JPH0372909A - セラミツクフオームフイルター及びその製造方法 - Google Patents

セラミツクフオームフイルター及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、セラミックフォームフィルターーに関する
ものであり、とくに溶融鉄の濾過用セラミ・７クフオー
ムフイルターに関するものである。
セラミンクフオームフィルターは、アルミニウム、銅及
び鉄を含んだ色々な溶融金属を濾過するのに、普通に用
いられている。
最初にこの目的に使用されたフィルターは、主として燐
酸塩で結合されたセラミックフオームであったが、オル
ソ燐酸アルミニウムのような燐酸塩を使用するために、
これらのフィルターはとくに鉄の濾過用に用いると不利
を豪ることとなったが、その理由は、フィルターが厚い
もの、すなわち２０皿又はそれ以上のオーダーの厚さの
ものでないと、溶融鉄の鋳造温度に曝されたとき、処理
に不充分な強度を持つことになるからである。さらに、
燐酸塩の結合剤は、環境上の理由で望ましいものでなか
ったが、その理由は、製造過程でフィルターが焼成され
る温度になると、燐酸塩が五酸化燐を発生するからであ
る。
炭化珪素、アルミナ、コロイド状シリカゾル及び少量の
アルミノシリケートｍ維から成る組成物で、セラミック
フオームを作ると、鉄用の改良されたフィルターの得ら
れることがここに発見された。
この発明によると、炭化珪素、アルξす、コロイド状シ
リカゾルから作られたシリカ、及びアルミノシリケート
繊維からなる組成物で作られ、アルミノシリケート繊維
が実質的に溶解してセラミック母体を形成するような温
度に、組成物が焼成されて作られた、セラミックフォー
ムフィルターーが提供されるや セラミックフォームフィルターーは、２０−５０重量％
の炭化珪素、２０−５０重量％のアルミナ、コロイド状
シリカゾルから作られた１、　５−５．０重量％のシリ
カ、及びｌ−３重量％のアルミノシリケート繊維から成
る固形分の含まれた水性スラリーから作られるのが好ま
しい。
炭化珪素の粒子の大きさは、１−８０ミクロンであるの
が好ましく、またアルξすの粒子の大きさは、１−４０
ミクロンであるのが好ましい。アルミノシリケー］・繊
維は、６０ミクロン−３１ｎｆｆｌの長さを持つのが好
ましい、コロイド状シリカゾルは、３０−５０重量％の
範囲内のシリカ含有量を持った市販のものでよい。従っ
て、この発明に係るフィルターを作るのに用いられる水
性スラリーは、通常５−１０重量％のコロイド状シリカ
ゾルを含んでいる。
セラミックフォームフィルターーは、セラミックフオー
ムを作る公知の方法によって作ることができるが、その
方法は、有機物の発泡体（フオーム）、普通はポリウレ
タンフォームに、結合剤を含んだセラ≧ツク材料の水性
スラリーを含浸させ、含浸させたフオームを乾燥して水
分を除き、乾燥含浸したフオームを焼成して有機物発泡
体を焼失させてセラミックフオームとするのである。こ
の方法によるセラミックフオームの製造方法は１、米国
特許３０９００９４、英国特許９３２８６２．９１６７
８４．１００４３５２．１０５４４２１．１３７７６９
１．１３８８９１１　１３８８９１２、及び１．３８８
９１３に記載されている。
製造過程で、この発明に係るセラミックフォムフィルタ
ーは、最低１１５０℃の温度で焼成することが必要とさ
れる。焼成温度は、１２００℃から１３００℃の範囲内
にあることが好ましい。
従って、この発明のさらに別な特徴によると、炭化珪素
、アルミナ、コロイド状シリカゾル、及びアルミノシリ
ケート繊維を含んだ水性スラリーを作り、有機物発泡体
（フオーム）にスラリーを含浸させ、含浸された発泡体
を乾燥して水分を除き、乾燥された発泡体を少なくとも
ＩＬ５Ｑ℃の温度でＶ＃、或することを特徴とする、セ
ラミックフォームフィルターーを製造する方法が提供さ
れる。
フィルターが焼成されるときに、コロイド状シリカ、ア
ルミノシリケート繊維及びアルｉすの微粒子が、互いに
反応してセラミック母体を形成するが、そのセラ旦ツク
母体は、炭化珪素と比較的粗いアルミナ粒子を包囲し、
アルミニウムシリケートからなる主たる結合剤相を持っ
ている。アルミノシリケート繊維が実質的に溶解してセ
ラミック母体となることは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）
を使用しての、セラεツクフオームフィルターの顕微鏡
試験によって示されている。
スラリーの適用特性を改良するために、スラリーはまた
、有機物発泡体の含浸過程で他の添加剤を含むことがで
きる。そのような添加剤の例は、クレー、フユームドシ
リ力、又は有機性の粘度上昇剤のような流動性改良剤、
ポリビニルアルコールのような被覆助剤、及び消泡剤で
ある。
必要ならば、この発明に係るフィルターは、含浸された
有機物発泡体の乾燥後で焼成前に、同じ＆ＩＩ戒のセラ
ミック材でさらに被覆することによって、改良すること
もできる。こうしてフィルターを被覆すると、被覆物は
、通常最終フィルターの５−ｌ０重量％を構成すること
になる。
この発明に係るフィルターは、燐酸塩で結合された炭化
珪素のフィルターよりも強くて脆さが少なくなり、強い
ために薄い片として、即ち１５圓又はそれ以下のオーダ
ーの薄片として使用することができる。
次の実施例は、この発明を具体的に説明するためのもの
である。
実施例１ 溶融鉄をｉＩ！遇するに適したセラミンクフオームフィ
ルターを、次のようにして作った。
以下の組成の水性スラリーを作った。
炭化珪素（粒子大 アルミナ（粒子大 アルミノシリケー クレー 重量％ Ｄ５０＝２５ミクロン）４７．００ ０５０−４ミクロン）２５．００ １繊維（長さ３ＩＩＩｆｆｌ）２．００３、　Ｏ０ フユームドシリカ　　　　　　　　　　２．５０粘度上
昇剤（ｔｈｆｃｋｅｎｉｎｇ　ａｇｅｎｔ）　　　　　
０．０５ポリビニルアルコール　　　　　　　　３．２
５コロイド状シリカゾル （３０重量％のシリカ）　　　　　５．５０消泡剤　　
　　　　０．１０ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１０．６０
炭化珪素、アルミナ、アルミノシリケート繊維、クレー
、フユームドシリカ及び粘度上昇剤を一緒にして粉末混
合器中で混合し、ξキサーに移した。
ポリビニルアルコールと消泡剤とを加え、それらの成分
を混合した。その後、コロイド状シリカゾルを加え、引
き続いて充分な水を加えて、さらに混合してドウ（ｄｏ
ｕｇｈ）状のコンシスチンシイを与えた。残余の水を最
後に加えて、スラリーとなるまで混合を続けた。
５０Ｘ５０Ｘ２２ｍｍ及び５０Ｘ５０Ｘ１５ｍｍの大き
さの網状の柔軟なポリウレタンフォーム片にスラリーを
含浸させ、過剰のスラリーを除いたのち、含浸片を１８
０−１９０“Ｃで１時間乾燥し、その後１２００″Ｃに
加熱し、その温度で１時間焼成した。
２２鵬の厚みのフィルターの圧縮強度を測定して、２．
７ｋｇ／ｃ−ｊの平均強度を保つことがわかった。
市販の燐酸塩を結合剤とし、炭化珪素を主材とする同し
大きさの飲用セラミンクフオームフィルターは、１．５
ｋｇ／ｃ−の平均圧縮強度を持つに過ぎなかった。
５００ｍｍの高さから、１４００″Ｃの温度にある溶融
ねずみ銑を直接衝突させることにより、溶融鉄の濾過適
性を測定するために、１０個の１５舗の厚みのフィルタ
ーを試験し、その結果すべてのフィルターが試験に合格
した。
燐酸塩を結合剤とし炭化珪素を主材とする同じ大きさの
セラミックフォームフィルターーを同様に衝突試験した
が、１０個のうち９個が合格しなかった。
実施例２ ５０Ｘ５０Ｘ１５ｍｍの大きさの網状の柔軟なポリウレ
タンフォーム片と、３種類の異なった水性スラリーとを
材料として、実施例１に記載した方法によって、セラミ
ックフォームフィルターーを作った。
スラリーは、次の重量％の組成物であった。
Ｎｏ、Ｉ　　Ｎｏ、２　　Ｎｏ、３ 炭化珪素（粒子大０５０・ ２５ミクロン） アルミナ（粒子大Ｄ５０＝ ４　ミクロン） アルミノシリケー；・繊維 （平均長１５０累クロン） アンダルサイト （ａｎｄａｌｕｓｉｔｅ　） クレー ３０．００　３０．００　３０．００ ４３．００　４２．００　４２．００ １．００ １．００ ３．００ ３．００　３．００ フユームドシリカ　　　　　２．００　　２．００　２
．００粘度上昇剤　　　　　　　　０．０５　　０．０
５　０．０５ポリビニルアルコール　　　３．００　　
３．００　３．００消泡剤　　　　０．１５　０．１５
０．１５コロイド状シリカゾル （３０重量％シリカ＞　　　　１０．００　１０．００
１０．ＯＯ水　　　　　　　　　　　　　８．８０　　
８．８０　８．８０スラリーＮｏ、３を材料としたフィ
ルターは、スラリーＮｏ、１を材料としたフィルターよ
りも１５％強く、スラリーＮｏ、２を材料としたフィル
ターよりも５０％強かった。
特許出１１人　フォセコ・インターテンフナ１トリミテ
フドアルミノシリケート繊維を含んでいないスラリーＮ
ｏ、１を材料として作られたフィルターは、１．４４ｋ
ｇ　／　ｃｄの平均圧縮強度を持っていた。アルミノシ
リケート繊維の代わりに、アンダルサイトと粒子状のア
ル稟ニウムシリケートを含んだスラリーＮｏ、２を材料
として作られたフィルターは、１　、１０　ｋｇ　／　
ｃｄの平均圧縮強度を持っていた。スラリーＮｏ、３を
材料として作られたこの発明に係るアルごノシリケート
繊維含有のフィルターは、１．６５ｋｇ／ｃｄの平均圧
縮強度を持っていた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、炭化珪素、アルミナ、コロイド状シリカゾルから作
    られたシリカ、及びアルミノシリケート繊維からなる組
    成物で作られ、アルミノシリケート繊維が実質的に溶解
    して、セラミック母体を形成するような温度に、組成物
    を焼成して作られたものであることを特徴とする、セラ
    ミックフォームフィルター。 ２、フィルターが、２０−５０重量％の炭化珪素と、２
    ０−５０重量％のアルミナと、コロイド状シリカゾルか
    ら作られた１．５−５．０重量％のシリカと、１−３重
    量％のアルミノシリケート繊維から成る固形分を持った
    水性スラリーから作られることを特徴とする、特許請求
    の範囲第１項に記載するセラミックフォームフィルター
    。 ３、炭化珪素が１−８０ミクロンの粒子大を持っている
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第１又は２項に記載
    するセラミックフォームフィルター。 ４、アルミナが１−４０ミクロンの粒子大を持っている
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第１−３項の何れか
    １つの項に記載するセラミックフォームフィルター。 ５、アルミノシリケート繊維が、６０ミクロンから３ｍ
    ｍの長さを持っていることを特徴とする、特許請求の範
    囲第１−４項の何れか１つの項に記載するセラミックフ
    ォームフィルター。 ６、フィルターが１２００℃から１３００℃の範囲内の
    温度で焼成されていることを特徴とする、特許請求の範
    囲第１−５項の何れか１つの項に記載するセラミックフ
    ォームフィルター。 ７、フィルターが１５ｍｍ又はそれ以下の厚みを持って
    いることを特徴とする、特許請求の範囲第１−６項の何
    れか１つの項に記載するセラミックフォームフィルター
    。 ８、有機物発泡体に水性セラミックスラリーを含浸させ
    、含浸された発泡体を乾燥し焼成してセラミックフォー
    ムフィルターを作る方法であって、水性スラリーには炭
    化珪素、アルミナ、コロイド状シリカゾル、アルミノシ
    リケート繊維を含ませ、乾燥含浸した発泡体を少なくと
    も１１５０℃の温度で焼成することを特徴とする、セラ
    ミックフォームフィルターの製造方法。 ９、乾燥含浸した発泡体を１２００−１３００℃の範囲
    内の温度で焼成することを特徴する、特許請求の範囲第
    ８項に記載するセラミックフォームフィルターの製造方
    法。
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