JPH0366373B2 - - Google Patents

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JPH0366373B2
JPH0366373B2 JP62061419A JP6141987A JPH0366373B2 JP H0366373 B2 JPH0366373 B2 JP H0366373B2 JP 62061419 A JP62061419 A JP 62061419A JP 6141987 A JP6141987 A JP 6141987A JP H0366373 B2 JPH0366373 B2 JP H0366373B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、胞状或いはハニカム状（即ち多孔構
造型）セラミツク材料を基とする液体金属用フイ
ルタ、その作製方法並びに鋼、鋳鉄及び耐火金属
合金のような非常に高い融点を有する液体金属或
いは合金のろ過へのその使用に関する。
従来技術 ジルコニア或いはアルミナをベースとする多孔
構造セラミツク材料製フイルタを非常に高い融点
を有する液体金属或いは合金のろ過目的に使用す
ることは知られている。
こうしたフイルタは、コスト負担が過度に大き
くそして熱的な脆さをしばしば呈するという欠点
を有する。
自動車業界において、デイスク或いはフオーム
の形態をした、コージーライト或いは多孔コージ
ーライト−ムライト混合物製の、低コストのフイ
ルタを使用することが知られている。しかし、こ
うしたフイルタの使用温度は約1500℃に制限さ
れ、これは、これらフイルタが約1650℃の温度を
必要とする溶鋼のろ過向けに使用できないことを
意味する。
発明の概要 本発明者は、価格において競合性がありそして
液体金属による濡れ及び非常に高い温度での耐熱
衝撃性に関して良好な性質を具備する多孔構造セ
ラミツク材料に基づく新規なフイルタを見出し
た。こうした特性は、本フイルタを1800℃近辺の
温度での使用に好適なものとする。
本発明に従えば、50〜80％の開放表面多孔度を
有する多孔構造セラミツク材料に基く液体金属用
フイルタが提供され、これはそのセラミツク材料
が、10〜20％SiO2、50〜60％Al2O3及び20〜40％
ZrO2（％は３種の酸化物の総重量に基いての重量
％により表わされる）から形成され、その場合
Al2O3とSiO2とがムライト3Al2O3・2SiO2として
会合し、そしてジルコニアとムライトの合計がセ
ラミツク材料の重量の少くとも90％を構成するこ
とを特徴とする。
フイルタは、10−20／50−60／20−40の
SiO2／Al2O3／ZrO2の重量比に従つての３種の
別々の酸化物SiO2、Al2O3及びZrO2の混合物、或
いは60−80／20−40のムライト／ジルコニア重量
比に従うムライトとジルコニアの混合物或いは好
ましくは45〜55重量％のケイ酸ジルコニウム（好
ましくは50±１％）と45〜55重量％のアルミナ
（好ましくは50±１％）を含有する、SiO2、
Al2O3及びZrO2の混合物の先駆物質組成物のいず
れかを調製し、前記混合物或いは先駆組成物を50
〜80％の開放表面多孔度を有する胞状
（alveolar）或いはハニカム状構造をそこに付与
すべく成形し、その態様で生成された多孔構造材
料を所望のフイルタ形態と為し、その前或いは後
に1650〜1750℃の温度において焼成（ベーキン
グ）−焼結操作を施すことにより製造される。
発明の具体的説明 出発物質が先駆物質組成物である場合には、該
組成物の酸化物SiO2、Al2O3、2SiO2・3Al2O3及
びZrO2の混合物への完全な或いは部分的な化学
変換は焼結操作の過程でもたらされる。
出発組成物、即ちSiO2＋Al2O3＋ZrO2混合物、
ムライト−ジルコニア混合物或いは該混合物の先
駆物質組成物は一般に１〜5μmのオーダの粒の形
態にある。
成形操作は、所望されるハニカム構造或いは胞
状構造に依存して周知の方法を使用して実施され
る。
即ち、もしフオームの作製と係るのなら、大半
の従来方法は、出発混合物の水懸濁体（スリツ
プ）を調製し（乾燥固形分は50〜80％のオーダ、
一般に65％に近い）、そこに充分なる表面多孔度
のオープンセルを有する有機スポンジを浸漬し、
加熱することなく乾燥し、そして後1650〜1750℃
のオーダの温度で焼成することから成る。その
後、得られた生成物はフイルタの所望形態に切断
される。
多辺形状の多孔構造を有するフイルタの作製に
係る場合には、既知の押出プロセス特に水及び押
出加工用添加剤を酸化物混合物或いはその先駆組
成物に加えられたものから一定厚さの壁を有する
ハニカム構造体を製造する技術と関係する米国特
許第3905743、3919384号等に記載されている方法
を使用することが可能である。
水は、出発材料が酸化物の混合物である場合に
は酸化物の重量に対して８〜12重量％の割合でま
た出発材料が先駆物質組成物である場合には10〜
15％の割合で使用される。
従来からの押出加工用添加剤のうち、例えば次
のものが使用できる： Γ有機ゲルのような可塑剤或いはポリビニルアル
コール、カルボキシメチルセルロースその他の
型式のサイズ（のり剤）（これらは酸化物の重
量に対して０〜３％の比率で使用される） Γグリース、ワツクス、オイル等の潤滑剤（これ
らは酸化物の重量に対して０〜15％の比率で使
用される） 成形操作後、生成された未焼成材料はそこから
遊離の水を除去する為60〜90℃のオーダの温度に
おいて乾燥され、フイルタ用に必要な形状及び寸
法に切断されそして後焼結セラミツク材料を与え
るのに充分の温度において充分の期間焼成され
る。
焼成及び焼結操作は好ましくは、1650〜1750℃
の温度において実施され、その温度に15分〜２時
間置かれる。
こうして、次の特性を有する材料製フイルタを
製造することが可能である： Γ20〜1000℃の範囲で6.5×10-6／℃より小さな
線膨脹係数； Γ０〜30％の開口多孔度 Γ2.6〜3.8のオーダのみかけ密度 こうした特性は、非常に高い融点を持つ液体金
属或いは合金のろ過、特に約1650℃更には1800℃
までさえもの温度で注がれる鋼のような金属或い
は合金のろ過にフイルタを特に適合ならしめる。
フイルタは、例えば方形板、円板等の形態にあ
る胞状セラミツク材料製の、従来からのフイルタ
形態にある。その寸法は、単位時間当りろ過され
るべき金属或いは合金の量及びフイルタが納置さ
れるフイルタボツクスの容量に依存する。フイル
タの厚さは一般に５〜15mmのオーダにある。フイ
ルタが多角形状の多孔構造を有する時、フイルタ
は単位cm2当り35〜50通路を含むことができそして
１〜５mmの側辺を持つ方形断面をとりうる。
本発明に従うフイルタによる液体金属或いは合
金のろ過は、既知方法を使用して実施される。本
フイルタは、粗い不純物を機械的に、そして非金
属介在物（酸化物、炭化物、窒化物、ハロゲン化
物等）をたとえば介在物の寸法がフイルタ孔の寸
法より小さくても、フイルタのセル系内での吸着
により物理的に保留することを可能ならしめる。
実施例 １ 30.5重量％のジルコニアSCCA4（Magnesium
Electron G.B.製）、17重量％のSiO2及び52重量
％のAl2O3の混合物を調製した。このうちSiO2と
Al2O3は電融ムライトの形で提供された
（Cadwoods Refractories G.B.製等級150）。こ
の混合物に、2μmのオーダの平均直径の粒子が得
られるまでボール型粉砕器（或いは振動式粉砕
器）において粉砕操作を施した。
次のものから成る押出用組成物を調製した： (イ) 上述したように調製したままの混合物粒子
79.6重量％； (ロ) the company Gerlandにより市販される
technical vaseline910 9.6重量％； (ハ) Rhone−Poulenc社により市販されるポリビ
ニルアルコールRhodoviol PS125 12重量％；
及び (ニ) 水9.6重量％ 混合物はセラミツク業界で従来から用いられて
きたミキサ（例えばニーダー型式の混練機、Ｚ形
腕を備えるミキサ或いは粉砕石を有する混合機）
においてペーストと為された。
こうして生成されたペーストは、ハニカム構造
を生成する為の押出ダイを備えた、押出機或いは
スクリユー型のプレスによつて約200barの圧力
下で５cm／秒の速度において押出された。押出ダ
イは一様に離間された相互連結放出スロツトを備
え、出口において一側辺51mmの方形状の格子を形
成してそして1.5mmの側辺を有しそして0.34mmで
離間される方形開口群を有した。
生成した一様な構造体は90℃の温度で乾燥され
た。
乾燥構造体は、収縮せしめられた後、49mmの一
側を有する方形の底面と11mmの高さを有する直方
体の形に切断されそして後ガスオーブン中で1700
℃において２時間焼成された。
得られたフイルタは次の性質及び特性を有し
た； 材料の化学的性質 −鉱物としての組成：ZrO2：30％ ムライト：70％ −化学組成 ：ZrO2＋HfO2不純物 HfO2：30.5％ Al2O3 ：52％ SiO2 ：17％ 他の酸化物 ：0.5％ 材料の物理的性質 −みかけ密度 ：3.23 −開口多孔度 ：15％ −20〜1000℃範囲 での線膨脹係数：610-6／℃ フイルタ特性 −寸法 ：44.5×44.5（mm×mm） −厚さ ：10mm −壁厚 ：0.3mm −導通孔の流れ断面積：1.3×1.3（mm×mm） −フイルタの流れ断面積：14cm2 −単位cm2当りの導通孔の数：39 −開放表面多孔度 ：66％ 上記性質及び特性は、デイーゼルエンジン用の
シリンダヘツドの製造用に使用される球状黒鉛鋳
鉄のろ過目的にフイルタが使用されることを可能
ならしめた。
例 ２ 次の成分から成る組成物を調製した： (イ) 38.3重量％のケイ酸ジルコニウム（ジルコ
ン） (ロ) 38.3重量％のアルミナ (ハ) 8.1重量％のtechnical vaseline910 (ニ) 1.4重量％のポリビニルアルコール
Rhodoviol PS125 (ホ) 13.9重量％の水 この組成物に、例１で記載したようなペースト
調製、乾燥、切断及び焼成−焼結操作を施した。
得られたフイルタは、例１で製造されたものと
同じ性質及び特性を有した。
例 ３ 次の成分から成る組成物を調製した： (イ) 30.5重量部のジルコニアSCCA4 (ロ) 17.5重量部のSiO2（Nemours砂を2μに粉砕） (ハ) 52重量部のアルミナA15（アルコア） これに次の成分を添加した： ●12.1重量部のTechnical vaseline910 ●1.5重量部のポリビニルアルコールRhodoviol
PS125 ●12.5重量部の水 この組成物に例１で記載したペースト調製、乾
燥、切断及び焼成−焼結操作を施した。
得られたフイルタは例１のフイルタと同等の性
質及び特性を有した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 50〜80％の開放表面多孔度を有する多孔構造
    セラミツク材料に基く液体金属用フイルタであつ
    て、該セラミツク材料が、10〜20％SiO2、50〜
    60％Al2O3及び20〜40％ZrO2（％は３種の酸化物
    の総重量に基いての重量％により表わされる）か
    ら形成され、その場合Al2O3とSiO2とがムライト
    3Al2O3・2SiO2として会合し、 そしてジルコニアとムライトの合計重量がセラ
    ミツク材料の重量の少くとも90％を構成すること
    を特徴とする液体金属用フイルタ。 ２ 10−20／50−60／20−40のSiO2／Al2O3／
    ZrO2重量比に従う３種の酸化物SiO2、Al2O3及び
    ZrO2の混合物、60−80／20−40のムライト／ジ
    ルコニア重量比に従うムライトとジルコニアとの
    混合物或いは45−55重量％ケイ酸ジルコニウム及
    び45−55重量％アルミナを含有するSiO2、Al2O3
    及びZrO2の混合物の先駆物質組成物いずれかを
    調製し、 前記混合物或いは先駆物質組成物を成形して50
    〜80％の開放表面多孔度を持つ多孔構造を付与
    し、そして 生成多孔構造材料をフイルタ用の所望の形態に
    賦形し、その後或いはその前に1650〜1750℃の温
    度で焼成−焼結する ことを特徴とする液体金属フイルタ製造方法。 ３ 先駆物質組成物が50±１重量％アルミナ及び
    50±１重量％ケイ酸ジルコニウムを含む特許請求
    の範囲第２項記載の方法。 ４ 成形操作が多孔構造体用押出装置により実施
    される特許請求の範囲第２項或いは３項記載の方
    法。 ５ 押出装置がハニカム構造体を生成する為の装
    置である特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 多孔構造材料をフイルタ用の所望の形態に賦
    形する操作が焼成−焼結操作前に切断することに
    より実施される特許請求の範囲第４項或いは５項
    記載の方法。 ７ 成形操作が酸化物混合物或いはムライトとジ
    ルコニアとの混合物或いは該混合物の先駆物質組
    成物をオープンセルを有する有機スポンジに含浸
    せしめることにより実施され、そして多孔構造材
    料を所望の形態に賦形する操作が焼成−焼結操作
    後に切断することによりもたらされる特許請求の
    範囲第２項或いは３項記載の方法。
JP62061419A 1986-03-19 1987-03-18 多孔構造セラミツク材料に基く液体金属用フイルタ、その作製方法並びに非常に高い融点を有する液体金属或いは合金のろ過の為のその使用 Granted JPS62278235A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8603888A FR2599990B1 (fr) 1986-03-19 1986-03-19 Filtre pour metaux liquides a base de materiau ceramique alveolaire, son procede de preparation et son application a la filtration de metaux ou d'alliages liquides de tres haut point de fusion
FR8603888 1986-03-19

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JPS62278235A JPS62278235A (ja) 1987-12-03
JPH0366373B2 true JPH0366373B2 (ja) 1991-10-17

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JP62061419A Granted JPS62278235A (ja) 1986-03-19 1987-03-18 多孔構造セラミツク材料に基く液体金属用フイルタ、その作製方法並びに非常に高い融点を有する液体金属或いは合金のろ過の為のその使用

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US (1) US4921616A (ja)
EP (2) EP0466215A3 (ja)
JP (1) JPS62278235A (ja)
KR (1) KR910001896B1 (ja)
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