JPS5911668B2 - ステンレスの化学研摩浴 - Google Patents

ステンレスの化学研摩浴

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JPS5911668B2
JPS5911668B2 JP14804476A JP14804476A JPS5911668B2 JP S5911668 B2 JPS5911668 B2 JP S5911668B2 JP 14804476 A JP14804476 A JP 14804476A JP 14804476 A JP14804476 A JP 14804476A JP S5911668 B2 JPS5911668 B2 JP S5911668B2
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JP
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acid
polishing
stainless steel
bath
chemical polishing
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JP14804476A
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JPS5371639A (en
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豊 中岸
七朗 古川
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Okuno Chemical Industries Co Ltd
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Okuno Chemical Industries Co Ltd
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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はステンレス、特にオーステナイト系及びフェラ
イト系ステンレス材料並びにそれらの加工品の化学研摩
浴に関する。
従来、ステンレスの光輝仕上げとしては、パラ研摩によ
る機械仕上げや電解研摩法が実用されて来た。
然しながら形状の複雑なものや小物品等に対しては、こ
れらのカコエ法は適用し難く実施したとしても局部的な
光輝ムラを生じたり多大の労力と時間を要し経済性に劣
るなど種々の難点があり、最近この様な物品に関しては
、化学研摩法が開発されつつある。化学研摩法は化学薬
品溶液により金属、合金の表面に光沢を与えかつ平滑に
する方法であつで金5 属、合金製品を適当な薬品溶液
中に浸漬するという簡単な操作によつて美しい表面を得
ることができる。
この方法の特長は操作の簡易性にあり機械的、電気的作
業が不必要で、製品をただ液の中に短時間浸すだけで複
雑な形状を有するもの或は小10物品等に対しても光沢
平滑面が得られることにある。従来、ステンレスの化学
研摩浴は、リン酸、塩酸、硝酸もしくは塩酸、硝酸、フ
ッ酸等に場合により硫酸を添加した無機酸混合水溶液に
、フェノ15−ル、キノリン、ナフタレン、ニトロ基又
はジメチルアミノ基を有する芳香族化合物、酢酸・酒石
酸あるいはスルホサリ千ル酸等の有機酸、ポリエチレン
グリコール・ポリビニルアルコール等の高分子状物質、
アルキルピリジン化合物、あるいは20ポリオキシエチ
レンラウリルエーテル等のカチオン又はアニオン活性剤
等の各種物質を添加した化学研摩浴が提案されている。
然しながらこれらの添加剤はオーステナイト系ステンレ
スにのみ効果を有し良好な光沢が得られるが、フェライ
ト系ス25チッレスに於てはスマツト付着はないものの
レベリング(平滑化)も充分でなく未だ満足な光沢は得
られない。更にこれらの研摩浴は80℃以上の浴温で処
理しなければ所望の平滑光沢面が得られず、また硝酸、
塩酸又はフッ酸は浴温が高いと蒸30発が多く浴組成の
バランスが崩れ易い。更にまた、一般にこれらの浴は浴
寿命が短かく特に無機酸の中でも高価なリン酸を含有す
る研摩浴では著しく不経済である。またリン酸を含有し
ない浴例えば塩酸、硝酸、フッ酸の浴ではリン酸を含有
する浴xに比べて光沢が劣り、ピツキングや光沢ムラが
発生し易い。また更に芳香族ジメチルアミノ化合物を含
有する研摩浴では浴が着色し廃液処理に難点があるなど
種々の欠点を有し、未だ実用的な化学研摩浴は工業的J
こ汎用されていないのが現状である。本発明は7S)か
る従来の欠点を解消しオーステナイト系及びフエラライ
ト系のいずれのステンレスをもピツチングや光沢ムラな
く表面を平滑化し優れた光沢面に仕上げ且つ浴寿命の著
しく長い化学研摩浴を提供するものである。
本発明に係るステンレス化学研摩浴は、 1 (1)塩酸;(2)硝酸;(3)必要に応じリン酸
、フツ酸および硫酸の少なくLも1種:及び(4)ポリ
ビニルピリジン水溶性誘導体の少なくとも1種を含有せ
しめた溶液、及びl 上記(1)〜(4)の成分に更に
ポリアミンスルホンの少なくとも1種を含有せしめた溶
液である。
本発明に於て使用するポリビニルピリジン水溶性誘導体
は次式\ノ 〔式中R1は炭素数1〜4のアルキル基又は了リル基;
R,は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基;Xはハ
ロゲン原子を示す〕、又はr
)〔式中pは3又は4;R,は上記に同じ
〕で表わされる繰返し単位を有するポリビニルピリジン
誘導体であり、たとえばポリビニルピリジンをアルキル
ハライド等公知の4級化剤で4級化するかスルトンを用
いて処理することにより得られる。
その好ましい具体例を挙げれば下記の通りである。(1
) 2−ビニルピリジンの重合体をヨウ化エチルで4級
化したもの(2) 2−メチル−5−ビニルピリジンの
重合体を臭化アリルで4級化したもの〜 (3) 4−ビニルピリジンの重合体を臭化ブチルで4
級化したものr 〕 \ν4鳳▲9ノ (4) 2−ビニルピリジンの重合体をプロパンスルト
ンで処理したものr 〕 (ノ 本発明に於ては、上記のポリビニルピリジン水溶性誘導
体の平均分子量1,000〜400,000のものが使
用され、5,000〜80,000のものが特に好まし
い。
1,000未満の低分子量のものは同程度の光沢を得る
のに多量の添加量を必要とし、また高分子量のもの程添
加量は少量で良いが、分子量が400,000を越える
と異常吸着を起し光沢ムラを生ずることがあるので好ま
しくない。
尚、ポリビニルピリジンのベースポリマーは酸性溶液に
可溶でその光沢付与効果は多少認められるが、相当する
上記の水溶性誘導体より効果が著しく劣る。本発明の化
学研摩浴に於て無機酸はステンレスを溶解せしめるため
の基本成分であり、特に塩酸及び硝酸は必須不可欠の基
本成分である。
研摩浴の組成は要求される研摩効果(光沢度および平滑
度)の水準によつて定められ、塩酸及び硝酸の他に必要
に応じてリン酸、フツ酸及び硫酸の少なくとも1種が更
に選択使用される。一般にプレス打抜によるバリ取りや
打傷を除去し光沢度よりも平滑度を重視した一定の仕上
りが要求される場合は塩酸・硝酸・フツ酸系浴が用いら
れ、また時計バンドやナイフ、スプーン等の電解研摩に
相当する光沢度が必要な場合は塩酸・硝酸・リン酸系浴
が適当である。各種組成の研摩浴における無機酸の配合
量は場合により異なるが、例えば(a)塩 酸(濃度3
5%) 50〜2409/l硝 酸(濃度65%) 4
0〜2109//リン酸(濃度85f)) 130〜7
80み々又は硫酸(濃度98(Ff)) 10〜55
9/11(b)塩 酸(濃度35%) 50〜300
9/!硝 酸(濃度650t)) 40〜2109/
lフツ酸(濃度50%) 20〜200f!/l又は硫
酸(濃度98%) 50〜3509/l等の混合組
成で通常使用される(なお以下において特に規定しない
限り各無機酸は上記に表示した濃度のものを使用するも
のとする)。
上記の如き無機酸混合水溶液に対しポリビニルピリジン
水溶性誘導体を0.1〜109/l添加した浴を60〜
100℃に加温し、被研摩体を1〜10分間浸漬後、水
洗、中和することによつてステンレスの表面を一定の光
輝ある平滑面に仕上げることができる。
本発明に使用するポリビニルピリジン水溶性誘導体は塩
素、フツ素等のハロゲンイオンによる局部腐食を抑制し
、かつ被研摩体の表面に吸着しスマツトを除去しつつ表
面の均一溶解を促進せしめ光輝性の向土に優れた効果を
もたらすものと推考される。
上記の如くポリビニルピリジン水溶性誘導体を含有する
Iの組成の化学研摩浴によつて充分満足すべき研摩効果
が得られるが、ポリビニルピリジン水溶性誘導体に更に
ポリアミンスルホンを含有せしめたHの組成の化学研摩
浴を用いることにより更に一層優れた平滑及び光輝効果
を得ることができる。
上記の組成の化学研摩浴に於て使用するポリアミンスル
ホンは次式) \ A 〔式中、Nはシクロアミン:R1およびR2は同一又は
相異つて、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、アリ
ル基、ベンジル基又は一CH2COOR/;nはO又は
1〜8の整数;mは5〜5000の整数;Xはハロゲン
原子、−SO3R′又は−0S03R′;R′は水素原
子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す〕で表わされる
化合物であり、その好ましい具体例を挙げれば下記の通
りである。
ポリアミンスルホンはステンレス鋼の合金成分である鉄
、クロム、ニツケル等の金属結晶の選択的溶解を抑制し
、表面のレベリングに優れた作用を与え、更に処理する
につれポリアミンスルホンの一部が分解して生成するシ
クロアミン誘導体が表面に吸着され、これがさらに局部
的な酸腐食を抑制する結果となり、無機酸及びポリビニ
ルピリジン水溶性誘導体の効果と相まつてステンレス鋼
表面の均一な溶解と光輝性の向上に優れた効果を示すも
のと推考される。
ポリアミンスルホンは一般にジアリルアミンの誘導体と
二酸化硫黄とのラジカル重合触媒存在下の共重合によつ
て合成することができる。
本発明に於て使用するポリアミンスルホンは重合度が5
〜5000のもので特に10〜2000のものが好まし
い。重合度が5に達しないものは賦光沢作用は認められ
るがレベリング作用が充分に得られず、重合度が500
0を越えるものでは増粘性が強くこのため表面に粘着層
を生成し、充分な水洗を要するなど後処理が困難となる
。本発明の化学研摩浴は、従来公知の研摩浴に比して浴
寿命が著しく長いこともその特徴の1つであり、例えば
前記の芳香族ジメ手ルアミノ化合物あるいはアルキルピ
リジン化合物を含有する研摩浴では、研摩処理量は12
〜15dm2/lが限界あり、その後は無機酸あるいは
添加剤を補給しても初期の研摩効果は回復し得ないのに
対し、本発明の研摩浴によれば無機酸を補給するのみで
使用初期の効果を一定に持続しつつ35〜40drn2
4の処理量が可能となり、従来の化学研摩コストを大幅
に低減することができる。
なお本発明の化学研摩浴に前記の如き公知の各種添加剤
を併用することができる。
例えば増粘剤として公知のポリエチレングリコール、ポ
リビニルアルコール等を併用することにより光沢の向上
が認められる。以下、実験例を挙げて本発明を更に詳細
に説明する。
実験例 1 オーステナイト系ステンレス鋼(SUS3O4)及びフ
エライト系ステンレス鋼(SUS43O)の2B仕上げ
圧延板(厚さ0.5mm)を5×10cmの大きさに切
断し、常法によりアルカリ脱脂して試料とした。
80℃に加温した第1表に記載の各種組成の化学研摩浴
に試料を2分間浸漬した後、水洗、中和、乾燥した。
なお比較のため従来公知の添加剤を使用した第1表記載
の研摩浴により上記と同様にして試料を処理した。
かくして得られた処理試料につき研摩効果を測定した結
果を第2表に記載する。
研摩効果の評価は下記項目について実施した。
(1)反射率東洋理化工業株式会社製変角光沢計UG−
1型を用いて測定し、標準板の反射率を100%としこ
れに対する相対値を以て処理試料の反射率を表示した。
(2)スマツト付着 スマツトの付着状態を観察し下記の3段階を以て表示し
た。
0・・・・・・完全に付着せず Δ・・・・・・若干付着 ×・・・・・・表面黒く多量に付着 実験例 2 第3表に記載する組成の化学研摩浴を用い実験例1と同
様に処理した。
また比較のため公知の添加剤(第3表に記載する)を含
有する化学研摩浴を用いて同様に処理した。
これらの処理試料の評価結果を第4表に記載する。
上記各表の結果よりリン酸・塩酸・硝酸系(第1表)お
よび塩酸・硝酸・フツ酸又は硫酸系(第3表)のいずれ
の組成の無機酸混合液においてもポリビニルピリジン水
溶性誘導体を含有する研摩浴(1〜5および8〜12)
により化学研摩した製品は、公知の添加剤を使用した研
摩浴(6〜7および13)によるものに比べ優れた研摩
効果を有することが認められる。
実験例 3 あらかじめエメリーバフしたSUS43Oのスプーンを
下記組成の化学研摩浴に65℃にて5分間浸漬し、マス
ツトが少なくピツチングの見られない優れた金属光沢面
を有する研摩品が得られた。
実験例 4第5表に記載する組成の研摩浴を90〜95
℃に加温し、試料を2分間浸漬後水洗、中和し乾燥した
なおレベリング測定する試料はあらかじめエメリーペー
パ一で一定方向に研摩した後脱脂したものを試料とした
。これらの処理試料の評価結果を第6表に記載する。
なお表面アラサは表面アラサ計(小阪研究所製3E−3
C型)にて測定し、中心線表面アラサRaで表示した。
また処理能力は試料(SUS3O4)を一定処理条件(
83〜87℃,2分)にて反射率70%以上の光沢が得
られる処理量(d♂/l)を以て判定した。
尚、比較のため公知の添加剤を含有せしめた第7表に記
載する組成の研摩浴を用い実験例4に準じて処理し、そ
の評価結果を第8表に記載する。
上記各表の結果より本発明に係る研摩浴(滝14〜19
)により化学研摩した製品は、公知の添加剤を使用した
研摩浴(滝20〜23)によるものに比べ格段に優れた
研摩効果を示し、また研摩浴寿命も著しく長くなし得る
ことが認められる。なお本発明の研摩浴においてポリア
ミンスルホンをポリビニルピリジン水溶性誘導体と併用
することにより更に高い相乗的研摩効果を示すことが認
められる。実験例 5 あらかじめ脱脂したSUS3O4の時計バンドを下記組
成の化学研摩浴に75℃にて5分間浸漬することにより
均一かつ優れた金属面を有する研摩品が得られた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (1)塩酸;(2)硝酸;(3)必要に応じリン酸
    、フッ酸および硫酸の少なくとも1種を基本成分とする
    無機酸混合水溶液にポリビニルピリジン水溶性誘導体の
    少なくとも1種を含有せしめたことを特徴とするステン
    レスの化学研摩浴。 2 (1)塩酸;(2)硝酸;(3)必要に応じリン酸
    、フッ酸および硫酸の少なくとも1種を基本成分として
    含有する無機酸混合水溶液にポリビニルピリジン水溶性
    誘導体の少なくとも1種、及びポリアミンスルホンの少
    なくとも1種を含有せしめたことを特徴とするステンレ
    スの化学研摩浴。
JP14804476A 1976-12-08 1976-12-08 ステンレスの化学研摩浴 Expired JPS5911668B2 (ja)

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