Magneti in gomma: proprietà, tipi e utilizzi principali

Che cos’è realmente un magnete in gomma

Un negozio di segnaletica a Danzica ha sostituito il vinile adesivo con il foglio magnetico per pannelli veicolari dopo che un cliente si è lamentato di danni alla vernice su un furgone in leasing. Il negozio tiene ora in magazzino rotoli di magnete in gomma in due spessori e taglia i pannelli su ordinazione. Questo materiale non è un magnete solido nel senso in cui lo è un souvenir da frigorifero: consiste in polvere di ferrite di stronzio o bario dispersa in un legante di nitrile o PVC, quindi laminata o estrusa in foglio. Poiché la ferrite costituisce la fase magnetica e il polimero funge esclusivamente da supporto, il magnete in gomma mantiene la flessibilità e resiste alla corrosione, pur esercitando una forza molto inferiore per unità di volume rispetto a un blocco sinterizzato di neodimio. Questa combinazione è proprio ciò che rende il magnete in gomma adatto alla segnaletica, non al sollevamento. Comprendere questa struttura spiega perché il magnete in gomma si comporti in modo così diverso rispetto a un blocco rigido sinterizzato.

Un negozio di segnaletica a Danzica

I pannelli per furgoni, le tavole per cantieri e la segnaletica temporanea per negozi provengono tutti dalle stesse due bobine. La regola del negozio è semplice: materiale sottile per superfici piane, lisce e in acciaio verniciato, da utilizzare a bassa velocità; materiale più spesso e anisotropo per qualsiasi applicazione soggetta a carico del vento o per pannelli curvi. Questa unica decisione ha eliminato la maggior parte dei lavori di ritorno, poiché un magnete in gomma troppo sottile per il compito si solleva innanzitutto al bordo anteriore e, una volta sollevato, si stacca definitivamente. Ogni pannello in magnete flessibile tagliato dal negozio viene ora abbinato a una superficie specifica e a un carico specifico, anziché a un prezzo.

Dove il materiale in magnete flessibile non funziona

Quattro modalità di guasto sono responsabili della maggior parte dei reclami. Il foglio si solleva in un angolo perché la superficie verniciata non è piana. La stampa sbiadisce perché il magnete in gomma non possiede un rivestimento superiore stabile ai raggi UV; inoltre, un magnete in gomma con superficie nuda diventa polverulento sotto l’azione dei raggi UV, lasciando una polvere bianca sulla stampa. Il foglio si indurisce e si arriccia in condizioni di freddo perché il legante non era stato specificato per tale intervallo di temperature. Infine, il pannello scivola verso il basso su una superficie verticale perché la forza di ritenzione non è stata adeguata al carico: questa ultima causa di guasto viene prevenuta in modo più economico utilizzando un magnete in gomma più spesso.

Proprietà e i due principali tipi

Confronto tra magneti isotropi e anisotropi

Un magnete in gomma isotropo ha particelle di ferrite orientate casualmente durante la calandratura, conferendo proprietà moderate e uguali in ogni direzione lungo il foglio. Un magnete in gomma anisotropo ha particelle allineate mediante un campo magnetico durante la produzione, il che raddoppia approssimativamente l’output magnetico nella direzione di allineamento. La scelta tra un magnete in gomma isotropo e uno anisotropo è la decisione di specifica più importante in assoluto. Il compromesso riguarda costo e rigidità: il materiale anisotropo costa di più e si piega leggermente meno, ma aderisce molto meglio su pannelli curvi o vibranti, e la maggior parte degli acquirenti che passa da un magnete in gomma isotropo a uno anisotropo non torna mai indietro.

Spessore, forza di attrazione e limiti di temperatura

La forza di tenuta aumenta con l'area di contatto e lo spessore, quindi un foglio di magnete in gomma da 1,5 mm ne tiene diverse volte di più rispetto a un foglio da 0,4 mm sulla stessa area. I materiali isotropi standard forniscono tipicamente circa 20–40 grammi per centimetro quadrato, mentre quelli anisotropi raggiungono 60–90. Un magnete in gomma sottile su una superficie ruvida perde parte della sua area di contatto, e proprio quest’ultima determina effettivamente la tenuta. La temperatura influisce in entrambe le direzioni: le ferriti perdono qualche percentuale di resa ogni aumento di 10 °C, e la maggior parte dei leganti diventa rigida al di sotto di circa –20 °C e si ammorbidisce al di sopra di circa 80 °C; pertanto, un magnete in gomma destinato a una porta di cella frigorifera richiede un legante diverso rispetto a uno destinato a un furgone per consegne.

Norme e metodi di prova

IEC, resistenza agli agenti atmosferici e conformità dei materiali

Le proprietà magnetiche dei materiali a magnete permanente sono misurate secondo la serie di norme IEC 60404, che definisce le modalità di prova per la rimanenza, la coercitività e il prodotto energetico; richiedere valori misurati in questo modo rende i preventivi confrontabili, e nessun magnete in gomma dovrebbe essere acquistato sulla base esclusiva di un valore di forza di attrazione. I rapporti di prova per lotto relativi a un magnete in gomma devono indicare la rimanenza e la coercitività, anziché un singolo valore di forza di attrazione. L’invecchiamento del legante polimerico è valutato secondo le norme ISO 4892 e ASTM G154 per l’esposizione accelerata ai raggi UV, che rappresenta la prova appropriata per segnaletica esterna. REACH e RoHS regolamentano gli plastificanti e i metalli pesanti presenti nel legante e nello strato stampato; la norma EN 71-3 si applica quando il prodotto potrebbe essere maneggiato da bambini, mentre la norma ISO 9001 riguarda la coerenza produttiva.

Selezione, taglio e stoccaggio del materiale a magazzino

Come specificare un magnete in gomma

Iniziare dalla superficie: acciaio verniciato piatto, pannello curvo o acciaio inossidabile. Verificare con una semplice calamita, poiché l’acciaio inossidabile austenitico non trattiene affatto alcuna calamita in gomma. Quindi impostare il carico: carta e cartoncino richiedono poca forza, mentre un pannello stampato esposto al vento necessita di materiale anisotropo. Chiedere se la calamita in gomma è dotata di uno strato superiore stampabile, poiché stampare direttamente sul supporto grezzo raramente garantisce durata all’esterno. Specificare contemporaneamente spessore, grado, strato superiore e intervallo di temperatura, poiché una calamita in gomma è un sistema composto da legante, ferrite e rivestimento, non un singolo valore.

Taglio, montaggio e manutenzione

Tagliare con una lama affilata o con una taglierina, non con le forbici, che schiacciano e provocano la delaminazione del bordo di un magnete in gomma. Applicare su una superficie pulita, asciutta e sgrassata, e stendere partendo dal centro verso l'esterno per espellere l'aria. Conservare i rotoli in posizione orizzontale e ben supportati, mai appesi da un solo bordo, poiché un magnete in gomma si deforma lentamente sotto il proprio peso nel tempo; un magnete in gomma che si è arricciato durante la conservazione può spesso essere appiattito posizionandolo sotto una tavola pesante per un giorno. La stampa sul supporto è una specifica a sé stante. La serigrafia, l’inkjet a solvente e l’inkjet a inchiostri UV-curabili aderiscono in modo diverso al rivestimento superficiale: pertanto, un magnete in gomma stampato con il sistema di inchiostro non idoneo si crepiterà non appena il foglio verrà flesso durante l’applicazione. U&U Magnetic Technology fornisce fogli e rotoli di magnete in gomma conformi alla norma ISO 9001, con documentazione REACH e RoHS, nelle versioni isotropiche e anisotropiche.

Domande frequenti

Di cosa è composto un magnete in gomma?

Un magnete in gomma è costituito da polvere di ferrite di stronzio o bario dispersa in un legante di nitrile o PVC, quindi laminata o estrusa in fogli o nastri flessibili. La ferrite genera il campo magnetico, mentre il polimero conferisce flessibilità e resistenza alla corrosione. Poiché la maggior parte del volume è rappresentata dal legante, un magnete in gomma è molto più debole per unità di volume rispetto a un magnete sinterizzato al neodimio.

Qual è la differenza tra le classi isotropiche e anisotropiche?

Un magnete in gomma isotropico presenta particelle di ferrite orientate casualmente e proprietà moderate ed uniformi su tutto il foglio. Un magnete in gomma anisotropico ha particelle allineate durante la produzione, con un incremento approssimativo del doppio dell’efficienza magnetica in una direzione. Il materiale anisotropico costa di più ed è leggermente più rigido, ma rappresenta la scelta ideale per pannelli curvi, segnaletica veicolare e qualsiasi applicazione esposta a vibrazioni.

Quanto peso può sostenere un magnete in gomma?

Un materiale isotropo standard ha una forza di adesione tipica compresa tra 20 e 40 grammi per centimetro quadrato di superficie a contatto; un materiale anisotropo raggiunge invece i 60–90 grammi. Questi valori presuppongono un contatto completo, perfettamente piano e su acciaio pulito. Qualsiasi interstizio, curvatura, sporcizia o rugosità della vernice riduce drasticamente la forza di tenuta, pertanto un magnete in gomma va sempre scelto con un margine di sicurezza superiore al carico effettivo.

Un magnete in gomma può essere utilizzato all’esterno?

Sì, purché sia specificato correttamente. L’esposizione ai raggi UV provoca un’efflorescenza sulla superficie del magnete in gomma non protetto e ne sbiadisce la stampa: si consiglia quindi un materiale stabile ai raggi UV con uno strato superficiale stampabile. La resistenza alle intemperie è verificata secondo le norme ISO 4892 e ASTM G154. Per la segnaletica veicolare è inoltre necessaria una forza di tenuta sufficiente a garantire l’aderenza alle velocità stradali, il che richiede generalmente un materiale anisotropo con spessore pari o superiore a 0,75 mm.

La temperatura influisce sul magnete in gomma?

Sì, in entrambe le direzioni. La ferrite perde alcuni punti percentuali di rendimento ogni aumento di 10 °C, mentre il legante polimerico si indurisce al di sotto di circa -20 °C e si ammorbidisce al di sopra di circa 80 °C. Un magnete gommoso per una porta di cella frigorifera o per un clima caldo richiede un legante specificato per tale intervallo di temperatura, non una versione generica.

Come si deve tagliare e conservare un magnete gommoso?

Tagliare con una lama affilata o con una trancia; le forbici schiacciano e causano delaminazione sul bordo di un magnete gommoso. Conservare i rotoli in posizione orizzontale e ben supportati, anziché appesi da un solo bordo, poiché il materiale tende a fluire sotto il proprio peso nel tempo. Il materiale arrotolato può generalmente essere appiattito sotto una tavola pesata per un giorno prima dell’uso.