JP3105971B2 - 化学溶解処理液 - Google Patents

化学溶解処理液

Info

Publication number
JP3105971B2
JP3105971B2 JP03321128A JP32112891A JP3105971B2 JP 3105971 B2 JP3105971 B2 JP 3105971B2 JP 03321128 A JP03321128 A JP 03321128A JP 32112891 A JP32112891 A JP 32112891A JP 3105971 B2 JP3105971 B2 JP 3105971B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen peroxide
solution
chemical dissolution
acid
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP03321128A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05125561A (ja
Inventor
富美男 清水
憲一 鈴木
正樹 梶野
昌澄 大西
秀雄 相原
康行 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP03321128A priority Critical patent/JP3105971B2/ja
Priority to DE69118834T priority patent/DE69118834T2/de
Priority to EP91120197A priority patent/EP0489339B1/en
Priority to US07/799,313 priority patent/US5256316A/en
Priority to US08/052,532 priority patent/US5477976A/en
Publication of JPH05125561A publication Critical patent/JPH05125561A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3105971B2 publication Critical patent/JP3105971B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は過酸化水素の新規な安定
剤を含有する金属の化学溶解処理液に関する。詳しく
は、無機酸および過酸化水素を主成分とする金属の化学
溶解処理液において、過酸化水素の分解抑制効果の大き
い化合物を安定剤として選択することにより、加温状態
でも長時間にわたり工業的規模で、安定使用できる長寿
命の化学溶解処理液を提供する。
【0002】
【従来の技術】無機酸および過酸化水素を主成分とする
化学溶解処理液は、各種金属のエッチングあるいは化学
研磨処理液として用いられている。この系統の処理液で
は、過酸化水素が酸化剤として作用し、金属の溶解を促
進する。しかし処理に伴って浴中に蓄積する溶解金属イ
オンは、やがて過酸化水素の分解触媒として作用する。
例えば鉄を溶解する場合、浴中に鉄イオンが溶解してい
く。この鉄イオンは過酸化水素の存在下では3価が安定
であるが一部は化1の如く過酸化水素を酸化し、2価と
して存在する。しかし、すぐに化2の如く過酸化水素に
よって3価に酸化される。過酸化水素はこのような反応
の繰り返しによって分解していくのである。したがっ
て、一般に浴の寿命は短い。そこで、過酸化水素の安定
剤として、尿酸(Germ.Pat.203,01
9)、安息香酸類等の有機酸あるいは、ポリオキシエチ
レン基を有する界面活性剤(特開昭49−11379
9)等の有機化合物を添加した処理液が提案されてい
る。しかし、これら公知の安定剤は、金属の溶解が進
み、金属イオンの濃度が高くなると金属イオンによる過
酸化水素の分析抑制効果が不十分となる問題があった。
特に化学溶解処理液を30℃以上に加温して使用する場
合、反応が活発になって過酸化水素の分解が著しく進行
し過酸化水素濃度が急速に低下し、処理の継続が不可能
となる場合があった。また、安息香酸類の中でもオルト
アミノ安息香酸、ポリオキシエチレン基を有する界面活
性剤は、気泡を保持する効果が高く、過酸化水素が分解
するにつれて、発生したガスが気泡となって蓄積され、
溶液の容積が増大し容器から流出する場合もあった。さ
らに、安息香酸類を使用した場合、鉄系の材料を溶解す
ると、溶液が褐色に着色し処理の状況が目視で確認しに
くいといった問題点もあった。
【0003】
【化1】
【0004】
【化2】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、加温
状態でも長時間にわたり工業的規模で、安定使用できる
長寿命の化学溶解処理液を提供することにある。本発明
者らは前記従来技術の問題を解決するため金属の化学溶
解処理液中の過酸化水素の安定剤について種々検討を行
い、以下のことに着目した。
【0006】化学溶解処理に伴って浴中に金属イオンが
蓄積されていくと金属イオンの触媒作用によって過酸化
水素が分解し、その分解は、浴中のイオン濃度が高くな
る程活発となる。そこで過酸化水素の分解抑制のために
は、イオン濃度の増大とともに、それに応じて安定剤の
量を増加させる必要がある。公知の安定剤の中で、尿酸
は古い歴史をもつが、水への溶解度が小さいため、処理
液を長時間使用して金属イオンの濃度が高くなった場合
には効果が十分に発揮されない。一方、安息香酸等は、
浴への溶解度は多くできるが、過酸化水素によって、そ
の官能基が酸化され変質を受け易く、特に加温状態では
効果を持続できない。また、ポリオキシエチレン基を有
する界面活性剤は、水への溶解度が高く、かつ過酸化水
素によって変質を受けにくいが、過酸化水素の分解を抑
制する効果が小さい。そこで、化学構造上、尿酸と同じ
プリン塩基には分類されるが、水への溶解度が著しく大
きいプリンアルカロイド化合物に着目し、該化合物を浴
中に少量添加することにより、過酸化水素の分解を極め
て低く抑えられることを見出し本発明を完成するに至っ
たのである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の金属の化学溶解
処理液は無機酸および過酸化水素を主成分とする水溶液
に、過酸化水素の安定剤として、プリンアルカロイド化
合物の中から選択された1種以上を含有してなることを
特徴とする。
【0008】
【作用】本発明の化学溶解処理液はプリンアルカロイド
化合物が含有されているので過酸化水素の分解が抑制さ
れ、長期間にわたり安定に使用することができる。本発
明の化学溶解処理液がこのような効果を発揮するメカニ
ズムについてはまだ必ずしも明らかではないが以下のよ
うに考えられる。
【0009】すなわち、金属イオンによる過酸化水素の
分解は金属イオンMn+の酸化還元電位Mn+→M(n+1)+
- が貴であるほど激しく起こる。しかし本発明によれ
ば、Mn+イオンに化3の如くプリンアルカロイド化合物
(P)が配位し、酸化還元電位を卑にすることが可能な
ため前記した化学反応式化1および化2の反応が抑制さ
れ、結果として過酸化水素の分解を抑制できるものと考
えられる。
【0010】また、プリンアルカロイド化合物は水への
溶解度が大きいので金属イオンの濃度が高くなっても過
酸化水素の分解を抑制できる。また、プリンアルカロイ
ド化合物は40℃程度に加熱しても分解や変質が起こり
にくく、加温状態でも過酸化水素の分解抑制効果を維持
できる。
【0011】
【化3】
【0012】
【発明の効果】本発明の化学溶解処理液は安定性が極め
て高く、工業的規模で実施するエッチング、化学研磨等
の処理において、高濃度に金属イオンが蓄積しても使用
可能であり寿命が長い。また、加温状態でも安定である
ため温度の上昇による反応の活性化を利用できるので処
理の高速化を実現することが可能である。
【0013】これにより、低コスト、高生産性の化学溶
解処理を行うことができる。さらに、安定剤としてのプ
リンアルカロイド化合物は自然界に広く存在する植物成
分であり、取扱時の人体への安全性も確保することがで
きる。
【0014】
【実施例】以下に、本発明をさらに具体的にした具体例
について説明する。本具体例における金属の化学溶解処
理液は無機酸と過酸化水素を主成分とするものである。
ここで無機酸とは溶液のpHを低下させ金属を溶解する
作用を有するものならばよく、例えばフッ化水素酸、硫
酸、塩酸、リン酸、硝酸等およびこれらを2種以上混合
したものをいう。また、過酸化水素は前記無機酸のみで
は金属の溶解作用が比較的小さいため溶解速度を大きく
するために加えるものである。すなわち、過酸化水素は
金属との接触面で接触分解反応を起こし、発生期の酸素
を発生するとこの生じた発生期の酸素の強い酸化力によ
って前記無機酸による金属の溶解作用を促進するのであ
る。
【0015】これら無機酸および過酸化水素の濃度は夫
々0.1〜10モル/l、0.1〜5モル/lの範囲が
通常望ましい。無機酸の濃度が0.1モル/l未満では
金属の溶解速度が遅く、能率が悪くなり、逆に10モル
/lを越えると溶解速度が大きくなり、溶解速度の制御
が難しくなる。また、過酸化水素の濃度が0.1モル/
l未満の場合は金属の溶解速度が遅くなり5モル/lを
越えると反応熱による分解作用が激しくなり、処理液の
組成の制御が難しくなる。実際にはこれらの濃度は無機
酸と過酸化水素との関係を考慮して適宜決定される。
【0016】次に過酸化水素の安定剤として添加するプ
リンアルカロイド化合物は化4で示すプリン構造を有す
る水溶性の塩基性有機化合物であり、例えば、カフェイ
ン、テオフィリン、テオブロミン等を用いる。プリンア
ルカロイド化合物の濃度は0.1g/l以上で用いるの
が望ましい。0.1g/l未満では過酸化水素の分解抑
制効果が小さい。なお、30g/lを越える量を使用し
た場合には使用量に見合う効果は得られず経済的でなく
なる。したがって実用的には0.1〜30g/lが望ま
しい。
【0017】
【化4】
【0018】また、従来のオルトアミノ安息香酸やポリ
エチレン基を有する界面活性剤は親水性部分と疎水性部
分との共存による気泡保持作用があるため、過酸化水素
の分解に伴って発生したガスが気泡となって蓄積され、
溶液の容積が増大し、溶液が容器から流出する問題があ
ったが、本具体例のプリンアルカロイド化合物は全体と
して親水性のため界面活性剤としての作用がなく、かか
る問題はない。
【0019】また、本具体例のプリンアルカロイド化合
物は鉄系材料ならびに銅系材料等の金属を無機酸中で溶
解した場合、処理液を着色することがない。また、本具
体例の化学溶解処理液が処理される金属としては、鉄、
銅等の金属ならびにそれらの合金であって、無機酸に対
し溶解するものであれば何れの金属等でもよい。
【0020】実施例1 市販の試薬であるフッ化水素酸および過酸化水素を夫々
1モル/lおよび2モル/lからなる化学溶解処理液を
調整し、この処理液中に鋼材(JISSCR420)を
浸漬して金属イオン蓄積量が40g/lとなるまで溶解
した。この処理液中にフッ化水素酸および過酸化水素を
添加して夫々の濃度が最初に調整した値になるよう再調
整した。このように調整した化学溶解処理液中に本実施
例の安定剤としてプリンアルカロイド化合物であるカフ
ェイン、テオフィリン、テオブロミンを各3g/l添加
し、3種類の処理液(実施例No.1、2および3)を
調整した。その後、40℃に保持して、時間の経過とと
もに過酸化水素濃度の分析を適宜行い、過酸化水素濃度
が化学溶解処理液としての必要レベルの金属溶解速度を
呈する濃度である1.5モル/lまで低下するまでの時
間を安定化時間として求めた。なお、過酸化水素濃度の
分析は、過マンガン酸塩滴定によって行なった。また、
比較のために過酸化水素の安定剤を使わなかった場合
(比較例C1)、公知の安定化剤である尿酸、オルトア
ミノ安息香酸、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエ
ーテルを用いた場合(比較例C2〜C4)についても本
実施例と同様の条件で安定化時間を求めた。得られた結
果を表1に示す。表1を見て分かるように本実施例のプ
リンアルカロイド化合物は過酸化水素をより長時間安定
化し、本実施例の化学溶解処理液が長寿命であることが
確認された。
【0021】
【表1】
【0022】実施例2 本実施例2は過酸化水素の安定剤であるプリンアルカロ
イド化合物であるカフェインの添加量を0.1、0.
3、1、10、30g/lとした化学溶解処理液(実施
例4〜8)を用いた以外は実施例1と同一の条件で各処
理液の安定時間を求めた。また比較のために過酸化水素
の安定剤を使わなかった場合(比較例C5)、カフェイ
ンの添加量を0.05g/lならびにオルトアミノ安息
香酸の添加量を0.1および0.3とした化学溶解処理
液についても安定化時間を求めた(比較例No.C6〜
C8)。得られた結果を表2に示す。表2にからカフェ
インの添加量が0.1g/lと少量であっても過酸化水
素の安定化効果のあることがわかる。
【0023】
【表2】
【0024】実施例3 市販の試薬である硫酸および過酸化水素を夫々1モル/
lおよび2モル/lからなる化学溶解処理液を調整し、
この処理液中に銅材を浸漬して金属イオン蓄積量が20
g/lとなるまで銅を溶解した。この処理液中に硫酸お
よび過酸化水素を添加して夫々の濃度が上記した最初に
調整した値になるよう再調整した。このように調整した
化学溶解処理液中に本実施例の安定剤としてプリンアル
カロイド化合物であるカフェイン、テオフィリン、テオ
ブロミンを各3g/l添加し、3種類の処理液(実施例
No.9、10および11)を調整した。その後、50
℃に保持して、実施例1と同様に安定化時間を求めた。
【0025】また、比較のために過酸化水素の安定剤を
使わなかった場合(比較例C9)、公知の安定化剤であ
る尿酸、オルトアミノ安息香酸を用いた場合(比較例C
10、11)についても本実施例と同様の条件で安定化
時間を求めた。得られた結果を表3に示す。表3を見て
わかるように本実施例のプリンアルカロイド化合物は過
酸化水素をより長時間安定化し、本実施例の化学溶解処
理液が長寿命であることが確認された。
【0026】
【表3】
【0027】実施例4 市販の試薬であるリン酸および過酸化水素を夫々1モル
/lおよび2モル/lからなる化学溶解処理液を調整
し、この処理液中に被溶解材として工業用純鉄を浸漬し
て金属イオン蓄積量が20g/lとなるまで鉄を溶解し
た。この処理液を用いて実施例3と同一の条件で本実施
例の安定剤としてプリンアルカロイド化合物であるカフ
ェイン、テオフィリン、テオブロミンを添加した3種類
の処理液(実施例No.12、13および14)を調整
した。その後、実施例1と同様に安定化時間を求めた。
【0028】また、比較のために過酸化水素の安定剤を
使わなかった場合(比較例C12)、公知の安定化剤で
ある尿酸、オルトアミノ安息香酸、ポリオキシエチレン
オクチルフェニルエーテルを用いた場合(比較例C13
〜C15)についても本実施例と同様の条件で安定化時
間を求めた。得られた結果を表4に示す。表4を見ても
わかるように本実施例のプリンアルカロイド化合物は過
酸化水素をより長時間安定化し、本実施例の化学溶解処
理液が長寿命であることが確認された。
【0029】
【表4】
フロントページの続き (72)発明者 大西 昌澄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 相原 秀雄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 鈴木 康行 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 審査官 鈴木 毅 (56)参考文献 特開 昭58−197277(JP,A) 特開 昭50−145342(JP,A) 特公 昭53−3975(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23F 1/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機酸および過酸化水素を主成分とする
    水溶液に、過酸化水素の安定剤として、プリンアルカロ
    イド化合物の中から選択された1種以上を含有してなる
    ことを特徴とする金属の化学溶解処理液。
JP03321128A 1990-11-27 1991-11-07 化学溶解処理液 Expired - Fee Related JP3105971B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03321128A JP3105971B2 (ja) 1991-11-07 1991-11-07 化学溶解処理液
DE69118834T DE69118834T2 (de) 1990-11-27 1991-11-26 Lösung zur chemischen Polierung und Glanzerzeugung für gehärtete Stahlkörper und Verfahren zu deren Verwendung
EP91120197A EP0489339B1 (en) 1990-11-27 1991-11-26 Brightening chemical polishing solution for hardened steel article and method of using it
US07/799,313 US5256316A (en) 1990-11-27 1991-11-27 Brightening chemical polishing solution for hardened steel article
US08/052,532 US5477976A (en) 1990-11-27 1993-04-29 Brightening chemical polishing solution for hardened steel article and method of chemically polishing said article in the solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03321128A JP3105971B2 (ja) 1991-11-07 1991-11-07 化学溶解処理液

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05125561A JPH05125561A (ja) 1993-05-21
JP3105971B2 true JP3105971B2 (ja) 2000-11-06

Family

ID=18129121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03321128A Expired - Fee Related JP3105971B2 (ja) 1990-11-27 1991-11-07 化学溶解処理液

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3105971B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102493276B1 (ko) * 2015-12-21 2023-01-30 미쯔비시 가스 케미칼 컴파니, 인코포레이티드 구리 및 몰리브덴을 포함하는 다층박막을 에칭하는 액체 조성물, 및 이것을 이용한 에칭방법, 그리고 표시 디바이스의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05125561A (ja) 1993-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI100727B (fi) Koostumus epäorgaanisten peroksidiliuosten stabiloimiseksi
DK1903081T3 (en) Stabilizer for acidic, metal-containing polishes
JP5817718B2 (ja) 過硫酸塩および銀錯体を含む化学物質分解用処理剤及びそれを用いた化学物質の分解方法
JP5279811B2 (ja) 金属表面に抗腐食層を生成する剤
JP4172662B2 (ja) 金属表面処理方法
US3945865A (en) Metal dissolution process
JP3105971B2 (ja) 化学溶解処理液
JPH0660005B2 (ja) 安定化された過酸化水素
JP3977533B2 (ja) 硫酸第二鉄溶液の製造方法
JP2020530069A (ja) 硫化鉄スケール除去液の腐食低減
US7229506B2 (en) Process for pickling martensitic or ferritic stainless steel
JP2019218436A (ja) 4級アルキルアンモニウムイオン、亜塩素酸イオン、及び次亜塩素酸イオンを含む酸化性組成物
KR910002896B1 (ko) 과산화수소 및 금속이온을 함유하는 안정화된 산성수용액 조성물
JP4669375B2 (ja) 鋼材の酸洗方法及び鋼材酸洗液
JP2945136B2 (ja) チタンまたはチタンと化学的に類似な元素を少なくとも1つ含む金属製品の酸洗浴を用いた酸洗方法
EP2809831B1 (en) Use of nitrogen compounds in the pickling of stainless steel
EP0885840B1 (en) Stabilized aqueous solution of hydrogen peroxide
Kimura et al. Mechanisms of oxidation reactions of iodide and hexacyanoferrate (II) ions, induced by the reaction between phosphinate ion and molecular oxygen in an aqueous solution
JP2002001358A (ja) 化学研磨廃液の過酸化水素分解方法
WO1999032690A1 (en) Pickling process with at least two steps
JP4120716B2 (ja) 安定化された過酸化水素水溶液
JP2021075764A (ja) 過硫酸成分を含む硫酸溶液中の酸化剤濃度の低下抑制方法
JPS59442B2 (ja) 安定化された過酸化水素溶液
JPS6345473B2 (ja)
JP3577345B2 (ja) 銅およびパラジウムを含む酸性過酸化水素水溶液の安定化法

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080901

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees