(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材の平均粒子径が２００μｍ以上２５００μｍ以下であり、内周面における前記骨材の平均粒子径が、外周面における前記骨材の平均粒子径の−１０％以上＋１０％以下である円筒形状を有し、
前記内周面側から前記外周面側にわたって気孔率が漸増すること
を特徴とする金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項２】
前記内周面の気孔率が２５％以上４５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項３】
前記内周面の平均気孔径が１００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項４】
前記内周面側から厚さ２０００μｍ以上にわたり平均気孔径が５００μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項５】
前記内周面から前記外周面までの厚さに対して前記内周面側から１０％以上の厚さにわたり平均気孔径が５００μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項６】
前記外周面の気孔率が４５％以上６５％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項７】
前記外周面の平均気孔径が１５０μｍ以上１５００μｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項８】
前記外周面側から厚さ２５００μｍ以上にわたり平均気孔径が１５０μｍ以上であることを特徴とする請求項６または７に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項９】
前記内周面から前記外周面までの厚さに対して前記外周面側から１０％以上の厚さにわたり平均気孔径が１５０μｍ以上であることを特徴とする請求項６または７に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項１０】
前記骨材が、電融アルミナおよび焼結アルミナのうち１種以上を含むものであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項１１】
無機結合材をさらに含み、
前記無機結合材が、三酸化ホウ素、アルミナ、酸化マグネシウムおよびシリカのうち１種以上を含むものであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項１２】
Ｘ線回折法で測定される、α−アルミナ（２θ＝３５．１±０．５°、４３．４±０．５°、５７．５±０．５°）のピーク強度の合計Ｔに対する９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３（２θ＝１６．４±０．５°、２０．３±０．５°、２６．４±０．５°）のピーク強度の合計ｋの比ｋ／Ｔが０．１以上１以下であることを特徴とする請求項１１に記載の金属溶湯用濾過フィルタ。
【請求項１３】
円筒形状を有する金属溶湯用濾過フィルタの製造方法であって、
無機結合材と平均粒子径が２００μｍ以上２５００μｍ以下である骨材粒子とを含む混合物を混練する混練工程と、
前記混練工程によって得られた坏土を略円筒形状となるように充填する充填工程と、
前記充填工程によって充填された前記坏土を振動加圧し、内周側の圧力が外周側の圧力よりも高くなるように前記坏土を圧縮して成形する成形工程と、
前記成形工程によって得られた成形体を焼成する焼成工程と、を含むこと
を特徴とする金属溶湯用濾過フィルタの製造方法。
【請求項１４】
前記混合物が、有機バインダおよび有機造孔剤をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の金属溶湯用濾過フィルタの製造方法。
【請求項１５】
前記成形工程は、前記充填工程と並行して、または前記充填工程と交互に行われることを特徴とする請求項１３または１４に記載の金属溶湯用濾過フィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、金属溶湯用濾過フィルタおよび金属溶湯用濾過フィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属を溶解させた金属溶湯に含まれる介在物を除去する金属溶湯用濾過フィルタが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７９０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した金属溶湯用濾過フィルタの介在物の捕集性能を向上させるには、フィルタとなるセラミックスの気孔径を小さくすれば良い。しかしながら、かかる場合には細かな介在物が気孔に滞留していき、濾過能力が低下しやすくなり、濾過フィルタの寿命が短くなってしまう。このように金属溶湯用濾過フィルタの介在物の捕集性能はさらなる改善の余地がある。
【０００５】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、優れた介在物の捕集性能を有し、かつ長寿命な金属溶湯用濾過フィルタおよび金属溶湯用濾過フィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタは、骨材の平均粒子径が２００μｍ以上２５００μｍ以下であり、内周面における前記骨材の平均粒子径が、外周面における前記骨材の平均粒子径の−１０％以上＋１０％以下である円筒形状を有する。また、前記内周面側から前記外周面側にわたって気孔率が漸増する。
【発明の効果】
【０００７】
実施形態の一態様によれば、優れた介在物の捕集性能を有し、かつ長寿命な金属溶湯用濾過フィルタおよび金属溶湯用濾過フィルタの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタの概要を説明する説明図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタにおける気孔率分布の一例を模式化したグラフである。
【図３】図３は、図１ＢのＢ−Ｂ’断面を拡大視した図である。
【図４】図４は、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタの評価装置の概要を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する金属溶湯用濾過フィルタおよび金属溶湯用濾過フィルタの製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
まず、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタについて、図１Ａ〜図２を用いて説明する。図１Ａは、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタの概要を説明する説明図、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ’断面図である。また、図２は、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタにおける気孔率分布の一例を模式化したグラフである。
【００１１】
図１Ａ、図１Ｂに示すように、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１は、内周面２および外周面３を有するように構成された円筒形状の部材として形成される。金属溶湯内の介在物は、外周面３から内周面２に向けて金属溶湯が流通する間に捕集される。そして、清浄化された金属溶湯が内周面２で囲まれた中空部分から外部へ排出される。
【００１２】
かかる金属溶湯用濾過フィルタ１は、その内周側および外周側において平均粒子径に差がない骨材を含む。ここで、「平均粒子径に差がない骨材」とは、外周面３の平均粒子径の−１０％以上＋１０％以下の範囲に内周面２の平均粒子径が入るものをいう。なお、骨材の平均粒子径については、図３を用いて後述する。
【００１３】
また、金属溶湯用濾過フィルタ１は、気孔率が内周側から外周側にわたって漸増するように形成されている。すなわち、図２に例示するように、内周側から外周側にわたり気孔率が連続的に増加する構成が実現される。このため、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１によれば、気孔率に応じて介在物が金属溶湯用濾過フィルタ１の全体で適切に捕集され、介在物の捕集性能が向上する。
【００１４】
また、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１は、単層で構成される。このため、気孔径および／または気孔率の異なる複数の層を積層した構成とは異なり、接合面およびその近傍のみならず厚さ方向の全体にわたり、金属溶湯に含まれる介在物の大きさに見合う気孔径を有する金属溶湯用濾過フィルタ１の内部で介在物が捕集される。また、金属溶湯用濾過フィルタ１は気孔が不連続となりうる接合面を有せず、たとえばかかる接合面において金属溶湯が滞留し、円滑な流通が阻害されることはない。さらに、金属溶湯用濾過フィルタ１は接合面を有しないので、たとえば熱膨張率の相違等に基づいて積層構造が接合面から剥離することもない。このように、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１によれば、上記したような積層構造に起因する不具合を生じることなく、長期にわたり介在物の捕集性能を維持することができる。
【００１５】
次に、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１の製造方法の一例について説明する。金属溶湯用濾過フィルタ１は、混練、充填、成形、乾燥、脱脂および焼成の各工程を含む製造方法により製造される。以下では、上記した各工程について順に説明する。
【００１６】
まず、混練工程について説明する。混練工程は、骨材粒子と無機結合材とを含む混合物を混練し、坏土を調製する工程である。具体的には、骨材粒子と、無機結合材と、有機バインダと、水とを含み、金属溶湯用濾過フィルタ１の原材料を構成する混合物が、たとえば混合攪拌機などの図示しない混練装置を用いて混練される。
【００１７】
ここで、原料となる骨材粒子としては、たとえば、電融アルミナ、焼結アルミナなどのアルミナのうち１種以上を適用することができるが、これに限定されるものではない。
【００１８】
また、骨材粒子の平均粒子径は２００μｍ以上２５００μｍ以下であり、好ましくは２５０μｍ以上２０００μｍ以下であり、より好ましくは５００μｍ以上１７００μｍ以下である。このように原料となる骨材粒子の平均粒子径を規定することにより、金属溶湯用濾過フィルタ１における骨材の平均粒子径を制御することができる。ここで、「骨材粒子の平均粒子径」とは、ＪＩＳＲ６００２：１９９８により篩を用いて測定したものである。具体的には、一つの篩の上に残った骨材粒子の粒子径は、すぐ上の篩の目開きの寸法と骨材粒子が上に残った篩の目開きの寸法との平均値とする。そして、各粒子径を有する骨材粒子の質量が骨材全体の質量に対して占める割合を度数とする度数分布に基づいて骨材粒子の平均粒子径が算出される。
【００１９】
また、無機結合材としては、三酸化ホウ素、アルミナ、酸化マグネシウムおよびシリカのうち１種以上を適用することができるが、これに限定されるものではない。このうち、三酸化ホウ素およびアルミナを適用すると、焼成によりその一部が反応し、９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３の針状結晶が生成する。
【００２０】
また、有機バインダとしては、たとえば、デンプン系、セルロース系および多糖類系のうち１種以上を適用することができるが、これに限定されるものではない。
【００２１】
また、水としては、含有する不純物が少ない脱イオン水または蒸留水が好適に使用される。
【００２２】
なお、骨材粒子を適切に焼成させるために、焼成助剤を添加して混練してもよい。また、必要であれば有機造孔剤、潤滑剤、可塑剤および離型剤などの各種添加剤を添加して混練してもよい。
【００２３】
次に、充填工程について説明する。充填工程は、上記した混練工程によって得られた坏土を、予め用意した成形用の型に充填する工程である。
【００２４】
次に、成形工程について説明する。成形工程は、上記した充填工程によって充填された坏土に対し、内周側の圧力が外周側の圧力よりも高くなるように圧力を加える工程である。具体的には、たとえば、モールド内に充填された坏土を、先端が平たい鏨を用いて、４気圧のエアバイブレーターで内周側のみを振動加圧するように圧縮すると、内周側の圧力を外周側の圧力よりも高くすることができるが、これに限定されない。このように内周側と外周側との間で充填された坏土に加える圧力を異ならせることで、坏土の嵩比重が内周側から外周側にわたって徐々に低下するように成形される。かかる成形工程は、上記した充填工程と並行して、または充填工程と交互に行うことが好ましいが、坏土の性状によっては充填工程の後に行ってもよい。
【００２５】
次に、乾燥工程について説明する。乾燥工程は、上記した成形工程によって得られた成形体を乾燥させる工程である。かかる乾燥工程により、成形体から水分が除去される。
【００２６】
次に、脱脂工程について説明する。脱脂工程は、上記した乾燥工程において水分が除去された成形体から有機バインダ等の有機成分を除去する工程である。具体的には、予め定められた温度、時間等の諸条件下に成形体が晒されることにより、成形体に含まれる有機成分が分解、除去される。また、有機造孔剤が除去された場合には、有機造孔剤の形状に対応する気孔が生成する。
【００２７】
最後に、焼成工程について説明する。焼成工程は、上記した脱脂工程において有機成分が除去された成形体を、図示しない焼成装置で焼成する工程である。焼成により得られる焼成体は、成形体における坏土の嵩比重に対応するように内周側から外周側にわたって気孔率が漸増するように構成される。かかる焼成体は、必要により端部の加工処理等が施され、金属溶湯用濾過フィルタ１として利用される。
【００２８】
このように、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１の製造方法によれば、骨材粒子の平均粒子径および配合量ならびに成形工程において坏土に加えられる圧力等に基づき、内周側から外周側にわたって気孔率が漸増する単層構造の金属溶湯用濾過フィルタ１が製造される。
【００２９】
なお、金属溶湯用濾過フィルタ１の製造方法は、上記したものに限定されず、いかなる方法であってもよい。以下では、上記した製造方法によって製造される金属溶湯用濾過フィルタ１について、図３を用いてさらに説明する。
【００３０】
図３は、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１を概略的に説明するための図である。かかる図３は、図１ＢのＢ−Ｂ’断面を拡大視した図に相当する。
【００３１】
図３に示すように、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１は、骨材４と、骨材４同士を結合させる図示しない無機結合材とを含み、気孔率が内周側から外周側にわたって漸増するように気孔５が形成されている。
【００３２】
骨材４の平均粒子径は２００μｍ以上２５００μｍ以下であり、好ましくは２５０μｍ以上２０００μｍ以下であり、より好ましくは５００μｍ以上１７００μｍ以下である。骨材４の平均粒子径を上記した範囲とすることにより、たとえば後述する気孔率および気孔径を適切に制御することができる。
【００３３】
また、金属溶湯用濾過フィルタ１の内周面２における骨材４の平均粒子径は、外周面３における骨材４の平均粒子径の−１０％以上＋１０％以下であることが好ましい。このように内周側から外周側にわたり骨材４の平均粒子径を同程度とすることにより、たとえば後述する気孔率および気孔径を適切に制御することができる。
【００３４】
ここで、「骨材４の平均粒子径」は、厚さ方向に切断した金属溶湯用濾過フィルタ１のＳＥＭ（Scanning  Electron  Microscope）画像を撮像し、かかるＳＥＭ画像からラインインターセプト法により算出した値である。具体的には、まず、金属溶湯用濾過フィルタ１の切断面を撮像したＳＥＭ画像において、内周面２（または外周面３）から厚さ方向に所定の間隔（具体的には、２００μｍ）ごとに、この厚さ方向に垂直、すなわち長さ方向に全長Ｌ（具体的には、１０ｍｍ）のライン６を引く。次いで、このライン６上に存在する骨材４の粒子径を、（長径＋短径）／２としてそれぞれ算出し、その総和をライン６上に存在する骨材４の個数ｎ（図３では、ｎ＝４）で除した値を、その厚さにおける骨材４の平均粒子径と規定する。そして、各厚さにおいて同様に算出した骨材４の平均粒子径をさらに平均した値を、金属溶湯用濾過フィルタ１の平均粒子径と規定する。
【００３５】
また、内周面２／外周面３における骨材４の平均粒子径は、上記したライン６を内周面２／外周面３に一致させたときに算出される骨材４の平均粒子径をいう。
【００３６】
なお、図３に示すライン６から、平均気孔径についても算出することができる。すなわち、ライン６上に沿って気孔５の長さを計測し、その総和をライン６上に存在する気孔５の数ｍ（図３では、ｍ＝４）で除した値を、その厚さにおける平均気孔径と規定する。以下では、金属溶湯用濾過フィルタ１における好ましい平均気孔径について説明する。
【００３７】
すなわち、金属溶湯用濾過フィルタ１の内周面２の平均気孔径は、好ましくは１００μｍ以上５００μｍ以下であり、より好ましくは１００μｍ以上４００μｍ以下であり、さらに好ましくは１００μｍ以上３００μｍ以下である。内周面２の平均気孔径が１００μｍ未満だと、たとえば金属溶湯の流通量を確保することができず、濾過を円滑に行うことが困難となる場合がある。また、内周面２の平均気孔径が５００μｍを超えると、たとえば金属溶湯内の介在物が捕集されずに金属溶湯用濾過フィルタ１を通過してしまう場合がある。
【００３８】
さらに、金属溶湯用濾過フィルタ１の外周面３の平均気孔径は、好ましくは１５０μｍ以上１５００μｍ以下であり、より好ましくは３２０μｍ以上１５００μｍ以下であり、さらに好ましくは５５０μｍ以上１５００μｍ以下である。外周面３の平均気孔径が１５０μｍ未満だと、たとえば金属溶湯の流通量を増大させることができず、短時間で濾過を行うことが困難となる場合がある。また、外周面３の平均気孔径が１５００μｍを超えると、たとえば金属溶湯内の比較的大きな介在物の大部分が金属溶湯用濾過フィルタ１の外周面３の近傍で捕集されないまま内周面２の近傍まで達し、フィルタ寿命の低下に直結する場合がある。
【００３９】
また、金属溶湯用濾過フィルタ１は、内周面２から外周面３までの厚さに対して内周面２から１０％以上の厚さにわたり、好ましくは平均気孔径が５００μｍ以下であり、より好ましくは４００μｍ以下であり、さらに好ましくは３００μｍ以下である。また、金属溶湯用濾過フィルタ１の厚さが２０００μｍ以上の場合、内周面２から厚さ２０００μｍ以上にわたり平均気孔径が５００μｍ以下であることが好ましい。内周側の平均気孔径を上記した範囲とすることにより、たとえば長期にわたり介在物を適切に捕集することができる。
【００４０】
さらに、金属溶湯用濾過フィルタ１は、内周面２から外周面３までの厚さに対して外周面３から１０％以上の厚さにわたり、好ましくは平均気孔径が１５０μｍ以上であり、より好ましくは３２０μｍ以上であり、さらに好ましくは５５０μｍ以上である。また、金属溶湯用濾過フィルタ１の厚さが３０００μｍ以上の場合、外周面３から厚さ２５００μｍ以上にわたり平均気孔径が１５０μｍ以上であることが好ましい。外周側の平均気孔径を上記した範囲とすることにより、たとえば金属溶湯の流通量を確保することで金属溶湯の濾過を長期にわたり円滑に行うことができる。
【００４１】
また、金属溶湯用濾過フィルタ１は、内周面２の気孔率が２５％以上４５％以下であることが好ましい。内周面２の気孔率が２５％未満だと、たとえば金属溶湯の流通量を確保することができず、濾過を円滑に行うことが困難となる場合がある。また、内周面２の気孔率が４５％を超えると、たとえば微細な介在物を除去することができない場合がある。なお、気孔率については、図３を用いて後述する。
【００４２】
さらに、金属溶湯用濾過フィルタ１は、外周面３の気孔率が４５％以上６５％以下であることが好ましい。外周面３の気孔率が４５％未満だと、たとえば金属溶湯の流通量を確保することができず、濾過を円滑に行うことが困難となる場合がある。また、外周面３の気孔率が６５％を超えると、たとえば金属溶湯用濾過フィルタ１の機械的強度を確保することができない場合がある。ここで、気孔率について、たとえば「外周面３の気孔率」は、以下のように算出される。
【００４３】
すなわち、厚さ方向に切断した金属溶湯用濾過フィルタ１のＳＥＭ画像（図３参照）において、外周面３から厚さ方向に所定の幅（具体的には、２ｍｍ）を有し、この厚さ方向に垂直、すなわち長さ方向に所定の長さ（具体的には、１０ｍｍ）を有する領域７を区画する。次いで、この領域７の内部にある気孔５の総面積を算出する。そして、領域７の面積に対する気孔５の総面積の割合を外周面３の気孔率と規定する。同様に、外周面３から厚さ方向にある幅だけ内周側にずらした測定箇所（たとえば、外周面３から２ｍｍ〜４ｍｍ）において上記した領域７を区画したときに、上記した外周面３の気孔率と同様にして算出された気孔率の値を、当該測定箇所における気孔率と規定する。
【００４４】
また、「内周側から外周側にわたって気孔率が漸増する」とは、たとえば内周面２から外周面３に向けて、金属溶湯用濾過フィルタ１の全体の厚さに対し、厚さ方向に１／３ごとに領域７を区画し、上記した方法により測定した領域７ごとの気孔率が、内周側から外周側に向かうに従い漸増していることをいう。この漸増の程度は連続的であるほど望ましい。具体的には、たとえば、上記した内周面２から外周面３に向けて領域７を区画する間隔（ピッチともいう）を、好ましくは２００μｍ、より好ましくは１５０μｍ、さらに好ましくは１００μｍとした場合においても内周側から外周側に向かうに従って気孔率が漸増している構成が好ましい。
【００４５】
また、金属溶湯用濾過フィルタ１は、Ｘ線回折法で測定される、α−アルミナ（２θ＝３５．１±０．５°、４３．４±０．５°、５７．５±０．５°）のピーク強度の合計Ｔに対する９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３（２θ＝１６．４±０．５°、２０．３±０．５°、２６．４±０．５°）のピーク強度の合計ｋの比ｋ／Ｔは０．１以上１以下であることが好ましい。ｋ／Ｔを上記した範囲とすることにより、たとえば介在物の捕集能力がさらに向上する。
【００４６】
次に、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１の製造方法について、図４を用いて説明する。図４は、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１を製造する処理手順を示すフローチャートである。
【００４７】
図４に示すように、まず、骨材粒子と、無機結合材と、有機バインダと、水とを含む混合物を混練して坏土を調製する（ステップＳ１１）。有機造孔剤などの各種添加剤は、このタイミングで添加するとよい。
【００４８】
続いて、ステップＳ１１において調製した坏土を充填する（ステップＳ１２）。次に、充填した坏土を、内周側の圧力が外周側の圧力よりも高くなるように加圧して成形する（ステップＳ１３）。続いて、加圧して成形された成形体を乾燥させる乾燥（ステップＳ１４）および有機バインダ等の有機成分を除去する脱脂（ステップＳ１５）を順次行い、引き続いて成形体を焼成する（ステップＳ１６）。以上の各工程により、実施形態に係る一連の金属溶湯用濾過フィルタ１の製造が終了する。
【００４９】
上述してきたように、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１は、骨材の平均粒子径が２００μｍ以上２５００μｍ以下であり、内周面における前記骨材の平均粒子径が、外周面における前記骨材の平均粒子径の−１０％以上＋１０％以下である円筒形状を有し、内周面側から外周面側にわたって気孔率が漸増する。
【００５０】
したがって、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタ１によれば、介在物の捕集性能を向上させるとともに、長寿命とすることができる。
【００５１】
なお、上記した実施形態では、脱脂工程（ステップＳ１５）は必須の工程として説明したが、有機バインダなどの有機成分の種類および配合量によっては省略してもよい。かかる場合、有機成分は焼成工程（ステップＳ１６）において分解、除去される。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
平均粒子径が２００μｍの電融アルミナ（「骨材粒子」に対応）１００質量部と、無機結合材１０質量部とを含む混合物に、アルカリ分、有機バインダおよび水を適量添加して混練し、坏土を調製した。次いで、坏土に対し、内周側の圧力が外周側の圧力よりも高くなるように圧力を加えつつ円筒状の成形体を作製し、乾燥、脱脂の後、１２５０℃で焼成し、外径１００ｍｍ×内径６０ｍｍ×長さ８７０ｍｍの金属溶湯用濾過フィルタ１を作製した。
【００５３】
（実施例２〜実施例１６、比較例１〜比較例９）
骨材粒子の平均粒子径、無機結合材の組成および坏土に加える圧力を変更したことを除き、実施例１と同様にして金属溶湯用濾過フィルタ１をそれぞれ作製した。得られた金属溶湯用濾過フィルタ１の外周面２、中間部分（外周面２から９〜１１ｍｍの領域７）および内周面３における、骨材４の平均粒子径、気孔率および平均気孔径、ならびにＸ線回折法で測定される、α−アルミナ（２θ＝３５．１±０．５°、４３．４±０．５°、５７．５±０．５°）のピーク強度の合計Ｔに対する９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３（２θ＝１６．４±０．５°、２０．３±０．５°、２６．４±０．５°）のピーク強度の合計ｋの比ｋ／Ｔについて、実施例１の結果とともに表１に示す。
【００５４】
次に、上記した実施例および比較例において得られた金属溶湯用濾過フィルタ１に対し、介在物の捕集性能およびフィルタ寿命に関する評価を行った。以下では、まず、使用する評価装置の概要について、図５を用いて説明する。
【００５５】
図５は、実施形態に係る金属溶湯用濾過フィルタの評価装置の概要を説明する模式図である。まず、外径１００ｍｍ×内径６０ｍｍ×長さ２０ｍｍの円筒状となるように金属溶湯用濾過フィルタ１を加工した試験体１１を作製し、図５に示す評価装置１０に取り付ける。このとき、試験体１１の外周面２から内周面３に向けて金属溶湯１３が確実に通湯するように、試験体１１の長さ方向の端面には封止部材１２が取り付けられている。評価装置１０の内部を加圧すると、金属溶湯１３中の介在物１４は、試験体１１の気孔径に応じて捕集され、評価装置１０から排出される金属溶湯１３は、試験体１１を通湯させる前よりも清浄化されている。
【００５６】
このような評価装置１０を用いて、以下のようにして介在物の捕集性能およびフィルタ寿命に関する評価を行った。
【００５７】
（介在物の捕集性能の評価）
各実施例および比較例において作製した金属溶湯用濾過フィルタ１の試験体１１を評価装置１０に装着した。介在物１４に見立てた１μｍ〜１０００μｍのスピネル粒子を混合した１０ｋｇの純アルミニウム製の金属溶湯１３を評価装置１０に入れ、評価装置１０の上部から加圧して金属溶湯１３を押し出すことにより試験を行った。濾過前後の金属溶湯１３をサンプリングしてそれぞれのＭｇ濃度を分析し、Ｍｇ濃度の減少量から、スピネル粒子（介在物１４）の捕集性能を評価した。結果を表１に示す。なお、表１では、Ｍｇ濃度の残留量で試験体１１（金属溶湯用濾過フィルタ１）による介在物１４の捕集性能を評価した。すなわち、濾過後のＭｇ濃度が濾過前のＭｇ濃度の５％以下であれば「５」、５％を超え１０％以下であれば「４」、１０％を超え２０％以下であれば「３」、２０％を超え４０％以下「２」、４０％以上であれば「１」とする５段階評価で示した。
【００５８】
（フィルタ寿命の評価）
上記した評価装置１０においては、装置内部の圧力を高めることにより加圧して金属溶湯１３を通湯させる構成を有している。金属溶湯用濾過フィルタ１に介在物１４が捕集されることで金属溶湯１３が通湯する流路が少なくなると、評価装置１０において一定条件下で加圧を続けた場合であっても金属溶湯用濾過フィルタ１が受ける圧力は徐々に高くなる。金属溶湯用濾過フィルタ１が受ける圧力が高くなると、金属溶湯１３の濾過時間が長くなり、あるいはより高い圧力を加えることにより金属溶湯１３を通湯させることで金属溶湯用濾過フィルタ１がその圧力に耐えられず、破損するといった懸念がある。そこで、試験終了直前において試験体１１が受ける圧力を比較することにより、試験体１１の寿命を評価した。結果を表１に示す。なお、表１では、試験体１１が受ける圧力がゲージ圧で０．０１ＭＰa未満で推移すれば「５」、０．０１ＭＰa以上〜０．０２ＭＰa未満であれば「４」、０．０２ＭＰa以上〜０．０３ＭＰa未満であれば「３」、０．０３ＭＰa以上〜０．０４ＭＰa未満であれば「２」、０．０４ＭＰa以上に圧力が上昇すれば「１」とする５段階評価で示した。
【００５９】
【表１】
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【００６０】
表１では、介在物１４の捕集性能は「２」以上であることを必須の要件とし、さらに寿命に関する評価が良いものが金属溶湯用濾過フィルタ１として適したものであるとして総合的に判断した。
【００６１】
比較例１〜９においてはいずれも、介在物１４の捕集性能とフィルタ寿命は両立していない。このため、比較例１〜９の金属溶湯用濾過フィルタ１は、実使用に適さないという結果が得られた。これに対し、実施例１〜１６ではいずれも、介在物１４の捕集性能とフィルタ寿命の双方が良好である。すなわち、実施例１〜１６によれば、高い介在物１４の捕集性能を維持したまま長期間の使用に耐えうる、実使用に適した金属溶湯用濾過フィルタ１が得られた。
【００６２】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  金属溶湯用濾過フィルタ
２  内周面
３  外周面
４  骨材
５  気孔
１０  評価装置
１１  試験体
１２  封止部材
１３  金属溶湯
１４  介在物
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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