DE2159577A1

DE2159577A1 - Verfahren zum Herstellen blättchenformiger Metallpulver

Info

Publication number: DE2159577A1
Application number: DE19712159577
Authority: DE
Inventors: John Hayes Goshen; Harrington John Herbert Warwick; N.Y. Tundermann (V.StA.). M
Original assignee: Inco Ltd
Current assignee: Inco Ltd
Priority date: 1970-12-02
Filing date: 1971-12-01
Publication date: 1972-07-06
Also published as: DE2159577C3; ZA718056B; AU463386B2; US3709439A; CA937782A; SE372549B; AT320376B; DE2159577B2; NL147775B; NL7116568A; GB1360467A; CH555206A; ES397558A1; BE776154A; AU3634471A; FR2117245A5; JPS5412423B1; IT945234B

Description

DipL-lng. H. Sauerland ■ Dn.-lng. R. König

Dipl.-Ing. K. Bergen

Patentanwälte · Aoaa Düseeldorf ■ CeciTrenallee "76 -Telefon 43Ξ7 3Ξ

30. November 1971 Ill/my/

International Nickel Limited, Thames House Millbank,

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London S.W.1/ England

"Verfahren zum Herstellen blättchenförmiger Metallpulver¹¹

Es ist seit langem bekannt, blättchenförmige Pulver aus verhältnismäßig weichen Metallen wie Aluminium, Messing und Bronze herzustellen, Derartige Pulver sind für zahlreiche Verwendungszwecke, insbesondere als Farbpigmente besonders geeignet. Blättchenförmige Aluminium- und Messingpulver können beispielsweise so hergestellt werden, daß sich ein sogenannter Fischschuppeneffekt ergibt, der auftritt, wenn die Blättchen nach Art von abgefallenen Blättern an der Oberfläche eines nassen Farbfilms ausgerichtet sind. Auf diese Weise läßt sich durch einen getrockneten Farbüberzug eine gute Deckkraft und ein gutes Aussehen einer metallischen Oberfläche erreichen. Diese Wirkung tritt ein, wenn die Blättchen mit einem Schmiermittelfilm Überzogen sind, der von dem Anstrichmedium nicht benetzt wird und wird durch Oberflächenspannung sowie dadurch verursacht, daß die Metallblättchen durch das flüssige Medium nicht benetzt werden. Außerdem sind Karosserielacke auf Basis von Kunstharzen bekannt, die Aluminium- oder Messingblättchen sowie gegebenenfalls ein Farbpigment enthalten und mehrfarbig wirken, so daß der

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Lack heller wirkt, wenn der Betrachter senkrecht auf die Lackoberfläche schaut, als wenn er den Lack unter einem kleinen Winkel "betrachtet. Dieser Effekt ist in der Lackindustrie als Changieren bekannt.

Die vorerwähnten Lacke besitzen jedoch nur eine geringe Rostbeständigkeit. So kann es bei korrodierender Industrieatmosphäre schon nach wenigen Stunden zu einem starken Rosten und zu Ausblühungen des Lacks kommen. Außerdem werden zahlreiche, für die Lackherstellung verwendete Kunstharze durch ultraviolettes Licht zersetzt. Da das Aluminium etwa 90 bis 95% des einfallenden ultravioletten Lichtes reflektiert, wird die Kunstharzzersetzung in Anwesenheit von Aluminiumblättchen beschleunigt.

Um die vorerwähnten Nachteile zu beheben, wurde bereits versucht, blattchenförmiges Pulver aus Nickel- oder Nickellegierungen insbesondere aus einem nickelhaltigen austenitischen rostfreien Stahl wie beispielsweise aus dem Stahl 304 L zu verwenden, da diese Metalle korrosions- und rostbeständig sind. Außerdem reflektieren sie weniger als 5096, teilweise nur 10 bis 4096 des einfallenden ultravioletten Lichts. Die üblichen blättchenförmigen Pigmente aus rostfreiem Stahl und Nickel ergeben jedoch in Karosserielacken kein ästhetisches Aussehen, da sie einen ungefälligen, stumpfen oder schmutzigen Farbton besitzen und kaum changieren, so daß ihre Anwendung begrenzt ist.

Bei Untersuchungen unter dem Elektronenmikroskop wurde festgestellt, da$ die blättchenförmigen Pulver aus Nickel und rostfreiem Stahl aus Teilchen mit einer erheblichen Oberflächenrauhigkeit der Hauptflächen und außergewöhnlicher Feinheit bestehen, die Ursache für den Verlust an Glanz und Reflektionsvermögen der Teilchen sind.

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Die Erfindung basiert nun auf der überraschenden Feststellung, daß blättchenförmige: Pulver aus Nickel, rostfreiem Stahl und anderen rostbeständigen Metallen einschließlich deren Legierungen ein besseres Reflektionsvermögen besitzen, wenn die betreffenden Pulver in einer Kugelmühle in einem verhältnismäßig großen Volumen einer Mahlflüssigkeit gemahlen werden, die ein als Überzug für die Blättchen geeignetes Sbhmiermittel enthält.

Erfindungsgemäß beträgt das Volumenverhältnis der Mahlflüssigkeit zum Metallpulver mindestens 10 : 1, Vorzugs- I weise mindestens 20 : 1 und füllt das flüssige Medium im Wesentlichen vollständig den Zwischenraum zwischen den Kugeln im Ruhezustand. Vorteilhafterweise liegt das Volumenverhältnis von Flüssigkeit zu Pulver jedoch bei 25 : 1 bis 5G : 1.

Die Anwesenheit einer großen Menge der Mahlflüssigkeit sowie eines Schmiermittels stellt sicher, daß die einzelnen Pulverteilchen beim Mahlen zwischen den Kugeln oder zwischen den Kugeln und der Mühlenwandung gestreckt werden und verhindert, daß die Blättchen miteinander oder mit anderen feinen Teilchen verschweißt werden, die das g

glatte Aussehen und das Lichtreflektionsvermögen der Hauptflächen beeinträchtigen würden. Bei einem Volumenverhältnis unter 10 : 1 ergeben sich rauhe Oberflächen während Volumenverhältnisse über 50 : 1 weniger wirtschaftlich sind. Beim Mahlen in der Kugelmühle werden die Pulverteil- · chen in zunehmendem Maße flächig und die Blättchen immer dünner, so daß bei einem überlangen Mahlen einige Blättchen zu Feinem zerkleinert werden_o

Unter den Begriff Mahlflüssigkeit fallen alle Flüssigkeiten oder Flüssigkeitsgemische, die eine geringe Viskosität besitzen, das Pulver und die Kugeln der Mühle benetzen und sich leicht von den Pulverblättchen trennen lassen.

Eine Flüssigkeit besitzt eine hinreichende Viskosität, wenn beim Herausnehmen einer Kugel aus der Mühle nur we-. nig oder gar kein Pulver an der Kugel haftet. Vorzugsweise kommen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Mahlflüssigkeiten Terpentilölersatz und Testbenzine, d.h. leicht flüchtige Kohlenwasserstoffe mit einer Dichte von beispielsweise 0,7 bis 0,9 zur Verwendung, wenngleich das erfindungsgemäße Verfahren auch mit anderen niedrigviskosen Flüssigkeiten wie Wasser oder Isopropanol durchgeführt werden kann» '

Wichtig ist, daß das Schmiermittel die Teilchen überzieht und in der Mahlflüssigkeit unlöslich ist. Diesen Erfordernissen genügen beispielsweise gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren mit 4 bis 26 Kohlenstoffatomen einschließlich Gemischen Solcher Fettsäuren, beispielsweise Stearinsäure, Oleinsäure, Palmitinsäure, Laurinsäure, Ricinolsäure usw. einschließlich Gemischen von Leinöl und Baumwollsaatöl oder dergleichen. Geeignet sind auch die entsprechenden fluorierten Fettsäuren wie beispielsweise Me'qjraptane. Es wurde jedoch festgestellt, daß sich fluorierte Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise PoIytetrafluoräthylen (Teflon) als Schmiermittel nicht eignen, da beim Mahlen eine große Menge Feines selbst dann anfällt, wenn die Menge der fluorierten Kohlenwasserstoffe bis 1096 des Metallpulvers beträgt. Der Mahlflüssigkeit können auch oberflächenaktive Mittel zugesetzt werden. Die Menge des Schmiermittels ist bei dem erfindungsgemäßeh Verfahren im allgemeinen gering und beträgt beispielsweise 0,5 bis 2% oder auch 5 bis 10J6 des Metallpulvergewichts. Die im Einzelfall erforderliche Schmiermittelmenge ist abhängig von der Natur des Schmiermittels. Vorteilhafterweise werden beim Mahlen periodisch geringe Mengen Schmiermittel zugesetzt, um den Schmiermittelverbrauch infolge des Überziehens der Blättchen sowie einen etwaigen Schmiermittelverlust zu ersetzen. Einige Schmiermittel unterliegen als Folge der

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sich beim Mahlen entwickelnden Wärme der Zersetzung, so daß die Kugelmühle während des Betriebs vorzugsweise gekühlt wird. Die Kühlung kann beispielsweise durch einen auf den Rührarm gerichteten Wasserstrahl oder.Ansprühen des Mahlgefäßes mit Wasser erfolgen.

Enthält die Mahlflüssigkeit kein Schmiermittel oder eine zu geringe Menge, so kommt es im wesentlichen nur zu einem Mahlen des Pulvers. Dieser Nachteil läßt sich.dann ausnutzen, wenn das Ausgangspulver zu grob ist. In diesem Fall wird der Mahlflüssigkeit das Schmiermittel erst dann zugesetzt, wenn das Pulver eine ausreichende Feinheit erreicht hat und die Blättchenbildung beginnen kann.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können die

Verfahrensbedingungen jedoch auch so gewählt werden, daß es gleichzeitig zu einem Mahlen und zu einer Blättchenbildung kommt, um ein blättchenförmiges Pulver bestimmter Größe zu erzeugen.

Das Mahlen kann in jeder Art von Kugelmühle, d.h. in jeder Mühle mit Mahlkugeln stattfinden, die eine sphärische oder andere Gestalt besitzen. Hierzu gehören übliche Rotationskugelmühlen, mit Rührarmen betriebene Kugelmühlen, Vibrations- und Planeten-Kugelmühlen. Bei Verwendung einer herkömmlichen Planetenkugelmühle ergibt sich die blättchenbildende Schlägarbeit der Kugeln nur in der Kaskadenzone. Aus diesem Grunde sollte ein hinreichend großer freier Raum oberhalb der Gesamtcharge aus den Kugeln, der Mahlflüssigkeit und dem Pulver vorhanden sein, um einen freien Fall der Mahlkugeln zu ermöglichen.Die Mühle wird mit einem hohen Volumenverhältnis Kugeln/Pulver in der Größenordnung von mindestens 25 : 1 bis 30 : betrieben. Auch mit Rührarmen versehene Kugelmühlen wer-

den mit einem hohen Volumenverhältnis und einer hohen Geschwindigkeit betrieben, um die Mahlzeit zu verkürzen; dabei werden der Mahlbehälter bis oberhalb' des sich von der Welle nach außen erstreckenden obersten Rührarms mit Kugeln und der gesamte freie Raum zwischen den Kugeln mit Mahlflüssigkeit gefüllt, so daß diese die Kugeln im Ruhestand überdeckt.

Das Metallpulver besitzt bei Mahlbeginn im allgemeinen eine geringe Teilchengröße beispielsweise des Unterki\ons eines Tylersiebes ntb einezJMaschenweite von etwa 0,147mm, vorzugsweise mit einer Maschenweite von etwa 0.044mm. Noch feinere Ausgangspulver sind vorteilhaft, obgleich extrem feine Pulver mit einer Teilchengröße von beispielsweise ΛJUm dagegen weniger geeignet sind, da diese leicht verunreinigt werden. Eine Zerkleinerung des Pulvers ergibt sich beim Mahlen; je gröber das Ausgangspulver dasto stärker ist die Zerkleinerung, die erforderlich ist, um ein blättchenförmiges Pulver mit einer für den jeweiligen Verwendungszweck erforderlichen mittleren Dicke von beispielsweise unter 1 /χ/m zu erzeugen, das gleichzeitig zur Suspension in einem flüssigen Lack geeignet ist.

So enthält das blättchenförmige Pulver, wenn es für die Verwendung in Anstrichmitteln geeignet sein soll, im allgemeinen einen größeren Anteil von Teilchen mit einer Durchschnittsdicke unter 1 /IM** , vorzugsweise unter 0,75 Jüum oder auch unter 0,5 /üvm, einer mittleren Flächenausdehnung von 10 bis 80/Umi, beispielsweise von 20 bis 40 ju/yn, Für besondere Verwendungszwecke, beispielsweise zur Verwendung in Kunststoffmassen sind größere Blättchen erforderlich, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne weiteres hergestellt werden können. So lassen sich auch blättchenförmige Pulver erzeugen, die zum größten Teil aus Teilchen mit einer

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mittleren Abmessung der größeren Oberfläche von über 44 bis 55 x<m bis 150 Wsa bestehen. Ein solches Pulver wird vorzugsweise unter Verwendung eines Metall- oder Legierungspulvers erzeugt, dessen Teilchengröße dem Unterkorn eines Siebes mit einer Maschenweite von 0,147 mm und dem Überkorn eines Siebes mit einer Maschenweite von 0,044 mm entspricht. Derartige gröberblättrige Pulver besitzen eine Teilchendicke von einigen Ao-m, beispielsweise bis 3 yt^m, da sie für solche Flüssigkeiten verwendet werden, die schwerere Teilchen zulassen. Die Lichtreflektion der Teilchen beträgt im allgemeinen mindestens 3096 oder auch 4096 und mehr; sie wird mittels eines Versuchs bestimmt, bei dem zunächst mit Wasser eine Schicht der zu untersuchenden Teilchen mit Wasser beflutet und ein Lichtstrahl mit parallelen Wellen unter einem Winkel von gegen die Vertikale auf die Schicht gerichtet wird. Der Licht strahl wird von einer Wolframdrahtlichtquelle erzeugt und der reflektierte Anteil Rs des Lichtstrahls wird mittels einer im Wellenbereich von 300 bis 700 nm empfindlichen Fotozelle gemessen. Dieser Versuch ergibt reproduzierbare

Werte. Die Versuchsergebnisse werden zwar etwas von dem

Absorptionsverhalten des untersuchten Materials beeinflußt, und die Fotozelle kann Lichtwerte von Wellenlängen wiedergeben, die außerhalb des sichtbaren Spektrums liegen. Der Versuch stellt jedoch eine geeignete Anzeige für die Oberflächenglätte von Metallblättchen dar.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Metallen oder Legierungen der Zusammensetzung bis 90% Kupfer, bis 10% Man-¹gan, bis 3% Molybdän, bis 70% Zinn, bis 70% Zink, bis 10% Silber, Rest im wesentlichen eines der Metalle Nickel,. Eisen, Kobalt, Chrom und Platinmetalle, gewöhnlich in Mengen

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von mindestens 10% durchgeführt werden. Als Ausgangspulver eignen sich auch Karbonylnickel, austenitische oder ferritische rostfreie StS)SIe, Nickel-Chrom- und Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen, Nickel-Kupfer-Legierungen mit bis 90% Kupfer, Nickelsilber mit 15 bis 70% Kupfer, 10 bis 70% Zink, Rest mindestens 15% Nickel, Karbonylkobalt beispielsweise nach dem Karbonylverfahren hergestellte Nickel-Kobalt, Nickel-Eisen- und Niekel-Kobalt-Legierungen, Nickel-Zinn und Silber-Nickel. Desweiteren gelingt es, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Chrompulver und Ferro-Chrompulver, beispielsweise mit 70% Chrom, in glänzende Blättchen zu verwandeln. Die verhältnismäßig weiten Legierungsbereiche der für das erfindungsgemäße Verfahren infrage kommenden Pulver gestatten die Herstellung von blättchenförmigen Pulvern mit sehr unterschiedlicher Farbgebung. So besitzen Blättchen aus rostfreiem Stahl ein grünliches Aussehen, während Nickelblättchen gelblich und Niekel-Kupfer sowie Nickel-Silber schwach rosa, gelb und grün-blau aussehen. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnden Pulver besitzen vorzugsweise einen Schmelzpunkt von mindestens 1100⁰C und/oder eine Dichte von mindestens 7,5.

Die Ausgangspulver der verschiedenen Metalle und Legierungen lassen sich durch Zerstäuben, Mahlen, Wasserstoffreduktion oder durch mechanisches legieren, wie es in der US-Patentschrift 3 591 362 beschrieben ist, sowie im Falle elektrolytisch abscheidbarer Metalle wie Nickel, Eisen, Kobalt und deren Legierungen durch elektrolytisches Abscheiden grober Blättchen herstellen. Schließlich lassen sich beim Herstellen des Ausgangspulvers auch andere Verfahrenstechniken anwenden, beispielsweise die Verwendung metallisierter Pulver. Mechanisch legierte Pulver großer

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Härte von beispielsweise etwa 600 Vickers können mit oder ohne vorheriges Glühen zu Blättchen geformt werden. Das Ausgangspulver ist vorzugsweise frei von Oxyden und anderen Verunreinigungen, da diese, sofern sie nicht entfernt werden, den Lacküberzug beeinträchtigen. Außerdem sollten die Metall- und Legierungspulver möglichst geringe Gehalte solcher Verunreinigungen enthalten, die, wie Schwefel, Stickstoff, Phosphor und Kohlen-• stoff, die Verformbarkeit beeinträchtigen. In einigen Legierungen können zu große Gehalte an Silizium und/oder Mangan die Verformbarkeit beeinträchtigen.

Besonders geeignet ist Karbonylnickelpulver mit einer mitt leren Teilchengröße von etwa 4 bis 7 M^ und sehr geringem Gehalt an Verunreinigen.

Es ist wichtig, daß die Blättchen eine glatte Oberfläche besitzen; dies ergibt sich für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Teilchen aus der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 handelsübliche Nickelblättchen in einer elektronenmikrosk
größerung,

nenmikroskopisehen Aufnahme mit 2000-facher Ver-

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in 10 000-facher Vergrößerung

Fig. 3 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Nickelblättchen in 2000-facher Vergrößerung,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in 10 000-facher Vergrößerung,

Flg. 5 handelsübliche Blättchen aus rostfreiem Stahl in einer elektronenmikroskopischen Aufnahme mit 2000-facher Vergrößerung,

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Fig. 6 einen Ausschnitt aus Fig. 5 in 10 000-facher Vergrößerung,

Fig. 7 nach dem "erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Blättchen aus rostfreiem Stahl in einer elektronenmikroskopischen Aufnahme mit 2000-facher Vergrößerung und

Fig. 8 einen Ausschnitt aus Fig. 7 in 10 000-facher Vergrößerung.

Ein Vergleich beispielsweise der Bilder gemäß Fig. 1 und 5 mit den Bildern gemäß Fig. 3 und 7 zeigt eindeutig die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichbare Qualitätsverbesserung. Die Fig. 1 und 3 beziehen sich beide auf Karbonylnickelpulver desselben Typs. Aus Fig. 1 ergibt sich eindeutig die durch Verschweißen einzelner Blättchen und Blattchenteile bedingte rauhe Oberfläche, während die Oberflächen der Nickelblättchen gemäß Fig. 3 wesentlich glatter und im wesentlichen ohne Anschweißungen feinen Materials sind. Eine ähnliche Verbesserung zeigt ein Vergleich der Fig. 7 mit Fig. 5 für Pulver aus rostfreiem Stahl. Wiederum ist die außerordentliche Glätte der Hauptoberfläche erkennbar, die im wesentlichen frei von Anschweißungen feiner Teilchen ist. Besonders deutlich wird der mit dem erfindungsgemäßen ^fahren erzielbare Fortschritt bei einem Vergleich der entsprechenden Aufnahmen in 10000-facher Vergrößerung.

Das herkömmliche Pulver aus rostfreiem Stahl gemäß Fig. 5 und 6 ergibt eine Lichtreflektion von etwa 11%, während das entsprechende erfindungsgemäße Pulver der Fig. 7 und 8 eine Lichtreflektion von 48,9% ergibt. In ähnlicher Weise ergibt das herkömmliche Nickelpulver.gemäß Fig. 1 und 2

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eine Lichtreflektion von nur 19,5%, während die Reflektion bei dem erfindungsgemäß behandelten Nickelpulver der Fig. 3 und 4 etwa 73,7% beträgt. Diese Reif lektionswerte wurden bei der Untersuchung von Pulvern gewonnen, deren Teilchengröße, dem Unterkorn eines Siebes mit einer Maschenweite von 0,044 mm und damit üblichen metallischen Pigmenten entspricht. Somit zeigen auch die Reflektionswerte die erhebliche Verbesserung der Oberflächenglätte der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pulver. f

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert.

Beispiel 1

Bei dem Versuch kam eine Kugelmühle mit einem Durchmesser von 305 mm und einer Länge von 127 mm zur Verwendung, deren Zylinderfläche im Abstand von jeweils 90° mit 4 quadratischen Schaufeln einer Kantenlänge von 12,7 mm parallel zur Zylinderachse besetzt war. Die Mühle wurde mit 15 kg Stahl- . kugeln eines Durchmessers von 7,9 mm, 300 g Karbonylnickel- ™ pulver einer mittleren Teilchengröße von etwa 4 bis 7 /WQ 1120 cnr Terpentinölersatz bzw. Testbenzin ("Amsco-Mineral-Spirits 66/3") mit einer dem Kerosin ähnlichen Viskosität und einem spezifischen Gewicht von 0,771 sowie mit 1,5 g Stearinsäure beschickt. Die Mühle wurde alsdann 10 Stunden mit einer Umdrehungsgeschwindigkext von 45 Upm betrieben, wobei 0,75 g Stearinsäure nach 4 und 6 Stunden zugesetzt wurden. Das Volumenverhältnis Kugeln/Flüssigkeit ig bei 1,7 : 1, das Volumenverhältnis Kugeln/Pulver bei 57 : 1 und das Volumen-

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verhältnis Flüssigkeit/Pulver bei 33,5 : 1. Nach Beendi- ■ gung des Mahlens wurde das Pulver durch Dekantieren und Verdampfen von der Mahlflüssigkeit getrennt und anschliessend gewaschen. Danach wurde die Blättchendicke, die Lichtreflektion und die Teilchengröße bestimmt; die Ergebnisse sind in der Tabelle I zusammengestellt. Bei der Untersuchung stellte sich heraus, daß das blättchenförmige Pulver ein metallisch glänzendes und brillantes Aussehen besaß und beispielsweise für die Verwendung in Karosserielacken bestens geeignet ist, wenn der Anteil mit einer Teilchengröße über 44 jUsm entfernt wird.

Beispiel 2

Der Versuch wurde in einer mit Rührarmen versehenen Mühle mit einem Behälterdurchmesser von 200 mm und einer Behälterlänge von 200 mm durchgeführt, die mit einer Wasserstrahlkühlung ausgestattet war. Die Mühle besaß eine vertikale Welle mit fünf, in gleichem Abstand voneinander, jeweils um 90 gegeneinander versetzt angeordneten, sich beiderseits der Welle erstreckenden waagerechten Armen. Sie wurde mit 22,5 kg Kugeln eines Durchmessers von 7,9 mmbeschickt, die den obersten Rührarm in einer Schichtdicke von etwa zwei Kugeln überdeckten. Weiterhin wurden in die Mühle 2600 cnr Mahlflüssigkeit der in Beispiel 1 angegebenen Art 562 g Karbonylpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 4 bis 7 yitM. und 3,5 g Stearinsäure als Schmiermittel gegeben. Das Volumenverhältnis Mahlflüssigkeit/Pulver lag bei 41,5 : 1, das Volumenverhältnis Kugeln/Mahlflüssigkeit bei 1,09 : 1 und das Volumenverhältnis Kugeln/Pulver bei

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45,6 : 1. Im Ruhezustand befand sich der Flüssigkeitsspiegel etwa 40 mm über den Kugeln. Die Mühle wurde insgesamt· 6 Stunden mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 275 Upm betrieben. Nach 2 und 4 Stunden wurden zusätzlich 1,75 g Stearinsäure zugesetzt. Die Gesamtkonzentration des Schmiermittels betrug 1,25%, bezogen auf das Pulvergewicht. Nach Beendigung des Mahlens wurde die Flüssigkeit mit den Blättchen am Boden der Mühle abgezogen und durch Dekantieren und Verdampfen getrennt. •Das Pulver wurde danach gewaschen. Die Dicke, Lichtreflektion und die Teilchengröße wurden bestimmt. Die da- | bei ermittelten Werte sind in der Tabelle I zusammengestellt. Die optische Untersuchung des Pulvers zeigte, daß die Blättchen ein metallisch glänzendes und brillantes Aussehen besaßen und sich für die Verwendung in Lacken, insbesondere für Kraftfahrzeuge eignen. Bei der elektronenmikroskopischen Untersuchung mit einer Vergrößerung von 2000 und 10 000 wurden die Bilder der Fig. 3 und 4 aufgenommen. Die leuchtenden Kanten der Blättchen wie sie sich insbesondere aus Fig. 3 ergeben, sind durch das geringfügige Eindringen des Elektronenstrahls in das Metall bedingt und zeigen, daß die Kanten der Blättchen tatsächlich sehr dünn sind. a

Beispiel 3

Bei einer Wiederholung des Versuches gemäß Beispiel 2 wurden 410 g des nach dem Zerstäubungsverfahren hergestellten und nach dem Coldstream-Verfahren behandelten rostfreien Stills 304 L mit einer mittleren Teilchengröße unter 10 ,cm (Fisher-SSS) sowie 2,56 g Stearinsäure in die

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Mühle gegeben und insgesamt sechs Stunden gemahlen. Das Volumenverhältnis Mahlflüssigkeit/Pulver lag bei etwa 55 : 1. Während des Mahlens wurden nach zwei und vier Stunden je 1,28 g Stearinsäure in die Mühle gegeben. Das Mahlgut wurde gemäß Beispiel 2 abgetrennt und hinsichtlich seiner Dicke, Lichtreflektion und Teilchengröße untersucht, wobei sich die in Tabelle I zusammengestellten Daten ergaben. Die optische Untersuchung zeigte, daß die Blättchen ein metallisch glänzendes und brillantes Aussehen besaßen; sie sind daher besonders für eine Verwendung geeignet, bei der es, wie bei Karosserielacken auf das Aussehen ankommt. Das gute Aussehen des blättchenförmigen Pulvers ist anhand der Bilder der Fig. 7 und 8 deutlich erkennbar.

Beispiel 4

Bei einer weiteren Wiederholung des Versuchs nach Beipiel 2 wurden 535 g nach dem Zerstäubungsverfahren hergestellten und nach dem Coldstream-Verfahren behandelten Nickel-SiHber-Pulvers mit einer durchschnittlichen Teilchengröße unter etwa 10^^m nach Fisher-SSS in die Mühle eingesetzt. Das Pulver bestand aus einer Legierung mit 16,8% Nickel, 19,8% Zink, 0,056% Kohlenstoff, 0,41% Eisen und 0,54% Sauerstoff, Rest Kupfer. Das Volumenverhältnis Mahlflüssigkeit/ Pulver betrug 42 : 1. Zu Mahlbeginn wurden 3,35 g Stearinsäure zugesetzt. Desweiteren wurden nach zwei und nach vier Stunden Mahlzeit je 1,68 g Stearinsäure-nachgesetzt. Nach insgesamt sechs Stunden wurde das Pulver abgezogen und gemäß Beispiel 2 abgetrennt sowie die Dicke, die Lichtreflektion und die Teilchengröße mit den in Tabelle I zusammengestellten Daten ermittelt. Die optische Untersuchung des blättchen-

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förmigen Pulvers führte zu demselben Ergebnis wie bei dem vorerwähnten Versuch.

Beispiel 5

Bei einer Wiederholung des Beispiels 1 wurden 285 g einer Nickel-Kupfer-Legierung mit 90% Kupfer und 10% Nickel sowie einer Teilchengröße unter 200 mesh zusammen mit 1,42 g Stearinsäure in die Mühle eingesetzt. Nach vier Stunden ™

wurden nochmals 0,72 g Stearinsäure nachgesetzt. Das blättchenförmige Pulver wurde nach dem Mahlen gemäß Beispiel 1 abgetrennt und auf Dicke, Lichtreflektion und Teilchengröße untersucht, wobei die in Tabelle I aufgeführten Daten ermittelt wurden. Im übrigen besaß das blät=fechenförmqgp Pulver ein Aussehen wie die Pulver der übrigen Versuche.

Beispiel 6

Bei nochmaliger Wiederholung des Beispiels 1 wurden 290 g eines nach dem Zerstäubungsverfahren hergestellten Legierungepulvers mit 80% Nickel und 20% Chrom sowie einer Teilchengröße unter 200 mesh bei einem Volumenverhältnis Mählflüssigkeit/Pulver von 31,5 : 1 gemahlen. Anfangs wurden 0,42 g und nach siebenstündiger Mahlzeit nochmals 2,83 g Stearinsäure zugesetzt. Nach zwölfstündigem Mahlen wurde 'das blättchenförmige Pulver gemäß Beispiel 1 abgetrennt und auf Dicke, Lichtreflektion und Teilchengröße untersucht, wobei sich die in Tabelle I zusammengestellten Zahlen er-

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gaben. Das Aussehen des blättchenförmigen Pulvers entsprach dem der anderen nach den erfindungsgemaßen Verfahren hergestellten Pulver.

	O	Tabelle	-10 + 5	-20 +10	*f	I	+74	■■ mittle re Dicke	■** Ober fläche m /gm)	Licht-' reflek- tion (%)
	O		0.6	22.6	-44 +20		7c9	0.27	1.64	43.7
	O	Teilchengröße	4.5	44.7	63.7	,m)	1.6	0.32	0.91	43.7
Beispiel	O	-5	4.0	16.0	46.4	-74 +44	38.5	0.67	0.47	4β. 9
I	1	.5	1.4	26.2	13.2	4.7	21.2	0.72	0.47	38.9
II	O	.8	2.8	33,1	40.4	2.0	12.2	0.36	0.98	38.9
III		.7	0.2	20.9	42.5	27.6	46.6	0.94	0.47	50.1
IV		.2		22.0	10.6
V	.9	7.5
VI		10.3

* durch Nassieben ermittelt

** Unterkorn eines Siebes mit einer Masche^nweite von 44 Z/m

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Die Dicke wurde durch Einhüllen mit Wasser ermittelt, die Werte für die Beispiele 1 bis 6 betrugen 416O, 3540, 1920, 1560, 3120, 1240 cm²/g.

Bei einem Vergleichsversuch wurde ein herkömmlicher, blättchenförmiges Aluminiumpulver und ein entsprechender, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes blättchenförmiges Pulver aus rostfreiem Stahl enthalten-.der Lack verwendet. Der Versuch bewies die bessere Beständigkeit des das erfindungsgemäße Pulver enthaltenden ä Lackes bei Raumtemperatur. Insbesondere zeigte sich, daß mit dem herkömmliches Aluminiumpulver enthältenden Lack angestrichene Stahlbleche unter dem Einfluß von Tropfen einer 10%-igen Lö--sung von konzentrierter Salzsäure in Wasser, flüssiger Seife, 5%-igem Natriumhydroxyd und 10%-iger Schwefelsäure fleckig wurden, während mit einem das erfindungsgemäße Pulver enthaltenden Lack angestrichene Bleche nicht angegriffen wurden. Bei den Versuchen wurden Tropfen mit einem Durchmesser von etwa 25 mm für etwa 0,5 Stundentei Raumtemperatur auf dem Lack belassen. Mithin zeigen die Versuche die Überlegenheit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pulvers als _Λ

Lackzusatz. '

Bei dem erfindungsgemäßen Mahlverfahren warden eine Unzahl

einzelner Teilchen erfaßt, so daß das Verfahren rein statistisch und zeitabhängig ist. Untersuchungen haben gezeigt, daß einige Blättchen sogleich geformt werden, während der restliche Teil des Pulvers noch unbeeinflußt ist. Der weitere Kontakt der bereits blättchenförmigen Teilchen mit den Kugeln und der Behälterwandung -kann dabei nur zu einer Verringerung der Blättchendicke führen, die bis zum Feinen gehen kann. Beim chargenweisen " Mahlen.; muß 4ta$ Bestreben

Oft Q R) A /

mithin dahingehen, daß der Anteil von Teilchen, die sich als Pigment eignen und eine Teilchengröße von 10 bis 40 yCcm besitzen, möglichst groß ist, während der Anteil an Überkorn und Feinem möglichst gering gehalten werden soll. Da sich hinreichend dünne Teilchen von der Mahlflüssigkeit abtrennen lassen, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch in der Weise kontinuierlich durchgeführt werden, daß mehrere Mühlen hintereinander angeordnet sind und beispielsweise einer mit Rührarmen betriebenen Kugelmühle eine übliche Kugelmühle nachgeordnet ist. Dabei können das Mahlgut beim Verlassen der : einen Mühle klassiert und die blättchenförmigen Teilchen abgetrennt sowie in eine Fertigmühle gegeben werden, während das Überkorn beispielsweise repetiert wird. Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Schmiermittel kann auch abgetrennt und das blättchenförmige Pulver anschließend mit einem'üblichen Überzug versehen werden.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte blättchenförmige Pulver eignet sich nicht nur als Zusatz für polychrome Karosserielacke, in denen ihr glitzerndes Aussehen ästhetisch besonders atraktiv ist, sondern auch als Zusatz für andere Lacke, beispielsweise Wasserfarben und sonst für Gegenstände aus Plsßtik wie Fußbodenbelägen, Wandplatten, stranggepresste Teile für Dekorationszwecke/ Das Pulver eignet sich auch für Daueranäbriche und schließlich aufgrund seines großen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen als Katalysator, Batterieblättohen sowie zur Verwendung beispielsweise in Gläsern und Keramiken.

Claims

International Nickel Limited, Thames House Millbank, London S.W.1/ England Patentansprüche;

1. Verfahren zum Herstellen blättchenförmiger Metallpulver | aus einem korrosions- oder rostbeständigen Ausgangspulver, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangspulver mittels einer Kugelmühle in einer Mahlflüssigkeit gemahlen wird, die im Ruhezustand im wesentlichen vollständig den Zwischenraum zwischen den Mahlkugeln ausfüllt und daß das Volumenverhältnis Mahlflüssigkeit/Metallpulver mindestens 10 : 1 beträgt und die Mahlflüssigkeit ein die Teilchen einhüllendes Schmiermittel enthält,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangspulver mit einer Teilchengröße bis 0,147mm gemahlen wird, bis ein wesentlicher f Anteil des Pulvers eine: Teilchengröße unter 1M^ m besitzt.

3ο Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Mahlen bei einem Volumenverhältnis Mstiflüssigkeit/Pulver von mindestens 20 : 1 erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlen bei einem Volumenverhältnis Mahlflüssigkeit/Pulver von mindestens 25 : 1 erfolgt.

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5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das M hlen "bei einem VoIumenverhältnis Mahlflüssigkeit/Pulver höchstens 50 : 1 erfolgt..

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver aus Nickel, Karbonyl-Nickel, Kobalt, einer Zweioder Dreistoff-Legierung von Nickel, Eisen und Kobalt oder mit Chrom, rostfreiem Stahl, einer Nickel-Kupfer-Legierung, einer Nickel-Chrom-Legierung, einer Nickel-Chrom-EisenrLegierung, einer Nickel-Zinn-Legierung oder einer Nickel-Silber-Legierung gemahlen wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein 90% Kupfer, bis 10% Magan, bis 3% Molybdän, bis 70% Zinn, bis 70% Zink, bis 10% Silber, Rest eins der Metalle Nickel, Eisen, Kobalt, Chrom und Platinmetalle enthaltendes Pulver gemahlen wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallpulver mit einem Schmelzpunkt von mindestens 1100⁰C gemahlen wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver mit einer Dichte von mindestens 7,5 gemahlen wird.

209828/0560

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