JPH10182112A - 金属表面処理方法 - Google Patents
金属表面処理方法Info
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- JPH10182112A JPH10182112A JP9284273A JP28427397A JPH10182112A JP H10182112 A JPH10182112 A JP H10182112A JP 9284273 A JP9284273 A JP 9284273A JP 28427397 A JP28427397 A JP 28427397A JP H10182112 A JPH10182112 A JP H10182112A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属表面処理用の過酸化水素の酸性水溶液を
安定化するための安定剤を提供する。 【解決手段】 この安定剤はａ）ヒドロキシ安息香酸、
好ましくはｐ−ヒドロキシ安息香酸、ｂ）向水性アリー
ルスルホン酸、好ましくはｐ−トルエンスルホン酸、お
よびｃ）疎水性アルカリールスルホン酸、好ましくはド
デシルベンゼンスルホン酸をａ）：ｂ）：ｃ）の重量比
８０〜２００：５０〜１２０：２．５〜６で含有する。
最も好ましくは、この安定剤は酸性金属処理水溶液に導
入される３５〜７０％過酸化水素溶液中に３〜１０ｇ／
ｌの濃度で存在する。
安定化するための安定剤を提供する。 【解決手段】 この安定剤はａ）ヒドロキシ安息香酸、
好ましくはｐ−ヒドロキシ安息香酸、ｂ）向水性アリー
ルスルホン酸、好ましくはｐ−トルエンスルホン酸、お
よびｃ）疎水性アルカリールスルホン酸、好ましくはド
デシルベンゼンスルホン酸をａ）：ｂ）：ｃ）の重量比
８０〜２００：５０〜１２０：２．５〜６で含有する。
最も好ましくは、この安定剤は酸性金属処理水溶液に導
入される３５〜７０％過酸化水素溶液中に３〜１０ｇ／
ｌの濃度で存在する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属表面処理に関
し、特に酸性水溶液中の過酸化水素を用いる金属表面処
理法、金属表面を処理するための過酸化水素を含有する
溶液、および過酸化水素を安定化するための安定剤系に
関するものである。
し、特に酸性水溶液中の過酸化水素を用いる金属表面処
理法、金属表面を処理するための過酸化水素を含有する
溶液、および過酸化水素を安定化するための安定剤系に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属の加工中に、金属表面の全体または
一部にしばしば金属酸化物層が形成され、その外観およ
び／または後続の加工工程の適合性を損なうことがあ
る。例えば、ステンレス鋼を始めとする鋼、チタンとそ
の合金、銅とその合金の場合や、いくつかの環境におい
てはアルミニウムさえも、このような問題が生じる。し
たがって、金属酸化物層を取り除くか、その大きさや広
がりを少なくとも減少させることが望ましい。こうした
方法は金属表面洗浄と言われ、ある場合にはより特定し
て、実施すべき特定の処理に応じて金属の酸洗いまたは
研磨または汚れ取り(desmutting)と言われる。ある種の
方法では、酸化物層を除くために過酸化水素の溶液、し
ばしば酸性水溶液が用いられている。
一部にしばしば金属酸化物層が形成され、その外観およ
び／または後続の加工工程の適合性を損なうことがあ
る。例えば、ステンレス鋼を始めとする鋼、チタンとそ
の合金、銅とその合金の場合や、いくつかの環境におい
てはアルミニウムさえも、このような問題が生じる。し
たがって、金属酸化物層を取り除くか、その大きさや広
がりを少なくとも減少させることが望ましい。こうした
方法は金属表面洗浄と言われ、ある場合にはより特定し
て、実施すべき特定の処理に応じて金属の酸洗いまたは
研磨または汚れ取り(desmutting)と言われる。ある種の
方法では、酸化物層を除くために過酸化水素の溶液、し
ばしば酸性水溶液が用いられている。
【０００３】金属表面処理の過程で、酸化物層の除去は
溶液中への金属の溶出を生じさせる。その結果時間の経
過につれて溶液中の金属の濃度が増加するので、金属処
理溶液を廃棄することはしばしば不経済で、資源の浪費
につながる。通常、溶液中を通過する金属は鉄や銅、そ
れらと合金化されたニッケル、クロム、チタンなどの金
属といった普通に用いられている金属である。また、鋼
の酸洗いのような処理法では、金属すなわち鉄がひどい
酸化を起こさせる溶液中にあり、この金属が酸洗いの最
初から故意に溶液中に維持される場合にはかなりの濃度
となる。こうした酸性溶液中の金属は過酸化水素の分解
を触媒するので、過酸化水素が分解する速度および／ま
たは程度を最少にする手段を見つけることが好ましい。
溶液中への金属の溶出を生じさせる。その結果時間の経
過につれて溶液中の金属の濃度が増加するので、金属処
理溶液を廃棄することはしばしば不経済で、資源の浪費
につながる。通常、溶液中を通過する金属は鉄や銅、そ
れらと合金化されたニッケル、クロム、チタンなどの金
属といった普通に用いられている金属である。また、鋼
の酸洗いのような処理法では、金属すなわち鉄がひどい
酸化を起こさせる溶液中にあり、この金属が酸洗いの最
初から故意に溶液中に維持される場合にはかなりの濃度
となる。こうした酸性溶液中の金属は過酸化水素の分解
を触媒するので、過酸化水素が分解する速度および／ま
たは程度を最少にする手段を見つけることが好ましい。
【０００４】酸性溶液中の過酸化物の分解を遅らせるた
めに、さまざまな無機または有機物質（しばしばキレー
ト剤または遊離基抑制剤とも言われる）を加えることが
これまでに提案されている。安定化、すなわち過酸化物
分解の抑制、が達成される特定の作用機序に制限される
ことなく、いくつかの安定剤はアルコール（ＵＳＰ３８
６９４０１、ＵＳＰ３５５６８８３）、カルボン酸（Ｕ
ＳＰ３５３７８９５）、ホスホン酸（ＵＳＰ３１２２４
１７、ＵＳＰ４０５９６７８）またはスルホン酸（ＵＳ
Ｐ３８０１５１２）であると化学的に記述することがで
きる。酸溶液のために提案された安定剤のリストの中
で、ｐ−ヒドロキシ安息香酸がＷＯ９１／５０７９）
（Ｓｏｌｖａｙ Ｉｎｔｅｒｏｘ Ｌｉｍｉｔｅｄ）に
開示されている。
めに、さまざまな無機または有機物質（しばしばキレー
ト剤または遊離基抑制剤とも言われる）を加えることが
これまでに提案されている。安定化、すなわち過酸化物
分解の抑制、が達成される特定の作用機序に制限される
ことなく、いくつかの安定剤はアルコール（ＵＳＰ３８
６９４０１、ＵＳＰ３５５６８８３）、カルボン酸（Ｕ
ＳＰ３５３７８９５）、ホスホン酸（ＵＳＰ３１２２４
１７、ＵＳＰ４０５９６７８）またはスルホン酸（ＵＳ
Ｐ３８０１５１２）であると化学的に記述することがで
きる。酸溶液のために提案された安定剤のリストの中
で、ｐ−ヒドロキシ安息香酸がＷＯ９１／５０７９）
（Ｓｏｌｖａｙ Ｉｎｔｅｒｏｘ Ｌｉｍｉｔｅｄ）に
開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明のいくつかの態
様の第一の課題は、過酸化水素の酸性水溶液の安定化手
段、そのように安定化された過酸化水素溶液、および金
属を処理するための前記溶液の使用を提供することであ
る。
様の第一の課題は、過酸化水素の酸性水溶液の安定化手
段、そのように安定化された過酸化水素溶液、および金
属を処理するための前記溶液の使用を提供することであ
る。
【０００６】本発明の関連した態様の第二の課題は、ヒ
ドロキシ安息香酸を用いて過酸化水素の安定化を増強ま
たは改善するための手段、そのように安定化された過酸
化水素溶液、および金属を処理するためのその使用を提
供することである。
ドロキシ安息香酸を用いて過酸化水素の安定化を増強ま
たは改善するための手段、そのように安定化された過酸
化水素溶液、および金属を処理するためのその使用を提
供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
次の成分： ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有することを特徴とする、酸性過酸化水素水溶液用
の安定剤を提供する。
次の成分： ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有することを特徴とする、酸性過酸化水素水溶液用
の安定剤を提供する。
【０００８】本明細書中の「ヒドロキシ安息香酸」とい
う用語は、少なくとも１個のヒドロキシ基とこのヒドロ
キシ基に対して任意の位置にある１個のカルボン酸基で
置換されたアリール基を意味する。この用語に含まれる
特に適した化合物としてはｐ−ヒドロキシ安息香酸があ
る。
う用語は、少なくとも１個のヒドロキシ基とこのヒドロ
キシ基に対して任意の位置にある１個のカルボン酸基で
置換されたアリール基を意味する。この用語に含まれる
特に適した化合物としてはｐ−ヒドロキシ安息香酸があ
る。
【０００９】本明細書中の「向水性(hydrotropic) アリ
ールスルホン酸」という用語は、少なくとも１個の短鎖
アルキル基とこのアルキル基に対して任意の位置にある
１個のスルホン酸基で置換され、合計で９個以下の炭素
原子を含有するアリール基を意味する。即利用可能性と
有効性の理由から、特に適した例はｐ−トルエンスルホ
ン酸である。
ールスルホン酸」という用語は、少なくとも１個の短鎖
アルキル基とこのアルキル基に対して任意の位置にある
１個のスルホン酸基で置換され、合計で９個以下の炭素
原子を含有するアリール基を意味する。即利用可能性と
有効性の理由から、特に適した例はｐ−トルエンスルホ
ン酸である。
【００１０】本明細書中の「疎水性アルカリールスルホ
ン酸」という用語は、少なくとも８個の炭素原子を含有
する疎水性アルキル基で置換されているアリールスルホ
ン酸を意味する。かかるアルキル基はしばしば１０〜２
０個の直鎖状の炭素原子を含み、通常は分枝状でなく、
多くの場合１０〜１４個の炭素原子のアルキル基または
それらの混合アルキル基であり、例えばドデシル基また
は平均約１２個の炭素原子の混合アルキル基である。特
に好適な例はドデシルベンゼンスルホン酸であり、しば
しばデシル基、ウンデシル基、ターデシル基およびテト
ラデシル基の部分をも含有する。
ン酸」という用語は、少なくとも８個の炭素原子を含有
する疎水性アルキル基で置換されているアリールスルホ
ン酸を意味する。かかるアルキル基はしばしば１０〜２
０個の直鎖状の炭素原子を含み、通常は分枝状でなく、
多くの場合１０〜１４個の炭素原子のアルキル基または
それらの混合アルキル基であり、例えばドデシル基また
は平均約１２個の炭素原子の混合アルキル基である。特
に好適な例はドデシルベンゼンスルホン酸であり、しば
しばデシル基、ウンデシル基、ターデシル基およびテト
ラデシル基の部分をも含有する。
【００１１】特に好適な安定剤組成物において、成分
ａ）：ｂ）：ｃ）のそれぞれの重量比は３０：２０：１
＋／−２０％の範囲内で選択される。好適な重量比を有
するいくつかの関連組成物では、成分ａ）：成分ｂ）：
成分ｃ）の重量比を１８〜２５：２０：０．８〜１．２
の範囲内で選択する。
ａ）：ｂ）：ｃ）のそれぞれの重量比は３０：２０：１
＋／−２０％の範囲内で選択される。好適な重量比を有
するいくつかの関連組成物では、成分ａ）：成分ｂ）：
成分ｃ）の重量比を１８〜２５：２０：０．８〜１．２
の範囲内で選択する。
【００１２】上記の量および重量比で３成分を一緒に使
用することにより、特に３成分の好適な重量比を採用す
ることにより、ヒドロキシ安息香酸単独の使用と比べて
酸性溶液中の過酸化水素の安定化を向上させることが可
能である。したがって、本発明の安定剤は遊離の過酸化
水素が溶液中に存在するような状況下において特に有利
である。
用することにより、特に３成分の好適な重量比を採用す
ることにより、ヒドロキシ安息香酸単独の使用と比べて
酸性溶液中の過酸化水素の安定化を向上させることが可
能である。したがって、本発明の安定剤は遊離の過酸化
水素が溶液中に存在するような状況下において特に有利
である。
【００１３】安定剤の３成分はそれぞれ酸と称されるも
のであるが、本明細書では成分ａ）、ｂ）およびｃ）の
それぞれが、安定剤の各成分の全部または一部として、
その対応する塩としての各成分を使用し導入することを
含むことが理解されよう。使用中の金属処理溶液の酸度
はその中に含まれる各成分の化学的形態およびイオン化
度を決定するだろう。アルカリ金属（ナトリウム）塩の
ような塩を使用する場合、その重量は対応する酸として
算出されたとおりである。所望により、この組成物はア
ルカリ金属水酸化物（例：水酸化ナトリウム）のような
水溶性アルカリの導入により少なくとも部分的に中和す
ることができる。
のであるが、本明細書では成分ａ）、ｂ）およびｃ）の
それぞれが、安定剤の各成分の全部または一部として、
その対応する塩としての各成分を使用し導入することを
含むことが理解されよう。使用中の金属処理溶液の酸度
はその中に含まれる各成分の化学的形態およびイオン化
度を決定するだろう。アルカリ金属（ナトリウム）塩の
ような塩を使用する場合、その重量は対応する酸として
算出されたとおりである。所望により、この組成物はア
ルカリ金属水酸化物（例：水酸化ナトリウム）のような
水溶性アルカリの導入により少なくとも部分的に中和す
ることができる。
【００１４】本発明の第二の態様によれば、過酸化水素
を含有するかまたは導入されており、かつ次の成分： ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有する安定剤を含有するかまたは導入されているこ
とを特徴とする酸性金属処理溶液が提供される。
を含有するかまたは導入されており、かつ次の成分： ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有する安定剤を含有するかまたは導入されているこ
とを特徴とする酸性金属処理溶液が提供される。
【００１５】水性の金属処理溶液の酸度は典型的には１
種以上の鉱酸、特に硫酸、リン酸、フッ化水素酸および
塩酸から選択される酸により付与され、その選択は金属
処理を行うべき人の判断で、処理しようとする金属にと
ってどの酸またはその混合物がいかなる濃度で適してい
るかを考慮して行われる。さらに、所望により、酸度の
一部は硝酸により与えられてもよい。金属表面処理を目
的とした溶液は測定ｐＨが２以下となるように慣用法に
より調製され、多くの場合はｐＨ０以下（例：ｐＨ−
０．５）からｐＨ１までの範囲で選択する。測定ｐＨは
導入した酸と溶液中の他の成分との相互作用により上昇
することが理解されよう。例えば、周知のように、ＨＦ
はＦｅ陽イオンと溶液中で反応して錯体を形成してＨ+
イオンを放出する。その結果Ｆｅイオンを含まない単純
なＨＦ溶液と比べて測定ｐＨが低下する。当業者であれ
ば、意図している金属処理作業に応じて酸濃度を選択す
ることも理解されよう。最高濃度は金属の酸洗いに適し
ており、それより低い濃度は研磨作業に適している。
種以上の鉱酸、特に硫酸、リン酸、フッ化水素酸および
塩酸から選択される酸により付与され、その選択は金属
処理を行うべき人の判断で、処理しようとする金属にと
ってどの酸またはその混合物がいかなる濃度で適してい
るかを考慮して行われる。さらに、所望により、酸度の
一部は硝酸により与えられてもよい。金属表面処理を目
的とした溶液は測定ｐＨが２以下となるように慣用法に
より調製され、多くの場合はｐＨ０以下（例：ｐＨ−
０．５）からｐＨ１までの範囲で選択する。測定ｐＨは
導入した酸と溶液中の他の成分との相互作用により上昇
することが理解されよう。例えば、周知のように、ＨＦ
はＦｅ陽イオンと溶液中で反応して錯体を形成してＨ+
イオンを放出する。その結果Ｆｅイオンを含まない単純
なＨＦ溶液と比べて測定ｐＨが低下する。当業者であれ
ば、意図している金属処理作業に応じて酸濃度を選択す
ることも理解されよう。最高濃度は金属の酸洗いに適し
ており、それより低い濃度は研磨作業に適している。
【００１６】金属処理浴中の各種酸の濃度は多くの具体
例では組み合わせて２以下の適切なｐＨとなるように下
記の範囲から選択される。
例では組み合わせて２以下の適切なｐＨとなるように下
記の範囲から選択される。
【００１７】硫酸および／またはリン酸：２５０ｇ／ｌ
まで、しばしば研磨の場合は２〜５０ｇ／ｌ、酸洗いの
場合は５０〜２００ｇ／ｌ フッ化水素酸および／または塩酸：１００ｇ／ｌまで、
しばしば１０〜５０ｇ／ｌ
まで、しばしば研磨の場合は２〜５０ｇ／ｌ、酸洗いの
場合は５０〜２００ｇ／ｌ フッ化水素酸および／または塩酸：１００ｇ／ｌまで、
しばしば１０〜５０ｇ／ｌ
【００１８】いくつかの目的には、酸の組合せ物が特に
適していることが理解されよう。例えば、鋼（特にステ
ンレス鋼）またはチタンの酸洗いには５０〜１５０ｇ／
ｌの濃度の硫酸と２０〜３５ｇ／ｌの濃度のフッ化水素
酸を用いることが好ましい。ステンレス鋼を処理しよう
とする場合、溶液中の鉄がフッ化物のような錯体を形成
するときに安定剤はとりわけ効果的であることが理解さ
れよう。銅の酸洗いやアルミニウムの汚れ取りにおいて
は、１００〜２５０ｇ／ｌの濃度の硫酸溶液を用いるこ
とが望ましい。
適していることが理解されよう。例えば、鋼（特にステ
ンレス鋼）またはチタンの酸洗いには５０〜１５０ｇ／
ｌの濃度の硫酸と２０〜３５ｇ／ｌの濃度のフッ化水素
酸を用いることが好ましい。ステンレス鋼を処理しよう
とする場合、溶液中の鉄がフッ化物のような錯体を形成
するときに安定剤はとりわけ効果的であることが理解さ
れよう。銅の酸洗いやアルミニウムの汚れ取りにおいて
は、１００〜２５０ｇ／ｌの濃度の硫酸溶液を用いるこ
とが望ましい。
【００１９】例えば過酸化水素の主たる働きが、おそら
く溶液中の第一鉄イオンと第二鉄イオンとの所望のモル
比を維持しながら、第一鉄イオンのような化学種をその
場で酸化することであるならば、酸溶液中の過酸化水素
は急速に消費されるだろう。これとは別に、金属処理に
応じて通常は１００ｇ／ｌ以下の濃度、多くの場合は
０．１〜１２０ｇ／ｌの濃度のような過酸化水素の正の
濃度が維持される。銅の酸洗い用の過酸化物濃度はしば
しば１０〜５０ｇ／ｌであり、銅の研磨用のその濃度は
５０〜１２０ｇ／ｌであり、鋼またはチタン処理用のそ
の濃度はしばしば０．１〜１０ｇ／ｌである。鋼の酸洗
い溶液中にはしばしば第二鉄イオンが１５〜１５０ｇ／
ｌの濃度で、好ましくは錯体を形成した状態で存在し、
同時に過酸化水素も正の濃度で存在する。その他の酸洗
い溶液中には若干の残留第一鉄イオンが存在し、このよ
うな溶液では過酸化水素が第一鉄イオン（好ましくは錯
体を形成している）の酸化のために急速に消費され、か
くして過酸化物は一過性であって正の濃度で維持するこ
とができない。
く溶液中の第一鉄イオンと第二鉄イオンとの所望のモル
比を維持しながら、第一鉄イオンのような化学種をその
場で酸化することであるならば、酸溶液中の過酸化水素
は急速に消費されるだろう。これとは別に、金属処理に
応じて通常は１００ｇ／ｌ以下の濃度、多くの場合は
０．１〜１２０ｇ／ｌの濃度のような過酸化水素の正の
濃度が維持される。銅の酸洗い用の過酸化物濃度はしば
しば１０〜５０ｇ／ｌであり、銅の研磨用のその濃度は
５０〜１２０ｇ／ｌであり、鋼またはチタン処理用のそ
の濃度はしばしば０．１〜１０ｇ／ｌである。鋼の酸洗
い溶液中にはしばしば第二鉄イオンが１５〜１５０ｇ／
ｌの濃度で、好ましくは錯体を形成した状態で存在し、
同時に過酸化水素も正の濃度で存在する。その他の酸洗
い溶液中には若干の残留第一鉄イオンが存在し、このよ
うな溶液では過酸化水素が第一鉄イオン（好ましくは錯
体を形成している）の酸化のために急速に消費され、か
くして過酸化物は一過性であって正の濃度で維持するこ
とができない。
【００２０】酸溶液中の安定剤の濃度〔すなわち、それ
ぞれの酸として計算した成分ａ）、ｂ）およびｃ）の合
計〕はしばしば５０ｐｐｍから１０ｇ／ｌの範囲であ
り、多くの場合２００ｐｐｍから１ｇ／ｌの範囲で選択
される。成分ａ）は典型的には安定剤の５０〜６０重量
％の範囲に寄与するが、その実際的な上限はしばしば溶
液の温度に依存しており、より高い温度はより高い濃度
を可能にすることが理解されよう。当業者であれば、追
加の安定剤を使用するコストと、対応する過酸化水素の
安定性に対してより少ない安定剤を使用することから生
じる節約と、のバランスをとりながら、すなわち、過酸
化水素の分解速度を低下させることから得られる節約
と、過酸化水素が多少速やかに分解するのを許容するコ
ストと、のバランスをとりながら、溶液中の安定剤の最
適濃度を決定するための試験を簡単に行うことができよ
う。好都合なことに、これまでに行った試験で、安定剤
の濃度の変動はその溶液が金属処理を行う速度に影響を
及ぼさないことが判明した。それゆえ、使用者はＳ３３
３という商標でＳｏｌｖａｙ Ｉｎｔｅｒｏｘ社から販
売されているような過酸化水素の別の安定剤系を用いて
対応の溶液を使用するために決定された処理条件をその
まま採用することができる。
ぞれの酸として計算した成分ａ）、ｂ）およびｃ）の合
計〕はしばしば５０ｐｐｍから１０ｇ／ｌの範囲であ
り、多くの場合２００ｐｐｍから１ｇ／ｌの範囲で選択
される。成分ａ）は典型的には安定剤の５０〜６０重量
％の範囲に寄与するが、その実際的な上限はしばしば溶
液の温度に依存しており、より高い温度はより高い濃度
を可能にすることが理解されよう。当業者であれば、追
加の安定剤を使用するコストと、対応する過酸化水素の
安定性に対してより少ない安定剤を使用することから生
じる節約と、のバランスをとりながら、すなわち、過酸
化水素の分解速度を低下させることから得られる節約
と、過酸化水素が多少速やかに分解するのを許容するコ
ストと、のバランスをとりながら、溶液中の安定剤の最
適濃度を決定するための試験を簡単に行うことができよ
う。好都合なことに、これまでに行った試験で、安定剤
の濃度の変動はその溶液が金属処理を行う速度に影響を
及ぼさないことが判明した。それゆえ、使用者はＳ３３
３という商標でＳｏｌｖａｙ Ｉｎｔｅｒｏｘ社から販
売されているような過酸化水素の別の安定剤系を用いて
対応の溶液を使用するために決定された処理条件をその
まま採用することができる。
【００２１】安定剤は所望により過酸化水素とは別個
に、おそらくは酸度を維持するために加えられる鉱酸の
いずれかに溶解した状態で、酸性金属処理溶液中に添加
することができる。しかし、安定剤の少なくとも一部を
過酸化水素溶液を介して導入することが最も有利であ
る。例えば、金属処理浴中の安定剤の適当な初期濃度は
安定剤の直接導入により、あるいはこれまでに使用した
浴液（しばしば浴液中の溶存金属の濃度を低下させる介
在処理を行った後の浴液）の再循環により供給され、そ
の後の安定剤の許容レベルは安定剤を過酸化水素溶液中
に導入した結果として得られる。
に、おそらくは酸度を維持するために加えられる鉱酸の
いずれかに溶解した状態で、酸性金属処理溶液中に添加
することができる。しかし、安定剤の少なくとも一部を
過酸化水素溶液を介して導入することが最も有利であ
る。例えば、金属処理浴中の安定剤の適当な初期濃度は
安定剤の直接導入により、あるいはこれまでに使用した
浴液（しばしば浴液中の溶存金属の濃度を低下させる介
在処理を行った後の浴液）の再循環により供給され、そ
の後の安定剤の許容レベルは安定剤を過酸化水素溶液中
に導入した結果として得られる。
【００２２】本発明の更なる態様では、次の成分： ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有する安定剤を３〜１０ｇ／ｌの濃度で含むことを
特徴とする濃厚過酸化水素溶液が提供される。
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有する安定剤を３〜１０ｇ／ｌの濃度で含むことを
特徴とする濃厚過酸化水素溶液が提供される。
【００２３】こうした濃厚溶液中の過酸化水素の濃度は
しばしば３５〜７０重量／重量％である。
しばしば３５〜７０重量／重量％である。
【００２４】過酸化水素溶液中に安定剤を導入すること
により、安定剤の成分ａ）、ｂ）およびｃ）の望ましい
比率での存在を確保することができる。このことはこの
処理法を簡便化させる。というのは、使用者がもはや安
定剤の含有量をモニターする必要がないからである。ま
た、本発明の安定剤を過酸化水素溶液に導入することに
より、この方法は加工物上の処理浴からの溶液の持ち出
しが原因で生じるか、あるいは一部の使用者が処理浴を
かき混ぜるため、そして／また、酸素の補給源を備える
ために使用したがる空気や他の気体による抽出が原因で
生じる溶液からの損失を補い、その後安定剤を含まない
新しい酸を浴液に補給するためのビルトイン機構を担持
することも理解できよう。
により、安定剤の成分ａ）、ｂ）およびｃ）の望ましい
比率での存在を確保することができる。このことはこの
処理法を簡便化させる。というのは、使用者がもはや安
定剤の含有量をモニターする必要がないからである。ま
た、本発明の安定剤を過酸化水素溶液に導入することに
より、この方法は加工物上の処理浴からの溶液の持ち出
しが原因で生じるか、あるいは一部の使用者が処理浴を
かき混ぜるため、そして／また、酸素の補給源を備える
ために使用したがる空気や他の気体による抽出が原因で
生じる溶液からの損失を補い、その後安定剤を含まない
新しい酸を浴液に補給するためのビルトイン機構を担持
することも理解できよう。
【００２５】安定剤を過酸化水素溶液に導入する場合
は、そのｐＨをモニターして、例えば水酸化ナトリウム
などの可溶性アルカリの導入により、ｐＨを３．２〜
３．８の範囲に調節することが有利である。
は、そのｐＨをモニターして、例えば水酸化ナトリウム
などの可溶性アルカリの導入により、ｐＨを３．２〜
３．８の範囲に調節することが有利である。
【００２６】本発明の更なる態様では、一部または全体
が酸化物層で覆われている金属表面を、過酸化水素と安
定化に有効な濃度のそのための安定剤との酸性溶液に接
触させ、酸化物層の少なくとも一部が除去されるまで接
触状態に維持することを含んでなり、その安定剤が次の
成分： ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有することを特徴とする金属表面処理法が提供され
る。
が酸化物層で覆われている金属表面を、過酸化水素と安
定化に有効な濃度のそのための安定剤との酸性溶液に接
触させ、酸化物層の少なくとも一部が除去されるまで接
触状態に維持することを含んでなり、その安定剤が次の
成分： ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有することを特徴とする金属表面処理法が提供され
る。
【００２７】この金属表面処理法はこれまでに記載され
たまたは酸性金属処理溶液を安定化させるための他の安
定剤〔例えば、成分ｂ）＋ｃ）とは異なる成分と組み合
わせたヒドロキシ安息香酸〕を用いて個々の処理を行う
ために採用された作業条件ならびに酸および過酸化水素
の濃度を用いて実施することができる。実際に採用する
条件には、処理すべき金属表面、酸溶液中の有効成分の
濃度および作業温度を考慮に入れる。用いる酸溶液はし
ばしば上述した酸溶液と同じであるか類似したものであ
る。処理温度は２０〜８０℃の範囲であり、多くの作業
では３５〜６０℃の範囲で選択される。金属表面を酸性
溶液と接触させておく時間は上記の要因に左右され、し
ばしば範囲を決める試験を行うことにより、あるいはＳ
３３３という商標で入手できるような異なる安定剤を用
いる対応の酸性過酸化物処理溶液のこれまでの使用から
類推して決定される。多くの場合、接触時間は３０秒か
ら４０分の範囲で選択される。
たまたは酸性金属処理溶液を安定化させるための他の安
定剤〔例えば、成分ｂ）＋ｃ）とは異なる成分と組み合
わせたヒドロキシ安息香酸〕を用いて個々の処理を行う
ために採用された作業条件ならびに酸および過酸化水素
の濃度を用いて実施することができる。実際に採用する
条件には、処理すべき金属表面、酸溶液中の有効成分の
濃度および作業温度を考慮に入れる。用いる酸溶液はし
ばしば上述した酸溶液と同じであるか類似したものであ
る。処理温度は２０〜８０℃の範囲であり、多くの作業
では３５〜６０℃の範囲で選択される。金属表面を酸性
溶液と接触させておく時間は上記の要因に左右され、し
ばしば範囲を決める試験を行うことにより、あるいはＳ
３３３という商標で入手できるような異なる安定剤を用
いる対応の酸性過酸化物処理溶液のこれまでの使用から
類推して決定される。多くの場合、接触時間は３０秒か
ら４０分の範囲で選択される。
【００２８】考えられる変法にしたがうと、鋼の酸洗い
の場合はカロメル電極に対して所定の電圧（例えば３５
０〜４００ｍＶ）を維持するために、または溶液中の過
酸化水素を一定の濃度にもしくは所定の範囲の濃度に維
持するために、過酸化水素（特に安定剤を含有する過酸
化水素）を導入できることが理解されよう。
の場合はカロメル電極に対して所定の電圧（例えば３５
０〜４００ｍＶ）を維持するために、または溶液中の過
酸化水素を一定の濃度にもしくは所定の範囲の濃度に維
持するために、過酸化水素（特に安定剤を含有する過酸
化水素）を導入できることが理解されよう。
【００２９】以上、本発明について一般的に説明してき
たので、本発明の特定の実施態様をより詳細に単なる例
として記載することにする。
たので、本発明の特定の実施態様をより詳細に単なる例
として記載することにする。
【００３０】
実施例１ この実施例では金属処理法で使用するのに適している安
定化された過酸化水素溶液を調製した。過酸化水素水溶
液（３５ｗ／ｗ％，９９４ｇ）にＰＨＢＡ（ｐ−ヒドロ
キシ安息香酸，３ｇ）を加え、肉眼で固形分が溶解する
まで実験室の周囲温度で攪拌した。この混合物に攪拌し
ながらＰＴＳＡ（ｐ−トルエンスルホン酸，２ｇ）を同
様に加えて周囲温度で溶解させ、その後ＤＢＳＡ（ドデ
シルベンゼンスルホン酸；有効物質１０ｗ／ｗ％，１
ｇ）を加え、起泡を避けるために穏やかに攪拌した。得
られた組成物は３ｇ／ｌの成分ａ）、２ｇ／ｌの成分
ｂ）、および０．１ｇ／ｌの成分ｃ）を含有していた。
定化された過酸化水素溶液を調製した。過酸化水素水溶
液（３５ｗ／ｗ％，９９４ｇ）にＰＨＢＡ（ｐ−ヒドロ
キシ安息香酸，３ｇ）を加え、肉眼で固形分が溶解する
まで実験室の周囲温度で攪拌した。この混合物に攪拌し
ながらＰＴＳＡ（ｐ−トルエンスルホン酸，２ｇ）を同
様に加えて周囲温度で溶解させ、その後ＤＢＳＡ（ドデ
シルベンゼンスルホン酸；有効物質１０ｗ／ｗ％，１
ｇ）を加え、起泡を避けるために穏やかに攪拌した。得
られた組成物は３ｇ／ｌの成分ａ）、２ｇ／ｌの成分
ｂ）、および０．１ｇ／ｌの成分ｃ）を含有していた。
【００３１】実施例２および比較例Ｃ３〜Ｃ７ この実施例および比較例では、本発明の安定剤の有効性
を、過酸化水素を分解する溶液中の金属の存在下で各成
分と比べて実証する。
を、過酸化水素を分解する溶液中の金属の存在下で各成
分と比べて実証する。
【００３２】硫酸水溶液（６３ｇ／ｌ）中に硫酸第一鉄
（Ｆｅとして１５ｇ／ｌ）および錯体を形成してないＨ
Ｆを２５ｇ／ｌの濃度で供給するのに十分なＨＦを溶解
させて鉄含有酸溶液を調製し、この鉄溶液に遊離の過酸
化水素の濃度（第一鉄イオンを第二鉄イオンに酸化した
後の濃度）が０．５ｗ／ｗ％となるまで過酸化水素溶液
（３５ｗ／ｗ％；それぞれが安定剤またはその成分を含
有する）を導入した。過酸化水素溶液は実施例１の方法
またはその適当な段階の方法で調製した。鉄とＨＦとの
錯形成反応は溶液中にＦｅＦn 錯体を生成させるので、
有効な硫酸濃度は約１１０ｇ／ｌであった。
（Ｆｅとして１５ｇ／ｌ）および錯体を形成してないＨ
Ｆを２５ｇ／ｌの濃度で供給するのに十分なＨＦを溶解
させて鉄含有酸溶液を調製し、この鉄溶液に遊離の過酸
化水素の濃度（第一鉄イオンを第二鉄イオンに酸化した
後の濃度）が０．５ｗ／ｗ％となるまで過酸化水素溶液
（３５ｗ／ｗ％；それぞれが安定剤またはその成分を含
有する）を導入した。過酸化水素溶液は実施例１の方法
またはその適当な段階の方法で調製した。鉄とＨＦとの
錯形成反応は溶液中にＦｅＦn 錯体を生成させるので、
有効な硫酸濃度は約１１０ｇ／ｌであった。
【００３３】このイオン含有溶液を５０℃で貯蔵し、そ
の中の過酸化水素の濃度をモニターして、その半分が失
われる時間（半減期，ｔ）を内挿により測定した。
の中の過酸化水素の濃度をモニターして、その半分が失
われる時間（半減期，ｔ）を内挿により測定した。
【００３４】用いた安定剤系の組成および結果を以下の
表１にまとめてある。
表１にまとめてある。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１から、実施例の組成物は各成分それ自
体またはそれらの部分的組合せ物よりも著しく優れてい
ることがわかる。
体またはそれらの部分的組合せ物よりも著しく優れてい
ることがわかる。
【００３７】実施例８〜１４ これらの実施例では実施例２を繰り返したが、以下の表
２にまとめてあるように安定剤の３成分の濃度をさまざ
まに変えて行った。
２にまとめてあるように安定剤の３成分の濃度をさまざ
まに変えて行った。
【００３８】
【表２】
【００３９】表２から、３成分の濃度を変えると安定化
が向上することがわかる。
が向上することがわかる。
【００４０】実施例１５ この実施例では、鉄／硫酸／ＨＦ／安定化した過酸化水
素（それぞれ実施例８〜１４に相当）の新鮮な溶液を用
いて鋼３１６の酸洗いを５０℃で行った。それぞれの酸
洗い試験において、酸洗いは５２分後に完了して最高に
許容される表面仕上をもたらすことが判明した。
素（それぞれ実施例８〜１４に相当）の新鮮な溶液を用
いて鋼３１６の酸洗いを５０℃で行った。それぞれの酸
洗い試験において、酸洗いは５２分後に完了して最高に
許容される表面仕上をもたらすことが判明した。
【００４１】実施例１６〜１９ これらの実施例では銅と黄銅を２段階で処理した。１回
目は１０％硫酸および実施例１の安定化過酸化水素を含
有する酸洗い溶液を用いて周囲温度で行い、２回目は
０．３％硫酸および実施例１の安定化過酸化水素を含有
する研磨溶液を用いて周囲温度で以下の表３に示した時
間行った。これらの結果を表３にまとめてある。
目は１０％硫酸および実施例１の安定化過酸化水素を含
有する酸洗い溶液を用いて周囲温度で行い、２回目は
０．３％硫酸および実施例１の安定化過酸化水素を含有
する研磨溶液を用いて周囲温度で以下の表３に示した時
間行った。これらの結果を表３にまとめてある。
【００４２】
【表３】
【００４３】表３から、本発明による安定化した過酸化
水素は銅とその合金の表面処理に適していることがわか
る。
水素は銅とその合金の表面処理に適していることがわか
る。
【００４４】実施例２０ この実施例では実施例１５を繰り返したが、２ｇ／ｌの
ＰＨＢＡ、２ｇ／ｌのＰＴＳＡおよび０．１ｇ／ｌのＤ
ＢＳＡを含有する３５ｗ／ｗ％過酸化水素溶液を用い
た。酸洗いは５２分後に完了して許容される表面仕上を
もたらした。
ＰＨＢＡ、２ｇ／ｌのＰＴＳＡおよび０．１ｇ／ｌのＤ
ＢＳＡを含有する３５ｗ／ｗ％過酸化水素溶液を用い
た。酸洗いは５２分後に完了して許容される表面仕上を
もたらした。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コリン，フレデリック，マクドノウ イギリス国 ダブリューエイ４ ５ディゼ ット，チェシャー州，ウオリントン，アッ プルトン パーク，ウィロウ レーン 36 (72)発明者 ニール，ジョセフ，サンダース イギリス国 ダブリューエイ10 ５イーエ イ，セントヘレンズ，エッセストン，クラ ークス クレッセント 65
Claims (18)
- 【請求項１】 次の成分： ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有することを特徴とする、酸性過酸化水素水溶液の
ための安定剤。 - 【請求項２】 次の成分： ａ）１００〜１５０重量部のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）６０〜１００重量部の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）３〜５重量部の疎水性アルカリールスルホン酸、 を含有することを特徴とする、請求項１に記載の安定
剤。 - 【請求項３】 成分ａ）：ｂ）：ｃ）の重量比が３０：
２０：１＋／−２０％であることを特徴とする、請求項
２に記載の安定剤。 - 【請求項４】 成分ａ）：ｂ）：ｃ）の重量比が１８〜
２５：２０：０．８〜１．２であることを特徴とする、
請求項１に記載の安定剤。 - 【請求項５】 成分ａ）がｐ−ヒドロキシ安息香酸であ
ることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記
載の安定剤。 - 【請求項６】 成分ｂ）がｐ−トルエンスルホン酸であ
ることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記
載の安定剤。 - 【請求項７】 成分ｃ）がドデシルベンゼンスルホン酸
であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つ
に記載の安定剤。 - 【請求項８】 過酸化水素を含有するかまたは導入され
ており、かつ次の成分： ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有する安定剤を含有するかまたは導入されているこ
とを特徴とする酸性金属処理溶液。 - 【請求項９】 ｐＨを−０．５〜２とするのに十分な少
なくとも１種の鉱酸を含有することを特徴とする、請求
項８に記載の酸性金属処理溶液。 - 【請求項１０】 鋼を処理するために５０〜１５０ｇ／
ｌの硫酸、２０〜３５ｇ／ｌのＨＦおよび１５〜１５０
ｇ／ｌの鉄（Ｆｅとして計算）を含有することを特徴と
する、請求項８または９に記載の酸性金属処理溶液。 - 【請求項１１】 ２５〜２５０ｇ／ｌの硫酸を含有する
ことを特徴とする、請求項８または９に記載の酸性金属
処理溶液。 - 【請求項１２】 過酸化水素が０．０５〜１２０ｇ／ｌ
の濃度で溶液中に存在することを特徴とする、請求項８
〜１１のいずれか１つに記載の酸性金属処理溶液。 - 【請求項１３】 安定剤が少なくとも５０ｐｐｍの濃度
で存在することを特徴とする、請求項８〜１２のいずれ
か１つに記載の酸性金属処理溶液。 - 【請求項１４】 次の成分： ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有する安定剤を３〜１０ｇ／ｌの濃度で含むことを
特徴とする、金属表面処理を目的とした酸性溶液に導入
するための安定化された過酸化水素溶液。 - 【請求項１５】 過酸化水素の濃度が３５〜７０重量／
重量％であることを特徴とする、請求項１４に記載の安
定化された過酸化水素溶液。 - 【請求項１６】 可溶性アルカリの導入により３．２〜
３．８のｐＨを有することを特徴とする、請求項１４ま
たは１５に記載の安定化された過酸化水素溶液。 - 【請求項１７】 加工物を、過酸化水素とそのための安
定剤を含有するかまたは導入されている酸性溶液と接触
させ、金属表面の酸化物層の部分が除去されるまで接触
状態に維持することを含んでなる上記酸性溶液で金属表
面を処理する方法であって、その酸性溶液が過酸化水素
の安定剤として ａ）８０〜２００重量部（好ましくは１００〜１５０重
量部）のヒドロキシ安息香酸、 ｂ）５０〜１２０重量部（好ましくは６０〜１００重量
部）の向水性アリールスルホン酸、 ｃ）２．５〜６重量部（好ましくは３〜５重量部）の疎
水性アルカリールスルホン酸、 を含有することを特徴とする方法。 - 【請求項１８】 酸性溶液に導入される過酸化水素溶液
が請求項１５に示される組成のものである請求項１７に
記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9620877.2 | 1996-10-07 | ||
| GBGB9620877.2A GB9620877D0 (en) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | Metal surface treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10182112A true JPH10182112A (ja) | 1998-07-07 |
| JP4172662B2 JP4172662B2 (ja) | 2008-10-29 |
Family
ID=10801058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28427397A Expired - Fee Related JP4172662B2 (ja) | 1996-10-07 | 1997-10-02 | 金属表面処理方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6126755A (ja) |
| EP (1) | EP0958405B1 (ja) |
| JP (1) | JP4172662B2 (ja) |
| AU (1) | AU4565497A (ja) |
| DE (1) | DE69714862T2 (ja) |
| GB (1) | GB9620877D0 (ja) |
| TW (1) | TW585936B (ja) |
| WO (1) | WO1998015674A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA978918B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| GB9807286D0 (en) | 1998-04-06 | 1998-06-03 | Solvay Interox Ltd | Pickling process |
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| KR100379824B1 (ko) * | 2000-12-20 | 2003-04-11 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 식각용액 및 식각용액으로 패턴된 구리배선을 가지는전자기기용 어레이기판 |
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