JPH0874073A - 塩化第二鉄エッチャントの液管理方法 - Google Patents
塩化第二鉄エッチャントの液管理方法Info
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- JPH0874073A JPH0874073A JP21274894A JP21274894A JPH0874073A JP H0874073 A JPH0874073 A JP H0874073A JP 21274894 A JP21274894 A JP 21274894A JP 21274894 A JP21274894 A JP 21274894A JP H0874073 A JPH0874073 A JP H0874073A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】NaOHによる滴定操作することなく、シュウ
酸水溶液と塩化第二鉄エッチャントとの混合溶液のpH
値をモニタして、遊離塩酸濃度を管理することによっ
て、エッチャント中におけるFe(OH)3 の析出を防
止し、安定な液状態に管理する。 【構成】シュウ酸水溶液槽13とエッチャント稼働槽1
とからシュウ酸水溶液とエッチャント試料とをそれぞれ
一定時間置きに自動サンプリングして、混合槽16に供
給する。ここで混合した混合液をpH計17でモニタ
し、pH管理値の範囲外となったら、塩酸槽18から適
量の塩酸を自動的にエッチャント稼働槽1内のエッチャ
ント3に添加する。これによりエッチャントをFe(O
H)3 の沈殿が析出しない安定な液状態に自動管理する
ことができる。
酸水溶液と塩化第二鉄エッチャントとの混合溶液のpH
値をモニタして、遊離塩酸濃度を管理することによっ
て、エッチャント中におけるFe(OH)3 の析出を防
止し、安定な液状態に管理する。 【構成】シュウ酸水溶液槽13とエッチャント稼働槽1
とからシュウ酸水溶液とエッチャント試料とをそれぞれ
一定時間置きに自動サンプリングして、混合槽16に供
給する。ここで混合した混合液をpH計17でモニタ
し、pH管理値の範囲外となったら、塩酸槽18から適
量の塩酸を自動的にエッチャント稼働槽1内のエッチャ
ント3に添加する。これによりエッチャントをFe(O
H)3 の沈殿が析出しない安定な液状態に自動管理する
ことができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、塩化第二鉄エッチャン
トの液管理方法、特に遊離塩酸濃度の液管理方法に関す
るものである。
トの液管理方法、特に遊離塩酸濃度の液管理方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】塩化第二鉄エッチャントは、安価で毒性
が低く、様々な金属や合金を溶解し、エッチング速度も
高いことからエッチャントとして広く使用されている。
工業的には、反応槽で鉄を塩酸に溶解し、液に塩素ガス
を吹き込んで塩化第二鉄を得る。塩化第二鉄を水に溶か
すと FeCl3 +H2 O←→Fe(OH)3 +3HCl (1) の平衡反応が起こる。
が低く、様々な金属や合金を溶解し、エッチング速度も
高いことからエッチャントとして広く使用されている。
工業的には、反応槽で鉄を塩酸に溶解し、液に塩素ガス
を吹き込んで塩化第二鉄を得る。塩化第二鉄を水に溶か
すと FeCl3 +H2 O←→Fe(OH)3 +3HCl (1) の平衡反応が起こる。
【0003】また、エッチング反応は、第二鉄イオン
(Fe3+)が酸化剤として作用する酸化還元反応であり
塩化第二鉄自身は還元されて塩化第一鉄になる。
(Fe3+)が酸化剤として作用する酸化還元反応であり
塩化第二鉄自身は還元されて塩化第一鉄になる。
【0004】例えば42合金に対するエッチング反応
は、 2FeCl3 +Fe→3FeCl2 (2) 2FeCl3 +Ni→2FeCl2 +NiCl2 (3) 銅に対するエッチング反応は、 2FeCl3 +Cu→2FeCl2 +CuCl2 (4) CuCl2 +Cu→2CuCl (5) のように表される。
は、 2FeCl3 +Fe→3FeCl2 (2) 2FeCl3 +Ni→2FeCl2 +NiCl2 (3) 銅に対するエッチング反応は、 2FeCl3 +Cu→2FeCl2 +CuCl2 (4) CuCl2 +Cu→2CuCl (5) のように表される。
【0005】液の使用に伴い、Fe2+、Ni2+、Cu+
が生成し液のpHが上昇する。液のpHが上昇すると式
(1)の反応式より、水酸化第二鉄(Fe(OH)3 )
の沈殿が析出し、エッチング特性、エッチャントの流動
性、プラント中の配管流れ等に悪影響を及ぼし、エッチ
ャントとして使用できなくなる。そのため、適量の塩酸
を添加して式(1)の反応式において平衡が左に向かう
状態で使用されなければならない。
が生成し液のpHが上昇する。液のpHが上昇すると式
(1)の反応式より、水酸化第二鉄(Fe(OH)3 )
の沈殿が析出し、エッチング特性、エッチャントの流動
性、プラント中の配管流れ等に悪影響を及ぼし、エッチ
ャントとして使用できなくなる。そのため、適量の塩酸
を添加して式(1)の反応式において平衡が左に向かう
状態で使用されなければならない。
【0006】従って、エッチャントを管理する上で、エ
ッチャント中の遊離塩酸濃度とFe(OH)3 析出防止
の液状態関係を把握する必要がある。また、遊離塩酸濃
度は、エッチング形状、エッチング面の平滑性といった
エッチング特性にも影響を及ぼす。
ッチャント中の遊離塩酸濃度とFe(OH)3 析出防止
の液状態関係を把握する必要がある。また、遊離塩酸濃
度は、エッチング形状、エッチング面の平滑性といった
エッチング特性にも影響を及ぼす。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来、鉄、銅、Niを
含んだ溶液の遊離塩酸濃度測定法として、マスキング剤
であるシュウ酸カリウム水溶液を添加し、遊離した塩酸
をNaOHにより中和滴定し、定量する方法がある。
含んだ溶液の遊離塩酸濃度測定法として、マスキング剤
であるシュウ酸カリウム水溶液を添加し、遊離した塩酸
をNaOHにより中和滴定し、定量する方法がある。
【0008】しかしエッチングプラントのエッチャント
自動管理システムを考えたとき、液を採取しての滴定分
析は操作に時間がかかり、また、NaOH滴定時にシュ
ウ酸水溶液のpH変動が大きく、精度良く遊離塩酸状態
を把握できないという問題がある。
自動管理システムを考えたとき、液を採取しての滴定分
析は操作に時間がかかり、また、NaOH滴定時にシュ
ウ酸水溶液のpH変動が大きく、精度良く遊離塩酸状態
を把握できないという問題がある。
【0009】一方、エッチャント単独でpH管理するこ
とも考えられるが、エッチャント単独のpH管理値で
は、エッチャントが強酸性(pH0以下)であるため、
pH測定器の精度上の問題が生じる。
とも考えられるが、エッチャント単独のpH管理値で
は、エッチャントが強酸性(pH0以下)であるため、
pH測定器の精度上の問題が生じる。
【0010】従って、自動管理システムを稼働する上で
エッチャントの遊離塩酸濃度によるFe(OH)3 析出
防止の液状態を容易にかつ高精度に管理できるパラメー
タが必要になる。
エッチャントの遊離塩酸濃度によるFe(OH)3 析出
防止の液状態を容易にかつ高精度に管理できるパラメー
タが必要になる。
【0011】本発明の目的は、Fe(OH)3 析出防止
の液状態を容易かつ高精度に管理できるパラメータを導
入することによって、上述した従来技術の欠点を解消し
て、安定な液状態の管理が可能な塩化第二鉄エッチャン
トの液管理方法を提供することにある。
の液状態を容易かつ高精度に管理できるパラメータを導
入することによって、上述した従来技術の欠点を解消し
て、安定な液状態の管理が可能な塩化第二鉄エッチャン
トの液管理方法を提供することにある。
【0012】また、本発明の目的は、上記パラメータで
エッチャントを自動管理することが可能な塩化第二鉄エ
ッチャントの液管理方法を提供することにある。
エッチャントを自動管理することが可能な塩化第二鉄エ
ッチャントの液管理方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の塩化第二鉄エッ
チャントの液管理方法は、シュウ酸水溶液と塩化第二鉄
エッチャントとを混合し、その混合溶液のpH値で塩化
第二鉄エッチャントの遊離塩酸濃度を管理するようにし
たものである。
チャントの液管理方法は、シュウ酸水溶液と塩化第二鉄
エッチャントとを混合し、その混合溶液のpH値で塩化
第二鉄エッチャントの遊離塩酸濃度を管理するようにし
たものである。
【0014】また、本発明の塩化第二鉄エッチャントの
液管理方法は、シュウ酸水溶液と塩化第二鉄エッチャン
トとをサンプリングして混合し、その混合溶液のpH値
をモニタし、そのpH値に応じて塩化第二鉄エッチャン
トに塩酸を添加して管理するようにしたものである。
液管理方法は、シュウ酸水溶液と塩化第二鉄エッチャン
トとをサンプリングして混合し、その混合溶液のpH値
をモニタし、そのpH値に応じて塩化第二鉄エッチャン
トに塩酸を添加して管理するようにしたものである。
【0015】
【作用】シュウ酸水溶液と塩化第二鉄エッチャントとを
混合した溶液のpH値をパラメータとして塩化第二鉄エ
ッチャントの遊離塩酸濃度を管理すると、混合溶液の金
属イオンの錯体を安定に形成させることが可能で、かつ
強酸性であるエッチャントのpHの影響をなくすことが
可能となるため、エッチャント中のFe(OH)3 沈殿
析出防止の液状態を容易かつ高精度に管理できる。
混合した溶液のpH値をパラメータとして塩化第二鉄エ
ッチャントの遊離塩酸濃度を管理すると、混合溶液の金
属イオンの錯体を安定に形成させることが可能で、かつ
強酸性であるエッチャントのpHの影響をなくすことが
可能となるため、エッチャント中のFe(OH)3 沈殿
析出防止の液状態を容易かつ高精度に管理できる。
【0016】また、そのpH値を指標としてエッチャン
ト中に添加すべき塩酸量が把握でき、その把握に基づき
Fe(OH)3 の沈殿が析出しないような適量の塩酸を
エッチャントに添加できる。
ト中に添加すべき塩酸量が把握でき、その把握に基づき
Fe(OH)3 の沈殿が析出しないような適量の塩酸を
エッチャントに添加できる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の塩化第二鉄エッチャントの液
管理方法の実施例を説明する。
管理方法の実施例を説明する。
【0018】本実施例では、シュウ酸水溶液に塩化第二
鉄エッチャントを添加した混合溶液のpH値を管理す
る。このとき、塩化第二鉄エッチャントを添加するシュ
ウ酸水溶液は、10%シュウ酸カリウム水溶液を0.5
Mシュウ酸水溶液でpH6.0に調整する。ここで、p
H6.0に調整するのは、シュウ酸とエッチャント中に
含まれる鉄、銅、ニッケルといった金属イオンの錯体を
安定に形成させるためである。pH6.0に調整したシ
ュウ酸溶液100mlに対して、エッチャント試料は、
1.0〜6.0グラム添加する。添加するエッチャント
の量が上記範囲より過剰であると強酸性であるエッチャ
ントのpHが影響し、pH6.0近傍での分析ができな
くなる。エッチャントを添加したシュウ酸水溶液は、共
存する金属イオンを錯化するために約5分間撹拌する。
撹拌後の液pHを測定することでエッチャント試料のF
e(OH)3 析出防止の液状態を管理できる。したがっ
て、Fe(OH)3 析出防止に対するエッチャントの液
状態を、シュウ酸溶液にエッチャントを添加した溶液の
pH値で容易にかつ精度良く管理できる。
鉄エッチャントを添加した混合溶液のpH値を管理す
る。このとき、塩化第二鉄エッチャントを添加するシュ
ウ酸水溶液は、10%シュウ酸カリウム水溶液を0.5
Mシュウ酸水溶液でpH6.0に調整する。ここで、p
H6.0に調整するのは、シュウ酸とエッチャント中に
含まれる鉄、銅、ニッケルといった金属イオンの錯体を
安定に形成させるためである。pH6.0に調整したシ
ュウ酸溶液100mlに対して、エッチャント試料は、
1.0〜6.0グラム添加する。添加するエッチャント
の量が上記範囲より過剰であると強酸性であるエッチャ
ントのpHが影響し、pH6.0近傍での分析ができな
くなる。エッチャントを添加したシュウ酸水溶液は、共
存する金属イオンを錯化するために約5分間撹拌する。
撹拌後の液pHを測定することでエッチャント試料のF
e(OH)3 析出防止の液状態を管理できる。したがっ
て、Fe(OH)3 析出防止に対するエッチャントの液
状態を、シュウ酸溶液にエッチャントを添加した溶液の
pH値で容易にかつ精度良く管理できる。
【0019】次に、上述したエッチャントの液状態とp
H管理値の関係について具体的に述べる。10%シュウ
酸カリウム水溶液100mlを0.5Mシュウ酸水溶液で
pH6.0に調整した。エッチャント試料として新液、
劣化液及びFe(OH)3 の析出した液を準備し、それ
ぞれ3.5gを精秤し、pH6.0に調整したシュウ酸
水溶液に添加し撹拌した。5分間溶液を撹拌した後液p
Hを測定した。
H管理値の関係について具体的に述べる。10%シュウ
酸カリウム水溶液100mlを0.5Mシュウ酸水溶液で
pH6.0に調整した。エッチャント試料として新液、
劣化液及びFe(OH)3 の析出した液を準備し、それ
ぞれ3.5gを精秤し、pH6.0に調整したシュウ酸
水溶液に添加し撹拌した。5分間溶液を撹拌した後液p
Hを測定した。
【0020】
【表1】
【0021】表1に測定結果を示す。表1より、エッチ
ャントにFe(OH)3 の析出がなく安定な状態である
のは、pH6.3までであり、またFe(OH)3 が析
出する状態は、pH6.7以上の時である。従って、エ
ッチャントをFe(OH)3の沈殿が析出しない液状態
に管理するには、エッチャントを添加したシュウ酸溶液
のpHを6.7未満に管理しなければならない。
ャントにFe(OH)3 の析出がなく安定な状態である
のは、pH6.3までであり、またFe(OH)3 が析
出する状態は、pH6.7以上の時である。従って、エ
ッチャントをFe(OH)3の沈殿が析出しない液状態
に管理するには、エッチャントを添加したシュウ酸溶液
のpHを6.7未満に管理しなければならない。
【0022】図2にエッチャントを添加したシュウ酸水
溶液への塩酸添加量とpH変化を示す。これにより、エ
ッチャントの管理すべき遊離塩酸状態をシュウ酸水溶液
中でのpH値で管理しておき、液の使用に伴い上昇する
pH値に対して添加すべき塩酸量を把握できる。
溶液への塩酸添加量とpH変化を示す。これにより、エ
ッチャントの管理すべき遊離塩酸状態をシュウ酸水溶液
中でのpH値で管理しておき、液の使用に伴い上昇する
pH値に対して添加すべき塩酸量を把握できる。
【0023】次に、上述したpH値でエッチャントを自
動管理する装置について説明する。エッチャント自動管
理装置では、シュウ酸水溶液とエッチャントを自動サン
プリングして、その混合溶液のpH値に基づき自動的に
適量の塩酸を添加して液管理する。図1にエッチャント
自動管理装置を示す。
動管理する装置について説明する。エッチャント自動管
理装置では、シュウ酸水溶液とエッチャントを自動サン
プリングして、その混合溶液のpH値に基づき自動的に
適量の塩酸を添加して液管理する。図1にエッチャント
自動管理装置を示す。
【0024】1はエッチャント稼働槽であり、これより
パイプ2を通じて供給されたエッチャント3は、スプレ
ー4から被エッチング材5に向けて噴射される。噴射後
のエッチャントは、エッチング液槽6の底部に溜まって
いるエッチャント7と混合し、混合したエッチャントは
パイプ8を通って再度エッチャント稼働槽1に戻って循
環する。エッチャントの液管理は、後述する遊離塩酸濃
度の他に、酸化還元電位(ORP)、比重といった管理
項目がある。この装置では、ORPは、エッチング液槽
6内のエッチャント7のORP測定値に応じて、塩素ガ
スボンベ9に接続された塩素ガス注入器10からエッチ
ャント稼働槽1内に注入する塩素ガスにより調整してい
る。また、比重は、エッチング液槽6内のエッチャント
7の比重測定値に応じて、水槽11からエッチャント稼
働槽1内に水を添加することにより調整している。な
お、エッチャント稼働槽1内のエッチャント不足分は、
エッチャント補充槽12より補充する。
パイプ2を通じて供給されたエッチャント3は、スプレ
ー4から被エッチング材5に向けて噴射される。噴射後
のエッチャントは、エッチング液槽6の底部に溜まって
いるエッチャント7と混合し、混合したエッチャントは
パイプ8を通って再度エッチャント稼働槽1に戻って循
環する。エッチャントの液管理は、後述する遊離塩酸濃
度の他に、酸化還元電位(ORP)、比重といった管理
項目がある。この装置では、ORPは、エッチング液槽
6内のエッチャント7のORP測定値に応じて、塩素ガ
スボンベ9に接続された塩素ガス注入器10からエッチ
ャント稼働槽1内に注入する塩素ガスにより調整してい
る。また、比重は、エッチング液槽6内のエッチャント
7の比重測定値に応じて、水槽11からエッチャント稼
働槽1内に水を添加することにより調整している。な
お、エッチャント稼働槽1内のエッチャント不足分は、
エッチャント補充槽12より補充する。
【0025】Fe(OH)3 の析出防止管理、すなわち
遊離塩酸濃度の液管理は、次のように行っている。シュ
ウ酸水溶液を収容するシュウ酸水溶液槽13を設け、こ
のシュウ酸水溶液槽13とエッチャント稼働槽1とから
シュウ酸水溶液とエッチャント試料をそれぞれ一定時間
置きに自動サンプリングし、パイプ14、15を通して
混合槽16に供給する。ここで混合し、その混合液をp
H計17でモニタし、pH管理値の範囲外となったら、
塩酸槽18から適量の塩酸をパイプ19を通して自動的
にエッチャント稼働槽3内のエッチャント3に添加す
る。このように、pH値を指標としてエッチャント3中
に添加すべき塩酸量を把握し、その把握に基づきエッチ
ャント稼働槽1中のエッチャント3に塩酸を自動的に添
加するようにしたので、エッチャントを安定な液状態に
自動管理することができる。
遊離塩酸濃度の液管理は、次のように行っている。シュ
ウ酸水溶液を収容するシュウ酸水溶液槽13を設け、こ
のシュウ酸水溶液槽13とエッチャント稼働槽1とから
シュウ酸水溶液とエッチャント試料をそれぞれ一定時間
置きに自動サンプリングし、パイプ14、15を通して
混合槽16に供給する。ここで混合し、その混合液をp
H計17でモニタし、pH管理値の範囲外となったら、
塩酸槽18から適量の塩酸をパイプ19を通して自動的
にエッチャント稼働槽3内のエッチャント3に添加す
る。このように、pH値を指標としてエッチャント3中
に添加すべき塩酸量を把握し、その把握に基づきエッチ
ャント稼働槽1中のエッチャント3に塩酸を自動的に添
加するようにしたので、エッチャントを安定な液状態に
自動管理することができる。
【0026】なお、混合槽16内のモニタ済の混合液は
廃液槽20に廃棄される。この廃液槽20には、エッチ
ャント稼働槽1のオーバーフローしたエッチャントも廃
棄される。
廃液槽20に廃棄される。この廃液槽20には、エッチ
ャント稼働槽1のオーバーフローしたエッチャントも廃
棄される。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、NaOHFによる滴定
操作することなく、Fe(OH)3 析出防止に対するエ
ッチャントの液状態を、シュウ酸水溶液とエッチャント
とを混合した溶液のpH値によって、容易にかつ精度良
く管理できる。
操作することなく、Fe(OH)3 析出防止に対するエ
ッチャントの液状態を、シュウ酸水溶液とエッチャント
とを混合した溶液のpH値によって、容易にかつ精度良
く管理できる。
【0028】また、本発明によれば、シュウ酸水溶液と
エッチャントとの混合溶液のpH値をモニタし、そのp
H値に応じて塩酸を添加するようにしたので、エッチャ
ントを安定な液状態に自動管理することができる。
エッチャントとの混合溶液のpH値をモニタし、そのp
H値に応じて塩酸を添加するようにしたので、エッチャ
ントを安定な液状態に自動管理することができる。
【図1】本発明の塩化第二鉄エッチャントの液管理方法
の実施例を説明するためのエッチャント自動管理装置を
示す概略図。
の実施例を説明するためのエッチャント自動管理装置を
示す概略図。
【図2】本実施例に係るエッチャントを添加したシュウ
酸水溶液への塩酸添加量とその溶液のpH値変化を示す
図。
酸水溶液への塩酸添加量とその溶液のpH値変化を示す
図。
1 エッチャント稼働槽 3 エッチャント 13 シュウ酸水溶液槽 16 混合槽 17 pH計 18 塩酸槽
Claims (3)
- 【請求項1】シュウ酸水溶液と塩化第二鉄エッチャント
とを混合し、その混合溶液のpH値で塩化第二鉄エッチ
ャントの遊離塩酸濃度を管理する塩化第二鉄エッチャン
トの液管理方法。 - 【請求項2】シュウ酸水溶液と塩化第二鉄エッチャント
とをサンプリングして混合し、その混合溶液のpH値を
モニタし、そのpH値に応じて塩化第二鉄エッチャント
に塩酸を添加する塩化第二鉄エッチャントの液管理方
法。 - 【請求項3】上記シュウ酸水溶液のpH値を6.0にし
た請求項1または2に記載の塩化第二鉄エッチャントの
液管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21274894A JPH0874073A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 塩化第二鉄エッチャントの液管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21274894A JPH0874073A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 塩化第二鉄エッチャントの液管理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0874073A true JPH0874073A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=16627774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21274894A Pending JPH0874073A (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 塩化第二鉄エッチャントの液管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0874073A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9885099B2 (en) | 2012-03-09 | 2018-02-06 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferritic stainless steel sheet |
-
1994
- 1994-09-06 JP JP21274894A patent/JPH0874073A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9885099B2 (en) | 2012-03-09 | 2018-02-06 | Nippon Steel & Sumikin Stainless Steel Corporation | Ferritic stainless steel sheet |
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