JPS6345464B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ グラム／リツトル単位で、次のものからなる
鉄金属基材から電解ニツケルおよび低リン無電解
ニツケルを選択的剥離するための溶液。

(a) 約25から飽和量のスルフアミン酸イオン
（OS−O₂NH₄として算定される）と、 (b) 約１から25の量の硝酸イオンと、 (c) 約0.1から８の量の塩素イオンと、 (d) 約30から250の量の過酸化水素。

２ スルフアミン酸イオンの源はスルフアミン酸
であることを特徴とした請求の範囲第１項記載の
溶液。

３ 硝酸イオンおよび塩素イオンの源はそれらの
アンモニウム塩であることを特徴とした請求の範
囲第２項記載の溶液。

４ 構成成分は、グラム／リツトル単位で、次の
量で与えられることを特徴とした請求の範囲第３
項記載の溶液。

(a) 約45から90の量のスルフアミン酸と、 (b) 約３から17の量の硝酸イオンと、 (c) 約0.5から４の量の塩素イオンと、 (d) 約70から150の量の過酸化水素。

５ 構成成分は、グラム／リツトル単位で、次の
量で与えられることを特徴とした請求の範囲第４
項記載の溶液。

(a) 約55から75の量のスルフアミン酸と、 (b) 約７から15の量の硝酸イオンと、 (c) 約１から７の量の塩素イオンと、 (d) 約100から150の量の過酸化水素。

６ 鉄錯化剤を更に含有することを特徴とした請
求の範囲第１項記載の溶液。

７ 鉄錯化剤を更に含有することを特徴とした請
求の範囲第４項記載の溶液。

８ 鉄錯化剤を更に含有することを特徴とした請
求の範囲第５項記載の溶液。

９ 次の工程からなる鉄金属基材から電解ニツケ
ルおよび低リン無電解ニツケルを選択的剥離する
ための方法。

(a) 鉄金属基材の沈着物を請求の範囲第１項の溶
液に接触する工程と、 (b) 沈着物を基材表面から選択的除去するまで接
触し続ける工程。

１０ 溶液は請求の範囲第４項の溶液であること
を特徴とした請求の範囲第９項記載の方法。

１１ 溶液は請求の範囲第６項の溶液であること
を特徴とした請求の範囲第９項記載の方法。

１２ 溶液は接触している間、約50〓（11℃）か
ら約120〓（50℃）の範囲の温度であることを特
徴とした請求の範囲第９項記載の方法。

１３ 温度範囲は約100〓（39℃）以下であるこ
とを特徴とした請求の範囲第１２項記載の方法。

１４ 次の工程からなるニツケル−ベース合金基
材からスルフイド化ニツケル化合物を選択的剥離
する方法。

(a) 合金基材の沈着物を請求の範囲第１項の溶液
に接触する工程と、 (b) 沈着物を基材表面から選択的除去するまで接
触し続ける工程。

１５ 溶液は請求の範囲第４項の溶液であること
を特徴とした請求の範囲第１４項記載の方法。

技術分野 本発明は種々の金属基材からニツケル、ニツケ
ル合金およびニツケル反応生成物を剥離すること
に関し、特に、下にある基材を損傷することのな
いこれらニツケル被覆の選択的除去のための新規
な剥離合成物およびそれについての方法に関す
る。

背景技術 選択的金属剥離は多くの工業的製造工程におい
て最も普及した工程の１つである。通常、剥離は
一般的なオーバーホール、特定被覆の再生に伴う
作業、不完全めつき部分の再生、または金属被覆
の修復のいずれかの一部をなす。オーバーホール
工程は、高性能な航空機用エンジン部品の場合の
ように、剥離されるべき特殊な製品が格別に高価
であるとき、経済的に利用できる。また、不完全
めつきはめつき部分のある程度の部分に通例生
じ、不完全部から基礎金属に、不適当な洗浄、
種々の洗浄およびめつき溶液の流出を引起す基材
の過大な穴、不純物そして人的間違いを生ずる。

特に製造業に関する一分野は電解ニツケルおよ
び低リン（low phosphorous）無電解ニツケル被
覆を軟鉄（mild ferrous）（例えば、鋼）基材か
ら選択的剥離することである。この工程のため
に、その次の再積層加工時に、水泡、不連続めつ
き、模様状の仕上りおよび寸法変化を生じてしま
うので被覆の全部、例えば、99％以上、を取り除
く必要がある。リン酸を含む酸性剥離剤は迅速で
ありかつ鋼基材を腐食（attack）しないが、しか
しながら剥ぎ取り中、ニツケルの約95％が除去さ
れたのちに、電位が鋼面とその面に残つたニツケ
ルとの間に生じそしてその部分は不動態および剥
離停止となる。２工程処理が通常用いられてお
り、それは、リン酸剥離の後に、アルカリ性剥離
剤で残されたニツケル被覆を取り除くよう行われ
る。２工程処理は非能率的でありそしてアルカリ
性剥離剤による余分な処理問題が増加される。

別の重要な工業上の適用はニツケル−ベース
（nickel−base）ジエツトエンジン部品からの反
応生成被覆の選択的剥離である。これらの被覆は
一般的に、スルフイド化ニツケル生成物
（product）として知られかつ部品の点検を可能
にするよう取外さねばならない。

剥離の特有な方法は通常剥離されるべき金属
（または複数の金属）、基礎部分の基材の材質、廃
棄物処理条件および利益率によつて決められる。
従来技術では、ニツケルおよびニツケル化合物被
覆をその下にある金属基材から選択的に除去する
試みにおいて種々の化学的および機械的方法を共
に用いているが、しかしながらそれらは多種の理
由によつて不満足であることが判明した。ジエツ
トエンジンスターターのような精密な機械部品へ
の損傷、特に、硬い被覆のピンホールにより生ず
る基礎金属への凹みの形成と同様に、金属基材に
生じうる大きな寸法変化は加圧送風研摩工具を用
いる方法および電解剥離でしばしば発生する。

低い金属剥離率、低い作用温度での一般的な無
用性、有毒なシアン化物を含む溶液の取扱いおよ
び処理、そして使用済液の環境処理は周知の化学
的方法から発生する問題である。例えば、アメリ
カ合衆国特許第3365401号は、ニトロ置換単炭素
原子環式（nitro−substituted mononuclear
carbocyclic）芳香族化合物の水成溶液、ニツケ
ルイオンのための錯化剤、約6.8以上のPHを維持
するためのアンモニウムイオンそして−２の酸化
状態にイオウイオンを水成溶液に与えるイオウ化
合物からなる基礎金属物からニツケルを剥離する
浴を開示している。別のニツケル化学的剥離剤が
アメリカ合衆国特許第3717520号に示されており、
それはニトロ置換芳香族化合物、イオウ元素、ア
ルカリ・リン酸塩、アルカリ塩化物、アルキレン
重合体（alkylene polymine）およびアルカリ金
属亜硝酸塩のような腐食抑制剤からなるアルカリ
性溶液である。過酸化水素−硫酸混合物がプリン
ト回路基板の銅を腐食用としてアメリカ合衆国特
許第3293093号、同第4130455号および同第
4174253号に開示されている。この過酸化水素と
組合わされた硫酸を使用することはその実験例に
示されているように軟鋼からニツケルを剥離する
には不適当であることを証明している。

発明の開示 電解ニツケル、例えばリン７％以下の低リン無
電解ニツケルおよび硫化ニツケル生成物は実質的
に金属基材、例えば鉄金属基材から、有効量のス
ルフアミン酸塩、硝酸塩、塩化物および過酸化物
イオンからなる酸性溶液を用いて選択的に取り除
かれうることが判明した。好適な実施例もまたエ
チレン・ジアミン・テトラ酢酸のような錯化合剤
を含む。

概述すると、溶液は、グラム／リツトル単位
で、約25以上の飽和量のスルフアミン酸イオン
（OSO₂NH₂として算出される）、約１から25の硝
酸（nirite）イオン、約0.1から８の塩素イオン、
約30から250の過酸化水素および、最適の、約２
から60の錯化剤を含有する。

本発明の方法は次のことを伴う。

(a) 本発明の酸性溶液に基材の沈着物を接触さ
せ、そして (b) 沈着物が基材から選択的に除去される、例え
ば、溶解する、まで接触を継続する。

本発明の方法を実施する上で、構成要素の値が
適当な濃度内に維持されまたはニツケル被覆が完
全には取り除かれておらずそして低剥離率で行わ
れることが重要である。加えて、過酸化物濃度が
下限値以下に低下すると、基材の実質的な減成が
生じる。通常、常態下では、溶液の活動中に過酸
化物成分を監視するだけである。

剥離溶液を準備する際に、構成要素は水と共に
混合されうる。しかしながら、所定の比率で水に
加えうる３つの濃縮物を用意するのが好ましい。
第１濃縮物はスルフアミン酸塩成分を適当に含
み、第２濃縮物は過酸化水素成分を含み、そして
第３濃縮物は硝酸塩、塩化物および錯化剤成分を
含む。

本発明の実施方法 スルフアミン酸イオンが適当なスルフアミン酸
イオンの源によつて本発明の剥離溶液に供給され
る。スルフアミン酸イオンの典型としてはスルフ
アミン酸、スルフアミン酸アンモニウム、および
スルフアミン酸アルカリ金属、例えばスルフアミ
ン酸ナトリウム（soldium）またはカリウムがあ
る。スルフアミン酸はイオンの好適な源である。
スルフアミン酸イオン（OS−O₂NH₂として算定
される）は剥離溶液に効果的な量通常グラム／リ
ツトル単位で、約25から飽和量、好ましくは約45
から90、そして最適には約55から75である。

硝酸イオンおよび塩素イオンは酸や塩のような
適当な源で与えられる。塩は、特に、アルカリ金
属、ニツケル、カルシウム、マグネシウム、また
はその化合物のような陽イオンを有する無機塩が
好ましい。特にその実施効果の故に塩化アンモニ
ウムおよび硝酸アンモニウムが好適である。硝酸
イオンは通常、グラム／リツトル単位で、約１か
ら25、好ましくは約３から17、そして最適には約
７から15で与えられる。塩素イオンは通常、グラ
ム／リツトル単位で、約0.1から８、好ましくは
約0.5から４そして最適には約１から３与えられ
る。

選り抜きのより優れた過酸化剤は、性能、価
格、入手の容易さおよび環境保全効果の観点か
ら、過酸化水素、H₂O₂である。H₂O₂の量は、グ
ラム／リツトル単位で、約30から250、またはそ
れ以上で用いられ、好適な範囲としては約75また
は100から150である。その他の過酸化剤、例え
ば、ペルホウ酸塩、ペルオキシジリン酸塩、ペル
オキシ硫酸塩およびその同等物と同様にその他の
過酸化物がまた用いられうる。例に示されるよう
に、約30ｇ／以上、好ましくは約50ｇ／に維
持された過酸化成分、または溶液の剥離反応は非
常に活動的となりかつ基材を腐食することは重要
である。好ましい過酸化水素はDuPont社で売ら
れているAlbone Ｍ（商標）およびTysul WW
（商標）である。50容積パーセント（50％）過酸
化水素溶液が好適であるがその他の濃度も適切に
用いうる。

キレート剤が、例えば、どの鉄錯体も現わすよ
う合成物に適当に用いられ、それにより過酸化成
物の分解を最小限にする。エチレン・ジアミン・
テトラ酢酸（EDTA）がその実施効果の故に好
適なキレート剤であるがその他のキレート剤も用
いられうる。グラム／リツトル単位で、約２から
60、好ましくは２から６の量のEDTAが通常用
いられる。

合成物の残部（balance）は水であるのが好ま
しいがその他の適当な溶媒も使用しうる。

技術的に周知のように、表面活性剤、泡抑止剤
等のようなその他の添加剤も用いられる。

本発明の方法によれば、作業溶液が用意されそ
して鉄金属基材からニツケル被覆を物理的に除去
するのを助長する手段で基材に適用される。好ま
しくは、基材は約50〓から120〓（11℃から50℃）
の間、より好ましくは約90〓または100〓（33℃
または39℃）以下の温度範囲で、本発明の作業溶
液に、例えば、浸漬し、あるいは吹き付けて接触
される。（セ氏温度目盛で与えられる温度は概数
値、すなわちカ氏温度目盛での温度に対応するセ
氏温度目盛での近似値であり、そして読者に単に
便利であるよう提示されている。）好適な作業範
囲は約65〓から75〓（19℃から25℃）の間であ
る。剥離反応は発熱を伴いそして通常所要温度を
維持するよう冷却する必要がある。剥離時間は基
材の外形形体、被覆の厚さ、溶液組成物の濃度お
よび使用されている場合の撹拌（agitation）方
式によつて変化する。通常、剥離は１時間以下、
例えば、10−30分間で完了する。

本発明の改良された溶液および方法により完全
に示すために、後述の例が示されるが、本発明の
範囲を限定するものではない。

例 剥離浴は次の合成物を有して用意される。

溶液（単位：グラム／リツトル） 成分 浴 スルフアミン酸 75 NO₃ ^- 12 Cl^- 1.5 EDTA ４ H₂O₂ 125 H₂O 残部 NH₄NO₃およびNH₄Cl（NH₄CL）が50容積％
で硝酸イオンおよび塩素イオンの源としてそれぞ
れ用いられた。Albone Ｍが過酸化水素源として
使用された。用いた軟鋼はアメリカ合衆国ナンバ
リング・システム（United Numbering
System）G10400である。

浴は室温でありそして電解ニツケル被覆を有す
る軟鋼物品の剥離に使用された。本質的にニツケ
ル被覆の100％が基材材質を損傷することなく15
分間以内に除去された。使用中、浴の温度は上省
する傾向にありそしてその温度を約90〓（33℃）
に維持するよう制御された。

例 例の合成物が用いられたが、軟鋼板
（G10400）を浴に浸漬して接触するよう、H₂O₂
の量が下記のように変化された。

【表】 上述のデータは軟鋼板を腐食するのを防止する
のに過酸化物の値を約30ｇ／以上に維持する必
要があることを示している。

60ｇ／のスルフアミン酸と０−124ｇ／の
H₂O₂の溶液を用いた軟鋼板への比較実験では約
30ｇ／の過酸化物におけるのと同様な危険な値
を示した。スルフアミン酸の代りに60ｇ／の
H₂SO₄を用いて行われた同様な実験は、過酸化
物が約90ｇ／の過酸化物における爆発的な腐食
へ登りつめるよう増加されるように軟鋼への腐食
を増加することを示した。

上述の例は説明のためにのみ示されたものであ
り、本発明によるニツケルまたはニツケル化合物
の選択的剥離のためのそのような溶液および方法
は付随された請求の範囲で画成されるような本発
明の主旨または範囲から逸脱することなしに変
更、変化または修正しうることを理解すべきであ
る。本発明によりニツケル被覆を除去される構成
部分の輪郭、形状または寸法は制限されない。し
かしながら、基材の輪郭、形状または寸法は、当
業者にとつて容易に理解されるように、本発明の
改良された溶液適用の時間または特殊な手段をも
たらす。

また、使用中のニツケル−ベース・ジエツトエ
ンジン部品に仕上げられた反応生成被覆が前述し
た本発明の合成物および方法を用いて選択的に取
り除かれうることも発見した。選択的に取り除か
れうるニツケル−ベース合金のいくつかはスルフ
イド化生成物、ニツケル・アルミナイド（nickel
aluminida）、ニツケル・グラフアイト、ニツケ
ル・タングステン、コバルト・タングステンおよ
び同様なものである。