JP2002273124A - 排ガス浄化用ハニカムフィルター - Google Patents

排ガス浄化用ハニカムフィルター

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い浄化性能を維持しながらも、耐熱衝撃性
が大きく、長期に至る継続的使用が可能な排ガス浄化用
ハニカムフィルターを提供する。 【解決手段】 多孔質の隔壁により仕切られた複数の貫
通孔を、排ガス流入側端面２及び排ガス流出側端面３で
互い違いに目封じしたハニカム構造体１を備える排ガス
浄化用ハニカムフィルターである。ハニカム構造体１
を、少なくとも排ガス流入側端面２に開口するスリット
５を有するものとし、このハニカム構造体１が有するス
リット５を、排ガス流入側端面３から排ガス流路方向１
０に、スリット幅７ｄの３〜２５倍の深さで、一部に充
填材６を充填され、充填材６を充填された部分の内側に
は空隙領域５ｅを形成しているものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、排ガス浄化用ハ
ニカムフィルターに関する。さらに詳しくは、排気ガス
等の含塵流体中に含まれる粒子状物質を捕集除去する浄
化性能を高度に維持しながらも、高い耐熱衝撃性を有
し、長期に至って継続的使用が可能な排ガス浄化用ハニ
カムフィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】 トラック等に搭載されているディーゼ
ルエンジンから排出される粒子状物質の環境への影響が
最近大きくクローズアップされてきており、このような
粒子状物質の捕集除去の重要な手段として、排ガス浄化
用ハニカムフィルターが用いられている。
【０００３】 排ガス浄化用ハニカムフィルターは、通
常、多孔質の隔壁により仕切られた複数の貫通孔を、排
ガス流入側端面及び排ガス流出側端面で互い違いに目封
じしたハニカム構造を備え、排ガスを、排ガス流入側端
面に開口する貫通孔からフィルター内に流入し、強制的
にフィルター内の隔壁を通過させることにより、排ガス
中の粒子状物質を捕集、除去するものである。
【０００４】 ところで、このような排ガス浄化用ハニ
カムフィルターでは、フィルターの継続的使用を確保す
るためには、排ガス流路となる貫通孔中に溜まった粒子
状物質を、定期的又は間断的に、燃焼、除去させてフィ
ルターを再生することが必要となる。
【０００５】 しかし、このようなカーボン微粒子の燃
焼は、ハニカムフィルターに局所的な高温化を招き、局
所的に高温化された個所とそれ以外の個所とで熱膨張の
相違を生じるため、ハニカムフィルターに、熱応力が発
生して、クラック等を生じさせ、その継続的使用が極め
て困難になるという問題がある。
【０００６】 これに対し、応力を低減する方策とし
て、特開昭５９−１９９５８６号公報では、隔壁によっ
て囲まれた多数の貫通孔を有するセラミックハニカム構
造体において、貫通孔を囲む隔壁にスリットを少なくと
も１つ設けた貫通孔を、ハニカム構造体の所定部分に実
質上均一に配分したことを特徴とするハニカム構造体が
提案されている。
【０００７】 しかしながら、このハニカム構造体にお
いては、小さなるスリットをハニカム構造体に均一に分
布させて、変形の自由度を増加させるものであり、熱応
力を低減する効果はあるものの、熱応力の大きさがハニ
カム構造体各部で不均一であることが全く考慮されてい
ないため、温度分布の不均一の程度がより大きな厳しい
使用環境下に供されるハニカム構造体の応力低減策とし
ては不十分であった。
【０００８】 一方、特開平８−２８２４６号公報に
は、ハニカム構造体を複数のハニカム部材に分割して熱
応力緩和効果を付与するとともに、各ハニカム部材を、
少なくとも三次元的に交錯する無機繊維と無機粒子と
を、無機バインダー、及び有機バインダーを介して相互
に結合してなる弾性質シール材で接着して、耐久性を向
上させたセラミックハニカムフィルターが開示されてい
る。
【０００９】 しかし、このハニカムフィルターでは、
耐久性を向上させる目的から、各ハニカム部材における
接着面全体をシール材により接着していたため、ハニカ
ム構造体を複数のハニカム部材に分割することによる熱
応力緩和効果が減殺されてしまい、長期の継続的使用に
おいては必ずしも充分な耐熱衝撃性を有しなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、上述の課
題に鑑みてなされたものであり、高い浄化性能を維持し
ながらも、耐熱衝撃性が大きく、長期に至る継続的使用
が可能な排ガス浄化用ハニカムフィルターを提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】 本発明者は、上述の課
題を解決するべく鋭意研究した結果、ハニカム構造体の
少なくとも排ガス流入側端面にスリットを設けるととも
に、このスリットのガス流入側端面に開口する部分を含
む一部に、特定の深さで充填材を充填することにより、
上述の目的を達成できることを知見し、本発明を完成さ
せた。
【００１２】 即ち、本発明によれば、多孔質の隔壁に
より仕切られた複数の貫通孔を、排ガス流入側端面及び
排ガス流出側端面で互い違いに目封じしたハニカム構造
体を備える排ガス浄化用ハニカムフィルターであって、
ハニカム構造体が、少なくとも排ガス流入側端面に開口
するスリットを有し、このハニカム構造体が有するスリ
ットは、排ガス流入側端面から排ガス流路方向に、スリ
ット幅の３〜２５倍の深さで、一部に充填材を充填さ
れ、充填材を充填された部分の内側には空隙領域を形成
していることを特徴とする排ガス浄化用ハニカムフィル
ターが提供される。
【００１３】 本発明においては、スリットが、充填材
を、スリット幅の６〜２５倍の深さで、充填されている
ことが好ましい。また、ハニカム構造体が、さらに、ハ
ニカム構造体の排ガス流出側端面及び／又は側面に開口
するスリットを備えることが好ましく、この際には、ハ
ニカム構造体の排ガス流出側端面及び／又は側面に開口
するスリットの少なくとも一部に、充填材を充填してな
るものとしてもよい。
【００１４】 また、本発明においては、ハニカム構造
体が、複数のハニカム部材を、相互に対向するそれぞれ
の面の一部で、接合材で接合して構成され、スリット
が、各ハニカム部材間に形成されるものが好ましい。こ
の際には、接合材が、ハニカム部材の基体と実質的に同
材質であること、又はハニカム部材の基体の材質より強
度の小さい材質であることが好ましい。また、各ハニカ
ム部材は、相互に対向するそれぞれの面のうち、接合材
で接合していない部分の少なくとも一部で接触している
ことが好ましい。
【００１５】 また、本発明においては、充填材が、充
填材のハニカムフィルター基体材料より、強度、ヤング
率が小さい材質からなるものが好ましく、中でも、少な
くとも三次元的に交錯する無機繊維と無機粒子とを、無
機バインダー及び／又は有機バインダーを介して相互に
結合してなるものが好ましい。
【００１６】 また、本発明においては、ハニカムフィ
ルターの基体が、コージェライト、炭化珪素、金属シリ
コン、窒化珪素、アルミナ、ムライト、アルミニウムチ
タネート及びリチウムアルミニウムシリケートよりなる
群から選ばれた一種を主結晶相とするものが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】 本発明においては、少なくとも
フィルター再生時に最も熱応力が発生する排ガス流入側
端面に開口するスリットを設け、しかもそのスリットの
一部のみを充填材で充填して空隙領域を形成するため、
熱応力緩和効果が大きく、フィルター再生時等におい
て、フィルター各部で温度分布の不均一が生じても、ク
ラックの発生を高度に防止することができ、極めて耐熱
衝撃性が大きな排ガス浄化用ハニカムフィルターとする
ことができる。
【００１８】 また、本発明においては、充填材を、ス
リットの排ガス流入側端面に開口する部分を含んで充填
するため、スリットへの排ガスの漏洩が全くなく、上述
した大きな耐熱衝撃性を達成しながらも、排ガス浄化性
能を高度に維持することができる。
【００１９】 以下、本発明の実施の形態を、具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるも
のではない。
【００２０】 本発明の排ガス浄化用ハニカムフィルタ
ーは、多孔質の隔壁により仕切られた複数の貫通孔を、
排ガス流入側端面及び排ガス流出側端面で互い違いに目
封じしたハニカム構造体を有するものであり、これによ
り、フィルター内に流入した排ガスが、強制的に隔壁を
通過させられ、排ガス中の粒子状物質を捕集、除去する
ことができる。
【００２１】 ハニカム構造体の形状としては、特に制
限はないが、例えば、断面形状が、円、楕円、レースト
ラック等のものを挙げることができる。また、ハニカム
構造体の貫通孔の形状（セル形状）としては、特に制限
はないが、捕集面積を確保するために、断面形状が三角
形又は四角形のいずれかであることが好ましい。また、
貫通孔のセル密度は、６〜２０００セル／平方インチ
（０．９〜３１１セル／ｃｍ2）が好ましく、５０〜４
００セル／平方インチ（７．８〜６２セル／ｃｍ2）が
より好ましい。
【００２２】 本発明におけるハニカム構造体では、内
燃機関又は燃焼装置の排ガス浄化手段として用いる際
に、捕集した粒子状物質の燃焼除去を促進してフィルタ
ー再生を効果的に行うために、隔壁に、触媒能を有する
金属を担持することが好ましい。触媒能を有する金属と
しては、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等を挙げることがで
き、これら金属は、一種単独で又は二種以上を組み合わ
せて用いることができる。
【００２３】 ハニカム構造体の基体の材質としては、
例えば、コージェライト、炭化珪素、金属シリコン、窒
化珪素、アルミナ、ムライト、アルミニウムチタネート
及びリチウムアルミニウムシリケートよりなる群から選
ばれた一種を主結晶相とするセラミックスを挙げること
ができる。中でも、耐熱性、高熱伝導に優れる点で、炭
化珪素、又は金属シリコンと炭化珪素とを主結晶相とす
るものが好ましい。
【００２４】 また、金属シリコンと炭化珪素とを主結
晶相とする場合は、Ｓｉ／（Ｓｉ＋ＳｉＣ）で規定され
るＳｉ含有量が、５〜５０質量％であることが好まし
く、１０〜４０質量％であることがより好ましい。この
範囲とすると、Ｓｉによる結合が充分であるため、熱伝
導性、強度が大きいとともに、隔壁に形成する気孔を、
粒子状物質の捕集除去する上で好適な気孔率、及び気孔
径とすることができる。
【００２５】 本発明の排ガス浄化用ハニカムフィルタ
ーは、このようなハニカム構造体が、少なくとも排ガス
流入側端面に開口するスリットを有するものであり、こ
れにより、フィルター再生時に最も大きな熱応力が発生
する排ガス流入側端面で、熱応力緩和効果が増大し、ク
ラック等の発生を効果的に防止することができる。但
し、本発明におけるスリットは、後述するように、排ガ
ス流入側端面に開口する部分は、充填材により塞がれて
いる。
【００２６】 以下、図面に基づいて、本発明における
スリットの各実施形態について、具体的に説明する。図
１は、本発明の一の実施の形態を模式的に示す説明図で
あり、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、上面図であ
る。また、図２〜５は、本発明の排ガス浄化用ハニカム
フィルターにおけるスリットパターンの一例を模式的に
示す斜視図であり、充填材を除いて示してある。
【００２７】 本発明におけるスリットとしては、例え
ば、図２、３に示すように、ハニカム構造体１の排ガス
流入側端面２、及び側面４にのみ開口しているタイプの
もの、又は図１、４、５に示すように、ハニカム構造体
１の排ガス流入側端面２、排ガス流出側端面３、及び側
面４に開口しているタイプのものを挙げることができ
る。
【００２８】 また、前者のタイプとしては、例えば、
図３に示すように、スリット５が、ハニカム構造体１の
側面４で、軸方向１０の全長に亘って開口し、かつスリ
ット５のハニカム構造体１の中心方向１１への長さが、
徐々に小さくなるように斜めに形成されているもの；図
２に示すように、スリット５が、ハニカム構造体１の側
面４で、軸方向１０の全長のうち、排ガス流入側端面２
に接続する部分を含む一部において開口し、かつスリッ
ト５のハニカム構造体１の中心方向への長さが、ハニカ
ム構造体１の軸方向で同一となるように形成されている
ものを挙げることができる。
【００２９】 後者のタイプとしては、図５に示すよう
に、スリット５が、ハニカム構造体１の側面４で、軸方
向１０の全長に亘って開口し、スリット５のハニカム構
造体１の中心方向１１への長さが、ハニカム構造体１の
軸方向１０で同一となるように形成されているもの；図
４に示すように、スリット５が、ハニカム構造体１の側
面４で、軸方向１０の全長のうち、排ガス流入側端面２
に接続する部分を含む一部と、排ガス流出端面２に接続
する部分を含む一部とにおいて開口し、スリット５のハ
ニカム構造体１の中心方向１１への長さが、ハニカム構
造体１の軸方向で同一となるように形成されているもの
を挙げることができる。
【００３０】 また、いずれのタイプでも、図２、４に
示すように、スリット５が、ハニカム構造体１の排ガス
流入側端面２で、端面外縁２ａの各２点（Ａ，Ｂ）、
（Ｃ，Ｄ）を結ぶように連続的に開口し、各スリットの
開口部５ａが、排ガス流入側端面２の中央部２ｂで交差
するようなもの；図３、５に示すように、各スリット５
が、排ガス流入側端面２の外縁２ａから略中央部２ｂ方
向に延伸して開口し、かつ各端面の中央部２ｂでは開口
せずに、独立して存在するもの等とすることができる。
【００３１】 本発明では、これらのスリットの中で
も、熱応力緩和作用が高い点で、図１、４、５に示すよ
うに、ハニカム構造体１の排ガス流入側端面２、排ガス
流出側端面３、及び側面４に開口しているタイプのもの
が好ましく、中でも、図１に示すタイプのものが好まし
い。
【００３２】 また、図１〜５に示すように、本発明に
おけるスリット５は、耐熱衝撃性を向上させる観点か
ら、ハニカム構造体１を軸方向１０等で、少なくとも三
等分に分割する位置に設けらることが好ましい。
【００３３】 また、本発明におけるスリット５の少な
くとも一部は、耐熱衝撃性を向上させる観点から、側面
４における開口部からハニカム構造体１の中心方向１１
へ、同方向１１におけるハニカム構造体１の全幅に対し
て１／４の位置まで達していることが好ましく、同様
に、スリット５の少なくとも一部は、排ガス流入側端面
２における開口部からハニカム構造体１の排ガス流路方
向１０へ、同方向１０におけるハニカム構造体の全長に
対して１／４の位置まで達していることが好ましい。
【００３４】 また、スリット５の幅は、応力緩和、及
び濾過効率の点から１〜３ｍｍの範囲で設けることが好
ましい。但し、スリット５の幅は、必ずしも均一とする
必要はなく、複数箇所にスリット５を設けた際に、各ス
リット５毎に異なる幅としてもよい。また、例えば、ハ
ニカム構造体１の側面４で、軸方向１０の全長に亘って
開口している一のスリット５ついて、排ガス流入側端面
２又は排ガス流出側端面３付近においてスリット５の幅
を大きくし、その中間位置においてはスリット５の幅を
小さくする等、一のスリット５の各個所毎にスリット５
の幅を異ならせてもよい。
【００３５】 また、このようなスリット５を形成する
方法としては、 第一の方法：押出し成形により、貫通孔８とともにスリ
ット５を有するハニカム構造の成形体を作製する方法； 第二の方法：押出し成形により、貫通孔８を有するハニ
カム構造の成形体を作製した後、得られた成形体を切削
して所望の個所にスリット５を形成する方法； 第三の方法：押出し成形により、最終的に得られるハニ
カム構造体１を複数のブロックに分割した形状のハニカ
ム部材成形体を複数作製し、これらハニカム部材成形体
を、相互に対向するそれぞれの面の一部で接合材により
接合して、各ハニカム部材成形体間にスリット５を形成
する方法； 等を挙げることができる。
【００３６】 本発明では、これら方法の中で、スリッ
ト５の形成が容易であるとともに、熱応力緩和効果が大
きい点で、第三の方法によってスリット５を形成するこ
とが好ましい。
【００３７】 また、第三の方法では、ハニカム構造体
１全体の熱伝導性を向上させ、かつ各ハニカム部材１２
間の拘束を低減して、熱応力緩和効果を増大させる点か
ら、実質的にハニカム部材１２の基体と同材質の接合
材９を用いること、又はハニカム部材１２の基体より
強度の小さい接合材を用い、かつ各ハニカム部材１２の
相互に対向する面の、接合材９で接合された部分以外の
少なくとも一部で、ハニカム部材１２を相互に接触させ
ることが好ましい。
【００３８】 なお、で、「接触」とは、各ハニカム
部材間で熱伝導が可能であり、かつ熱膨張による変形が
生じた際に、各ハニカムセグメント間で接する面の位置
関係が変更可能な状態を意味し、「強度」とは、材料試
験機を用いて４点曲げ強度試験により測定した値を意味
する。
【００３９】 また、で用いる接合材９は、耐熱性、
耐熱衝撃性等に優れる点で、後述する充填材６と同様に
ハニカム構造体１の基体に用いられるセラミックスを主
成分とする繊維材料若しくは粉体、又はセメント等を一
種単独で又は二種以上を組み合わせたものが好ましい。
【００４０】 他方、本発明においては、ハニカム部材
１２の基体が、金属ＳｉとＳｉＣからなり、Ｓｉ／（Ｓ
ｉ＋ＳｉＣ）で規定されるＳｉ含有量が、５〜５０質量
％である場合には、接合材６を、金属ＳｉとＳｉＣから
なり、Ｓｉ／（Ｓｉ＋ＳｉＣ）で規定されるＳｉ含有量
が、接合されるハニカム部材１２の基体と同等かそれよ
り多く、かつ１０〜８０質量％であるものとすることも
好ましい。この範囲であれば接合強度を充分に保つこと
ができ、かつ高温で充分な耐酸化性を得ることができ
る。
【００４１】 本発明においては、このようなスリット
が、少なくとも排ガス流入側端面に開口する部分を含ん
で、充填材を充填され、かつこの充填材を充填された部
分の内部には空隙領域を形成しており、これにより、浄
化性能を高度に維持しながらも、耐熱衝撃性が大きな排
ガス浄化用ハニカムフィルターとすることができる。
【００４２】 本発明においては、スリットは、排ガス
流入側端面から排ガス流路方向に、スリット幅の３〜２
５倍の深さで充填材を充填されるものであり、スリット
幅の６〜２５倍の深さで充填材を充填されていることが
好ましく、７〜２５倍の深さで充填材を充填されている
ことがより好ましい。
【００４３】 充填材を充填した深さがスリット幅の３
倍未満では、充填材とハニカム構造体との接合強度が小
さく、運転時の振動、熱により充填材が剥離してしま
う。一方、スリット幅の２５倍を超える深さでは、スリ
ットの熱応力緩和効果が不充分となり、熱応力によりハ
ニカム構造体が破損してしまう。
【００４４】 ここで、充填材を充填した深さとの関係
において「スリット幅」とは、図１（ｂ）に示すよう
に、スリット５が各端面（図１（ｂ）中では、排ガス流
入側端面２のみを示す。）に開口する部分（図１（ｂ）
中では、排ガス流入側端面２に開口する部分５ａのみを
示す。）における長手方向と垂直する方向の長さ５ｄを
意味するものである。また、この長さが、測定位置によ
り異なる場合は、平均の長さ（等間隔で１０点以上個所
で測定した場合の平均の長さ）を意味するものとする。
尚、スリット幅５ｄと充填材６を充填する深さの関係が
問題となるのは、スリット５に充填される充填材６は、
排ガスの圧力を受ける面積がスリット幅５ｄと相関する
ため、スリット幅５ｄを大きくすると、より充填材６の
接合強度を増大させる必要が生じるからである。
【００４５】 充填材６を充填する深さは、充填材６を
充填したスリット５全体で均一である必要はなく、例え
ば、排ガスの圧力に応じて、各スリット５のうち排ガス
流入側端面２のスリット５で深く充填することが好まし
い。
【００４６】 充填材６の充填形態としては、例えば、
図１に示すように、スリット５の排ガス流入側端面２へ
の開口部５ａのみを充填材６により充填し、スリット５
のその他の部分に空隙領域５ｅを形成したもの；図６に
示すように、スリット５の排ガス流入側端面２及び排ガ
ス流出側端面３への開口部５ａ、５ｂを充填材６により
充填し、スリット５のその他の部分に空隙領域５ｅを形
成したもの；図７に示すように、スリット５の排ガス流
入側端面２、排ガス流出側端面３、及び側面４への開口
部５ａ、５ｂ、５ｃを充填材６により充填し、スリット
５のその他の部分に空隙領域５ｅを形成したもの等が好
ましい。
【００４７】 本発明に用いられる充填材６は、ハニカ
ム構造体の熱応力緩和効果が大きな点で、ハニカム部材
１２の基体より強度、ヤング率の小さいものが好まし
い。但し、ハニカムフィルターの使用環境を考慮する
と、耐熱性、耐熱衝撃性等に優れるものが好ましく、例
えば、コージェライト、炭化珪素、金属シリコン、窒化
珪素、アルミナ、ムライト、アルミニウムチタネート及
びリチウムアルミニウムシリケートよりなる群から選ば
れた一種を主結晶相とするセラミックスを主成分とする
もの、又はセメント等を単独、又は混合して含有するも
のが好ましい。
【００４８】 中でも、弾性率が大きく、より熱応力を
低減することができる点で、前述したセラミックスを主
成分とする繊維材料が好ましく、さらに、ハニカム構造
体の耐久性を向上させることができる点で、前述したセ
ラミックスを主成分とする無機繊維及び無機粒子を、無
機バインダー及び／又は有機バインダーを介して相互に
結合してなるものが好ましい。
【００４９】
【実施例】 次に、本発明に係るハニカムフィルターの
製造例、及び実施例について説明するが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。
【００５０】 （実施例１）セラミックス原料として、
炭化珪素（ＳｉＣ）粉７５質量％と金属珪素（Ｓｉ）粉
２５質量％とを混合した粉末を使用し、これにメチルセ
ルロース、ヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、
界面活性剤及び水を添加、混練し、可塑性の坏土を作製
した。
【００５１】 次いで、この坏土を押出成形し、隔壁の
厚さが０．３ｍｍ、セル密度が３１セル／ｃｍ2であ
り、組立後に図７に示す円筒状の形状となる断面が扇形
形状のハニカム部材成形体を４個作製した。
【００５２】 次いで、これら複数のハニカム部材成形
体をマイクロ波及び熱風で乾燥後、貫通孔を排ガス流入
側端面で、千鳥格子状に目封じし、目封じしなかった残
余の貫通孔については排ガス流出側端面で目封じして、
ハニカム部材乾燥体を作製した。
【００５３】 次いで、各ハニカム部材乾燥体の、焼成
後において接合部に相当する部分に、坏土と同じ組成の
接合材用スラリーを塗布した後、各ハニカム部材乾燥体
を接合し、一体に組立て、その後乾燥した。
【００５４】 次いで、組立後の乾燥体を、Ｎ2雰囲気
中約４００℃で脱脂した後、Ａｒ不活性雰囲気中で約１
５５０℃で焼成した。焼成後、各ハニカム部材間に形成
されたスリットの、排ガス流入側端面の開口部に、アル
ミノシリケート質ファイバー、炭化珪素（ＳｉＣ）粉、
金属珪素（Ｓｉ）紛、有機バインダー、無機バインダ
ー、及び水を含む充填材用スラリーを、排ガス流入側端
面から排ガス流路方向に１５ｍｍの深さで充填し、排ガ
ス流出側端面及び側面の開口部には、、排ガス流入側端
面の開口部より浅く、同様の充填材用スラリーを充填し
た。
【００５５】 最後に、充填材用スラリーを充填したも
のを、約１００℃で乾燥することにより、図７に示すハ
ニカム構造体からなるハニカムフィルターを作製した。
【００５６】 得られたハニカムフィルターは、隔壁の
厚さが０．３ｍｍ、セル密度が３１セル／ｃｍ2、寸法
が、１４４ｍｍφ×１５２ｍｍＬ、各スリット寸法が、
スリット幅：２ｍｍ（全てのスリット）、側面における
開口部からハニカム構造体の中心方向への深さ：４０ｍ
ｍ、排ガス流入側端面における開口部からハニカム構造
体の軸方向への深さ：５０ｍｍ、排ガス流出側端面にお
ける開口部からハニカム構造体の軸方向への深さ：５０
ｍｍであった。
【００５７】 なお、充填材（乾燥後）の強度を、材料
試験機を用いて４点曲げ強度試験により測定したとこ
ろ、同様に測定したハニカム構造体の基体を構成する材
料より、小さいものであった。
【００５８】 （実施例２〜４、比較例１、２）実施例
１において、充填材を、表１に示す深さで充填したこと
以外は、実施例１と同様にしてハニカムフィルターを得
た。
【００５９】 （評価方法）以下に示す方法により、フ
ィルター再生試験を行い各実施例、及び比較例のハニカ
ムフィルターについての耐熱衝撃性についての評価を行
った。まず、各実施例、及び比較例のハニカムフィルタ
ーの外周部に把持材としてセラミック製無膨張マットを
巻き、ＳＵＳ４０９製のキャニング用缶体に押し込んで
キャニング構造体とした。
【００６０】 次いで、ディーゼル燃料軽油の燃焼によ
り発生させた煤を含む燃焼ガスを、排ガス流入側端面に
開口する貫通孔より流入させ、排ガス中に含まれる煤を
各ハニカムフィルター内に捕集させた。
【００６１】 その後、ハニカムフィルターを一旦室温
まで放冷した後、ハニカムフィルターの排ガス流入側端
面に開口する貫通孔より、８００℃で一定割合の酸素を
含む燃焼ガスを流入させ、煤を燃焼除去するフィルター
再生試験を実施した。
【００６２】 このフィルター再生試験では、入口ガス
温度を８００℃まで上昇させる過渡時間と、捕集煤量を
２種類（過渡時間：標準条件（３００秒）、短（２４０
秒））（捕集煤量：標準条件（１０ｇ／Ｌ）、大（１４
ｇ／Ｌ））設定し、試験を実施した際、ハニカム構造体
の排ガス流入側端面でのクラックの発生の有無及び充填
材の剥離について調査した。結果をまとめて表１に示
す。
【００６３】 なお、クラックの発生については、クラ
ックが全く発生しなかったものを○として、少しでも発
生したものを△として示した。
【００６４】
【表１】
【００６５】 （評価）表１からわかるように、標準条
件の場合には、スリットの流入側端面に開口する部分
に、スリット幅の３倍未満の深さで充填材を充填した比
較例１のハニカムフィルターでは、充填材の剥離が生
じ、スリット幅の２５倍を超える深さで充填材を充填し
た比較例２のハニカムフィルターでは、充填材の剥離が
生じなかったものの、排ガス流入側端面にクラックが生
じてしまった。これに対して、スリット幅の３〜２５倍
の深さで充填材を充填した実施例１〜４のハニカムフィ
ルターでは、いずれも充填材の剥離がなく、排ガス流入
側端面にクラックも生じなかった。
【００６６】 また、過渡時間を２４０秒と短くし、捕
集煤量を１４ｇ／Ｌと増加させて、ハニカムフィルター
各部の熱応力を増大させると、スリット幅の３倍の深さ
で充填材を充填した実施例２のハニカムフィルターで
は、充填材の剥離が生じたが、スリット幅の６〜２５倍
の深さで充填材を充填した実施例１、３、４のハニカム
フィルターでは、いずれも充填材の剥離がなく、排ガス
流入側端面にクラックも生じなかった。
【００６７】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明の排ガス
浄化用ハニカムフィルターによれば、浄化性能を高度に
維持しながらも、耐熱衝撃性を増大させ、長期に至る継
続的使用が可能な排ガス浄化用ハニカムフィルターを提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の排ガス浄化用ハニカムフィルターの
一の実施の形態を模式的に示すものであり、（ａ）は、
斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の上面図である。
【図２】 本発明の排ガス浄化用ハニカムフィルターに
おけるスリットパターンの一例を模式的に示す斜視図で
ある。
【図３】 本発明の排ガス浄化用ハニカムフィルターに
おけるスリットパターンの他の一例を模式的に示す斜視
図である。
【図４】 本発明の排ガス浄化用ハニカムフィルターに
おけるスリットパターンの他の一例を模式的に示す斜視
図である。
【図５】 本発明の排ガス浄化用ハニカムフィルターに
おけるスリットパターンの他の一例を模式的に示す斜視
図である。
【図６】 本発明の排ガス浄化用ハニカムフィルターの
他の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図７】 本発明の排ガス浄化用ハニカムフィルターの
他の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１…ハニカム構造体、２…排ガス流入側端面、２ａ…外
縁、２ｂ…中央部、３…排ガス流出側端面、４…側面、
５…スリット、５ａ…排ガス流入側端面の開口部、５ｂ
…排ガス流出側端面の開口部、５ｃ…側面の開口部、５
ｄ…スリット幅、５ｅ…空隙領域、６…充填材、８…貫
通孔、９…接合材、１０…排ガス流路方向（軸方向）、
１１…中心方向、１２…ハニカム部材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｃ Ｆターム(参考） 3G090 AA02 CA03 CA04 4D019 AA01 BA05 BB07 BB18 BD06 CA01 4D048 AA14 AB01 BA30Y BA31Y BA33Y BB02 BB13 BB14 BB20 CC41 4G054 AA05 AB09 BD19 BD20 4G069 AA03 AA08 BC71B BC72B BC75B CA03 CA07 CA18 EA19 EB01 FA03

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多孔質の隔壁により仕切られた複数の貫
    通孔を、排ガス流入側端面及び排ガス流出側端面で互い
    違いに目封じしたハニカム構造体を備える排ガス浄化用
    ハニカムフィルターであって、 該ハニカム構造体は、少なくとも該排ガス流入側端面に
    開口するスリットを有し、 該ハニカム構造体が有する該スリットは、該排ガス流入
    側端面から排ガス流路方向に、スリット幅の３〜２５倍
    の深さで、一部に充填材を充填され、該充填材を充填さ
    れた部分の内側には空隙領域を形成していることを特徴
    とする排ガス浄化用ハニカムフィルター。
  2. 【請求項２】 前記スリットが、前記充填材を、前記排
    ガス流入側端面から排ガス流路方向に、スリット幅の６
    〜２５倍の深さで、充填されている請求項１に記載の排
    ガス浄化用ハニカムフィルター。
  3. 【請求項３】 前記ハニカム構造体が、さらに、前記排
    ガス流出側端面及び／又は前記ハニカム構造体の側面に
    開口するスリットを備える請求項１又は２に記載の排ガ
    ス浄化用ハニカムフィルター。
  4. 【請求項４】 前記排ガス流出側端面及び／又は前記側
    面に開口するスリットの少なくとも一部に、充填材が充
    填されている請求項３に記載の排ガス浄化用ハニカムフ
    ィルター。
  5. 【請求項５】 前記充填材が、少なくとも三次元的に交
    錯する無機繊維と無機粒子とを、無機バインダー及び／
    又は有機バインダーを介して相互に結合してなる請求項
    １〜４のいずれか一項に記載の排ガス浄化用ハニカムフ
    ィルター。
  6. 【請求項６】 前記ハニカム構造体が、複数のハニカム
    部材を、相互に対向する面の一部で、接合材で接合して
    構成され、前記スリットが、各ハニカム部材間に形成さ
    れる請求項１〜５のいずれか一項に記載の排ガス浄化用
    ハニカムフィルター。
  7. 【請求項７】 前記接合材が、前記ハニカム部材の基体
    と実質的に同材質である請求項６に記載の排ガス浄化用
    ハニカムフィルター。
  8. 【請求項８】 前記接合材が、前記ハニカム部材の基体
    の材質より、強度の小さい材質からなり、かつ各ハニカ
    ム部材が、前記相互に対向するそれぞれの面のうち、接
    合材で接合していない部分の少なくとも一部で接触して
    いる請求項６に記載の排ガス浄化用ハニカムフィルタ
    ー。
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