JP6383803B2 - 陽極酸化処理された材料の腐食を防止するための組成物及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、概して、腐食防止に関し、より具体的には、陽極酸化処理された材料の腐食を防止するための組成物及び方法に関する。

アルミニウムなどの様々な金属は、性能特性を向上させるために陽極酸化処理される。陽極酸化処理は、金属部分の表面上の酸化物被覆の厚みを生成し且つ／又は増大させる電気化学的（例えば、電解パッシベーション（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ））プロセスである。例えば、金属は、耐食性及び耐磨耗性を増大させるために一般に陽極酸化処理される。更に、陽極酸化処理された表面は、むき出しの金属表面よりも、塗料、下塗り塗料、及び接着剤に対してより優れた接着をもたらす。したがって、陽極酸化処理された構造物は、航空宇宙産業及び自動車産業においてなど、様々な工業用途で見出すことができる。

例えば、陽極酸化処理された金属は、典型的に、基板の表面上に酸化層又は被覆を含む。陽極酸化処理によって、非常に規則的で均一な被覆が生成されるが、被覆の中の微小な割れ目が腐食に至る場合がある。更に、被覆は、ｐＨ値が高い場合及び低い場合に化学溶解しやすく、被覆が剥離し、且つ基板が腐食する結果となる。例えば、酸化層は、概して、円柱状、細胞状、及び多孔性であり、孔によって下部の基板の腐食が促進され得る。したがって、孔（例えば、割れ目）の数を減少させること、酸化被覆の中に化学的により安定した化合物を挿入すること、又はその両方によって、酸化処理された金属の腐食の防止を試みる中で、様々な技法が開発されてきた。

一例として、開放孔は、陽極酸化処理した後に熱い二クロム酸塩溶液（ｄｉｃｈｒｏｍａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）などで密封され得る（例えば、水和封孔処理又は析出封孔処理（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｎｇ ｓｅａｌｉｎｇ）を通して）。密封工程を追加することにより、外部表面と基板との間の腐食性のイオン交換を可能にする多孔性及び介在経路（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ ｐａｔｈｗａｙ）が減少し、陽極処理された金属の耐食性が著しく改善され得る。しかしながら、熱い二クロム酸塩溶液は、取扱い及び廃棄において特別な注意を要する六価クロムを含む。

したがって、当業者は、陽極酸化処理された材料の腐食防止の分野において研究開発の努力を継続している。

１つの態様では、陽極酸化処理された材料の腐食を防止するための方法が提供される。この方法は、液体キャリア及びキャリア内で分散された導電性ナノ材料を含む組成物を陽極酸化処理された材料に適用するステップを含んでもよい。

別の態様では、液体キャリア及びキャリア内で分散された導電性ナノ材料を含む腐食防止組成物が提供される。

更に別の態様では、基板の酸化層などの陽極酸化処理された材料の腐食を防止するための開示された方法は、（１）液体キャリア及びキャリア内に分散された導電性ナノ材料を含む腐食組成物を陽極酸化処理された材料に適用するステップ、（２）腐食防止組成物が陽極酸化処理された材料上に滞留することを可能にするステップ、（３）材料から腐食防止組成物の余分な分量を除去するステップ、及び（４）腐食防止組成物を乾燥させるステップを含んでもよい。

更なる態様では、液体キャリア及び前記キャリア内で分散された導電性ナノ材料を含む腐食防止組成物を前記陽極酸化処理された材料に適用することを含む、陽極酸化処理された材料の腐食を防止するための方法が提供される。

有利には、陽極酸化処理された材料は、酸化層を有する基板を含み、前記適用するステップは、前記腐食防止組成物を前記酸化層に適用することを含む。

有利には、前記酸化層は、孔を含み、前記適用するステップの間に前記導電性ナノ材料が前記孔内に堆積される。

有利には、前記基板はアルミニウムを含む。

有利には、前記酸化層は酸化アルミニウムを含む。

有利には、前記適用するステップは、前記腐食防止組成物を前記陽極酸化処理された材料上へとブラッシングすることを含む。

有利には、この方法は、前記陽極酸化処理された材料から前記腐食防止組成物の余分な分量を除去することを更に含む。

任意選択的には、前記除去するステップは、ワイピング及び洗浄のうちの少なくとも１つを含む。

任意選択的には、前記除去するステップは、少なくとも３０分間の滞留時間の終了の後に行われる。

有利には、前記滞留時間は少なくとも６０分間である。

有利には、前記適用するステップは、前記陽極酸化処理された材料を前記腐食防止組成物内に浸すことを含む。

任意選択的には、この方法は、前記腐食防止組成物を乾燥させることを更に含む。

任意選択的には、この方法は、前記適用するステップに先立って、前記腐食防止組成物を１９０°Ｆと２００°Ｆの間の温度に加熱することを更に含む。

任意選択的には、前記腐食防止組成物は、前記適用するステップの間に絶えず撹拌される。

更なる態様では、液体キャリア及び前記キャリア内で分散された導電性ナノ材料を含む腐食防止組成物が提供される。

有利には、前記液体キャリアは、最大で７２ダイン／センチメートルの表面張力を含む。

有利には、前記液体キャリアは脱イオン水を含み、前記脱イオン水内の前記導電性ナノ材料の濃度は、約１グラム毎リットルから約１０グラム毎リットルの範囲である。

任意選択的に、前記液体キャリアは浸透溶液（ｐｅｎｅｔｒａｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を含み、前記浸透溶液と前記導電性ナノ材料との重量比は、約１２０：１から約３０：１の範囲である。

有利には、前記導電性ナノ材料は、ナノプレートレット、ナノチューブ、及びナノロッドのうちの少なくとも１つを含む。

有利には、前記導電性ナノ材料は、グラフェンナノプレートレットを含む。

開示された組成物の１つの態様及び陽極酸化処理された材料の腐食を防止するための方法は、以下の詳細な説明、添付の図面、及び添付の特許請求の範囲により、明らかになる。

開示された腐食防止組成物で処理された、陽極酸化処理された構造体の概略断面図である。 腐食を防止するための開示方法の１つの実施形態を示すフロー図である。 図３Ａ−Ｅは、陽極酸化処理されたアルミニウムのテストパネルの写真である。 １週間にわたって塩水噴霧（霧）試験の対象となった陽極酸化処理されたアルミニウムのテストパネルの写真である。 図５Ａ−Ｅは、３週間にわたって塩水噴霧（霧）試験の対象となった陽極酸化処理されたアルミニウムのテストパネルの写真である。 図６Ａ−Ｅは、５週間にわたって塩水噴霧（霧）試験の対象となった陽極酸化処理されたアルミニウムのテストパネルの写真である。 図７Ａ−Ｂは、６週間にわたって塩水噴霧（霧）試験の対象となった２つの陽極酸化処理されたアルミニウムのテストパネルの写真である。 図８Ａ−Ｅは、７週間にわたって塩水噴霧（霧）試験の対象となった陽極酸化処理されたアルミニウムのテストパネルの写真である。 図９Ａ−Ｅは、８週間にわたって塩水噴霧（霧）試験の対象となった陽極酸化処理されたアルミニウムのテストパネルの写真である。 図１０Ａ−Ｅは、１０週間にわたって塩水噴霧（霧）試験の対象となった陽極酸化処理されたアルミニウムのテストパネルの写真である。

以下の詳細な説明は、添付の図面に言及しているが、これら図面は本開示の特定の実施形態を図示する。異なる構造及び工程を有する他の実施形態も、本開示の範囲から逸脱するものではない。同様の参照番号は、別々の図面における同一の要素又は構成要素を表し得る。

導電性ナノ材料を、陽極酸化処理された金属の酸化層内の孔などの孔内に導入することは、腐食を防止し得ることが発見された。任意の特定の理論に制限されることなく、導電性ナノ材料は、酸化層の孔の内部に電気回路アレイを形成することができ、それにより、電気化学的腐食反応を促進し得る任意の局所化された電気的ノードが分散される。

図１は、本開示の１つの態様に従って、開示された腐食防止組成物で処理された陽極酸化処理された構造体（概して１０番で指定される）を示す。陽極酸化処理された構造体１０は、基板１２及び酸化層１４を含み得る。酸化層１４（例えば、陽極層）は、陽極酸化処理された構造体１０の外部表面１６（例えば、陽極処理された表面）を画定し得る。酸化層１４は、複数の孔２０を有する複数の円柱型セル１８を画定し得る。

基板１２は、酸化層１４を支持且つ／又は形成することが可能な任意の基板であってもよい。ある一般的で非限定的な例では、基板１２は、金属又は金属合金であってもよい。ある具体的で非限定的な例では、基板１２は、酸化アルミニウム層を形成することが可能なアルミニウム又はアルミニウム合金であってもよい。別の具体的で非限定的な例では、基板１２は、チタニウム、亜鉛、マグネシウム、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、タンタル、鉄、鋼、及びその合金であってもよい。

酸化層１４は、極めて硬く、非導電性の、優れた塗装用基部であり得る。例えば、陽極酸化処理されたアルミニウムは、増大した耐食性、増大した表面硬度、改善された潤滑特性、及び／又は改善された接着特性を有し得る。更に、酸化アルミニウム層は、非導電性であってもよく、染色（例えば、着色）を可能にし得る。

酸化層１４は、任意の適切な方法によって基板１２上に形成され得る。例えば、陽極酸化処理された酸化アルミニウム層は、アルミニウム基板が陽極（例えば、正電極）として機能する状態で、電解質溶液に直流を通すことによって成長し得る。電流によって、陰極（例えば、負電極）で水素が放出され、且つアルミニウム基板の表面で酸素が放出され得る。それにより、酸化アルミニウム層の積層が築かれる。

導電性ナノ材料２２は、本明細書でより詳しく説明されるように、陽極酸化処理された構造体１０（例えば、酸化層１４によって画定された外面１６）が、開示された腐食防止組成物で処理（例えば、密封）された後、酸化層１４の孔２０の中に位置決めされ得る。酸化層１４の孔２０の中に受け入れられた導電性ナノ材料２２は、下部の基板１２の腐食を防止し得る。

導電性ナノ材料２２は、電気を伝導し、且つ１０００ｎｍ未満の少なくとも１つの寸法（例えば、幅、直径、厚み）を有する、任意の材料又は材料の組み合わせを含み得る。導電性ナノ材料２２は、不活性であり、様々な形態、大きさ、及び伝導率を含み得る。導電性ナノ材料２２は、酸化層１４（例えば、陽極酸化処理された酸化アルミニウム層）の孔２０の中に導入且つ保持され、（例えば、腐食は電気化学事象であるために）くぼみへと発展し得る任意の局所化された電流を分散させるように作用し得る。

１つの表現では、導電性ナノ材料２２の少なくとも一部は、約１から約５００ナノメートルの範囲内の少なくとも１つの寸法を有してもよい。別の表現では、導電性ナノ材料２２の少なくとも一部は、約１から約１００ナノメートルの範囲内の少なくとも１つの寸法を有してもよい。別の表現では、導電性ナノ材料２２の少なくとも一部は、約１から約５０ナノメートルの範囲内の少なくとも１つの寸法を有してもよい。更に別の表現では、導電性ナノ材料２２の少なくとも一部は、約１から約１０ナノメートルの範囲内の少なくとも１つの寸法を有してもよい。

更に図１を参照すると、当業者であれば、開示された腐食防止組成物で使用される導電性ナノ材料２２の大きさ及び導電性は、導電性ナノ材料２２が導入されることを意図されている孔２０の大きさによって規定され得ることを理解されよう。例えば、より小さい孔２０は、十分に高い導電性を有する、より微小な導電性ナノ材料２２を使用することを必要とする場合がある。別の例として、より大きい孔２０は、十分に高い導電性を有する、より大きい導電性ナノ材料２２を使用することを必要とする場合がある。

様々な組成物を使用することができるため、導電性ナノ材料２２の組成は、限定的ではない場合がある。例えば、導電性ナノ材料２２は、カーボンナノ材料（例えば、グラフェンナノ材料）、カーバイドナノ材料などを含んでもよい。

様々なナノ材料構造体が使用され得る。例えば、導電性ナノ材料２２は、ナノプレートレット、ナノチューブ、ナノロッド、ナノワイヤ、ナノ粒子、ナノ粉末、ナノファイバー、ナノフィラメントなどを含んでもよい。

開示された腐食防止組成物は、導電性ナノ材料２２用のキャリアを含んでもよい。導電性ナノ材料２２は、キャリアと導電性ナノ材料２２の混合物を撹拌することなどによって、キャリア内に分散され得る。分散剤などの追加の成分は、本開示の範囲を逸脱しない限り、腐食防止組成物に含まれてもよい。

キャリアは、導電性ナノ材料２２を運搬及び／又は浮遊させ、且つ導電性ナノ材料２２を基板１２の表面上に分散させるのに適切な任意の流体であってもよい。キャリアに対する導電性ナノ材料２２の濃度は、有効な量の導電性ナノ材料２２を孔２０の内部に供給するために十分に高くなければならないが、腐食防止組成物の流動性に干渉するほど高くてはならない。

例えば、キャリアと導電性ナノ材料２２は、様々な濃度で混合され得るが、依然として導電性ナノ材料２２が陽極酸化処理された構造体１０の酸化層１４の孔２０の中へと供給され得る。１つの実装形態では、キャリアに対する導電性ナノ材料２２の濃度は、約１グラム毎リットルから約１０グラム毎リットルの範囲であってもよい。別の実装形態では、キャリアに対する導電性ナノ材料２２の濃度は、約２グラム毎リットルから約５グラム毎リットルの範囲であってもよい。更に別の実装形態では、キャリアに対する導電性ナノ材料２２の濃度は、約５グラム毎リットルであってもよい。

別の例としては、キャリアと導電性ナノ材料２２は、様々な重量比で混合され得るが、依然として導電性ナノ材料２２が陽極酸化処理された構造体１０の酸化層１４の孔２０の中へと供給され得る。１つの実装形態では、キャリアと導電性ナノ材料２２との重量比は、約１２０：１から約３０：１の範囲であってもよい。別の実装形態では、キャリアと導電性ナノ材料２２との重量比は、約１００：１から約５０：１の範囲であってもよい。別の実装形態では、キャリアと導電性ナノ材料２２との重量比は、約８０：１から約６０：１の範囲であってもよい。更に別の実装形態では、キャリアと導電性ナノ材料２２との重量比は、約６０：１であってもよい。

１つの実装形態では、キャリアは、液体であってもよく、酸化層１４内のより大きな孔２０（例えば、直径約１５０ｎｍよりも大きい孔）などの比較的大きい割れ目にキャリアが浸透することを可能にするのに適切な表面張力を有し得る。１つの認識において、キャリアは、約４０ダイン／センチメートルと約７２ダイン／センチメートルの間の表面張力を有してもよい。別の実装形態では、キャリアは、液体であってもよく、酸化層１４内のより小さな孔２０（例えば、直径約１０−１５０ｎｍの間の孔）などの比較的小さい割れ目にキャリアが浸透することを可能にする比較的低い表面張力を有し得る。１つの認識において、キャリアは、最大で約３５ダイン／センチメートルの表面張力を有してもよい。別の認識において、キャリアは、最大で約３０ダイン／センチメートルの表面張力を有してもよい。別の認識において、キャリアは、最大で約２５ダイン／センチメートルの表面張力を有してもよい。更に別の認識において、キャリアは、最大で約２０ダイン／センチメートルの表面張力を有してもよい。

当業者であれば、孔２０の大きさは、限定されないが、溶液濃度、溶液温度、溶液密度などの様々な陽極酸化処理特性に左右され得ることを理解されよう。

所望の表面張力を達成するために様々なキャリア組成物が利用され得る。キャリアは、所望の表面張力を達成するために単一の液体成分又は液体成分の混合物を含んでもよい。例えば、キャリアは、脱イオン水などの水であってもよく、又はそれを含んでもよい。キャリアは、エトキシル化アルコールなどの界面活性剤であってもよく、又はそれを含んでもよい。

ある一般的で非限定的な例では、キャリアは、染料浸透検査を実行するために使用される液状浸透溶液（ｌｉｑｕｉｄ ｐｅｎｅｔｒａｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）などの液状浸透溶液であってもよく、又はそれを含んでもよい。ある具体的で非限定的な例では、キャリアは、カリフォルニア州サウスゲートのＳｈｅｒｗｉｎ， Ｉｎｃ．から市販されているＨＭ−７０７蛍光性浸透溶液（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ ｐｅｎｅｔｒａｎｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）であってもよく、又はそれを含んでもよい。当業者であれば、キャリア内に染料を含有することは任意であることを理解されよう。

図２を参照すると、陽極酸化処理された材料の腐食を防止するための方法１００が更に開示されている。陽極酸化処理された材料は、図１で示された陽極酸化処理された構造体１０などの陽極酸化処理された構造体であってもよく、複数の孔２０を含む酸化層１４を有する基板１２を含み得る。

ブロック１０２では、開示された腐食防止組成物が材料に適用され得る。例えば、開示された腐食防止組成物は、図１で示された陽極酸化処理された構造体１０の外部表面１６に適用され得る。

開示された腐食防止組成物を材料（例えば、陽極酸化処理された構造体１０）に適用するために様々な技法を使用してもよい。１つの非限定的な例として、開示された腐食防止組成物は、材料へとワイピング及び／又はブラッシングされてもよい。例えば、開示された腐食防止組成物は、陽極酸化処理された構造体１０の外部表面１６（例えば、酸化層１４）上に塗布されてもよい。別の非限定的な例として、開示された腐食防止組成物は、材料上に噴霧されてもよい。更に別の非限定的な例として、材料を開示された腐食防止組成物内に浸して（例えば、漬けて）もよい。

ブロック１０４では、開示された腐食防止組成物は、材料上に滞留することが可能になり得る。１つの非限定的な例として、開示された腐食防止組成物は、材料上に少なくとも５分間滞留してもよい。別の非限定的な例として、開示された腐食防止組成物は、材料上に少なくとも１５分間滞留してもよい。別の非限定的な例として、開示された腐食防止組成物は、材料上に少なくとも３０分間滞留してもよい。別の非限定的な例として、開示された腐食防止組成物は、材料上に少なくとも１時間滞留してもよい。更に別の非限定的な例として、開示された腐食防止組成物は、材料上に少なくとも５分間、且つ最大で２時間滞留してもよい。

ブロック１０６では、開示された腐食防止組成物の余分な分量が材料から除去され得る。例えば、開示された腐食防止組成物の余分な分量は、図１で示された陽極酸化処理された構造体１０の外部表面１６から除去され得る。除去するステップ（ブロック１０６）は、滞留するステップ（ブロック１０４）の後で実行されてもよいが、滞留するステップを行なわずに除去すること、及び滞留するステップの前に除去することの両方が更に考慮されている。

開示された腐食防止組成物の余分な分量を材料から除去するために様々な技法を使用してもよい。１つの非限定的な例として、開示された腐食防止組成物の余分な分量は、きれいで乾燥した拭き取り繊維（例えば、チーズクロス、ペーパータオル、布タオル、ぼろ切れ）で拭き取ってもよい。別の非限定的な例として、開示された腐食防止組成物の余分な分量は、湿らせた（例えば、水で湿らせたり、溶媒で湿らせたりした）拭き取り繊維で別の拭き取りを行った後（例えば、直後）に乾燥した拭き取り繊維で拭き取ってもよい。別の非限定的な例として、開示された腐食防止組成物の余分な分量は、湿らせた（例えば、アセトンで湿らせた）拭き取り繊維で拭き取ってもよい。更に別の非限定的な例として、開示された腐食防止組成物の余分な分量は、（例えば、水噴霧又はスポンジで）洗い流してもよい。

ブロック１０８では、材料上の開示された腐食防止組成物は、乾燥され得る。１つの非限定的な例として、乾燥は、十分な時間（例えば、２４時間）室温で行われてもよい。別の非限定的な例として、乾燥は、オープンなどの高温環境で行われてもよい。

実施例
実施例１：
（腐食防止組成物）
第１の腐食防止組成物は、脱イオン水のリットル毎に５グラムのグラフェンナノプレートレットの濃度で、脱イオン水と産業品質のグラフェンナノプレートレット（２から１０ｎｍの厚み）を組み合わせる（例えば、混合する）ことによって調製された。混合物は、絶えず撹拌された（例えば、かき混ぜられた）。

実施例２
（腐食防止組成物）
第２の腐食防止組成物は、６０：１（浸透溶液対グラフェンナノプレートレット）の重量比で、ＨＭ−７０７蛍光性浸透溶液（Ｓｈｅｒｗｉｎ， Ｉｎｃ．）と産業品質のグラフェンナノプレートレット（２から１０ｎｍの厚み）を組み合わせることによって調製された。混合物は、絶えず撹拌された。

実施例３
（塩霧試験）
１５枚の同一の陽極酸化処理された２０２４−Ｔ３ベアアルミニウムのテストパネルが試験用に入手された。すべてのパネルは、最初にアルカリ洗浄されて還元された。水洗いした後、パネルは、陽極酸化処理タンク内に配置され、電流が、１９ボルトに達するまで毎分４ボルトの速度で上昇した。電圧は、３５分間１９ボルトで維持された。次いで、パネルが取り外されて水洗いされた。本明細書で以下でより詳しく説明されるように、３つのパネルが、それぞれのポスト陽極酸化密封処理（ｐｏｓｔ−ａｎｏｄｉｚｅｄ ｓｅａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）に対して使用された。

パネルＣ１、Ｃ２、及びＣ３（集合的にパネルのＣシリーズと呼ぶ）が、熱い二クロム酸塩溶液（１９０°Ｆと２００°Ｆの間）内に浸され、第２のコントロールとして取っておかれた。図３Ａは、熱い二クロム酸塩を適用した後のＣシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。

パネルＷ１、Ｗ２、及びＷ３（集合的にパネルのＷシリーズと呼ぶ）が、熱い脱イオン水（１９０°Ｆと２００°Ｆの間）内に浸され、第１のコントロールとして取っておかれた。図３Ｂは、熱い脱イオン水を適用した後のＷシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。

パネルＨ１、Ｈ２、及びＨ３（集合的にパネルのＨシリーズと呼ぶ）が、実施例１の腐食防止組成物の熱い溶液（１９０°Ｆと２００°Ｆの間）内に浸された。図３Ｃは、実施例１の熱い腐食防止組成物を適用した後のＨシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。

パネルＲ１、Ｒ２、及びＲ３（集合的にパネルのＲシリーズと呼ぶ）が、実施例１の腐食防止組成物の室温の溶液（６４°Ｆと７５°Ｆの間）内に浸された。図３Ｄは、実施例１の室温の腐食防止組成物を適用した後のＲシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。

パネルＳ１、Ｓ２、及びＳ３（集合的にパネルのＳシリーズと呼ぶ）が、実施例２の腐食防止組成物の溶液でワイピング（ペイントブラシを用いてブラッシング）された。１時間の滞留時間の後、パネルＳ１−Ｓ３が、きれいで乾燥したチーズクロスでワイピングされた。アセトンで湿らせたきれいなチーズクロスを用いて２度目のワイピングが続いた。図３Ｅは、実施例２の腐食防止組成物を適用した後のＳシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。

１５枚のテストパネル（パネルＷ１−Ｗ３、パネルＣ１−Ｃ３、パネルＨ１−Ｈ３、パネルＲ１−Ｒ３、及びパネルＳ１−Ｓ３）が、ＡＳＴＭ Ｂ１１７に従って、中性塩霧チャンバ（ｎｅｕｔｒａｌ ｓａｌｔ ｆｏｇ ｃｈａｍｂｅｒ）内に配置される前に２４時間寝かされた。パネルが観察され、Ｗシリーズのパネル、Ｃシリーズのパネル、Ｈシリーズのパネル、Ｒシリーズのパネル、及びＳシリーズのパネルの代表的な写真が、１週間、３週間、５週間、６週間、７週間、８週間、及び１０週間の塩霧曝露の後で撮影された。

図４は、１週間の塩霧曝露の後のＷシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。１週間の塩霧曝露の後、Ｗシリーズのパネル（熱水で処理されたパネルＷ１−Ｗ３）は、図４で示されているように、特に中央領域の周りで腐食の兆候を示し始めている。２週間の塩霧曝露の後、Ｗシリーズのパネルは、点食を示した。

図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、及び５Ｅは、それぞれ、３週間の塩霧曝露の後のＷシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｃシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｈシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｒシリーズのパネルのうちの１つのパネル、及びＳシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。

図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、及び６Ｅは、それぞれ、５週間の塩霧曝露の後のＷシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｃシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｈシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｒシリーズのパネルのうちの１つのパネル、及びＳシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。５週間の塩霧曝露の後、Ｈシリーズのパネル（実施例１の熱い腐食防止組成物で処理されたパネルＨ１−Ｈ３）、Ｒシリーズのパネル（実施例１の室温の腐食防止組成物で処理されたパネルＲ１−Ｒ３）、及びＳシリーズのパネル（実施例２の腐食防止組成物で処理されたパネルＳ１−Ｓ３）は、続けて試験に合格した。このことは、ＭＩＬ−Ａ−８６２５の要件（すなわち、テストパネルは２週間の中性塩水噴霧に耐えなければならない）を遥かに超える。開示された腐食防止組成物で処理されたＨシリーズのパネル、Ｒシリーズのパネル、及びＳシリーズのパネルは、Ｗシリーズのパネル（熱水で処理されたパネルＷ１−Ｗ３）よりも著しく少ない腐食を示し、Ｃシリーズのパネル（二クロム酸塩で処理されたパネルＣ１−Ｃ３）と似たような腐食防止を示した。

図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、６週間の塩霧曝露の後のＲシリーズのパネルのうちの１つのパネル、及びＣシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。

図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、及び６Ｅは、それぞれ、７週間の塩霧曝露の後のＷシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｃシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｈシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｒシリーズのパネルのうちの１つのパネル、及びＳシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。７週間の塩霧曝露の後、Ｈシリーズのパネルは、図８Ｃで示されているように、腐食を示し始めた（すなわち、故障し始めた）。

図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、及び９Ｅは、それぞれ、８週間の塩霧曝露の後のＷシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｃシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｈシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｒシリーズのパネルのうちの１つのパネル、及びＳシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。８週間の塩霧曝露の後、Ｗシリーズのパネル、Ｈシリーズのパネル、及びＲシリーズのパネルは、図９Ａ、９Ｃ、及び９Ｄでそれぞれ示されたように、点食（すなわち、故障）を示した。８週間の塩霧曝露の後、Ｃシリーズのパネル及びＳシリーズのパネルは、図９Ｂ及び図９Ｅでぞれぞれ示されているように、ＭＩＬ−Ｃ−８６２５に従って、続けて試験に合格した。

図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、及び１０Ｅは、それぞれ、１０週間の塩霧曝露の後のＷシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｃシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｈシリーズのパネルのうちの１つのパネル、Ｒシリーズのパネルのうちの１つのパネル、及びＳシリーズのパネルのうちの１つのパネルを示す。１０週間の塩霧曝露の後、Ｃシリーズのパネル及びＳシリーズのパネルは、図１０Ｂ及び図１０Ｅでぞれぞれ示されているように、ＭＩＬ−Ｃ−８６２５に従って、続けて試験に合格した。

したがって、開示された腐食防止組成物及び腐食を防止するための方法は、有利には、陽極酸化処理されたアルミニウムなどの陽極酸化処理された構造体の腐食を防止し得る。更に、開示された実施例は、陽極酸化処理された構造体の酸化層を密封するために導電性ナノ材料（例えば、グラフェンナノ材料）を腐食防止組成物として使用することによって、六価クロムを使用することなく、ＭＩＬ要件を超え得ることを示す。

開示された組成物及び陽極酸化処理された構造体の腐食を防止するための方法の様々な態様が示され説明されてきたが、当業者であれば、本明細書を読めば修正を想起し得るであろう。本出願は、かかる修正を含み、特許請求の範囲によってのみ限定される。?

Claims (18)

1. 陽極酸化処理された材料の腐食を防止するための方法であって、前記陽極酸化処理された材料は酸化層を有する基板を含み、前記酸化層は孔を含み且つ外部表面を画定し、前記方法は、
   液体キャリア、及び
   前記液体キャリア内で分散された導電性カーボンナノ材料であって、ナノプレートレット、ナノチューブ及びナノロッドのうちの少なくとも１つを含む導電性カーボンナノ材料
   を含む腐食防止組成物を前記酸化層上へとブラッシングして、前記腐食防止組成物を前記酸化層に直接適用することと、
   前記腐食防止組成物の余分な分量を前記外部表面から除去することと
   を含む、方法。
2. 陽極酸化処理された材料の腐食を防止するための方法であって、前記陽極酸化処理された材料は酸化層を有する基板を含み、前記酸化層は孔を含み且つ外部表面を画定し、前記方法は、
   液体キャリア、及び
   前記液体キャリア内で分散された導電性カーボンナノ材料であって、ナノプレートレット、ナノチューブ及びナノロッドのうちの少なくとも１つを含む導電性カーボンナノ材料
   を含む腐食防止組成物を１９０°Ｆから２００°Ｆの間の温度に加熱することと、
   前記陽極酸化処理された材料を前記腐食防止組成物内に浸して、前記腐食防止組成物を前記酸化層に直接適用することと、
   前記腐食防止組成物の余分な分量を前記外部表面から除去することと
   を含む、方法。
3. 前記基板がアルミニウムを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記酸化層が酸化アルミニウムを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記除去するステップが、ワイピング及び洗浄のうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の方法。
6. 前記除去するステップが、少なくとも３０分間の滞留時間の終了の後に行われる、請求項１又は２に記載の方法。
7. 前記滞留時間が少なくとも６０分間である、請求項６に記載の方法。
8. 前記腐食防止組成物を前記酸化層に適用した後、前記腐食防止組成物を乾燥させることを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
9. 前記腐食防止組成物が、前記適用するステップの間に絶えず撹拌される、請求項１又は２に記載の方法。
10. 前記液体キャリアがエトキシル化アルコールを含む、請求項１又は２に記載の方法。
11. 前記液体キャリアが、最大で３５ダイン／センチメートルの表面張力を含む、請求項１又は２に記載の方法。
12. 前記液体キャリアが、最大で２５ダイン／センチメートルの表面張力を含む、請求項１又は２に記載の方法。
13. 前記導電性カーボンナノ材料がグラフェンナノプレートレットを含む、請求項１又は２に記載の方法。
14. 前記グラフェンナノプレートレットが、２ナノメートルから１０ナノメートルの厚みを有する、請求項１３に記載の方法。
15. 前記液体キャリアが脱イオン水を含む、請求項１又は２に記載の方法。
16. 前記液体キャリアと前記導電性カーボンナノ材料との重量比が、１２０：１から３０：１の範囲である、請求項１又は２に記載の方法。
17. 前記導電性カーボンナノ材料が、前記液体キャリア１リットルあたり１〜１０グラムの範囲の濃度で前記液体キャリア中に分散されている、請求項１又は２に記載の方法。
18. 前記導電性カーボンナノ材料が、前記液体キャリア１リットルあたり２〜５グラムの範囲の濃度で前記液体キャリア中に分散されている、請求項１又は２に記載の方法。