DE2007717C - Verfahren zur Herstellung von Metallbronzen - Google Patents

Description

Metallpulver oder -pasten, die als Pigmente für gezeigt, daß feine Aluminiumpigmente, die einen Anstrichmittel dienen, werden im allgemeinen als Durchmesser von 37 bis 43 μηι besitzen, einen ziemlich »Bronzepulver« oder »Bronzepaste« bezeichnet, selbst 35 grauen Farbton haben. Erfindungsgemäß hergestellte dann, wenn sie aus Metallen oder Metallegierungen Pigmente mit genau eingestellter Teilchengrößenhergestellt werden, die keine Bronzen im engen Sinn verteilung zeigen besseren metallischen Glanz und des Wortes sind und auch das spezifische Aussehen überragende Farbreinheit. Polychrome Anstriche aus von Bronzen nicht besitzen. Die Ausdrücke »Bronze- üblichen Anstrichmitteln mit den erfindungsgemäß pulver«, »Bronzepaste« oder »Bronzeanstrichmittel«, 40 hergestellten Pigmentpasten besitzen bessere Brillanz wie sie hier verwendet werden, sind im weitesten all- und Farbreinheit und zeigen ein höheres Reflexionsgemeinen Sinn gemeint und umfassen alle metallischen vermögen als solche mit üblichen Aluminiumpigmenten. Pulver, Pasten oder Anstrichmittel, die einem Gegen- Es werden somit die allgemeinen Forderungen an stand oder einer damit gedeckten Oberfläche ein klassierte metallische Pigmente bei Anwendungen in goldenes, gelbes, silbriges oder sonstiges metallisches 45 polychromen Anstrichen oder zur Pigmentierung von Aussehen verleihen. Das erfindungsgemäße Verfahren Kunststoffen erfüllt (»Special Effects«, Dezember 1961, ist wirtschaftlich und ergibt ein besser klassiertes in Modem Plastics und »Evaluation and Description Pigment als andere bekannte Herstellungsverfahren. of Metallic Colors« in Society of Plastics Engineers

Bronzepulver werden entweder, in Fällen wo ein Journal, Bd. 21, Nr. 12, 1965).

goldener oder gelber Farbton erzielt werden soll, aus 50 Gemäß der Erfindung werden grobe Teilchen eines Kupferlegierungen, wie Messing, hergestellt oder aus Metalls in einer inerten Flüssigkeit naß vermählen Aluminium, wenn der Anstrich ein silbriges Aussehen und der Mühlenaustrag in mindestens drei Fraktionen besitzen soll. Solche Pulver werden entweder in aufgeteilt, und zwar in zwei grobe Fraktionen von kleinen Hammermühlen gestampft und anschließend verschiedener Teilchengröße A und B und eine feine mit rotierenden Bürsten oder anderen Vorrichtungen 55 Fraktion C. Die gröbste Fraktion A wird wieder in poliert, wobei man eine kleine Menge eines geeigneten die Mühle rückgeführt. Die mittlere Fraktion B wird Schmiermittels zugibt, oder in einer inerten Flüssigkeit laufend ausgetragen. Die Fraktion C wird günstigergemahlen und abschließend vom flüssigen Mahl- weise abgetrennt, die Flüssigkeit entfernt und das medium in dem gewünschten Maße abtrennt, je nach- erhaltene Pulver oder die Paste ihrer Verwendung dem, ob eine Paste oder ein Pulver hergestellt werden 60 zugeführt. Auch die Fraktion B kann als Pigment sollen (USA.-Pateiitschriften 1930 684, 1954 462, geeignet sein.

1 832 868, 2 112 497, 1498 318, i 932 741, 2 136 445, Erfindungsgemäß kann eine weitere Trennung tr-

2 002 891). Das Polieren von naß gemahlenen Pasten reicht werden, indem mindestens eine der Fraktionen B erfolgt in bekannter Weise (USA.-Patentschrift und C weiter klassiert wird, und zwar nach einem 2 591 245). Man erhält Pasten oder Pulver von zwei 65 anderen Verfahren als bei der ersten Trennung, z. B. bestimmten Arten. Durch geeignete Wahl der Mahl- durch fraktioniertes Sedimentieren auf zwei oder mehr und Poliermittel können entweder schuppige oder Fraktionen mit einer sehr genauen und engen Teilchennicht schuppige l.ackpigmente hergestellt werden. Bei größenverteilung.

2

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit den Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 ist ein Fließschema des erlindungsgemäßen Verfahrens;

F i g. 2 ist ein Schema für den zweiten Klassiervorgang zur Abtrennung von Fraktion C;

F i g. 3 bis 6 sind Diagramme, aus denen die Eigenschaften eines Produktes nach dem Stand der Technik (Fig. 3) und nach der Erfindung (F i g. 4 bis 6) hervorgehen.

Die erste Klassierung erfolgt z. B. durch einen Schwing- oder Rüttelsiebsatz 15 (F i g. 1) jnit den Sieben 15α, 15Λ und 15c. Kleine MetallschniUel oder -späne werden mit Mahlhilfsmittel oder Schmiermittel aus einem Vorratsbehälter (nicht gezeigt) zusammen mit einem Lösungsmittel, das durcW Leitung 19 aus einer Filterpresse 21 kommt, über Leitung 17 einer Kugelmühle 16 aufgegeben. In der Filterpresse 21 wird das Lösungsmittel vom Mahlgut oder das Mahlhilfsmittel von der Fraktion abgetrennt. Das Mahlgut gelangt von der Mühle 16 durch Leitung 23 in den Siebsatz 15. Das Überkorn und die Grobfraktion A werden von 15a und XSb abgezogen und gemeinsam durch die Rücklaufleitung 27 wieder der Kugelmühle 16 zugeführt.

Die mittlere Fraktion ß wird von dem Sieb 15c durch Leitung 29 in die Filterpresse 21 geführt, die Mahlflüssigkeit wird von dort in die Leitung 19 rückgeführt oder aus Leitung 31 gewonnen. Die feine Fraktion C geht durch Leitung 33 in eine Filterpresse 35, die Mahlflüssigkeit gelangt auch hier entweder durch Leitung 19 zurück zu dem Sieb 15 oder wird durch Leitung 36 gewonnen.

Die feine Fraktion C und die Mittelfraktion B aus den Filterpressen 35,21 werden ihrer Verwendung zugeführt.

Sollte es wünschenswert sein, die feine Fraktion C weiter zu klassieren, wird sie in eine Vorrichtung zum fraktionierten Sedimentieren (F i g. 2) eingeleitet. Die Trenngrenze zwischen den Unterfraktionen, läßt sich mit der Strömungsgeschwindigkeit einstellen. Die aufzutrennenden Fraktionen gelanger in diesem Fall über Leitungen 29 bzw. 33 zur Sedimentierung, worauf die Unterfraktionen in die Filterpressen 21 oder 35 geführt werden können.

Die Korngrenzen der Mittelfraktion B können nicht genau festgelegt werden, da sie von der Konstruktion der Siebe und der Art der Vibration abhängen. Die Siebdimension ergibt sich auf Grund der Untersuchungen über die Teilchengrößenverteilung der Fraktionen B und C. Eine Richtlinie für die Auswahl von Sieben geeigneter Größen besteht darin, daß versucht werden muß, das Produkt so in Fraktionen zu teilen, daß deren Gewicht so nah wie möglich beieinanderliegt. Ganz allgemein kann man sagen, daß die lichte Maschenweite des Siebes 15c zwischen 49 und 149 μηι betragen soll.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Vergleichsversuch

Eine Kugelmühle von 90 cm Länge und 90 cm Durchmesser wurde mit 1000 kp Stahlkugeln mit 0,6 bis 1,3 cm Durchmesser gefüllt. Nach dem Einlaufen wurde eine Aufschlämmung von feinen Aluminiumschuppen in einem geradkettigen aliphatischen Lösungsmittel auf Erdölbasis (Varosol mit 43% Feststoffgehalt) mit einer Geschwindigkeit von 78 kg/h in einen Schwingsiebsatz mit abgestuften Prüfsieben von 177 bis 44 μιη Maschenweite geleitet. Die Feinfraktion C :44μσι wurde mit einer Geschwindigkeit von 2,7 kg/h abgezogen. Die Grobfraktion Λ wurde zusammen mit dem Überkorn mit 2,7 kp Rohmaterial in die Mühle riickgeführt und, wenn erforderlich, wurden noch Lösungsmittel und Mahlhilfsmittel zugegeben. Das aus der Filterpresse kommende Produkt war weitgehend frei von Lösungsmittel. Das Lösungsmittel wurde in den Prozeß zurückgeleitet. Die Eigenschaften des nach dem Stand der Technik hergestellten Produktes sind in der Tabelle enthalten.

B ei s ρ i e 1 1

In der Kugelmühle des Vergleichsversuches wurde eine Aufschlämmung von Aluminium in einem geradkettigen aliphatischen Lösungsmittel auf Erdölbasis (Varosol mit 21°/„ Feststoffgehalt) zerkleinert und der Mühlenaustrag mit einer Geschwindigkeit von 85,7 kp/h auf den Siebsatz des Vergleichsversuchs überführt. Der Siebsatz war so gewählt, und eingestellt, daß ungefähr 2,3 kp/h Feinfraktion (<44μηι) und ungefähr 0,36 kp/h Mittelfraktion (44 bis 59 μιη) anfielen. Überkorn und Grobkorn wurde zusammen mit 2,7 kp

a5 Rohmaterial wieder in die Mühle gegeben und, wenn nötig, Lösungsmittel und Mahlhilfsmittel zugegeben. Die Fraktionen ß, C wurden mit Hilfe einer Filterpresse weitgehend vom Lösungsmittel befreit und das Lösungsmittel in die Mahlstufe rückgeführt. Die Eigenschaften der Feinfraktion (<44μΐη) sind in der Tabelle angegeben.

Beispiel 2

Die Feinfraktion C <44 μπι aus Beispiel 1 wurde vor Zuführung in die Filterpresse in eine Absetzvorrichtung geleitet. Die Strömungsgeschwindigkeit durch die Absetzvorrichtung wurde so eingestellt, daß die Feinfraktion C in eine ultrafeine, langsam absetzende Unterfraktion in einer Menge von 10°/₀ und eine schneller absetzende Unterfraktion von 90% aufgespalten wurde. Die Eigenschaften dieser Unterfraktionen sind in der Tabelle angegeben.

Beispiel 3

In Abwandlung des Beispiels 2 wurde die Strömungsgeschwindigkeit so weit erhöht, daß man eine feine Unterfraktion in einer Menge von 50°/₀ und eine gröbere Unterfraktion von 50% erhielt.

In der Tabelle sind die Siebanalysen der Metallpulver zusammengestellt. Diese wurden mikroskopisch ermittelt, wozu die Pigmente in Kollodium dispergicrt und 1000 Teilchen ausgezählt und deren Größe bestimmt wurde. Aus den Mengenanteilen bekannter Größen in den ausgezählten Teilchen läßt sich die prozentuale Korngrößenverteilung ermitteln und eine Siebkurve aufstellen.

Obwohl die Siebkurven der Pigmente aus dem Vergleichsversuch und Beispiel 1 unterschiedlich sind, geben sie keine Anhaltspunkte für die deutliche Verbesserung der Reflexion. Die Ursache dafür kann erklärt werden, wenn man aus den Siebkurven die relativen für die Reflexion zur Verfügung stehenden Flächen für jeden Teilchengrößenbereich errechnet. Das kann dadurch geschehen, daß man die Zählwerte für jeden Teilchengrößenbereich mit einem Faktor multipliziert, der dem Quadrat der mittleren Teilchengröße proportional ist. Dabei geht man von der Annahme aus, daß die bei Schuppenpigmentcii verfügbare

reflektierende Fläche, nur zu deren einer Fläche proportional ist. Das daraus abgeleitete Reflexionsvermögen jedes Pigments wird nun aufgetragen in einem Diagramm gegen die Teilchengröße. Dieses Diagramm zeigt die additive Zunahme der reflektierenden Fläche bis 100 °/₀ für das ganze Pigment sowie die Reflexionswerte für die einzelnen Korngrößen in einer Kurve.

Aus den F i g. 3 und 4 ergibt sich deutlich, daß zwischen den Pigmenten des Vergleichsversuchs und Beispiel 1 wirklich Unterschiede bestehen. Während beide Pigmente Feinpigmente von <44 μπι Teilchengröße sind, ergibt sich aus der differentiellen Reflexion der Pigmente des Vergleichsversuchs ein Mittelbereich geringen Reflexionsvermögens zwischen zwei Fraktionen bei etwa 25 μπι, wogegen das erfindungsgemäß hergestellte Pigment nach Beispiel 1 monodispers ist und keinen Mittelbereich geringen Reflexionsvermögens besitzt. Das Aussehen des Pigments nach Beispiel 1 scheint viel klarer und erweckt weniger den Eindruck von feineren Teilchen hinter gröberen Teilchen.

Es ist möglich, die Trennschärfe zwischen den Teilchengrößenbereichen bei dem bekannten Verfahren zu verbessern, indem das Mahlgut sehr schnell aus der Zerkleinerungsvorrichtung oder Mühle ausgetragen wird. Solche Pigmente liegen hinsichtlich ihres Reflexionsvermögens zwischen den Werten des Vergleichsversuchs und des Beispiels 1. Dazu benötigt man jedoch außerordentlich große Aggregate. Es ist bequemer und wirtschaftlicher, erfindungsgemäß die gewünschte scharfe Klassierung zu erreichen, indem man eine Mittelfraktion entfernt. Diese Mittelfraktion von 44 bis 59 μπι Teilchengröße ist ebenfalls für bestimmte Zwecke als Pigment geeignet.

Aus den in der Tabelle und den F i g. 5 und 6 angegebenen Werten wird deutlich, daß eine weitere wünschenswerte Klassierung der Feinfraktion C (<44 μπι) durch die Maßnahmen der Beispiele 2 und 3 erreicht werden kann. Je nach dem Mali, in dem die Feinfraktion C in eine langsamer sinkende und daher feinere und eine schneller sinkende gröbere Unterfraktion aufgespalten wird, läßt sich die gewünschte Trennschärfe einstellen. Durch diese zwei Trennverfahren können eine ganze Anzahl von Pigmenten hergestellt werden. Die optischen Eigenschaften dieser verschiedenen Pigmente scheinen nicht von der Lage des Kurvenmaximums (F i g. 6) abzuhängen, sondern

ίο von der relativen Größe der reflektierenden Fläche der groben und feinen Fraktionen. Prüfplatten mit Anstrichen aus den beiden Teilfraktionen nach Beispiel 3 wirken sehr unterschiedlich. Die Beispiele 2 und 3 bringen ein außerordentlich wirksames Verfahren zur Herstellung von klassierten Pigmenten, deren maximale Teilchengröße sehr viel kleiner ist, als sie durch handelsübliche Siebe erreicht werden kann.

Die Reflexionsmessungen wurden durchgeführt mit

ta einem unter der Bezeichnung »Colormaster« von Manufacturers Engineering and Equipment Corp., USA, erzeugten Reflexionsmeßgerät, und zwar erfolgten die Reflexionsmessungen mit 3 monochromatischen Strahlungen, und zwar rot, gelb und blau.

as Aus den in folgender Tabelle angegebenen Reflexionswerten für die Pigmente des Vergleichsversuchs und der Beispiele 1, 2a, und 3a ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Pigmente in etwa gleicher Größenordnung der Teilchengrößenverteilung, wie das Pigment nach dem Stand der Technik, merklich höhere Reflexionswerte besitzen. Die erfindungsgemäßen Beispiele 2 b und 3 b zeichnen sich durch eine besonders geringe Korngröße aus. Bekanntlich beeinflußt die Korngröße des Pigments in entscheidendem Maße dessen Reflexionsfähigkeit. Es ist daher beachtenswert, daß die Reflexion der sehr viel feineren Pigmente Ib und 36 nur geringfügig niedriger liegt als die Reflexionswerte des sehr viel größeren Pigments nach dem Stand der Technik.

	<5 ·/.	5 bis 10 °/.	Teil< 10 bis 15 Vo	hengrößen 15 bis 20 °/o	verteilung, 10 bis 20 °/o	im 20 bis 30 °/o	30 bis 40 "U	40 bis 50 °/o	Reflexionswerte Rot j Gelb j Blau	35,8	36,3
Vergleichs versuch (Stand der Technik)...	60,8	19,6			14,7	1,9	2,4	0,5	35,9	36,6	37,1
Beispiel 1	54,2	26,4			14,7	3,3	0,9	0,4	36,8	37,0 32,0	37,4 32,6
Beispiel 2a ... Beispiel 2b ...	55,5 84,5	23,5 12,7	2,5	0,2	15,6	3,6	1,2	0,5	37,1 32,3	37,5 33,9	38,0 34,5
Beispiel 3a ... Beispiel 3b ...	58,2 77,2	20,7 14,6			15,0 6,8	4,3 1,2	1,2 0,2	0,6	37,8 34,2

a = schneller absetzend, b = langsamer absetzend.

Es is' nicht erfindungswesentlich, daß ein Siebsatz verwendet wird, sondern es kann jede übliche Trennvorrichtung verwendet werden, die mindestens drei möglichst scharfe Kornklassen aus dem Mühlenauslrag zu liefern vermag (z.B. WiIf ley herd, »Handbook of Mineral Dressing«, von Taggert, Wiley & Söhne, 1945, Kap. 11-62 bis 11-90).

Es ist für das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls nicht nötig, Kugelmühlen anzuwenden, sondern es kann jede Zerkleinerungsvorrichtung dienen, die durch Schlag oder Reibung eine ausreichende Zerkleinerung der Metallteilchen und Flachwalzen ze einem schuppenartigen Produkt bewirkt.

Außerdem brauchen für die Sedimentation nicht notwendigerweise die erwähnten Vorrichtungen ver-

wendet zu werden, sondern jede Art von Klassierer ist brauchbar, um eine Feinstsichtung der Feinfraktion in Teilfraktionen vorzunehmen, z. B. ein Hydrozyklon (»Handbook of Mineral Dressing«, von Taggert, Wiley & Söhne, 1945, Kap. 8,10 und 11).

Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer Reihe von schuppigen MetalIpigmenten,derenTeilchengröße zwischen durch einfaches Sieben erhältlichen und solchen liegen, die durch mechanische Klassierung nicht mehr aufgetrennt werden können.

Erfindungsgemäß herzustellende Metallbronzen be stehen in erster Linie aus Aluminium und Kupferlegierungen, aberauchausZink, korrosionsbeständigen Stahl, Silber oder Gold.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 einem schuppigen Pigment erfolgt im Lack ein Auf-Patentansprüche: schwimmen der Pigmentteilchen infolge ihrer BUt1- chenform an die Oberfläche des aufgetragenen An-

1. Verfahren zur Herstellung von schuppigen Strichmittels und führt zu einem spiegelartigen meta!- Metallbronzen durch Naßmahlen und Rückführen 5 lischen Aussehen; dies ist bei nicht schuppigen ^gvon groben Teilchenfraktionen in die Mühle, Ab- menten nicht der Fall.

scheiden der Mahlflüssigkeit und Trennen des Bei allen oben beschriebenen Herstellungsverfanrcn

Mahlgutes in zumindest 2 Teilchenfraktionen, da- wird üblicherweise eine Klassierung des zerkleinerten

durch gekennzeichnet, daß man das flockigen Produktes durchgeführt. Der Zweck der

Mahlgut in zumindest 3 Teilchenfraktionen trennt, io Klassierung besteht darin, Uberkorn in den 7er-

die feinste Fraktion gewinnt, die mittlere(n) kleinerungsvorgang zurückzuführen und ein konti-

Fraktion(en) aus dem Prozeß ausscheidet und nuierliches Arbeiten zu ermöglichen. Das so hcr-

zumindest eine Grobfraktion mit dem Überkorn gestellte Pigment neigt jedoch dazu, einen uner-

in die Mühle rückführt. wünschten grauen oder blauen Farbton zu ergeben,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 wenn es als Pigment für verschiedene Anwendungszeichnet, daß man mittlere Fraktionen mit einer bereiche verwendet wird. Das kommt daher, daß be: Teilchengröße zwischen 44 und 59 μηι aus dem der Klassierung normalerweise eine obere Grenze der Prozeß ausscheidet. Teilchengröße eingestellt wird, ohne Rücksicht auf

3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 die Teiidiengrößenverteilung der Siebanalyse. Die·. oder 2 für die Herstellung von Metallbronzen aus ao gilt insbesondere für die kleinen Teilchengrößen. Die Aluminium, Kupferlegierung, Zink, korrosions- Menge und Teilchengrößenverteilung innerhalb der beständigem Stahl, Silber oder Gold. feinen Fraktionen kann in bestimmten Grenzen eingestellt werden, indem man die Geschwindigkeit der Rückführung des Uberkorns erhöht. Dem sind jedoch

as praktische Grenzen gesetzt, da die Klassierungsvorrichtung überlastet werden kann, falls sie keine ungewöhnlich große Kapazität hat.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Es ist daher die erfindungsgemäße Aufgabe, ein

von gut klassierten schuppigen Metallpigmenten, die Verfahren zur Herstellung von Metallbronze als

sich durch besonders hohen Glanz, Farbtreue und 30 Pulver oder Paste mit einer besser eingestellten

hervorragendes Färbevermögen in Anstrichmitteln Teilchengrößenverteilung und im wesentlichen frei

auszeichnen. von ultrafeinen Teilchen zu entwickeln. Es hat sich