ПЛЕНОЧНЫЕ НИТИ ДЛЯ ЭКРАНИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК D01F1/10 H05K9/00 

Описание патента на изобретение RU2224829C1

Изобретение относится к новым высоконаполненным ферромагнетиками пленочным нитям для изготовления экранирующего материала, а также к способам получения пленочных нитей для изготовления материалов поглощающего типа (МПТ), уменьшающих отражение электромагнитного излучения (ЭМИ) от металлических и других высокопроводящих поверхностей в широком диапазоне частот, которые могут найти применение, в частности, в электро- и радиотехнике, микроэлектронике, где необходима защита от электромагнитного излучения или обеспечение электромагнитной совместимости электронных устройств.

Эффективность СВЧ-экранов поглощающего типа определяется двумя основными параметрами: шириной частотного диапазона и коэффициентом отражения (КО) при перпендикулярном падении электромагнитной волны на его плоскую поверхность, и весьма важно, чтобы этот параметр не превышал 10% по мощности (10 дБ) в определенном диапазоне. Другими важными характеристиками являются масса единицы площади МПТ и его толщина. В соответствии с этим изобретение может найти применение в тех случаях, когда при разработке и изготовлении МПТ решают задачи, связанные с расширением частотного диапазона, уменьшением КО, толщины и массы единицы поверхности МПТ, которые связаны с объемным содержанием наполнителя и ориентацией частиц относительно поверхности, поскольку способ позволяет получить материал, состоящий из высоконаполненных (до 60 об.%) пленочных низкопористых нитей с ориентированными частицами ферритов.

Известны синтетические филаментные нити круглого сечения или пленки, обладающие магнитными свойствами, для изготовления ферримагнитных материалов. Их получают методом прядения из расплава синтетических полимеров, содержащих порошкообразные ферримагнитные частицы диаметром от 0,002 до 70 мкм в концентрации от 0,1 до 50 мас.% [заявка ФРГ DE A1 4322371, опубл. 03.02.1994г. ] . При таком способе их формования необходимо, чтобы молекулярная масса полимера, а соответственно, и показатель текучести расплава матрицы композита, не превышали значений, необходимых для формования волокон при данной концентрации наполнителя в исходном композите. Показано, что предельные значения объемного содержания наполнителя в формируемых указанным способом нитях не превышает 50 вес.% (т.е. 30 об.%), что приводит к необходимости существенного повышения толщины МПТ. В описании данного способа не приведены диэлектрические и магнитные свойства получаемых нитей, однако, не имеется теоретических предпосылок для достижения высоких значений этих параметров в условиях данного способа.

Известны нити круглого сечения с высоким содержанием наполнителя, получаемые формованием из наполненных растворов термопластичных полимеров с повышенной или сверхвысокой молекулярной массой, в частности гель-формованием наполненного сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) [патент Швеции 9400735 А, опубликован 25.11.1996 г.]. В этом случае достигается повышение предела прочности при разрыве, который составляет 50-60% от прочности исходного полимера даже при объемном содержании наполнителя 35-45 об.%. Однако этому методу присущ и ряд недостатков. Так, при высокой концентрации полимера в исходной смеси относительно растворителя из-за высокой ее вязкости однородное распределение частиц наполнителя не достигается, что приводит к флуктуациям прочности нитей по длине. Кроме того, способ не позволяет получать нити с высокой степенью ориентации частиц относительно оси нити.

Наиболее близкими к заявляемым пленочным нитям и к заявленному способу их получения являются высоконаполненные ферромагнетиками филаментные нити круглого сечения с диаметром, превышающим в 20-30 раз средний диаметр частиц наполнителя. Способ их получения включает обработку наполнителя в ультразвуковом смесителе или шаровой мельнице в присутствии полимера с последующей вытяжкой волокон через фильеру из дисперсии, содержащей раствор или гель полимера, таким образом, что диаметр полученного волокна в 20-30 раз превышает средний диаметр частиц наполнителя [патент США, US 5726106, опубликован 10.03.1998 г.]. Основными недостатками этого способа являются низкая степень наполнения из-за того, что при высокой концентрации полимера в исходной смеси относительно растворителя высокая вязкость препятствует однородному распределению частиц наполнителя, что приводит также и к неоднородности прочности нитей по длине, а понижение концентрации полимера относительно растворителя в формовочной смеси приводит к неустойчивости режима формования из-за седиментации частиц наполнителя и, как следствие, к неоднородностям нити по ее длине.

Учитывая отмеченные выше недостатки, задачи настоящего изобретения - создание новых пленочных нитей для экранирующего материала с новыми характеристиками, отличающихся пониженной пористостью и высокой магнитной текстурой с высоким содержанием и степенью ориентации частиц ферромагнитных наполнителей, причем нить должна обладать прочностью, достаточной для изготовления МПТ.

Задачей является также разработка нового способа получения пленочных нитей для МПТ, который позволил бы достичь однородного распределения наполнителя в нити и стабильности процесса ее формования.

Поставленная задача решается тем, что созданы пленочные нити для экранирующего материала, состоящие из термопластичного полимера - полиэтилена или поливинилового спирта, наполненного до 60 об.% ферри- или ферромагнетиками, ориентированными относительно плоскости нити, имеющие степень магнитной текстуры не менее 20%, толщиной, превышающей по крайней мере в два раза размер частиц наполнителя, и пористостью менее 30%. В качестве наполнителя могут содержать одноосный гексаферрит, частицы которого имеют форму анизометрических параллелепипедов или чешуек. Пленочные нити могут быть использованы как составная часть экранирующего материала, выполненного в виде тканевой структуры рогожечного или полотняного переплетения. Они в качестве наполнителя могут содержать смесь двух или трех гексаферритов с различными, но близкими значениями частоты естественного ферромагнитного резонанса. Пленочные нити могут также входить в состав многослойного экранирующего материала тканевой структуры поглощающего типа с противоположным или ортогональным направлением осей легкого намагничивания в соседних слоях.

Поставленная задача решается также тем, что разработан способ получения пленочных нитей для экранирующего материала, заключающийся в том, что сначала из термопластичного полимера, содержащего ферри- или ферромагнитный наполнитель, формуют нить круглого сечения экструзией через фильеру, затем полученную нить прокатывают между диавальцами при температуре ниже температуры плавления полимера до толщины пленочной нити, превышающей по крайней мере в два раза размер частиц наполнителя. Исходная смесь для формования может быть получена различными путями: в процессе полимеризации мономера в присутствии наполнителя, смешением полимера и наполнителя в виде порошков или в виде дисперсии наполнителя в расплаве или растворе полимера. Раствор полимера предпочтительно использовать концентрацией 8-10 мас.%. Нить круглого сечения может быть сформована со степенью фильерной вытяжки от 1 до 3. Сформованную нить круглого сечения перед и/или после прокатки можно подвергать термовытяжке до кратности от 2 до 5. Полученную пленочную нить также можно подвергать дополнительной прокатке при температуре ниже температуры плавления полимера. В качестве термопластичного полимера можно использовать полиэтилен, а в качестве растворителя - высококипящий растворитель из ряда: декалин, минеральное масло, тетралин, ксилол. Предпочтительно использовать сверхвысокомолекулярный полиэтилен, в частности, с молекулярной массой Mw≥1,5•106. В качестве полимера можно использовать поливиниловый спирт, а в качестве растворителя - диметилсульфоксид или его водный раствор. Дисперсию наполнителя в водном растворе диметилсульфоксида можно предварительно обработать ультразвуком. После формования нити круглого сечения удаляют растворитель методом сушки или инклюдированием легкокипящим растворителем с последующей сушкой. В качестве наполнителя предпочтительно использовать одноосные гексаферриты, частицы которого имеют форму анизометрического параллелепипеда или чешуек.

Полученные нити предназначены для переработки в экранирующие материалы поглощающего типа в виде ткани рогожечного или полотняного переплетения. В качестве нити для ткани можно использовать также нити, содержащие в качестве наполнителя смесь двух или трех ферритов, имеющих различные, но близкие значения частоты естественного магнитного резонанса. Переработку в экранирующие материалы можно осуществить, укладывая ткань слоями с получением многослойного экранирующего материала тканевой структуры поглощающего типа с противоположным или ортогональным направлением осей легкого намагничивания в соседних слоях.

Технический результат заключается в том, что пленочные нити в объеме заявленной совокупности признаков благодаря ориентации частиц наполнителя, высокой степени магнитной текстуры и пониженной пористости обладают улучшенными магнитными свойствами. Получаемые нити пригодны для создания нового поколения материалов поглощающего типа, обладающих повышенной эффективностью защиты и обеспечивающих электромагнитную совместимость электронных устройств.

Технический результат заключается также в том, что заявленный способ получения нитей для экранирующих материалов позволяет получить нити новой структуры, новой формы поперечного сечения и с новыми свойствами. Кроме того, способ позволяет получить нити с однородным распределением наполнителя формованием из дисперсии наполнителя не только в растворе, но и расплаве полимера, а также обеспечить стабильность процесса формования.

В отличие от известных нитей для экранирующих материалов, заявленные нити не имеют круглого сечения, являются пленочными, имеют высокую степень магнитной текстуры (не менее 20%), их толщина по крайней мере в 2 раза превышает размер частиц наполнителя, их пористость не превышает 30%. За счет новых характеристик заявленных нитей достигается новый технический результат.

В отличие от известных способов исходная смесь для формования может быть получена различными путями: в процессе полимеризации мономера в присутствии наполнителя, смешением полимера и наполнителя в виде порошков или в виде дисперсии наполнителя в расплаве или растворе полимера. Сочетание высокой вязкости прядильной композиции и использования наполнителя с анизометричной формой частиц позволяет получить высоконаполненную нить круглого сечения с определенным уровнем магнитной текстуры. В отличие от известных способов высоконаполненную термопластичную нить круглого сечения затем подвергают по крайней мере один раз, вальцеванию при температуре ниже температуры плавления полимерной матрицы, при этом получают тонкую пленочную нить пониженной пористости (не более 30%) с ориентированными частицами наполнителя и с заданной степенью магнитной текстуры.

В случае использования для формования полимера с более низкой, чем у СВМПЭ, молекулярной массой вязкость раствора, пригодную для равномерного распределения наполнителя в прядильной композиции получают при более высокой концентрации полимера относительно растворителя.

Из высоконаполненных магнитотекстурированных пленочных нитей с различными типами и содержанием наполнителей изготавливают ткани или экранирующие материалы поглощающего типа.

Заявленным изобретением достигается преодоление общих недостатков высоконаполненных, в том числе магнитными наполнителями, нитей, получаемых через расплав или разбавленные растворы, мокрым способом, как с последующим использованием осадителя, так и через гель-технологии, какими является их высокая пористость, возникающая за счет воздействия осадителя и при гелеобразовании, которая сохраняется и при последующей сушке высоконаполненных нитей. Пористость снижает объемное содержание наполнителя, что влияет на значения диэлектрической и магнитной проницаемости материала и является источником возникновения неоднородных размагничивающих полей, которые приводят к разбросу резонансных частот в разных точках материала и расширению резонансной кривой (увеличению внерезонансных потерь и значительному снижению магнитных потерь в области резонанса). Размагничивающее влияние пор особенно сильно сказывается при получении нитей, наполненных анизотропными частицами ферритов гексагональной структуры. Одним из путей увеличения эффективности ферритового порошка, введенного в полимерную матрицу, является формование текстурированных материалов, у которых частицы феррита ориентированы заданным образом относительно некоторой системы координат, что и достигается согласно заявленному изобретению и подтверждено зависимостями, приведенными на фиг. 1-3. Магнитный порядок обычно характеризуется степенью текстуры (φ) которая равна 0 для изотропного образца и 100% для полностью ориентированного.

Степень текстуры образцов в приведенных примерах рассчитывают из данных рентгеновской дифракции, используя известный метод Лотгеринга [Lotgering F. K. J. Inorg. Nucl. Chem., 1959, v.9, р.113]. Пористость нитей определяют методом ртутной порометрии.

Перечень таблиц и иллюстраций
В таблице приведены диэлектрические (ε′,ε″) и магнитные (μ′,μ″) свойства нитей, полученных согласно примерам 1-4.

На фиг. 1 приведены частотные зависимости действительной μ′ и мнимой μ″ частей магнитной проницаемости круглых нитей, полученных по сравнительным примерам к примеру 2 и пленочной нити по примеру 2: 1 - нить круглого сечения с фильерной вытяжкой, равной 1; φ=7%; 2 - нить круглого сечения с фильерной вытяжкой, равной 3, φ=20%, 3 - пленочная нить, полученная прокаткой нити круглого сечения с фильерной вытяжкой, равной 3, φ=44%.

На фиг. 2 приведены частотные зависимости коэффициента отражения тканей с различной толщиной d на основе нитей с различной степенью магнитной текстуры φ, полученных по примеру 8 и сравнительным примерам к примеру 8: 1 - ткань из пленочной нити, φ=22%, d=550 мкм; 2 - ткань из пленочной нити, φ= 22%, d=540 мкм; 3 - ткань из пленочной нити, φ=22%, d=590 мкм; 4 - ткань из нити круглого сечения (до прокатки), φ=7%, d=600 мкм; 5 - ткань из нити круглого сечения (до прокатки), φ=10%, d=670 мкм.

На фиг. 3 приведена частотная зависимость коэффициента отражения двухслойной тканевой структуры поглощающего типа, полученной по примеру 10 с противоположным направлением намагниченности в слоях.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Порошок ПЭ с Mw=l,5•105 тщательно перемешивают с дисперсным порошком одноосного гексаферрита с частицами в форме параллелепипедов (длина 100 мкм, высота 10 мкм). Содержание наполнителя в смеси 24 об.%. Высоконаполненную нить круглого сечения формуют с помощью шнекового экструдера через фильеру. Фильерная вытяжка равна 1. Полученную круглую нить прокатывают через цилиндрические ролики при температуре Т=125oС. Получают пленочную нить со степенью магнитной текстуры 20%, толщиной 320 мкм, что в 3,2 раза превышает размер частиц наполнителя, прочностью 12,1 кг/мм2, разрывное удлинение 20%. Диэлектрическая и магнитная проницаемость приведены в таблице.

Сравнительный пример к примеру 1. В условиях примера 1 формуют круглую нить, которую в дальнейшем не прокатывают через цилиндрические ролики. Круглая нить имеет диаметр 1 мм, разрывная прочность нити 7,1 кг/мм2, разрывное удлинение 30%, пористость 26% и степень магнитной текстуры 8%.

Пример 2. Из дисперсии, полученной из раствора СВМПЭ (Mw=2•106) в декалине (10 мас.%) и порошка гексаферрита с частицами плотностью 5,2 г/см3 в форме параллелепипедов в количестве 60% по отношению к объему полимера, формуют через поршневой экструдер нить при 138oС, затем удаляют декалин инклюдированием гексаном с последующей сушкой, в результате чего получают наполненную ферритом круглую нить, которую прокатывают через цилиндрические ролики при температуре Т=115oС. Толщина полученной пленочной нити 400 мкм, что в 4 раза превышает размер частиц наполнителя, разрывная прочность не менее 2 кг/мм2, разрывное удлинение 100%, пористость ниже 20% и магнитная текстура 30% с осью легкого намагничивания, перпендикулярной плоскости пленки. Диэлектрическая и магнитная проницаемость представлены в таблице.

Сравнительные примеры к примеру 2. Круглые нити получают в условиях примера 2, но с различной степенью фильерной вытяжки (1 или 3 соответственно), которые в дальнейшем не прокатывают через цилиндрические ролики. Полученные нити имеет суммарный объем пор 60%, прочность 1,7 кг/мм2, относительное удлинение при разрыве 350% и степень магнитной текстуры 7 или 10% соответственно.

Пример 3. Пленочные нити из СВМПЭ получают по способу примера 2, но с другим наполнителем - планарным гексаферритом с частицами в виде гексагональных чешуек размером 100 х 10 мкм. Нить дополнительно после прокатки подвергают термовытяжке при 130oС до кратности 2,25. Разрывная прочность нити 7 кг/мм2, разрывное удлинение 20%, степень магнитной текстуры 20% с осью легкого намагничивания, параллельной плоскости пленки. Диэлектрическая и магнитная проницаемость представлены в таблице.

Пример 4. В раствор ПВС (Mw=2,05•105) в смеси диметилсульфоксида и воды (15 мас.%) вводят предварительно обработанную ультразвуком дисперсию планарного гексаферрита с частицами в виде гексагональных чешуек размером 100 х 10 мкм в количестве к ПВС 60 об.% в водном растворе диметилсульфоксида. Формуют нить через фильеру, как в примере 2, при температуре 140oС. Растворитель удаляют сушкой при комнатной температуре. Получают круглую нить, которую прокатывают через цилиндрические ролики при температуре Т=115oС, контролируя скорость и величину прокатки (зазор между роликами). Получают пленочную нить толщиной 200 мкм, что в 2 раза превышает размер частиц наполнителя, прочностью не менее 0,5 кг/мм2, пористостью ниже 10% и магнитной текстурой не ниже 50%, с осью легкой намагниченности, параллельной плоскости пленочной нити. Электродинамические свойства полученной пленочной нити представлены в таблице.

Пример 5. Пленочные нити из ПВС получают в условиях примера 4, но в отличие от него дисперсия ферромагнитного наполнителя в водном растворе диметилсульфоксида не подвергается обработке ультразвуком. Получают пленочную нить толщиной 300 мкм, что в 3 раза превышает размер частиц наполнителя, прочностью не менее 0,3 кг/мм2, пористостью 30% и магнитной текстурой 35%.

Пример 6. Пленочные нити из СВМПЭ получают по способу примера 2, но вместо наполнителя с частицами в форме параллелепипедов используют наполнитель с частицами в виде гексагональных чешуек размером 100х10 мкм в количестве 60% по отношению к объему полимера. Полученная пленочная нить имеет толщину 400 мкм, что в 4 раза превышает размер частиц наполнителя, пористость не более 20%, предельную прочность при разрыве не менее 2 кг/мм2, относительное удлинение при разрыве не менее 100% и степень магнитной текстуры не менее 30%, причем ось легкого намагничивания совпадает с плоскостью волокна.

Пример 7. Полученную в примере 6 пленочную нить подвергают вторичной прокатке в тех же условиях, благодаря чему получают наполненную нить толщиной 200 мкм, что в 2 раза превышает размер частиц наполнителя. Физико-механические характеристики при этом сохраняются на указанном выше уровне, однако степень магнитной текстуры повышается до 40-50%.

Пример 8. Из пленочных нитей, полученных по способам, приведенным в примерах 2 и 3, с осями легкой намагниченности, параллельными или перпендикулярными плоскости пленки, в зависимости от типа наполнителя, изготавливают ткани полотняного переплетения. Частотная зависимость коэффициента отражения для тканых образцов различной толщины d со степенью магнитной текстуры 22% представлена на фиг. 2.

Сравнительные примеры к примеру 8. Из нитей круглого сечения, полученных по сравнительным примерам к примеру 2, изготавливают ткань полотняного переплетения. Частотные зависимости коэффициента отражения для тканых образцов со степенью магнитной текстуры 7 и 10% представлены на фиг. 2.

Пример 9. Образцы тканей из пленочных нитей, наполненных одноосными гексаферритами с частотами естественного магнитного резонанса (fЕФМР) в диапазоне 18-40 ГГц, используют для изготовления трех- или четырехслойных экранирующих материалов тканевой структуры поглощающего типа. В соседних слоях оси легкого намагничивания противоположны. Коэффициент отражения таких экранов ниже 10%.

Пример 10. Образцы тканей из пленочных нитей с осью легкого намагничивания, перпендикулярной плоскости нити, используют для изготовления двухслойных экранирующих материалов тканевой структуры поглощающего типа. В соседних слоях оси легкого намагничивания противоположны. Толщина структуры 1,5 мм. Частотная зависимость коэффициента отражения представлена на фиг. 3.

Из приведенных примеров и иллюстративного материала следует, что заявленные пленочные нити, полученные согласно заявленному способу, обладают высокой степенью ориентации частиц наполнителя, повышенной степенью магнитной текстуры, высокими магнитной проницаемостью и потерями, пониженной пористостью и высокой прочностью, что позволяет изготавливать из них экранирующие материалы тканевой структуры, имеющие низкий коэффициент отражения электромагнитного излучения при малой толщине и весе единицы площади. Это подтверждает достижение заявленного технического результата.

Похожие патенты RU2224829C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 1991
  • Гей Герард Де Ягер[Nl]
RU2094229C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО РАДИОПОГЛОЩАЮЩЕГО МАТЕРИАЛА И РАДИОПОГЛОЩАЮЩИЙ МАТЕРИАЛ, ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ 2010
  • Сусляев Валентин Иванович
  • Найден Евгений Петрович
  • Коровин Евгений Юрьевич
  • Журавлев Виктор Алексеевич
  • Итин Воля Исаевич
  • Минин Роман Владимирович
RU2423761C1
ГЕРМЕТИЗИРУЮЩАЯ ЛЕНТА И ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ ЕЕ ТЕКСТИЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ 2006
  • Садато Хироки
  • Акимори Дзунити
RU2388857C2
Способ изготовления анизотропного гексаферрита бария 2022
  • Щербаков Сергей Владиленович
  • Налогин Алексей Григорьевич
  • Алексеев Альберт Александрович
  • Исаев Игорь Магомедович
  • Труханов Алексей Валентинович
  • Камардин Игорь Николаевич
  • Миронович Андрей Юрьевич
  • Тимофеев Андрей Владимирович
  • Шакирзянов Рафаэль Иосифович
  • Скорлупин Георгий Александрович
  • Костишин Владимир Григорьевич
RU2791957C1
Способ получения пленок феррита 2022
  • Миронович Андрей Юрьевич
  • Исаев Игорь Магомедович
  • Костишин Владимир Григорьевич
  • Тимофеев Андрей Владимирович
  • Шакирзянов Рафаэль Иосифович
  • Коровушкин Владимир Васильевич
  • Щербаков Сергей Владиленович
  • Налогин Алексей Григорьевич
  • Алексеев Альберт Александрович
RU2790266C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ КОМПОЗИЦИЙ С ЭЛЕМЕНТАМИ АРМИРОВАНИЯ И/ИЛИ ТЕРМОЭЛЕМЕНТАМИ 2003
  • Родько И.В.
RU2254237C2
ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ 2011
  • Алексеев Александр Гаврилович
  • Алексеев Станислав Александрович
  • Белов Вячеслав Александрович
  • Векшин Владимир Алексеевич
  • Козырев Сергей Васильевич
  • Павлов Геннадий Дмитриевич
  • Корнев Анатолий Ефимович
  • Филатов Юрий Николаевич
RU2470967C2
КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭКРАНИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2003
  • Горшенев В.Н.
  • Бибиков С.Б.
  • Куликовский Э.И.
  • Новиков Ю.Н.
RU2243980C1
СВЕРХТОНКАЯ КОМПЛЕКСНАЯ НИТЬ, СОДЕРЖАЩАЯ ДЕЗОДОРИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО, И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2009
  • Охта Масами
  • Морисима Казухиро
RU2500841C2
КАРКАС ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЫ С ВОЗДУХОНЕПРОНИЦАЕМОЙ СИСТЕМОЙ, СОДЕРЖАЩЕЙ СТАБИЛИЗИРУЮЩУЮ ТКАНЬ 2014
  • Пэшэк Джохан
  • Дьютшэвер Ивэс
  • Кэттоё Фрэнк
  • Эль-Мажид Инэс
  • Нэр Сужис
  • Путиллат Падмакумар
  • Юллал Пурушатама К.
RU2607341C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 224 829 C1

Реферат патента 2004 года ПЛЕНОЧНЫЕ НИТИ ДЛЯ ЭКРАНИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к технологии получения экранирующих материалов, включающих пленочные нити; указанные нити выполнены из термопластичного полимера, наполненного ферри- или ферромагнетиками, и имеют степень магнитной текстуры не менее 20%, толщину, превышающую по крайней мере в 2 раза размер частиц наполнителя, и пористость менее 30%. Способ получения нитей заключается в формовании нити круглого сечения из смеси ферромагнитного наполнителя с термопластичным полимером экструзией через фильеру. Полученную нить прокатывают между диавальцами при температуре ниже температуры плавления полимера до толщины пленочной нити, превышающей, по крайней мере, в 2 раза размер частиц наполнителя. Смесь для формования используют в виде дисперсии наполнителя в расплаве или растворе полимера, например сверхвысокомолекулярного полиэтилена или поливинилового спирта. Наполнителем могут быть одноосные гексаферриты, частицы которых имеют форму анизометрических параллелепипедов или чешуек. Пленочную нить дополнительно можно перерабатывать обычными приемами с получением экранирующего материала в виде ткани или многослойного материала тканевой структуры. Изобретение позволяет повысить эффективность защиты от электромагнитного излучения и обеспечить электромагнитную совместимость электронных устройств. 2 с. и 18 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Формула изобретения RU 2 224 829 C1

1. Пленочные нити для экранирующего материала, состоящие из термопластичного полимера - полиэтилена или поливинилового спирта, наполненного до 60 об.% ферри- или ферромагнетиками, ориентированными относительно плоскости нити, имеющие степень магнитной текстуры не менее 20%, толщиной, превышающей по крайней мере в два раза размер частиц наполнителя, и пористостью менее 30%.2. Пленочные нити по п.1, характеризующиеся тем, что они наполнены частицами одноосного гексаферрита, имеющими форму анизометрических параллелепипедов или чешуек.3. Пленочные нити по п.1 или 2, характеризующиеся тем, что они являются составной частью экранирующего материала, выполненного в виде ткани рогожечного или полотняного переплетения.4. Пленочные нити по п.3, характеризующиеся тем, что они наполнены смесью двух или трех гексаферритов, имеющих различные, но близкие значения частоты естественного ферромагнитного резонанса.5. Пленочные нити по любому из предшествующих пунктов, характеризующиеся тем, что они являются составной частью многослойного экранирующего материала тканевой структуры поглощающего типа с противоположным или ортогональным направлением осей легкого намагничивания в соседних слоях.6. Способ получения пленочных нитей для экранирующего материала по пп.1-5, заключающийся в том, что сначала из термопластичного полимера, содержащего ферри- или ферромагнитный наполнитель, формуют нить круглого сечения экструзией через фильеру, затем полученную нить прокатывают между диавальцами при температуре ниже температуры плавления полимера до толщины пленочной нити, превышающей, по крайней мере, в два раза размер частиц наполнителя.7. Способ по п.6, заключающийся в том, что нить круглого сечения формуют из дисперсии наполнителя в расплаве полимера.8. Способ по п.6, заключающийся в том, что нить круглого сечения формуют из дисперсии наполнителя в растворе полимера.9. Способ по п.8, заключающийся в том, что растворитель после формования нити удаляют методом сушки или инклюдирования легкокипящим растворителем.10. Способ по любому из пп.6-9, заключающийся в том, что нить круглого сечения формуют со степенью фильерной вытяжки от 1 до 3.11. Способ по любому из пп.6-10, заключающийся в том, что сформованную нить круглого сечения перед и/или после прокатки подвергают термовытяжке до кратности от 2 до 5.12. Способ по любому из пп.6-11, заключающийся в том, что полученную пленочную нить дополнительно подвергают прокатке при температуре ниже температуры плавления полимера.13. Способ по любому из пп.6, 8-12, заключающийся в том, что в качестве термопластичного полимера используют полиэтилен, а в качестве растворителя используют высококипящий растворитель из ряда: декалин, минеральное масло, тетралин, ксилол.14. Способ по п.13, заключающийся в том, что полиэтилен является сверхвысокомолекулярным, с молекулярной массой Мw ≥ 1,5·106.15. Способ по любому из пп.6, 8-12, заключающийся в том, что в качестве полимера используют поливиниловый спирт, а в качестве растворителя используют диметилсульфоксид или его водный раствор.16. Способ по п.15, заключающийся в том, что дисперсию наполнителя в водном растворе диметилсульфоксида предварительно обрабатывают ультразвуком.17. Способ по любому из пп.6-16, заключающийся в том, что в качестве наполнителя используют одноосные гексаферриты, частицы которого имеют форму анизометричного параллелепипеда или чешуек.18. Способ по любому из пп.6-17, отличающийся тем, что полученные нити предназначены для переработки в экранирующие материалы поглощающего типа в виде ткани рогожечного или полотняного переплетения.19. Способ по п.18, отличающийся тем, что ткань выполнена из нитей, содержащих в качестве наполнителя смесь двух или трех ферритов, имеющих различные, но близкие значения частоты естественного магнитного резонанса.20. Способ по п.19, отличающийся тем, что полученные нити предназначены для переработки в экранирующие материалы из слоев ткани с противоположным или ортогональным направлением осей легкого намагничивания в соседних слоях.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2224829C1

US 5726106 А, 10.03.1998
0
SU162564A1
Дерматом 1946
  • Колокольцев И.В.
SU70709A1
ВОЛОКНА, СОДЕРЖАЩИЕ ЧАСТИЦЫ 1997
  • Туоминен Олли
  • Турунен Олли Т.
  • Хинриксен Элисабет
  • Петерсен Курт
RU2169216C2
МАГНИТНЫЙ ЭКРАН 1997
  • Кривошеев Валерий Николаевич
  • Купченко Эрист Васильевич
RU2121721C1
ТРИКОТАЖНО-ПЛЕНОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТЕПЛИЦ 1993
  • Викторов В.Н.
  • Данилов Б.Д.
  • Наумов С.Н.
  • Аннушкин А.И.
  • Куликова Л.В.
  • Неверов Ю.А.
  • Смирнов А.К.
  • Беликов Ю.М.
  • Лисина М.А.
  • Матюхина Ю.И.
  • Шворак М.А.
RU2051230C1

RU 2 224 829 C1

Авторы

Дьячков А.Н.

Митченко Ю.И.

Озерин А.Н.

Пономаренко А.Т.

Руднева Л.Д.

Шевченко В.Г.

Даты

2004-02-27Публикация

2002-08-06Подача