DE1252178B - Method of heating heat-activated material - Google Patents
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Description
Verfahren zum Erhitzen von wärmeaktivierbarem Material Bei vielen Verfahren zum Erhitzen von wärmeaktivierbaren Stoffen besteht das Bedürfnis, den Grad, die genaue Stelle und die Geschwindigkeit und Dauer der Erhitzungs- und Kühlperioden genau unter Kontrolle zu halten, z. B. beim Heißverschweißen von biegsamen Stoffen, wie Papier, Pappe, Pergamin usw., die mit wärmeaktivierbaren organischen Schutzklebstoffschichten überzogen sind, um daraus Kartons und sonstige Behälter, wie Milchbehälter oder Kartons oder Packungen für andere Nahrungsmittel, herzustellen. Bei derartigen Verfahren ist das Ausmaß des Erhitzens wichtig. Übermäßige Wärme zerstört oder beschädigt den organischen Belag und bzw. oder führt zum Verkohlen der Unterlage. Ebenso kann es vorkommen, daß die ganze Schicht des Belages vollständig schmilzt und in die poröse Unterlage hineindiffundiert, wodurch die Wirksamkeit des Klebstoffes zerstört wird. Bei unzureichendem Erhitzen wird der Belag nicht richtig aktiviert, und es bilden sich keine haftfesten Bindungen. Auch die Stelle des Erhitzens ist wichtig, da der Belag nur genau an denjenigen Stellen erhitzt zu werden braucht, wo er aktiviert werden muß, z. B. in den Flächen der sich überlappenden Laschen. Bei einigen Verfahren ist es von entscheidender Bedeutung, daß der wärmeaktivierbare Stoff nur in ganz genau bestimmten Flächen erhitzt wird. Auch die Geschwindigkeit und die Dauer der Erhitzungs-und Kühlperiode sind von Bedeutung. Wenn die Erhitzungsgeschwindigkeit zu langsam und die Erhitzungsdauer zu lang ist, arbeitet das Verfahren zu langsam, um eine ausreichende Erhitzung zu gestatten.Method of Heating Heat Activatable Material For many There is a need for a method for heating heat-activatable substances Degree, the exact location, and the speed and duration of the heating and cooling periods to keep exactly under control, e.g. B. when heat welding flexible materials, such as paper, cardboard, glassine, etc., those with heat-activated organic protective adhesive layers are coated to make cardboard boxes and other containers, such as milk containers or Manufacture cartons or packs for other foods. With such procedures the amount of heating is important. Excessive heat destroys or damages the organic coating and / or leads to charring of the base. Likewise can it can happen that the whole layer of the coating melts completely and into the porous base diffuses into it, which destroys the effectiveness of the adhesive will. In the event of insufficient heating, the topping will not activate properly, and it will no firm bonds are formed. The place of heating is also important, because the topping only needs to be heated in the exact places where it is activated must be, z. B. in the surfaces of the overlapping tabs. With some procedures It is of vital importance that the heat-activatable substance is only in the whole precisely defined areas is heated. Also the speed and duration of the The heating and cooling periods are important. When the heating rate too slow and the heating time is too long, the process works too slowly, to allow sufficient heating.
Wenn andererseits die Kühlung zu lange dauert, können die einzelnen Werkstücke nicht sofort aufgestapelt oder mit anderen Flächen in Berührung gebracht werden, wodurch die Ausstoßgeschwindig keit des Verfahrens beeinträchtigt wird. Wenn die Erhitzungsdauer aber zu kurz ist, wird der Belag nicht ausreichend aktiviert. Ähnliche Probleme treten auch bei anderen Verfahren zum Erhitzen von anderen wärmeaktivierbaren Stoffen auf.On the other hand, if the cooling takes too long, the individual Workpieces are not immediately stacked or brought into contact with other surfaces , whereby the ejection speed of the process is impaired. However, if the heating time is too short, the topping will not be sufficiently activated. Similar problems arise with other methods of heating other heat-activated ones Fabrics on.
Für Fälle, bei denen diese Probleme auftreten, hat man verschiedene Verfahren zum Erhitzen von wärmeaktivierbaren Stoffen entwickelt. Es sind jedoch noch keine vollständig zufriedenstellenden Methoden bekannt. Zum Beispiel ist in der USA.-Patentschrift 2 393 541 ein Verfahren beschrieben, nach welchem leitende Metallteilchen in einem wärmeaktivierbaren Stoff verteilt werden, der je nach Wunsch auf eine Unterlage aufgetragen wird. Das Ganze wird dann einem magnetischen Feld ausgesetzt, wodurch die Metallteilchen sich, vorwiegend infolge von Hysteresisverlusten, erhitzen und dadurch den wärmeaktivier- baren Stoff aktivieren. Dieses Verfahren eignet sich zwar für viele Anwendungszwecke; die Erhitzung der Metallteilchen dauert dabei jedoch zu lange, indem mehrere Minuten erforderlich sind, um den wärmeaktivierbaren Stoff ausreichend zu erhitzen. Diese Methode eignet sich daher nicht für die Massenschnellproduktion. There are several cases in which these problems arise Process for heating heat-activated substances developed. However, there are no fully satisfactory methods known yet. For example, in U.S. Patent 2,393,541 describes a method by which conductive Metal particles can be distributed in a heat-activated substance, whichever is desired is applied to a base. The whole thing then becomes a magnetic field exposed, whereby the metal particles, mainly as a result of hysteresis losses, heat and thereby the heat-activating Activate the substance. This method is suitable for many purposes; the heating of the metal particles lasts too long, however, in that several minutes are required for the heat-activated To heat the fabric sufficiently. This method is therefore not suitable for high-speed mass production.
Nach einem anderen Verfahren, welches in der USA.-Patentschrift 2 457 758 beschrieben ist, können heißverschweißbare Oberflächen aktiviert werden, indem man ein elektrisch leitendes Band aus Metallteilchen mit den heißverschweißbaren Oberflächen in Berührung bringt und es der Einwirkung eines elektromagnetischen Feldes aussetzt. Das elektrisch leitfähige Band wird durch Induktion (Wirbelstromverluste) erhitzt, und dadurch werden die heißverschweißbaren Oberflächen aktiviert. Auch dieses Verfahren eignet sich für viele Anwendungszwecke. Das elektrisch leitende Band wird, wenn es mit den elektrisch leitfähigen Metallteilchen stark beladen ist, im Bruchteil einer Sekunde erhitzt. Es ist aber schwierig, den Grad des Erhitzens bei dieser Methode unter Kontrolle zu halten, da bei der induktiven Erhitzung die Temperatur der Metallteilchen weiter bis zum Curie-Punkt derselben ansteigt. Dies kann zur Zersetzung des wärmeaktivierbaren Stoffes, zur Verkohlung der Unterlage und zu anderen unerwünschten Wirkungen führen. According to another method, which is described in U.S. Patent 2 457 758, heat-weldable surfaces can be activated, by making an electrically conductive band of metal particles with the heat-sealable Brings surfaces into contact and there is the action of an electromagnetic The field. The electrically conductive tape is produced by induction (eddy current losses) heated, and thereby the heat-sealable surfaces are activated. Even this method is suitable for many purposes. The electrically conductive one If the tape is heavily loaded with the electrically conductive metal particles, heated in a fraction of a second. But it is difficult to control the degree of heating to be kept under control with this method, since with inductive heating the Temperature of the metal particles further up to the Curie point of the same increases. This can lead to the decomposition of the heat-activated material and to charring of the base and lead to other undesirable effects.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhitzen von wärmeaktivierbarem Material, bei dem ein feinteiliger, elektrisch nichtleitender antiferromagnetischer Stoff mit dem Material in Berührung gebracht und das Produkt dann der Einwirkung eines hochfrequenten magnetischen Wechselfeldes von mindestens 10 Megahertz ausgesetzt wird. The invention relates to a method for heating heat-activatable Material in which a finely divided, electrically non-conductive antiferromagnetic Substance brought into contact with the material and the product then exposed to it exposed to a high-frequency alternating magnetic field of at least 10 megahertz will.
Die zur Beschreibung der magnetischen Eigenschaften von Stoffen verwendeten Fachausdrücke werden im Schrifttum nicht einheitlich gebraucht. The ones used to describe the magnetic properties of substances Technical terms are not used consistently in the literature.
Die Definition von antiferromagnetischen Stoffen, wie sie im Rahmen der Erfindung zu verstehen ist, und die Unterscheidung derselben von anderen Stoffen ist bei W a l d r o n, »Ferrites«, Verlag D. Van Nostrand Company, Ltd., London, 1961, S. 31, und bei V a n D e r Z iel, »Solid State Physical Electronics«, 1957, S. 552/553, beschrieben. Diese antiferromagnetischen Stoffe sind allgemein unkompensiert, wie es in dem Werk von V a n D e r Z i e 1 beschrieben ist.The definition of antiferromagnetic substances as used in the framework of the invention is to be understood, and the differentiation thereof from other substances is with W a l d r o n, »Ferrites«, Verlag D. Van Nostrand Company, Ltd., London, 1961, p. 31, and in V a n D e r Z iel, "Solid State Physical Electronics", 1957, Pp. 552/553. These antiferromagnetic substances are generally uncompensated, as described in the work of V a n D e r Z i e 1.
Diese antiferromagnetischen Stoffe sind Sulfide, Oxyde und Gemische von Oxyden von Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt und Nickel, entweder für sich allein oder zusammen mit Oxyden oder Gemischen von Oxyden der Alkalimetalle (d. h. Lithium, Natrium, Kalium und Rubidium), der Erdalkalimetalle (d. h. These antiferromagnetic substances are sulfides, oxides, and mixtures of oxides of chromium, manganese, iron, cobalt and nickel, either on their own or together with oxides or mixtures of oxides of the alkali metals (i.e. lithium, Sodium, potassium and rubidium), the alkaline earth metals (i.e.
Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium und Radium), der Seltenen Erdmetalle (d. h. Lanthan und der anderen Elemente mit Atomzahlen von 57 bis 71) sowie von anderen Metallen, wie Kupfer, Zink, Vanadium, Titan und Aluminium, wobei die Verbindung eine bestimmte Kristallstruktur hat, insbesondere die Struktur des Spinells, Granats, Perovskits oder Pyrrhotins. Die bevorzugten antiferromagnetischen Stoffe sind die Ferrite, d. h. die Oxyde und Oxydgemische von Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt und Nickel, entweder allein oder in Kombination mit anderen Metallen, wie oben beschrieben, mit der Kristallstruktur eines Spinells. Diese Stoffe sind dem Fachmann bekannt.Beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium and radium), the Rare earth metals (i.e. lanthanum and the other elements with atomic numbers of 57 to 71) as well as other metals such as copper, zinc, vanadium, titanium and aluminum, wherein the compound has a certain crystal structure, in particular the structure of spinel, garnet, perovskite or pyrrhotite. The preferred antiferromagnetic Substances are ferrites, i. H. the oxides and oxide mixtures of chromium, manganese, iron, Cobalt and nickel, either alone or in combination with other metals, such as described above, with the crystal structure of a spinel. These substances are dem Known to those skilled in the art.
Die antiferromagnetischen Stoffe sind elektrische Nichtleiter, d. h., sie haben einen elektrischen Widerstand von mindestens 10-2 Ohm-cm. In typischer Weise besitzen diese Stoffe elektrische Widerstände bis zu 109 Ohm-cm und mehr. The antiferromagnetic substances are electrical non-conductors, i. that is, they have an electrical resistance of at least 10-2 ohm-cm. In typical These substances have electrical resistances of up to 109 ohm-cm and more.
Es ist wichtig, daß die antiferromagnetischen Stoffe in feiner Verteilung vorliegen. Ebenso wichtig ist es aber auch, daß diese Teilchen mehrbezirkig sind, d. h. daß jedes Teilchen mindestens eine und vorzugsweise viele »Bloch-Wändett enthält, die Magnetisierungsbereiche voneinander trennen und als »Bezirke« bezeichnet werden. Diese Bezirke sind dünne laminare Übergangsbereiche, in denen die Magnetisierungsrichtung sich von der auf einer Seite der Wand außerhalb derselben herrschenden Richtung zu der auf der anderen Seite der Wand außerhalb derselben herrschenden Richtung ändert, wobei diese Richtungen entweder um 180 oder um 90 Winkelgrade voneinander abweichen. Die untere Grenze der Teilchengröße wird durch die Forderung bestimmt, daß jedes Teilchen mehrbezirkig sein muß. Die genaue Größe des Bezirks variiert bei verschiedenen Stoffen. Es gibt schon Teilchen in der Größenordnung von nur 0,01 ,u, die als mehrbezirkig bekannt sind. Die Teilchen können aber auch Größen von etwa 511 haben. It is important that the antiferromagnetic substances are finely divided are present. But it is just as important that these particles are multi-district, d. H. that each particle contains at least one and preferably many »Bloch-Wändett, the magnetization areas separate from each other and are referred to as "districts". These domains are thin laminar transition areas in which the direction of magnetization from the direction on one side of the wall outside the same direction to the direction on the other side of the wall outside the same direction changes, with these directions either 180 or 90 degrees from each other differ. The lower limit of the particle size is determined by the requirement that every particle must be multi-district. The exact size of the district varies with different substances. There are already particles on the order of only 0.01 , u known as multidistrict. The particles can also have sizes of have about 511.
Vorzugsweise liegt die Teilchengröße im Bereich von 0,1 bis 5 . Die Teilchengröße ist im Rahmen der Erfindung ausschlaggebend, und zwar in erster Linie, um die geeigneten Erhitzungseigenschaften zu gewährleisten, aber auch, um eine geeignete Suspension der Teilchen in einem flüssigen Medium zu erreichen und damit der aus diesen Teilchen bestehende Überzug einen glatten Griff hat.Preferably the particle size is in the range of 0.1 to 5. the Particle size is crucial in the context of the invention, primarily to ensure the appropriate heating properties, but also to ensure a suitable one To achieve suspension of the particles in a liquid medium and thus the out coating consisting of these particles has a smooth handle.
Es ist zu beachten, daß diese antiferromagnetischen Stoffe durchweg die Eigenschaft besitzen, äußerst zerreibbar zu sein. Daher können gewöhnliche Mahlvorrichtungen, wie Kugelmühlen, verwendet werden, um die erforderlichen feinen Teilchengrößen herzustellen. Im Gegensatz dazu sind die bisher verwendeten elektrisch leitenden Metallteilchen viel weniger zerreibbar. Wenn diese bisher verwendeten elektrisch leitenden Metalle zerkleinert werden, schmelzen die Teilchen zusammen, oder sie »verschmieren«, wenn sie sich der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Teilchengröße nähern. Es ist äußerst schwierig, aus elektrisch leitenden Metallen Teilchen von weniger als etwa 75 su herzustellen. Es gibt einige wenige umständliche Methoden, um solche feinen Teilchen aus elektrisch leitenden Metallen herzustellen, wie z. B. bestimmte verwickelte chemische Fällungsverfahren in flüssigen Medien oder die Abscheidung aus der Dampfphase auf einer Flüssigkeitsoberfläche. Diese Verfahren sind aber völlig ungeeignet für die erfindungsgemäß in Betracht kommenden Anwendungszwecke. It should be noted that these antiferromagnetic substances are used throughout have the property of being extremely friable. Therefore, ordinary grinding devices, such as ball mills, can be used to produce the fine particle sizes required. In contrast, the previously used electrically conductive metal particles much less friable. If these previously used electrically conductive metals are crushed, the particles melt together, or they "smear" if they approach the particle size used in the context of the present invention. It is extremely difficult to make particles of less electrically conductive metal than produce about 75 su. There are a few cumbersome methods of doing this to produce fine particles of electrically conductive metals, such as. B. certain intricate chemical precipitation processes in liquid media or deposition from the vapor phase on a liquid surface. However, these procedures are complete unsuitable for the purposes of use which come into consideration according to the invention.
Aus Gründen der Einfachheit werden diese feinteiligen, mehrbezirkigen, nichtleitenden antiferromagnetischen Teilchen nachstehend einfach als «antiferromagnetische Teilchen bezeichnet. For the sake of simplicity, these finely divided, multi-district, non-conductive antiferromagnetic particles hereinafter referred to simply as "antiferromagnetic" Called particles.
Die Néel-Temperatur der antiferromagnetischen Stoffe bestimmt die höchste Temperatur, auf die diese Stoffe durch Einwirkung eines magnetischen Wechselfeldes erhitzt werden können. Wenn das Material erst einmal die jeweilige Nel-Temperatur erreicht, hören die antiferromagnetischen Wirkungen auf, und die Temperatur des Materials steigt nicht weiter. Dieser Effekt ist ähnlich demjenigen, der bei ferromagnetischen Metallen für die Curie-Temperatur bekannt ist. The Néel temperature of the antiferromagnetic substances determines the highest temperature to which these substances reach by the action of an alternating magnetic field can be heated. Once the material has reached the respective Nel temperature reached, the antiferromagnetic effects cease, and the temperature of the Materials does not rise any further. This effect is similar to that found in ferromagnetic Metals for the Curie temperature is known.
Bei den antiferromagnetischen Stoffen findet aber bei ihrer Néel-Temperatur ein viel plötzlicherer Übergang statt, als es bei den ferromagnetischen Stoffen bei ihrer Curie-Temperatur der Fall ist. Ferner besitzen die antiferromagnetischen Stoffe im allgemeinen eine verhältnismäßig hohe und gleichmäßige Permeabilität über den ganzen Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zur Neel-Temperatur hinweg, so daß bei allen Temperaturen zwischen der Ausgangstemperatur und der gewünschten Endtemperatur eine beträchtliche Erhitzung stattfindet. Dies ermöglicht eine äußerst rasche Erhitzung und gleichzeitig eine Feinsteuerung der Temperatur.In the case of antiferromagnetic substances, however, takes place at their Néel temperature a much more sudden transition takes place than is the case with ferromagnetic materials is the case at their Curie temperature. Furthermore, the antiferromagnetic Substances generally have a relatively high and uniform permeability the entire temperature range from room temperature to the Neel temperature, so that at all temperatures between the starting temperature and the desired Considerable heating takes place at the end temperature. This makes an extremely possible rapid heating and at the same time fine control of the temperature.
Der Grad oder das Ausmaß des Erhitzens wird also durch die Auswahl eines antiferromagnetischen Stoffes mit einer besonderen Neel-Temperatur genau gesteuert. So the degree or extent of heating is determined by the selection an antiferromagnetic substance with a special Neel temperature precisely controlled.
Im Handel sind Stoffe mit verschiedenen Neel-Temperaturen erhältlich, und daher ist es dem Fachmann möglich, geeignete antiferromagnetische Stoffe auszuwählen. Normalerweise muß ein antiferromagnetischer Stoff gewählt werden, dessen Néel-Temperatur mindestens gleich der Aktivierungstemperatur des zu erhitzenden wärmeaktivierbaren Stoffes ist. Nach oben hin ist die Temperatur nur durch die Zersetzungstemperatur des wärmeaktivierbaren Stoffes und bzw. oder die Zersetzungstemperatur der Unterlage oder eines sonstigen damit in Berührung stehenden Körpers begrenzt.Fabrics with different Neel temperatures are available in stores, and therefore it is possible for those skilled in the art to select suitable antiferromagnetic substances. Normally an antiferromagnetic material must be chosen, its Néel temperature at least equal to the activation temperature of the heat-activatable to be heated Substance is. Upwards the temperature is only due to the decomposition temperature of the heat-activatable substance and / or the decomposition temperature the Underlay or any other body in contact with it.
Das magnetische Wechselfeld muß eine Frequenz von mindestens 10 Megahertz, vorzugsweise von 40 bis 2500 Megahertz, haben. Gewöhnliche elektrisch leitende Metallteilchen,wie sie bei den bisher bekannten Verfahren verwendet wurden, sprechen auf magnetische Wechselfelder in der Größenordnung von Tausenden von Kilohertz oder höchstens 1 Megahertz an, d. h., sie erhitzen sich unter dem Einfluß solcher magnetischer Wechselfelder. Die erfindungsgemäß verwendeten antiferromagnetischen Teilchen sprechen jedoch auf solche Frequenzen, die bisher als »Hochfrequenz« betrachtet wurden, nicht in ausreichendem Maße an. Sie müssen vielmehr der Einwirkung eines Feldes mit einer Frequenz von mindestens 10 Megahertz ausgesetzt werden, um sich mit einer praktisch in Betracht kommenden Geschwindigkeit zu erhitzen. The alternating magnetic field must have a frequency of at least 10 megahertz, preferably from 40 to 2500 megahertz. Ordinary electrically conductive metal particles such as they were used in the previously known methods, speak magnetic Alternating fields on the order of thousands of kilohertz or at most 1 Megahertz on, d. that is, they heat up under the influence of such alternating magnetic fields. However, the antiferromagnetic particles used according to the invention speak up frequencies that were previously considered "high frequency" are not sufficient Dimensions. Rather, they must be exposed to a field with a frequency of at least 10 megahertz exposed in order to deal with a practical consideration coming speed to heat.
Die Teilchen erreichen ihre Neel-Temperatur bei der Einwirkung solcher äußerst hohen Frequenzen innerhalb von Millisekunden, wohingegen die gewöhnlichen elektrisch leitenden Metallteilchen hierfür Zeiten in der Größenordnung von mehreren Minuten benötigen können. Nach der Entfernung aus dem magnetischen Feld oder nach der Unterbrechung des magnetischen Feldes kühlen sich die Teilchen innerhalb von Millisekunden auf Raumtemperatur ab.The particles reach their Neel temperature when exposed to them extremely high frequencies within milliseconds, whereas the ordinary ones electrically conductive metal particles for this purpose on the order of several times Minutes. After removal from the magnetic field or after the interruption of the magnetic field cools the particles within Milliseconds down to room temperature.
Die bisher in Verbindung mit verhältnismäßig niederfrequenter magnetischer Strahlung verwendeten elektrisch leitenden Metalle lassen sich im Rahmen der Erfindung, gemäß welcher äußerst hochfrequente magnetische Wechselfelder von mindestens 10 Megahertz und vorzugsweise mindestens 40 Megahertz angewandt werden, nicht verwenden. Wenn die elektrisch leitenden Metallteilchen der Einwirkung solcher Frequenzen ausgesetzt werden, kommt es zur Funkenbildung und dementsprechend zur Streifenbildung, zur Verkohlung der Unterlage und zu ungleichmäßiger Erhitzung. So far in connection with relatively low frequency magnetic Electrically conductive metals used in radiation can be used within the scope of the invention, according to which extremely high-frequency alternating magnetic fields of at least 10 Megahertz and preferably at least 40 megahertz are applied, do not use. When the electrically conductive metal particles are exposed to such frequencies sparks and, accordingly, streaking occurs Charring of the substrate and uneven heating.
Beiläufig sei erwähnt, daß die Dichte der bisher verwendeten elektrisch leitenden Metalle etwa doppelt so hoch ist wie diejenige der erfindungsgemäß verwendeten antiferromagnetischen Stoffe. Daher ist es schwierig, die bisher verwendeten elektrisch leitenden Metallteilchen in einem flüssigen Medium unter Bildung einer zufriedenstellenden Druckfarbe od. dgl. zu suspendieren. Incidentally, it should be mentioned that the density of the previously used electrical conductive metals is about twice as high as that of the inventively used antiferromagnetic substances. Therefore, it is difficult to use the previously used electrically conductive metal particles in a liquid medium to form a satisfactory To suspend printing ink or the like.
Um den besten Wirkungsgrad zu erreichen, muß das magnetische Feld eine Kraftflußdichte von mindestens 50 Gauß haben; der normale Arbeitsbereich beträgt 50 bis 500 Gauß, und der Bereich von 100 bis 300 Gauß wird bevorzugt. In order to achieve the best efficiency, the magnetic field must have a force flux density of at least 50 gauss; the normal working range is 50 to 500 gauss, and the range of 100 to 300 gauss is preferred.
Die Erfindung stellt eine neuartige Erhitzungsmethode für die verschiedensten wärmeaktivierbaren Stoffe zur Verfügung. Der Ausdruck »wärmeaktivierbares Material« bezieht sich auf Stoffe, die zur Erzielung einer bestimmten Wirkung auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden. Zum Beispiel können bestimmte feste thermoplastische Stoffe geschmolzen werden, um die Klebstoffeigenschaften der sogenannten Heißschmelzbindemittel zu erzielen. Flüchtige Flüssigkeiten können verdampft werden, indem sie auf ihren Verdampfungspunkt erhitzt werden. Gase und flüssige Stoffe können auf die Temperatur erhitzt werden, bei der sie für bestimmte chemische Umsetzungen reaktionsfähig werden. Dies ist besonders vorteilhaft, falls es sich um korrosive Gase oder Flüssigkeiten handelt, welche Heizschlangen oder andere Heizvorrichtungen chemisch angreifen. Aushärtbare Harze können auf die Temperatur erhitzt werden, bei der chemische Vernetzung stattfindet. The invention represents a novel heating method for the most diverse heat-activated substances available. The term "heat-activated material" refers to substances that are used to achieve a certain effect on a certain Temperature. For example, certain solid thermoplastic Substances are melted to give the adhesive properties of so-called hot melt binders to achieve. Volatile liquids can be evaporated by placing them on their The evaporation point. Gases and liquids can affect the temperature are heated, in which they are reactive for certain chemical reactions. This is particularly advantageous in the case of corrosive gases or liquids which heating coils or other heating devices chemically attack. Curable Resins can be heated to the temperature at which chemical crosslinking takes place.
Nach dem Verfahren der Erfindung kann beispielsweise mit Hilfe von wärmeaktivierbaren Klebstoffen ein Metall an ein anderes Metall, Metall an Papier, Papier an Papier, Leder an Papier usw. gebunden werden. Unterlagen, wie Papier, Metall, Kunststoff, Leder, Glas oder Textilstoff, die miteinander verklebt werden sollen, werden mindestens zum Teil mit einer wärmeaktivierbaren Klebstoffmasse und einer Masse beschichtet, die die oben beschriebenen antiferromagnetischen Teilchen enthält. According to the method of the invention, for example with the aid of heat-activated adhesives one metal to another metal, metal to paper, Paper can be bound to paper, leather to paper, etc. Documents, such as paper, Metal, plastic, leather, glass or textile that are glued together are to be at least partially with a heat-activated adhesive mass and coated with a mass containing the antiferromagnetic particles described above contains.
Der die antiferromagnetischen Teilchen enthaltende Belag wird im allgemeinen aus einer Dispersion der Teilchen in einem Bindemittel, wie einem natürlichen oder synthetischen Harz oder Leim, vorzugsweise Polyvinylacetat, in einem flüssigen dispergierenden Medium oder Lösungsmittel für das Bindemittel, wie einem niederen Alkohol, z. B. Methanol, Äthanol, Isopropanol usw., hergestellt. Diese t Überzugsmasse wird auf eine oder beide der aneinander zu bindenden Oberflächen an denjenigen Stellen aufgetragen, die zusammengeklebt werden sollen. Der Deckbelag wird dann mindestens auf die Stellen aufgetragen, an denen sich der oben beschriebene, die antiferromagnetischen Teilchen enthaltende Belag befindet; vorzugsweise wird der Deckbelag mindestens auf eine ganze Oberfläche der Unterlage aufgetragen. Hierauf wird die Unterlage je nach Wunsch gefaltet und derart durch ein magnetisches Wechselfeld hindurchgeführt, daß die aneinander zu bindenden Flächen miteinander in Berührung stehen. Hierdurch werden die Teilchen innerhalb von Millisekunden auf ihre Néel-Temperatur erhitzt, und sie erkalten auch wieder innerhalb von Millisekunden auf die Temperatur, bei der der Belag nicht mehr klebrig ist, wodurch eine äußerst rasche Massenerzeugung ermöglicht wird. The coating containing the antiferromagnetic particles is im generally from a dispersion of the particles in a binder, such as a natural one or synthetic resin or glue, preferably polyvinyl acetate, in a liquid dispersing medium or solvent for the binder, such as a lower Alcohol, e.g. B. methanol, ethanol, isopropanol, etc. produced. This t coating mass is applied to one or both of the surfaces to be bonded together at those locations applied to be glued together. The top layer is then at least applied to the places where the above-described, the antiferromagnetic Coating containing particles is located; preferably the top covering is at least applied to an entire surface of the base. Thereupon the document folded as desired and passed through an alternating magnetic field in this way, that the surfaces to be bound together are in contact with one another. Through this the particles are heated to their Néel temperature within milliseconds, and they cool down to the same temperature within milliseconds the topping is no longer sticky, resulting in extremely rapid mass production is made possible.
Die Erfindung kann auch angewandt werden, um gewöhnliche Druckfarben bei der Verwendung in Schnelldruckerpressen zu trocknen, indem man feinteilige antiferromagnetische Teilchen in der Druckfarbe dispergiert. Unmittelbar nachdem die Unterlage bedruckt worden ist, wird sie durch ein magnetisches Wechselfeld geführt, wodurch die Teilchen sich erhitzen und das in der Druckfarbe enthaltene Lösungsmittel zum Verdampfen bringen, so daß die Druckfarbe praktisch augenblicklich trocknet und die bedruckten Erzeugnisse sofort nach dem Bedrucken aufgestapelt werden können. Da hierbei ferner nur die Druckfarbe erhitzt wird und da das Erhitzen und Kühlen der Druckfarbe innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde vor sich geht, wird das Papier selbst nicht in nachweisbarem Ausmaß erwärmt. Daher verdampft das in dem Papier enthaltene Wasser nicht, und es erfolgt infolgedessen keine Schrumpfung des Papiers. The invention can also be applied to ordinary printing inks when used in high-speed printing presses to dry by making finely divided antiferromagnetic Particles dispersed in the ink. Immediately after the pad has been printed has been, it is guided by an alternating magnetic field, causing the particles heat and the solvent contained in the printing ink to evaporate bring so that the printing ink dries almost instantly and the printed Products can be stacked immediately after printing. Since this also only the ink is heated and there is heating and cooling of the ink inside A split second is going on, the paper itself is undetectable Extent warmed. Therefore, the water contained in the paper does not evaporate, and so does it as a result, there is no shrinkage of the paper.
Diese Methode kann auch bei Druckfarben angewandt werden, die einen oxydierbaren flüssigen Träger enthalten, wie lithographische Druckfarben auf der Basis von Leinöl. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Druckfarbe praktisch augenblicklich auf die richtige Oxydationstemperatur erhitzt und dann gekühlt werden, wobei die obenerwähnten Vorteile erzielt werden. This method can also be used with inks that have a contain oxidizable liquid carriers, such as lithographic inks on the Base of linseed oil. According to the method of the present invention, the printing ink can be practical instantly heated to the correct oxidation temperature and then cooled, whereby the advantages mentioned above are achieved.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Erhitzen von Gasen oder Flüssigkeiten auf die für chemische Reaktionen geeigneten Temperaturen zur Verfügung, indem die Gase oder Flüssigkeiten durch eine Ruheschüttung oder Wirbeischicht von feinteiligen, mehrbezirkigen antiferromagnetischen Teilchen geleitet werden, die sich ständig unter dem Einfluß eines magnetischen Wechselfeldes befinden. Ein solches Verfahren läßt sich in sehr wirksamer Weise durchführen, wenn die Teilchen in dem bei dem Verfahren verwendeten Katalysator bzw. Katalysatorträger eingebettet sind. The invention also provides a method for heating gases or liquids to the temperatures suitable for chemical reactions Available by the gases or liquids through a rest pouring or fluidized bed of finely divided, multi-district antiferromagnetic particles which are constantly under the influence of an alternating magnetic field are located. Such a method can be carried out in a very effective manner if the particles in the catalyst or catalyst support used in the process are embedded.
Beispiel Ein Karton von der in der USA.-Patentschrift 2 695 745 beschriebenen Art wird hergestellt, indem nur die zur Überlappung und Verklebung bestimmten Flächen des Kartons mit einer Masse beschichtet werden, die feinteilige, nichtleitende antiferromagnetische Teilchen enthält. Die Masse wird aus einem handelsüblichen Ferrit hergestellt, der im wesentlichen aus etwa 100/o NiO, 6°/o ZnO, 1°/0 MnO und 83°/o Fe2O3 besteht und eine Néel-Temperatur von 385°C, eine anfängliche Permeabilität von 115 und einen spezifischen Volumenwiderstand von 2,5 10, Ohm-cm bei 30"C aufweist. Dieser Ferrit wird 16 Stunden in Wasser in der Kugelmühle gemahlen. Der Mahlschlamm wird filtriert, getrocknet und auf eine mittlere Teilchen größe von 3 u zerkleinert. Dann werden die Ferritteilchen mit einer 30 0/gen Lösung von Polyvinylacetat (Gewichtsmittel des Molekulargewichts 70 000) in einem Gemisch aus Methylalkohol und Äthylalkohol zu einer Masse vermischt, die zu 67°/o aus Ferrit und zu 33 °/0 aus der Polyvinylacetatlösung besteht und eine Viskosität von 700 cP aufweist. Example A carton of that described in U.S. Patent 2,695,745 Art is made using only the areas intended for overlapping and gluing of the cardboard are coated with a mass, the finely divided, non-conductive antiferromagnetic Contains particles. The mass is made from a commercially available ferrite, the consists essentially of about 100% NiO, 6% ZnO, 1% MnO and 83% Fe2O3 and a Néel temperature of 385 ° C, an initial permeability of 115 and a has a specific volume resistivity of 2.5 10 .ohm-cm at 30 "C. This ferrite is ground in water in a ball mill for 16 hours. The grinding sludge is filtered, dried and crushed to an average particle size of 3 u. Then will the ferrite particles with a 30% solution of polyvinyl acetate (weight average molecular weight 70,000) in a mixture of methyl alcohol and ethyl alcohol mixed to a mass, 67% of the ferrite and 33% of the polyvinyl acetate solution exists and has a viscosity of 700 cP.
Diese Masse wird dann, wie oben beschrieben, auf die zur Überlappung bestimmten Teile vorn Kartonstanz stücken aufgetragen. Anschließend wird das ganze Kartonstanzstück mit einer Masse aus einem Mischpolymerisat aus Äthylen und Vinylacetat und Paraffinwachs überzogen. Das Stanzstück wird gefaltet und auf einem Dorn in der Nähe eines Elektrodenaufbaues in einem Preßkissen angeordnet. Es wird ein magnetisches Wechselfeld mit 40 Megahertz und 125 Gauß erzeugt. Hierbei erreicht der Belag auf den sich überlappenden Laschen seine Verschweißungstemperatur innerhalb 100 Millisekunden, worauf das magnetische Wechselfeld unterbrochen wird und die in Berührung miteinander stehenden Laschen innerhalb 200 Millisekunden auf Raumtemperatur erkalten und aneinander gebunden werden. Hierzu ist keine äußere Kühlung des Dornes oder des Preßkissens erforderlich. Es bilden sich feste, flüssigkeitsdichte Bindungen, die stärker als die Reißfestigkeit des Papiers selbst sind. Der Belag sohmilzt an keiner anderen Stelle des Kartons. Es entsteht ein dauerhafter Karton.This mass is then, as described above, on the overlap applied to certain parts of the cardboard punched pieces. Then the whole Cardboard punch with a mass of a copolymer of ethylene and vinyl acetate and paraffin wax coated. The die cut is folded and placed on a mandrel in placed near an electrode assembly in a press pad. It becomes a magnetic one Alternating field generated with 40 megahertz and 125 Gauss. Here the covering reaches up the overlapping flaps its welding temperature within 100 milliseconds, whereupon the alternating magnetic field is interrupted and they come into contact with each other standing flaps cool to room temperature within 200 milliseconds and touch each other be bound. There is no external cooling of the mandrel or the press pad for this purpose necessary. Solid, liquid-tight bonds are formed that are stronger than are the tear strength of the paper itself. The topping does not melt on any other Place of the cardboard. The result is a durable cardboard box.
Bei der Wiederholung des obigen Beispiels bei Anwendung einer Kraftflußdichte von 200 Gauß ereicht der Belag auf den Laschen seine Verschweißungstemperatur innerhalb 20 Millisekunden, worauf das magnetische Wechselfeld unterbrochen wird und die einander berührenden Laschenflächen innerhalb 100 Millisekunden auf Raumtemperatur erkalten. Es bilden sich wiederum feste, flüssigkeitsdichte Bindungen, die stärker sind als die Reißfestigkeit des Papiers, der Belag schmilzt an keiner anderen Stelle des Kartons, und man erhält einen dauerhaften Karton. When repeating the above example using a force flux density of 200 Gauss, the coating on the tabs reaches its welding temperature within 20 milliseconds, after which the alternating magnetic field is interrupted and each other the contacting tab surfaces to cool to room temperature within 100 milliseconds. In turn, solid, liquid-tight bonds are formed that are stronger than the tear resistance of the paper, the covering does not melt anywhere else on the Cardboard boxes, and you get a durable cardboard box.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US1252178XA | 1963-08-08 | 1963-08-08 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0336325A2 (en) * | 1988-04-06 | 1989-10-11 | PACKAGING CORPORATION OF AMERICA (Corporation of Delaware) | Food package for use in a microwave oven |
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1964
- 1964-08-07 DE DEP34847A patent/DE1252178B/en active Pending
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EP0336325A3 (en) * | 1988-04-06 | 1991-02-27 | PACKAGING CORPORATION OF AMERICA (Corporation of Delaware) | Food package for use in a microwave oven |
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