专利名称：化学抛光液的制作方法
技术领域：
本发明涉及对铝或其合金施以化学研磨的化学抛光液，更详细地是涉及没有配合硝酸，而将铝及其合金的表面平滑化的同时，可以赋予充分光泽的化学抛光液。
背景技术：
以往，将铝或其合金(以下，有时称其为“铝等”)的表面平滑化的同时，可以赋予充分光泽的化学抛光液，一般是使用配合了磷酸和硝酸的液体。使用这样的化学抛光液对铝等进行化学抛光的机理，目前还没有研究清楚，但一般可认为是通过硝酸对铝的氧化作用和磷酸对铝的溶解作用而进行化学抛光的。
可是，使用这样的含有硝酸的化学抛光液时，在化学抛光的过程中，因硝酸分解而会产生有毒的氮氧化物。另外，由于这样的硝酸的分解，液体中的硝酸浓度会减少，必须向化学抛光液补充硝酸来维持硝酸的浓度。另外，象铝制的拉链的金属配件安装在布的状态下进行化学抛光时，用于染色布的颜料在遇到硝酸会产生变色的问题。
因此，现在正开发着不含有硝酸的化学抛光液，但是这样的不含有硝酸的抛光液，不能对铝等的抛光面给予充分的光泽。
发明内容
本发明鉴于以上所存在的问题，其目的在于提供不含有硝酸的、通过化学抛光将铝或其合金的表面进行平滑化，同时在进行化学抛光的表面上给予充分的光泽的铝或其合金的化学抛光液。
即，本发明的化学抛光液，其特征是配合除了硝酸的无机酸和钨化合物而构成。
按照本发明，只要将铝或铝合金浸渍在上述的化学抛光液中，就可使表面平滑化，同时在化学抛光面上给予光泽。而且由于在液体中没有配合硝酸，所以在化学抛光过程中不会由于硝酸的分解而产生有害的氮氧化物，而能够安全地进行化学抛光。进而，由于没有必要为了保持硝酸浓度而在液体中追加硝酸，无需频繁地进行液体管理，所以可长期地连续性的进行化学抛光。
在上述的化学抛光液中，作为无机酸，优选的是使用磷酸及硫酸。此时，可提供具有优良的抛光力，同时在抛光面上给予良好的光泽，进而可提高钨化合物或其他金属离子等对化学抛光液中的溶解性，且稳定的化学抛光液。另外，从进一步提高抛光力的观点看，对于化学抛光液的总量100质量份，优选的是配合70～30质量份的磷酸、30～70质量份的硫酸。
在上述化学抛光液中，对于化学抛光液的总量100质量份，优选的是配合以金属钨换算为0.01～5.0质量份的钨化合物。此时，可进一步提高化学抛光后的铝或铝合金的表面的光泽，同时，可防止一部分的钨化合物在化学抛光液中不溶解而残留下来的现象。
另外，在上述化学抛光液中，优选的是至少含有铜离子、铁离子、钙离子及钼离子的一种。
含有铜离子的化学抛光液，通过化学抛光能够在铝或铝合金的表面给予优良的光泽，同时可有效地防止黑色的析出物的发生。再有，对于化学抛光液的总量100质量份，优选的是配合0.001～0.1质量份的铜离子。
另外，含有铁离子的化学抛光液，在化学抛光后，对于防止铝或其合金的表面上发生光泽的斑点是有效的。再有，对于化学抛光液的总量100质量份，优选的是配合0.01～0.50质量份的铁离子。
进而，含有钙离子和/或钼离子的化学抛光液，在铝或铝合金的化学抛光面上给予更为优良的光泽是有效的。
另外，上述化学抛光液，优选的是含有偏磷酸钠。此时，通过化学研磨能够在铝或铝合金的表面给予更优良的光泽，同时可提高钨化合物或其他金属离子等在化学抛光液中的溶解性，提供稳定的化学抛光液。
本发明进一步特征及其得到的效果，从以下的发明的详细的说明及实施例可明确理解。
具体实施例方式
以下，对于本发明的化学抛光液进行详细地说明。
如上所述，本发明的化学抛光液是对铝或其合金进行化学抛光的化学抛光液，其特征是配合除了硝酸以外的无机酸和钨化合物而构成。
作为化学抛光液中配合的无机酸，特别优选的是并用磷酸和硫酸。此时，化学抛光液具有优良的抛光力，同时即使连续地进行抛光，抛光力的持续性也高，另外，加入后述的无机酸以外的成分时，可使各成分良好地溶解。关于磷酸及硫酸的配合量，为了给予铝等的平滑化和光泽，对于化学抛光液的总量100质量份，优选的是配合70～30质量份的磷酸、30～70质量份的硫酸。在磷酸的配合量超过上述范围时或硫酸的配合量不足上述范围时，就有抛光力的持续性不足，不能给予充分的平滑化和光泽的担心。另外，在磷酸的配合量不足上述范围时或硫酸的配合量超过上述范围时，就有钨化合物等的溶解性降低而产生析出或者抛光力过度，抛光面变成粗造而不能给予平滑化和光泽的担心。另外，磷酸和硫酸的配合量的总量，优选的是对于化学抛光液的总量100质量份，形成60～95质量份的范围。
作为钨化合物，例如可使用磷钨酸或钨酸钠等。钨化合物的配合总量，以金属钨换算，优选的是对于化学抛光液的总量100质量份，使用0.01～5.0质量份。钨化合物的配合量不足此范围时，就有对于铝等的表面不能给予所希望的光泽的危险。另一方面，若钨化合物的配合量超过此范围时，就有在化学抛光液中一部分钨化合物不溶解而沉淀的危险。
为了对于铝或其合金给予更好的光泽，优选的是在化学抛光液中配合铜离子。铜离子的配合，例如只要在化学抛光液中配合硫酸铜就可以。铜离子的配合量，以金属铜换算，优选的是对于化学抛光液的总量100质量份，使用0.001～0.1质量份。若铜离子的配合量不足此范围时，就不能充分得到进一步提高化学抛光面的光泽的效果，另一方面，若配合量超过此范围时，就有在化学抛光处理后的铝等的表面上产生黑色的析出物的危险。
另外，为了在铝等的表面上给予均匀的光泽，优选的是在化学抛光液中配合铁离子。作为铁离子，特别是使用3价铁离子时，能够提高氧化力，进一步提高光泽的均匀性。铁离子的配合，例如可以在化学抛光液中配合硫酸亚铁、硫酸铁、磷酸铁等。铁离子的配合量，以金属铁换算，优选的是对于化学抛光液的总量100质量份，使用0.01～0.5质量份，铁离子的配合量不足此范围或配合量超过此范围时，就有对于铝等的表面产生光泽斑的危险。
进而，在化学抛光液中也可配合其他的各种金属离子。例如若使其含有钙离子和/或钼离子的话，可达到化学抛光面的进一步的平滑性和给予光泽。另外，也可配合铬离子、镍离子、钠离子等类的各种金属离子。例如，钠离子，作为钨化合物配合钨酸钠时，也必然就配合了钠离子。
另外，在化学抛光液中，优选的是添加偏磷酸钠等的偏磷酸盐。此时，也能够实现化学抛光面的进一步的平滑性和给予光泽。偏磷酸盐的添加达到上述效果的机理虽然并不明白，但可认为通过化学抛光液对铝等的化学抛光，是与在铝等的表面形成比较厚的表面层和铝等的表面的金属离子的分布有关，可认为通过偏磷酸盐促进表面层的形成，同时通过偏磷酸，金属离子螯合，在铝等的金属表面分布金属离子，促进铝等的表面抛光。另外，通过这样的金属离子螯合，可提高在化学抛光液中配合金属离子时的溶解性，成为稳定的化学抛光液。作为偏磷酸盐，特别是使用具有称为超磷酸盐的无定型立体网孔结构时，可达到进一步的平滑性和给予光泽。这可认为通过超磷酸盐进一步促进在铝等的表面形成表面层。这样的偏磷酸盐(超磷酸盐)的平均分子量，优选的是使用5000～10000的范围的物质。
在配制本发明的化学抛光液时，是按规定量配合上述列举的各种成分，进行搅拌混合，由此便可得到化学抛光液。
通过使用这样配制的化学抛光液，在加温该化学抛光液的状态下，预先进行机械抛光等，同时根据需要将预热了的铝等浸渍在化学抛光液中，可进行铝等的表面的化学抛光。此时的化学抛光液的液温，优选的是60℃～150℃。若化学抛光液的液温不足60℃，难以充分给予光泽，另外，若超过150℃，抛光面容易变得粗造。特别是液温在80～120℃时，可具有良好的抛光性的同时，给予充分的光泽。另外，对于化学抛光液的浸渍时间是根据铝合金等的组成或尺寸、有无预热、液温等适当设定的，但优选的是在20～240秒间的范围内。另外，即使对于铝等的化学抛光液的一次浸渍时间控制在20秒左右的短时间，同时，重复实施数次此操作，也可在化学抛光面上得到优良的光泽。
若用本发明的化学抛光液对于铝或其金属进行这样的化学抛光时，可通过高抛光力使表面平滑化的同时，在化学抛光面上给予优良的光泽。而且，由于在液体中没有配合硝酸，所以在化学抛光过程中不会由于硝酸分解发生有害的氮氧化物，另外，也不需要为了维持硝酸浓度，而在液体中追加硝酸。进而，由于不用硝酸，所以不会使颜色变色，例如，即使在将拉链配件装在布上的状态下进行化学抛光的情况下，也可避免染色的布的变色。
◎重量减少率大于2％
○重量减少率大于1％但小于2％△重量减少率大于0.1％但小于1％×重量减少率小于0.1％化学抛光面的光泽用目视观察各试验片的化学抛光面，进行以下的4级评价。
◎具有优良的光泽○具有良好的光泽△光泽稍弱×光泽不充分化学抛光面的光泽斑点计数在各试验片的化学抛光面上观察到的斑点的个数，根据其个数进行以下的4级评价。
◎斑点数0个○斑点数1～5个△斑点数6～19个×斑点数20个以上表1
表2
从上述评价结果可以表明，除了作为无机酸的硫酸及磷酸之外，还含有钨化合物的实施例1～23的化学抛光液与不含有钨化合物的比较例的抛光液比较，可提供具有高的抛光力的同时，还可提供具有良好的光泽的化学抛光面。
另外，在固定磷酸及硫酸的配合量，变动铁离子、铜离子及钨化合物的配合量的实施例1～15中，在钨化合物的配合量多的实施例12中，钨化合物一部分不溶解而残存下来。另外，在钨化合物的配合量少的实施例11中，存在着光泽稍微降低的趋势。另外，在铁离子的配合量多的实施例10中或铁离子的配合量少的实施例9中，可确认在光泽上有一些斑点。进而，在铜离子的配合量少的实施例13中，存在着光泽稍微降低的趋势，而在铜离子的配合量多的实施例14中，虽然可得到优良的光泽，但在试验片的表面上可以观察到有微少的黑色的析出物。
在变动硫酸和磷酸的配合量的实施例15～19中，在硫酸的配合量多，磷酸的配合量少的实施例19中，虽然抛光力高，但光泽有稍微降低的趋势。另外，钨化合物一部分不溶解而残存。而另一方面，在硫酸的配合量少，磷酸的配合量多的实施例16中，抛光力降低，光泽也有稍微降低的趋势。
在配合了钼离子、钙离子或偏磷酸钠的实施例20～23中，抛光力及光泽都良好，也没有观察到光泽斑点。特别是在配合了钼离子、钙离子或偏磷酸钠的实施例23中，确认了抛光力、化学抛光面的光泽及防止光泽斑点的方面都有很高的效果。连续操作性评价试验准备好实施例15的化学抛光液、并且准备好在该抛光液中以各种浓度溶解了铝的抛光液，在各化学抛光液中浸渍按照JIS规格所规定的A1070(工业纯铝，99.7％)以及A6063(铝-镁-硅合金)，进行化学抛光。作为试验片，对于A1070是使用尺寸为50mm×70mm×1mm(9.3～9.4g)的试验片，对于A6063是使用尺寸为50mm×70mm×3mm(27.0～27.2g)的试验片。将该试验片浸渍于保持在100℃的500g的化学抛光液中，浸渍时间为60秒。测定处理后的各试验片的重量，计算出重量减少率、单位面积的重量减量及抛光厚度，进而按照与上述相同的评价标准进行光泽性评价。其结果表示在表3中。
表3
从表3可以看出，化学抛光液中的铝的溶解量，在达到1.5质量％之前，化学抛光液维持了良好的抛光性能。该结果显示了，通过连续地进行化学抛光，即使化学抛光液中的铝的溶解量增大，也不需要调节化学抛光液中的成分，可以长时间连续进行抛光。
权利要求
1.铝或其合金的化学抛光液，其特征是配合除了硝酸的无机酸和钨化合物而构成。
2.根据权利要求1所述的化学抛光液，其特征是对于化学抛光液的总量100质量份，配合以金属钨换算为0.01～5.0质量份的钨化合物。
3.根据权利要求1所述的化学抛光液，其特征是配合作为无机酸的磷酸及硫酸。
4.根据权利要求3所述的化学抛光液，其特征是，对于化学抛光液的总量100质量份，配合70～30质量份的磷酸、30～70质量份的硫酸。
5.根据权利要求1所述的化学抛光液，其特征是含有铜离子。
6.根据权利要求5所述的化学抛光液，其特征是对于化学抛光液的总量100质量份，配合0.001～0.1质量份的铜离子。
7.根据权利要求1所述的化学抛光液，其特征是含有铁离子。
8.根据权利要求7所述的化学抛光液，其特征是对于化学抛光液的总量100质量份，配合0.01～0.50质量份的铁离子。
9.根据权利要求1～8任何一项所述的化学抛光液，其特征是至少含有钙离子及钼离子中的一种。
10.根据权利要求1～8任何一项所述的化学抛光液，其特征是配合有偏磷酸钠。
全文摘要
本发明提供了一种化学抛光液，其不含有硝酸，通过化学抛光对铝或其合金表面进行平滑化，同时对化学抛光面赋予充分的光泽。该化学抛光液，是配合除了硝酸的无机酸和钨化合物而构成的。作为无机酸优选的是使用硫酸和磷酸，进而也可以配合铜离子和铁离子等。
文档编号C09G1/00GK1480499SQ0213187
公开日2004年3月10日 申请日期2002年9月5日 优先权日2002年9月5日
发明者小原治夫, 小野宏 申请人:御币岛化学有限公司