KR100944596B1

KR100944596B1 - 애노드 산화 코팅 제거제 조성물 및 애노드 산화 코팅의제거 방법

Info

Publication number: KR100944596B1
Application number: KR1020080003639A
Authority: KR
Inventors: 카츠유키 이지마; 테츠오 스즈키
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2008-01-11
Publication date: 2010-02-25
Also published as: JP2008190033A; TWI371505B; KR20080066618A; TW200902763A; US20080210342A1

Abstract

애노드 산화 코팅을 용액 조성물 중에 침지시킴으로써 애노드 산화-처리된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재에서 선택적으로 제거한다.

인산 및 몰리브데이트 염을 함유하는 것을 특징으로 하는 제거제 조성물을 사용하여, 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 실질적으로 용해시키지 않고 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재로부터 애노드 산화 코팅을 선택적으로 제거할 수 있다.

애노드 산화 코팅, 알루미늄, 몰리브데이트

Description

애노드 산화 코팅 제거제 조성물 및 애노드 산화 코팅의 제거 방법{ANODIC OXIDATION COATING REMOVER COMPOSITION AND METHOD OF REMOVING ANODIC OXIDATION COATINGS}

도 1은 제거제 조성물로 처리하기 전과 후의 천공 알루미늄 합금 플레이트의 홀 (hole)에 형성된 애노드 산화 코팅의 제거 상태를 나타낸 도면 대신의 사진을 포함한다.

따라서, 도 1 (a)는 제거제 조성물에 의한 애노드 산화 코팅의 제거 이전의 천공 플레이트의 홀의 상태 (plan)을 나타내는 도면 대신의 사진이다. 도 1 (b)는 실시예 3의 제거제 조성물을 사용한 처리 이후의 천공 플레이트의 홀의 상태 (plan)을 나타내는 도면 대신의 사진이다. 도 1 (c)는 제거제 조성물로 10% (중량) 수산화나트륨 수용액을 사용하여 실온에서 30분 처리한 후의 천공 플레이트의 홀의 상태 (plan)을 나타내는 도면 대신의 사진이다.

도 2는 각각 시간의 함수로 애노드 산화 코팅의 제거 상태를 나타내는 2개의 그래프 도시를 포함한다.

본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재의 애노드 산화에 의하여 얻어진 애노드 산화 코팅을 선택적으로 제거할 수 있는 제거제 조성물, 및 제거제 조성물을 이용하여 애노드 산화 코팅을 제거하는 방법에 관한 것이다.

어떤 경우에, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재는 표면 경화 또는 표면에 부식 내성을 제공하기 위한 목적으로 애노드 산화 처리로부터 야기된 애노드 산화 코팅을 가진다. 애노드 산화 처리에 의하여 형성된 애노드 산화 코팅을 부분적으로 제거하거나 재처리하는 것이 필요한 경우에는, 애노드 산화 코팅은 예를 들어 화학적 에칭 (chemical etching) 또는 숏 블라스트 (shot blast) 기술에 의하여 제거된다.

화학적 에칭 기술은 (1) 인산 (phosphoric acid)-크롬산 (chromic acid) 혼합 용액, (2) 수산화나트륨 수용액, (3) 황산-플루오르화수소산 혼합 용액, (4) 황산-포타슘 플루오라이드 혼합 용액, 또는 (5) 질산-플루오르화수소산 혼합 용액 (비특허 문헌 1: Japan Light Metal Association (ed.): Aruminium Hyakkajiten (알루미늄 백과사전)과 같은 제거제 조성물 (에칭 용액)을 사용한다. 또한, 특허 문헌 1 (일본 특허 공개 공보 제2004-211128호)는 인산/크롬산 용액, 수산화나트륨 용액 또는 수산화칼륨 용액으로 에칭을 수행하는 것을 포함하는, 반도체 제조 장치를 위한 알루미늄 부재를 재생하는데 있어서 옥시드 코팅을 제거하는 방법을 개시한다. 특허 문헌 2 (일본 특허 공개 공보 제S58-22389호)는 애노드 산화 코팅과 기저 금속 알루미늄 사이의 계면에서 수소 기체가 형성되도록 캐소드로서 알루미늄으로 역 전기 분해 (reverse electrolysis)를 수행하는 것을 포함하는 애노드 산화 코팅을 제거하는 방법, 및 유기실란 하합물 용액 중에서 알루미늄에 전류를 인가하는 것을 포함하는 애노드 산화 코팅을 제거하는 방법을 개시한다. 특허 문헌 3 (일본 특허 공개 공보 제S61-90777호)는 통상적으로 사용되는 황산-기재 화학물질은 기저 금속을 부식시키고 위험하다는 사실로 보아, 어느 화학적 방법에 의하지 않고 숏 블라스팅에 의하여 애노드화된 알루미늄 (알루마이트 (Alumite))을 제거하는 방법을 개시한다.

인산-크롬산 혼합 용액은 기저 물질 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재에 손상을 주지 않을 것이지만, 환경에 위험한 크롬을 함유하고 있어서, 대용량 폐액 및 폐수 처리를 필요로 한다. 특히, 최근에, 크롬은 소위 RoHS (위험 물질의 제한) 지침의 대상 중 하나가 되었고, 크롬 사용의 제한은 점점 심각해지고 있다. 수산화나트륨 수용액은 효과적으로 애노드 산화 코팅을 용해시키고 제거할 수 있지만, 이들은 기저 물질 알루미늄 또는 알루미늄 합금도 용해시킬 수가 있어서, 코팅 제거 방법에서 부재의 크기를 현저하게 변화시킬 수 있다. 황산-플루오르화수소산 혼합 용액, 황산-포타슘 플루오라이드 혼합 용액 및 질산-플루오르화수소산 혼합 용액은 모두 보통의 온도에서 애노드 산화 코팅을 효과적으로 제거할 수 있으나, 수산화나트륨 수용액과 같이, 이들은 기저 물질 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 용해시킬 수 있어서, 코팅 제거 과정에서 부재의 크기를 현저하게 변화시킬 수 있다. 일단 부재 크기의 현저한 변화가 일어나면, 높은 수준의 치수의 정확도 (precision) 조건을 충족할 것이 요구되는 부재로 사용되는 알루미늄 또는 알루미 늄 합금 부재, 예를 들어 반도체 기기 제조 장치에서 사용될 부재는 이전의 애노드 산화 코팅의 제거 이후에 재생을 위하여 다시 애노드 산화 처리되는 경우에, 이롭지 않게 그러한 부재로서의 표준 조건을 더이상 만족시키지 않을 것이다.

유기실란 화합물 용액 중의 알루미늄에 전류를 공급하여 애노드 산화 코팅을 제거하는 방법은 많은 시간과 일을 필요로 하고, 코팅 제거 작업은 성가신 일이 되었으며, 또한 상기 방법은 종종 애노드 산화 코팅의 일부를 제거하지 못하게 되어, 따라서 상기 방법은 이롭지 않다. 기계적인 제거 방법, 예를 들어 숏 블라스팅은 플레이트 또는 로드 (rod)와 같은 간단한 형상의 물질에 적용될 수 있지만, 형상이 복잡한 부재에는 적용할 수 없다.

발명의 요약

상기 언급한 상황에서 만들어진 본 발명은 제거 조성물, 및 애노드 산화-처리된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재로부터 애노드 산화 코팅을 이들을 용액 또는 조성물 중에 침지함으로써 선택적으로 제거하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성할 수 있는 본 발명은 인산 및 몰리브데이트염을 포함하는 것을 특징으로 하는 애노드 산화 캐스팅을 제거하기 위한 조성물로 이루어져 있다. 제거제 조성물에 동시에 함유되는 기저 물질 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 표면 상에 신규한 코팅을 형성할 수 있는 몰리브데이트염 및 애노드 산화 코팅을 용해시킬 수 있는 인산에 의하여, 기저 물질 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 실질적으로 용해시키기 않고 애노드 산화 코팅을 선택적으로 제거할 수 있게 되었다. "실질적으로 기저 물질 알루미늄을 용해시키지 않고"라는 용어는, 처리 후의 기저 물질 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 두께의 감소가 처리 이전의 것과 비교하여 10㎛ 이하인 것을 의미한다.

적절하게는, 제거제 조성물은 10g/l 내지 400g/l의 인산 농도 및 0.5g/l 내지 150g/l의 몰리브데이트 이온 농도를 가진다. 또한, 산화제, 바람직하게는 니트레이트 이온 (0.5g/l 내지 200g/l의 양)의 첨가에 의한 처리 이후에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면의 균일성을 개선할 수도 있다.

본 발명에 따른 애노드 산화 코팅의 제거 방법은 애노드 산화 코팅에 의하여 처리된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재를 애노드 산화 코팅을 용해시킬 수 있는 성분 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면 상의 몰리브덴-함유 코팅 또는 층을 새롭게 형성할 수 있는 성분을 동시에 함유하는 제거제 조성물에 침지한 후에, 상기 부재를 새롭게 형성된 몰리브덴-함유 코팅을 제거하기 위하여 몰리브덴-함유 코팅을 용해시킬 수 있는 용액에 침지하는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로는, 애노드 산화-처리된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재는 애노드 산화 코팅의 제거 및 상기의 것 대신에 몰리브덴-함유 코팅의 동시 형성을 위한 상기 제거제 용액에 침지시킨 후, 상기 부재를 몰리브덴-함유 코팅의 제거를 위하여 니트레이트 이온 농도가 50 g/l 내지 360 g/l인 질산 수용액에 침지시킨다. 일부 다른 방법이 몰리브덴-함유 코팅을 제거하기 위하여 사용될 수 있지만, 앞서 언급한 방법이 그러한 코팅을 제거하기 위한 가장 간단한 방법이기 때문에 바람직하다.

본 발명에 따르면, 기저 물질 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 실질적으로 용해시키지 않으면서 인산 및 몰리브데이트염을 함유하는 제거제 조성물을 사용하여 애노드 산화 코팅을 선택적으로 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명은 반도체 기기 제조 장치에 사용되고 치수의 정확도를 가질 것이 필요한 알루미늄 또는 알루미늄 합금부 또는 부재로부터 애노드 산화 코팅을 제거하는데 적절하게 적용된다.

바람직한 실시태양의 상세한 기재

알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재로부터 애노드 산화 코팅을 제거하기 위한 본 발명의 제거제 조성물은 인산 및 몰리브데이트염을 함유하는 것을 특징으로 하고, 바람직하게는 인산 및 몰리브데이트염을 용해된 채로 함유하는 제거제 조성물이다. 물은 바람직하게는 제거제 조성물에서 용매로 사용된다.

앞서 언급한 인산은 애노드 산화 코팅을 제거 (바람직하게는, 용해시켜서 제거)하기 위한 성분이다. 제거제 조성물 중의 인산 농도는 바람직하게는 10 g/l 내지 400 g/l, 보다 바람직하게는 50 g/l 내지 300 g/l이다. 인산 농도가 10 g/l 보다 낮은 경우에는 애노드 산화 코팅의 용해 속도가 느리며, 제거 처리에 긴 시간을 필요로 하며, 400 g/l을 넘는 경우에는, 애노드 산화 코팅의 용해 속도가 증가되지만, 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금도 용해될 수 있으며, 이것은 바람직하지 않다. 몰리브데이트의 첨가 수준을 증가시킴으로써 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용해 속도를 감소시킬 수도 있으나; 이는 몰리브데이트가 많은 양이 필요하기 때문에 효율적이지 않다.

몰리브데이트를, 애노드 산화 코팅의 제거의 결과로 기저 금속 알루미늄 또 는 알루미늄 합금의 노출 시에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면 상에서 새로운 몰리브덴-함유 코팅을 형성함으로써 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 실질적으로 용해시켜서 인산을 억제하기 위한 목적으로 첨가한다. 몰리브데이트 이온 (Mn0₄ ^2-) 농도로 나타낸, 제거제 조성물 중의 몰리브데이트 농도는 바람직하게는 0.5 g/l 내지 150 g/l, 보다 바람직하게는 3 g/l 내지 50 g/l이다. 몰리브데이트 이온 농도가 0.5 g/l 보다 낮은 경우에는, 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용해가 거의 억제되지 않는 경향이 있다. 150 g/l을 넘는 경우에는, 애노드 산화 코팅의 용해 속도가 현저하게 느려지는 경향이 있어서, 제거 처리에 이롭지 않게 긴 시간이 필요하게 된다.

몰리브데이트로서, 리튬 몰리브데이트, 소듐 몰리브데이트, 포타슘 몰리브데이트, 마그네슘 몰리브데이트 및 암모늄 몰리브데이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 몰리브데이트를 언급할 수 있다. 1종 이상의 이러한 몰리브데이트를 첨가하는 경우에, 이들은 애노드 산화 코팅의 제거의 결과로 이들의 노출 시에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면 상에서 침전되고, 몰리브덴-함유 코팅을 형성하여, 인산에 의한 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용해를 억제한다. 일부의 몰리브데이트, 예를 들어 칼슘 몰리브데이트가 물에 거의 녹지 않는다는 (scarcely soluble) 사실에 주의를 해야 한다. 한편, 몰리브딕산 (molybdic acid) (H₄MoO₅)는 상기 농도 범위에서 인산 용액에 잘 녹지 않아서 (poorly soluble), 사용할 수 없다.

바람직하게는, 제거제 조성물은 추가로 산화제를 함유한다. 이들은 애노드 산화 코팅이 그 위에 형성된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재가 산화제를 함유하지 않은 제거제 조성물 중에 침지되는 경우에, 초기에는 무색인 제거제 조성물은 점진적으로 청색을 나타내고, 색은 침지 시간이 지남에 따라서 점점 깊어진다. 이는 몰리브덴-함유 코팅이 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금 상에서 인산의 작용에 의한 애노드 산화 코팅의 제거 결과 그의 노출과 동시에 형성되는 동안, 인산의 일부가 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 용해시키고, 몰리브덴-함유 코팅은 이러한 용해 반응에 의하여 형성된 전자에 의하여 감소되고, 몰리브덴 블루라고 지칭되는 심청색 물질 (이는 이후에 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로부터 제거됨)로 전환되기 때문이다. 색은 침지 시간에 따라서 진해질 것이며, 이는 아마도 몰리브덴-함유 코팅의 형성, 몰리브덴 블루로의 전환 및 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로부터의 제거를 포함하는 과정이 제거제 조성물 중의 몰리브데이트 이온의 고갈 때까지 반복되기 때문일 것이다 따라서, 몰리브덴-함유 코팅은 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금 상에서 균일하게 형성되지 않고, 기저 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 부분적으로 손상될 수 있는 가능성이 생긴다.

반대로, 제거제 조성물이 산화제를 함유하는 경우에, 제거제 조성물의 색은 변화하지 않지만, 조성물은 그위에 애노드 산화 코팅이 형성된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재를 침지한 후에도 무색 투명하게 유지된다. 이는 아마도 인산의 일부와 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 반응시에 형성된 전자가 몰리브덴-함유 코팅에 의한 그의 수용 이전에 산화제에 의하여 수용되고, 따라서 몰리브덴 블루의 형성이 억제되기 때문이다. 결과적으로, 몰리브덴-함유 코팅은 제거되지 않을 것이고, 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금은 인산에 노출되지 않을 것이며; 따라서, 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면은 손상되지 않고 균일하게 유지될 것이다.

니트레이트 이온 (N0₃ ^-)-함유 물질이 첨가되는 산화제로서 특히 효과적이다. 따라서, 그러한 니트레이트 이온 공급원 물질, 예를 들어 질산, 포타슘 니트레이트, 소듐 니트레이트, 마그네슘 니트레이트, 칼슘 니트레이트 또는 암모늄 니트레이트를 바람직하게 제거제 조성물에 첨가한다. 니트레이트 이온으로 나타낸, 제거제 조성물 중의 상기 물질의 농도는 바람직하게는 0.5 g/l 내지 200 g/l, 보다 바람직하게는 5 g/l g/l 150 g/l이다. 200 g/l을 넘는 수준에서, 물질은 바람직하지 않게 제거제 조성물 중에서 거의 용해되지 않게 된다. 200 g/l를 넘는 니트레이트 이온 농도가 얻어지는 경우에, 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면을 균일하게 하는 효과는 이미 포화 시점이며, 따라서 200 g/l를 넘는 첨가는 경제적이지 않다. 질산이 니트레이트 이온 공급원 물질로 사용되는 경우에, 제거제 조성물의 pH가 1 이하가 되는 경우에 처리 후의 표면 균일도가 더 이상 얻어지지 않기 때문에 그의 첨가 수준을 선택함에 있어서 주의를 기울여야 한다. 특별한 제한 없이 다른 니트레이트 이온 공급원 물질이 사용될 수 있다. 또한, 소듐 퍼술페이트가 동일한 효과를 나타내기 때문에 산화제로 사용될 수 있다. 또한, 처리 후에 표면 균일도를 증가시키는데 효과적인 과산화수소 수용액이 기저 금속 알루미늄 또는 알 루미늄 합금의 용해도가 약간 증가함에도 불구하고 사용될 수 있다.

제거 처리는 필요한 경우에 산화제와 함께, 애노드 산화 코팅이 그위에 형성되어 있는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재를 각각의 미리 정해진 농도로 인산 및 몰리브데이트염을 함유하는 제거제 조성물 중에 침지함으로써 수행한다. 처리 온도는 바람직하게는 60℃ 내지 비점 (100℃), 보다 바람직하게는 70℃ 내지 90℃이다. 60℃ 미만에서는, 애노드 산화 코팅의 용해 속도가 지나치게 느려서, 처리가 실용적이지 않다. 애노드 산화 코팅의 용해 속도는 70℃ 이상으로 온도를 높이면 증가될 수 있다. 한편, 비등하는 대기 중에서 처리를 수행하는 것이 애노드 산화 코팅의 만족스러운 제거 과정 및 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금 상의 보호 코팅의 성공적인 형성에 있어서 유리하지만; 그러나, 제거제 조성물 중에 함유된 성분의 농도는 증발에 의한 물의 손실에 따라서 변하고, 따라서 미리 정해진 농도를 유지하는 것이 어렵다. 비점 이상에서 비등하는 것을 억제하기 위하여, 반응계에서 압력을 증가시키는 것이 필요하며, 장비는 커지고 더이상 실용적이지 않게 된다. 따라서, 처리 온도는 바람직하게는 비점 이하, 보다 바람직하게는 90℃ 이하이다.

제거 처리 시간은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재 상에 형성된 애노드 산화 코팅의 두께, 그의 형성 방법, 밀봉의 실행 여부 및 제거제 조성물 중의 각각의 성분의 농도에 따라서 달라지지만, 특히 처리 시간이 바람직하게는 120분을 넘지 않는다. 처리 시간이 120분보다 긴 경우에, 작업 효율은 비경제적으로 열등하다. 제거 처리 시간은 이하와 같다. 따라서, 예를 들어, 110 g/l의 인산, 10 g/l의 소 듐 몰리브데이트 및 20 g/l의 질산을 함유하는 제거제 조성물을 80℃로 가열하고 애노드 산화 코팅이 그위에 형성되어 있는 각종 6061 알루미늄 합금 부재를 제거제 조성물 중에 침지하는 경우에, 애노드 산화 코팅의 제거 속도는 약 1 ㎛/분 내지 5 ㎛/분이다. 따라서, 25㎛ 두께의 애노드 산화 코팅이 그위에 형성되어 있는 6061 알루미늄 합금 부재의 경우에, 제거 처리 시간은 바람직하게는 5분 내지 25분 이상이다. 산화제를 제거제 조성물에 첨가하지 않는 경우에, 앞서 언급한 바와 같이 몰리브데이트 이온은 전부가 침지 시간 동안 소비되며, 몰리브데이트-함유 코팅은 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금 표면 상에서 더이상 균일하게 형성되지 않으며, 인산의 일부는 기저 금속 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 손상시킬 수 있으며, 따라서 처리 시간을 선택하는데 있어서 주의를 기울여야 한다.

애노드 산화 코팅이 상기 제거제 조성물을 이용하여 제거되는 경우에, 몰리브덴-함유 코팅은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재 표면 상에서 형성된다. 따라서, 후처리 단계에서 몰리브덴-함유 코팅을 제거하는 것이 필요하다. 몰리브덴-함유 코팅은 50 g/l 내지 360 g/l의 니트레이트 이온을 함유하는 질산 수용액 중에 침지시킴으로써 용이하게 제거될 수 있다. 질산 수용액은 몰리브덴-함유 코팅을 용해시키고 제거하지만, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 실질적으로 용해시키지 않으며, 따라서 몰리브덴-함유 코팅이 선택적으로 용해되고 제거될 수 있다. 또한, 질산 수용액에 침지 이전에 수산화나트륨 수용액에 침지시키거나, 또는 질산 수용액에 2회 침지시키거나, 또는 질산 처리 이전 및/또는 이후에 다른 다양한 처리를 하는 것이 또한 바람직한 실시 양태이다.

본 발명이 적용될 수 있는 애노드 산화-처리된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재는 반도체 기기 제조에 사용되는 반도체 제조 장치를 구성하는 부재 또는 부품에 사용되는 부재, 예를 들어 건조 에칭, CVD 및 스퍼터링 장치 (sputtering apparatus)를 포함하지만, 특별하게 한정되지 않는다. 구체적인 예로서, 천공 플레이트 (perforated plate) (예를 들어, 샤워 플레이트), 챔버, 고갈 분산 플레이트 (exhaust dispersing plate), 전극 플레이트, 정전기 청크 기재 (electrostatic chuck substrate) 등을 언급할 수 있다. 본 발명은 높은 수준의 치수 정확도를 필요로 하는 부재, 예를 들어 특히 천공된 플레이트에 적용할 수 있다.

상기 언급된 알루미늄 합금은 특별하게 한정되지는 않지만, 예를 들어 JIS H 4000에서 정의된 알루미늄 합금, 예를 들어 1080, 1070, 1050, 1100, 1200, 1NOO, 2014, 2017, 2024, 3003, 3203, 3004, 3005, 5005, 5052, 5652, 5154, 5254, 5454, 5082, 5182, 5083, 5086, 5NOl, 6061, 6063, 7N01 및 7075를 포함하지만 특별하게 한정되지는 않는다.

실시예

(실험 실시예 1)

30 mm 폭 x 40 mm 길이 x 3 mm 두께 형상의 6061 알루미늄 합금 시트, 및 황산-기재 처리 용액을 사용하고, 이어서 밀봉 처리한 약 25-㎛-두께 애노드 산화 코팅이 그위에 형성되어 있는 30 mm 폭 x 40 mm 길이 x 3 mm 두께의 6061 알루미늄 합금 시트를 질량 측정하고, 이들 중 한 조각을 표 1에서 특정한 각각의 제거제 조성물 중에 침지하고, 표 1에 특정된 미리 정해진 온도에 적응시키고, 침지 30분 후 에 꺼냈다. 그후, 꺼내진 각각의 시험 조각을 물로 세척한 후, 질산 수용액 (200 g/l)에 2분 동안 침지한 후, 물로 세척하고, 그의 질량을 측정하였다. 각각의 시험 조각에 있어서, 시험 조각의 에칭으로부터 얻어진 기저 금속 알루미늄 합금의 두께의 감소를 침지 이전의 질량과 비교하여 질량의 손실로부터 계산하였다. 애노드 산화 코팅을 갖는 6061 알루미늄 합금 시험 조각을 애노드 산화 코팅이 제거되는지 아닌지 여부를 육안으로 관찰하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

알루미늄 합금의 두께의 감소를 6061 알루미늄 합금의 밀도가 2.7 g/cm³이고, 모든 면이 균일하게 에칭되었다는 것을 고려하여 계산하였다. 애노드 산화 코팅을 갖는 6061 알루미늄 합금 조각에 있어서, 처음에 애노드 산화 코팅 단독을 용해시킬 수 있는 인산-크롬산 혼합 용액을 이용하여 본 실험에서 사용되는 각각의 애노드 산화-처리된 6061 알루미늄 합금 조각 상에 형성된 애노드 산화 코팅의 질량이 0.12 g라는 것을 확인하였다. 따라서, 애노드 산화 코팅을 갖는 각각의 6061 알루미늄 합금 조각의 질량의 감소에서 이 애노드 산화 코팅 중량 (0.12 g)을 빼서 얻은 차이를 과량으로 용해된 기저 금속 알루미늄 합금의 질량으로 간주하고, 이에 따라 두께의 감소를 계산하였다.

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 인산 수용액 (비교 실시예 1) 및 수산화나트륨 수용액 (비교 실시예 3)은 애노드 산화 코팅을 제거할 수 있지만; 그러나, 6061 알루미늄 합금의 에칭으로 인한 두께의 감소는 10 ㎛이 넘었다. 소듐 몰리브데이트 수용액 (비교 실시예 2)는 애노드 산화 코팅을 제거할 수 없었다. 반대로, 본 발명에 따른 인산 및 몰리브데이트염을 함유하는 각각의 제거제 조성물 (실시예 1-8)에 있어서, 6061 알루미늄 합금의 에칭으로 인한 두께의 감소가 10 ㎛을 넘지 않았으며, 애노드 산화 코팅을 갖는 각각의 6061 알루미늄 합금 조각에 있어서, 애노드 산화 코팅은 성공적으로 제거될 수 있었고, 기저 금속 알루미늄 합금의 에칭으로 인한 두께의 감소는 10 ㎛을 넘지 않았으며, 따라서 기저 금속 알루미늄 합금은 실질적으로 용해되지 않았다.

(실험 실시예 2)

0.5 mm 직경을 갖는 다수의 홀을 가지며 홀 내부 벽을 포함하는 모든 면 상에서 애노드 산화 코팅을 갖는 30 mm 폭 x 30 mm 길이 x 5 mm 두께의 기저 금속 알루미늄 플레이트로 만든 천공 플레이트를 실시예 3 (표 1에서 특정)의 제거제 조성물 중에 80℃로 가열된 실시예 3 (표 1에서 특정)의 제거제 조성물에 애노드 산화 코팅의 제거를 위하여 30분 동안 침지하였다. 그후, 플레이트를 물로 세척하고, 질산 수용액 (200 g/l) 중에 2분 동안 침지한 후, 추가로 물로 세척하고, 건조시키고, 홀의 상태를 광학 현미경 하에서 관찰하였다. 그 결과를 도 1(a)-(c)에서 나타내었다. 도 1(a)은 제거제 조성물에 의한 애노드 산화 코팅의 제거 이전의 천공 플레이트의 홀의 상태 (plan)를 나타내는 도면 대신의 사진이다. 도 1(b)는 실시예 3의 제거제 조성물을 사용한 처리 후의 천공 플레이트의 홀의 상태 (plan)를 나타내는 도면 대신의 사진이다. 도 1(c)는 제거제 조성물로 10% (중량)의 수산화나트륨 수용액을 이용하여 실온에서 30분 처리한 후에 천공 플레이트의 홀의 상태 (plan)를 나타내는 도면 대신의 사진이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 처리 이전의 천공 플레이트의 홀은 홀 내부 벽 상에 약 30-㎛-두께 애노드 산화 코팅 (어두운 색 부분)을 가진다는 것을 확인할 수 있다. 도 1(a) 및 도 1(b) 사이의 비교는 본 발명에 따른 제거제 조성물 (실시예 3)이 사용되는 경우, 천공된 플레이트에 형성된 홀의 직경이 거의 변하지 않고 유지되는 동안에 애노드 산화 코팅만이 선택적으로 제거된다는 점을 나타낸다. 한편, 도 1(a) 및 도 1(b)를 비교하면, 애노드 산화 코팅이 10% (중량) 수산화나트륨 수용액으로 전부 제거되지만, 홀의 직경이 약 30㎛가 넘게 된다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 기저 금속 알루미늄 합금이 용해되는 것으로 보인다.

(실험 실시예 3)

인산 및 몰리브데이트염을 함유하는 제거제 조성물로 표 1에 나타낸 실시예 1의 제거제 조성물을 사용하고, 추가로 인산, 몰리브데이트 염 및 추가의 니트레이트 이온을 함유한 제거제 조성물로 표 1에 나타낸 실시예 3의 제거제 조성물을 사용하여, 애노드 산화 코팅 (애노드 산화 코팅 중량: 0.12 g)을 갖는 30 mm 폭 x 40 mm 길이 x 3 mm 두께를 갖는 6061 알루미늄 합금 조각을 80℃의 대기에서 처리하였다. 시험 조각의 중량의 손실을 침지 시작 후 10분, 30분, 50분, 70분 및 90분에 측정하였다. 침지 시간과 중량 손실 사이의 관계를 도 2에서 나타내었다.

도 2로부터 명백한 바와 같이, 산화제 니트레이트 이온이 없는 제거제 조성물의 경우에, 애노드 산화 코팅은 침지 30분까지 제거되고, 중량의 변화는 70분까지 작으며, 중량 변화는 90분 경과 후에 다시 증가한다. 이미 위에서 언급한 바와 같이, 이는 제거제 조성물이 니트레이트 이온이 없는 경우에, 첨가된 소듐 몰리브데이트가 몰리브덴-함유 코팅의 형성 이후에 몰리브덴 블루로 전환되고, 알루미늄 합금 표면에서 제거되고 첨가된 몰리브데이트 염이 침지 시작 후에 약 70분에 전부 소비되어, 기저 금속 알루미늄 합금을 더이상 보호할 수 없기 때문일 것이다.

한편, 제거제 조성물이 니트레이트 이온을 함유하는 경우에, 애노드 산화 코팅은 침지 30분까지 제거되고, 이후에 침지 90분 후에까지도 중량 변화는 거의 일어나지 않는것으로 관찰된다. 이는 아마도 알루미늄 합금 상에 형성된 몰리브덴-함유 코팅이 제거되지 않을 것이고, 몰리브데이트 염이 전부 소비되지 않지만, 코팅이 안정하고 계속적으로 기저 금속 알루미늄 합금 표면 상에 형성되기 때문일 것이다. 따라서, 니트레이트 이온 (산화제)이 첨가되지 않는 경우에, 최적의 침지 시간이 제한되며, 한편 니트레이트 이온 (산화제)이 첨가되지 않는 경우에 침지 시간은 자유롭게 변할 수 있다.

본 발명은 애노드 산화에 의하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재 상에 형성된 애노드 산화 코팅을 제거하는데 적절하다.

Claims

인산, 몰리브데이트염 및 산화제로서 니트레이트 이온을 포함하는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재를 위한 애노드 산화 코팅 제거제 조성물.
제1항에 있어서, 10 g/l 내지 400 g/l 농도의 인산 및 0.5 g/l 내지 150 g/l몰리브데이트 이온 농도의 몰리브데이트염을 포함하는 애노드 산화 코팅 제거제 조성물.
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제1항에 있어서, 0.5 g/l 내지 200 g/l 농도로 니트레이트 이온을 포함하는 애노드 산화 코팅 제거제 조성물.
애노드 산화 코팅의 제거 및 몰리브덴-함유 코팅의 동시 형성을 위한 제1항에 따른 제거제 조성물 중에 애노드 산화 코팅을 갖는 알루미늄 또는 알루미늄 합 금 부재를 침지시킨 후, 몰리브덴-함유 코팅을 용해시킬 수 있는 용액 중에 상기 부재를 침지시켜 몰리브덴-함유 코팅을 제거하는 것을 포함하는 애노드 산화 코팅의 제거 방법.
애노드 산화 코팅의 제거 및 몰리브덴-함유 코팅의 동시 형성을 위한 제2항에 따른 제거제 조성물 중에 애노드 산화 코팅을 갖는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 부재를 침지시킨 후, 몰리브덴-함유 코팅을 용해시킬 수 있는 용액 중에 상기 부재를 침지시켜 몰리브덴-함유 코팅을 제거하는 것을 포함하는 애노드 산화 코팅의 제거 방법.
제6항에 있어서, 50 g/l 내지 360 g/l 농도로 니트레이트 이온을 함유하는 질산 수용액이 몰리브덴-함유 코팅을 용해시키기 위한 용액으로 사용되는 것인 애노드 산화 코팅 제거 방법.