TW314474B - - Google Patents

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14474 A6 B6 五、發明説明（r) 本發明係關於過爐輕金屬的過遽器，所謂的輕金屬 係指銘、鎂、此兩種金屬之合金，以及由.此兩種金屬之 —或兩者與他種金屬所成且以鋁及/或鎂佔大部分之合 金。更明確地説，本發明乃相關於相對上尺寸小之過遽 器，供進行重力鑄塑鋁或鋁合金時之鑄模使用。 使用開孔的陶瓷泡沫以過濾熔融輕金屬的方法，是 已爲人所熟知的方法。此對陶瓷泡沫過濾器的一般製法 係利用含用以形成過濾器的材料與粘結劑的水溶性漿液 ，浸潰一種有機泡沫，通常爲聚賺’泡沫，擠去過多的漿 液，並予乾燥除去水分後，將乾燥態經浸潰過的泡沫予 以灼燒，燒去有機泡沫而形成陶瓷泡沫。 使用上述的方法以製造個別的過濾器，是使其依特 定形狀與大小產製，或是先製成一大片陶資泡沫，再予 裁剪或機械加工製成個別的過濾器。兩種方法均有缺點 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 丨裝- 訂_ 經濟部中央揉準局βτ工消费合作社印製 直接利用類似 稱規格大小的個別 問題，特別是於鋁 係被嵌進轉模的凹 用’因爲其未能嵌 做得比凹穴的大小 過濾、器的邊緣與凹 金屬能經間隙穿過 果過濾器不密實， 導致陶普材料玉子 於過遽器大小的有機泡朱製作合乎標 過濾器時，其尺寸的變化就足以造成 及其合金的重力鑄模鑄塑時，過濾器 穴。超過規格大小的過濾器無法被使 入凹穴内’實務上通常刻意將過濾器 略小些以彌補該尺寸變化◦結果，於 穴壁間存有小小的模口間隙，且因爲 過濾器’過濾的有效率因而降低。如 當關上鑄模時，可能壓擠到過濾器並 t.由過/處器被换出，進入轉模的孔隙

82.6. 40,000 .

五、發明説明（， 中，導致鑄造物中含有雜質。 經濟部中央樣準局員工消費合作衽印裝

若是採用由一大片陶资泡沐片經裁剪或 作個別的過遽器時，製造的成本將很高，產 I 乃由於製作㈣器的材料之性質使然。由於這類材_ 脆性，當泡末在裁剪、機械加工時，易發生斷裂之故'。、 美國專利3524548揭示一種供過濾熔融鋁之硬 ’多孔的過滤器介質，其包括—種耐火的材料與—種如 美國專利2997402中所揭示類型之玻璃似的@結#卜& 玻璃似的粘結劑主要包括氧化硼，氧化鈣與氧化鋁及含 有不超過10%重量計的二氧化碎。 英國專利1428437揭示供過濾熔融鋁之—種過濾器 介質，係於不低於l〇〇(TC的溫度下，將下逑混合物予以 成型、乾燥、礙燒而得：經熔合的鋁土團粒、燒結的礬 土、碳化矽及/或四氮化三矽、可燃材料、結塊材料， 永與含一化學組成份爲1〇…5〇%重量計二氧化矽和5_2〇克 重量汁氧化硼之無機性粘結材料，此無機性粘結材料至 少有70%重量計爲非玻璃質物質，且係以至少7〇%重量計 的.天然或合成非玻璃質物質與不超過3〇%重量計的玻璃 質物質（如市售供瓷器使用的釉料），經混合粉碎而製 成。 EP 0507463A揭示的網狀泡沐過滤器，可由大片過 遽材料予以機械加工或裁剪成適當大小，其係由石墨， 矽灰石，二氧化矽，鹼性磷酸玻璃與單鋁正磷酸鹽所組 成〇 目前新發現，如果使用硼矽酸鹽玻璃以取代其中的 本紙張从^標準(CNS)八娜(21-ox297公釐) i-------、·ιτ------0 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 314474 經濟部中央樣毕局I*工消费合作杜印製 B6 五、發明説明（3 ) 鱗酸鹽玫璃與單鋁正辨酸鹽的話，可將EP 05074 63 A所揭示的過濾器改良得更好。 依本發明，提供一種供過濾熔融輕金屬的過濾器， 私爲種由石墨、珍灰石、二氧化碎與一種玻璃的組成 所形成的網狀泡沫，特點在於，此種過濾器包括—由 玉與矽灰石分散於實質上爲非晶形的硼矽酸鹽玻璃基 質所構成的結晶相。 本發明的過濾器之製作，可將大片的網狀有機泡沫 ，例如，聚月尿泡朱，浸以含石墨、碎灰石、二氧化碎、 矽酸I玻璃，一種或多種製作時做爲粘結劑使用之物 質，以及選擇的其&組份所成的裝液；&去過量的衆液 (例如，可將經浸潰過的有機泡沫予以壓擠）；乾燥. ，浸潰過的有機泡料以灼燒；㈣裁剪或機械加工所 件的無機性泡沫，做成合乎所要形狀舆大小之較小片物 。當灼燒經浸潰過的有機泡沫時，灼燒的溫度通 800。。。 用以製作本發明的過濾器的水溶性漿液，以重量計 算二通常含有5-25%的石墨，W〇%的矽灰石，5_2〇%的 二氧化矽與35-50%的硼矽酸鹽玻璃。 所用的矽灰石可以是粉末狀或小纖維狀物（例如， 長150微米者）。 用以生產此種過遽器之二氧化矽，應是粒子大小 極細的二氧化矽，例如：煙化二氧化矽、膠態二氧 或生產夺金屬時的副產物。 用以生產該過濾器之硼矽酸鹽玻璃，根璩德國檩準 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -丨裝· 訂· '5 —

五、發明説明（） D I N 5 17 3 0的測铽法測試’具有軟化溫度（T1)介於較佳 的60(TC (更佳的650°C)至90(TC範圍及溶融溫度·Γ‘Τ2)

介於700-1100°C範圍者。適當的硼矽酸鹽玻璃包括那些 由 Bayer.AG 販售的 ES71630，X0800215, X08002 1 6 與 X 0800286的固體，其化學組成（重量百分比）與“和12 値，經列.表如下： ES71630 X0800215 X088216 X0800286 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局舅工消費合作社印製

Si02 39-08 37-7—42·3 32.0-34·2 53.66 b2°3 14-50 31.0-34.6 29.7-31.3 20.30 Na2〇 9.52 12.8-16.5 15-1-17.5 5-63 CaO 13.12 8.7- 9.8 - 5.72 MgO 9.63 2-0- 3.1 - 0.42 Al2〇3 10.06 1.5- 2.1 14,0-14.9 9.85 k2〇 0.37 4.4-5.9 1-35 Zr02 0.61 — Ti02 0.20 一 Fe2〇3 0,27 其他氧化物 差額 差額

Tl 712〇C 641 °C 621〇C 790 °c Τ2 950°C 750°C 780°C 970 °c 一 6一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

表中ES71630與X0800286組成物所引用的數値， 係由化學分析特定择σ祕产 疋m印所件’而其他兩種硼矽酸复玻璃 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 的數値，係引用供應商所提供之數値。 較佳的硼矽酸鹽玻璃爲ES71630與X0800286。 .或者，如$必要，此種硼矽酸鹽可於生產過濾器時 於起始、.且成物中加入矽酸鈉鹽或矽酸鈣—納鹽與氧化 蝴當場形成。 經灼燒後，本發明的過濾器包括了主要爲石墨、矽 灰石及如果硼矽酸鹽玻璃中含有明顯量的氧化鈣或氧化 鎮時的透輝石（—種化學式爲CaMg(SiG3)2之$酸賴鹽 )’-i可能含有白矽石，分散於實質上爲非晶形的硼矽 酸鹽玻璃基質中。 除了石墨外，用以製作本發明的過濾器之組成物中 ，也可能含有非晶形碳，例如碳黑，通常其量可達約 重量計。碳黑可改善漿液的流變性與以漿液浸泡網狀有 機泡沫片的載入。爲改善過濾器的外觀與克服石墨在灼 燒網狀泡沫過濾材料時產生斑駁外觀的傾向，亦·可於組 成物中加入少量，通常達約5¾重量計的矽金屬。一般相 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 信，矽金屬也會減少一些石墨因灼燒時被氧化而損失的 -傾向。 用以生產過遽器的組成物也可能含有—些，通常數 量達约1 0%重量計的雲母，因其層狀結構可改善以衆—液 浸潰有機網狀泡床條時的泡沐載入性，並能改善經灼燒 過過濾器材料之強度。 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 修止 五、發明説明（6)

經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 、，於π'貝的大片泡沫產生生坯強度及於乾燥過 呈：灼燒初期產生黏結的粘结劑包括，碳水化合物材料 广’糊精’聚丙烯酸酯，聚乙缔甲基醚，丙烯酸酯 與表乙稀的共聚物與木質料酸鹽類，例如，木質素績 酸叙鹽。所用的枯結劑的量通常達襞液之5%重量計。如 :單鋁正磷酸鹽已先予中和，不會與硼矽酸鹽玻璃起反 :且如果少量使用以免被做成的過濾器吸濕下，亦可 以之爲枯結劑使用。 爲了避免漿液被施加在有機泡沫上時，過早乾掉， 可於漿液中加人某種材料，例如：甘油，通常所用量少 於漿液之1%重量計。 .·用以製作過遽器的衆液也可含有添加劑以改善浸潰 有機泡沫時，漿液施加至泡沫上的特性。這類添加劑的 例子有如，流變試劑，如，有機增稠劑或二氧化欽，濕 潤劑與抑泡劑。 如果使用流變試劑，濕潤劑或抑泡劑時，其用量通 常爲漿液之0.1-2.0%重量計。 當經浸潰過的有機泡沫被灼燒，其灼燒溫度有必要 不要超過85(TC，除非有預做準備，否則會使石墨，及 存在的非晶形碳發生過度氧化。灼燒溫度通常使用介於 600°C 至 800°C 者。 ' 爲了減缓邊緣碎裂的傾向並改善操作時的強度，於 本發明的較佳實體中，將大片過濾器的外表面塗裝上含 一 8一

*裝 丨~•丨丨打I I----線 (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁) 1.1 mil IIIΊ·Μ I ------- 1 -.·>«> ... 4474 〜…，a

經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（ 石墨與粘結劑及選擇地矽金屬的组成物。有必要時用以 塗裝此大片過濾器材料的外表面之组成物，可使用與製 作大片過濾器睁相同或較稀的漿液。待大片過濾器乾燥 後，將其塗裝上該组成物，例如，於乾燥的過遽器上嗜 灑該組成物，然後將加熱過濾器使塗裝物乾燥，最後予 以灼燒。經灼燒後的過濾器再予機械加工成合乎所要尺 寸的較小過濾器。 如果^修剪或機械加工大片的過渡材料駐體以製作 個別的過濾器而有粉塵生成時，可將其再加回漿液中， 該漿液係隨後用以製作另—片過濾材料坯體，或供塗裝 其他大片拓體外表面之用。 本發明的過滤器具有所有如Ep 0507463A所述過濾 器所必要有的特點與特性且其另有相較於那些過濾器的 額外'優點。 EP 0507463A所述的過濾器，當將其存放在大氣中 時，有吸收濕氣的傾向。本發明的過濾器無此缺點。 本發明的過濾器相較於£]? 〇5〇7463A所述的過濾器 ’不管疋在或向溫下，均具有較佳的強度。 下述實例旨在説明本發明： 實例 1 使用重量比如下的組成物爲水溶性漿液，製備網狀 的泡沫過濾器： —9一 表紙張A度適用中國國家揉準（CNS ) A4«t格（210X297公着） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. .訂 線

石墨 12.40% 細二氧化矽（生產矽時的副產物） 10.94% 矽灰石纖維（長150微米） 7.29% 矽灰石粉末 3.26% 硼矽酸鹽玻璃（ES71630) 32.82% 非晶形碳 1.82% 二氧化鈦 0.73% 雲母 3.36% 矽 3.65% 分散劑 0.44% 增稠劑（RH0D0P0L.) 0.15% 甘油 0.44% 已中和的正磷酸鹽單鋁（6〇% w/w溶液） 0.88% 聚乙烯曱基醚（50% w/w溶液） 0.88% 水 20.84% (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) U3 i 丁 經濟部中央標準局貞工消費合作社印製 將規格爲485mmX 640mmX 22η\τη且每cm具孔洞之網狀 聚尿泡沫片浸以上述漿液，擠壓泡沫以除去過多的漿液 〇 泡沫片於浸潰過後，以旋轉輪喷上稀釋過的同一種 漿液，並將浸過與塗裝過的泡沫分別在8 0。〇與i 2 〇。(：下 乾燥一小時與30分鐘。 —10— 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（9) 將泡沫片反面再行同於第一次的塗裝。於120°C下 乾燥十分鐘後，於800°C下灼燒30分鐘，最後裁剪成標 稱規格爲50ηπηΧ 50ππηΧ 22·的個別過濾器。 其後評估此個別過濾器對過濾熔融鋁的適當性，於 過濾器經稱重後進行衝擊試驗並使用加拿大專利申請 No . 2007450中所述類型的試驗裝置測量。將過濾器插 入一模架中，經由高3 5 0cm的向下長柄勺，傾倒入約25 kg，溫度約爲800°C的熔融鋁至過濾器上，如果在此種 '熔融的鋁流作用下，過濾器不會裂變，即算通過試驗。 所得結果列表如下： 過濾器 重量 大 小 傾倒時間 通過與 編號 C g ) (mm ) 1 19.6 50.3x49.4x21.8 22.7 通過 2 18.2 49.8x49.8x21.8 17.6 通過 3 13,4 49.5x49.5x21,6 18.9 通過 4 18-3 50.4x49.5x21·8 20.1 通過 5 13.4 49.3x49.6x21.9 16.0 通過 6 18.0 49.3x49-6x22.0 19.4 通過 實例 2 使用重量比如下的組成物爲水溶性衆液’製備網狀 的泡沐過滤器· -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------袭------，訂------m (請先閲讀背面之注意^項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 14474 五、發明説明（1〇) 石墨 18.18% 細二氧化矽（生產矽時的副產物） 9.73% 矽灰石纖維 12.45% 硼矽酸鹽玻璃（ES71630) 29.36% 非晶形碳 1.64% 矽 1.64% 木質素橫酸錄_ ( 50.% w/w溶液） 0.95% 增稠劑（RH0D0P0L) 0.14% 流變調節劑（NORDFLOC AP 30E 1& W / W溶液） 9.45% 丙烯酸酯/苯乙烯共聚物（ACR0NAL 290D) 2.82% 已中和的正磷酸鹽單銘（60% w/w 溶液） 0.73% 水 12.91% 標稱规格5〇111111父5()11111^2 2111111的單獨過濾器的製作與 測試，係使用實例1所述的方法，但於衝擊試驗中，熔 化的鋁的溫度爲約850°C。 所得結果列表如下： 過爐器 重量 大_小 傾倒時間 編號~ ( g ) 7 19.3 8 19.7 9 19.0 -12 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0Χ297公釐） --------ά------.訂------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 通過 通過 'Η 遇過 49-6χ49·7χ20·4 21.8 49.6x48.8x20.6 21.6 49.7x49·2x20.4 20.0 14474 ^

A7 B7 經濟部中央揉準局員工消費合作社印製 五、發明説bJV11·) 經X -射線勞光與X -射線繞射分析對過濾器做化學分 析，顯示過濾器主要由石墨，.矽灰石與透輝石分散於硼 矽酸鹽玻璃基料中所成。 實例 3 使用重量比如下的組成物爲水溶性漿液，製備網狀 的泡沫過濾器： 石墨 17.63% 細二氧化矽（生產矽時的副產物） 9.43% 矽灰石識維 12.07% 瓶料玻璃 26.67¾ 硼酸 1.45% 非晶形碳 1.59¾ 矽 1.59% 木質素碳酸按（50% w/w溶液） 0.92¾ 增稠劑（RHODOPOL) 0.14% 流變調節劑（NORDFLOC NF 10E) 0-05¾ 丙埽酸酯/苯乙烯共聚物（ACR〇NAL 29〇D) 2.73¾ 糊精 !-75% 水 23.98% 航料玻璃含有，以重量計，70 . 3 1 %的氧化今， 11 _ 84%的氧化鈉，11 · 73%的氧化鈣，3 . 45%的鉬土與 1 .52%的氧化鎂。 -13.- 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------袭------訂------線 (請先聞讀背面之注意ί項再填寫本頁) A7 B7 314474 ^ 五、發明説明（12) 標稱規格50mmX 50nmX 22·的個別過濾器的製作與 測試，係使用實例1所述的方法，但於衝擊試驗中，熔 化的鋁的溫度爲850°C。 所得結果列表如下： 過濾器 重量 大 小 傾倒時間 通過與否 編 號 (g ) (皿η ) 10 15.2 50.2x50,2x21.9 13.2 通過 11 1-5.5 50· 1x50.-5x21.9 14.2 通過 12 16.3 50-4x50.2x22,0 11-8 通過 13 15.6 50,5x50.3X22,4 12.8 通過 經X-射線螢光與X-射線繞射分析，對過濾器做化學 分析，顯示過濾器主要由石墨，梦灰石，透輝名與白夺 石分散於硼矽酸鹽玻璃基質中所成。 由瓶料玻璃與硼酸依上述組成物所述比例做成的硼 矽酸·鹽玻璃，依德國標準DIN5 1730測試，具有790°C的 软化溫度（Τι)與1050°C的熔化溫度（T2)。 --------•裝------.訂------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 申請專利範囷 經濟部中央梯準局員工消費合作社印裂 R0cUtt%1n82t36|^ -°S- -、 Amended Claims in ChiS^ _ (Submitted on September ^ ? 1996) —種過濾熔融鋁鎂合金的過濾器，包括一種由〜 杞 含石墨、合 次石、二氧化矽與玻璃的組成物所形成的網狀跑朱， 夕 爲，此種過濾器係由包含石墨與矽灰石分散於實質上 形的,石夕酸鹽玻璃朞質的結晶相所組成且係由以重量計算， 含有5 —25%的石墨，1 一10%的矽灰石，5 —20%的二氧 化矽與35—50%的硼矽酸鹽玻璃之水溶性漿液所形成。 u 2·根據申請專利範圍第1項之過濾器，其中用以裝 造過濾器的硼矽酸鹽玻璃根據德毆標準D1[N 5173Q 的測試法測試，具有60CTC至900°C範圍的軟化抓（ 丁0與700至1100°C範圍的溶融溫度（丁2) ° 3. 根據申請專利範圍第1項之過遽器’其中么 酸鹽坡璃係於製造過濾器時，由矽鉍鈉> 鈉鹽與氧化硼當場形成13 ^ 0 丈中該結β曰 4. 根據申請專利範園第1項之過滅器’ ” 相含有透輝石及/或白夺石。 5·根據申請專利範園第1項之過遽器’其中形成過濾 該組成物中亦含有非晶形破。 面 之 注 項 再 叙 訂 本紙張尺度適用中國國家裸準（CNS > Α4规格（210X297公釐） 15. 14474 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 根據申請專利範園第1項之過濾器’其中形成過 遽器的該组成物中亦含有矽。 7.根據申請專利範園第1項之過濾器，其中形成過 濾器的該组成物中亦含有雲母U (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 —16.— 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210X297公釐）