(57)【要約】【課題】防食コーティングを構成するめっき層を均一に形成でき且つピンホールの発生を抑制しめっき層の剥離を防止して、防食コーティングの耐久性を向上し回転機械の防食性と信頼性及び効率を向上させる防食コーティングを施した回転機械を提供する。【解決手段】防食コーティングを施した回転機械を、気体が流通し同気体が直接接する部位に防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングは、前記部位の基材表面に無電解めっきで形成された第１のＮｉ−Ｐめっき層と、同第１のＮｉ−Ｐめっき層を形成した上部に無電解めっきで形成された第２のＮｉ−Ｐめっき層とを有し、前記第１のＮｉ−Ｐめっき層表面のピンホール開口部をフッ素樹脂またはポリイミドで埋めてなるように構成した。【選択図】図１
2007197766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が流通し同気体が直接接する部位に防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングは、前記部位の基材表面に無電解めっきで形成された第１のＮｉ−Ｐめっき層と、同第１のＮｉ−Ｐめっき層を形成した上部に無電解めっきで形成された第２のＮｉ−Ｐめっき層とを有し、前記第１のＮｉ−Ｐめっき層表面のピンホール開口部をフッ素樹脂またはポリイミドで埋めてなることを特徴とする防食コーティングを施した回転機械。
【請求項２】
請求項１に記載の防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングの前記第２のＮｉ−Ｐめっき層は、フッ素樹脂粒子含有Ｎｉ−Ｐめっき層またはポリイミド粒子含有Ｎｉ−Ｐめっき層であり、前記ピンホール開口部を埋めるフッ素樹脂またはポリイミドは同第２のＮｉ−Ｐめっき層中のフッ素樹脂粒子またはポリイミド粒子であることを特徴とする防食コーティングを施した回転機械。
【請求項３】
請求項２に記載の防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングは前記第２のＮｉ−Ｐめっき層を形成後、前記フッ素樹脂粒子またはポリイミド粒子を軟化させる加熱処理を行ってなることを特徴とする防食コーティングを施した回転機械。
【請求項４】
請求項１に記載の防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングは、前記第１のＮｉ−Ｐめっき層と前記第２のＮｉ−Ｐめっき層の間に、フッ素樹脂層またはポリイミド層が形成され、前記ピンホール開口部を埋めるフッ素樹脂またはポリイミドは同フッ素樹脂層またはポリイミド層であることを特徴とする防食コーティングを施した回転機械。
【請求項５】
請求項４に記載の防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングは前記フッ素樹脂層またはポリイミド層を形成後、同フッ素樹脂層またはポリイミド層を軟化させる加熱処理を行ってなることを特徴とする防食コーティングを施した回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体が流通する圧縮機や蒸気タービン等の回転機械に関し、特に流通する気体が直接接する部位に防食コーティングを施した回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転機械は流通する蒸気やガスにインペラ、動翼等が直接接触するため、それら気体の成分、例えばＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏガス等による腐食環境に曝され、気体に接触する部位が腐食を受け易いという問題があった。
【０００３】
回転機械の例として、図５に圧縮機１の一般的な構造例を断面図で示すと、ケーシング２内に複数段のインペラ３を備えた回転軸４を配設し、回転軸４及びインペラ３の周囲に各インペラ３との間に気体ａを圧縮する連続した複数の作動室５を形成するように配設されたダイヤフラム６とを備え、回転軸４及びインペラ３を図示しない外部の回転駆動装置により回転させることにより、吸込口７から流入した気体ａを前記作動室５を通過させて圧縮し、吐出口８に出力させる。したがって、流通させる高圧気体ａに腐食性の成分が含まれる場合、気体ａに直接接する部位となるインペラ３やダイヤフラム６等が腐食環境に曝される。
【０００４】
また、回転機械が蒸気タービンの場合も、作動流体である高温高圧の蒸気が動翼に作用して回転動力を発生させるものであるため、動翼には高温と大きな遠心加速度が加えられ、動翼表面が腐食環境に曝される。
【０００５】
それに対して、腐食性成分を有する気体に直接接する部位を有する回転機械の部品、例えば、圧縮機のインペラ、ダイヤフラムや蒸気タービンの動翼等を、耐食性の高いステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）で作製するものもあるが、インペラ径や動翼径が１ｍを超えるような大型の機械においては材料コストが著しく増大してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで従来通常は、そのような部品の基材は炭素鋼（ＳＳ４００等）、炭素鋼鋳鋼材（ＳＣ４８０等）で作製し、防食コーティングを施す、例えば、Ｎｉ等防食性の高いめっきを施すことが行なわれるが、電気めっきによりＮｉめっき等を行なおうとすると、大型で複雑な形状のインペラ、動翼等では、電解液中の電極として通電し易い箇所に偏ってめっき皮膜が形成され、通電が少ない奥まった箇所等には充分なめっき皮膜が形成され難いという問題があり、その問題を避けるため無電解めっき（化学めっき）によりＮｉ−Ｐめっきが行なわれる。
【０００７】
無電解めっきにおいては、その性質上Ｎｉ単体めっきではなく、Ｎｉ−Ｐめっきとなり、Ｎｉの防食性に加えＰの作用により非晶質めっきとなって耐食性が増す利点もあるが、基材（この場合、ＳＳ４００等炭素鋼、ＳＣ４８０等炭素鋼鋳鋼材など）の表面欠陥やめっき時の発生ガス等に起因する欠陥、すなわちピンホールの発生の問題があった。
【０００８】
従来のＮｉ−Ｐめっきによる防食コーティング１００として、図６にその断面模式図を例示するように、インペラ３、ダイヤフラム６等の基材１０の表面１０ａ上に無電解めっきによるＮｉ−Ｐめっき層１１を施したものがあるが、表面１０ａの研磨洗浄等の前処理にもかかわらず表面１０ａに微小穴部等の形状欠陥があってそこに油脂、気体が残存した場合、表面粗さにより凹部に汚れが残存した場合、洗浄不足で汚れが残存した場合、また、充分洗浄され平滑であっても反応時の水素等の気泡が付着した場合等には、その欠陥箇所１０ｂでのＮｉ−Ｐの析出が阻害されピンホール１２が発生し、それがＮｉ−Ｐめっき層１１の表面１１ａまで達した場合は、貫通ピンホールとなりめっき層としての欠陥が生じる。
【０００９】
すなわち、ピンホール１２から回転機械を流通する気体ａ中の腐食成分が基材１０の表面１０ａにまで至り、基材１０の腐食、防食コーティング１００の膨れ、剥離を引き起こす。
【００１０】
ピンホール１２の径ｄは５μｍ程度であるが３０μｍ程に達する場合もあり、従来、無電解めっきによりＮｉ−Ｐめっき層１１を施す場合、めっきの欠陥が表面まで貫通したピンホール１２となることを抑制するため、そのめっき厚さｔは比較的厚く５０〜７０μｍ程度にして行なわれる。しかし、めっき厚さｔが徒に厚くなるとめっき層内の内部応力に起因してめっき層の密着性が低下し、剥離を起こし易くなる問題が生じ、また、めっきのコストも増大する。
【００１１】
一方、そのような無電解Ｎｉ−Ｐめっき層のピンホールの問題の改善が検討されており、例えば特開２００３−１４７５４８号公報（特許文献１）には、基材はアルミニウム材であるが、無電解めっきによるＮｉ−Ｐめっき層を耐食性下地めっき層として施した後、その上に、電気めっきにより上層めっき層としてＮｉめっき層を施したものを防食コーティングとした電子機器用リールが示されている。そして、２段階にめっきを行なうことにより２層のめっき層を貫通するピンホールの発生を防ぐことができるとしている。
【００１２】
しかしながら、下地めっき層表面のピンホール開口部は、上層めっき層のめっきにおいてもピンホール発生の起点となり易い問題が残るほか、電気めっきによる上層めっき層を施すことは、電子機器用リールのような小型部品はともかく、上述のとおり本発明の目的とする回転機械の大型部品の防食コーティングのためのめっきとしては、めっきの不均一性等の問題を解消できないものであった。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−１４７５４８号公報（第３、４ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記のような気体が流通する回転機械の流通する気体が直接接する部位の防食コーティングの問題を解消し、防食コーティングを構成するめっき層を均一に形成でき且つピンホールの発生を抑制しめっき層の剥離を防止して、防食コーティングの耐久性を向上し回転機械の防食性と信頼性及び効率を向上させる防食コーティングを施した回転機械を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされ、下記の（１）から（５）の手段を提供するものであり、以下、特許請求の範囲に記載の順に説明する。
【００１６】
（１）その第１の手段として、気体が流通し同気体が直接接する部位に防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングは、前記部位の基材表面に無電解めっきで形成された第１のＮｉ−Ｐめっき層と、同第１のＮｉ−Ｐめっき層を形成した上部に無電解めっきで形成された第２のＮｉ−Ｐめっき層とを有し、前記第１のＮｉ−Ｐめっき層表面のピンホール開口部をフッ素樹脂またはポリイミドで埋めてなることを特徴とする防食コーティングを施した回転機械を提供する。
【００１７】
（２）第２の手段としては、第１の手段の防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングの前記第２のＮｉ−Ｐめっき層は、フッ素樹脂粒子含有Ｎｉ−Ｐめっき層またはポリイミド粒子含有Ｎｉ−Ｐめっき層であり、前記ピンホール開口部を埋めるフッ素樹脂またはポリイミドは同第２のＮｉ−Ｐめっき層中のフッ素樹脂粒子またはポリイミド粒子であることを特徴とする防食コーティングを施した回転機械を提供する。
【００１８】
（３）また、第３の手段として、第２の手段の防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングは前記第２のＮｉ−Ｐめっき層を形成後、前記フッ素樹脂粒子またはポリイミド粒子を軟化させる加熱処理を行ってなることを特徴とする防食コーティングを施した回転機械を提供する。
【００１９】
（４）第４の手段として、第１の手段の防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングは、前記第１のＮｉ−Ｐめっき層と前記第２のＮｉ−Ｐめっき層の間に、フッ素樹脂層またはポリイミド層が形成され、前記ピンホール開口部を埋めるフッ素樹脂またはポリイミドは同フッ素樹脂層またはポリイミド層であることを特徴とする防食コーティングを施した回転機械を提供する。
【００２０】
（５）第５の手段として、第４の手段の防食コーティングを施した回転機械において、前記防食コーティングは前記フッ素樹脂層またはポリイミド層を形成後、同フッ素樹脂層またはポリイミド層を軟化させる加熱処理を行ってなることを特徴とする防食コーティングを施した回転機械を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
（１）特許請求の範囲に記載の請求項１の発明によれば、防食コーティングを施した回転機械を上記第１の手段のように構成したので、ピンホール欠陥が存在する第１のＮｉ−Ｐめっき層表面のピンホール開口部がフッ素樹脂あるいはポリイミドで埋められているため、ピンホールが閉塞ないし狭小化され、防食コーティングを貫通するピンホールの発生が防止されるので、腐食性成分を含む気体に直接接しても基材の腐食が防止されて防食コーティングの耐久性が著しく向上し、流通する気体中の腐食性成分に直接接する回転機械の部位の防食性が向上し、回転機械の信頼性と効率が向上する。特にポリイミドを用いたものはより高い耐熱性を求められる環境に適合する。
【００２２】
（２）請求項２の発明によれば、防食コーティングを施した回転機械を上記第２の手段のように構成したので、第２のＮｉ−Ｐめっき層をフッ素樹脂粒子含有Ｎｉ−Ｐめっき層またはポリイミド粒子含有Ｎｉ−Ｐめっき層とすることにより、フッ素樹脂粒子またはポリイミド粒子により第２のＮｉ−Ｐめっき層でのピンホールの発生が抑制され、且つ貫通ピンホールの発生も防止されて、具体的に確実に請求項１の発明の作用効果を奏するものとなる。
【００２３】
（３）請求項３の発明によれば、防食コーティングを施した回転機械を上記第３の手段のように構成したので、フッ素樹脂粒子またはポリイミド粒子を軟化させる加熱処理を行ったため、ピンホール開口部を塞ぐことが促進され、防食コーティングの耐久性、回転機械の防食性がより高く確実なものとなる。
【００２４】
（４）請求項４の発明によれば、防食コーティングを施した回転機械を上記第４の手段のように構成したので、第１のＮｉ−Ｐめっき層と第２のＮｉ−Ｐめっき層の間にフッ素樹脂層またはポリイミド層を設けたため、フッ素樹脂層またはポリイミド層により第２のＮｉ−Ｐめっき層でのピンホールの発生が抑制され、且つ貫通ピンホールの発生も防止されて、具体的に確実に請求項１の発明の作用効果を奏するものとなる。
【００２５】
（５）請求項５の発明によれば、防食コーティングを施した回転機械を上記第５の手段のように構成したので、フッ素樹脂層またはポリイミド層を軟化させる加熱処理を行ったため、ピンホール開口部を塞ぐことが促進され、防食コーティングの耐久性、回転機械の防食性がより高く確実なものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明を実施するための最良の形態として、以下に実施例１及び実施例２を説明する。
【実施例１】
【００２７】
図１は本発明の実施例１に係る防食コーティングを施した回転機械の要部としての防食コーティングと基材の断面模式図である。本実施例の防食コーティングを施した回転機械は、例えば図５に例示したごとき圧縮機１であり、その内部を流通させる気体ａに直接接するインペラ３やダイヤフラム６等の部位に、その部材を基材１０として防食コーティング２００が施されている。
【００２８】
図１において、１０は回転機械において防食コーティング２００を施すインペラ３、ダイヤフラム６等の基材であり、１０ａはその表面であって、回転機械においてＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏガス等の腐食性成分を含む気体に直接接触する部位である。
【００２９】
本実施例において、基材１０は炭素鋼（例えばＳＳ４００）、炭素鋼鋳鋼材（例えばＳＣ４８０）等からなり、その表面１０ａは平滑化、洗浄等の前処理を行なった後、防食コーティング２００が施されている。防食コーティング２００は、無電解めっきによる「第１のＮｉ−Ｐめっき層」としての下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３と、一旦下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３を施した後、その上層に無電解めっきにより施された「第２のＮｉ−Ｐめっき層」としてのフッ素樹脂含有Ｎｉ−Ｐめっき層１４を備える、２層めっき構造を有している。
【００３０】
下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３は、厚さｔ１＝１０〜２０μｍ程度であり、上層のフッ素樹脂含有Ｎｉ−Ｐめっき層１４も厚さｔ２＝１０〜２０μｍ程度である。
【００３１】
フッ素樹脂含有Ｎｉ−Ｐめっき層１４には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリビリニデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）の少なくとも１種類からなるフッ素樹脂粒子１５が３０重量％以上含まれる。
【００３２】
フッ素樹脂含有Ｎｉ−Ｐめっき層１４は、界面活性剤とともにめっき液中に分散させたフッ素樹脂粒子１５を巻き込んで析出させたものであり、フッ素樹脂粒子１５の粒径は０．２〜０．５μｍ径程度がめっき液中の分散上好ましいが、後述のピンホール１２の閉塞の効果上はさらに大径が望ましく、一方、１０μｍ以上になるとめっき液中の安定が悪化することから、５μｍ程度の粒径のものが好ましい。
【００３３】
フッ素樹脂含有Ｎｉ−Ｐめっき層１４はめっき層形成の後、フッ素樹脂の軟化温度（約３００〜４００℃、平均３５０℃程度）にまで加熱処理し、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３の表面１３ａのピンホール１２の開口部１２ａを軟化したフッ素樹脂粒子１５で塞ぐことを促進して閉塞ないし狭小化し、貫通するピンホール１２の発生防止を高めている。
【００３４】
上層のフッ素樹脂含有Ｎｉ−Ｐめっき層１４においてもピンホールの発生は認められるが、３０重量％以上含有され混在するフッ素樹脂粒子１５によって発生は抑制され表面１４ａまでの貫通が阻止されるほか、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３の表面１３ａのピンホール１２の開口部１２ａは軟化したフッ素樹脂粒子１４でほとんど閉塞され、あるいは狭小化されているので、２層めっき構造からなる防食コーティング２００を貫通するピンホールの発生は実質的に充分に阻止される。
【００３５】
以上のように、本実施の形態の防食コーティング２００を施した回転機械は、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３の表面１３ａのピンホール１２の開口部１２ａがフッ素樹脂粒子１５で埋められて、防食コーティング２００を貫通するピンホールの発生が防止されるので、腐食性成分を含む気体に直接接しても基材１０の腐食が防止され防食コーティング２００の剥離が防止されて、防食コーティング２００の耐久性が著しく向上し、流通する気体中の腐食性成分に直接接する回転機械の部位の防食性が向上し、回転機械の信頼性と効率が向上する。
【００３６】
次に、本実施例の変形例につき、同じく図１により説明する。本変形例の防食コーティング３００においては、フッ素樹脂粒子１５に代えてポリイミド粒子１６を用い、上層にフッ素樹脂含有Ｎｉ−Ｐめっき層１４に代えて無電解めっきによる「第２のＮｉ−Ｐめっき層」としてのポリイミド含有Ｎｉ−Ｐめっき層１７を有することが異なる他は、防食コーティングの構造、各めっき層厚さ、粒子含有量、粒子径等は前述の本実施例と同様である。
【００３７】
ただし、ポリイミド粒子１６の温度特性に基づき、上層のポリイミド含有Ｎｉ−Ｐめっき層１７はその形成後、フッ素樹脂よりやや高温領域のポリイミドの軟化温度、約３５０〜４００℃で加熱処理し、軟化したポリイミド粒子１６によって、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３の表面１３ａのピンホール１２の開口部１２ａを塞ぐことを促進して閉塞ないし狭小化し、貫通するピンホール１２の発生防止を高めている。
【００３８】
したがって、本変形例の防食コーティング３００によれば、ポリイミドはフッ素樹脂に比べ耐熱性がより高いので、蒸気タービン等の高温部、高温ガスを扱う圧縮機等において、使用条件に対しより合致したものを得ることができ、本変形例においても、使用温度域がより高く設定できる他は上記本実施例と同様の作用効果を奏することができる。
【００３９】
以上のように、本実施例に係る防食コーティング２００、３００は、さらに概括的に述べれば、基材１０の欠陥、汚れ等により発生する無電解Ｎｉ−Ｐめっき層のピンホール欠陥の防止を可能としたものである。
【００４０】
下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３の表面１３ａには基材１０の欠陥、汚れ等によりピンホール欠陥の開口部１２ａが発生しているが、引き続き、ピンホール欠陥防止機構として上層にめっき層を形成するために、フッ素樹脂粒子あるいはポリイミド粒子複合無電解Ｎｉ−Ｐめっき液に浸漬すると、めっき液中に分散しているフッ素樹脂粒子１５あるいはポリイミド粒子１６が下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３表面に吸着する。
【００４１】
フッ素樹脂粒子１５あるいはポリイミド粒子１６は、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３に生じたピンホール１２の開口部１２ａ内にも吸着し、孔を埋め、あるいは狭める。
【００４２】
その後、Ｎｉ−Ｐの析出が開始し、フッ素樹脂粒子１５あるいはポリイミド粒子１６を取り込みながらＮｉ−Ｐ合金が析出してゆき、上層のフッ素樹脂含有Ｎｉ−Ｐめっき層１４またはポリイミド含有Ｎｉ−Ｐめっき層１７形成が進行する。
【００４３】
このようにして、ピンホール欠陥が存在する下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３上に、フッ素樹脂粒子あるいはポリイミド粒子複合無電解Ｎｉ−Ｐめっきを施すと、ピンホール欠陥内にフッ素樹脂粒子１５あるいはポリイミド粒子１６が入り込み開口部１２ａを埋めて、ピンホール１２を塞ぎ、あるいは孔を狭め、継続するＮｉ−Ｐめっき析出においてピンホール欠陥は閉塞されることとなり、耐食性の高い防食コーティング２００、３００が得られるのである。
【００４４】
またさらに、以上のめっき層１４，１７の形成の後、フッ素樹脂またはポリイミドを軟化温度以上に加熱処理することにより、樹脂粒子１５、１６によるピンホール１２の開口部１２ａを塞ぐことを促進して閉塞ないし狭小化でき、貫通するピンホール１２の発生防止を高めて、より高い耐食性を得る効果を奏することができる。
【００４５】
なお、基材１０上に直接、フッ素樹脂粒子あるいはポリイミド粒子複合無電解Ｎｉ−Ｐめっきを施した場合は、基材１０の孔状欠陥に対しては上述と同様にフッ素樹脂粒子１５あるいはポリイミド粒子１６の吸着作用によりピンホール欠陥を防止することは可能であるが、基材１０の汚れに起因するピンホール欠陥に関しては、必ずしもフッ素樹脂粒子１５あるいはポリイミド粒子１６が吸着せず、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３を施した場合に比べてピンホール防止効果が著しく劣る。
【００４６】
以下、本実施例に係る防食コーティング２００の製造と評価の実験例を具体的に説明する。
＜製造手順＞
（１）基材１０に３０ｍｍ×３０ｍｍ×２００ｍｍ長さのＳＣ４８０炭層鋼鋳鋼材を用いた。
（２）基材１０を表面粗さＲｙ  ６〜７μｍに機械加工で仕上げた。
（３）めっきの工程図を図２に示し、プロセス、条件を以下説明する。
【００４７】
Ａ：アルカリ脱脂
・アルカリ脱脂液は市販の薬剤を水に溶解させた液が使用可能であり本例では、アサヒクリーナーＮｏ．８００を使用した。
・条件は特に規定は無いが、一般的には５０〜６０℃で３０分浸漬する。ここで液中で超音波を付与すると洗浄性を高めることが可能である。
【００４８】
Ｂ：下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３形成
・特に規定するものでないが、本例では、上村工業社製ニムデンＳＸの無電解Ｎｉ−Ｐめっき液とした。
・条件は、標準の９０℃で、７０分間めっきした。めっき厚さｔ１＝２０μｍであった。
【００４９】
Ｃ：フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）含有Ｎｉ−Ｐめっき層１４形成
・めっき液としては特に指定するものではないが、ここでは、日本カニゼン社製の“カニフロンＡ  ”のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）複合無電解Ｎｉ−Ｐめっき液とした。
・条件は、標準の９０℃で、８０分間めっきした。めっき厚さｔ２＝２０μｍであった。
・フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）含有Ｎｉ−Ｐめっき層１４形成後、洗浄の後、約３５０℃で加熱処理し、フッ素樹脂を軟化してピンホール１２の閉塞を促進する。
＜評価＞
実験例：上記により製造しためっき皮膜（防食コーティング２００）
比較例：上村工業社製ニムデンＳＸの無電解Ｎｉ−Ｐめっき液で４０μｍ１層のめっき皮膜
上記両例をＪＩＳ法でフェロキシルピンホール検査を実施した結果、３０ｍｍ×２００ｍｍの範囲のピンホール数は、上記実験例において１５個、上記比較例において１００個あり、本実験例のめっき皮膜、すなわち本実施例の防食コーティング２００は耐食性に優れていることが判明した。
【００５０】
本実施例の変形例の防食コーティング３００においても、同様である。
【実施例２】
【００５１】
図３は本発明の実施例２に係る防食コーティングを施した回転機械の要部としての防食コーティングと基材の断面模式図である。本実施例の防食コーティングを施した回転機械は、実施例１と同様に、例えば図５に例示したごとき圧縮機１であり、その内部を流通させる気体ａに直接接するインペラ３やダイヤフラム６等の部位に、その部材を基材１０として防食コーティング４００が施されている。
【００５２】
図３において、１０は回転機械において防食コーティング４００を施すインペラ３、ダイヤフラム６等の基材であり、１０ａはその表面であって、回転機械においてＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏガス等の腐食性成分を含む気体に直接接触する部位である。
【００５３】
本実施例において、基材１０は炭素鋼（例えばＳＳ４００）、炭素鋼鋳鋼材（例えばＳＣ４８０）等からなり、その表面１０ａは平滑化、洗浄等の前処理を行なった後、防食コーティング４００が施されている。防食コーティング４００は、無電解めっきによる「第１のＮｉ−Ｐめっき層」としての下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３と、一旦下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３を施した後、その上層に設けられたフッ素樹脂層２０と、フッ素樹脂層２０の上に無電解めっきにより施された「第２のＮｉ−Ｐめっき層」としての上層Ｎｉ−Ｐめっき層２１を備える２層めっき構造を有している。
【００５４】
下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３は、厚さｔ３＝１０〜２０μｍ程度であり、上層Ｎｉ−Ｐめっき層２１も厚さｔ４＝１０〜２０μｍ程度である。
【００５５】
フッ素樹脂層２０は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリビリニデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）の少なくとも１種類からなるフッ素樹脂による層であり、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３を施した後の基材１０をフッ素樹脂粒子が分散する水溶液に浸漬してディスパージョン浸漬コーティングを行い、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３のピンホール１２の中に浸透させるとともに、表面１３ａにも薄膜のフッ素樹脂層２０を形成させたもので、その厚さｔ５は０．１μｍ程度である。
【００５６】
フッ素樹脂層２０は形成の後、フッ素樹脂の軟化温度（約３００〜４００℃、平均３５０℃程度）にまで加熱処理し、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３の表面１３ａのピンホール１２の開口部１２ａを軟化したフッ素樹脂層２０で塞ぐことを促進して閉塞ないし狭小化し、貫通するピンホール１２の発生防止を高めている。
【００５７】
上層Ｎｉ−Ｐめっき層２１は欠陥部の少ないフッ素樹脂層２０上に形成されるためピンホールの発生は抑制され、且つ、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３との間のフッ素樹脂層２０によって基材１０の表面１０ａから上層Ｎｉ−Ｐめっき層２１の表面２１ａまで貫通するピンホールの発生が阻止されるほか、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３の表面１３ａのピンホール１２の開口部１２ａは軟化したフッ素樹脂層２０でほとんど閉塞されているので、２層めっき構造からなる防食コーティング４００を貫通するピンホールの発生は実質的に充分に阻止される。
【００５８】
以上のように、本実施の形態の防食コーティング４００を施した回転機械は、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３の表面１３ａのピンホール１２の開口部１２ａをフッ素樹脂層２０のフッ素樹脂が埋めて、防食コーティング４００を貫通するピンホールの発生が防止されるので、腐食性成分を含む気体に直接接しても基材１０の腐食が防止され防食コーティング４００の剥離が防止されて、防食コーティング４００の耐久性が著しく向上し、流通する気体中の腐食性成分に直接接する回転機械の部位の防食性が向上し、回転機械の信頼性と効率が向上する。
【００５９】
次に、本実施例の変形例につき、同じく図３により説明する。本変形例の防食コーティング５００においては、「第１のＮｉ−Ｐめっき層」としての下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３と「第２のＮｉ−Ｐめっき層」としての上層Ｎｉ−Ｐめっき層２１との間に、フッ素樹脂層２０に代えてポリイミド層３０を形成していることが異なる他は、防食コーティングの構造、各めっき層厚さ等は前述の本実施例と同様であり、ポリイミド層３０の厚さはフッ素樹脂層２０の厚さと同様である。
【００６０】
ただし、ポリイミド層３０の温度特性に基づき、ポリイミド層３０はその形成後、フッ素樹脂よりやや高温領域のポリイミドの軟化温度、約３５０〜４００℃で加熱処理し、軟化したポリイミド層３０によって、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３の表面１３ａのピンホール１２の開口部１２ａを塞ぐことを促進して閉塞ないし狭小化し、貫通するピンホール１２の発生防止を高めている。
【００６１】
したがって、本変形例の防食コーティング５００によれば、ポリイミドはフッ素樹脂に比べ耐熱性がより高いので、蒸気タービン等の高温部、高温ガスを扱う圧縮機等において、使用条件に対しより合致したものを得ることができ、本変形例においても、使用温度域がより高く設定できる他は、上記本実施例と同様の作用効果を奏することができる。
【００６２】
以下、本実施例に係る防食コーティング４００の製造と評価の実験例を具体的に説明する。
＜製造手順＞
（１）基材１０に３０ｍｍ×３０ｍｍ×２００ｍｍ長さのＳＣ４８０炭素鋼鋳鋼材を用いた。
（２）基材１０を表面粗さＲｙ  ６〜７μｍに機械加工で仕上げた。
（３）めっきの工程図を図４に示し、プロセス、条件を以下説明する
Ａ：アルカリ脱脂
・アルカリ脱脂液は市販の薬剤を水に溶解させた液が使用可能であり本例では、アサヒクリーナーＮｏ．８００を使用した。
・条件は特に規定は無いが、一般的には５０〜６０℃で３０分浸漬する。ここで液中で超音波を付与すると洗浄性を高めることが可能である。
【００６３】
Ｂ：下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３形成
・特に規定するものでないが、本例では、上村工業社製ニムデンＳＸの無電解Ｎｉ−Ｐめっき液とした。
・条件は、標準の９０℃で、７０分間めっきした。めっき厚さｔ３＝２０μｍであった。
【００６４】
Ｄ：フッ素樹脂層２０形成
・下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３を形成した基材１０を、フッ素樹脂粒子が分散する水溶液に浸漬し、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３のピンホール１２の中に浸透させるとともに、表面１３ａにも薄膜のフッ素樹脂層２０を形成させるものである。
・デスパージョン液は、平均粒子径０．３μｍのフッ素樹脂としてポリテトラフルオロエチレン樹脂（フッ素樹脂）を界面活性剤で均一に分散させた液とした。ポリテトラフルオロエチレン樹脂濃度は２００ｇ／ｌである。
・コーティング方法は、被コーティング材（下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３を施した基材１０）を室温のディスパージョン液の中に浸漬し、フッ素樹脂ディスパージョン浸漬コーティング（Ｄ１）を行い、３０〜６０ｓｃｅ後に引き上げ、液を切った後、３５０℃に保持した温風乾燥機に入れ６０分間焼成した（Ｄ２）。
・ポリテトラフルオロエチレン樹脂は約３２０℃で軟化することを利用し、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３で発生したピンホール１２欠陥に中に浸透し、開口部１２ａを塞ぐことを促進し、閉塞ないし狭小化するとともに、下地Ｎｉ−Ｐめっき層１３の表面１３ａ全面に厚さｔ５＝０．１μｍ程度の薄膜のフッ素樹脂層２０が形成される。
【００６５】
以下に、フッ素樹脂層２０が形成された上に無電解めっきにより上層Ｎｉ−Ｐめっき層２１を施工する方法について説明する。
【００６６】
フッ素樹脂層２０上には直接Ｎｉ−Ｐめっきが析出しないため、一般に実施されているエンジニアリングプラスチック上へのＮｉ−Ｐめっき層形成と同様のプロセスをとる。すなわち、フッ素樹脂層２０の表面２０ａを活性化、触媒付与（Ｐｄ）により、その触媒の力を借りて上層Ｎｉ−Ｐめっき層２１を析出させるものである。
【００６７】
Ｅ：キャタリスト（触媒）
・塩化パラジウム＋塩化第１スズ＋塩酸の液であり、フッ素樹脂層２０を施した後の基材１０を、この液に浸漬すると、表面にＰｄ・Ｓｎ化合物が吸着する。
・本例では、奥野製薬社製のＯＰＣ−８０キャタリストを使用した。
・条件は、室温で５分間とした。
【００６８】
Ｆ：アクセレータ
・触媒で吸着したＰｄ・Ｓｎ化合物を硫酸１００ｇ／ｌの硫酸に浸漬し、スズを除去し、Ｐｄ化する
・条件は、５０℃で３分間浸漬とした。
【００６９】
Ｇ：上層Ｎｉ−Ｐめっき層２１形成
・特に規定するものでないが、本例では、上村工業社製ニムデンＳＸの無電解Ｎｉ−Ｐめっき液とした。
・条件は、標準の９０℃で、７０分間めっきした。めっき厚さｔ４＝２０μｍであった。
＜評価＞
実験例：上記により製造しためっき皮膜（防食コーティング４００）
比較例：上村工業社製  ニムデンＳＸの無電解Ｎｉ−Ｐめっき液で４０μｍ１層のめっき皮膜
上記両例をＪＩＳ法でフェロキシルピンホール検査を実施した結果、３０ｍｍ×２００ｍｍの範囲のピンホール数は、上記実験例においては１０個、上記比較例においては１００個あり、本実験例のめっき皮膜、すなわち本実施例の防食コーティング４００は耐食性に優れていることが判明した。
【００７０】
本実施例の変形例の防食コーティング５００においても、同様である。
【００７１】
以上、本発明を図示の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００７２】
例えば、上記実施例およびその変形例の防食コーティング２００、３００、４００、５００を施した圧縮機としては、図３に示す圧縮機１のような形式、構造のものに限定されるものではなく、上記防食コーティング２００、３００、４００、５００は、圧縮機一般に効果的に適用されるものである。また、上記防食コーティング２００、３００、４００、５００が、圧縮機に限らず、蒸気タービン等気体が流通する回転機械一般の気体が直接接する部位、動翼等に施され得るものであることは勿論である。もっとも、本発明の回転機械が圧縮機である場合は、化学プラント等の腐食性環境で使用される場合の多い圧縮機の防食コーティングの耐久性が著しく向上し、流通する気体中の腐食性成分に直接接する部位の防食性が向上し、回転機械の信頼性と効率が向上し、その効果を特に有効に奏するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施例１およびその変形例に係る防食コーティングを施した回転機械の要部としての防食コーティングと基材の断面模式図である。
【図２】実施例１におけるめっきの工程図である。
【図３】本発明の実施例２およびその変形例に係る防食コーティングを施した回転機械の要部としての防食コーティングと基材の断面模式図である。
【図４】実施例２におけるめっきの工程図である。
【図５】圧縮機の一般的な構造例の断面図である。
【図６】従来のＮｉ−Ｐめっきによる防食コーティングの断面模式図である。
【符号の説明】
【００７４】
１                  圧縮機
２                  ケーシング
３                  インペラ
４                  回転軸
６                  ダイヤフラム
１０                基材
１０ｂ              欠陥箇所
１１                Ｎｉ−Ｐめっき層
１２                ピンホール
１２ａ              開口部
１３                下地Ｎｉ−Ｐめっき層（第１のＮｉ−Ｐめっき層）
１４                フッ素樹脂含有Ｎｉ−Ｐめっき層（第２のＮｉ−Ｐめっき層）
１５                フッ素樹脂粒子
１６                ポリイミド粒子
１７                ポリイミド含有Ｎｉ−Ｐめっき層（第２のＮｉ−Ｐめっき層）
２０                フッ素樹脂層
２１                上層Ｎｉ−Ｐめっき層（第２のＮｉ−Ｐめっき層）
３０                ポリイミド層
１００              防食コーティング
２００              防食コーティング
３００              防食コーティング
４００              防食コーティング
５００              防食コーティング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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