Gummimagnete: Eigenschaften, Typen und wesentliche Anwendungen

Was ein Gummi-Magnet tatsächlich ist

Ein Schilderbetrieb in Danzig wechselte von selbstklebendem Vinyl zu Magnetblech für Fahrzeugpaneele, nachdem ein Kunde sich über Lackbeschädigungen an einem geleasten Transporter beschwert hatte. Der Betrieb lagert nun Gummi-Magnet-Rollen in zwei Dicken und schneidet Paneele nach Kundenwunsch zu. Das Material ist kein massiver Magnet im Sinne eines Kühlschrank-Souvenirs: Es besteht aus Strontium- oder Bariumferrit-Pulver, das in einem Nitril- oder PVC-Bindemittel dispergiert wird, anschließend kalanderiert oder extrudiert wird. Da Ferrit die magnetische Phase darstellt und das Polymer lediglich als Träger fungiert, bleibt ein Gummi-Magnet flexibel und korrosionsbeständig, liefert jedoch pro Volumeneinheit deutlich weniger Haltekraft als ein gesinterter Neodym-Block. Genau diese Kombination macht Gummi-Magnete für Beschilderung – nicht aber für Hebevorgänge – geeignet. Das Verständnis dieser Struktur erklärt, warum sich ein Gummi-Magnet so stark von einem starren gesinterten Block unterscheidet.

Ein Schilderbetrieb in Danzig

Van-Platten, Baustellentafeln und temporäre Einzelhandelsbeschilderungen werden alle von denselben beiden Rollen hergestellt. Die Regel des Betriebs ist einfach: dünne Ware für flache, saubere, lackierte Stahlflächen bei niedriger Geschwindigkeit; dickere, anisotrope Ware für alle Anwendungen mit Windlast oder bei gekrümmten Platten. Diese eine Entscheidung beseitigte den Großteil der Nachbesserungsarbeiten, denn ein Gummimagnet, der für die jeweilige Aufgabe zu dünn ist, hebt sich zuerst an der Vorderkante – und sobald er sich hebt, ist er weg. Jede vom Betrieb geschnittene Gummimagnet-Platte wird nun einer Oberfläche und einer Belastung zugeordnet – nicht einem Preis.

Wo flexible Magnet-Ware versagt

Vier Ausfallmodi sind für die meisten Beschwerden verantwortlich. Das Blatt hebt sich an einer Ecke, weil die lackierte Oberfläche nicht eben ist. Der Druck verblassen, weil der Gummimagnet keine UV-beständige Deckschicht besitzt; zudem wird ein Gummimagnet mit blanker Oberfläche durch UV-Strahlung aufgepulvert, was sich als weißes Pulver auf dem Druck zeigt. Das Blatt versteift und wellt sich bei kaltem Wetter, weil der Bindemitteltyp nie für den jeweiligen Temperaturbereich spezifiziert wurde. Und die Platte rutscht an einer senkrechten Fläche nach unten, weil die Haltekraft nicht an die Belastung angepasst wurde – ein dickerer Gummimagnet verhindert diesen Ausfall am kostengünstigsten.

Eigenschaften und die beiden Haupttypen

Isotrope und anisotrope Magnete im Vergleich

Ein isotroper Gummimagnet weist Ferritpartikel auf, die während des Kalanderprozesses zufällig ausgerichtet sind, wodurch mäßige und in alle Richtungen gleiche Eigenschaften über die gesamte Folie hinweg entstehen. Ein anisotroper Gummimagnet besitzt Partikel, die während der Herstellung durch ein Magnetfeld ausgerichtet werden; dadurch verdoppelt sich die magnetische Leistung in Richtung der Ausrichtung annähernd. Die Wahl zwischen einem isotropen und einem anisotropen Gummimagneten stellt die wichtigste Spezifikationsentscheidung dar. Der Kompromiss betrifft Kosten und Steifigkeit: Anisotrope Rohstoffe sind teurer und etwas weniger biegsam, halten jedoch deutlich besser auf gekrümmten oder schwingenden Paneelen; die meisten Käufer, die von einem isotropen auf einen anisotropen Gummimagneten umsteigen, kehren nicht mehr zum isotropen Typ zurück.

Dicke, Zugkraft und Temperaturgrenzen

Die Haltekraft skaliert mit der Kontaktfläche und der Dicke, sodass eine 1,5 mm dicke Gummimagnetfolie bei gleicher Fläche mehrere Male so viel hält wie eine 0,4 mm dicke Folie. Typische isotrope Standardqualität liefert etwa 20 bis 40 Gramm pro Quadratzentimeter, während anisotrope Standardqualität 60 bis 90 erreicht. Eine dünne Gummimagnetfolie auf einer rauen Oberfläche verliert an effektiver Kontaktfläche, und genau diese Kontaktfläche ist entscheidend für die Haltekraft. Die Temperatur wirkt in beide Richtungen: Ferrit verliert pro 10 °C Temperaturerhöhung einige Prozent an Magnetleistung; zudem versteifen die meisten Bindemittel unterhalb von etwa minus 20 °C und werden oberhalb von etwa 80 °C weicher. Ein Gummimagnet für eine Kühlraumtür benötigt daher ein anderes Bindemittel als einer für einen Lieferwagen.

Normen und Prüfverfahren

IEC, Witterungsbeständigkeit und Materialkonformität

Die magnetischen Eigenschaften von Permanentmagnetwerkstoffen werden gemäß der IEC-60404-Reihe gemessen, die festlegt, wie Remanenz, Koerzitivfeldstärke und Energiedichte getestet werden; die Anforderung solcher Messwerte ermöglicht einen vergleichbaren Angebotsvergleich, und ein Gummimagnet sollte niemals allein anhand einer Zugkraftangabe erworben werden. Chargentests für einen Gummimagneten sollten Remanenz und Koerzitivfeldstärke angeben statt lediglich eine einzelne Zugkraftangabe. Die Alterungsbeständigkeit des Polymerbindemittels wird gemäß ISO 4892 und ASTM G154 unter beschleunigter UV-Bestrahlung bewertet – dies ist der richtige Test für Außenschilder. REACH und RoHS regeln Weichmacher und Schwermetalle im Bindemittel sowie in der Druckschicht; EN 71-3 gilt, wenn Kinder mit dem Artikel in Berührung kommen können; ISO 9001 deckt die Konsistenz der Fertigung ab.

Auswahl, Zuschnitt und Lagerung von Lagerbestand

So spezifizieren Sie einen Gummimagneten

Beginnen Sie mit der Oberfläche: glatte lackierte Stahlbleche, gewölbte Platten oder Edelstahl. Prüfen Sie mit einem einfachen Magnet, da austenitischer Edelstahl überhaupt keinen Gummimagneten hält. Legen Sie dann die Belastung fest: Papier und Karton benötigen nur geringe Kräfte, während eine bedruckte Platte im Wind anisotropes Material erfordert. Erkundigen Sie sich, ob der Gummimagnet eine bedruckbare Deckschicht aufweist, denn das Bedrucken von unbeschichtetem Material hält im Außenbereich selten lange vor. Geben Sie Dicke, Güteklasse, Deckschicht und Temperaturbereich gemeinsam an, denn ein Gummimagnet ist ein System aus Bindemittel, Ferrit und Beschichtung – nicht lediglich eine einzelne Kennzahl.

Schneiden, Montage und Pflege

Schneiden Sie mit einer scharfen Klinge oder einer Guillotine statt mit einer Schere, da diese die Kante eines Gummimagneten einklemmt und entlaminiert. Tragen Sie den Magnet auf eine saubere, trockene, entfettete Oberfläche auf und rollen Sie von der Mitte nach außen, um Luft auszustoßen. Lagern Sie Rollen flach und gestützt – niemals an einer Kante hängend, da ein Gummimagnet unter seinem eigenen Gewicht im Laufe der Zeit kriecht; ein in der Lagerung gewellter Gummimagnet kann oft einen Tag lang unter einer beschwerten Platte wieder geebnet werden. Das Bedrucken des Materials ist eine eigenständige Spezifikation. Siebdruck, lösemittelbasierter Inkjet-Druck und UV-härtbarer Inkjet-Druck binden jeweils unterschiedlich an die Deckschicht, sodass ein mit dem falschen Farbsystem bedruckter Gummimagnet beim Biegen der Folie während der Applikation reißt. U&U Magnetic Technology liefert Gummimagnet-Platten- und Rollenware gemäß ISO 9001 mit REACH- und RoHS-Dokumentation in isotroper und anisotroper Ausführung.

Häufig gestellte Fragen

Woraus besteht ein Gummimagnet?

Ein Gummimagnet besteht aus Strontium- oder Bariumferritpulver, das in einem Nitril- oder PVC-Bindemittel dispergiert wird und anschließend zu einer flexiblen Folie oder einem flexiblen Streifen kalanderiert oder extrudiert wird. Das Ferrit erzeugt das Magnetfeld, während das Polymer Flexibilität und Korrosionsbeständigkeit bietet. Da der größte Teil des Volumens aus Bindemittel besteht, ist ein Gummimagnet pro Volumeneinheit deutlich schwächer als ein gesinterter Neodym-Magnet.

Was ist der Unterschied zwischen isotropen und anisotropen Sorten?

Ein isotroper Gummimagnet weist zufällig orientierte Ferritpartikel auf und besitzt gleichmäßige, mäßige Eigenschaften über die gesamte Folie hinweg. Ein anisotroper Gummimagnet weist Partikel auf, die während der Herstellung ausgerichtet wurden, wodurch die magnetische Leistung in einer Richtung etwa verdoppelt wird. Anisotrope Halbzeuge sind teurer und etwas steifer, eignen sich jedoch besonders für gekrümmte Paneele, Fahrzeugbeschriftungen und alle Anwendungen, bei denen Vibrationen auftreten.

Wie viel Gewicht kann ein Gummimagnet tragen?

Typischer isotroper Werkstoff weist eine Haltekraft von etwa 20 bis 40 Gramm pro Quadratzentimeter bei vollflächigem, ebenem Kontakt auf sauberem Stahl auf; anisotroper Werkstoff erreicht 60 bis 90 Gramm. Diese Werte setzen einen vollständigen, ebenen Kontakt auf sauberem Stahl voraus. Jeder Spalt, jede Krümmung, Schmutz oder Lackstruktur verringert die Haltekraft stark, daher sollte ein Gummimagnet stets mit einem Sicherheitspuffer über der eigentlichen Belastung ausgelegt werden.

Kann ein Gummimagnet im Freien eingesetzt werden?

Ja, bei richtiger Auslegung. UV-Strahlung verursacht bei ungeschütztem Gummimagnet eine Aufhellung („Chalking“) und verblassen des Drucks, daher ist UV-beständiger Werkstoff mit druckfähiger Deckschicht zu wählen. Die Witterungsbeständigkeit wird nach ISO 4892 und ASTM G154 geprüft. Für Fahrzeugbeschriftungen ist zudem ausreichende Haltekraft bei Straßenfahrgeschwindigkeit erforderlich – dies bedeutet in der Regel anisotropen Werkstoff mit einer Dicke von mindestens 0,75 mm.

Beeinflusst Temperatur die Eigenschaften eines Gummimagneten?

Ja, in beide Richtungen. Ferrit verliert pro 10 °C Temperaturerhöhung einige Prozent an Leistung; der Polymer-Bindemittel wird unterhalb von etwa minus 20 °C steifer und oberhalb von rund 80 °C weicher. Ein Gummimagnet für eine Kühlraumtür oder ein heißes Klima benötigt ein Bindemittel, das speziell für diesen Temperaturbereich ausgelegt ist – nicht eine universelle Sorte.

Wie sollte ein Gummimagnet geschnitten und gelagert werden?

Schneiden Sie mit einer scharfen Klinge oder einer Guillotine; Schere quetschen und führen zu Delamination an der Kante eines Gummimagneten. Lagern Sie Rollen flach und gestützt statt an einer Kante hängend, da das Material im Laufe der Zeit unter seinem eigenen Gewicht kriecht. Gewelltes Material lässt sich meist durch Belastung mit einer Gewichtsplatte für einen Tag vor der Verwendung wieder glätten.