etwa 20 Gew.-% und etwa 80 Gew.-% des Garns ausmachen, und Füllgarne, in welchen die leitenden Fasern zwischen etwa 1 Gew.-% und etwa 20 Gew.-% des Garns ausmachen, umfaßt.

2. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Fasern zwischen etwa 15 Gew.-% und etwa 70 Gew.-% des Gewebes umfassen.

3. Gewebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Fasern zwischen etwa 20 Gew.-% und etwa 60 Gew.-% des Gewebes umfassen.

4. Gewebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne Nylon oder Polyester umfassen.

5. Gewebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne mit Silber plattiertes Nylon umfassen.

6. Gewebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettgarne zwischen etwa 30 Gew.-% und etwa 70 Gew.-% leitende Fasern umfassen.

7. Gewebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettgarne zwischen etwa 30 Gew.-% und etwa 70 Gew.-% leitende Fasern umfassen.

8. Erzeugnis zum elektrischen Abschirmen, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugnis zumindest teilweise aus einem Gewebe nach jedem der Ansprüche 1-7 gebildet ist.

9. Erzeugnis nach Anspruch 8 in der Form einer Röhre.

10. Verwendung eines Gewebes nach jedem der Ansprüche 1-7 zur Herstellung eines Gebildes, das ein Substrat und das Gewebe, das mit diesem in einem Abschirmverhältnis steht, umfaßt.