锌系复合材料及其利用
【技术领域】
[0001] 本说明书涉及锌系复合材料及其利用。
【背景技术】
[0002] 以往，作为涂料、印刷油墨等，含有通过雾化法制作的铝粉作为铝薄片的铝颜料是 通用的。铝薄片其自身的厚度为〇. 1 μπι以下、平均粒径为1 μπι以上，由于大气中的氧、湿 气，在氧化、氢的产生等所引起的发热中危险。因此，铝薄片用油脂、矿物油、分散剂、气体吸 收剂等形成糊状并使铝薄片含量为65~67质量％来提供。
[0003] 但是，能够将铝薄片不以糊而以容易操作且安全的粉末状等固态铝系材料的形式 提供在各种用途中是便利的。因此，尝试了制造使用锌的含铝的锌薄片（专利文献1)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2006-348147号公报
【发明内容】
[0007] 上述专利文献1中记载的含铝的锌薄片作为固态且安全的固态铝系材料是有用 的。但是，不能得到与铝糊相匹敌的外观，在使用含铝的锌薄片的涂膜形成时，为了确保外 观，需要另行混合铝糊。
[0008] 另外，具有防锈能力的锌与铝的复合材料在具有防锈防腐蚀功能的涂膜的形成中 也是有用的。但是，通常，为了形成防锈涂膜，需要利用高温进行处理。因此，要求能够节能 地在低温下形成涂膜并且无机系的涂膜形成剂。
[0009] 本说明书提供固态且安全、并且至少在外观特性方面能够更高品质地代替以往的 铝薄片的锌系复合材料及其利用。另外，本说明书提供也能够用于形成防锈涂膜等的锌系 复合材料及其利用。
[0010] 用于解决问题的方法
[0011] 本发明人新得到了在铝粒子、锡粒子的表面保持有锌的复合材料。得到了如下见 解：在铝粒子的表面附着有锌的复合材料在外观上能够代替以往用作颜料等的铝糊。此外 还得到了如下见解：根据该铝/锌复合材料，与使用以往的铝糊相比，能够发挥优良的特 性。
[0012] 另外，得到了如下见解：在锡粒子的表面附着有锌的复合材料的覆膜形成能力优 良，作为形成防锈覆膜时的粘合剂是有效的。基于这些见解，提供以下的方法。
[0013] (1) -种复合材料，其含有复合粒子，该复合粒子具备铝粒子和/或锡粒子、以及 锌粒子，在其表面侧优势性地保持有上述锌粒子。
[0014] (2)如（1)所述的复合材料，其中，上述复合粒子具备锡粒子和锌粒子。
[0015] (3)如⑴或⑵所述的复合材料，其中，所述复合材料含有具备铝粒子和锌粒子 且在其表面侧优势性地保持有上述锌粒子的第一复合粒子、以及具备锡粒子和锌粒子且在 其表面侧优势性地保持有上述锌粒子的第二复合粒子。
[0016] (4)如（1)~（3)中任一项所述的复合材料，其中，上述复合材料整体上含有平均 粒径为约8 μm以上且约40 μm以下的上述复合粒子。
[0017] (5)如（1)~（4)中任一项所述的复合材料，其中，上述复合材料通过将第一平均 粒径的锌系粉末与比上述第一平均粒径大的第二平均粒径的铝系粉末或锡粉末使用磨机 进行湿式混合并将上述锌系粉末与上述铝系粉末或锡粉末薄片化及复合化而得到。
[0018] (6) -种方法，其为（1)~（5)中任一项所述的复合材料的生产方法，其具备如下 工序：将第一平均粒径的锌系粉末与比上述第一平均粒径大的第二平均粒径的上述铝系粉 末或上述锡粉末利用磨机使用球或珠进行湿式混合，进行薄片化及复合化。
[0019] (7)如（6)所述的方法，其中，上述锌系粉末为通过蒸发法得到的粉末，上述铝系 粉末或上述锡粉末为通过蒸发法或雾化法得到的粉末。
[0020] (8) -种金属表面处理剂，其含有⑴~（5)中任一项所述的复合材料。
[0021] (9)如⑶所述的金属表面处理剂，其中，含有⑶所述的复合材料。
[0022] (10) -种防锈防腐蚀剂，其含有⑴~（5)中任一项所述的复合材料。
[0023] (11)如（10)所述的防锈防腐蚀剂，其中，含有（3)所述的复合材料。
[0024] (12) -种颜料，其含有⑴~（5)中任一项所述的复合材料。
[0025] (13)如（12)所述的颜料，其中，含有（3)所述的复合材料。
[0026] (14) -种涂料，其含有⑴~（5)中任一项所述的复合材料。
[0027] (15)如（14)所述的金属表面处理剂，其中，含有⑶所述的复合材料。
[0028] (16) -种方法，其为金属表面处理加工体的制造方法，其具备：向被金属表面处 理体的表面供给（8)或（9)所述的金属表面处理剂而形成覆膜的工序。
[0029] (17) -种方法，其为防锈防腐蚀加工体的制造方法，其具备：向被防锈防腐蚀处 理体的表面供给（10)或（11)所述的防锈防腐蚀剂而形成覆膜的工序。
[0030] (18) -种方法，其为涂膜加工体的制造方法，其具备：向被涂敷体的表面供给 (13)或（14)所述的涂料而形成涂膜的工序。
[0031] (20) -种覆膜保持体，其具备含有（1)~（5)中任一项所述的复合材料的覆膜。
【附图说明】
[0032] 图1是以截面结构示出本说明书中公开的复合材料的复合化形态的一例的图。
[0033] 图2是表示本说明书中公开的复合材料的制造方法的一例的图。
【具体实施方式】
[0034] 本说明书的公开内容涉及具有特定的复合形态的锌系复合材料及其利用。本说明 书中公开的复合材料是使铝粒子和/或锡粒子与锌粒子复合化而成的材料，这些复合粒子 中，可以在表面侧优势性地具备锌粒子。
[0035] 本说明书中公开的复合材料至少包括含有具备铝粒子和锌粒子的复合粒子的铝/ 锌复合材料的形态、含有具备锡粒子和锌粒子的复合粒子的锡/锌复合材料的形态、以及 含有具备铝粒子和锌粒子的复合粒子及具备锡粒子和锌粒子的复合粒子的铝/锡/锌复合 材料的形态。
[0036] (铝/锌复合材料）
[0037] 铝/锌复合材料中，在表面侧优势性地具备锌粒子是指，锌粒子以锌能够抑制铝 的反应性的程度优势性地存在于铝粒子的表面侧。例如，如图1所示，可以列举比铝粒子小 的锌粒子相对于作为核的铝粒子以壳状保持的形态或这样的复合粒子多个聚集的形态。需 要说明的是，也可以在复合粒子内部进一步存在有锌粒子。根据铝/锌复合材料，锌粒子优 势性地复合化于复合粒子的表面侧，由此抑制了铝对氧、湿气的不稳定性。因此，复合材料 作为铝系材料，即使是固态，也能够对自然起火、湿气、水等安全地保存及处理。
[0038] 铝/锌复合材料能够维持基于锌的防锈防腐蚀功能并且能够具有与铝糊同等的 高亮度等具有优良的外观特性。另外，本复合材料通过调节铝系材料的含量、其大小而能够 确保外观的自由度。因此，即使仅以铝/锌复合材料本身作为颜料，也能够形成呈现出良好 的基于铝的银白色的覆膜。
[0039] 此外，本复合材料中，铝粒子为薄片状时，复合粒子本身能够呈现扁平的薄片形 状。因此，形成涂膜等覆膜时，具有逐渐从膜的表面剥离的倾向。根据这样的剥离形态，处 于膜内部的铝/锌复合材料陆续露出，因此能够依次发挥其覆膜特性。
[0040] (锡/锌复合材料）
[0041] 锡/锌复合材料中，在表面侧优势性地具备锌粒子是指，锌粒子以锌能够抑制锡 的反应性的程度优势性地存在于锡粒子的表面侧。如图1所示，例如，可以列举比锡粒子小 的锌粒子相对于作为核的锡粒子以壳状保持的形态或者这样的复合粒子多个聚集的形态。 需要说明的是，也可以在复合粒子内部进一步存在有锌粒子。例如，锡粒子没有被氧化或氢 氧化而维持，因此，锡能够在其原本的熔融温度附近熔化，将周围的材料胶粘而发挥强力的 粘合剂功能。另外，锡熔融时，与锡接触的锌也熔融。因此，在锡/锌复合材料中，锌也能够 作为粘合剂发挥功能。因此，锡/锌复合材料具有基于锌的防锈防腐蚀功能，并且具有锡粒 子所产生的优良的粘合剂能力及覆膜形成能力。因此，除能够用于防锈防腐蚀材料以外，同 时还能够用作粘合剂。特别是，锡/锌复合材料即使在低温下也能够形成密合性良好的覆 膜，并且能够容易地进行塑性加工等。
[0042] 并非约束本说明书中的公开内容，本说明书中公开的复合材料在铝粒子或锡粒子 的表面保持有锌（保持有比铝粒子等小的锌粒子），因此，容易发挥铝粒子或锡粒子的特性 和锌的特性这两种特性。特别是，对于铝/锌复合材料而言，认为其外观特性优良且容易调 节。另外，对于锡/锌复合材料而言，容易发挥作为锡材料的特性，塑性加工、低温软化变得 容易。
[0043](铝/锡/锌复合材料）
[0044] 铝/锡/锌复合材料含有已说明的铝/锌复合材料的复合粒子和锡/锌复合材料 的复合粒子这两者，可以通过将这些复合材料适当混合而获得。
[0045] 以下，列举各种实施方式对复合材料及其利用详细地进行说明。需要说明的是， 在本说明书中，对数字带有"约"来表示时，设定为测定值的、将比与说明书中所表示的该测 定值相对应的数值的有效数字（在本说明书中，有效数字是指小数点之后的位数η)小一位 (η+1)的数字四舍五入而得到的数值。
[0046](复合材料及其制造方法）
[0047](铝/锌复合材料）
[0048] 铝/锌复合材料10含有在铝粒子4的表面保持有锌6的复合粒子2。优选以这 样的复合粒子为主体。例如，如图1所示，复合粒子2可以由在铝粒子4的表面保持有锌粒 子6而使铝粒子4的整个表面或其一部分被锌粒子6包覆的结构、或者这样的结构相连或 聚集而成的结构构成。
[0049] (铝粒子）
[0050] 复合粒子2中的铝粒子4的粒子形态没有特别限定。例如，可以为球状、泪状（或 滴状）形状、无定形状、针状、薄片状等，可以为上述形状中的两种以上的混合物。在为球 状、泪状形状、无定形状或它们的混合粉末时，多通过雾化法制造。从代替以往所使用的铝 薄片的观点出发，可以使用薄片状。需要说明的是，在本说明书中，称为薄片状时是指为各 种平面形态的薄片状。薄片状的铝粒子可以通过将利用雾化法等制造的粒子薄片化等而获 得。
[0051] 铝粒子4以铝为主体，优选铝为98%以上。另外，杂质中，铜优选为0.015%以下、 铁优选为〇. 2%以下、娃优选为0. 2%以下、水分优选为0. 1%以上。
[0052] (锌粒子）
[0053] 复合粒子2中的锌粒子6以锌为主体，优选的是，锌含量优选为97%以上。另外， 作为杂质，铅优选为〇. 1 %以下、镉优选为〇. 05 %以下、铁优选为0. 02 %以下。
[0054] 对于复合粒子2中的锌粒子6而言，在能够确认其粒子形态的情况下，粒子形态可 以设定为球状、针状、无定形状、薄片状等。锌粒子6夹在铝粒子4的表面、铝粒子4之间， 也可以多个相连而至少局部性地在复合粒子2的表面侧形成为覆膜状。锌粒子6是否以覆 膜状连续而覆盖铝粒子4的表面或者夹在铝粒子4之间也取决于铝与锌的配比等。根据配 比，锌粒子6有可能不再维持粒子形态而成为覆盖铝粒子4的表面的大部分的覆膜形态。在 此说明的任一种形态均包含在本说明书中公开的铝/锌复合材料的锌粒子6中。
[0055] 在能够确认复合粒子2中的锌粒子6的单个的形态的情况下，锌粒子形态优选为 薄片状。这是因为，在为薄片状时，容易以覆膜状保持在铝粒子4的表面。另外，在能够确 认锌粒子6的形态的情况下，复合粒子2的整体容易成为薄片状，在后述的含有本复合材料 10的覆膜中，发挥复合材料10自身容易以薄片剥离的倾向。另外，外观特性的调节容易，并 且能够发挥高亮度。此外，也容易确保处理的安全性。
[0056] 复合材料10中的铝粒子4与锌粒子6的配合没有特别限定，相对于铝粒子4和锌 粒子6的总质量，铝粒子4优选为约1质量％以上且约40质量％以下。低于1质量％时， 铝粒子4过少而不能发挥铝糊的替代功能。另外，超过40质量％时，锌比率过少，锌所带来 的铝的反应性缓和作用过小。优选铝粒子4为约5质量％以上且约30质量％以下，进一步 优选为约10质量％以上且约30质量％以下。随着铝粒子4相对于锌粒子6的比例增大， 强烈显现铝色（银白色）。
[0057] 复合粒子2的厚度优选为约1 μπι以下、更优选为0. 5 μπι以下、进一步优选为约 0. Ιμπι以下。另外，优选为其平均粒径为约8μηι以上且约40μηι以下的薄片状。复合粒 子2采用这样的平均粒径薄片状形态，由此，如上所述，在覆膜形成时发挥本复合材料10自 身容易以薄片剥离的倾向。另外，外观特性的调节容易，并且能够发挥高亮度。此外，也容 易确保处理的安全性。更优选平均粒径为约10