WO2003000490A2 - Verfahren zur herstellung und magnetisierung einer magnetpulver enthaltenden bitumenfolie - Google Patents

Verfahren zur herstellung und magnetisierung einer magnetpulver enthaltenden bitumenfolie Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing and magnetizing a bitumen film containing magnetic powder, in which the magnetic powder is magnetized in a magnetizing station by a strong magnetic field.
  • the magnetic powder which is an isotropic material such as barium ferrite powder, is used in such bitumen foils to temporarily fix the damping foils during installation until they are finally connected to the base by melting and re-solidifying an adhesive during an oven pass.
  • the document states that the ferrite particles are converted into directional permanent magnets in a strong magnetic field after the film has been produced. This happens at room temperature.
  • bitumen film is heated to a temperature before the magnetization, that the magnetic powder grains can align themselves through the action of the magnetic field and that the bitumen film is sufficiently cooled immediately after the magnetization to maintain the magnetization.
  • the magnetic powder grains are able to orientate themselves in a preferred direction, which is preserved by the subsequent cooling.
  • significantly less magnetic powder is sufficient to achieve the same magnetic force as with bitumen films according to the prior art.
  • a magnetic powder content of 60-70% by weight is required for use in motor vehicles, while 30-40% by weight is sufficient for a bitumen film according to the method according to the invention.
  • the invention results in a weight saving of approximately 20% with the same magnetic force and while maintaining or even increasing the acoustic properties.
  • the process can be carried out particularly effectively and economically if the bitumen film for magnetization is heated to a temperature of over 100 ° C. and then cooled to at least about 70 ° C. By cooling to at least about 70 ° C, the magnetization orientation and orientation "frozen". Furthermore, at higher temperatures when the bitumen film was pulled off a roller that cools it, the individual grains of the magnetic powder would become disoriented, thereby reducing the magnetization achieved.
  • the energy requirement when carrying out the method according to the invention is particularly low if, according to another development of the invention, only one layer of the bitumen film of about 1 mm thickness is heated to above 100 ° C.
  • the method can be carried out very simply if the magnetization and cooling takes place on a water-cooled magnetic roller having permanent magnets.
  • Particularly strong magnetic forces can be achieved with a relatively small proportion of magnetic powder if an anisotropic material is used as the magnetic powder.
  • anisotropic barium or strontium is used as the magnetic powder.
  • a sticking of the bituminous mass and the foil produced from it onto the steel strip of the steel strip plant can be excluded if the bituminous mass is rolled onto a carrier foil covering a steel strip for the production of the bitumen foil by means of calibration rollers.
  • the carrier film is preferably a polyester film.
  • the drawing shows four silos 1 - 4, in which the raw materials required for the production of the bitumen film are stored. These raw materials are fed to a mixer 5 and mixed there intensively.
  • the main component of the mixture is an anisotropic material, in particular Ba ferrite or Sr ferrite.
  • the mass produced in this way is fed by means of a pump 6 to a steel belt system 7 with calibration rollers 8, 9 and a rotating steel belt 11, where it is rolled into a web of the desired thickness and width.
  • a polyester film 10 is rolled on.
  • the upper calibration roller 8 is cooled, so that the web can be pulled off the calibration roller 8 here.
  • the film produced is then transported to a heating belt 13 by means of the steel belt 11, which is tempered by means of a thermal oil heater 12, and is heated there to about 140 ° C. via a heating field 14. Only a layer thickness of about 1 mm needs to be fully heated. The other part of the film can have a lower temperature for reasons of energy technology.
  • the polyester film 10 used serves as a carrier film for transportation. A bitumen film with such a temperature could otherwise not be transported and passed between different parts of the plant.
  • the bitumen film reaches the magnetization station 15 from the heating tape 13 and becomes the hot bitumen film magnetized by means of a large permanent magnet roller (diameter 1,000 mm) with internal and external cooling and at the same time cooled to about 70 ° C. Since the bitumen film has sufficient inherent strength again after cooling, the polyester film 10 can be pulled off by means of a take-up reel 16.
  • bitumen film is then coated with a sealant, hot melt or self-adhesive depending on the requirements of its use. Parts with different geometries are then punched out, which can then be used primarily in the automotive industry as soundproofing films.

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Abstract

Eine Magnetpulver enthaltende Bitumenfolie wird vor der Magnetisierung auf eine solche Temperatur erwärmt, dass sich die Magnetpulverkörner durch die Wirkung des Magnetfeldes ausrichten können. Unmittelbar nach der Magnetisierung wird die Bitumenfolie zur Erhaltung der Magnetisierung ausreichend gekühlt. Dadurch bleibt die bei der Magnetisierung sich einstellende Ausrichtung der Magnetpulverteilchen erhalten.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung und Magnetisierung einer Magnetpulver enthaltenden Bitumenfolie
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Magnetisierung einer Magnetpulver enthaltenden Bitumenfolie, bei welchem das Magnetpulver in einer Magnetisierungsstation durch ein starkes Magnetfeld magnetisiert wird.
Ein Verfahren der vorstehenden Art ist in der DE 37 11 810 AI beschrieben. Das Magnetpulver, bei dem es sich um ein isotropes Material wie Bariumferritpulver handelt, dient bei solchen Bitumenfolien dazu, die Dämpfungsfolien während des Einbaus vorläufig zu fixieren, bis sie durch Aufschmelzen und Wiederverfestigen eines Klebers während eines Ofendurchganges endgültig mit der Unterlage verbunden sind. In der Schrift wird angeführt, dass die Ferritpartikel nach der Herstellung der Folie in einem starken Magnetfeld in gerichtete Permanentmagnete umgewandelt werden. Das geschieht bei Raumtemperatur.
Die Praxis hat gezeigt, dass oftmals die magnetischen Kräfte solcher Bitumenfolien nicht ausreichend sind oder ein relativ hoher Anteil von Magnetpulver erforderlich ist, um ausreichende magnetische Kräfte zu erzielen. Es ist jedoch insbesondere aus Gewichtsgründen wünschenswert, dass der Anteil des Magnetpulvers möglichst gering ist, da solche Bitumenfolien sehr häufig in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden und dort eine Erhöhung des Gewichtes zu einem Mehrverbrauch an Kraftstoff führt und die Beschleunigungsleistung vermindert. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, welches zu Bitumenfolien führt, die bei gleichen Magnetkräften ein wesentlich geringeres Flächengewicht aufweisen als die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Bitumenfolien.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Bitumenfolie vor der Magnetisierung auf eine solche Temperatur erwärmt wird, dass sich die Magnetpulverkörner durch die Wirkung des Magnetfeldes ausrichten können und dass die Bitumenfolie unmittelbar nach der Magnetisierung zur Erhaltung der Magnetisierung ausreichend gekühlt wird.
Durch die erfindungsgemäße Erwärmung der Bitumenfolie vor der Magnetisierung sind die Magnetpulverkörner in der Lage, sich in eine Vorzugsrichtung zu orientieren, welche durch die anschließende Abkühlung konserviert wird. Dadurch genügt wesentlich weniger Magnetpulver, um eine gleiche magnetische Kraft zu erzielen, wie bei Bitumenfolien nach dem Stand der Technik. Bei der Bitumenfolie nach der eingangs genannten DE 37 11 810 AI ist beispielsweise für den Einsatz in Kraftfahrzeugen ein Magnetpulveranteil von 60 - 70 Gew.-% erforderlich, während für eine Bitumenfolie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren 30 - 40 Gew.-% genügen. Insgesamt ergibt sich durch die Erfindung eine Gewichtsersparnis von etwa 20 % bei gleicher magnetischer Kraft und unter Beibehaltung oder sogar Anhebung der akustischen Eigenschaften.
Besonders wirkungsvoll und wirtschaftlich durchführbar ist das Verfahren, wenn die Bitumenfolie zur Magnetisierung auf eine Temperatur von über 100 °C erwärmt und danach auf mindestens etwa 70 °C abgekühlt wird. Durch diese Abkühlung auf mindestens etwa 70 °C wird die Magnetisie- rung und Orientierung "eingefroren". Weiterhin würde es bei höheren Temperaturen beim Abziehen der Bitumenfolie von einer sie kühlenden Walze zu einer Desorientierung der einzelnen Körner des Magnetpulvers kommen und dadurch die erzielte Magnetisierung reduziert werden.
Der Energiebedarf bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist besonders gering, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung nur eine Schicht der Bitumenfolie von etwa 1 mm Dicke auf über 100 °C erwärmt wird.
Das Verfahren kann sehr einfach ausgeführt werden, wenn die Magnetisierung und Kühlung auf einer Permanentmagnete aufweisenden, wassergekühlten Magnetwalze erfolgt.
Besonders starke Magnetkräfte lassen sich mit einem verhältnismäßig geringen Anteil von Magnetpulver erzielen, wenn als Magnetpulver ein anisotropes Material benutzt wird.
Vorteilhaft ist es, wenn als Magnetpulver anisotropes Barium oder Strontium benutzt wird.
Ein Festkleben der bituminösen Masse und der daraus erzeugten Folie auf dem Stahlband der Stahlbandanlage lässt sich ausschließen, wenn die bituminöse Masse zur Herstellung der Bitumenfolie mittels Kalibrierwalzen auf eine ein Stahlband abdeckende Trägerfolie aufgewalzt wird.
Bei der Trägerfolie handelt es sich vorzugsweise um eine Polyesterfolie.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf unterschiedliche Weise ausgeführt werden. Zur weiteren Verdeutlichung sei- nes Grundprinzips wird nachfolgend auf die Zeichnung Bezug genommen.
Die Zeichnung zeigt vier Silos 1 - 4, in welchen die für die Herstellung der Bitumenfolie erforderlichen Rohstoffe bevorratet sind. Diese Rohstoffe werden einem Mischer 5 zugeführt und dort intensiv miteinander vermischt. Hauptbestandteil der Mischung ist ein anisotropes Material, insbesondere Ba-Ferrit oder Sr-Ferrit.
Nach Ablauf der erforderlichen Mischzeit wird die so hergestellte Masse mittels einer Pumpe 6 einer Stahlbandanlage 7 mit Kalibrierwalzen 8, 9 und einem umlaufenden Stahlband 11 zugeführt und dort zu einer Bahn in der gewünschten Dicke und Breite ausgewalzt. Um ein Ankleben der heißen Masse auf dem nicht gekühlten Stahlband 11 der Stahlbandanlage 7 zu verhindern, bzw. um die Bahn vom Stahlband 11 abziehen zu können, wird eine Polyesterfolie 10 aufgewalzt. Die obere Kalibrierwalze 8 wird gekühlt, so dass sich hier die Bahn von der Kalibrierwalze 8 abziehen lässt.
Die hergestellte Folie wird nun mittels des Stahlbandes 11, welches mittels einer Thermalölheizung 12 temperiert ist, zu einem Heizband 13 transportiert und dort über ein Heizfeld 14 auf etwa 140°C erhitzt. Hierbei muss nur eine Schichtstärke von etwa 1 mm durchgeheizt sein. Der andere Teil der Folie kann aus energietechnischen Gründen durchaus eine niedrigere Temperatur haben. Die verwendete Polyesterfolie 10 dient als Trägerfolie für den Transport. Eine Bitumenfolie mit einer solchen Temperatur könnte sonst nicht transportiert und zwischen verschiedenen Anlageteilen übergeben werden.
Vom Heizband 13 gelangt die Bitumenfolie zu einer Magnetisierungsstation 15. Hier wird die heiße Bitumenfolie mittels einer großen Permanentmagnetwalze (Durchmesser 1.000 mm) mit Innen- und Außenkühlung magnetisiert und gleichzeitig auf etwa 70°C abgekühlt. Da die Bitumenfolie nach der Abkühlung wieder genügend Eigenfestigkeit besitzt, kann die Polyesterfolie 10 mittels einer Aufwickelhaspel 16 abgezogen werden.
Die Bitumenfolie wird anschließend je nach den Erfordernissen ihres Einsatzes mit einer Versiegelung, Hot-Melt oder Selbstkleber beschichtet. Anschließend werden Teile in unterschiedlicher Geometrie ausgestanzt, die dann in erster Linie in der Automobilindustrie als Schallschutzfolien einsetzbar sind.
Bezugszeichenliste
1 Silo
2 Silo
3 Silo
4 Silo
5 Mischer
6 Pumpe
7 Stahlbandanlage
8 Kalibrierwalze
9 Kalibrierwalze
10 Polyesterfolie
11 Stahlband
12 Thermalölheizung
13 Heizband
14 Heizfeld
15 Magnetisierungsstation
16 Aufwickelhaspel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung und Magnetisierung einer Magnetpulver enthaltenden Bitumenfolie, bei welchem das Magnetpulver in einer Magnetisierungsstation durch ein starkes Magnetfeld magnetisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitumenfolie vor der Magnetisierung auf eine solche Temperatur erwärmt wird, dass sich die Magnetpulverkörner durch die Wirkung des Magnetfeldes ausrichten können und dass die Bitumenfolie unmittelbar nach der Magnetisierung zur Erhaltung der Magnetisierung ausreichend gekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitumenfolie zur Magnetisierung auf eine Temperatur von über 100 °C erwärmt und danach auf mindestens etwa 70 °C abgekühlt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass nur eine Schicht der Bitumenfolie von etwa 1 mm Dicke auf über 100 °C erwärmt wird.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierung und Kühlung auf einer Permanentmagnete aufweisenden, wassergekühlten Magnetwalze erfolgt.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Magnetpulver ein anisotropes Material benutzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Magnetpulver anisotropes Barium oder Strontium benutzt wird.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bituminöse Masse zur Herstellung der Bitumenfolie mittels Kalibrierwalzen auf eine ein Stahlband abdeckende Trägerfolie aufgewalzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie eine Polyesterfolie ist.
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