Gummimagneter: Egenskaber, typer og vigtige anvendelser

Hvad en gummi-magnet faktisk er

En skilthandel i Gdansk skiftede fra klæbende vinyl til magnetplade til køretøjspaneler, efter at en kunde havde klaget over malingsskader på en lejet vogn. Butikken opbevar nu gummimagnet-ruller i to tykkelsesvariationer og skærer paneler til bestilling. Materialet er ikke en massiv magnet på samme måde som en køleskabssouvenir: Det består af strontium- eller bariumferrit-pulver fordelt i en nitril- eller PVC-binder, som derefter er fremstillet ved kalander- eller ekstrusionsprocessen til pladeform. Da ferrit er den magnetiske fase og polymeren kun fungerer som bærer, forbliver gummimagneten fleksibel og modstandsdygtig mod korrosion, mens den samtidig udøver langt mindre kraft pr. rumfang end en sinteret neodymium-blok. Netop denne kombination gør gummimagneten velegnet til skilte frem for løfteformål. Forståelsen af denne struktur forklarer, hvorfor gummimagneten adfærer sig så vidt forskelligt fra en stiv sinteret blok.

En skilthandel i Gdansk

Vagnspaneler, pladser og midlertidig detailhandelsbeskyltning fremstilles alle fra de samme to ruller. Butikkens regel er simpel: tyndt materiale til flade, rene, malet stålflader ved lav hastighed; tykkere anisotropt materiale til alt, der udsættes for vindlast eller buede paneler. Den ene beslutning eliminerede de fleste genkaldelsesarbejder, fordi en gummimagnet, der er for tynd til opgaven, løfter sig først ved den forreste kant – og når den først løfter sig, er den væk. Alle gummimagnetpaneler, som butikken skærer, er nu tilpasset en overflade og en belastning i stedet for en pris.

Hvor fleksibelt magnetmateriale svigter

Fire fejltyper står for de fleste klager. Arket løfter sig i et hjørne, fordi den malet overflade ikke er plan. Printet blæker, fordi gummimagneten ikke har en UV-stabil topbelægning, og en gummimagnet med en ubelægget overflade bliver også kridtet under UV-påvirkning, hvilket vises som hvidt pulver på printet. Arket stivner og krøller i koldt vejr, fordi bindemidlet aldrig blev specificeret til temperaturområdet. Og panelet glider nedad på en lodret flade, fordi holdkraften ikke blev tilpasset belastningen – en fejl, som en tykkere gummimagnet forebygger billigst.

Egenskaber og de to primære typer

Isotrope og anisotrope sammenlignet

En isotropisk gummimagnet har ferritpartikler, der er orienteret tilfældigt under kalanderprocessen, hvilket giver moderate og ens egenskaber i alle retninger på pladen. En anisotropisk gummimagnet har partikler, der er justeret ved hjælp af et magnetfelt under fremstillingen, hvilket fordobler den magnetiske ydelse i den justerede retning. Valget mellem en isotropisk og en anisotropisk gummimagnet er den enkelte vigtigste specifikationsbeslutning. Kompromiset drejer sig om pris og stivhed: Anisotropisk materiale er dyrere og buer lidt mindre, men det fastholdes langt bedre på krumme eller vibrerende paneler, og de fleste købere, der opgraderer fra en isotropisk til en anisotropisk gummimagnet, skifter ikke tilbage.

Tykkelse, trækraft og temperaturgrænser

Holdingkraften skalerer med kontaktareal og tykkelse, så en 1,5 mm tyk gummimagnetplade holder flere gange så meget som en 0,4 mm tyk plade over samme areal. Typisk isotrop lagermateriale leverer ca. 20–40 gram pr. kvadratcentimeter, mens anisotrop materiale opnår 60–90. En tynd gummimagnet på en ru overflade mister kontaktareal, og det er netop kontaktarealet, der faktisk holder. Temperatur har betydning i begge retninger: Ferrit mister et par procent af sin ydelse pr. 10 °C stigning, og de fleste bindemidler bliver stive under ca. minus 20 °C og bløde over ca. 80 °C, så en gummimagnet til en kølelagersdør kræver et andet bindemiddel end én, der monteres på en udleveringsvogn.

Standarder og testmetoder

IEC, vejrmodstands- og materialeoverholdelseskrav

Magnetiske egenskaber for permanente magnetmaterialer måles i henhold til IEC 60404-serien, som definerer, hvordan remanens, koercitiv kraft og energiprodukt testes; at anmode om værdier målt på denne måde gør tilbud sammenlignelige, og ingen gummi-magnet bør købes udelukkende ud fra en trækstyrkeværdi. Partitestrapporter for en gummi-magnet skal angive remanens og koercitiv kraft i stedet for én enkelt trækværdi. Nedbrydning af polymerbinderen vurderes i henhold til ISO 4892 og ASTM G154 for accelereret UV-belysning, hvilket er den rigtige test for udendørs skiltning. REACH og RoHS dækker plastificeringsmidler og tungmetaller i binderen og den trykte lag, EN 71-3 gælder, hvor børn kan komme i kontakt med produktet, og ISO 9001 dækker produktionens konsekvens.

Valg, udsætning og opbevaring af lager

Sådan specificeres en gummi-magnet

Start med overfladen: flad malet stål, buet panel eller rustfrit stål. Test med en almindelig magnet, da austenitisk rustfrit stål slet ikke kan holde en gummimagnet. Derefter fastsæt belastningen: papir og karton kræver kun lidt kraft, mens et trykt panel i vind kræver anisotrop materiale. Spørg, om gummimagneten har en printbar topbelægning, da trykning direkte på råt materiale sjældent holder udendørs. Angiv tykkelse, kvalitet, topbelægning og temperaturområde samlet, fordi en gummimagnet er et system af binder, ferrit og belægning snarere end ét enkelt tal.

Udskæring, montering og pleje

Skær med en skarp kniv eller en guillotine i stedet for saks, da saks presser og afblæser kanten på en gummimagnet. Anvend på en ren, tør og fettfri overflade, og rul fra midten udad for at presse luften ud. Opbevar ruller fladt og understøttet – aldrig hængende ved én kant – da en gummimagnet kryber under sin egen vægt over tid; en gummimagnet, der har krøllet sig under opbevaring, kan ofte flades ud under et vægtet bræt i et døgn. Trykning på materialet er en specifikation i sig selv. Silketryk, løsningsmiddelbaseret inkjet og UV-hærdende inkjet binder hver især forskelligt til topcoaten, så en gummimagnet trykt med det forkerte inksystem vil sprække, når arket bøjes under anvendelse. U&U Magnetic Technology leverer gummimagnet-ark og -ruller i overensstemmelse med ISO 9001 samt med REACH- og RoHS-dokumentation, i isotrope og anisotrope kvaliteter.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er en gummimagnet lavet af?

En gummimagnet er strontium- eller bariumferritpulver, der er fordelt i en nitril- eller PVC-binder, og derefter kalanderet eller ekstruderet til et fleksibelt ark eller bånd. Ferritten leverer det magnetiske felt, mens polymeren giver fleksibilitet og korrosionsbestandighed. Da størstedelen af volumenet udgøres af binderen, er en gummimagnet langt svagere pr. volumenenhed end en sinteret neodymiummagnet.

Hvad er forskellen mellem isotrope og anisotrope kvaliteter?

En isotrop gummimagnet har tilfældigt orienterede ferritpartikler og jævne, moderate egenskaber på tværs af arket. En anisotrop gummimagnet har partikler, der er justeret under fremstillingen, hvilket cirka fordobler ydelsen i én retning. Anisotrop lager er dyrere og lidt mere stift, men det er den rigtige valgmulighed til buede paneler, køretøjsskilt og alt, der udsættes for vibration.

Hvor meget vægt kan en gummimagnet bære?

Typisk isotropisk materiale har en fastholdelseskraft på ca. 20–40 gram pr. kvadratcentimeter ved fuld, flad kontakt på ren stålflade; anisotropisk materiale opnår 60–90 gram. Disse tal forudsætter fuld, flad kontakt på ren stålflade. Enhver luftspalte, kurve, snavs eller malingstekstur reducerer fastholdelseskraften markant, så en gummimagnet bør altid specificeres med en sikkerhedsmargin over den faktiske belastning.

Kan en gummimagnet bruges udendørs?

Ja – men kun med den rigtige specifikation. UV-stråling får en ubeskyttet gummimagnet til at blive kridtet og får tryk at falme, så vælg UV-stabil materiale med et udskrivbart top-lag. Udsættelse for vejrforhold testes i henhold til ISO 4892 og ASTM G154. Skilt til køretøjer kræver også tilstrækkelig fastholdelseskraft til kørselshastighed – hvilket normalt betyder anisotropisk materiale med en tykkelse på 0,75 mm eller mere.

Påvirker temperatur en gummimagnet?

Ja, i begge retninger. Ferrit mister et par procent af udgangseffekten pr. 10 °C stigning, og polymerbinderen bliver stivere under ca. minus 20 °C og blødgør over ca. 80 °C. En gummimagnet til en kølelagerdør eller et varmt klima kræver en binder, der er specificeret til det pågældende temperaturområde, ikke en almindelig type.

Hvordan skal en gummimagnet skæres og opbevares?

Skær med en skarp kniv eller en guillotine; saks klipper og afbladser kanten af en gummimagnet. Opbevar ruller fladt og understøttet i stedet for at hænge dem op ved én kant, fordi materialet kryber under sin egen vægt over tid. Krøllede materialer kan normalt fladtes ud under et vægtet bræt i en dag før brug.