(57)【要約】フォームコアと、導電繊維および非導電繊維の混紡繊維を備える導電織物層と、強化織物と、フォームコアおよび強化織物を貫通し散在された複数の混紡繊維とを有する多面型導電ガスケット材。混紡繊維はガスケット材の中でヒートセットされる。
2006524917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォームコアと、
前記フォームコアの第１面に配置された複数の導電および非導電繊維の混紡繊維を備える少なくとも１つの導電織物層と、
前記フォームコアを完全に貫通し延出する前記複数の導電および非導電繊維の所定量の前記混紡繊維とを備えることを特徴とする多面型導電ガスケット材。
【請求項２】
前記フォームコアの上に配置された強化織物をさらに備える請求項１に記載の導電ガスケット材。
【請求項３】
前記複数の導電および非導電繊維の前記所定量の前記混紡繊維が、前記強化織物から延出していることを特徴とする請求項２に記載の導電ガスケット材。
【請求項４】
前記少なくとも一つの導電織物層と前記フォームコアとの間に配置された硬化織物をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の導電ガスケット材。
【請求項５】
前記フォームコアの前記第２面に配置された第２導電織物層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の導電ガスケット材。
【請求項６】
前記複数の導電および非導電繊維の前記混紡繊維が、導電繊維の移動を最小にすべくヒートセットされることを特徴とする請求項１に記載の導電ガスケット材。
【請求項７】
前記少なくとも一つの導電織物材が約１：１〜約３：１の導電繊維の非導電繊維に対する混合比率を有することを特徴とする請求項１に記載の導電ガスケット材。
【請求項８】
前記少なくとも一つの導電織物材が約１：１の前記導電繊維の前記非導電繊維に対する混合比率を有することを特徴とする請求項１に記載の導電ガスケット材。
【請求項９】
前記複数の導電および非導電繊維が、導電繊維の移動を最小限にすべくヒートセットされることを特徴とする請求項４に記載の導電ガスケット材。
【請求項１０】
前記ヒートセットは前記ガスケット材を所定の形状に熱成形することを含む請求項９に記載の導電ガスケット材。
【請求項１１】
前記非導電繊維が粘着繊維と難燃繊維とを含むことを特徴とする請求項１に記載の導電ガスケット材。
【請求項１２】
前記粘着繊維は低融点繊維であることを特徴とする請求項１１に記載の導電ガスケット材。
【請求項１３】
前記導電織物層の前記混紡繊維は、導電繊維と粘着繊維と難燃繊維とを６５％：２０％：１５％の割合で備えることを特徴とする請求項１１に記載の導電ガスケット材。
【請求項１４】
前記強化繊維が難燃コーティングに被覆されている請求項１に記載の導電ガスケット材。
【請求項１５】
前記導電繊維が約１８％〜約２７％の範囲の金属含有量を有する請求項１に記載の導電ガスケット材。
【請求項１６】
前記導電繊維が、前記導電ガスケット材が約５０％以下の範囲で圧縮されたときに、前記導電ガスケット材に約１０ミリオームの抵抗を付与するのに十分な所定量の金属含有量を有する請求項１に記載の導電ガスケット材。
【請求項１７】
導電繊維および非導電繊維の混紡繊維を備えた少なくとも一つの導電織物層をフォームコアに重ねるステップと、
前記導電織物層と前記フォームコアとをニードルパンチし、前記フォームコアと前記強化織物を貫通して散在する複数の導電繊維を有する導電合成ガスケット材を形成するステップとを備えた導電ガスケット材の形成方法。
【請求項１８】
強化織物を前記フォームコアに重ねるステップをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ニードルパンチステップが前記強化織物を貫通してニードルパンチすることをさらに含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記導電織物を重ねるステップが、導電繊維と低軟化点繊維と難燃繊維との混紡繊維を備える導電織物層を重ねることを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記導電合成物を前記非導電繊維の軟化点まで加熱するステップをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
第２導電織物層を前記フォームコアの反対の面に重ねるステップをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２導電織物層と前記フォームコアとをニードルパンチするステップをさらに備える請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ニードルパンチステップの前に、前記少なくとも一つの導電織物層と前記フォームコアとの間に非導電繊維を備える非導電織物層を重ねるステップをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記導電合成ガスケット材を熱成形するステップをさらに備える請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
複数の導電繊維と複数の非導電繊維とを混合し、前記導電織物層を形成するステップをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記混合ステップが、前記複数の導電繊維と前記複数の非導電繊維とを、約１：１〜約３：１の導電繊維の非導電繊維に対する混合比率で混合することを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記混合ステップが、前記複数の導電繊維と前記複数の非導電繊維とを、少なくとも１：１の導電繊維の非導電繊維に対する混合比率で混合することを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記方法が、導電繊維約６５％、低軟化点繊維約２０％、難燃繊維約１５％の割合で前記混合繊維を混合するステップをさらに含む請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
難燃コーティングを前記強化織物に付着させるステップをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【請求項３１】
前記導電繊維を約１８％〜約２７％の範囲の導電金属含有量で構成するステップをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【請求項３２】
前記導電ガスケット材が約５０％以下の範囲で圧縮されたとき、前記導電ガスケット材に約１０ミリオームの抵抗を付与するのに十分な所定の金属含有量で前記導電繊維を構成するステップをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、概してＥＭＩシールドガスケットに関する。特に本発明は、ガスケット全体に導電性を有するＥＭＩシールドガスケットに関する。
２．従来技術の説明
ＥＭＩシールドガスケットは、電子部品を収納する金属の筐体において間隙を電気的に封止するのに用いられる。パネル、ハッチ等とハウジングとの間の間隙は、ＥＭＩ／ＲＦＩがシールドを通過する不要な機会を与えてしまう。また、該間隙は、ＥＭＩ／ＲＦＩエネルギーからハウジングの表面に沿って流れる電流に干渉し、ＥＭＩ／ＲＦＩエネルギーは接地に吸収、導電される。該間隙が接地の伝導経路の効率を減少させ、シールドがＥＭＩ／ＲＦＩの第２の漏洩源となる場合もある。
【０００２】
長年にわたり、接地への伝導電流妨害を可能な限り最小にするよう間隙を封止する様々な構造のガスケットが開発された。それぞれのガスケットでは、間隙における導電経路をできる限り連続的にする試みがなされている。静的および動的両方の応用が可能なものがあるのに対し、開発されたガスケットのうちのいくつかは、静的応用においてのみ有用である。静的応用とは、パーツが不変の高さで機能し、負荷力が一定の状態にあるものへの応用である。動的応用とは、パーツが最大限度から最小限度まで変化する高さで機能し、負荷力が高さに反比例して変化する状態にあるものへの応用である。動的応用の例は、プレート、ハッチ等がハウジングに対し離れたり接続したりすることを繰り返し行うものへの応用である。
【０００３】
様々な電子部品を収納する筐体は、中の電子部品のメンテナンスのために頻繁に開閉されなければならない。多数回の筐体の開閉に耐えるため、ＥＭＩシールドガスケットは動的な使用に適したものでなければならない。しかし、ガスケットが間隙に隣接するハウジングの表面に円滑に完全に係合し適合する能力と、ガスケットの導電能力と、ガスケットの取付けやすさと、繰り返される圧縮および弛緩と同様、磨耗に耐えるガスケットの性能と、ガスケットの製造コストとの間には不可避な妥協点がある。数多くのＥＭＩシールドガスケットの先行技術が開示されている。
【０００４】
米国特許Ｎｏ．６，３０９，７４２  Ｂ１（２０００年、クラッパーら）には、ＥＭＩ／ＲＦＩシールドガスケットが開示されている。導電性のガスケットは、骨格構造を有する金属製のオープンセルのフォーム基材と、該骨格構造に付着させた金属コーティングとを備える。該ガスケットは弱い圧力下では回復可能かつ実質的に変形可能である。該フォームの金属化はフォームの骨格構造に金属コーティングを施すことによって行われる。金属コーティングは表面の大部分、骨格構造のオープンセルのフォーム基材全体に付着される。クラッパーの装置の不利な点は、適切な貫通導電性を提供するために、ガスケットを金属でフォーム基材全体に十分にコーティングしつつ、過度なコーティングで金属化したフォームが圧縮しにくくなるおよび／または弾力が不十分にならないよう、金属化の工程が慎重に制御されなければならないという点である。
【０００５】
米国特許６，３９５，４０２  Ｂ１（２００２年、ランバートら）には、導電性のポリマーフォームの製造方法が開示されている。該方法は（ａ）ポリマーフォームを界面活性剤液に接触させるステップと、（ｂ）ポリマーフォームを増感液に接触させるステップと、（ｃ）ポリマーフォームを活性化液に接触させるステップと、（ｄ）無電解メッキ処理で最終的にポリマーフォームに一つの金属層を形成するステップとを有する。
【０００６】
レアードテクノロジー社の新製品速報には、ｘ、ｙおよびｚ軸への導電性を供給し、シールド効果を高める難燃導電フォームが開示されている。レアード社の導電フォームの不利な点は、出入力シールドやその他の標準的なコネクタ構造のような、非動的で圧力の低い領域用に構成されているという点である。
【０００７】
米国特許６，４６５，７３１（２００２年、スタンリー  ミスカ）には、貫通導電ＥＭＩシールドが開示されている。ミスカの装置には、コアに埋め込まれた金属メッキ加工されたファイバあるいは金属メッキ処理されたフォームコアのどちらかを有する導電コアが用いられている。この装置の不利な点は、金属メッキ処理されたコーティングが、繰り返される圧縮と弛緩により破壊され、ガスケットの貫通導電性を劣化させるという点である。
【０００８】
フォームのセルの中に配置されたメッキ加工された金属面は堅固であるため、上述の金属メッキ処理された導電フォームは、動的応用において再使用が不可能である。堅固な金属面は最初に圧縮が起こると破壊されてしまう。
【０００９】
従って、動的応用において柔軟で変形不可能なＥＭＩシールドガスケットの材料が必要となる。さらに、フォームコア全体に導電性を供給しつつ、堅固な金属コーティングされた構成を具備しないＥＭＩシールドガスケットの材料が必要となる。またさらに、ｘ、ｙおよびｚ軸全体に導電性を供給するＥＭＩシールドガスケットの材料が必要となる。またさらに、安価でフォームコアの弾力性のある柔軟な性質を維持する電磁シールドガスケットの製造方法が必要となる。
発明の概要
動的応用に有用な電磁シールドガスケットの提供が本発明の目的の一つである。再使用の圧縮および弛緩のサイクルにおいても比較的高い導電性を維持するＥＭＩシールドガスケットの提供が本発明の更なる目的である。また、再使用の際にも実質的に同様のシールド効果を提供することが本発明の更なる目的である。三次元のｘ、ｙおよびｚ軸をシールドするＥＭＩシールドガスケットの提供が本発明のもう一つの目的である。また、安価でフォームコアの弾力性のある柔軟な性質を維持する電磁シールドガスケットの製造方法の提供が本発明の更なる目的である。
【００１０】
柔軟なフォームコアと、フォームコアの少なくとも一側面に備えられた導電繊維織物と、フォームコア全体に織合された複数の混合された導電繊維とを有する多面型ＥＭＩガスケットを提供することにより、本発明はこれらおよびその他の目的を達成する。本発明の好ましい実施例はさらに、フォームコアに対する強化織物を備え、複数の混合された導電繊維は該強化織物も貫通して織合される。複数の混合された導電繊維はフォームコアの上面からフォームコアの内部を介して延出し、フォームコアの底面から外側に突出する。フォームコアの上、下および全体に混合された導電繊維が存在するため、ＥＭＩシールドガスケットはＸ，ＹおよびＸ軸それぞれに導電性を示す。
【００１１】
多面型ＥＭＩガスケットのフォームコアは従来の柔軟な多孔ポリマーフォームで構成されている。フォームコアは、特定の用途の必要性に応じて、オープンセル、部分的オープンセル、あるいはクローズドセルでもよい。従来の柔軟な多孔ポリマーフォームは、サントプレン（登録商標）、ネオプレン（登録商標）、あるいはポリエステル、ポリエーテル、ポリウレタン、あるいはこれらの組合せなどのポリウレタンを含んだ材料などの熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を含むが、それに限定はされない。フォームは約０．５〜５０ミリメートルの範囲の厚さを有することが好ましい。
【００１２】
多面型ＥＭＩシールドガスケットの導電繊維織物は、複数の導電および非導電繊維の均一混紡繊維で構成される。該繊維織物の導電繊維は通常、長さ１〜５インチの１〜１５デニールのナイロン短繊維に銀、銀／銅、あるいは銀／ニッケルが被覆され、構成される。該繊維織物の非導電繊維は通常、長さ１〜５インチの１〜１５デニールのバイコンポーネントポリエステル繊維などの低軟化点繊維で構成されるが、ポリエチレンテレフタレートグリコール変性ポリエステル繊維（ＰＥＴＧ）で構成されることが好ましい。本発明の導電および非導電繊維は通常約７５／２５の割合で混合されるが、この割合は、所望の最終製品の導電性およびシールド効果（ＳＥ）に応じて上下に調整可能である。通常導電繊維が約６５％、非導電粘着繊維が約２０％、および非導電難燃繊維が約１５％の割合で混合されるよう、非導電難燃繊維が含まれている構成が好ましい。
【００１３】
該導電繊維織物は導電および非導電繊維が均一に混合され、その混合された繊維がカーディングマシンあるいはランダム化繊維織機に供給され、形成される。この工程で、最終製品に要求される伝導性およびシールド効果に応じて、４０〜８０インチ幅で約１０〜約２００グラム／平方ヤードの重さの繊維が作製される。
【００１４】
任意でフォームコアと導電繊維織物との間に硬化織物を加え、最終的により堅固なＥＭＩガスケット材を作製してもよい。フォームコアが５ミリメートル未満の厚さを有する場合は、硬化織物が必要となる場合もある。硬化織物は、厚さ５ミリメートル未満で要求される特定の堅固性、硬さ、あるいは剛性を欠くコアを有する帯状の最終的なガスケット製品に用いられてもよい。
【００１５】
本発明の導電ガスケットの導電性およびシールド効果の両方を増進させるため、ニードルパンチ工程の前に、アルミニウム箔の薄層が導電繊維織物と柔軟なポリウレタンフォームコアとの間に挿入される。該アルミニウム箔層は好ましくは０．０００５〜０．００２インチの厚さを有し、ロードアイランド州、ポータケットのネプコ社から入手可能である。アルミニウム箔の薄層を追加することにより、ＥＭＩガスケット帯あるいはダイカット入出力ガスケットのシールド性能が向上する。
【００１６】
繰り返される前後方向の剪断動作に耐える帯状ガスケットの性能を向上させるため、帯状ガスケットあるいは入出力ガスケットの裏面全体は特殊なハニカム模様の粘着材で覆われている。該特殊なハニカム模様は、多面型ガスケットの導電性の裏面と該裏面が取付けられている面とを接続可能にするダイアモンド型の開口を有する。この技術により、コネチカット州、ウィンザーのスキャパノースアメリカ社の製品番号ＲＸ６５０ＵＬＴとして入手可能な粘着材のような、非導電性のより安価なＰＳＡ粘着材が使用可能となる。ガスケットあるいは入出力面全体は、キャビネットボックスあるいは筐体の扉に強固に粘着され、より優れた前後剪断動作を提供する。
【００１７】
多面型ＥＭＩシールドガスケット材の一例は導電繊維織物を柔軟な多孔ポリマーフォームに被覆することにより形成されているが、多面型ＥＭＩシールドガスケット材を導電繊維織物および強化織物を柔軟な多孔ポリマーフォームに被覆して形成することが好ましい。導電繊維織物、ポリマーフォームおよび強化織物の好ましい組合わせは、ニードル織機にかけられる。該織機は導電繊維織物の混紡繊維をフォームおよび強化織物を通してニードルパンチする。フォームおよび織物を引裂かないよう、特殊なチゼルポイント針が使用される。織機の針はチゼルポイントから所定の間隔で針軸にそって設けられた角度がついた複数の棘を有する。棘は通常５度の角度を有するが、より大きな角度がついた棘を有する針を用いてもよい。棘の角度が大きいほど、より数多くの導電繊維織物の繊維をフォームに貫通させる。
【００１８】
ニードルパンチ織機におけるニードルパンチ工程は導電繊維織物に「カーペットパイル」のような特性を持たせ、該中間産物はヒートセットされ、繊維を所定の位置に固定する。該ヒートセット工程では非導電粘着繊維の軟化点まで該中間産物を過熱する。非導電粘着繊維の軟化点は導電繊維の軟化点より低い。非導電繊維の軟化点は通常約１１０℃〜１３８℃の範囲である。バイコンポーネントポリエステル繊維の軟化点は約１１５℃〜１３８℃である。ＰＥＴＧ繊維の軟化点は約１１０℃である。
【００１９】
本発明の構成は従来製品には類を見ない柔軟性とコーナー性能を提供する。フォームを導電織物に粘着するのに用いられるコーティングあるいは粘着材の層がないことと同様に、堅固な金属織布がないことによって、本発明は電子筐体に密接に接触し、超微細な電波振幅を有する将来の高クロック速度に必要な重要な特性である、完全なＥＭＩ封止にできる限り近い状態を付与することが可能となっている。
【００２０】
さらに、製造の簡素さと使用される原材料のより安価なコストとにより、最終製品のコストにおいて重要な削減が可能になる。また、簡素化された製造工程により、ユーザに、より広い範囲の用途を提供する。
好ましい実施例の詳細な説明
本発明の好ましい実施例は図１〜９に示されている。図１はシート状の多面型ＥＭＩガスケット材１００の斜視図である。多面型ＥＭＩガスケット材１００はポリマーフォームコア２０と、フォームコア２０の少なくとも一側面に導電繊維織物４０の層と、フォームコア２０全体に散在された複数の導電繊維４３とを有する。ポリマーフォームコア２０は、フォームコア２０全体に設けられた複数の散在する孔（図示なし）を有する上面２２と底面２４とを備える。複数の散在する繊維４３はフォームコア２０の底面２４から突出し、導電繊維織物４０との電気的な連続性を維持する。フォームコア２０として使用可能な材料の例としては、ニュージャージー州、イーストラザフォードのフォーメックスインターナショナル社のフォーメックス  エーテルフォーム  ＹＣＣ２４０−１５５型が挙げられる。しかし、低密度で低圧縮のウレタンおよびシリコンフォームであればどれでも、ＥＭＩ多面型ガスケットに２．０ｐｓｉ（１４０．６１ｇ／ｃｍ2）未満の非常に低い閉鎖力および圧縮力を与える。
【００２１】
導電繊維織物４０は、複数の導電および非導電繊維の混紡繊維である。導電繊維および非導電繊維は均一混合され、カーディングマシンあるいはランダム化繊維織機に供給される。この工程で４０〜８０インチ幅で約１０〜約２００グラム／平方ヤードの重さの繊維が作製される。繊維の重さは所望の導電性およびシールド効果による。混紡繊維に難燃性の繊維が混合されることによって、導電繊維織物４０がさらに改良される。
【００２２】
導電繊維は通常、長さ１〜５インチの１〜１５デニールのナイロン短繊維に銀、銀／銅、あるいは銀／ニッケルが被覆され、構成される。実施例の一つにおいて、該非導電繊維にはニューヨーク州、アルバニーのスタイン社の非導電バイコンポーネントポリエステル繊維が使用されている。導電および非導電繊維の典型的な混合比は約３対１（７５／２５）である。ただし混合比は、最終製品に必要な導電性およびシールド効果によって調整してもよい。
【００２３】
図２はＥＭＩガスケット材１００の一例を作製するニードル織工程の断面図である。導電繊維織物４０はフォームコア２０に重ねられ、多面型アセンブリ５０を形成する。多面型アセンブリ５０は、多面型アセンブリ５０にカーペットの製造に用いられるような加工を行うニードル織機５００にかけられる。ニードル織機５００は織物４０の各繊維４３を織物４０からフォームコア２０を貫通して散在させ、複数の各繊維４３が底面２４から突出するようにする。ニードル織工程により、繊維織物４０をフォームコア２０に連結あるいは結合させ、接着することなく多面型コア９０を形成する。
【００２４】
図３を参照すると、ＥＭＩガスケット材１００の第２実施例を作製するニードル織工程の断面図が図示されている。上述のように、導電繊維織物４０はフォームコア２０に重ねられ、多面型アセンブリ５０を形成する。多面型アセンブリ５０は多面型アセンブリ５０を加工するニードル織機５００にかけられる。ニードル織機５００は織物４０の各繊維４３をフォームコア２０を貫通して散在させ、複数の各繊維４３が底面２４から突出するようにする。ニードル織工程により、繊維織物４０をフォームコア２０に連結あるいは結合させ、多面型コア９０を形成する。その後、第２導電繊維織物４０'がフォームコア２０の底面２４に重ねられ、多面型コア９０と第２導電繊維織物４０'で構成される多面型アセンブリ５０'を形成する。多面型アセンブリ５０'は、多面型アセンブリ５０'を加工する第２ニードル織機５００'にかけられる。ニードル織機５００'は織物４０'の各繊維４３'をフォームコア２０を貫通して散在させ、複数の各繊維４３'を突出させ導電織物４０に接触するようにする。第２ニードル織加工により、繊維織物４０'を多面型コア９０に連結させ、多面型コア９０'を形成する。
【００２５】
フォームコア２０の厚さが薄すぎる場合、例えば厚さ５ミリメートル未満の場合、ガスケット材１００は必要とされる堅固性、硬さ、あるいは剛性に欠ける場合がある。図４は、電磁ガスケット材１００の第３実施例を作製するニードル織工程の断面図である。非導電の硬化織物３０が導電繊維織物４０とフォームコア２０との間に重ねられ、多面型アセンブリ１５０を形成する。多面型アセンブリ１５０は、多面型アセンブリ１５０を加工するニードル織機５００にかけられる。ニードル織機５００は織物４０の各繊維４３を硬化織物３０を貫通して散在させ、複数の各繊維４３が底面２４から突出するようにする。ニードル織工程により、繊維織物４０は硬化織物３０およびフォームコア２０に連結あるいは結合され、多面型コア１９０を形成する。
【００２６】
硬化織物３０はバイコンポーネントポリエステルと通常のポリエステル繊維がそれぞれ約４対１（８０／２０）で混合されている非導電繊維の織物であることが好ましい。バイコンポーネントポリエステルは通常、華氏約２４０度〜２８０度の軟化点を有する。硬化織物３０を組入れることによって、硬化織物がさまざまな３次元の断面において熱成形するという特性を用いることができるという利点が得られ、より良好なシールド帯および入出力ガスケットが得られる。図５には様々な形状の例が示されているが、図示された形状のみに限定されていると解釈されるべきではない。各形状には、上述のフォームコア２０、硬化織物３０、導電繊維織物４０、およびフォームコア３０全体に貫通している複数の導電繊維４３が備えられている。
【００２７】
ガスケット材１００の導電性とシールド効果の両方を増進させるために、アルミニウム箔の層を導電繊維織物４０とフォームコア２０との間に挿入してもよい。硬化織物３０を単にアルミニウム箔層に置き換え、増強されたガスケット材１００を図示するのに図４を用いてもよい。残りのニードル織作業は同じである。尚、硬化織物３０とアルミニウム箔層を組合せたものを用いてもよい。その場合には、アルミニウム箔層は硬化織物３０に隣接することが好ましい。
【００２８】
図６Ａおよび６Ｂはニードル織機５００に用いられる針の２つの例を示したものの側面図である。図６Ａおよび６Ｂはニードルパンチ針５１０ａおよび５１０ｂを図示している。針５１０ａおよび５１０ｂは同一のクランク部５１２ａおよび５１２ｂと、シャンク部５１４ａおよび５１４ｂと、テーパ部５１６ａおよび５１６ｂと、棘部５１８ａおよび５１８ｂと、チゼルポイント部５２０ａおよび５２０ｂとを有する。針５１０ａの棘部５１８ａは５度の角度がつけられた複数の棘５１９ａを有する。針５１０ｂの棘部５１８ｂは２０度の角度がつけられた複数の棘５１９ｂを有する。棘につけられた角度が大きいほど、フォームコア２０を貫通して運針される繊維４３の数が大きくなる。針５１０ａおよび５１０ｂはフォスターニードルズ社で購入可能で、型は１５×１８×４０×３  ＣＢＡ  Ｆ５６−３Ｂ／ＣＰ  スペシャル６棘針である。針５１０ａおよび５１０ｂの特に重要な特徴は、該針が（ａ）フォームを裂くことなくフォームの断面に貫通することができること、（ｂ）フォームコア２０を貫通して各繊維４３を対向面へと運ぶことができることである。
【００２９】
本発明のもう一つの重要な特徴は、導電繊維、非導電繊維および低融点の繊維を混合した繊維を用いていることである。非導電、低融点の繊維は（上述の）バイコンポーネントポリエステルであり、華氏約２４０度〜２８０度の軟化点を有する。多面型コア９０および９０'は導電ガスケット材に必要な性質を有しているが、多面型コア９０および９０'の繊維は導電繊維くずを出しやすい。この導電繊維くずは、特に自由な導電繊維が電子回路に予期しない短絡を起こす場合がある電子機器においては不要なものである。このことを防ぐため、多面型コア９０および９０'には熱処理加工が施される。
【００３０】
図７にはこのような熱処理加工の例が示されている。熱形成工程７００には、ロール状の多面型コア９０および９０'と、熱室７２０と、冷却成形型７３０と、プラーベルト７４０と、切断機構７５０とが含まれている。多面型コア９０および９０'は巻かれた状態から広げられ、ローラ７１０上を通り、熱室７２０に供給される。熱室７２０は、多面型コア９０および９０'を通常華氏約２４０度〜２８０度である非導電、バイコンポーネントポリエステル繊維の軟化点まで熱する、テキスタイルカレンダのような熱ローラあるいは２つの熱ベルトを備える。この熱加工工程により、ガスケットの弾性力のある柔軟性を維持しつつ、導電繊維が所定の場所に固定され、導電繊維が移動あるいは損失するのを防ぐ。この結果、ＸおよびＹ軸のみならず、Ｚ軸においても、ガスケット全体が導電である多面型ＥＭＩガスケット材が形成される。
【００３１】
この時点で、ガスケット材１００は収納され、後に成形切断されてもよい。あるいは熱室７２０を通過した後に成形切断されてもよい。成形切断が熱成形工程７００の一部として行われる場合には、ガスケット材１００は冷却成形型７３０を通過する前に大気温度にまで冷却される。冷却成形型７３０は所定の型でガスケット材１００を打抜くあるいは切断し、ガスケット材１００はプラーベルト７４０を通り、成形切断されたガスケットが所定の長さに切断される切断機構７５０へと移動される。
【００３２】
本発明とその製造方法は、電気を伝導し、３軸（Ｘ−Ｙ−Ｚ）構造におけるＥＭＩシールドを供給する能力を有する柔軟な多孔性フォームの連続したシースを供給する。本発明は、非常に小さい表面積および非常に大きい表面積のためのダイカット入出力ガスケットと同様、非常に小さな幅および非常に大きな幅の帯状ガスケットの製造のための、基本的な導電ガスケット材である。尚、フォームにニードルパンチされる導電繊維の合成物は、用途によって異なる様々な繊維密度およびフォームの厚さに作製されてもよい。本発明の導電ガスケット材は、連続した帯状ガスケットを作製するためにそれぞれ帯状に切断されてもよい。さらに、上述のとおり、バイコンポーネントポリエステルで構成された硬化織物の層を使用することにより、様々な形状に熱成形されたガスケットを作製することが可能である。
【００３３】
図８はシート状の多面型ＥＭＩガスケット材の好ましい実施例の斜視図である。多面型ＥＭＩガスケット材２００は多面型ＥＭＩガスケット材１００に対しより優れた性能を供給する。特に、多面型ＥＭＩガスケット材２００は、繊維をより良好に緩やかに保持し、Ｘ，ＹおよびＺ軸における電気抵抗を減少させ、可燃性へのより優れた耐性と、より優れた耐摩耗性とを供給し、原材料のコストを下げ、圧縮力の条件を減らし、より良好な伸縮制御とより優れた耐久性を供給する。
【００３４】
多面型ＥＭＩガスケット材２００は、ポリマーフォームコア２２０と、フォームコア２２０の少なくとも一側面に導電繊維織物２４０の層と、強化織物２６０と、フォームコア２２０および強化織物２６０を貫通して散在された複数の導電繊維２４３とを有する。
【００３５】
導電繊維織物２４０は複数の導電および非導電繊維の混紡繊維である。導電繊維および非導電繊維は均一に混合され、上述のとおりカーディングマシンあるいはランダム化繊織機に供給される。混紡繊維に難燃性の繊維が混合されることによって、導電繊維織物２４０がさらに改良される。
【００３６】
導電繊維は通常、長さ１〜５インチの１〜１５デニールのナイロン短繊維に銀、銀／銅、あるいは銀／ニッケルが被覆され構成される。従来の導電繊維は約１８％の範囲の導電金属要素を有する。マイクロプロセッサの速度が４．０ギガヘルツのレベルに達すると、使用する用途において効率的なＥＭＩガスケットとして適切に機能するためには、シールドガスケットの導電性は非常に高くなることが可能でなければならない。すなわち、Ｘ，ＹおよびＺ電気抵抗は１０ミリオームのレベルにまで下がらなくてはならない。
【００３７】
従来の導電繊維（約１８％の金属含有量）が使用される場合、１０ミリオームのレベルの抵抗に達するために、ガスケットは初めの厚さの５０％以上圧縮される必要がある。このような高い圧縮条件は、組立工程においてＥＭＩガスケットの効果が再現可能であるかを不確かにする。本発明のＥＭＩガスケット材２００は金属含有量約２７％の導電繊維で構成されており、ＥＭＩガスケット材２００が２０％圧縮されただけで、１０ミリオームの範囲のＸ，ＹおよびＺ抵抗が提供可能である。このような低い圧縮条件により、コンピュータシステムの組立においてＥＭＩ保護がより再現可能にかつ安定したものとなる。
【００３８】
従来の混合繊維にニューヨーク州、アルバニーのスタイン社の非導電バイコンポーネントポリエステル繊維が含まれていたのに対し、フォス製造のＴ１１０バインダー繊維として入手可能なポリエチレンテレフタレートグリコール変性ポリエステル繊維（ＰＥＴＧ）を使用することにより、混合された繊維の保持力が増加する。ＰＥＴＧ繊維はバイコンポーネント繊維に比べ内容物の粘着力が高く、より高い耐摩耗性を有する。その粘着性の高い内容物により、繊維が繊維構造から抜け落ちる可能性が最小限となる。導電繊維織物２４０におけるＰＥＴＧ繊維の好ましい量は、約２０％のＰＥＴＧ繊維含有量である。この割合は多面型ＥＭＩガスケット材２００における十分なＸ，ＹおよびＺレベルの導電性を維持しつつ、混合された繊維全体的を保持するのに好ましい量であることが判明した。
【００３９】
多面型ＥＭＩガスケット材２００の可燃性に対する耐性をさらに向上させるべく、難燃性のカネカロン繊維が非導電繊維として混合繊維に加えられる。混合繊維に約１５％レベルの難燃性繊維を加えることによって、ＥＭＩガスケット材２００にＵＬ９４ＨＢ（水平燃焼）試験に対するより良好な耐性を提供する。ＥＭＩガスケット材２００の好ましい実施例は、導電繊維、粘着繊維および難燃繊維がそれぞれ６５：２０：１５の割合で混合された繊維である。ただし該混合比は最終製品に要される導電性およびシールド効果によって調整されてもよい。
【００４０】
小さな断面に切断されると、ＥＭＩガスケットは機械的安定性が減少される傾向にある。ＥＭＩガスケット材２００の伸縮を最小にし、機械的安定性を向上させるべく、強化織物２６０が含まれる。強化織物２６０を上記の硬化織物３０と混同してはならない。上述のとおり、硬化織物３０は約４:１（８０／２０）の低融点バイコンポーネントポリエステルと通常のポリエステルとが混合された非導電繊維の織物である。図５に図示されたような様々な３次元の形状が形成されるのは、硬化織物の熱成形特性によるものである。
【００４１】
強化織物２６０は、硬化織物３０の軟化点より高い軟化点を有する織物である。強化織物２６０も混合された導電繊維、粘着繊維および難燃繊維と共にニードルパンチにかけられる。硬化織物３０の形成特性に対し、強化織物２６０は機械的安定性を供給する。強化織物２６０として、ガラス繊維スクリーン織物、ポリエステルスパンボンド不織布、ワープニット織物などを含む、ただしこれに限定されない、様々な材料が使用されてもよい。ガラス繊維スクリーン織物は、ペンシルバニア州、ウルフマウンテンのニューヨークワイヤー社の製品番号１８１６０１１として入手可能である。ポリエステルスパンボンド不織布は、テネシー州、ナシュヴィルのＢＢＡファイバーウェブ社よりポリエステルスパンボンド織物として４３ｇ／ｍ2で入手可能である。ワープニット織物は、ノースカロライナ州、グリーンスボロのギルフォードテクニカルテキスタイル社より型番号３７８７９として入手可能である。
【００４２】
上述の難燃繊維の使用に加えて、強化繊維２６０は両側面を難燃ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）コーティングでコーティングされる。これにより、ＥＭＩガスケット２００の耐炎性が増加し、ＥＭＩガスケット２００にＵＬ９４ＶＯ垂直燃焼評価に近い評価が付与される。
【００４３】
図９はＥＭＩガスケット材２００のこのましい実施例を作製するニードル織工程の断面図である。導電繊維織物２４０がフォームコア２２０の一側面２２２に重ねられ、強化織物２６０がフォームコア２２０の反対側面２２４に重ねられる。多面型アセンブリ２５０は、多面型アセンブリ２５０にカーペットの製造に用いられるような加工を行うニードル織機５００にかけられる。ニードル織機５００は織物２４０の各繊維２４３を織物２４０からフォームコア２２０および強化織物２６０を貫通して散在させ、複数の各繊維２４３が底面２２５から突出するようにする。ニードル織工程により、繊維織物２４０および強化織物２６０をフォームコア２２０に連結あるいは結合させ、接着することなく多面型コア２９０を形成する。上述の実施例と同様に、ＥＭＩガスケット材２００は所定の位置に導電繊維を固着させる加熱加工にかけられる。
【００４４】
本発明の好ましい実施例がここに記載されているが、その記述は単に実例に過ぎない。各分野に精通した者には、ここに開示されている発明の更なる改良点が考えられるであろう。そのような改良点の全ては、添付の請求項によって定義された発明の範囲であると思われる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】多面型ＥＭＩガスケット材を示す本発明の拡大斜視図である。
【図２】部分的に形成されたシート状のＥＭＩガスケット材を示す、本発明の第１実施例の断面図である。
【図３】部分的に形成されたシート状のＥＭＩガスケット材を示す、本発明の第２実施例の断面図である。
【図４】フォームコアと導電繊維織物との間に加えられた強化織物を有する部分的に形成されたシート状のＥＭＩガスケット材を示す、本発明の第３実施例の断面図である。
【図５】本発明のガスケット材を用いて熱成形された種々の形状の断面図である。
【図６】図６Ａおよび６Ｂは本発明の多面型ＥＭＩガスケット材を形成するニードル織加工に用いられる針の側面図である。
【図７】本発明の最終的な多面型ＥＭＩガスケット材を作成する熱成形ラインの側面図である。
【図８】強化織物を有する多面型ＥＭＩガスケット材を示す、本発明の拡大斜視図である。
【図９】部分的に形成されたシート状のＥＭＩガスケット材を示す、本発明の好ましい実施例の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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