DE102006010544A1 - Process for producing a paper for absorbing electromagnetic fields - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers zur Absorption elektromagnetischer Felder, bei dem ein Rohpapier mit einer dotiertes Ferritfeinstpulver enthaltenen Suspension beschichtet wird.The invention relates to a method for producing a paper for absorbing electromagnetic fields, in which a base paper is coated with a suspension containing doped very fine ferrite powder.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers zur Absorption elektromagnetischer Felder.The The invention relates to a process for producing a paper for Absorption of electromagnetic fields.

Hochfrequente elektromagnetische Felder im Mikrowellenbereich (500 MHz300 GHz) sind als Folge notwendiger Kommunikationstechniken (Sattelitenfernsehen, Mobilfunk, WLAN-Technologien, Meßtechnik (Radar für Verkehr- und Luftüberwachung) und nicht verhinderbarer Abstrahlungen von Mikrowellentechniken (Mikrowellenerwärmung, Mikrowellenertrocknung, Mikrowellenersintern, Mikrowellenerkleben, bis hin zu medizinische Anwendungen) in unserer Umwelt mit unterschiedlicher Intensität und Frequenz vorhanden. Diesen Feldern sind alle biologischen Systeme (Menschen, Tiere und Pflanzen) ausgesetzt. Des weiteren hat die verbreitete Anwendung von Elektronik zum effizienten Betrieb (Steuerung/Regelung) industrieller Verfahren, von Medizintechnik, Bürotechnik, Kraftfahrzeugen bis zu Haushaltsgeräten deutlich zugenommen. Die Elektronik enthält Baugruppen (z. B. integrierte Schaltkreise), deren elektromagnetische Empfindlichkeit (EMV) mit zunehmender Leistungsfähigkeit und Miniaturisierung stark zunimmt und die infolge der hohen Datenübertragungsraten und/oder Schaltfrequenzen selbst HF-Leistungen abstrahlen.High frequency electromagnetic fields in the microwave range (500 MHz300 GHz) are as a consequence of necessary communication techniques (satellite television, Mobile radio, WLAN technologies, measuring technology (radar for traffic and air monitoring) and non-preventable emissions from microwave techniques (Microwave heating, Microwave drying, microwave sintering, microwave cooking, to medical applications) in our environment with different intensity and frequency available. These fields are all biological systems (Humans, animals and plants) exposed. Furthermore, the widespread use of electronics for efficient operation (control) industrial process, medical technology, office equipment, motor vehicles up to household appliances significantly increased. The electronics contain modules (eg integrated Circuits), whose electromagnetic sensitivity (EMC) with increasing efficiency and miniaturization is rapidly increasing due to the high data transfer rates and / or switching frequencies themselves radiate RF power.

Um einerseits die Emissionen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf biologische Systeme einzugrenzen und andererseits einen hinreichend sicheren Betrieb der Elektronik zu gewährleisten wurden in vielen Industrieländern einzuhaltende Grenzwerte für maximale Leistungsdichten von Strahlungsquellen gesetzlich fixiert. Diese Festlegungen werden immer wieder überarbeitet, sobald neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu negativen Wirkungen vorliegen.Around on the one hand the emissions of high-frequency electromagnetic fields on biological systems and on the other hand a sufficient To ensure safe operation of the electronics have been in many industrialized countries to be observed limits for maximum power densities of radiation sources fixed by law. These definitions are constantly being revised as new scientific Findings on negative effects.

Exemplarisch sind für die BRD die 26. BLMSCHW (Verordnung über elektromagnetische Felder) und die DIN VDE 0848 (Sicherheit in elektromagnetischen Feldern) zu nennen. Diese Verordnung bzw. Richtlinie stützen sich auf internationale Empfehlungen, wie z. B. die ICNIRP (Internationale Kommission für den Schutz vor nichtionisierbarer Strahlung) und der WHO (Weltgesundheitsorganisation).exemplary are for the Federal Republic of Germany the 26th BLMSCHW (Ordinance on Electromagnetic Fields) and DIN VDE 0848 (safety in electromagnetic fields) call. This Regulation or Directive is based on international standards Recommendations, such as For example, the ICNIRP (International Commission for Protection non-ionizable radiation) and the WHO (World Health Organization).

Nutzbare physikalische Prinzipien für den Schutz vor hochfrequenten elektromagnetischen Feldern sind entweder die Reflexion und/oder die Absorption der elektromagnetischen Felder. Beide Prinzipien sind frequenzabhängig.usable physical principles for the protection against high frequency electromagnetic fields are either the reflection and / or the absorption of the electromagnetic fields. Both principles are frequency dependent.

Für die Reflexion von HF-Felder sind elektrisch leitfähige Werkstoffe geeignet. Die Energiedissipation infolge Induktion (Wirbelstromverluste) und aufgrund der geringen Eindringtiefen ist unbedeutend. Die Absorption elektromagnetischer Energie ermöglichen dielektrische und magnetische Materialien. Die Energieabsorption basiert bei dielektrischen Materialien auf Polarisation und bei magnetischen Materialien auf ihren gyromagnetischen Eigenschaften (Ferromagnetische Resonanz). In beiden Fällen muss das elektromagnetische Feld allerdings hinreichend tief in das Volumen des Abschirmmaterials eindringen.For reflection of RF fields, electrically conductive materials are suitable. The Energy dissipation due to induction (eddy current losses) and due the low penetration depth is insignificant. The absorption of electromagnetic Enabling energy dielectric and magnetic materials. The energy absorption is based on polarization and dielectric materials magnetic materials on their gyromagnetic properties (Ferromagnetic resonance). In both cases, the electromagnetic must However, field penetrate sufficiently deep into the volume of Abschirmmaterials.

Für die Eindringtiefe 6 gilt:

wobei f die Frequenz des elektromagnetischen Feldes, μ die Permeabilität und κ elektrische Leitfähigkeit des Abschirmmaterials bezeichnen. Sie nimmt mit steigender Frequenz, Permeabilität und elektrischer Leitfähigkeit ab.For the penetration depth 6, the following applies:

where f denotes the frequency of the electromagnetic field, μ the permeability and κ electrical conductivity of the shielding material. It decreases with increasing frequency, permeability and electrical conductivity.

Im Frequenzbereich von Mikrowellen (500 MHz–300 GHz) ist die Eindringtiefe elektrisch leitfähiger Metalle sehr gering. Sie beträgt z. B. für Kupfer 2,94 μm bei 500 MHz und 0,12 μm bei 300 GHz. Deshalb besteht das Problem darin, dass zwar oft mit elektrisch leitfähigen Materialien ausreichend abgeschirmt werden kann (Schirmdämpfungen bis 99,999 %), sich aber die elektromagnetischen Felder nach wie vor ausbreiten und überlagern, weil sie infolge der unzureichenden Eindringtiefe kaum absorbiert werden.in the Frequency range of microwaves (500 MHz-300 GHz) is the penetration depth electrically conductive Metals very low. It is z. For example Copper 2.94 μm at 500 MHz and 0.12 μm at 300 GHz. Therefore, the problem is that while often with electric conductive Materials can be adequately shielded (screen attenuation up to 99.999%), but the electromagnetic fields are like before spreading and overlaying, because they are hardly absorbed due to the insufficient penetration depth.

Als elektrisch leitfähige Materialien werden im einfachsten Fall Drahtgewebe aus z. B. Kupferfeindrähten verwendet. Sie sollen eine Schirmdämpfung 34–40 dB bei 200 bis 10 GMz gewährleisten. Solche Gewebe sind allerdings relativ schwer (Flächenmasse 540 g/m²). Ebenfalls bekannt sind metallische Textilgewebe, die insbesondere als EMI-Abschirmdichtungen eingesetzt werden.As electrically conductive materials in the simplest case, wire mesh from z. As copper fenestrated wires used. They should ensure a shielding attenuation of 34-40 dB at 200 to 10 GMz. However, such tissues are relatively heavy (basis weight 540 g / m ² ). Also known are metallic textile fabrics, which are used in particular as EMI shielding seals.

Eine weitere bekannte Lösung zur Schirmdämpfung elektromagnetischer Felder ist das Bestreichen mit metallgefüllten Lacken (Silber-Acrylharzsysteme). Ausgewiesen werden Schirmdämpfungen bis zu 97 dB bei 1 GHz. Mit preisgünstigeren Ersatzfüllstoffen (Kohlenstoff, Kupfer, Nickel) werden bis zu 57 dB erreicht. Vorteilhafter scheinen für Gehäuse von Anlagen und Geräten Zinkbeschichtungen, hergestellt mit dem Lichtbogenspritzverfahren, zu sein. Man erhält Abschirmwirkungen von 70 bis 90 dB bei 1 GHz.A another known solution for screen damping Electromagnetic fields is the painting with metal-filled paints (Silver-acrylic resin systems). Shielding attenuations are shown up to 97 dB at 1 GHz. With cheaper substitute fillers (Carbon, copper, nickel) are reached up to 57 dB. Favorable seem for casing of equipment and devices Zinc coatings produced by the arc spraying method, too be. You get Shielding effects from 70 to 90 dB at 1 GHz.

Laminierte Metallfolien (Al, Cu) finden ebenfalls als Abschirmmaterialien Anwendungen (Auskleidungen von Passagierkabinen in der Luftfahrttechnik und Ummantelungen von Kabeln).laminated Metal foils (Al, Cu) are also used as shielding materials (Linings of passenger cabins in aeronautical engineering and Sheathing of cables).

Extrem dünne Metallschichten weisen Kunststofffolien auf, die ein- oder zweiseitig mittels PVD-Verfahren mit einer sehr dünnen Metallschicht (Al, Cu, AG oder Au) von 0,02 bis 0,1 μm bedampft sind. Die Beschichtung kann zwischen 0,5 g/m² und 10 g/m² variiert werden. Der EMC-Schutzfaktor von Cu-beschichteten Folien beträgt bei 40 dB im Frequenzbereich 300 MHz bis 2,6 GHz. Die flexiblen Schutzfolien sind bestens einsetzbar, wo Drähte und Kabel in HF-belasteten elektronischen Anlagen abgeschirmt werden sollen. Die elektromagnetischen Felder in der elektronischen Anlage bleiben jedoch größtenteils erhalten. Es entstehen sogar neue Reflexionen und Interferenzen, da die Abschirmung der Drähte bzw. Kabel mit metallisierten Folien vorrangig auf Reflexionsdämpfung beruht.Show extremely thin metal layers Plastic films vaporized on one or two sides by PVD process with a very thin metal layer (Al, Cu, AG or Au) of 0.02 to 0.1 microns. The coating can be varied between 0.5 g / m ² and 10 g / m ² . The EMC protection factor of Cu-coated foils is 40 dB in the frequency range 300 MHz to 2.6 GHz. The flexible protective films are ideal for shielding wires and cables in HF-loaded electronic systems. However, the electromagnetic fields in the electronic system are largely retained. It even creates new reflections and interference, since the shielding of the wires or cables with metallized films is based primarily on reflection attenuation.

Aus der EP 0 255 319 A2 sind Abschirmmaterialien bekannt, die Gemische von Kurzfasern (Stahlfasern/Glasfasern oder Aluminium gecoatete Glaskurzfasern/Glasfasern) in einer Polypropylenmatrix enthalten. Kommerziell verfügbar für elektromagnetische Abschirmungen im Gerätebau, wie Mobiltelefone, Computer oder medizinische Geräte bis hin zum Automobil- und Flugzeugbau sind leitfähige Klebebänder oder Stanzteile aus solchen Klebebändern. Die Produkte sind entweder Cu-Ni-Ph beschichtete Vliestextilien oder sie bestehen aus einem 35 μm dicken verzinkten Kupferträger und einer etwa 50 μm silikonisiereten PET-Abdeckung. Die Abschirmwirkung soll im Frequenzbereich 1 bis 18 GHz 95 bis 80 dB betragen.From the EP 0 255 319 A2 Shielding materials are known which contain mixtures of short fibers (steel fibers / glass fibers or aluminum-coated glass short fibers / glass fibers) in a polypropylene matrix. Commercially available for electromagnetic shielding in equipment, such as mobile phones, computers or medical devices to automotive and aircraft are conductive adhesive tapes or stampings from such tapes. The products are either Cu-Ni-Ph coated non-woven textiles or consist of a 35 μm thick galvanized copper carrier and a 50 μm siliconized PET cover. The shielding effect should be 95 to 80 dB in the frequency range 1 to 18 GHz.

Zur großflächigen Abschirmung elektromagnetischer Felder werden Abschirmtapeten angeboten. Es sind flexible, rollbare Faservliese mit metallischer, nicht ferromagnetischer Beschichtung. Sie sollen eine Schirmdämpfung von 34–25 dB bei 200 MHz bis 10 GHz aufweisen. Auch Glas- und Fensterflächen sind in eine Raumabschirmung einbeziehbar. Hierzu werden innenverlegbare Hochfrequenz-Abschirmfolien angeboten. Dies sind mit Edelmetallen beschichtete, selbstklebende UV-beständige Spezialfolien (Materialstärke 37,5 μm). Für die Transmission im sichtbaren Bereich werden 22 % angegeben.to large-area shielding electromagnetic fields are offered shielding wallpaper. It are flexible, rollable fiber webs with metallic, non-ferromagnetic Coating. They should have a screen attenuation of 34-25 dB 200 MHz to 10 GHz. Also glass and window surfaces are can be included in a room screen. For this purpose are internally displaceable RF Shielding offered. These are precious metal coated, self-adhesive UV-resistant Special foils (material thickness 37.5 μm). For the Transmission in the visible range is given 22%.

Bekannt sind auch bereits elektrisch leitfähige Papiere, bei denen metallisierte Polyesterfasern (Ni-Cu-PET) in Papier eingelagert werden. Diese leitfähigen Papiere haben eine Flächenmasse von 80 g/m² und sollen eine Schirmdämpfung von 40 dB besitzen. Ein anderer Vorschlag bezieht sich auf die Beschichtung von Tapetenpapiere mit leitfähigen Polymeren (Polyanilin, Polypyrrol, Polythiophen oder deren Derivate), die leitfähigen Ruß enthalten können. Die Schichtdicken betragen insgesamt bis zu 70 μm. Für die ausgeführten Beispiele werden elektromagnetische Schirmwirkungen von bis zu (13 ± 5) dB angegeben.Also known are already electrically conductive papers in which metallized polyester fibers (Ni-Cu-PET) are stored in paper. These conductive papers have a basis weight of 80 g / m ² and should have a screen attenuation of 40 dB. Another proposal relates to the coating of wallpaper papers with conductive polymers (polyaniline, polypyrrole, polythiophene or their derivatives) which may contain conductive carbon black. The layer thicknesses total up to 70 microns. For the examples given, electromagnetic shielding effects of up to (13 ± 5) dB are given.

Bei allen Auskleidungen von Räumen, Anlagen und Geräten müssen allerdings die elektrisch leitfähigen Abschirmmaterialien aus Sicherheitsgründen zum Potenzialausgleich immer zusätzlich geerdet werden und/oder einen Berührungsschutz besitzen.at all linings of rooms, Plants and equipment have to however, the electrically conductive Shielding materials for safety reasons for equipotential bonding always in addition be earthed and / or have a contact protection.

Weiterhin wird die Schirmdämpfung mit elektrisch leitfähigen Materialien bei Gerätegehäusen weiterhin durch funktionsbedingte Öffnungen zur Kühlung und/oder für heraus- bzw. hineinführende Kabel gemindert, da die elektromagnetischen Felder nicht durch Absorption reduziert werden.Farther becomes the screen attenuation with electrically conductive Materials on device housings continue through function-related openings for cooling and / or for out or in-lead cable diminished, since the electromagnetic fields are not due to absorption be reduced.

Um im Zuge einer stetig steigenden Leistungsfähigkeit in Bereichen der Kommunikationstechnik und Computertechnik über verbesserte Dämpfungskomponenten zu verfügen, wurden auch Polymerfolien entwickelt, in die feine Ferritpartikel eingearbeitet sind. Die mit konventionellen Compoundiertechniken hergestellten Ferrit-Polymer-Verbunde ermöglichen Füllgrade bis zu 50 Massen-%. Weitere Lösungsansätze mit Foliengießverfahren, Beschichtungen der Ferritpartikel mit organischen Haftvermittlern und Einsatz maßgeschneiderter Prepolymere mit kurzkettigen Ausgangsverbindungen sollen Ferritpulverfüllgrade bis zu 75 Massen-% ermöglichen. Hiermit ist aber immer nur ein Kompromiß zwischen Verarbeitbarkeit, Dispersität der Ferritpartikel und Flexibilität der Folien realisierbar.Around in the course of a steadily increasing performance in areas of communication technology and computer engineering over improved damping components to dispose of Polymer films were also developed, incorporated into the fine ferrite particles are. Those made with conventional compounding techniques Ferrite-polymer composites enable filling ratios up to 50% by mass. Other solutions with Film casting, coatings the ferrite particles with organic adhesion promoters and use of customized Prepolymers with short-chain starting compounds should ferrite powder filling degrees allow up to 75% by mass. But this is always only a compromise between processability, dispersity the ferrite particles and flexibility of the films feasible.

Um einen breiten Frequenzbereich (100 MHz bis 20 GHz) zu erfassen, wurde bereits vorgeschlagen, Ferritpulver (Mn-Zn-Ferrit oder Strontiumferrit) und elektrisch leitfähige Pulver (Ruß, Ni) in bestimmten Verhältnissen (10:1 bzw. umgekehrt 1:6) in einem Bindemittel (Dispersionsgrundierung oder organische Polymere) zu mixen und weiterzuverarbeiten, so dass man einen Anstrich oder eine Folie erhält. Die Foliendicken betragen 0,2 bis 0,5 mm. Die Ferritpartikel sind relativ groß, < 45 μm – die Partikel der verwendeten Nickelpulver ebenfalls, < 100 μm, so dass vermutet werden kann, dass nur dicke Folien mit hinreichenden Oberflächeneigenschaften mit diesem Verfahren herstellbar sind. Diese sind zudem schwer. Die erreichten Dämpfungen betragen bei mit Mn-Zn-Ferriten gefüllten Folien 10 dB und bei mit Strontiumferrit gefüllten Folien bis zu 25 dB. Höhere Dämpfungen werden nicht erreicht, weil die elektrisch leitfähigen Anteile in der Folie das Eindringen im Folienvolumen verhindern. Der spezifische elektrische Widerstand der Abschirmfolie beträgt 1,5 Ωcm.Around to record a wide frequency range (100 MHz to 20 GHz), has already been proposed, ferrite powder (Mn-Zn ferrite or strontium ferrite) and electrically conductive Powder (soot, Ni) in certain proportions (10: 1 or vice versa 1: 6) in a binder (dispersion primer or organic polymers) and further processed so that to get a painting or a foil. The film thicknesses amount 0.2 to 0.5 mm. The ferrite particles are relatively large, <45 μm - the particles of used nickel powder also, <100 microns, so that can be suspected that only thick films with sufficient surface properties with this Method can be produced. These are also heavy. The reached losses be 10 dB and at at filled with Mn-Zn ferrites foils filled with strontium ferrite Foils up to 25 dB. Higher attenuation are not achieved because the electrically conductive components in the film prevent penetration of the film volume. The specific electric Resistance of the shielding foil is 1,5 Ωcm.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Papiers mit ausgeprägten HF-absorbierenden und reflexionsarmen Eigenschaften zu schaffen. Das Papier sollte an die Frequenz des zu absorbierenden elektromagnetischen Feldes angepaßte gyromagnetische Eigenschaften und einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand besitzen. Die Materialverbundsysteme müssen hinreichend gut auf verschiedenen Untergründen auftragbar und befestigbar sein. Es sollen insbesondere die HF-Absorption bereits bei geringen Schichtstärken erreichbar sein. Gleichzeitig soll das Papier korrosionsbeständig und recycelbar sein.The object of the invention is to provide a method for producing a paper having pronounced RF-absorbing and low-reflection properties. The paper should have gyromagnetic properties matched to the frequency of the electromagnetic field to be absorbed and high electrical resistivity. The composite material systems must be able to be applied and fastened sufficiently well on different surfaces. In particular, the RF absorption should be achievable even at low layer thicknesses. At the same time, the paper should be corrosion resistant and recyclable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach besteht das Verfahren darin, dass ein Rohpapier mittels eines gängigen Beschichtungsverfahrens mittels dotierte Ferritfeinstpulver enthaltenden Suspensionen beschichtet wird.According to the invention this Task by a method according to claim 1 solved. Accordingly, the method consists in that a raw paper means a common one Coating method using doped ferrite fine powder containing Suspensions is coated.

Dabei handelt es sich in der Regel um wasserbasierende Pigmentaufschlämmungen, die als Dispersion entweder im Überschuß aufgetragen und mittels Rakel, Klinge oder Luftbürste dosiert werden oder um vordosierende Auftragssysteme wie Filmpressen, Spray- und Curtaincoater. Die dotierten Ferritfeinstpulver besitzen die HF-absorbierende Eigenschaft, vorzugsweise auf Basis ihrer gyromagnetischen Eigenschaften.there they are usually water-based pigment slurries, which is applied as a dispersion either in excess and metered by knife, blade or air brush or around predosing application systems such as film presses, spray and curtain coater. The doped ferrite fine powders have the RF-absorbing property, preferably based on their gyromagnetic properties.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.preferred Embodiments of the invention will become apparent from the main claim subsequent Dependent claims.

Demnach kann die das dotierte Ferritfeinstpulver enthaltende Dispersion unmittelbar auf das Rohpapier aufgebracht werden.Therefore may be the dispersion containing the doped ferrite fine powder be applied directly to the base paper.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann zunächst ein Vorstrich auf das Rohpapier aufgebracht werden und anschließend kann die das dotierte Ferritfeinstpulver enthaltende Dispersion auf die Vorstrichschicht aufgebracht werden.According to one Alternative embodiment of the invention may initially a Primer can be applied to the base paper and then the the dispersion containing the doped ferrite fine powder on the precoat layer be applied.

Abschließend kann eine Deckschicht zur Fixierung und/oder optischen Abdeckung aufgebracht werden.In conclusion, can a cover layer for fixing and / or optical cover are applied.

Erfindungsgemäß können sowohl die Vorder- und/oder Rückseite des Rohpapiers beschichtet werden.According to the invention both the front and / or back of the base paper.

Bei dem dotierten Ferritfeinstpulver handelt es sich vorteilhaft um Bariumferritpulver, genauer gesagt um ferritmagnetische Feinstpartikel auf Basis von modifiziertem Bariumhexaferrit.at the doped ferrite fine powder is advantageous Barium ferrite powder, more specifically ferrite magnetic fines based on modified barium hexaferrite.

Das Bariumferritpulver kann vorzugsweise nach der Glaskristallisationstechnik synthetisiert werden. Aufgrund dieser Synthetisierung erhält das dotierte Ferritfeinstpulver die gyromagnetischen Eigenschaften.The Barium ferrite powder may preferably be by the glass crystallization technique be synthesized. Due to this synthesis, the doped receives Ferrite fine powder the gyromagnetic properties.

Die Glaskristallisationstechnik geht von der Möglichkeit aus, dass Einkristalle nicht nur aus übersättigten Lösungen, sondern auch aus geeigneten zusammengesetzten, unterkühlten Schmelzen entstehen können. Für die Synthese maßgeschneiderter Bariumferrite werden Eisenoxid, Bariumkarbonat, Boroxid und die Dotierungen als Oxide in Pulverform in einem bestimmten Verhältnis gemischt und geschmolzen. Wichtig ist, dass die Schmelze beim Abkühlen zunächst nicht kristallisiert. Deswegen wird die Schmelze schnell gekühlt. Im Ergebnis des rapid queching liegen als Zwischenprodukte Glasflakes vor. Durch gezielte Temperung oberhalb der Transformationstemperatur entstehen in ihnen die gewünschten Kristalle. Nun kann man die umgebende, z. B. in Essigsäure lösliche Bariumboratphase entfernen. Es bleibt das BHF-Pulver übrig. Es wird nachgewaschen und getrocknet.The Glass crystallization technology assumes the possibility that single crystals not just from oversaturated Solutions, but also from suitable composite, supercooled melts can arise. For the Synthesis of tailored barium ferrites are iron oxide, barium carbonate, boron oxide and the dopants as Oxides in powder form mixed and melted in a certain ratio. It is important that the melt initially does not crystallize on cooling. Therefore, the melt is cooled quickly. As a result of rapid queching are available as intermediates glass flakes. By targeted tempering above the transformation temperature arise in them the desired Crystals. Now you can the surrounding, z. B. acetic acid soluble barium borate phase remove. The BHF powder remains. It will be washed and dried.

Der Prozeßablauf ist folgender:

• – Auswahl der Schmelzzusammensetzung,
• – Herstellung eines homogenen Gemenges,
• – Schmelze,
• – Hochgeschwindigkeitskühlung zur Herstellung amorpher Flakes,
• – Partielle Kristallisation durch Tempern der Flakes,
• – Zerkleinern der spröden Flakes,
• – Säurebehandlung,
• – Waschen, Zentrifugieren,
• – Trocknen des Superfeinpulvers.

The process flow is as follows:

• Selection of the melt composition,
• - production of a homogeneous mixture,
• - melt,
• High speed cooling for the production of amorphous flakes,
• Partial crystallization by tempering the flakes,
• - crushing the brittle flakes,
• Acid treatment,
• - washing, centrifuging,
• - drying the superfine powder.

Die Ausgangsmischung der Rohstoffe wird so zusammengesetzt, dass

• – sie einerseits bei technisch akzeptablen Temperaturen schmelzen,
• – die maßgeschneiderten gyromagnetischen Eigenschaften entstehen,
• – sich die BHF-Kristalle während der Kristallisation nicht behindern und
• – andererseits die die entstandenen Kristalle umgebende Matrix leicht weglösbar ist, so dass die gewünschten Kristalle als feinstes Pulver zurückbleiben.

The starting mixture of raw materials is composed so that

• On the one hand, they melt at technically acceptable temperatures,
• - the tailored gyromagnetic properties arise,
• - The BHF crystals do not interfere during crystallization and
• - On the other hand, the matrix surrounding the resulting crystals is easily weglösbar so that the desired crystals remain as the finest powder.

Die Zusammensetzung des zunächst herstellenden Glases, die verfahrenstechnischen Parameter und die Struktur der angestrebten Kristalle bestimmen die Eigenschaften des Endprodukts.The Composition of the first producing glass, the process parameters and the Structure of the desired crystals determine the properties of the final product.

Die so hergestellten Pulver werden in Wasser dispergiert und die Dispersion stabilisiert. Geeignet sind Rührwerksmühlen und Kugelmühlen mit anpaßbarer Beanspruchungsintensität und -häufigkeit.The powders thus prepared are dispersed in water and the dispersion stabilized. Suitable agitator mills and ball mills with adaptable stress intensity and frequency.

Mit dem entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Papier ist eine gute Dämpfung elektromagentischer Strahlungen durch Absorption gegeben. Reflexionen und Interferenzen werden verringert. Weiterhin werden Expositionsintensitäten elektromagnetischer Strahlung auf Menschen und sonstigen biologischen Objekten durch Absorption verringert. Multipath-Effekte in Räumen, Anlagen und Geräten, die mit Tapeten auf Basis oben genannter Papiere ausgestattet sind, werden reduziert. Das führt zu besseren uns sichereren WLan-Übertragungen. Weiterhin müssen Flächen, die mit diesem Material ausgestattet werden, nicht mehr geerdet werden. Entsprechend ausgebildete Räume werden abhörsicher.With the paper produced according to the method according to the invention a good attenuation of electromagnetic radiation is given by absorption. Reflections and interference are reduced. Furthermore, exposure intensities of electromagnetic radiation on humans and other biological objects are reduced by absorption. Multipath effects in rooms, facilities and appliances using wallpapers based on top equipped papers are reduced. This leads to better and safer WLan transmissions. Furthermore, surfaces equipped with this material no longer have to be earthed. Correspondingly trained rooms are tap-proof.

Die Bariumhexaferritpartikel haben als besonderen Vorteil eine hohe Korrosionsbeständigkeit in Lösungsmitteln, Laugen und schwachen Säuren. Bei starken organischen und anorganischen Säuren, wie Oxal-, Salz-, Schwefel- oder Flußsäure ist die Beständigkeit von der Temperatur, der Konzentration und der Angriffszeit abhängig.The Barium hexaferrite particles have a high advantage as a particular advantage Corrosion resistance in solvents Alkalis and weak acids. at strong organic and inorganic acids such as oxalic, hydrochloric, sulfuric or hydrofluoric acid the durability depending on temperature, concentration and attack time.

Recycelbare Bariumhexaferrite gehören zur Stoffklasse der Oxiden, bei denen aufgrund von Ladung, Ionenradien der Kationen, Anionenkomplex, Kristallstruktur eine Zuordnung zu Salzen theoretisch ausgeschlossen werden kann und in denen Eisen nur als Fe³⁺ auftritt und somit keine Ferritbildung (Salze) möglich ist.Recyclable barium hexaferrites belong to the class of oxides in which due to charge, ionic radii of the cations, anion complex, crystal structure can be theoretically excluded from a salt assignment and in which iron occurs only as Fe ³⁺ and thus no ferrite (salts) is possible.

Endliche Löslichkeiten des Erdalkalimetalls Ba aus den Bariumferritverbindungen wurden dagegen bei nassen Mahlprozessen festgestellt. Allerdings werden bei der Mahlung die Oberflächen der feinen Ferritpartikel (...< 1 μm) infolge der intensiven mechanischen Beanspruchungen durch Mahlkörper aktiviert (Strömungen der Gitterstruktur). Solche Beanspruchungen finden hier bei der Synthese und Anwendung nicht statt.finite solubilities of the alkaline earth metal Ba from the barium ferrite compounds however, found in wet grinding processes. However, that will be during grinding the surfaces the fine ferrite particles (... <1 μm) due to the intense mechanical stresses activated by grinding media (currents the lattice structure). Such stresses can be found here in the Synthesis and application did not take place.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die beigefügten Figuren zeigen unterschiedliche Möglichkeiten der Verwirklichung des Materialverbundes BHF (Bariumhexaferrit) und Papier.The The invention will be explained in more detail with reference to embodiments. The attached Figures show different possibilities of realization of the material composite BHF (barium hexaferrite) and paper.

1 zeigt eine nicht zur Erfindung gehörige grundsätzliche Möglichkeit, das Bariumhexaferrit als Füllstoff zur Maße des Papiers zuzugeben und mittels geeigneter Chemikalien, z. B. kationischer Fixiermittel an den Fasern zu fixieren. Da es sich bei dem Material jedoch um sehr teueres Material handelt und diese feinen Partikel bei der Entwässerung in der Regel in das Filtrat der Papiermaschine ausgespült werden, bietet sich diese Variante verfahrenstechnisch zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe nicht an. Hier ist es nämlich auch nicht möglich in dem Maße in der Papierbahn die Ferrite aneinander zu lagern, um eine homogene Schicht zu erzielen. 1 shows a basic possibility not belonging to the invention to add the Bariumhexaferrit as a filler to the extent of the paper and by means of suitable chemicals, eg. B. cationic fixative to fix the fibers. However, since the material is very expensive material and these fine particles are usually rinsed out in the drainage of the filtrate of the paper machine, this variant does not offer procedurally to solve the above-mentioned problem. In this case, it is not possible to store the ferrites in the paper web to the extent necessary to achieve a homogeneous layer.

2 zeigt eine erste patentgemäße Möglichkeit der Verfahrensführung. Hier wird ein Streichverfahren eingesetzt, bei dem die Pigmentzubereitung auf das fertige Rohpapier aufgebracht wird. Hierzu kann ein geeignetes Rohpapier direkt mit dem Material beschichtet werden. Allerdings ist bei dieser Variante die Rauhigkeit der Papieroberfläche problematisch bei der Ausbildung einer homogenen geschlossenen Schicht des aufgetragenen Bariumhexaferrits. Mit 10 ist das Rohpapier bezeichnet, während mit 12 die Streichschicht, in der Bariumhexaferrit als Streichpigment eingesetzt ist, gezeigt ist. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bariumhexaferrit einfach – also einseitig – aufgetragen. 2 shows a first patent possibility of process control. Here a coating method is used in which the pigment preparation is applied to the finished base paper. For this purpose, a suitable raw paper can be coated directly with the material. However, in this variant, the roughness of the paper surface is problematic in the formation of a homogeneous closed layer of the applied Bariumhexaferrits. With 10 is the raw paper referred to while using 12 the coating layer in which barium hexaferrite is used as a coating pigment is shown. In the embodiment shown here, the Bariumhexaferrit is simple - so one-sided - applied.

In 3 ist ein doppelt gestrichenes Papier gezeigt, wobei hier auf das Rohpapier 10 zunächst ein Vorstrich 12 aufgetragen ist, der eine egalisierende Wirkung hat und auf diese dann egalisierte und glatte Oberfläche des Vorstrichs wird die Bariumhexaferritzubereitung appliziert. Diese Bariumhexaferritschicht ist im Ausführungsbeispiel mit 16 bezeichnet.In 3 is shown a double-coated paper, here on the base paper 10 first a primer 12 is applied, which has a leveling effect and on this then equalized and smooth surface of the pre-coat Bariumhexaferritzubereitung is applied. This Bariumhexaferritschicht is in the embodiment with 16 designated.

Schließlich zeigt die 4 einen weiteren Papieraufbau, bei dem zur Fixierung und/oder zur optischen Abdeckung eine dritte Schicht 18 über der Bariumhexafer ritschicht appliziert wird. Hier kommen hochlichtstreuende und lichtbrechende Substanzen wie z. B. Titandioxid zum Einsatz, um die bräunliche Ferritschicht für dekorative Anwendungen abzudecken.Finally, the shows 4 a further paper construction, in which for fixing and / or for the optical cover, a third layer 18 is applied over the Bariumhexafer ritschicht. Here are high light scattering and refractive substances such. For example, titanium dioxide is used to cover the brownish ferrite layer for decorative applications.

In den Figuren ist jeweils nur eine Seite beschichtet. Natürlich ist auch eine Rückseitenbeschichtung zur zweiseitigen Beschichtung des Rohpapiers 10 möglich.In the figures, only one side is coated at a time. Of course, also a backside coating for two-sided coating of the base paper 10 possible.

Zur Herstellung des Schichtaufbaus werden Mehrstreichverfahren verwendet, die heute gängige Praxis für hochwertige Druckpapiere sind. Diese werden meist nacheinander mit Klingen, sogenannten Blades, im Überschußverfahren bei Geschwindigkeiten bis zu 2300 m/min beschichtet, um eine optimale Egalisierung der Rohpapierrauhigkeit zu erreichen.to Production of the layer structure are used today's practice for high quality Printing papers are. These are usually successively with blades, so-called blades, in excess coated at speeds up to 2300 m / min for optimum leveling to reach the raw paper roughness.

Es gibt auch Düsen für Vorhangstreichanlagen, die mehrere Schichten gleichzeitig applizieren können. Auch eine derartige Applikationstechnik ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar.It there are also nozzles for curtain coating plants, which can apply several layers at the same time. Also such an application technique is used in the context of the present invention.

Claims (7)

Verfahren zur Herstellung eines Papiers zur Absorption elektromagnetischer Felder, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohpapier mit einer dotiertes Ferritfeinstpulver enthaltenen Suspension beschichtet wird.Process for producing a paper for absorbing electromagnetic fields, characterized in that a raw paper is coated with a suspension containing doped ferrite fine powder. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die das dotierte Ferritfeinstpulver enthaltene Suspension unmittelbar auf das Rohpapier aufgebracht wird.Method according to claim 1, characterized in that that the suspension containing the doped ferrite fine powder immediately is applied to the base paper. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Vorstrich auf das Rohpapier aufgebracht wird und dass die das dotierte Ferritfeinstpulver enthaltene Suspension auf die Vorstrichschicht aufgebracht wird.A method according to claim 1, characterized in that first a primer is applied to the base paper and that the doped Fer Ritfeinstpulver contained suspension is applied to the precoat layer. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckschicht zur Fixierung und/oder optischen Abdeckung aufgebracht wird.Method according to claim 2 or 3, characterized that a cover layer for fixing and / or optical cover is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorder- und/oder Rückseite des Rohpapiers beschichtet werden.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the front and / or back of the base paper. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Ferritfeinstpulver Bariumferritpulver eingesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that as ferrite fine powder barium ferrite powder is used. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bariumferritpulver nach der Glaskristallisationstechnik synthetisiert wird.Method according to Claim 6, characterized that the barium ferrite powder according to the glass crystallization technique is synthesized.