JPH0999273A - ターボ形機関の非汚染性被覆膜 - Google Patents
ターボ形機関の非汚染性被覆膜Info
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- JPH0999273A JPH0999273A JP8139361A JP13936196A JPH0999273A JP H0999273 A JPH0999273 A JP H0999273A JP 8139361 A JP8139361 A JP 8139361A JP 13936196 A JP13936196 A JP 13936196A JP H0999273 A JPH0999273 A JP H0999273A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械装置、特にターボ機関における汚れを防
止するための多層膜コーティングとそのコーティングを
施すための方法を提供するためである。 【解決手段】 金属表面に接触していて、無機燐酸塩
を含む接着性の犠牲的セラミックの硬化処理された第１
の層と、前記第１層と接触していて、無機燐酸塩または
珪酸塩のバインダーを含み、非導電性であってかつ非犠
牲的である、硬化処理された第２の層と、熱的に安定な
有機ポリマーのシーラーを備え、硬化処理された最上層
とからなる汚れ防止のコーティングである。
止するための多層膜コーティングとそのコーティングを
施すための方法を提供するためである。 【解決手段】 金属表面に接触していて、無機燐酸塩
を含む接着性の犠牲的セラミックの硬化処理された第１
の層と、前記第１層と接触していて、無機燐酸塩または
珪酸塩のバインダーを含み、非導電性であってかつ非犠
牲的である、硬化処理された第２の層と、熱的に安定な
有機ポリマーのシーラーを備え、硬化処理された最上層
とからなる汚れ防止のコーティングである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ターボ機関装置の
効率を劣化させる汚れを抑制するコーティングに関す
る。
効率を劣化させる汚れを抑制するコーティングに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ターボ機関装置は、運動している流体
（空気、燃焼ガス、水、水蒸気など）からエネルギーを
引き出し、あるいはこれらの流体にエネルギーを与える
ものである。ある条件下ではターボ機関装置を通過する
流体から固体物質が堆積することがある。少なくとも、
一般には汚れ（ファウリング）と呼ばれるこれらの堆積
物は空気力学的な表面を粗くして効率を劣化させる。極
端な場合には、汚れ堆積物が内部通路に充満して流れを
詰まらせる程に成長することがある。
（空気、燃焼ガス、水、水蒸気など）からエネルギーを
引き出し、あるいはこれらの流体にエネルギーを与える
ものである。ある条件下ではターボ機関装置を通過する
流体から固体物質が堆積することがある。少なくとも、
一般には汚れ（ファウリング）と呼ばれるこれらの堆積
物は空気力学的な表面を粗くして効率を劣化させる。極
端な場合には、汚れ堆積物が内部通路に充満して流れを
詰まらせる程に成長することがある。
【０００３】装置を汚すこれら堆積物の精確な性質は、
ガス流の組成によって変わる。たとえば炭化水素ガスを
扱う装置内には有機ポリマーが堆積し、一方、湿り水蒸
気で働くターボ機関装置内には無機質の殻が形成され
る。いずれの場合も、ガス流に対する摩擦の増加と流路
断面積の減少とエアフォイル上の圧力分布のランダムな
変化という三つの基本的なメカニズムによって、効率は
低下する。
ガス流の組成によって変わる。たとえば炭化水素ガスを
扱う装置内には有機ポリマーが堆積し、一方、湿り水蒸
気で働くターボ機関装置内には無機質の殻が形成され
る。いずれの場合も、ガス流に対する摩擦の増加と流路
断面積の減少とエアフォイル上の圧力分布のランダムな
変化という三つの基本的なメカニズムによって、効率は
低下する。
【０００４】重合は、化学工業及び石油化学工業のプロ
セスで炭化水素をポンピングする遠心圧縮機を害する汚
れの一種である。これらの化学圧縮機は、大規模化学プ
ロセスにとって限界となるまでの体積と圧力と温度でガ
スを送りだす。
セスで炭化水素をポンピングする遠心圧縮機を害する汚
れの一種である。これらの化学圧縮機は、大規模化学プ
ロセスにとって限界となるまでの体積と圧力と温度でガ
スを送りだす。
【０００５】遠心圧縮機は、羽根付きインペラーを用い
てガスに働きかける。回転インペラーはプロセスガスに
遠心力を作用させて接線方向・半径方向両方の速度を増
加させる。それから速度の接線方向成分は、ダイアフラ
ムの拡散通路の圧力増加に変換される。多段遠心圧縮機
の重要な空気力学的個別要素には、入口ノズル、入口案
内翼、インペラー、ラジアル・ディフューザー、リター
ン・チャンネル、コレクター渦巻き、吐出ノズルなどが
ある。
てガスに働きかける。回転インペラーはプロセスガスに
遠心力を作用させて接線方向・半径方向両方の速度を増
加させる。それから速度の接線方向成分は、ダイアフラ
ムの拡散通路の圧力増加に変換される。多段遠心圧縮機
の重要な空気力学的個別要素には、入口ノズル、入口案
内翼、インペラー、ラジアル・ディフューザー、リター
ン・チャンネル、コレクター渦巻き、吐出ノズルなどが
ある。
【０００６】入口ノズルは、第１段インペラーに流れを
一様に分配する入口案内翼にガス流を加速しながら送り
込む。回転インペラーは、ダイアフラムという固定要素
で作られたディフーザーの中にガスを押し込む。ディフ
ューザーは、ガス速度を減速してガス流の運動エネルギ
ーをより高い圧力に変換する。ガスはディフューザーの
中をらせん状に流れるから、次のインペラー段に入る前
にガス流を真っ直ぐにする必要がある。これは、ダイア
フラム組立の部分でもあるリターン・チャンネル・ヴェ
ーン（戻り管路羽根）を使って行われる。そこで起こる
圧力上昇のためにダイアフラムは、構造的構成要素にな
ると同時に空気力学的要素にもなるということに注目す
べきである。コレクター渦巻きと吐出ノズルは、吐出に
先立ってガス速度を減速する。
一様に分配する入口案内翼にガス流を加速しながら送り
込む。回転インペラーは、ダイアフラムという固定要素
で作られたディフーザーの中にガスを押し込む。ディフ
ューザーは、ガス速度を減速してガス流の運動エネルギ
ーをより高い圧力に変換する。ガスはディフューザーの
中をらせん状に流れるから、次のインペラー段に入る前
にガス流を真っ直ぐにする必要がある。これは、ダイア
フラム組立の部分でもあるリターン・チャンネル・ヴェ
ーン（戻り管路羽根）を使って行われる。そこで起こる
圧力上昇のためにダイアフラムは、構造的構成要素にな
ると同時に空気力学的要素にもなるということに注目す
べきである。コレクター渦巻きと吐出ノズルは、吐出に
先立ってガス速度を減速する。
【０００７】炭化水素をポンピングする遠心圧縮機の空
力的ハードウエアの重合汚れは、運転効率と部品の信頼
性を低下させる。この問題は何年も前から知られていた
が、このことを理解してその影響を最小限にする方法を
工夫しようとする努力はあまりされていない。注意を引
かなかった主な理由は恐らく、通常、汚れだけでは破局
的な機械の故障あるいは予期しない休止時間には至らな
いということと、また堆積したポリマーを取り除いて部
品を清掃し、元の運転状態に近くまで戻して運転を再開
するという保守の間隔を短くすることによって処理でき
るということとによるのである。このような運転状況で
は効率の損失を招くことになる。
力的ハードウエアの重合汚れは、運転効率と部品の信頼
性を低下させる。この問題は何年も前から知られていた
が、このことを理解してその影響を最小限にする方法を
工夫しようとする努力はあまりされていない。注意を引
かなかった主な理由は恐らく、通常、汚れだけでは破局
的な機械の故障あるいは予期しない休止時間には至らな
いということと、また堆積したポリマーを取り除いて部
品を清掃し、元の運転状態に近くまで戻して運転を再開
するという保守の間隔を短くすることによって処理でき
るということとによるのである。このような運転状況で
は効率の損失を招くことになる。
【０００８】圧縮機の汚れ問題に当てはまるように、重
合ということがよく理解されていないのである。知られ
ているのは、プロセスガスに本来つきものの炭化水素、
あるいは圧縮工程で形成される炭化水素が部品のベース
金属に強固に固着してその機械の重大な性能劣化をもた
らすことがあるということである。この種の堆積物は、
炭化水素処理に使われる圧縮機とか、コークス・ガス・
ブロアとか、ガスが高温高圧の条件下で十分な量の炭化
水素を含んでいるその他の装置とかに見られてきた。
合ということがよく理解されていないのである。知られ
ているのは、プロセスガスに本来つきものの炭化水素、
あるいは圧縮工程で形成される炭化水素が部品のベース
金属に強固に固着してその機械の重大な性能劣化をもた
らすことがあるということである。この種の堆積物は、
炭化水素処理に使われる圧縮機とか、コークス・ガス・
ブロアとか、ガスが高温高圧の条件下で十分な量の炭化
水素を含んでいるその他の装置とかに見られてきた。
【０００９】重合ないし汚れにとって決定的と見られる
要因としては：温度に関しては通常、およそ１９４°Ｆ
（９０°Ｃ）以上で重合が起き、圧力に関しては汚れの
程度は圧力レベルに比例し、表面仕上げに関しては表面
が滑らかであるほど部品の汚れは少なくなる傾向があ
り、ガス組成に関しては汚れはそのプロセス中に反応し
うる炭化水素の濃度（入口ガス）に比例する。
要因としては：温度に関しては通常、およそ１９４°Ｆ
（９０°Ｃ）以上で重合が起き、圧力に関しては汚れの
程度は圧力レベルに比例し、表面仕上げに関しては表面
が滑らかであるほど部品の汚れは少なくなる傾向があ
り、ガス組成に関しては汚れはそのプロセス中に反応し
うる炭化水素の濃度（入口ガス）に比例する。
【００１０】一般に汚れは遠心圧縮機に多くの有害な影
響を及ぼす。その一つは、ローター上への材料の堆積で
ある。この堆積は、徐々に大きくなる不均衡をもたら
し、遂には振動の許容限界を超えて装置が運転停止する
事態を招くことがある。大きくバランスを崩したロータ
ーで運転していると、部品の疲労の原因となり、部品寿
命を縮めることにもなる。汚れは、ローターと固定部品
との間の軸方向および半径方向の隙間を狭めることでも
知られ、これはインペラーとラビリンスシールとに大き
な損傷を与える磨耗の原因となる。
響を及ぼす。その一つは、ローター上への材料の堆積で
ある。この堆積は、徐々に大きくなる不均衡をもたら
し、遂には振動の許容限界を超えて装置が運転停止する
事態を招くことがある。大きくバランスを崩したロータ
ーで運転していると、部品の疲労の原因となり、部品寿
命を縮めることにもなる。汚れは、ローターと固定部品
との間の軸方向および半径方向の隙間を狭めることでも
知られ、これはインペラーとラビリンスシールとに大き
な損傷を与える磨耗の原因となる。
【００１１】このようなタイプの汚れ劣化は、進行性の
堆積物形成では一般的である。これらの問題の改善に関
連する費用は、比較的長期間の運転ののちに明らかにな
る。
堆積物形成では一般的である。これらの問題の改善に関
連する費用は、比較的長期間の運転ののちに明らかにな
る。
【００１２】しかしながら重合汚れは、効率低下が非常
に速くて時には運転開始後ほんの数カ月で発生するほど
急速に発生することもある。こういう場合には、堆積物
の最も激しい成長は、運転開始後最初の５０〜２００時
間の内に発生する。こういう堆積物は、回転部品だけで
なく固定した流路部品にも影響を及ぼす。この問題を改
善しようとする従来の試みは、汚れに関して最も疑わし
いと見られていたディフューザーとリターン・チャンネ
ルと固定流路部品とに限られていた。回転部品は、回転
によって堆積物に与えられる動的な力のために汚れへの
関与はより少ないであろうという仮定に立っていた。更
に設計的にも固定流路部品は回転部品より表面がやや粗
く、これが堆積物の形成に関して更に疑わしくしてい
た。
に速くて時には運転開始後ほんの数カ月で発生するほど
急速に発生することもある。こういう場合には、堆積物
の最も激しい成長は、運転開始後最初の５０〜２００時
間の内に発生する。こういう堆積物は、回転部品だけで
なく固定した流路部品にも影響を及ぼす。この問題を改
善しようとする従来の試みは、汚れに関して最も疑わし
いと見られていたディフューザーとリターン・チャンネ
ルと固定流路部品とに限られていた。回転部品は、回転
によって堆積物に与えられる動的な力のために汚れへの
関与はより少ないであろうという仮定に立っていた。更
に設計的にも固定流路部品は回転部品より表面がやや粗
く、これが堆積物の形成に関して更に疑わしくしてい
た。
【００１３】また別の種類の汚れが蒸気タービンを悩ま
せている。この種の装置は、外部エネルギー源（ボイラ
ーまたはプロセス容器）から供給される水蒸気から仕事
を引き出す。非常な高圧の下で過熱された水蒸気は、タ
ービンに入り、可動エアフォイルと固定エアフォイル
（ブレードとベーン）の上を通過するときコントロール
されながら膨張する。膨張する水蒸気の力がブレードを
回転させて仕事をする。水蒸気が膨張するにつれて水蒸
気の温度と圧力は、タービンの後段で水蒸気がガス通路
表面に自然に凝縮するような条件になるまで低下する。
せている。この種の装置は、外部エネルギー源（ボイラ
ーまたはプロセス容器）から供給される水蒸気から仕事
を引き出す。非常な高圧の下で過熱された水蒸気は、タ
ービンに入り、可動エアフォイルと固定エアフォイル
（ブレードとベーン）の上を通過するときコントロール
されながら膨張する。膨張する水蒸気の力がブレードを
回転させて仕事をする。水蒸気が膨張するにつれて水蒸
気の温度と圧力は、タービンの後段で水蒸気がガス通路
表面に自然に凝縮するような条件になるまで低下する。
【００１４】蒸気タービンの圧力と温度の条件で凝縮を
起こす条件と起こさない条件との間の境界は、ウィルソ
ン線と呼ばれる。ウィルソン線の下の温度と圧力でよく
動作するハードウエアは湿っていることになる。この温
度と圧力より上でよく動作する部品は乾いたままという
ことになる。ウィルソン線は動作条件と入口蒸気の条件
が変わるにつれてタービンの中で動くから、運転中に交
互に湿ったり乾いたりするハードウエアもある。
起こす条件と起こさない条件との間の境界は、ウィルソ
ン線と呼ばれる。ウィルソン線の下の温度と圧力でよく
動作するハードウエアは湿っていることになる。この温
度と圧力より上でよく動作する部品は乾いたままという
ことになる。ウィルソン線は動作条件と入口蒸気の条件
が変わるにつれてタービンの中で動くから、運転中に交
互に湿ったり乾いたりするハードウエアもある。
【００１５】凝縮が起こると、水蒸気によって運ばれて
きた、あるいは水蒸気の分解によってできた不純物が関
与して金属表面に堆積する。形成された粗くて固い殻
は、重合堆積物が遠心圧縮機を損なうと同じように運転
効率を損なう。ガス流に対する摩擦抵抗が増加し、ガス
流の通路の断面積が減少し、かつ装置内では圧力分布に
ばらつきが生ずる。
きた、あるいは水蒸気の分解によってできた不純物が関
与して金属表面に堆積する。形成された粗くて固い殻
は、重合堆積物が遠心圧縮機を損なうと同じように運転
効率を損なう。ガス流に対する摩擦抵抗が増加し、ガス
流の通路の断面積が減少し、かつ装置内では圧力分布に
ばらつきが生ずる。
【００１６】効率低下に加えて蒸気タービン内の汚れ
は、部品の腐食による障害の危険も増加させる。凝縮蒸
気は、表面で電解腐食を始める電解質である。この条件
は、吸湿塩分としてエアフォイルに関与する、流入蒸気
に溶け込んでいた硫黄と重金属によって更に悪化する。
運転条件が変わって再び水蒸気がこれらの乾いた塩に凝
縮すると、極端なｐＨ条件（酸性塩の堆積物については
高い酸性、塩基性塩については高い塩基性）がこれらの
堆積物の直ぐ隣にできることになる。孔食性の腐食を含
む激しい腐食が起こる。このような腐食は、エアフォイ
ルの表面を粗くするだけでなく部品の機械的完全性をも
損ねるものである。
は、部品の腐食による障害の危険も増加させる。凝縮蒸
気は、表面で電解腐食を始める電解質である。この条件
は、吸湿塩分としてエアフォイルに関与する、流入蒸気
に溶け込んでいた硫黄と重金属によって更に悪化する。
運転条件が変わって再び水蒸気がこれらの乾いた塩に凝
縮すると、極端なｐＨ条件（酸性塩の堆積物については
高い酸性、塩基性塩については高い塩基性）がこれらの
堆積物の直ぐ隣にできることになる。孔食性の腐食を含
む激しい腐食が起こる。このような腐食は、エアフォイ
ルの表面を粗くするだけでなく部品の機械的完全性をも
損ねるものである。
【００１７】腐食汚れは蒸気タービンに限らない。同様
のタイプの汚れは、プロセス・ガス流に中に多量の水蒸
気がある場合に遠心圧縮機内で起こりうる。そのガスの
中から凝縮した水は圧縮機の部品上に集まって水性腐食
を引き起こす。
のタイプの汚れは、プロセス・ガス流に中に多量の水蒸
気がある場合に遠心圧縮機内で起こりうる。そのガスの
中から凝縮した水は圧縮機の部品上に集まって水性腐食
を引き起こす。
【００１８】これらの工業的問題に取り組んで解決する
ために幾つかの試みが行われた。ターボ機関の汚れによ
る効率低下を抑制するために、ガス通路の表面を被覆す
る種々のコーティングが考案された。こういうコーティ
ングは少なくとも次に示す７つの特性を持つことが望ま
しい。すなわち、滑らかであること、非粘着性であるこ
と、非反応性であること、非湿潤性であること、薄いこ
と（厚さは２５０ミクロンまたは０．０１インチ未
満）、接着性であること、最高２６０°Ｃ（５００°
Ｆ）までは安定であること。
ために幾つかの試みが行われた。ターボ機関の汚れによ
る効率低下を抑制するために、ガス通路の表面を被覆す
る種々のコーティングが考案された。こういうコーティ
ングは少なくとも次に示す７つの特性を持つことが望ま
しい。すなわち、滑らかであること、非粘着性であるこ
と、非反応性であること、非湿潤性であること、薄いこ
と（厚さは２５０ミクロンまたは０．０１インチ未
満）、接着性であること、最高２６０°Ｃ（５００°
Ｆ）までは安定であること。
【００１９】ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、およびパ
ーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、または硫化ポリ
フェニレン（ＰＰＳ）といった過フッ化炭化水素を含む
幾つかの有機コーティング樹脂は、滑らかで、非反応性
で、非粘着性で、非湿潤性で、薄い膜を作ることで知ら
れている。しかしながらこれら非粘着性の材料が運転中
に鉄製、鋼製、およびニッケル合金製のターボ機関部品
に接合された状態を維持できないので、これらのポリマ
ーのコーティングは、ターボ機関に用いることができな
い。更にこれらの過フッ化炭化水素の幾つかは、ＰＰＳ
とＰＴＦＥの場合、約７００°Ｆ（３７１°Ｃ）という
非常に高い硬化温度を必要とし、この温度は逆にターボ
機関のブレードの機械的性質に影響を与える可能性があ
る。接着性は、エポキシその他の樹脂の中に鋼に対して
より大きな親和力を持つ樹脂粒子を混ぜた混合物を金属
表面に下塗りすることにより改善できる。更によくする
には、クロム酸スラリーにポリマー粒子を組み合わせた
プライマーを樹脂膜の前に塗布することもできる。しか
しながらこのようなコーティング方法は接着性が完全で
はなく塗膜に浸透する水分が下の金属表面を腐食するか
ら、こういうコーティングは不満足であることが分かっ
ている。
Ｅ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、およびパ
ーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）、または硫化ポリ
フェニレン（ＰＰＳ）といった過フッ化炭化水素を含む
幾つかの有機コーティング樹脂は、滑らかで、非反応性
で、非粘着性で、非湿潤性で、薄い膜を作ることで知ら
れている。しかしながらこれら非粘着性の材料が運転中
に鉄製、鋼製、およびニッケル合金製のターボ機関部品
に接合された状態を維持できないので、これらのポリマ
ーのコーティングは、ターボ機関に用いることができな
い。更にこれらの過フッ化炭化水素の幾つかは、ＰＰＳ
とＰＴＦＥの場合、約７００°Ｆ（３７１°Ｃ）という
非常に高い硬化温度を必要とし、この温度は逆にターボ
機関のブレードの機械的性質に影響を与える可能性があ
る。接着性は、エポキシその他の樹脂の中に鋼に対して
より大きな親和力を持つ樹脂粒子を混ぜた混合物を金属
表面に下塗りすることにより改善できる。更によくする
には、クロム酸スラリーにポリマー粒子を組み合わせた
プライマーを樹脂膜の前に塗布することもできる。しか
しながらこのようなコーティング方法は接着性が完全で
はなく塗膜に浸透する水分が下の金属表面を腐食するか
ら、こういうコーティングは不満足であることが分かっ
ている。
【００２０】アルミ充填無機燐酸塩のオーバレイコーテ
ィングは、２５年以上もターボ機関の鋼部品の腐食防止
や浸食防止用に使われてきた。この種の塩基性コーティ
ングは、米国特許Ｎｏ．３、２４８、２５１（Ａｌｌｅ
ｎ）に記載されている。これらのコーティングは、熱に
暴露されて硬化すると不溶性の金属／セラミック合成物
に変わる燐酸塩と六価のクロムイオンとを含む酸性溶液
の中に分散されたアルミ粉末あるいは合金顔料粒子を含
む水ベースの複合スラリーである。これには、クロム酸
塩 (または二クロム酸塩) 、モリブデン酸塩、バナジウ
ム酸塩、タングステン酸塩、その他のイオンがある。こ
ういった材料の商品の例としては、Ｃｏａｔｉｎｇｓ
ｆｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ（ ペンシルバニア州、Ｓｏ
ｕｄｅｒｔｏｎ）製のＡｌｓｅａｌ ５００および５１
８、Ｃｏｒｒｏｔｈｅｍ Ｉｎｃ．（ ペンシルバニア
州、Ｃｒｏｙｄｏｎ）製のＣＴ３３、およびＳｅｒｍａ
ｔ ｅｃｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．
（ペンシルバニア州、Ｌｉｍｅｌｉｃｋ） 製のＳｅｒ
ｍｅｔｅｌ Ｗおよび９６２がある。これらの材料は、
今も航空宇宙産業や自動車産業その他の工業的応用分野
に広く使われている。六価クロムと燐酸塩とを含むこの
種のコーティングの組成は、米国特許Ｎｏ．３，２４
８，２４９； Ｎｏ．３，２４８，２５０； Ｎｏ．
３，３９５，０２７； Ｎｏ．３，８６９，２９３；
Ｎｏ．４，５３７，６３２； Ｎｏ．４，５４４，４０
８； Ｎｏ．４，５４８，６４６； Ｎｏ．４，６０
６，９６７； Ｎｏ．４，６１７，０５６； Ｎｏ．
４，６５０，６９９； Ｎｏ．４，６５９，６１３；
Ｎｏ．４，６８３，１５７； Ｎｏ．４，７２４，１７
２； Ｎｏ．４，８０６，１６１； Ｎｏ．４，８６
３，５１６； Ｎｏ．４，８８９，５５８； Ｎｏ．
４，９７５，３３０； Ｎｏ．５，０６６，５４０；Ｎ
ｏ．４，３１９，９２４； およびＮｏ．４，３８１，
３２３に記載されているが、これらの各々は（Ａｌｌｅ
ｎの特許を含めて） 参照のためにここに組み入れてあ
る。
ィングは、２５年以上もターボ機関の鋼部品の腐食防止
や浸食防止用に使われてきた。この種の塩基性コーティ
ングは、米国特許Ｎｏ．３、２４８、２５１（Ａｌｌｅ
ｎ）に記載されている。これらのコーティングは、熱に
暴露されて硬化すると不溶性の金属／セラミック合成物
に変わる燐酸塩と六価のクロムイオンとを含む酸性溶液
の中に分散されたアルミ粉末あるいは合金顔料粒子を含
む水ベースの複合スラリーである。これには、クロム酸
塩 (または二クロム酸塩) 、モリブデン酸塩、バナジウ
ム酸塩、タングステン酸塩、その他のイオンがある。こ
ういった材料の商品の例としては、Ｃｏａｔｉｎｇｓ
ｆｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ（ ペンシルバニア州、Ｓｏ
ｕｄｅｒｔｏｎ）製のＡｌｓｅａｌ ５００および５１
８、Ｃｏｒｒｏｔｈｅｍ Ｉｎｃ．（ ペンシルバニア
州、Ｃｒｏｙｄｏｎ）製のＣＴ３３、およびＳｅｒｍａ
ｔ ｅｃｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．
（ペンシルバニア州、Ｌｉｍｅｌｉｃｋ） 製のＳｅｒ
ｍｅｔｅｌ Ｗおよび９６２がある。これらの材料は、
今も航空宇宙産業や自動車産業その他の工業的応用分野
に広く使われている。六価クロムと燐酸塩とを含むこの
種のコーティングの組成は、米国特許Ｎｏ．３，２４
８，２４９； Ｎｏ．３，２４８，２５０； Ｎｏ．
３，３９５，０２７； Ｎｏ．３，８６９，２９３；
Ｎｏ．４，５３７，６３２； Ｎｏ．４，５４４，４０
８； Ｎｏ．４，５４８，６４６； Ｎｏ．４，６０
６，９６７； Ｎｏ．４，６１７，０５６； Ｎｏ．
４，６５０，６９９； Ｎｏ．４，６５９，６１３；
Ｎｏ．４，６８３，１５７； Ｎｏ．４，７２４，１７
２； Ｎｏ．４，８０６，１６１； Ｎｏ．４，８６
３，５１６； Ｎｏ．４，８８９，５５８； Ｎｏ．
４，９７５，３３０； Ｎｏ．５，０６６，５４０；Ｎ
ｏ．４，３１９，９２４； およびＮｏ．４，３８１，
３２３に記載されているが、これらの各々は（Ａｌｌｅ
ｎの特許を含めて） 参照のためにここに組み入れてあ
る。
【００２１】こういったスラリーは、一般には通常の空
気霧化式スプレーで金属表面に塗布した後、５００から
１０００°Ｆの間の温度、望むらくはおよそ３４３°Ｃ
（６５０°Ｆ）に加熱して硬化する。これらの温度で
は、燐酸塩およびその他二クロム酸塩のような別のイオ
ンは、一連の化学反応を受けて、アルミ顔料と基板の間
およびコーティングと基板の間に無機のアモルファスガ
ラスマトリックスを生ずる。一旦硬化すると、この構造
はしばしば「セラミック」と呼ばれるが、水に不溶性
で、固く接合しそして非常に接着性がある。炭素鋼に対
するアルミ充填のクロム酸塩／燐酸塩の接合の引っ張り
強度は、一般に５５ＭＰａ（８０００ｐｓｉ）を超え
る。
気霧化式スプレーで金属表面に塗布した後、５００から
１０００°Ｆの間の温度、望むらくはおよそ３４３°Ｃ
（６５０°Ｆ）に加熱して硬化する。これらの温度で
は、燐酸塩およびその他二クロム酸塩のような別のイオ
ンは、一連の化学反応を受けて、アルミ顔料と基板の間
およびコーティングと基板の間に無機のアモルファスガ
ラスマトリックスを生ずる。一旦硬化すると、この構造
はしばしば「セラミック」と呼ばれるが、水に不溶性
で、固く接合しそして非常に接着性がある。炭素鋼に対
するアルミ充填のクロム酸塩／燐酸塩の接合の引っ張り
強度は、一般に５５ＭＰａ（８０００ｐｓｉ）を超え
る。
【００２２】このコーティング内の各アルミ粒子は隣同
士別々に離れており、微細な多孔性をもたらす。写真で
粒子間に見えるこの多孔性はこのコーティングを弱い障
壁にする。またこれは重量比でおよそ６０ないし８０
％、望むらくは約７０％のアルミニウムを含んでいる
が、このコーティングは電気的に伝導性がない。
士別々に離れており、微細な多孔性をもたらす。写真で
粒子間に見えるこの多孔性はこのコーティングを弱い障
壁にする。またこれは重量比でおよそ６０ないし８０
％、望むらくは約７０％のアルミニウムを含んでいる
が、このコーティングは電気的に伝導性がない。
【００２３】犠牲的あるいは「ガルバニックな」電気的
導電性のコーティングは、基板の代わりに腐食すること
によって腐食を防止する。特定の環境でより早く反応す
る金属（より「活性な」金属）がより遅く反応する金属
（より「ノーブルな」金属）と接触すると、活性な金属
はよりノーブルな金属が腐食する前にその環境によって
完全に消耗してしまうであろう。電解的により活性な金
属は、塩分を含んだ環境に置かれると、自分が腐食する
ことによって電解的により不活性な金属を保護する。よ
り活性な金属は、よりノーブルな金属のために自分を
「犠牲にする」と言われる。
導電性のコーティングは、基板の代わりに腐食すること
によって腐食を防止する。特定の環境でより早く反応す
る金属（より「活性な」金属）がより遅く反応する金属
（より「ノーブルな」金属）と接触すると、活性な金属
はよりノーブルな金属が腐食する前にその環境によって
完全に消耗してしまうであろう。電解的により活性な金
属は、塩分を含んだ環境に置かれると、自分が腐食する
ことによって電解的により不活性な金属を保護する。よ
り活性な金属は、よりノーブルな金属のために自分を
「犠牲にする」と言われる。
【００２４】多くの工業的コーティングシステムは、こ
の犠牲の原理を中心にして構築されている。例えば、亜
鉛メッキは、鋼を犠牲的に保護するために活性な亜鉛層
を使う。この犠牲的な亜鉛層が損傷しても、露出された
基板の周りのコーティング内の活性金属が腐食して、そ
の基板金属の腐食を防ぐ。
の犠牲の原理を中心にして構築されている。例えば、亜
鉛メッキは、鋼を犠牲的に保護するために活性な亜鉛層
を使う。この犠牲的な亜鉛層が損傷しても、露出された
基板の周りのコーティング内の活性金属が腐食して、そ
の基板金属の腐食を防ぐ。
【００２５】純粋のアルミニウム粉末で充填された無機
の燐酸塩は、電気的に導電性である時に電解的に犠牲的
となる。このようなコーティングは、熱的あるいは機械
的後処理によって電気的に導電性にすることができる。
アルミニウム／燐酸塩のガラス合成物を約５３８°Ｃ
（１０００°Ｆ）に加熱するとアルミニウム顔料とガラ
スとが反応して半導体ＡｌＰ を形成し、コーティング
層は導電性になる。こうして加熱されたコーティング層
の電気抵抗は１インチ離したプローブで測って、１５オ
ーム未満にまで下がる。同じ伝導性は、コーティングさ
れた表面に研磨剤またはガラスビーズを軽く吹きつける
ことによっても得られる。またアルミニウム充填無機燐
酸塩は電気的に導電性になると、電解的に犠牲的にもな
る。
の燐酸塩は、電気的に導電性である時に電解的に犠牲的
となる。このようなコーティングは、熱的あるいは機械
的後処理によって電気的に導電性にすることができる。
アルミニウム／燐酸塩のガラス合成物を約５３８°Ｃ
（１０００°Ｆ）に加熱するとアルミニウム顔料とガラ
スとが反応して半導体ＡｌＰ を形成し、コーティング
層は導電性になる。こうして加熱されたコーティング層
の電気抵抗は１インチ離したプローブで測って、１５オ
ーム未満にまで下がる。同じ伝導性は、コーティングさ
れた表面に研磨剤またはガラスビーズを軽く吹きつける
ことによっても得られる。またアルミニウム充填無機燐
酸塩は電気的に導電性になると、電解的に犠牲的にもな
る。
【００２６】何年も前から、犠牲的アルミニウム無機燐
酸塩のプライマーの上に直接ポリマーフィルムを塗布す
ることが知られていた。しかしながら運転中は常に、タ
ーボ機関上のこれらのシステムの寿命はポリマーフィル
ムがプライマーから自然に剥がれるという危険に脅かさ
れてきた。
酸塩のプライマーの上に直接ポリマーフィルムを塗布す
ることが知られていた。しかしながら運転中は常に、タ
ーボ機関上のこれらのシステムの寿命はポリマーフィル
ムがプライマーから自然に剥がれるという危険に脅かさ
れてきた。
【００２７】これらの障害は、プライマーとポリマー・
シーラーとの間の境界面に形成される腐食生成物に起因
するものであった。鋼基板材料の上に直接ポリマーフィ
ルムを塗布することも知られていた。フィルムの下を抉
り取る腐食と剥離とによって再び破局的な障害が起こっ
た。運転中に水分は、最良の有機シーラーにさえ浸透す
る。この濃縮液に溶け込んだ腐食物が犠牲的アルミ充填
の下塗りコーティングと反応する。上塗りコーティング
の下のプライマー上に犠牲的生成物（水酸化アルミニウ
ムのような）が形成される。これらの生成物が積み重な
るにしたがって、上塗りコーティングは膨れたり表面か
ら剥がれやすくなる。これは特に、ターボ機関の高いス
トレスと高い腐食の環境において事実である。
シーラーとの間の境界面に形成される腐食生成物に起因
するものであった。鋼基板材料の上に直接ポリマーフィ
ルムを塗布することも知られていた。フィルムの下を抉
り取る腐食と剥離とによって再び破局的な障害が起こっ
た。運転中に水分は、最良の有機シーラーにさえ浸透す
る。この濃縮液に溶け込んだ腐食物が犠牲的アルミ充填
の下塗りコーティングと反応する。上塗りコーティング
の下のプライマー上に犠牲的生成物（水酸化アルミニウ
ムのような）が形成される。これらの生成物が積み重な
るにしたがって、上塗りコーティングは膨れたり表面か
ら剥がれやすくなる。これは特に、ターボ機関の高いス
トレスと高い腐食の環境において事実である。
【００２８】前記の親出願は、ポリアミド・イミドまた
はエポキシ／ポリアミド・イミドとイオン反応顔料と濾
過可能顔料との混合物からなる本発明のコーティングに
よく適合したコーティングを開示しているが、このコー
ティングは本発明の４層コーティングの第３層目に対応
している。
はエポキシ／ポリアミド・イミドとイオン反応顔料と濾
過可能顔料との混合物からなる本発明のコーティングに
よく適合したコーティングを開示しているが、このコー
ティングは本発明の４層コーティングの第３層目に対応
している。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これなしで
はターボ機関の効率を劣化させるで可能性のあるガス通
路の金属表面の汚れを抑制し制限するための多層膜コー
ティングとなる材料の組成に関する。
はターボ機関の効率を劣化させるで可能性のあるガス通
路の金属表面の汚れを抑制し制限するための多層膜コー
ティングとなる材料の組成に関する。
【００３０】
【課題を解決するための手段】本発明のコーティング
は、ポリマー・コーティングと鉄またはニッケルベース
または他の金属製のターボ機関部品との間にアルミ充填
の無機燐酸塩または珪酸塩の犠牲プライマーを配置する
ことにより非粘着性の樹脂フィルムに固有の制約を克服
する。
は、ポリマー・コーティングと鉄またはニッケルベース
または他の金属製のターボ機関部品との間にアルミ充填
の無機燐酸塩または珪酸塩の犠牲プライマーを配置する
ことにより非粘着性の樹脂フィルムに固有の制約を克服
する。
【００３１】本発明のコーティングは、犠牲的無機層と
有機層との間に受動的無機層を備えており、ターボ機関
の汚れと腐食とを防止するために使われるコーティング
の無機層と有機層との間の境界面における剥離問題を克
服する。
有機層との間に受動的無機層を備えており、ターボ機関
の汚れと腐食とを防止するために使われるコーティング
の無機層と有機層との間の境界面における剥離問題を克
服する。
【００３２】本発明はターボ機関に論及しているが、本
発明のコーティングはターボ機関が曝される環境条件と
同等以下の条件に曝される他の金属表面を保護するため
にも有効であると考えられる。
発明のコーティングはターボ機関が曝される環境条件と
同等以下の条件に曝される他の金属表面を保護するため
にも有効であると考えられる。
【００３３】本発明によって得られる合成コーティング
システムは、安定なプライマーの上に低い摩擦係数を有
する滑らかで連続的な有機フィルムを備えており、腐食
性電解質が存在する場合にも高速回転の機械的ストレス
の下で鉄製または鋼製またはニッケル製の基板に強固に
接合している。本発明のコーティングは、ウィルソン線
の下または近くで動作する、炭化水素プロセスガス流の
流れる遠心圧縮機上での使用および蒸気タービン部品上
での使用に特に適しているがそれに限定されるものでは
ない。 （作用）本発明の一実施例は、ターボ機関の汚れを防止
するための多層膜コーティングである。ターボ機関の金
属表面に接触している第１層は、電解的に犠牲的である
が、導電性であってもなくてもよい。この第１層は、無
機燐酸塩を含むアルミ充填セラミックであることが望ま
しい。前記第１層は、クロム酸塩化合物またはモリブデ
ン酸塩化合物、あるいはそれらの金属塩といった付加的
な添加物を随意に含んでいてもよい。第１層には、アル
ミニウムの代わりに、またはそれに加えて、銅、銀、ま
たはニッケルといった他の粒状金属、あるはＡｌｌｅｎ
特許に記載のその他のものが含まれていてもよい。こ
の第１層は本発明のコーティングのその他の層と協同し
て、蒸気エンジン内の環境のような湿潤環境での水性腐
食を制約する。
システムは、安定なプライマーの上に低い摩擦係数を有
する滑らかで連続的な有機フィルムを備えており、腐食
性電解質が存在する場合にも高速回転の機械的ストレス
の下で鉄製または鋼製またはニッケル製の基板に強固に
接合している。本発明のコーティングは、ウィルソン線
の下または近くで動作する、炭化水素プロセスガス流の
流れる遠心圧縮機上での使用および蒸気タービン部品上
での使用に特に適しているがそれに限定されるものでは
ない。 （作用）本発明の一実施例は、ターボ機関の汚れを防止
するための多層膜コーティングである。ターボ機関の金
属表面に接触している第１層は、電解的に犠牲的である
が、導電性であってもなくてもよい。この第１層は、無
機燐酸塩を含むアルミ充填セラミックであることが望ま
しい。前記第１層は、クロム酸塩化合物またはモリブデ
ン酸塩化合物、あるいはそれらの金属塩といった付加的
な添加物を随意に含んでいてもよい。第１層には、アル
ミニウムの代わりに、またはそれに加えて、銅、銀、ま
たはニッケルといった他の粒状金属、あるはＡｌｌｅｎ
特許に記載のその他のものが含まれていてもよい。こ
の第１層は本発明のコーティングのその他の層と協同し
て、蒸気エンジン内の環境のような湿潤環境での水性腐
食を制約する。
【００３４】本発明のコーティングにおいては、第１層
に接している第２の層が備えらる。第２層は、非導電性
であって非犠牲的である。コーティングの各層間の腐食
を制限するためには、第２層が非導電性であることが必
須である。一実施例では第２層は、金属顔料を持たない
燐酸塩または珪酸塩のバインダーといった無機材料であ
る。第２層は、アルミニウムといった金属粒子および／
または他の金属顔料を二者択一的に含んでもよい。更
に、クロム酸塩化合物またはモリブデン酸塩化合物、あ
るいはそれらの金属塩が存在してもよい。第２層は、ク
ロム酸塩／燐酸塩または珪酸塩のバインダー内にクロム
の酸化物 （Ｃｒ2 Ｏ3 ）または鉄の酸化物 （例えば
マグネシュウムフェライトＭｇＯ−Ｆｅ2 Ｏ3 ） また
はアルミニウムの酸化物といった熱的に安定な顔料を含
むというように、酸性バインダー内に反応性でない微粒
子不活性顔料を含んでいる無機層から構成してもよい。
二者択一的に第２層は、Ａｌ2 Ｏ3 層を形成するために
アルミニウム・イソプロポオキサイドなどの有機金属の
加水分解によって作ってもよい。第１層に関して上に述
べたと同じ変更は第２層にも適用される。第１層の導電
性無機アルミニウム充填層の表面に塗布して硬化させる
と、非導電性ガラスの連続薄膜が形成され、表面をシー
ルして所望の非導電性表面が生成される。非導電性の第
２層は、第１層におけると同じ無機の燐酸アルミニウム
の第２のコーティングを塗布して硬化させることによっ
て、犠牲的第１層の上に形成してもよい。
に接している第２の層が備えらる。第２層は、非導電性
であって非犠牲的である。コーティングの各層間の腐食
を制限するためには、第２層が非導電性であることが必
須である。一実施例では第２層は、金属顔料を持たない
燐酸塩または珪酸塩のバインダーといった無機材料であ
る。第２層は、アルミニウムといった金属粒子および／
または他の金属顔料を二者択一的に含んでもよい。更
に、クロム酸塩化合物またはモリブデン酸塩化合物、あ
るいはそれらの金属塩が存在してもよい。第２層は、ク
ロム酸塩／燐酸塩または珪酸塩のバインダー内にクロム
の酸化物 （Ｃｒ2 Ｏ3 ）または鉄の酸化物 （例えば
マグネシュウムフェライトＭｇＯ−Ｆｅ2 Ｏ3 ） また
はアルミニウムの酸化物といった熱的に安定な顔料を含
むというように、酸性バインダー内に反応性でない微粒
子不活性顔料を含んでいる無機層から構成してもよい。
二者択一的に第２層は、Ａｌ2 Ｏ3 層を形成するために
アルミニウム・イソプロポオキサイドなどの有機金属の
加水分解によって作ってもよい。第１層に関して上に述
べたと同じ変更は第２層にも適用される。第１層の導電
性無機アルミニウム充填層の表面に塗布して硬化させる
と、非導電性ガラスの連続薄膜が形成され、表面をシー
ルして所望の非導電性表面が生成される。非導電性の第
２層は、第１層におけると同じ無機の燐酸アルミニウム
の第２のコーティングを塗布して硬化させることによっ
て、犠牲的第１層の上に形成してもよい。
【００３５】有機ポリマー・シーラーからなる第３の層
が第２層と接触して備えられる。第３層は、有機溶剤中
に有機ポリマー樹脂を混合した混合物からなり、この混
合物はペイントと呼ばれる。この樹脂は、第２層の燐酸
塩フィルムに接合しており、また第２層が微粒子アルミ
ニウムからなる好適な実施例では、アルミニウム充填の
第２層表面の微細多孔質層の中にこの樹脂がしっかりと
食い込んで固定される。一実施例ではこの有機ポリマー
樹脂はポリアミド・イミドまたはエポキシ／ポリアミド
・イミドである。前記のペイントは種々の添加物および
／または顔料を含んでもよく、また二つ以上の溶剤を含
んでもよい。例えば第３層は、イオン反応性顔料および
／または濾過性顔料を含んでもよい。第３層は、本発明
のコーティングのこの他の成分と協同して、耐久性があ
ってターボ機関運転の過酷な条件に耐えられるコーティ
ングを形成するに至る。
が第２層と接触して備えられる。第３層は、有機溶剤中
に有機ポリマー樹脂を混合した混合物からなり、この混
合物はペイントと呼ばれる。この樹脂は、第２層の燐酸
塩フィルムに接合しており、また第２層が微粒子アルミ
ニウムからなる好適な実施例では、アルミニウム充填の
第２層表面の微細多孔質層の中にこの樹脂がしっかりと
食い込んで固定される。一実施例ではこの有機ポリマー
樹脂はポリアミド・イミドまたはエポキシ／ポリアミド
・イミドである。前記のペイントは種々の添加物および
／または顔料を含んでもよく、また二つ以上の溶剤を含
んでもよい。例えば第３層は、イオン反応性顔料および
／または濾過性顔料を含んでもよい。第３層は、本発明
のコーティングのこの他の成分と協同して、耐久性があ
ってターボ機関運転の過酷な条件に耐えられるコーティ
ングを形成するに至る。
【００３６】第４の層、即ち最上層は第３層と接触して
いる。好適な実施例では第４層は、ポリアミド・イミド
またはエポキシ／ポリアミド・イミドと、ポリテトラフ
ルオロエチレン（“ＰＴＦＥ”）またはフッ化エチレン
プロピレン（“ＦＥＰ”）、フッ化ポリビニリデン、ポ
リトリフルオロクロロエチレンまたはその他のハロゲン
代替物、望むらくはフッ素代替炭化水素ポリマーなどの
過フッ化炭化水素樹脂との混合物からなるように構成さ
れる。
いる。好適な実施例では第４層は、ポリアミド・イミド
またはエポキシ／ポリアミド・イミドと、ポリテトラフ
ルオロエチレン（“ＰＴＦＥ”）またはフッ化エチレン
プロピレン（“ＦＥＰ”）、フッ化ポリビニリデン、ポ
リトリフルオロクロロエチレンまたはその他のハロゲン
代替物、望むらくはフッ素代替炭化水素ポリマーなどの
過フッ化炭化水素樹脂との混合物からなるように構成さ
れる。
【００３７】他の実施例では、本発明は前記の第１層と
第２層と最上層とを備えるが第３層を欠く構成の、ター
ボ機関の汚れ防止用多層膜コーティングである。
第２層と最上層とを備えるが第３層を欠く構成の、ター
ボ機関の汚れ防止用多層膜コーティングである。
【００３８】また本発明の他の実施例は、本発明の多層
膜コーティングで被覆された金属部分である。本発明の
４層コーティングで処理された金属基板は、通常約２６
０°Ｃ（５００°Ｆ）の動作温度で数年間ターボ機関を
運転したのちにも事実上汚れも腐食もない状態を保つで
あろう。この保護効果は、本発明の３層コーティングで
の処理によっても得られる。
膜コーティングで被覆された金属部分である。本発明の
４層コーティングで処理された金属基板は、通常約２６
０°Ｃ（５００°Ｆ）の動作温度で数年間ターボ機関を
運転したのちにも事実上汚れも腐食もない状態を保つで
あろう。この保護効果は、本発明の３層コーティングで
の処理によっても得られる。
【００３９】更にまた他の実施例は、本発明の多層膜コ
ーティングで金属部分をコーティングする方法である。
ーティングで金属部分をコーティングする方法である。
【００４０】
（本発明のコーティング）本発明のコーティングは、タ
ーボ機関の金属表面の汚れを防止する多層膜コーティン
グである。一実施例ではこのコーティングは、４層コー
ティングである。
ーボ機関の金属表面の汚れを防止する多層膜コーティン
グである。一実施例ではこのコーティングは、４層コー
ティングである。
【００４１】第１図は、本発明のコーティングの好適な
実施例の断面図である。第１層は、望むらくは厚さが
０．００１２５インチから０．００１７５インチ（３２
ないし４４ミクロン）の間にあって金属表面に直接的に
接触していて、強固に接合されているプライマー層であ
る。この第１層は、無機燐酸塩とクロム酸塩化合物また
は二クロム酸塩化合物またはモリブデン酸塩化合物また
はそれらの金属塩のいずれかとを含むアルミニウム充填
セラミックであることが望ましい。このセラミック内の
アルミニウムは、微細な多孔性のセラミックを形成する
ように、個別に分離した粒子の形になっていることが望
ましい。好適なプライマーとして代表的なものは、参照
のためにここに引用されるＡｌｌｅｎ の米国特許Ｎ
ｏ．３，２４８，２５１に記載されている。Ａｌｌｅｎ
特許に開示されているようにこのプライマーにはその
他の金属が存在してもよい。Ａｌｌｅｎ はアルミニウ
ム粉末の粒度の上限が３２５メッシュであることを開示
しているが、本発明のコーティングに使うには３２５メ
ッシュより大きいアルミニウム粒子が適当である。
実施例の断面図である。第１層は、望むらくは厚さが
０．００１２５インチから０．００１７５インチ（３２
ないし４４ミクロン）の間にあって金属表面に直接的に
接触していて、強固に接合されているプライマー層であ
る。この第１層は、無機燐酸塩とクロム酸塩化合物また
は二クロム酸塩化合物またはモリブデン酸塩化合物また
はそれらの金属塩のいずれかとを含むアルミニウム充填
セラミックであることが望ましい。このセラミック内の
アルミニウムは、微細な多孔性のセラミックを形成する
ように、個別に分離した粒子の形になっていることが望
ましい。好適なプライマーとして代表的なものは、参照
のためにここに引用されるＡｌｌｅｎ の米国特許Ｎ
ｏ．３，２４８，２５１に記載されている。Ａｌｌｅｎ
特許に開示されているようにこのプライマーにはその
他の金属が存在してもよい。Ａｌｌｅｎ はアルミニウ
ム粉末の粒度の上限が３２５メッシュであることを開示
しているが、本発明のコーティングに使うには３２５メ
ッシュより大きいアルミニウム粒子が適当である。
【００４２】このアルミニウム粒子は、例えば米国特許
Ｎｏ．４，５３７，６３２に開示されているようにフレ
ーク状あるいは球形のアルミニウム粒子でもよい。
Ｎｏ．４，５３７，６３２に開示されているようにフレ
ーク状あるいは球形のアルミニウム粒子でもよい。
【００４３】二者択一的に第１層は、参照のためにここ
に引用されるＷｙｄｒａ の米国特許Ｎｏ．３，８７
５，７１７に開示されているように、コーティングが作
られるクロム酸塩／燐酸塩溶液中の六価のイオンの大半
またはすべてに代わって三価のクロムが使われている酸
性の燐酸塩／クロム酸塩でもよい。この第１層は、特に
六価のクロムまたはモリブデン酸塩イオンを除いた酸性
の燐酸塩スラリーから作られたアルミニウム・セラミッ
クで構成されてもよい。こういうコーティングは、参照
のためにここに引用されるＳｔｅｔｓｏｎ 等の米国特
許Ｎｏ．５，２４２，４８８およびＮｏ．５，２７９，
６４９に記載されている。
に引用されるＷｙｄｒａ の米国特許Ｎｏ．３，８７
５，７１７に開示されているように、コーティングが作
られるクロム酸塩／燐酸塩溶液中の六価のイオンの大半
またはすべてに代わって三価のクロムが使われている酸
性の燐酸塩／クロム酸塩でもよい。この第１層は、特に
六価のクロムまたはモリブデン酸塩イオンを除いた酸性
の燐酸塩スラリーから作られたアルミニウム・セラミッ
クで構成されてもよい。こういうコーティングは、参照
のためにここに引用されるＳｔｅｔｓｏｎ 等の米国特
許Ｎｏ．５，２４２，４８８およびＮｏ．５，２７９，
６４９に記載されている。
【００４４】Ｎｏ．５，２４２，４８８のＳｔｅｔｓｏ
ｎ 特許は、その次に添加するアルミニウムに関して結
合溶液内のアルミニウムを平衡状態にして不活性にする
ために、その結合溶液に十分な量のアルミニウムを加え
ることによってスラリーを形成することを開示してい
る。こうして、金属アルミニウムの酸化を抑制するため
に環境的に有毒なモリブデンまたはクロムを必要とする
事態は未然に防止される。このスラリーは随意にマグネ
シウムを含んでもよい。Ｎｏ．５，２７９，６４９特許
でＳｔｅｔｓｏｎ は、そのスラリーの中に少量のバナ
ジウムが必要であることを開示している。モリブデンや
クロムを欠いている本発明のコーティングの第１層はこ
のように作ってもよいが、Ｓｔｅｔｓｏｎ が要求する
ようにアルミニウムを平衡状態にせずに作ってもよい。
ｎ 特許は、その次に添加するアルミニウムに関して結
合溶液内のアルミニウムを平衡状態にして不活性にする
ために、その結合溶液に十分な量のアルミニウムを加え
ることによってスラリーを形成することを開示してい
る。こうして、金属アルミニウムの酸化を抑制するため
に環境的に有毒なモリブデンまたはクロムを必要とする
事態は未然に防止される。このスラリーは随意にマグネ
シウムを含んでもよい。Ｎｏ．５，２７９，６４９特許
でＳｔｅｔｓｏｎ は、そのスラリーの中に少量のバナ
ジウムが必要であることを開示している。モリブデンや
クロムを欠いている本発明のコーティングの第１層はこ
のように作ってもよいが、Ｓｔｅｔｓｏｎ が要求する
ようにアルミニウムを平衡状態にせずに作ってもよい。
【００４５】第１層は電解的に犠牲的である、すなわち
第１層はその下の基板よりも活性であって、より不活性
でよりノーブルな基板の代わりに腐食する。かくしてこ
の犠牲層は、基板が腐食しはじめる前に完全に腐食する
ことによって基板を保護する。無機燐酸塩とアルミニウ
ムのプライマー層は、電気的に導電性にすることによっ
て電解的犠牲層とすることができる。
第１層はその下の基板よりも活性であって、より不活性
でよりノーブルな基板の代わりに腐食する。かくしてこ
の犠牲層は、基板が腐食しはじめる前に完全に腐食する
ことによって基板を保護する。無機燐酸塩とアルミニウ
ムのプライマー層は、電気的に導電性にすることによっ
て電解的犠牲層とすることができる。
【００４６】二者択一的に、第１層は電解的に犠牲的で
はあるが電気的に導電性ではない無機燐酸塩プライマー
であってもよい。細かく分離した微粒子アルミニウム合
金特にマグネシウムを含むアルミニウム合金を含む無機
のコーティングからなる、こういう好適なプライマーの
一例は、参照のためにここに引用されるＢｒｕｍｂａｕ
ｇｈの米国特許Ｎｏ．３，８６９，２９３に記載されて
いる。Ｎｏ．３，８６９，２９３に記載のこの種のプラ
イマーは基板内にあるものよりノーブルでない元素を含
むから、導電性にされていなくても電解的に犠牲的にな
る。その他の好適な犠牲的ではあるが非導電性の燐酸塩
プライマーは、アルミニウムとその他の活性金属との合
金を含んでもよい。
はあるが電気的に導電性ではない無機燐酸塩プライマー
であってもよい。細かく分離した微粒子アルミニウム合
金特にマグネシウムを含むアルミニウム合金を含む無機
のコーティングからなる、こういう好適なプライマーの
一例は、参照のためにここに引用されるＢｒｕｍｂａｕ
ｇｈの米国特許Ｎｏ．３，８６９，２９３に記載されて
いる。Ｎｏ．３，８６９，２９３に記載のこの種のプラ
イマーは基板内にあるものよりノーブルでない元素を含
むから、導電性にされていなくても電解的に犠牲的にな
る。その他の好適な犠牲的ではあるが非導電性の燐酸塩
プライマーは、アルミニウムとその他の活性金属との合
金を含んでもよい。
【００４７】高濃度の亜鉛を含むプライマーは一般的
に、高い運転温度で使用される場合には本発明のコーテ
ィングに適当でないと考えられる。亜鉛は、高度の反応
性を持っているので、ターボ機関のプロセスガス流中で
化学物質の触媒作用を引き起こす可能性がある。更に亜
鉛は、２９３°Ｃ（５６０°Ｆ）という比較的低い融点
を持っている。液相温度の０．８を超える温度では金属
の拡散が著しくなるから、高濃度の亜鉛を含むプライマ
ーでは、装置の運転温度は約１４９°Ｃ（３００°Ｆ）
以下に限定される。
に、高い運転温度で使用される場合には本発明のコーテ
ィングに適当でないと考えられる。亜鉛は、高度の反応
性を持っているので、ターボ機関のプロセスガス流中で
化学物質の触媒作用を引き起こす可能性がある。更に亜
鉛は、２９３°Ｃ（５６０°Ｆ）という比較的低い融点
を持っている。液相温度の０．８を超える温度では金属
の拡散が著しくなるから、高濃度の亜鉛を含むプライマ
ーでは、装置の運転温度は約１４９°Ｃ（３００°Ｆ）
以下に限定される。
【００４８】本発明のコーティングの第２層は、望むら
くは厚さがおよそ０．００１２５インチから０．００１
７５インチ（３２ないし４４ミクロン）の間にある無機
燐酸塩を含む層であって、随意にアルミニウムまたはク
ロム酸塩または二クロム酸塩またはモリブデン酸塩の化
合物、またはこれらの金属塩を含んでいてもよい。本発
明によれば、それぞれの層によって濃度や分量に違いは
あるが、第１層と第２層とは、共通の成分を含んでいて
もよい。二者択一的に第１層と第２層の成分は違ってい
てもよい。例えば第１層がクロム酸塩化合物を含み、そ
れに対して第２層がモリブデン酸塩化合物を含んでいて
もよい。第２層には、第１層に関して上述したように組
成に何らかの変更があってもよい。さらに第１層または
第２層は、この他の層に存在しない成分を含んでいても
よい。本発明の本質的な特徴ではないが、好適な実施例
では、第１層が犠牲的であって第２層はそうでないとい
う唯一の違いを除いて第２層は第１層と同じ組成であ
る。第２層が非導電性であるということは、本発明の本
質的な特徴である。犠牲的な第１の層と有機ポリマーの
シーラー層との間に非導電性の第２の層を備えた本発明
のコーティングは、本コーティングの無機層と有機層と
の間の腐食と剥離とに対して抵抗を有することが意外に
も発見された。
くは厚さがおよそ０．００１２５インチから０．００１
７５インチ（３２ないし４４ミクロン）の間にある無機
燐酸塩を含む層であって、随意にアルミニウムまたはク
ロム酸塩または二クロム酸塩またはモリブデン酸塩の化
合物、またはこれらの金属塩を含んでいてもよい。本発
明によれば、それぞれの層によって濃度や分量に違いは
あるが、第１層と第２層とは、共通の成分を含んでいて
もよい。二者択一的に第１層と第２層の成分は違ってい
てもよい。例えば第１層がクロム酸塩化合物を含み、そ
れに対して第２層がモリブデン酸塩化合物を含んでいて
もよい。第２層には、第１層に関して上述したように組
成に何らかの変更があってもよい。さらに第１層または
第２層は、この他の層に存在しない成分を含んでいても
よい。本発明の本質的な特徴ではないが、好適な実施例
では、第１層が犠牲的であって第２層はそうでないとい
う唯一の違いを除いて第２層は第１層と同じ組成であ
る。第２層が非導電性であるということは、本発明の本
質的な特徴である。犠牲的な第１の層と有機ポリマーの
シーラー層との間に非導電性の第２の層を備えた本発明
のコーティングは、本コーティングの無機層と有機層と
の間の腐食と剥離とに対して抵抗を有することが意外に
も発見された。
【００４９】コーティングの第３層は、非導電性の第２
層の表面に塗布された、不動態化有機ポリマー・コーテ
ィングである。この有機ポリマーは、滑らかで、非粘着
性で、非反応性で、非湿潤性であるように選ばれる。こ
の有機フィルムは、間欠的浸漬に対するコーティングの
抵抗を改善するために特に、高運転温度で水分その他の
液体に対して事実上不浸透性であることが望ましい。更
に、最高２６０°Ｃ（５００°Ｆ）までの温度に耐えら
れる有機ポリマーが選ばれる。
層の表面に塗布された、不動態化有機ポリマー・コーテ
ィングである。この有機ポリマーは、滑らかで、非粘着
性で、非反応性で、非湿潤性であるように選ばれる。こ
の有機フィルムは、間欠的浸漬に対するコーティングの
抵抗を改善するために特に、高運転温度で水分その他の
液体に対して事実上不浸透性であることが望ましい。更
に、最高２６０°Ｃ（５００°Ｆ）までの温度に耐えら
れる有機ポリマーが選ばれる。
【００５０】第３層は、有機溶剤または水性溶剤に溶け
るかあるいは懸濁状態になる有機ポリマーの混合物の層
である。好適な実施例ではこの有機ポリマーは、ポリア
ミド・イミドまたはエポキシ／ポリアミド・イミドであ
る。二者択一的にポリアミド・イミドの代わりにフェノ
ール・ポリマーを使ってもよい。他の好適なポリマー
は、参照のためにここに引用されるＭｏｓｓｅｒの米国
特許Ｎｏ．５，１１６，６７２に開示されている。本発
明のコーティングへの使用に適したポリマー( およびそ
れらのコポリマー) の種類は、ターボ機関の運転温度で
熱的に安定な疎水性または親水性のポリマーであること
が望ましい。こういうポリマーは熱硬化性でも熱可塑性
でもよく、またこれにはポリオレフィン、コポリオレフ
ィン、イオノマー、ポリアミド、コポリアミド、ハロゲ
ン化ポリオレフィン、ポリエステル、不飽和ポリエステ
ル、シリコーンポリエステル、エポキシ樹脂ポリマー、
フェノキシ( またはフェノール) 樹脂、アルキド樹脂、
シリコーンアルキド樹脂、アクリル樹脂などがあるが、
これらに限定されるわけではない。本発明における使用
に適した特定のポリマーには、次のもの：ポリイミド、
ポリエチレン、ポリプロピレン、硫化ポリフェニレン、
フッ化ポリビニリデン、ポリアミド・イミド、ポリアミ
ド・イミド（エポキシ変性の）、ポリウレタン、エチレ
ン・コポリマー、エチレンビニールアセテート・コポリ
マー、エポキシポリアミド、塩化ビニール、フッ化ビニ
ール、オルガノシロキサン、塩化ポリビニリデン、ポリ
スチレン、ポリアクリロニトリル、セルロースアセテー
ト、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化エチレンプロ
ピレン、ペルフルオロアルコキシ樹脂などがあるが、こ
れらに限定されない。
るかあるいは懸濁状態になる有機ポリマーの混合物の層
である。好適な実施例ではこの有機ポリマーは、ポリア
ミド・イミドまたはエポキシ／ポリアミド・イミドであ
る。二者択一的にポリアミド・イミドの代わりにフェノ
ール・ポリマーを使ってもよい。他の好適なポリマー
は、参照のためにここに引用されるＭｏｓｓｅｒの米国
特許Ｎｏ．５，１１６，６７２に開示されている。本発
明のコーティングへの使用に適したポリマー( およびそ
れらのコポリマー) の種類は、ターボ機関の運転温度で
熱的に安定な疎水性または親水性のポリマーであること
が望ましい。こういうポリマーは熱硬化性でも熱可塑性
でもよく、またこれにはポリオレフィン、コポリオレフ
ィン、イオノマー、ポリアミド、コポリアミド、ハロゲ
ン化ポリオレフィン、ポリエステル、不飽和ポリエステ
ル、シリコーンポリエステル、エポキシ樹脂ポリマー、
フェノキシ( またはフェノール) 樹脂、アルキド樹脂、
シリコーンアルキド樹脂、アクリル樹脂などがあるが、
これらに限定されるわけではない。本発明における使用
に適した特定のポリマーには、次のもの：ポリイミド、
ポリエチレン、ポリプロピレン、硫化ポリフェニレン、
フッ化ポリビニリデン、ポリアミド・イミド、ポリアミ
ド・イミド（エポキシ変性の）、ポリウレタン、エチレ
ン・コポリマー、エチレンビニールアセテート・コポリ
マー、エポキシポリアミド、塩化ビニール、フッ化ビニ
ール、オルガノシロキサン、塩化ポリビニリデン、ポリ
スチレン、ポリアクリロニトリル、セルロースアセテー
ト、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化エチレンプロ
ピレン、ペルフルオロアルコキシ樹脂などがあるが、こ
れらに限定されない。
【００５１】使用される樹脂は、およそ４５０ないし５
００°Ｆ以下の温度で硬化できることが望ましい。一実
施例ではこの樹脂は、エポキシ樹脂と混合したポリアミ
ド・イミド樹脂であって、この混合物はおよそ３００°
Ｆ（１４９°Ｃ）以上の温度で硬化できる。
００°Ｆ以下の温度で硬化できることが望ましい。一実
施例ではこの樹脂は、エポキシ樹脂と混合したポリアミ
ド・イミド樹脂であって、この混合物はおよそ３００°
Ｆ（１４９°Ｃ）以上の温度で硬化できる。
【００５２】本発明にしたがって有用な溶剤（またはポ
リマーを分散させる液体）には、脂肪族炭化水素、芳香
族溶剤、アルコールその他の酸素添加溶剤、置換炭化水
素、フェノール、置換芳香族炭化水素、ハロゲン化脂肪
族炭化水素などがあるが、これらに限定されない。各樹
脂はこの技術分野で知られているように、その樹脂に適
合していて膜形成に適した一群の溶剤および希釈剤であ
る。有機溶剤が樹脂粉末を分散させるために使われるこ
ともある。ある種の樹脂顔料成分の溶剤／希釈剤または
分散剤として水が使えるということが考えられる。
リマーを分散させる液体）には、脂肪族炭化水素、芳香
族溶剤、アルコールその他の酸素添加溶剤、置換炭化水
素、フェノール、置換芳香族炭化水素、ハロゲン化脂肪
族炭化水素などがあるが、これらに限定されない。各樹
脂はこの技術分野で知られているように、その樹脂に適
合していて膜形成に適した一群の溶剤および希釈剤であ
る。有機溶剤が樹脂粉末を分散させるために使われるこ
ともある。ある種の樹脂顔料成分の溶剤／希釈剤または
分散剤として水が使えるということが考えられる。
【００５３】第３層は、何か適当な金属粒子からなる一
つ以上のイオン反応性顔料を含んでもよい。この種の金
属の実例としては、アルミニウム、マグネシウム、亜
鉛、カドミウム、その他の合金がある。そしてマグネシ
ウム・アルミニウム合金およびその他の上述の金属の合
金も含まれる。Ｍｏｓｓｅｒの米国特許Ｎｏ．４，５３
７，６３２およびそこに列挙されている金属粉末を参考
のために以下に示す。
つ以上のイオン反応性顔料を含んでもよい。この種の金
属の実例としては、アルミニウム、マグネシウム、亜
鉛、カドミウム、その他の合金がある。そしてマグネシ
ウム・アルミニウム合金およびその他の上述の金属の合
金も含まれる。Ｍｏｓｓｅｒの米国特許Ｎｏ．４，５３
７，６３２およびそこに列挙されている金属粉末を参考
のために以下に示す。
【００５４】第３層は、クロム酸塩、モリブデン酸塩、
バナジウム酸塩、タングステン酸塩、鉛酸塩、燐酸塩ま
たはメタほう酸塩、さらに、参考のためにここに引用す
る、Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ ｏｎ Ｃｏ
ａｔｉｎｇｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙの”Ｉｎｏｒｇａ
ｎｉｃ Ｐｒｉｍｅｒ Ｐｉｇｍｅｎｔｓ” と題する
Ｓｍｉｔｈ社発行の出版物の中に列挙されているその他
の物を含んでもよい。塩の陽イオンは上記のイオンを有
する塩を形成するどんな陽イオンでもよいが、望むらく
は一般的にストロンチウム、亜鉛、バリウム、カリウ
ム、ナトリウム、カルシウム、リチウム、マグネシウム
といった限られた可溶性の塩である。
バナジウム酸塩、タングステン酸塩、鉛酸塩、燐酸塩ま
たはメタほう酸塩、さらに、参考のためにここに引用す
る、Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ Ｓｅｒｉｅｓ ｏｎ Ｃｏ
ａｔｉｎｇｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙの”Ｉｎｏｒｇａ
ｎｉｃ Ｐｒｉｍｅｒ Ｐｉｇｍｅｎｔｓ” と題する
Ｓｍｉｔｈ社発行の出版物の中に列挙されているその他
の物を含んでもよい。塩の陽イオンは上記のイオンを有
する塩を形成するどんな陽イオンでもよいが、望むらく
は一般的にストロンチウム、亜鉛、バリウム、カリウ
ム、ナトリウム、カルシウム、リチウム、マグネシウム
といった限られた可溶性の塩である。
【００５５】クロム酸亜鉛、テトラオキシクロム酸亜
鉛、クロム酸亜鉛カリウム、クロム酸バリウム、メタほ
う酸バリウムといった、前記のＭｏｓｓｅｒ特許に開示
されているどの濾過性顔料でも適当であるが、好適な濾
過性顔料は、クロム酸塩含有の顔料、望むらくはクロム
酸ストロンチウムである。第３層の厚さは、およそ０．
００１２５インチないし０．００１７５インチ（３２な
いし４４ミクロン）であることが望ましい。
鉛、クロム酸亜鉛カリウム、クロム酸バリウム、メタほ
う酸バリウムといった、前記のＭｏｓｓｅｒ特許に開示
されているどの濾過性顔料でも適当であるが、好適な濾
過性顔料は、クロム酸塩含有の顔料、望むらくはクロム
酸ストロンチウムである。第３層の厚さは、およそ０．
００１２５インチないし０．００１７５インチ（３２な
いし４４ミクロン）であることが望ましい。
【００５６】第３層がイオン反応性顔料または濾過性顔
料のどちらか一つあるいはそれら両方を含むことは必要
でない。
料のどちらか一つあるいはそれら両方を含むことは必要
でない。
【００５７】本コーティングの最上層となる第４層は、
過フッ化炭化水素樹脂を含む有機溶剤に有機ポリマーを
混ぜた混合物からなる。好適な過フッ化炭化水素には、
ポリテトラフルオロエチレンあるいはフッ化エチレンプ
ロピレンがある。前述の第３層用のポリマーであればど
れでも第４層のポリマーとして使えるが、好適な実施例
では、この有機ポリマーはエポキシ／ポリアミド・イミ
ドである。ポリマーがターボ機関の運転温度で熱的に安
定であることが必須であるということを除いては、最上
層の固有の性質は本発明のコーティングにとって重要で
はない。
過フッ化炭化水素樹脂を含む有機溶剤に有機ポリマーを
混ぜた混合物からなる。好適な過フッ化炭化水素には、
ポリテトラフルオロエチレンあるいはフッ化エチレンプ
ロピレンがある。前述の第３層用のポリマーであればど
れでも第４層のポリマーとして使えるが、好適な実施例
では、この有機ポリマーはエポキシ／ポリアミド・イミ
ドである。ポリマーがターボ機関の運転温度で熱的に安
定であることが必須であるということを除いては、最上
層の固有の性質は本発明のコーティングにとって重要で
はない。
【００５８】別の実施例では、本発明のコーティングは
前記の第１層と第２層と最上層とを備えているが、第３
層を欠いている。
前記の第１層と第２層と最上層とを備えているが、第３
層を欠いている。
【００５９】ターボ機関の効率を劣化させることになる
ガス流のために利用可能な断面積を狭めることのないよ
うに、コーティングの合計の厚さは１５０ミクロン
（０．００６インチ）より小さいことが望ましい。この
コーティングはまた、水性電解質が存在する場合にも運
転中基板に強固に接合したままでいる。接着力は、ガス
流内の固い粒子の衝撃によっても、運転環境の腐食性の
作用力に曝されても劣化しない。結局、このコーティン
グの優れた熱的安定性のお蔭で本発明のコーティング
は、物理的性質を損なうことなく、最高２６０°Ｃ（５
００°Ｆ）の温度で更に長期間の連続運転を可能にして
いる。
ガス流のために利用可能な断面積を狭めることのないよ
うに、コーティングの合計の厚さは１５０ミクロン
（０．００６インチ）より小さいことが望ましい。この
コーティングはまた、水性電解質が存在する場合にも運
転中基板に強固に接合したままでいる。接着力は、ガス
流内の固い粒子の衝撃によっても、運転環境の腐食性の
作用力に曝されても劣化しない。結局、このコーティン
グの優れた熱的安定性のお蔭で本発明のコーティング
は、物理的性質を損なうことなく、最高２６０°Ｃ（５
００°Ｆ）の温度で更に長期間の連続運転を可能にして
いる。
【００６０】３層および４層の多層膜コーティングを上
記に開示したが、本発明から離れることなく、また追加
層が本発明のコーティングの性能に悪影響を及ぼすこと
なく、前記コーティングに対して第１層と第２層との間
に、あるいは第２層と第３層または最上層との間に、あ
るいは第３層と第４層との間に、あるいは最上層の上
に、追加層を追加してもよいということは、この技術に
熟練した人々に理解されるであろう。本出願人は、均等
の原則を信頼するものである。 （本発明の方法）本発明のコーティングは次に示す本発
明の方法により金属部分に塗布される。望むらくは燐酸
塩の酸性溶液中に分散されたアルミニウム粉末またはア
ルミニウム合金顔料の粒子を含むスラリー・プライマー
が、その金属表面に塗布される。このスラリーの中に、
クロム酸塩またはモリブデン酸塩またはタングステン酸
塩といった他のイオンが存在してもよい。このプライマ
ーの塗布は、通常の空気霧化スプレーによることが望ま
しい。金属表面にプライマーを塗布するその他の好適な
方法としては、ペインティングまたはローリングまたは
ブラッシングまたはディップ／スピニングまたはディッ
ピングがある。
記に開示したが、本発明から離れることなく、また追加
層が本発明のコーティングの性能に悪影響を及ぼすこと
なく、前記コーティングに対して第１層と第２層との間
に、あるいは第２層と第３層または最上層との間に、あ
るいは第３層と第４層との間に、あるいは最上層の上
に、追加層を追加してもよいということは、この技術に
熟練した人々に理解されるであろう。本出願人は、均等
の原則を信頼するものである。 （本発明の方法）本発明のコーティングは次に示す本発
明の方法により金属部分に塗布される。望むらくは燐酸
塩の酸性溶液中に分散されたアルミニウム粉末またはア
ルミニウム合金顔料の粒子を含むスラリー・プライマー
が、その金属表面に塗布される。このスラリーの中に、
クロム酸塩またはモリブデン酸塩またはタングステン酸
塩といった他のイオンが存在してもよい。このプライマ
ーの塗布は、通常の空気霧化スプレーによることが望ま
しい。金属表面にプライマーを塗布するその他の好適な
方法としては、ペインティングまたはローリングまたは
ブラッシングまたはディップ／スピニングまたはディッ
ピングがある。
【００６１】プライマーの塗布に続いて、金属表面とプ
ライマーは、プライマー内の燐酸塩イオンと金属イオン
とがアルミニウム顔料と金属表面との間およびプライマ
ーと金属表面との間に無機の非晶質ガラスマトリックス
を形成するのに十分な温度にまで加熱することによって
硬化し、そのプライマーは金属表面に強固に接合され
る。各層の硬化中に層は乾燥する。好適な実施例では、
その温度はおよそ３４３°Ｃ（６５０°Ｆ）である。そ
れからプライマーは冷却される。
ライマーは、プライマー内の燐酸塩イオンと金属イオン
とがアルミニウム顔料と金属表面との間およびプライマ
ーと金属表面との間に無機の非晶質ガラスマトリックス
を形成するのに十分な温度にまで加熱することによって
硬化し、そのプライマーは金属表面に強固に接合され
る。各層の硬化中に層は乾燥する。好適な実施例では、
その温度はおよそ３４３°Ｃ（６５０°Ｆ）である。そ
れからプライマーは冷却される。
【００６２】必要に応じてプライマー層は、熱的または
機械的後処理あるいはその他なんらかの適当な方法によ
って電子的に導電性にすることができる。このプライマ
ー層は、このように加熱されたコーティングの電気抵抗
が１インチ離れたプローブで測って１５オーム未満にま
で下がるようにするために、およそ５４０°Ｃ（１００
０°Ｆ）にまで加熱してもよい。同じ導電性は、コーテ
ィングした表面に軽く研磨剤またはガラスビーズまたは
アルミナを吹きつけることによっても得られる。
機械的後処理あるいはその他なんらかの適当な方法によ
って電子的に導電性にすることができる。このプライマ
ー層は、このように加熱されたコーティングの電気抵抗
が１インチ離れたプローブで測って１５オーム未満にま
で下がるようにするために、およそ５４０°Ｃ（１００
０°Ｆ）にまで加熱してもよい。同じ導電性は、コーテ
ィングした表面に軽く研磨剤またはガラスビーズまたは
アルミナを吹きつけることによっても得られる。
【００６３】第２層は、硬化されたプライマー層の上に
スラリーとして塗布され、第１層に関して上に述べた方
法を用いて硬化される。第２層のためのスラリーは、燐
酸塩または珪酸塩の酸性溶液を含む。このスラリーは、
分散されたアルミニウム粉末またはアルミニウム合金顔
料粒子を含んでもよい。第１層に関して上に述べたよう
にクロム酸塩イオンまたはモリブデン酸塩イオンがこの
スラリーの中に存在してもよい。第２層およびそれに続
く層は電子的に導電性にはされない。
スラリーとして塗布され、第１層に関して上に述べた方
法を用いて硬化される。第２層のためのスラリーは、燐
酸塩または珪酸塩の酸性溶液を含む。このスラリーは、
分散されたアルミニウム粉末またはアルミニウム合金顔
料粒子を含んでもよい。第１層に関して上に述べたよう
にクロム酸塩イオンまたはモリブデン酸塩イオンがこの
スラリーの中に存在してもよい。第２層およびそれに続
く層は電子的に導電性にはされない。
【００６４】第３の層は、第１層と第２層に関して上に
述べた方法を用いて、硬化した第２層の上に有機の液状
成分として塗布される。第３層の液状成分は有機溶剤に
熱的に安定な有機ポリマーを混ぜた混合物を含む。好適
な実施例ではこのポリマーは、ポリアミド・イミドまた
はエポキシ／ポリアミド・イミドまたはフッ化ポリビニ
リデンである。この組成は、上述のようにイオン反応性
顔料および／または濾過性顔料を含んでもよい。第３層
は、硬化してこの層の樹脂を交差結合させるに十分な温
度と時間で加熱処理される。好適な実施例ではエポキシ
／ポリアミド・イミドの加熱硬化処理は、およそ１４９
°Ｃ（３００°Ｆ）ないし１９０°Ｃ（３７５°Ｆ）で
約３０分間行われる。純粋のポリアミド・イミド樹脂の
場合、硬化温度は約２６０°Ｃ（５００°Ｆ）である。
述べた方法を用いて、硬化した第２層の上に有機の液状
成分として塗布される。第３層の液状成分は有機溶剤に
熱的に安定な有機ポリマーを混ぜた混合物を含む。好適
な実施例ではこのポリマーは、ポリアミド・イミドまた
はエポキシ／ポリアミド・イミドまたはフッ化ポリビニ
リデンである。この組成は、上述のようにイオン反応性
顔料および／または濾過性顔料を含んでもよい。第３層
は、硬化してこの層の樹脂を交差結合させるに十分な温
度と時間で加熱処理される。好適な実施例ではエポキシ
／ポリアミド・イミドの加熱硬化処理は、およそ１４９
°Ｃ（３００°Ｆ）ないし１９０°Ｃ（３７５°Ｆ）で
約３０分間行われる。純粋のポリアミド・イミド樹脂の
場合、硬化温度は約２６０°Ｃ（５００°Ｆ）である。
【００６５】有機ポリマー・シーラーの中にフッ素ポリ
マーを含む最上層は、第１層と第２層と第３層とに関し
て上に述べた方法を用いて硬化した第３層の上に塗布さ
れる。好適な実施例では、ポリアミド・イミドまたはエ
ポキシ／ポリアミド・イミド樹脂といった樹脂マトリッ
クス有機ポリマー・シーラーの中に微細に分散した粒子
としてＰＴＦＥが混入される。第４層は、第３層の場合
と同じように樹脂マトリックスが硬化するのに十分な温
度と時間で加熱処理される。エポキシ／ポリアミド・イ
ミド樹脂を用いる好適な実施例では、加熱硬化処理は、
およそ１４９°Ｃ（３００°Ｆ）ないし１９０°Ｃ（３
７５°Ｆ）で約３０分間行われ、ポリアミド・イミド樹
脂の場合の加熱硬化処理は、およそ２６０°Ｃ（５００
°Ｆ）で約３０分間行われる。
マーを含む最上層は、第１層と第２層と第３層とに関し
て上に述べた方法を用いて硬化した第３層の上に塗布さ
れる。好適な実施例では、ポリアミド・イミドまたはエ
ポキシ／ポリアミド・イミド樹脂といった樹脂マトリッ
クス有機ポリマー・シーラーの中に微細に分散した粒子
としてＰＴＦＥが混入される。第４層は、第３層の場合
と同じように樹脂マトリックスが硬化するのに十分な温
度と時間で加熱処理される。エポキシ／ポリアミド・イ
ミド樹脂を用いる好適な実施例では、加熱硬化処理は、
およそ１４９°Ｃ（３００°Ｆ）ないし１９０°Ｃ（３
７５°Ｆ）で約３０分間行われ、ポリアミド・イミド樹
脂の場合の加熱硬化処理は、およそ２６０°Ｃ（５００
°Ｆ）で約３０分間行われる。
【００６６】二者択一的に、このコーティングは第３層
を省略して塗布してもよい。第１層と第２層と最上層の
塗布方法は第３層を含むコーティングの場合に上に述べ
た方法と同じである。 （本発明のコーティングされた部分）本発明によれば、
この応用の教える組成のコーティングで最も利益を得る
金属部分は、高温でガス流に曝され、一般に時間が経つ
と重合や水蒸気の凝縮や腐食によって汚れてくるる機
械、特にターボ機関の金属部分である。
を省略して塗布してもよい。第１層と第２層と最上層の
塗布方法は第３層を含むコーティングの場合に上に述べ
た方法と同じである。 （本発明のコーティングされた部分）本発明によれば、
この応用の教える組成のコーティングで最も利益を得る
金属部分は、高温でガス流に曝され、一般に時間が経つ
と重合や水蒸気の凝縮や腐食によって汚れてくるる機
械、特にターボ機関の金属部分である。
【００６７】好適な実施例ではこのコーティングされた
金属部分は、鉄または鋼またはニッケル合金の機械部
品、特にターボ機関部品である。
金属部分は、鉄または鋼またはニッケル合金の機械部
品、特にターボ機関部品である。
【００６８】次の例は、本発明の実例であって、本発明
を限定するものではない。例示された種々のコーティン
グは本発明の範囲内でまた本発明を熟慮することにより
変更可能であることは、この技術に熟練した者にとって
明らかである。 （実施例１）本発明のコーティングの４層の実施例は、
熱分解ガス圧縮機に適用された。このプラントではエタ
ンを熱分解してエチレンとその他の炭化水素副産物を作
る。運転履歴データは、運転中に圧縮機に汚れがでてい
ることを示した。操作員は汚れを最小限にするために油
性溶剤でこの装置を洗浄したが、この問題を更に限定す
ることが望まれた。
を限定するものではない。例示された種々のコーティン
グは本発明の範囲内でまた本発明を熟慮することにより
変更可能であることは、この技術に熟練した者にとって
明らかである。 （実施例１）本発明のコーティングの４層の実施例は、
熱分解ガス圧縮機に適用された。このプラントではエタ
ンを熱分解してエチレンとその他の炭化水素副産物を作
る。運転履歴データは、運転中に圧縮機に汚れがでてい
ることを示した。操作員は汚れを最小限にするために油
性溶剤でこの装置を洗浄したが、この問題を更に限定す
ることが望まれた。
【００６９】シャフトとインペラーは、６５０°Ｆ（３
４３°Ｃ）で熱的に脱脂してから酸化アルミニウムのグ
リットを用いて灰色の金属仕上げになるまで吹きつけを
行った。ほこりと残留グリットを取り除いてからその部
分に、Ａｌｌｅｎ 特許Ｎｏ．３，２４８，２５１に開
示されているように、１ないし１．５ミルス（２５ない
し３７ミクロン）の市販のクロム酸塩を含むアルミニウ
ム充填無機燐酸塩コーティング・スラリーをスプレーし
た。このコーティングが硬化した後に、このアルミニウ
ム充填無機燐酸塩プライマーが電気的に導電性になって
犠牲的になるまで、このプライマーにアルミナ・グリッ
トを軽く吹きつけた。
４３°Ｃ）で熱的に脱脂してから酸化アルミニウムのグ
リットを用いて灰色の金属仕上げになるまで吹きつけを
行った。ほこりと残留グリットを取り除いてからその部
分に、Ａｌｌｅｎ 特許Ｎｏ．３，２４８，２５１に開
示されているように、１ないし１．５ミルス（２５ない
し３７ミクロン）の市販のクロム酸塩を含むアルミニウ
ム充填無機燐酸塩コーティング・スラリーをスプレーし
た。このコーティングが硬化した後に、このアルミニウ
ム充填無機燐酸塩プライマーが電気的に導電性になって
犠牲的になるまで、このプライマーにアルミナ・グリッ
トを軽く吹きつけた。
【００７０】１ないし１．５ミルス（２５ないし３７ミ
クロン）のこれと同じコーティングの第２のコーティン
グをこの犠牲層の上に塗布した。この第２のコーティン
グは硬化させたが導電性にはせず、アルミニウム・セラ
ミック・コーティングの第１犠牲層を効果的に「埋め込
んだ」。それからＭｏｓｓｅｒ（米国特許Ｎｏ．５，１
１６，６７２） に記載されているように、ポリアミド
・イミド樹脂バインダーの中に微細に分散したアルミニ
ウムと粉末のクロム酸ストロンチウムを含むコーティン
グの層を塗布して、このコーティングシステムの第３層
を完成させた。この層は、１時間半３７５°Ｆ（１９０
°Ｃ）で硬化させた。
クロン）のこれと同じコーティングの第２のコーティン
グをこの犠牲層の上に塗布した。この第２のコーティン
グは硬化させたが導電性にはせず、アルミニウム・セラ
ミック・コーティングの第１犠牲層を効果的に「埋め込
んだ」。それからＭｏｓｓｅｒ（米国特許Ｎｏ．５，１
１６，６７２） に記載されているように、ポリアミド
・イミド樹脂バインダーの中に微細に分散したアルミニ
ウムと粉末のクロム酸ストロンチウムを含むコーティン
グの層を塗布して、このコーティングシステムの第３層
を完成させた。この層は、１時間半３７５°Ｆ（１９０
°Ｃ）で硬化させた。
【００７１】最後に、米国特許Ｎｏ．５，１１６，６７
２に記載のポリアミド・イミド樹脂マトリックス中に微
細に分散したＰＴＦＥを含むシーラーでこの最初の３層
をシールした。このシーラーは、３０分間３７５°Ｆ
（１９０°Ｃ）で硬化させた。このコーティングシステ
ムの合計の厚さは、磁気式の塗膜厚さプローブで測って
４．５ないし５．５ミルス（１１５ないし１４０ミクロ
ン）であった。
２に記載のポリアミド・イミド樹脂マトリックス中に微
細に分散したＰＴＦＥを含むシーラーでこの最初の３層
をシールした。このシーラーは、３０分間３７５°Ｆ
（１９０°Ｃ）で硬化させた。このコーティングシステ
ムの合計の厚さは、磁気式の塗膜厚さプローブで測って
４．５ないし５．５ミルス（１１５ないし１４０ミクロ
ン）であった。
【００７２】コーティングを施したインペラーを取り付
けてから１７か月にわたって、圧縮機の運転状況を監視
した。この時、本発明のコーティングを備えた装置の効
率は、以前インペラーにコーティングを施さないで同じ
時間運転した時の６％の効率低下に比較して、事実上一
定値を維持した。 （実施例２）米国のメキシコ湾岸近くで操業している、
ある化学プラントがプロセス・ガス・トレインで蒸気タ
ービンを使って遠心圧縮機を運転していた。この蒸気タ
ービンは１６年間連続で運転されていたが、その間この
装置は水蒸気から生ずる無機堆積物による汚れに悩まさ
れていた。
けてから１７か月にわたって、圧縮機の運転状況を監視
した。この時、本発明のコーティングを備えた装置の効
率は、以前インペラーにコーティングを施さないで同じ
時間運転した時の６％の効率低下に比較して、事実上一
定値を維持した。 （実施例２）米国のメキシコ湾岸近くで操業している、
ある化学プラントがプロセス・ガス・トレインで蒸気タ
ービンを使って遠心圧縮機を運転していた。この蒸気タ
ービンは１６年間連続で運転されていたが、その間この
装置は水蒸気から生ずる無機堆積物による汚れに悩まさ
れていた。
【００７３】オーバーホール時にこの装置の蒸気タービ
ンの凝縮段に実施例１のコーティングを塗布した。この
装置の運転を再開し、その運転状況を監視してそれ以前
の履歴と比較した。運転を開始すると、このタービンは
水蒸気消費量が５％少ないのにオーバーホール前と同じ
パワーを発生することが分かった。２年間の稼働の後に
このタービンはまだ、オーバーホール以前より５％少な
い水蒸気消費量で同等の仕事をした。光ファイバー探知
機による検査の結果、本発明のコーティングはコーティ
ングされた部品上に無傷で残っていることが分かった。
これらの表面は大体きれいで、コーティングを施す前に
は見られた汚れ堆積物がなかった。
ンの凝縮段に実施例１のコーティングを塗布した。この
装置の運転を再開し、その運転状況を監視してそれ以前
の履歴と比較した。運転を開始すると、このタービンは
水蒸気消費量が５％少ないのにオーバーホール前と同じ
パワーを発生することが分かった。２年間の稼働の後に
このタービンはまだ、オーバーホール以前より５％少な
い水蒸気消費量で同等の仕事をした。光ファイバー探知
機による検査の結果、本発明のコーティングはコーティ
ングされた部品上に無傷で残っていることが分かった。
これらの表面は大体きれいで、コーティングを施す前に
は見られた汚れ堆積物がなかった。
【００７４】本発明のコーティングのその他の事例のつ
いては、ここに提示された教えに基づいてこの技術に熟
練した者なら直ぐさま考案可能である。 （実施例３）第３層と第４層のエポキシ／ポリアミド・
イミド樹脂がポリアミド・イミド樹脂によって置き換え
られていること以外は、実施例１のコーティングで炭素
鋼のパネルをコーティングした。このコーティングはエ
ポキシ添加物を欠いているから、これら有機質の層は１
９０°Ｃ（３７５°Ｆ）でなく２６０°Ｃ（５００°
Ｆ）で硬化した。その結果得られたコーティングは実施
例１と同じくらい滑らかで耐汚れ性と耐腐食性があり、
より硬くまたより耐蝕性があった。 （実施例４）鋳鉄の板を清浄にしてから、この板に清浄
な酸化アルミニウム・グリットを吹きつけた。Ａｌｌｅ
ｎ 特許Ｎｏ．３，２４８，２５１に記載のタイプのア
ルミニウム充填のクロム酸塩・燐酸塩コーティングをこ
の吹きつけ処理を施した鋼の表面に塗布し、３０分間約
３４３°Ｃ（６５０°Ｆ）で加熱することによって硬化
した。このアルミニウム充填セラミックコーティングが
電気的に導電性になるまでこのコーティングにアルミナ
グリットを軽く吹きつけた。それからこの導電性のアル
ミニウム充填コーティングをシールして不動態化するた
めに、Ａｌｌｅｎ タイプのクロム酸塩・燐酸塩バイン
ダーに微細な酸化鉄粉と酸化チタン粉を混ぜたスラリー
を塗布した。この酸化物充填の無機燐酸塩コーティング
を３０分間３４３°Ｃ（６５０°Ｆ）で硬化させた。
いては、ここに提示された教えに基づいてこの技術に熟
練した者なら直ぐさま考案可能である。 （実施例３）第３層と第４層のエポキシ／ポリアミド・
イミド樹脂がポリアミド・イミド樹脂によって置き換え
られていること以外は、実施例１のコーティングで炭素
鋼のパネルをコーティングした。このコーティングはエ
ポキシ添加物を欠いているから、これら有機質の層は１
９０°Ｃ（３７５°Ｆ）でなく２６０°Ｃ（５００°
Ｆ）で硬化した。その結果得られたコーティングは実施
例１と同じくらい滑らかで耐汚れ性と耐腐食性があり、
より硬くまたより耐蝕性があった。 （実施例４）鋳鉄の板を清浄にしてから、この板に清浄
な酸化アルミニウム・グリットを吹きつけた。Ａｌｌｅ
ｎ 特許Ｎｏ．３，２４８，２５１に記載のタイプのア
ルミニウム充填のクロム酸塩・燐酸塩コーティングをこ
の吹きつけ処理を施した鋼の表面に塗布し、３０分間約
３４３°Ｃ（６５０°Ｆ）で加熱することによって硬化
した。このアルミニウム充填セラミックコーティングが
電気的に導電性になるまでこのコーティングにアルミナ
グリットを軽く吹きつけた。それからこの導電性のアル
ミニウム充填コーティングをシールして不動態化するた
めに、Ａｌｌｅｎ タイプのクロム酸塩・燐酸塩バイン
ダーに微細な酸化鉄粉と酸化チタン粉を混ぜたスラリー
を塗布した。この酸化物充填の無機燐酸塩コーティング
を３０分間３４３°Ｃ（６５０°Ｆ）で硬化させた。
【００７５】次にこのシールされて不動態化されたアル
ミニウムコーティング上にアルミニウムとクロム酸塩顔
料と共にエポキシ／ポリアミド・イミド樹脂をふくむプ
ライマー（実施例１に記載の）を塗布した。この有機プ
ライマー層の上にポリアミド・イミド樹脂にＰＴＦＥを
混ぜた混合物を含む最終シーラー（これも実施例１に記
載の）を塗布した。これら樹脂コーティングは両方と
も、３０分間１９０°Ｃ（３７５°Ｆ）で硬化させた。
ミニウムコーティング上にアルミニウムとクロム酸塩顔
料と共にエポキシ／ポリアミド・イミド樹脂をふくむプ
ライマー（実施例１に記載の）を塗布した。この有機プ
ライマー層の上にポリアミド・イミド樹脂にＰＴＦＥを
混ぜた混合物を含む最終シーラー（これも実施例１に記
載の）を塗布した。これら樹脂コーティングは両方と
も、３０分間１９０°Ｃ（３７５°Ｆ）で硬化させた。
【００７６】このコーティングを施した板は、ＡＳＴＭ
法Ｂ１１７に従って、５％食塩のスプレーの塩霧中に放
置された。１５００時間後に、このコーティングの材料
の層の間に赤錆もなく、膨れや剥離のいかなる形跡もな
かった。 （実施例５）高力低合金鋼で作られたコイルバネに清浄
な酸化アルミニウムグリットを吹きつけた。この吹きつ
け処理を施した鋼の表面に米国特許Ｎｏ．４，５３７，
６３２ （Ｍｏｓｓｅｒ） に記載のタイプのアルミニ
ウム充填クロム酸塩・燐酸塩コーティングを塗布し、２
４時間１９０°Ｃ（３７５°Ｆ）で加熱して硬化させ
た。このアルミニウム充填セラミックコーティングが電
気的に導電性になるまで、このコーティングにアルミナ
グリットを吹きつけた。この第１の導電性コーティング
の上にＭｏｓｓｅｒ特許Ｎｏ．４，５３７，６３２のス
ラリーの第２の層を塗布して、再び２４時間１９０°Ｃ
（３７５°Ｆ）で硬化させた。
法Ｂ１１７に従って、５％食塩のスプレーの塩霧中に放
置された。１５００時間後に、このコーティングの材料
の層の間に赤錆もなく、膨れや剥離のいかなる形跡もな
かった。 （実施例５）高力低合金鋼で作られたコイルバネに清浄
な酸化アルミニウムグリットを吹きつけた。この吹きつ
け処理を施した鋼の表面に米国特許Ｎｏ．４，５３７，
６３２ （Ｍｏｓｓｅｒ） に記載のタイプのアルミニ
ウム充填クロム酸塩・燐酸塩コーティングを塗布し、２
４時間１９０°Ｃ（３７５°Ｆ）で加熱して硬化させ
た。このアルミニウム充填セラミックコーティングが電
気的に導電性になるまで、このコーティングにアルミナ
グリットを吹きつけた。この第１の導電性コーティング
の上にＭｏｓｓｅｒ特許Ｎｏ．４，５３７，６３２のス
ラリーの第２の層を塗布して、再び２４時間１９０°Ｃ
（３７５°Ｆ）で硬化させた。
【００７７】次にこの非導電性のアルミニウム・無機燐
酸塩コーティングの上にエポキシ／ポリアミド・イミド
樹脂の層（実施例１に記載の）を塗布した。このアルミ
ニウム・クロム酸塩顔料の樹脂コーティングの上にポリ
アミド・イミド樹脂内にＰＴＦＥを混ぜた混合物（これ
も実施例１に記載の）である非粘着性のリリース・コー
ティングを塗布した。これら樹脂コーティングは両方と
も、３０分間１４９°Ｃ（３００°Ｆ）で硬化させた。
酸塩コーティングの上にエポキシ／ポリアミド・イミド
樹脂の層（実施例１に記載の）を塗布した。このアルミ
ニウム・クロム酸塩顔料の樹脂コーティングの上にポリ
アミド・イミド樹脂内にＰＴＦＥを混ぜた混合物（これ
も実施例１に記載の）である非粘着性のリリース・コー
ティングを塗布した。これら樹脂コーティングは両方と
も、３０分間１４９°Ｃ（３００°Ｆ）で硬化させた。
【００７８】このバネは、ＡＳＴＭ法Ｂ１１７に従っ
て、５％食塩のスプレーの塩霧中に放置された。２５０
０時間後に、このコーティングの材料の層の間に赤錆も
なく、膨れや剥離のいかなる形跡もなかった。 （実施例６）最後の二つの層のエポキシ／ポリアミド・
イミド樹脂層が硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）熱可塑性
樹脂の単一の層によって置き換えられていること以外
は、実施例１のコーティングで炭素鋼のパネルをコーテ
ィングした。この鋼板表面上のアルミニウム充填の無機
燐酸塩コーティングの上に水性ポリオール内にＰＰＳ樹
脂粉末を分散させた懸濁液をスプレーし、乾燥させた。
それからこのコーティングされた部分を３５分間３７０
°Ｃ（７００°Ｆ）に保ってこの樹脂を焼結した。ＡＳ
ＴＭ法Ｂ１１７に従って、５％食塩のスプレーの塩霧中
に５００時間放置した後に、このコーティングされた板
には、このコーティングの材料の層の間に赤錆もなく、
膨れや剥離のいかなる形跡もなかった。 （実施例７）鋳鉄の板を清浄にしてから、この板に清浄
な酸化アルミニウム・グリットを吹きつけた。Ａｌｌｅ
ｎ特許Ｎｏ．３，２４８，２５１に記載のタイプのアル
ミニウム充填のクロム酸塩・燐酸塩コーティングをこの
吹きつけ処理を施した鉄板の表面に塗布し、３０分間約
３４３°Ｃ（６５０°Ｆ）で加熱することによって硬化
させた。このアルミニウム充填セラミックコーティング
が電気的に導電性になるまでこのコーティングにアルミ
ナグリットを軽く吹きつけた。それからこの導電性のコ
ーティングの上にアルミニウム充填クロム酸塩・燐酸塩
の第２の層を塗布した。そしてこの層を３０分間３４３
°Ｃ（６５０°Ｆ）で硬化させた。
て、５％食塩のスプレーの塩霧中に放置された。２５０
０時間後に、このコーティングの材料の層の間に赤錆も
なく、膨れや剥離のいかなる形跡もなかった。 （実施例６）最後の二つの層のエポキシ／ポリアミド・
イミド樹脂層が硫化ポリフェニレン（ＰＰＳ）熱可塑性
樹脂の単一の層によって置き換えられていること以外
は、実施例１のコーティングで炭素鋼のパネルをコーテ
ィングした。この鋼板表面上のアルミニウム充填の無機
燐酸塩コーティングの上に水性ポリオール内にＰＰＳ樹
脂粉末を分散させた懸濁液をスプレーし、乾燥させた。
それからこのコーティングされた部分を３５分間３７０
°Ｃ（７００°Ｆ）に保ってこの樹脂を焼結した。ＡＳ
ＴＭ法Ｂ１１７に従って、５％食塩のスプレーの塩霧中
に５００時間放置した後に、このコーティングされた板
には、このコーティングの材料の層の間に赤錆もなく、
膨れや剥離のいかなる形跡もなかった。 （実施例７）鋳鉄の板を清浄にしてから、この板に清浄
な酸化アルミニウム・グリットを吹きつけた。Ａｌｌｅ
ｎ特許Ｎｏ．３，２４８，２５１に記載のタイプのアル
ミニウム充填のクロム酸塩・燐酸塩コーティングをこの
吹きつけ処理を施した鉄板の表面に塗布し、３０分間約
３４３°Ｃ（６５０°Ｆ）で加熱することによって硬化
させた。このアルミニウム充填セラミックコーティング
が電気的に導電性になるまでこのコーティングにアルミ
ナグリットを軽く吹きつけた。それからこの導電性のコ
ーティングの上にアルミニウム充填クロム酸塩・燐酸塩
の第２の層を塗布した。そしてこの層を３０分間３４３
°Ｃ（６５０°Ｆ）で硬化させた。
【００７９】この硬化させたアルミニウム充填の無機燐
酸塩の上にＭｏｓｓｅｒの米国特許Ｎｏ．４，５３２
３，２８９ の実施例１に記載のプライマー層を塗布し
た。このプライマーはＡｌｌｅｎ 特許Ｎｏ．３，２４
８，２５１に記載のタイプのクロム酸塩・燐酸塩バイン
ダーの中にフッ化ポリビニリデン樹脂の微粒子を分散さ
せたスラリーである。このコーティングを３０分間２６
０°Ｃ（５００°Ｆ）で硬化させた。それからこのプラ
イマーの上にフッ化ポリビニリデン樹脂の液状スラリー
を塗布して、２８８°Ｃ（５５０°Ｆ）で一様なフィル
ムに硬化させた。
酸塩の上にＭｏｓｓｅｒの米国特許Ｎｏ．４，５３２
３，２８９ の実施例１に記載のプライマー層を塗布し
た。このプライマーはＡｌｌｅｎ 特許Ｎｏ．３，２４
８，２５１に記載のタイプのクロム酸塩・燐酸塩バイン
ダーの中にフッ化ポリビニリデン樹脂の微粒子を分散さ
せたスラリーである。このコーティングを３０分間２６
０°Ｃ（５００°Ｆ）で硬化させた。それからこのプラ
イマーの上にフッ化ポリビニリデン樹脂の液状スラリー
を塗布して、２８８°Ｃ（５５０°Ｆ）で一様なフィル
ムに硬化させた。
【００８０】このコーティングを施した板は、ＡＳＴＭ
法Ｂ１１７に従って、５％食塩のスプレーの塩霧中に放
置された。１５００時間後に、このコーティングの材料
の層の間に赤錆もなく、膨れや剥離のいかなる形跡もな
かった。
法Ｂ１１７に従って、５％食塩のスプレーの塩霧中に放
置された。１５００時間後に、このコーティングの材料
の層の間に赤錆もなく、膨れや剥離のいかなる形跡もな
かった。
【００８１】本発明の性質を説明するためにここに記述
され例示された部分の細部と材料と配置とにおける種々
の変更は、次の特許請求の範囲に示されているような、
本発明の原理と範囲内でこの技術に熟達した人々によっ
て行い得るということが理解されるであろう。
され例示された部分の細部と材料と配置とにおける種々
の変更は、次の特許請求の範囲に示されているような、
本発明の原理と範囲内でこの技術に熟達した人々によっ
て行い得るということが理解されるであろう。
【図１】鋼の基板上における本発明の４層コーティング
の好適な実施例の断面図。最下層１は、犠牲的の無機燐
酸アルミニウムのプライマーである。第２層２は、非犠
牲的の無機燐酸アルミニウム層である。第３層３は、ア
ルミニウムとイオン反応性顔料と濾過性顔料とを含むポ
リアミド／イミド層である。第４の最上層４は、微粒子
のフッ素ポリマーを含むポリアミド／イミド混合物であ
る。最下層１と第２層２と最上層４とを含む本発明の３
層コーティングは、第３層３を欠いている。
の好適な実施例の断面図。最下層１は、犠牲的の無機燐
酸アルミニウムのプライマーである。第２層２は、非犠
牲的の無機燐酸アルミニウム層である。第３層３は、ア
ルミニウムとイオン反応性顔料と濾過性顔料とを含むポ
リアミド／イミド層である。第４の最上層４は、微粒子
のフッ素ポリマーを含むポリアミド／イミド混合物であ
る。最下層１と第２層２と最上層４とを含む本発明の３
層コーティングは、第３層３を欠いている。
１ 第１層 ２ 第２層 ３ 第３層 ４ 第４層
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０５Ｄ 3/02 Ｂ０５Ｄ 3/02 Ｚ 3/12 3/12 Ｂ 5/12 5/12 Ｂ Ｄ (72)発明者 マーク エフ． モッサー アメリカ合衆国 18740 ペンシルヴェニ ア州 パーキオメンヴィル ディープ ク リーク ロード 2211
Claims (42)
- 【請求項１】 金属表面を有するターボ機関の汚れを防
止するためのコーティングにおいて、 前記表面に接触していて、無機燐酸塩を含む接着性の犠
牲的セラミックの硬化処理された第１の層と、 前記第１層と接触していて、無機燐酸塩または珪酸塩の
バインダーを含み、非導電性であってかつ非犠牲的であ
る、硬化処理された第２の層と、 熱的に安定な有機ポリマーのシーラーを備え、硬化処理
された最上層とからなることを特徴とする汚れ防止コー
ティング。 - 【請求項２】 前記第１層が導電性であることを特徴と
する請求項１に記載のコーティング。 - 【請求項３】 前記第１層が非導電性であることを特徴
とする請求項１に記載のコーティング。 - 【請求項４】 前記第１層がアルミニウムを含むことを
特徴とする請求項２に記載のコーティング。 - 【請求項５】 前記第１層のアルミニウムが個別に分離
された粒子として分散されていることを特徴とする請求
項４に記載のコーティング。 - 【請求項６】 前記第１層が重量比でおよそ６０ないし
８０％のアルミニウムを含むことを特徴とする請求項５
に記載のコーティング。 - 【請求項７】 前記第１層が、クロム酸塩とモリブデン
酸塩とバナジウム酸塩とタングステン酸塩とからなるグ
ループから、またはそれらの金属塩から選ばれた化合物
を含むことを特徴とする請求項２に記載のコーティン
グ。 - 【請求項８】 前記第１層が、微細に分離された粒状の
アルミニウム・マグネシウム合金を含むことを特徴とす
る請求項３に記載のコーティング。 - 【請求項９】 前記第１層の厚さが、およそ３２ないし
４４ミクロンであることを特徴とする請求項１に記載の
コーティング。 - 【請求項１０】 前記第２層の組成が、前記第１層の組
成と同じであることを特徴とする請求項１に記載のコー
ティング。 - 【請求項１１】 前記第２層の組成が、前記第１層の組
成と異なることを特徴とする請求項１に記載のコーティ
ング。 - 【請求項１２】 前記第１層または前記第２層がモリブ
デンもクロムも含まないことを特徴とする請求項１に記
載のコーティング。 - 【請求項１３】 前記第２層が金属顔料を含むことを特
徴とする請求項１に記載のコーティング。 - 【請求項１４】 前記第２層の金属顔料が、アルミニウ
ムとクロム酸塩とモリブデン酸塩とからなるグループと
それらの金属塩とから選ばれることを特徴とする請求項
１３に記載のコーティング。 - 【請求項１５】 前記第２層が、クロムまたは鉄または
アルミニウムの酸化物を含むことを特徴とする請求項１
１に記載のコーティング。 - 【請求項１６】 前記第２層が、およそ３２ないし４４
ミクロンの厚さを有することを特徴とする請求項１に記
載のコーティング。 - 【請求項１７】 前記最上層の熱的に安定な有機ポリマ
ーのシーラーが、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、硫化ポリフェニレン、フッ化ポリビニリデン、
ポリアミド・イミド、エポキシ変性のポリアミド・イミ
ド、ポリウレタン、エチレンコポリマー、エチレン・ビ
ニールアセテート・コポリマー、エポキシ・ポリアミ
ド、塩化ビニール、フッ化ビニール、オルガノシロキサ
ン、塩化ポリビニリデン、ポリスチレン、ポリアクリロ
ニトリル、およびセルロースアセテートからなるグルー
プから選ばれることを特徴とする請求項１に記載のコー
ティング。 - 【請求項１８】 前記最上層の熱的に安定な有機ポリマ
ーのシーラーが、エポキシ／ポリアミド・イミドとポリ
アミド・イミドと硫化ポリフェニレンとからなるグルー
プから選ばれることを特徴とする請求項１７に記載のコ
ーティング。 - 【請求項１９】 前記最上層の熱的に安定な有機ポリマ
ーのシーラーが、ポリテトラフルオロエチレンまたはフ
ッ化ポリビニリデンまたはフッ化エチレン・プロピレン
であることを特徴とする請求項１に記載のコーティン
グ。 - 【請求項２０】 前記コーティングが一つの追加層を持
ち、この追加層が前記第２層と最上層との間にサンドウ
ィッチされた第３の層であり、またこの追加層がポリア
ミド・イミドとエポキシ／ポリアミド・イミドとフッ化
ポリビニリデンとからなるグループから選ばれたポリマ
ーからなることを特徴とする請求項１に記載のコーティ
ング。 - 【請求項２１】 前記第３層がイオン反応性顔料または
濾過性顔料からなることを特徴とする請求項２０に記載
のコーティング。 - 【請求項２２】 前記イオン反応性顔料がアルミニウム
であることを特徴とする請求項２１に記載のコーティン
グ。 - 【請求項２３】 前記濾過性顔料がストロンチウムであ
ることを特徴とする請求項２１に記載のコーティング。 - 【請求項２４】 前記第３層が、およそ３２ないし４４
ミクロンの厚さを持つことを特徴とする請求項２０に記
載のコーティング。 - 【請求項２５】 汚れを防止するために金属表面を有す
るターボ機関をコーティングする方法において、 燐酸塩イオンを含む水性酸性の水性媒体を含む第１のス
ラリーを前記表面に塗布し、それによって第１の層を形
成してその第１層を硬化させることと、 酸性の水性媒体の中に分散させた無機燐酸塩イオンまた
は珪酸塩イオンを含む水性の第２のスラリーを、前記の
硬化処理した第１層に塗布し、それによって第２の層を
形成してその第２層を硬化させることと、 熱的に安定な有機ポリマーのシーラーを含む液状組成物
を、前記の硬化処理した第２層に塗布し、その最上層を
硬化させることとからなることを特徴とするコーティン
グ方法。 - 【請求項２６】 前記第１スラリーがアルミニウムを含
むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。 - 【請求項２７】 前記第１スラリーが、クロム酸塩とモ
リブデン酸塩とバナジウム酸塩とタングステン酸塩とか
らなるグループから選ばれたイオンを含むことを特徴と
する請求項２６に記載の方法。 - 【請求項２８】 前記第２スラリーが、アルミニウムと
クロム酸塩とモリブデン酸塩とからなるグループから、
またはこれらの金属塩から選ばれたイオンを含むことを
特徴とする請求項２５に記載の方法。 - 【請求項２９】 前記第２スラリーが、クロムと鉄とア
ルミニウムとからなるグループから選ばれた酸化物を含
むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。 - 【請求項３０】 前記第１層と第２層の硬化処理が５０
０°Ｆと１０００°Ｆととの間の温度で行われることを
特徴とする請求項２５に記載の方法。 - 【請求項３１】 前記第１層と第２層の硬化処理がおよ
そ６５０°Ｆの温度で行われることを特徴とする請求項
３０に記載の方法。 - 【請求項３２】 前記最上層の硬化処理が４５０°Ｆよ
り低い温度で行われることを特徴とする請求項２５に記
載の方法。 - 【請求項３３】 前記最上層の硬化処理がおよそ３００
°Ｆと３７５°Ｆとの間の温度で行われることを特徴と
する請求項３２に記載の方法。 - 【請求項３４】 さらに、前記第１層の硬化処理の後で
かつ前記第２層の塗布の前に、熱的または機械的手段に
よって前記第１層を電気的に導電性にする工程を含むこ
とを特徴とする請求項２５に記載の方法。 - 【請求項３５】 前記熱的処理が前記プライマーをおよ
そ５００°Ｃより高い温度に加熱することであるという
ことを特徴とする請求項３４に記載の方法。 - 【請求項３６】 前記機械的処理が前記硬化処理した第
１層に研磨剤グリットまたはガラスまたはアルミナを吹
きつけることであるということをを特徴とする請求項３
４に記載の方法。 - 【請求項３７】 さらに、前記第２層の硬化処理と前記
最上層の前記液状組成物の塗布との間に、ポリアミド・
イミドまたはエポキシ／ポリアミド・イミドまたはフッ
化ポリビニリデンを含む液状組成物を塗布し、それによ
って第３の層を形成してその第３層を硬化させるという
工程を含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。 - 【請求項３８】 前記第３層がイオン反応性顔料または
濾過性顔料を含むことを特徴とする請求項３７に記載の
方法。 - 【請求項３９】 前記イオン反応性顔料がアルミニウム
であることを特徴とする請求項３８に記載の方法。 - 【請求項４０】 前記濾過性顔料がストロンチウムであ
ることを特徴とする請求項３８に記載の方法。 - 【請求項４１】 前記第３層の硬化処理がおよそ３００
°Ｆと３７５°Ｆとの間の温度で行われることを特徴と
する請求項３７に記載の方法。 - 【請求項４２】 １７か月の期間にわたって蒸気消費量
が増加しないことによって証明されたように、２００°
Ｃ（５００°Ｆ）の運転温度で１７か月の間、汚れと腐
食とを防止することを特徴とする請求項２０に記載のコ
ーティング。
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