(57)【要約】      （修正有）【課題】穴を有する物品をコーティングする方法であって、穴が閉塞しないコーティング方法を提供する。【解決手段】物品の少なくとも１つの穴をペーストで覆うことであって、物品の表面にコーティングを塗布することと、ペーストを水を含む環境に接触させ、コーティングが塗布された物品の表面に少なくとも１つの開いた穴を残すことおよびペーストを除去することとを含んでいる。ペーストは、約２０〜８０質量％の充填材と、約０．５〜２０質量％のリン酸水素化合物と、約０．５〜１５質量％のポリヒドロキシ化合物と、約５〜２５質量％の水とを含んでいる。充填材は、約０．１〜１００ミクロンの範囲の平均粒径を有し、アルカリ金属をドープしたアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含む第１の材料と、ケイ酸塩を含む第２の材料とを含んでいる。前記第１の材料と前記第２の材料との質量比は約１〜１０の範囲である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品（１００、２００）の少なくとも１つの穴（１０９、２０９）を水溶性の栓のペースト（２５０）で覆うことであって、前記物品（１００、２００）の表面（２２０）上へ前記穴（１０９、２０９）が開口する、覆うことと、
前記物品（１００、２００）の前記表面（２２０）に少なくとも１つのコーティング（２６０）を塗布することと、
前記ペースト（２５０）を水、水を含む液体、又は前記ペースト（２５０）を溶解又は再び分散させる水を含む環境に接触させ、前記コーティング（２６０）が塗布された物品（１００、２００）の表面（２２０）に少なくとも１つの開いた穴（１０９、２０９）を残すことを含む、前記ペースト（２５０）を除去することと
を含み、
前記水溶性の栓のペースト（２５０）は、
第１の材料及び第２の材料を含み、約０．１ミクロンから約１００ミクロンの範囲の平均粒径を有する、約２０質量パーセントから約８０質量パーセントの高温耐性の充填材であって、前記第１の材料は、アルカリ金属をドープしたアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含み、前記第２の材料はケイ酸塩を含み、前記第１の材料と前記第２の材料との質量比は約１から約１０の範囲である充填材と、
約０．５質量パーセントから約２０質量パーセントのリン酸水素化合物と、
約０．５質量パーセントから約１５質量パーセントのポリヒドロキシ化合物と、
約５質量パーセントから約２５質量パーセントの水と
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の材料は、ベータアルミナ、ベーマイト、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第２の材料はケイ酸ジルコニウムを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記リン酸水素化合物は、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ポリヒドロキシ化合物は糖を含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記水溶性の栓のペースト（２５０）に対する前記高温耐性の充填材の質量パーセントは、約６０質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲である、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記水溶性の栓のペースト（２５０）に対する前記リン酸水素化合物の質量パーセントは、約１０質量パーセントから約２０質量パーセントの範囲である、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記水溶性の栓のペースト（２５０）に対する前記ポリヒドロキシ化合物の質量パーセントは、約１質量パーセントから約５質量パーセントの範囲である、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記水溶性の栓のペースト（２５０）に対する水の質量パーセントは、約１０質量パーセントから約１５質量パーセントの範囲である、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の材料と前記第２の材料との質量比は約１から約８の範囲である、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのコーティング（２６０）を塗布する前に、前記水溶性の栓のペースト（２５０）を乾燥することをさらに備える、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
表面（２２０）と、
前記表面（２２０）上に開いた少なくとも１つの穴（１０９、２０９）と
を備え、
前記少なくとも１つの穴（１０９、２０９）の少なくとも１つは水溶性の栓のペースト（２５０）で覆われ、
前記水溶性の栓のペースト（２５０）は、
第１の材料及び第２の材料を含み、約０．１ミクロンから約１００ミクロンの範囲の平均粒径を有する、約２０質量パーセントから約８０質量パーセントの高温耐性の充填材であって、前記第１の材料は、アルカリ金属をドープしたアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含み、前記第２の材料はケイ酸塩を含み、前記第１の材料と前記第２の材料との質量比は約１から約１０の範囲である充填材と、
約０．５質量パーセントから約２０質量パーセントのリン酸水素化合物と、
約０．５質量パーセントから約１５質量パーセントのポリヒドロキシ化合物と、
約５質量パーセントから約２５質量パーセントの水と
を含む物品。
【請求項１３】
第１の材料及び第２の材料を含み、約０．１ミクロンから約１００ミクロンの範囲の平均粒径を有する、約２５質量パーセントから約９０質量パーセントの高温耐性の充填材であって、前記第１の材料は、アルカリ金属をドープしたアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含み、前記第２の材料はケイ酸塩を含み、前記第１の材料と前記第２の材料との質量比は約１から約１０の範囲である充填材と、
約０．５質量パーセントから約２５質量パーセントのリン酸水素化合物と、
約０．５質量パーセントから約２０質量パーセントのポリヒドロキシ化合物と
を含む水溶性の栓。
【請求項１４】
前記第１の材料は、ベータアルミナ、ベーマイト、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１３記載の水溶性の栓。
【請求項１５】
前記第２の材料はケイ酸ジルコニウムを含む、請求項１３記載の水溶性の栓。
【請求項１６】
前記リン酸水素化合物は、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１３記載の水溶性の栓。
【請求項１７】
前記ポリヒドロキシ化合物は糖を含む、請求項１３記載の水溶性の栓。
【請求項１８】
前記水溶性の栓に対する前記高温耐性の充填材の質量パーセントは、約７０質量パーセントから約９０質量パーセントの範囲である、請求項１３記載の水溶性の栓。
【請求項１９】
前記水溶性の栓に対する前記リン酸水素化合物の質量パーセントは、約５質量パーセントから約１５質量パーセントの範囲である、請求項１３記載の水溶性の栓。
【請求項２０】
前記水溶性の栓に対する前記ポリヒドロキシ化合物の質量パーセントは、約１質量パーセントから約５質量パーセントの範囲である、請求項１３記載の水溶性の栓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、少なくとも１つの穴を有する物品をコーティングする方法と、少なくとも１つの穴を有する物品をコーティングする間に穴が閉塞するのを防ぐために使用される水溶性の栓と、水溶性の栓のペーストで覆われた少なくとも１つの穴を有する物品とに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機で使用される又は発電用のエンジンの構成部品のような物品は典型的には、かなりの高温で動く。高温は構成部品に使用される合金を損傷することがあるので、構成部品の動作温度を上げるために様々な取り組みがされてきた。１つの取り組みは、構成部品内に、エンジンの動作中に冷却空気が送り込まれる内部冷却用の穴を組み込むことを要求する。冷却用の穴は、特別のレーザードリル技術によって、構成部品の基材に形成することができる。冷却空気（通常はエンジンのコンプレッサーによって提供される）は、穴を通して冷却側から燃焼器の壁の熱い側に供給される。穴がきれいのままである限りは、突入する空気が、熱い金属表面の温度を下げることと、構成部品の溶融又は他の劣化を防ぐこととを助けるであろう。高温から構成部品を保護する他の取り組みは、熱遮蔽コーティング（ＴＢＣ）の使用を含む。時には、冷却用の穴と併せてＴＢＣを使用することが、エンジンの部分を保護する最も効果的な手段である。
【０００３】
しかし、ＴＢＣと冷却用の穴とを両方組み込むことはとても困難である。例えば、セラミック材料と、穴のパターンを形成する金属との両方をレーザーが効果的に貫通することは通常できないので、ＴＢＣが塗布された後に、エンジンの部分に冷却用の穴を形成することが時にはできない。ＴＢＣをシステムに塗布する前に冷却用の穴を形成すると、ＴＢＣを塗布するときに穴が覆われて少なくとも部分的に塞がれてしまうことがある。穴からＴＢＣ材料を完全に除去することは、不可能ではないとしても、とても時間がかかり非効果的である。エンジンの動作中に穴を塞ぐことがあれば、冷却空気の通過を妨げ、コンプレッサーの動力を無駄にし、過熱によるエンジンの構成部品の損傷につながる可能性がある。
【０００４】
このため、上記欠点に悩まずに、穴を有する物品をコーティングする方法が望まれている。
【発明の概要】
【０００５】
本方法は、物品の少なくとも１つの穴を水溶性の栓のペーストで覆うことであって、物品の表面上へ穴が開口する、覆うことと、物品の表面に少なくとも１つのコーティングを塗布することと、ペーストを水、水を含む液体、又はペーストを溶解又は再び分散させる水を含む環境に接触させ、コーティングが塗布された物品の表面に少なくとも１つの開いた穴を残すことを含む、ペーストを除去することとを含んでいる。水溶性の栓のペーストは、約２０質量パーセントから約８０質量パーセントの高温耐性の充填材と、約０．５質量パーセントから約２０質量パーセントのリン酸水素化合物と、約０．５質量パーセントから約１５質量パーセントのポリヒドロキシ化合物と、約５質量パーセントから約２５質量パーセントの水とを含んでいる。高温耐性の充填材は、第１の材料及び第２の材料を含み、約０．１ミクロンから約１００ミクロンの範囲の平均粒径を有している。第１の材料は、アルカリ金属をドープしたアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含んでいる。第２の材料はケイ酸塩を含んでいる。第１の材料と前記第２の材料との質量比は約１から約１０の範囲である。
【０００６】
物品は、表面と、表面上に開いた少なくとも１つの穴とを含んでいる。少なくとも１つの穴の少なくとも１つは水溶性の栓のペーストで覆われている。水溶性の栓のペーストは、約２０質量パーセントから約８０質量パーセントの高温耐性の充填材と、約０．５質量パーセントから約２０質量パーセントのリン酸水素化合物と、約０．５質量パーセントから約１５質量パーセントのポリヒドロキシ化合物と、約５質量パーセントから約２５質量パーセントの水とを含んでいる。高温耐性の充填材は、第１の材料及び第２の材料を含み、約０．１ミクロンから約１００ミクロンの範囲の平均粒径を有している。第１の材料は、アルカリ金属をドープしたアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含んでいる。第２の材料はケイ酸塩を含んでいる。第１の材料と前記第２の材料との質量比は約１から約１０の範囲である。
【０００７】
水溶性の栓は、約２５質量パーセントから約９０質量パーセントの高温耐性の充填材と、約０．５質量パーセントから約２５質量パーセントのリン酸水素化合物と、約０．５質量パーセントから約２０質量パーセントのポリヒドロキシ化合物とを含んでいる。高温耐性の充填材は、第１の材料及び第２の材料を含み、約０．１ミクロンから約１００ミクロンの範囲の平均粒径を有している。第１の材料は、アルカリ金属をドープしたアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含んでいる。第２の材料はケイ酸塩を含んでいる。第１の材料と前記第２の材料との質量比は約１から約１０の範囲である。
【０００８】
本開示の上記及び他の見方、特徴、及び利点は、添付の図面と共に検討されると、後述の詳細な説明に照らして、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の１つの実施形態に係る、複数の穴が形成された物品の斜視図である。
【図２】本開示の１つの実施形態に係る、物品内の穴が覆われる前の物品の状態を示す図である。
【図３】物品内の穴が充填されてペーストすなわち栓で覆われるときの図２の物品の状態を示す図である。
【図４】物品にコーティングが塗布されるときの図２の物品の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
別途定義しない限り、本明細書で使用される技術用語及び科学用語は、この発明が属する当業者に通常理解されているのと同じ意味を有する。用語「ある」（「ａ」及び「ａｎ」）は数量の限定を意味していないが、参照のものが少なくとも１つ存在することを意味する。明細書及び特許請求の範囲を通じて本願明細書で使用される近似の語句は、関連する基本機能を変更する結果をもたらさずに許容される範囲で変化させることができる量的な表現を修正するために適用することができる。そのため、「約」及び「実質的に」のような用語によって修正された値は、特定された正確な値に限定されない。さらに、「約第１の値〜第２の値」の表現を使用するとき、約は両方の値を修正することを意図する。少なくともいくつかの例では、近似の語句は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、明細書及び特許請求の範囲を通じて、範囲の限定は組み合わせても及び／又は相互に交換してもよく、文脈又は語句が別途意味しない限り、そのような範囲は、その中に全ての下位の範囲を認めるとともに含む。
【００１１】
本願明細書に現れる数値は、下限値と上限値との間の別々の少なくとも２単位からなる１単位ずつの下限値から上限値までの全ての数値を含む。ある例として、例えば熱や圧力時間等のような構成部品の量又はプロセス変数の値が、例えば１から９０である場合、１５から８５、２２から６８、４３から５１、３０から３２等の値がこの明細書中で明白に挙げられることを意味する。１未満の値に関して、１単位は必要に応じて０．０００１、０．００１、０．０１、又は０．１が考えられる。これらは、特に意図される例に過ぎず、下限値と上限値との間の数値の全ての可能な組み合わせは、同様にしてこの出願に明白に述べられていると考えるべきである。
【００１２】
本開示の実施形態は、物品にコーティングを塗布するときに物品の少なくとも１つの穴を覆うのに使用されるペーストと、そのペーストから作られた水溶性の穴の栓と、そのペーストで覆われた少なくとも１つの穴を有する物品と、少なくとも１つの穴がペースト又は栓で覆われて穴が閉塞するのを防ぐ間に少なくとも１つの穴を有する物品をコーティングする方法とに関する。本願明細書で使用されるように、「覆う」又は「覆われる」は、ペースト又は栓で穴を部分的に又は完全に充填することによって穴の表面を閉じることを意味する。本願明細書で使用されるように、用語「水溶性」は、水、水を含む液体、又は（湿気環境のような）水を含む環境中にペースト又は栓が溶解又は再び分散されることを意味する。したがって、水溶性のペースト又は栓を除去することは、ペースト又は栓を水、水を含む液体、又は水を含む環境に接触させることによって促進することができる。したがって、ペースト又は栓は、水によって直接溶解することができるか、又は水によって再び分散させることができ、その後、容易に破壊及び取り去られる。本願明細書で使用されるように、「水を含む液体」又は「水を含む環境」は少なくとも１０質量パーセントの水を含有する。コーティングのプロセスの間、コーティングのプロセスの前及びその間に乾燥され得るペースト、又は栓は、コーティング環境に対して耐性を有することができ、穴が閉塞するのを防ぐことができる。コーティングの後、ペースト又は栓は、その水への溶解性により容易に除去することができる。
【００１３】
さらに具体的には、ペーストは、ある比率で混合された第１の材料及び第２の材料を含む高温耐性の充填材を含んで、強度と溶解性との適切な組み合わせを確実にする。第１の材料は、アルカリ金属をドープしたアルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含んでいる。第２の材料はケイ酸塩を含んでいる。ペーストは、リン酸水素化合物と、ポリヒドロキシ化合物と、水とをさらに含んでいる。
【００１４】
本願明細書で使用されるように、「高温耐性の充填材」は、約３１５℃（約６００°Ｆ）よりも高い温度におおよそ耐える材料、又は、約３１５℃（約６００°Ｆ）から約９８２℃（約１８００°Ｆ）の範囲の温度におおよそ耐える材料である。いくつかの実施形態では、高温耐性の充填材は、約５３８℃（約１０００°Ｆ）から約９８２℃（約１８００°Ｆ）の範囲の温度に少なくとも１時間又は２時間耐えることができる。高温耐性の充填材は、約０．１ミクロンから約１００ミクロンの範囲の平均粒径を有している。ペーストに対する高温耐性の充填材の質量パーセントは、約２０質量パーセントから約８０質量パーセントの範囲である。いくつかの実施形態では、その範囲は約６０質量パーセントから約８０質量パーセントである。第１の材料と前記第２の材料との質量比は約１から約１０の範囲である。いくつかの実施形態では、その範囲は１から８である。いくつかの実施形態では、その範囲は１から６である。いくつかの実施形態では、第１の材料はアルカリ金属をドープしたアルミナを含んでいる。アルカリ金属をドープしたアルミナは、ベータアルミナ及びベーマイトのようなナトリウム又はカリウムをドープしたアルミナであってもよい。いくつかの特定の実施形態では、第１の材料は、ベータアルミナ、ベーマイト、又はこれらの組み合わせを含んでいる。いくつかの実施形態では、第１の材料は、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせを含んでいる。いくつかの実施形態では、第２の材料はケイ酸ジルコニウムを含んでいる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、ペーストに対するリン酸水素化合物の質量パーセントは、約０．５質量パーセントから約２０質量パーセントの範囲である。いくつかの実施形態では、その範囲は約１０質量パーセントから約２０質量パーセントである。いくつかの実施形態では、リン酸水素化合物は、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、又はこれらの組み合わせを含んでいる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、ペーストに対するポリヒドロキシ化合物の質量パーセントは、約０．５質量パーセントから約１５質量パーセントの範囲である。いくつかの実施形態では、その範囲は約１質量パーセントから約５質量パーセントである。いくつかの実施形態では、ポリヒドロキシ化合物は糖を含んでいる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、ペーストに対する水の質量パーセントは、約５質量パーセントから約２５質量パーセントの範囲である。いくつかの実施形態では、その範囲は約１０質量パーセントから約１５質量パーセントである。
【００１８】
熱遮蔽コーティング（ＴＢＣ）層のようなコーティングを穴を有する物品に塗布するプロセスの間、上述したペーストを手作業で塗布するか、又は、シリンジで分配して、穴を覆うことができる。ペーストは、コーティングを塗布するプロセスの前又はその間に一旦乾燥すると、穴内に差し込みピンを形成して、コーティングを支持するとともにコーティング材によって穴が閉塞するのを防ぐ。乾燥したペーストは、水又は水を含む液体／環境内で溶解又は再び分散することができ、再び分散したペーストは都合よく除去されるので、一旦コーティングが塗布されると、物品を水又は水を含む液体に浸すことによって、又は、ある期間、水を含む環境内に物品を置くことによって、容易に穴を再び開くことができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、ペーストを予め硬化し、物品の穴に適合する構成の乾燥栓を形成するようにかたどることができる。使用時において、これらの栓は、物品の穴内に直接挿入されて穴を覆うことができる。したがって、ペーストを硬化することは、コーティングを塗布するプロセスとは別々に独立することができる。栓は、乾燥したペーストと同様の組成を有している。いくつかの実施形態では、栓は、約２５質量パーセントから約９０質量パーセントの高温耐性の充填材と、約０．５質量パーセントから約２５質量パーセントのリン酸水素化合物と、約０．５質量パーセントから約２０質量パーセントのポリヒドロキシ化合物とを含み、高温耐性の充填材と、リン酸水素化合物と、ポリヒドロキシ化合物とは、本願明細書で上述したものと同様又は同じであってもよい。さらに具体的には、いくつかの実施形態では、栓に対する高温耐性の充填材の質量パーセントは、約７０質量パーセントから約９０質量パーセントの範囲である。いくつかの実施形態では、栓に対するリン酸水素化合物の質量パーセントは、約５質量パーセントから約１５質量パーセントの範囲である。いくつかの実施形態では、栓に対するポリヒドロキシ化合物の質量パーセントは、約１質量パーセントから約５質量パーセントの範囲である。
【００２０】
本願明細書で上述したペースト又は栓は、新しく作成された物品をコーティングするか、又は、使用後の物品を、傷ついた物品の元のコーティングで再びコーティングすることのどちらにも適用可能である。本願明細書に記載された物品は、限定はしないがガスタービンと、スチームタービンと、ジェットタービンと、他のタービンアセンブリとを含む、限定はしないが発電システムのような、温度変化をうける任意の用途に使用することができる。物品のいくつかの例は、限定はしないが、タービンブレードと、ノズルと、ベーンと、側板と、動翼と、トランジションピースと、発電システムで使用されるライナーとを含む。
【００２１】
例えば、図１は、本願明細書に記載された方法で使用することができるタービンブレード１００を示している。タービンブレード１００は、３つの部分、すなわち、翼部分１０３と、プラットフォーム部分１０５と、ありつぎ部分１０７とを有している。翼部分１０３は複数の冷却用の穴１０９を含み、それらは、タービンブレード１００の内部空間から冷却空気を排気させる。タービンブレード１００は典型的には、ニッケルベースの超合金のような、高温強度を有し高温酸化及び腐食に耐性のある合金から製作されている。タービンブレード１００の翼部分１０３の外表面は、燃焼ガスの対向するタービンブレード１００をコーティングするために、当業者に知られた任意のコーティングシステムでコーティングしてもよい。知られたコーティングシステムは、タービンブレード１００の表面上のボンドコートを含み、これは典型的には、アルミナイド又はＭＣｒＡｌＹ（ここで、ＭはＮｉ、Ｃｏ、及び／又はＦｅ）と、イットリア安定化ジルコニアのようなセラミック材料を含み得る、ボンドコート上に配置されたＴＢＣ層とを備えている。ＴＢＣ層は典型的には、エアプラズマスプレー又は電子ビーム物理蒸着のような、翼部分１０３の表面に耐熱性を与えるのに適したコーティング形態を表面に与えるプロセスによって塗布される。ボンドコートとＴＢＣ層との組み合わせは、燃焼ガス流と接触する結果の長時間の熱及び腐食に対する耐性を翼部分１０３に与える。
【００２２】
図１のタービンブレード１００は単なる例証であり非限定的であることを留意すべきである。図２〜４に示される物品２００のような、表面と、表面上に開いた少なくとも１つの穴を有する任意の適当な物品に、そのペーストを使用してもよい。図２〜４は物品２００の断面図を図解しており、その物品内の穴２０９の内部が示されている。物品２００の３つの異なる状態がそれぞれ、図２〜４に図解されており、図２は、穴２０９が覆われる前の状態を図解し、図３は、穴２０９が充填されて、本願明細書で上述したようなペースト又は栓で覆われるときの状態を図解し、図４は、物品２００にコーティングが塗布されるときの状態を図解している。
【００２３】
図３及び４を参照すると、穴２０９は、ペースト又は栓２５０で充填又は少なくとも部分的に充填されている。ペースト又は栓２５０は、物品２００の外表面２２０と実質的に面一か、又は、外表面２２０のわずかに上方に位置してもよい。このため、コーティング２６０を外表面２２０に塗布するとき、コーティング材が穴２０９内に入るのを防ぐことができる。いくつかの実施形態では、ペースト又は栓２５０は、コーティングされた物品の外表面２３０の上方にアーチ型の部分２５５を有している。外表面２３０の上方のアーチ型の部分２５５は、おそらく穴の上に塗布されたコーティング材を、発見しやすく及び除去しやすくさせる。さらに、アーチ型の部分２５５は、コーティングの間、コーティング材が他の領域に塗布されることを遮らない。コーティング２６０は、高温で、一般には４００℃よりも高い温度で塗布される。ペースト又は栓２５０は、コーティングの塗布に必要な高温に耐える。コーティング２６０を塗布する間、ペースト又は栓２５０の有機物は、コーティングプロセス中に表面２２０が達する温度に依存して「焼き」払うことができる。
【００２４】
コーティング２６０が塗布された後、物品２００は冷却される。その後、乾燥したペースト又は栓２５０は、コーティングされた物品２００を水浴中に浸すことによって、容易に除去することができる。水浴は、乾燥したペースト又は栓２５０を水中に溶解させるとともに穴２０９を空にし、コーティング２６０及び穴２０９を有する物品２００を、穴２０９をきれいにするためにハンドドリルと噛み合わせる必要なく、コーティング又は他の材料がないままにする。乾燥したペースト又は栓を除去するプロセスを促進するために、機械的振動（例えば、加圧水）又は音響振動（例えば、超音波）のような外力を水浴中に与えてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、加圧水を使用して冷却用の穴を流すことにより、溶解を加速することができる。穴から乾燥したペースト又は栓を除去した後、最後の熱処理を物品に適用して、塗布したコーティングを硬化することができる。
【００２５】
ある比率で混合された第１の高温耐性の充填材及び第２の高温耐性の充填材を含むペーストから作られた乾燥したペースト又は栓は、強度及び水溶性の適切な組み合わせを有し、したがって、コーティングが物品に塗布されるときに、塗布されたコーティングに耐えることができ、コーティングが塗布された後、水中に溶解することができる。
【００２６】
さらに、穴を変形させる可能性のある機械的な力を実質的に使用することなく、穴内のペースト又は栓の材料を溶解又は再び分散することによって、覆われた穴を開くことができるので、コーティングの塗布及びペースト又は栓の材料の除去を通して、穴は、最初の形状及び断面の寸法を実質的に維持することができる。本明細書に使用されるように、「断面の寸法を実質的に維持する」は、最初の断面積を有する穴に関して、「開いた穴」（ペースト又は栓の材料を除去した後の穴）が最初の断面積の少なくとも９５％の断面積を有することを意味する。
【００２７】
以下の実施例は、本開示の実施形態をさらに説明することを意図している。それらは、多少とも本開示を限定することを意図していない。
[実施例１]
ジルコニア（ＺｒＯ2）と、ジルコン（ＺｒＳｉＯ4）と、リン酸水素カリウム（Ｋ2ＨＰＯ4）と、スクロースと、蒸留水とを混合することによって、ジルコニアベースのペーストを調製した。異なるＺｒＯ2：ＺｒＳｉＯ4の質量比のペーストサンプルを調製した。特に、以下の表１に示される異なる組成のペーストサンプルを調製し、実質的に同じプロセスによって塗布した。これらのペーストサンプルの調製及び塗布を、サンプル１を例にすることによって以下に説明する。サンプル１に関して、０．５ｇのスクロースと２ｇのリン酸水素カリウムとを２ｇの蒸留水中に溶解させて溶液を形成した。次に、約０．１ミクロンの粒径を有するジルコニアパウダー８ｇと、約１ミクロンの粒径を有するジルコンパウダー４ｇとをその溶液に添加した。（米国、サウスカロライナ州、ＦｌａｃｋＴｅｃｋ  Ｉｎｃ．からの）スピードミキサーによって約３０００ｒｐｍの回転速度でその混合物を混合した。約５分の混合の後、均質なペースト／スラリーが得られた。他の組成のペーストを同様のプロセスによって得た。
【００２８】
塗布の間、調製されたままのスラリー状のペーストを、ある特定の物品の表面上に開口する穴を覆うようにシリンジによって冷却用の穴の中に導入した。次に、そのペーストを、約６０℃で約８時間の間乾燥し、続いて約２００℃で約１時間の間熱処理を行った。次に、乾燥した栓を穴の中に形成し、次のコーティングプロセスの間に十分な機械強度を栓に与えた。エアプラズマスプレー（ＡＰＳ）プロセスを使用して、熱遮蔽コーティング（ＴＢＣ）を物品の表面に塗布した。次に、栓を溶解するために、温水を溜める浴槽内に物品を浸し、ＴＢＣ及び開いた穴を有する物品のままにした。１時間以下の間に栓は軟らかくなりふやけ、最終的に異なる温度で溶解した。異なるジルコニアベースのペーストの組成物から作った栓の強度及び溶解性を以下の表１に列挙する。
【００２９】
【表１】
2017096255.tif 000003
表１に示されるように、ＺｒＯ2：ＺｒＳｉＯ4の質量比が約１から約８の範囲のとき、栓は、強度と溶解性との適切な組み合わせを有する。特に、ＺｒＯ2：ＺｒＳｉＯ4の質量比が２から６のとき、栓は、良好な強度及び水溶性の両方を有する。
［実施例２］
ベータアルミナ（β−Ａｌ2Ｏ3）と、ジルコン（ＺｒＳｉＯ4）と、リン酸水素カリウム（Ｋ2ＨＰＯ4）と、スクロースと、蒸留水とを混合することによって、ベータアルミナベースのペーストを調製した。異なるβ−Ａｌ2Ｏ3：ＺｒＳｉＯ4の質量比のペーストサンプルを調製した。特に、以下の表２に示される異なる組成のペーストサンプルを調製し、本願明細書で上述したジルコニアベースのペーストを調製し塗布するプロセスと実質的に同じプロセスによって塗布した。異なるベータアルミナベースのペーストの組成物から作った栓の強度及び溶解性を以下の表２に列挙する。
【００３０】
【表２】
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表２に示されるように、β−Ａｌ2Ｏ3：ＺｒＳｉＯ4の質量比が約１から約８のとき、栓は、強度と溶解性との適切な組み合わせを有する。特に、ＺｒＯ2：ＺｒＳｉＯ4の質量比が約３のとき、栓は、良好な強度及び溶解性の両方を有する。
比較例
実施例２のＳ４におけるベータアルミナを、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、アルファアルミナ（α−Ａｌ2Ｏ3）、又はガンマアルミナ（γ−Ａｌ2Ｏ3）で置き換え、若しくは、実施例２のＳ４におけるリン酸水素カリウムをリン酸二水素アンモニウム（ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4）で置き換えることによって、４つの比較例を試験した。４つの比較例の栓の強度及び溶解性を以下の表３に列挙する。
【００３１】
【表３】
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表３に示されるように、比較例の栓は、極めて不十分な溶解性を有し、実質的に水に溶解しない。
【００３２】
好ましい実施形態を参照して本発明を説明してきたが、様々な変更を行えるとともに本発明の範囲から逸脱しないようにその構成要素を等価物に代えられることが当業者には理解されるであろう。さらに、本発明の必須の範囲から逸脱することなく本発明の教示にしたがって多くの修正を行い、特定の状況及び材料に適合することができる。したがって、本発明は、本発明を実施するための最良の形態として開示された特定の実施形態に限定するものではなく、添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を含むことを意図している。
【符号の説明】
【００３３】
１００  タービンブレード
１０９  冷却用の穴
２００  物品
２０９  穴
２２０  （物品２００の）外表面
２３０  （コーティングされた物品の）外表面
２５０  ペースト又は栓
２６０  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】
2017096255.tif 000009
【外国語明細書】
2017096255000001.pdf