JP2008104944A - ハニカムフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】捕集した粒子状物質の燃焼時（再生時）において、熱応力を低減し、クラックの発生を抑制することが可能なハニカムフィルタを提供する。
【解決手段】流体の流路となる複数のセル４を区画形成する多孔質の隔壁３を備え、一方の端面６側に目封止部（第一の目封止部）７を有する所定のセル４ａと、他方の端面側に目封止部（第一の目封止部）を有する残余のセル４ｂとが、交互に配置されるハニカムフィルタ１であって、少なくとも一方の端面６側において、中心１１からの距離が中心１１から最外周１２までの距離の１／２〜７／８である領域（過剰目封止領域）２に存在する、上記端面側に第一の目封止部７を有さないセル４の中の、５〜６０％のセル４が、更に目封止部（第二の目封止部）８を有するハニカムフィルタ１。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハニカムフィルタに関し、さらに詳しくは、捕集した粒子状物質の燃焼時（再生時）において、熱応力を低減し、クラックの発生を抑制することが可能なハニカムフィルタに関する。

ディーゼル機関等の排気ガス中に含有される粒子状物質（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｍａｔｔｅｒ：以下「ＰＭ」ということがある）は、世界的規模で規制される傾向にある。ＰＭを捕集除去して排気ガスを浄化するための捕集フィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒ：以下「ＤＰＦ」ということがある）として、ハニカムフィルタを使用することが効果的であることが知られている。

上記ＤＰＦは、通常、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され（開口部を有し）且つ他方の端部が目封止された（目封止部を有する）所定のセル（所定のセル）と、一方の端部が目封止され（目封止部を有し）且つ他方の端部が開口された（開口部を有する）残余のセル（残余のセル）とが交互に配設され、上記所定のセルが開口する一方の端部から流入した流体（排気ガス）を、隔壁を透過させて上記残余のセル内に透過流体として流出させ、透過流体を上記残余のセルが開口する他方の端部から流出させることにより、排気ガス中のＰＭを隔壁上に堆積させて捕集除去するものである。このようにしてＤＰＦ内に堆積したＰＭは、一般的に、エンジン制御により高温化された排気ガスにより、燃焼除去される。このときにＰＭを容易に燃焼させるため、ＤＰＦには、触媒が担持されることもある。

上述のようにＰＭを燃焼除去するときには、ＤＰＦは燃焼熱で温度上昇するが、ＰＭの堆積量が過剰であった場合等には過度に高温になり、その温度によりＤＰＦが溶損したり、耐熱性の低い触媒が劣化したり、また、熱応力によりＤＰＦにクラックが発生したりするという問題があった。このような問題を解決するために、ＤＰＦの端面の中心部付近に過剰な目封止を行うことで、ＤＰＦ再生時（ＰＭ燃焼時）の最高温度を低減する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１６１１３６号公報

この方法により、ＤＰＦの溶損や耐熱性の低い触媒の劣化を、効果的に抑制することが可能となった。しかし、クラックの発生を抑制するという点については、ある程度は効果があったが、ＤＰＦに生じる熱応力が最高温度を低下させるだけでは十分には低下しないため、更なる改良が望まれていた。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、捕集した粒子状物質の燃焼時において、熱応力を低減し、クラックの発生を抑制することが可能なハニカムフィルタを提供することを特徴とする。

本発明によって以下のハニカムフィルタが提供される。

［１］ 流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端面側に目封止部（第一の目封止部）を有する所定の前記セルと、他方の端面側に目封止部（第一の目封止部）を有する残余の前記セルとが、交互に配置されるハニカムフィルタであって、少なくとも一方の端面側において、中心からの距離が中心から最外周までの距離の１／２〜７／８である領域（過剰目封止領域）に存在する、前記第一の目封止部を有さないセルの中の、５〜６０％のセルが、更に目封止部（第二の目封止部）を有するハニカムフィルタ。

［２］ 前記過剰目封止領域の内側（中心側）の領域に存在する、前記第一の目封止部を有さないセルのうち、前記過剰目封止領域における第一の目封止部を有さないセルの総数に対する第二の目封止部の比率よりも少ない比率の前記セルが、第二の目封止部を有する［１］に記載のハニカムフィルタ。

［３］ 前記過剰目封止領域の外側（最外周側）の領域に存在する、前記第一の目封止部を有さないセルのうち、前記過剰目封止領域における第一の目封止部を有さないセルの総数に対する第二の目封止部の比率よりも少ない比率の前記セルが、第二の目封止部を有する［１］又は［２］に記載のハニカムフィルタ。

［４］ 前記多孔質の隔壁の材質が、セラミックスである［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［５］ 前記セラミックスが、アルミナ、ムライト、コージェライト、炭化珪素、窒化珪素、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（ＬＡＳ）からなる群から選択される少なくとも一種を主成分とするものである［４］に記載のハニカムフィルタ。

［６］ 中心軸に垂直な断面の形状が、円形、楕円形、又はレーストラック形状である［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［７］ 前記第二の目封止部が、一定のパターンで配設されている［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［８］ 触媒が担持された［１］〜［７］のいずれかに記載のハニカムフィルタ。

［９］ ［１］〜［８］に記載のハニカムフィルタと、前記ハニカムフィルタをキャニングした筒状の金属容器とを有し、ディーゼルエンジンの排気管に取付けることが可能なフィルタシステム。

本発明のハニカムフィルタによれば、少なくとも一方の端面側において、中心からの距離が中心から最外周までの距離の１／２〜７／８である領域（過剰目封止領域）に存在する、第一の目封止部を有さないセルの中の、５〜６０％のセルが、更に目封止部（第二の目封止部）を有するため、ＤＰＦ再生時（ＰＭの燃焼時）の、ＤＰＦの軸方向に垂直な断面の温度分布において、外周付近の温度勾配（最外周に近づくに従い低下する勾配）を、緩やかにすることが可能となり、熱応力を低減し、クラックの発生を抑制することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。

本発明のハニカムフィルタの一実施形態は、図１に示すように、流体の流路となる複数のセル４を区画形成する多孔質の隔壁３を備え、一方の端面６側に目封止部（第一の目封止部）７を有する所定のセル４ａと、他方の端面側に目封止部（第一の目封止部）を有する残余のセル４ｂとが、交互に配置されるハニカムフィルタ１であって、一方の端面６側において、中心１１からの距離が中心１１から最外周１２までの距離（半径）の１／２〜７／８である領域（過剰目封止領域）２に存在する、端面６側に第一の目封止部７を有さないセルの中の、５〜６０％のセルが、更に目封止部（第二の目封止部）８を有するハニカムフィルタ１である。「過剰目封止領域に存在する「第一の目封止部７を有さないセル」の中の、５〜６０％のセル」というときは、過剰目封止領域に存在する「第一の目封止部７を有さないセル」全体に対する比率を意味する。尚、過剰目封止領域２の第二の目封止部８は、両端面に形成されてもよい。図１は、本発明のハニカムフィルタの一実施形態の一方の端面を模式的に示す平面図である。本発明のハニカムフィルタにおいては、各端面において、目封止部と開口部とが交互に並び市松模様を形成するように配設された状態における目封止部を「第一の目封止部」と称し、「第一の目封止部」以外の目封止部を「第二の目封止」と称する。尚、本実施の形態のハニカムフィルタ１のセル４において、第一の目封止部７及び第二の目封止部８のいずれの目封止も施されていない端部は、開口された状態であり、開口部５となっている。本実施形態のハニカムフィルタ１は、その使用時においては、例えば、残余のセル４ｂの開口部５から流入した流体（排ガス等）を、隔壁３を透過させて所定のセル４ａ内に透過流体として流出させ、透過流体を所定のセル４ａが開口する他方の端部から流出させることができ、これにより、隔壁３で、排ガス等に含有される粒子状物質を捕集することができる。

本実施形態のハニカムフィルタは、上記過剰目封止領域に存在する「第一の目封止部を有さないセル」の中の５〜６０％のセルが、さらに第二の目封止部を有するため、ＤＰＦ再生時（ＰＭの燃焼時）の、ＤＰＦの軸方向に垂直な断面の温度分布において、過剰目封止領域、特に第二の目封止部を有する部分に相当する部分の温度上昇を抑えることができ、外周付近の温度勾配（最外周に近づくに従い低下する勾配）を、緩やかにすることが可能となる。それにより、熱応力を低減し、クラックの発生を抑制することが可能となる。過剰目封止領域に相当する部分の温度上昇を抑えることができるのは、第二の目封止部が形成されたセル内にはＰＭが堆積することができず、また、当該セルにはガスが流通し難く隔壁外側にもＰＭが堆積し難くなるため、ＰＭ燃焼時の過剰目封止領域に相当する部分の燃焼熱が低下し、温度上昇を抑えることができるからである。また、外周付近の熱応力を低減することが可能となるため、再生時のＤＰＦの最高温度を高く設定することができるようになり、それにより、ＰＭの燃え残りを低減することが可能となる。

本実施の形態のハニカムフィルタは、通常、金属容器等にキャニングされて使用されるため、最外周は、放熱等により温度上昇し難く、そのため、外周付近の温度勾配が最外周に向けて急激に低下する傾向がある。この急激に低下する温度勾配を緩やかにするために、最外周から所定の距離だけ中心側の位置（過剰目封止領域）に第二の目封止部を形成し、その部分の温度を低下させ、より中心側に寄った位置から温度低下を開始させている。すなわち、より中心側から温度低下を開始させることにより、最外周に向けて温度勾配としては緩やかになるようにしているのである。第二の目封止部による温度低下から、最外周の最も低温になる部分まで、連続的に緩やかに温度が低下し続けるようにするため、第二の目封止部は、過剰目封止領域に形成されることが必要であるが、その中でも外周に近い位置に形成されることが好ましい。

本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、第二の目封止部を、過剰目封止領域に存在する「第一の目封止部を有さないセル」中の、所定の割合のセルに施しているため、第二の目封止部の配設量が多過ぎることがなく、過度に温度低下させることがないことより、再生効率を良好に維持することができる。また、第二の目封止部の配設量が多過ぎないことより、圧力損失の上昇も抑制することができる。

本実施形態のハニカムフィルタは、過剰目封止領域の内側（中心側）の領域（中央領域）には、第二の目封止部を形成しないことが好ましいが、中央領域の「第一の目封止部を有さないセル」の中に、過剰目封止領域における第一の目封止部を有さないセルの総数に対する第二の目封止部の比率より少ない比率で、第二の目封止部を有してもよい。中央領域に第二の目封止部が存在しないか、存在しても過剰目封止領域より少ない割合で第二の目封止がなされることより、ハニカムフィルタの軸方向に垂直な断面における中央領域に相当する部分のＰＭ燃焼温度を高く維持することが可能となり、ＰＭ燃焼効率を高く維持することが可能となる。尚、過剰目封止領域の内側（中心側）の領域というときは、過剰目封止領域の最内周から半径方向内側（中心側）の領域（過剰目封止領域の最内周は含まず）をいう。

本実施形態のハニカムフィルタは、過剰目封止領域の外側（最外周側）の領域（外周領域）には、第二の目封止部を形成しないことが好ましいが、外周領域の「第一の目封止部を有さないセル」の中に、過剰目封止領域における第一の目封止部を有さないセルの総数に対する第二の目封止部の比率より少ない比率で、第二の目封止部を有してもよい。外周領域に第二の目封止部が存在しないか、存在しても過剰目封止領域より少ない割合で第二の目封止がなされていることより、ハニカムフィルタの軸方向に垂直な断面における外周領域に相当する部分の過度の温度低下を防止することが可能となり、外周付近の温度勾配をより緩やかにすることが可能となる。尚、過剰目封止領域の外側（最外周側）の領域というときは、過剰目封止領域の外周からハニカムフィルタの最外周までの領域（過剰目封止領域の最外周は含まず）をいう。

本実施形態のハニカムフィルタは、第二の目封止部が一定のパターンで配設されていることが好ましい。「第二の目封止部が一定のパターンで配設されている」とは、第二の目封止部により端面に形成されるパターンが、全体として所定のパターン形状を形成し、パターン形状の重心が、端面のほぼ中心に位置するように構成されていることを意味する。なお、パターン形状は、第二の目封止部に隣接する第一の目封止部をも合わせて形成されるものであってもよい。また、「端面に形成されるパターンが、全体として所定のパターン形状を形成し」とは、「連続又はセル１個飛び、２個飛び等の一定の間隔あるいは一定の規則性を保持して形成する」ことを意味し、ハニカムフィルタの外周に沿って規則的に並んでいることが更に好ましい。また、「パターン形状の重心」とは、パターン形状をなす第二の目封止部の重心を意味する。また、「パターン形状の重心が、端面におけるほぼ中心に位置する」とは、具体的には、パターン形状をなす第二の目封止部の重心が、ハニカムフィルタの端面の外形形状の中心から、外形形状の直径（円形以外の場合は、水力直径）の１／６の範囲内にあることを意味する。

例えば、図２に示すように、第二の目封止部が配設されている位置を第二の目封止部配設位置９として示したときに、第二の目封止部配設位置９が、最外周１２に沿って８箇所、等間隔で形成されていることが好ましい。このように、第二の目封止部が、外周に沿って一定のパターンで規則的に配設されていることにより、ハニカムフィルタの軸方向に垂直な断面の外周付近全体に亘って、外周付近の温度勾配を緩やかにすることが可能となる。ここで、図２は、図１に示す本発明のハニカムフィルタの一実施形態の一方の端面を模式的に示す平面図を更に模式的に示した平面図である。便宜上、セルの開口部及び目封止部を省略し、第二の目封止部配設位置９を円形で示している。

また、本発明のハニカムフィルタにおいては、パターン形状が、所定の一連形状であることが好ましい。ここで、「一連形状」とは、例えば、ハニカムフィルタの一方の端面において、最も近くに位置する第二の目封止部同士（第二の目封止部に隣接する第一の目封止部を介在させてもよい）を結んだ線が直線又は曲線を描く状態をいう。例えば、図３に示すハニカムフィルタ２１のように、第二の目封止部配設位置２９が、過剰目封止領域２２内で、中心（重心）３１を中心として最外周３２に沿って、リング状に形成されていることが好ましい。これにより、ハニカムフィルタ２１の軸方向に垂直な断面の外周付近全体に亘ってより均一で、緩やかな温度勾配とすることが可能となる。ここで、図３は、本発明のハニカムフィルタの他の実施形態の一方の端面を模式的に示した平面図である。

本実施形態のハニカムフィルタの隔壁の平均細孔径は、特に限定されないが、５〜４０μｍであることが好ましく、１０〜３０μｍであることが更に好ましい。隔壁の平均細孔径をこのような範囲にすることにより、圧力損失を低く抑えながらＰＭの捕集効率を高くすることが可能となる。平均細孔径が５μｍより小さいと、圧力損失が大きくなるため好ましくない。平均細孔径が４０μｍより大きいと、ＰＭの捕集効率が低下するため好ましくない。平均細孔径は、水銀圧入法により測定した値である。具体的には、例えば、島津製作所社製、商品名：ポロシメータ 型式９８１０等で測定することができる。

本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、多孔質の隔壁の材料は、特に制限されないが、セラミックスであることが好ましい。セラミックスとしては、アルミナ、ムライト、コージェライト、炭化珪素、窒化珪素、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（ＬＡＳ）からなる群から選択される少なくとも一種を主成分とするものであることが好ましい。ここで、「主成分」というときは、全体の５０質量％以上含まれる成分をいう。これらの中では、製造コストを抑えることが可能であるという点で、コージェライトが好ましい。

本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、隔壁の厚さについては特に制限はないが、この隔壁の厚さが厚過ぎると、流体が透過する際の圧力損失が大きくなることがあり、薄過ぎると強度が不足することがある。隔壁の厚さは、８０〜２０００μｍであることが好ましく、１５０〜１０００μｍであることが更に好ましい。また、本実施の形態のハニカムフィルタは、その最外周に位置する外周壁を有してもよい。なお、外周壁は成形時にハニカムフィルタと一体的に形成させる成形一体壁だけでなく、成形後に、ハニカムフィルタの外周を研削して所定形状とし、セメント等で外周壁を形成するセメントコート壁でもよい。

本実施の形態のハニカムフィルタを構成する多孔質の隔壁の気孔率は、特に制限されないが、３５〜７０％であることが好ましく、４０〜６５％であることが更に好ましい。なお、気孔率は体積％を意味し、上記水銀圧入法により測定した値である。

本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、そのセル密度は特に制限されないが、７．８〜９３．０セル／ｃｍ^２であることが好ましく、１５．５〜６２．０セル／ｃｍ^２であることが更に好ましい。

本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、その全体形状は、特に制限されないが、中心軸に垂直な断面形状が、円形、楕円形、又はレーストラック形状であることが好ましい。円形、楕円形等の形状から若干変形した形状も、円形、楕円形等に含まれる。また、ハニカムフィルタのセル形状（ハニカムフィルタの中心軸に垂直な断面におけるセル形状）についても特に制限はなく、例えば、四角形、六角形、八角形、三角形、及びこれらの組み合わせ等を挙げることができる。

本実施の形態のハニカムフィルタは、触媒が担持されていることが好ましい。触媒は隔壁の表面や、その内部に担持することができ、ＰＭを酸化処理する触媒であることが更に好ましい。触媒を担持することにより、隔壁に付着したＰＭの酸化除去を助長することが可能となる。ＰＭを酸化処理する触媒としては、例えば、貴金属系のＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等や、アルカリ金属類、アルカリ土類金属類、希土類、その他の触媒等が挙げられる。また、助触媒として、セリア、ジルコニア等の酸素吸蔵性を有する酸化物等が、触媒とともに担持されることも好ましい。

本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、各目封止部を形成する目封止部材の材料は、特に制限されないが、上述のハニカムフィルタの隔壁の材料として挙げたものから選択された少なくとも一種であることが好ましい。

次に、本発明のハニカムフィルタの実施形態の製造方法について説明する。本実施形態のハニカムフィルタは、例えば、以下のような方法により製造することができるが、本実施形態のハニカムフィルタを製造する方法は、以下の方法に限定されることはない。

まず、ハニカムフィルタを成形するための坏土を形成する。これは、上述したハニカムフィルタの隔壁の材料として挙げたものの原料を用い、その原料を混合、混練して坏土を形成するものである。例えば、コージェライトを隔壁の材料とする場合には、コージェライト化原料に、水等の分散媒、及び造孔材を加えて、さらに、バインダ及び分散剤を加えて混練し、粘土状の坏土を形成する。ここで、コージェライト化原料とは、焼成によりコージェライトとなるように配合されたセラミックス原料である。具体的にはタルク、カオリン、アルミナ、及びシリカ等から選ばれた複数の無機原料を、コージェライトの化学組成となるような割合で含むものが挙げられる。

次に、得られた坏土を、ハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製する。ハニカム成形体を作製する方法としては、特に制限はなく、押出成形、射出成形、プレス成形等の従来公知の成形法を用いることができる。中でも、上述のように調製した坏土を、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形する方法等を好適例として挙げることができる。

次に、得られたハニカム成形体を乾燥させ、乾燥したハニカム成形体の両端部を目封止して目封止部を形成する。乾燥方法は特に制限はなく、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の従来公知の乾燥法を用いることができる。目封止の方法は特に限定されないが、例えば、まず一方の端面に、セルの開口部を交互に塞いで市松模様状にマスクを施す。また、コージェライト化原料、及びバインダを含む目封止スラリーを、貯留容器に貯留しておく。そして、上記マスクを施した側の端部を、貯留容器中に浸漬して、マスクを施していないセルの開口部に目封止スラリーを充填して目封止部（第一の目封止部）を形成する。他方の端部については、一方の端部において目封止されたセルについてマスクを施し、上記一方の端部に目封止部を形成したのと同様の方法で目封止部（第一の目封止部）を形成する。これにより、一方の端部に目封止部（第一の目封止部）を有し且つ他方の端部に開口部を有する所定のセルと、一方の端部に開口部を有し且つ他方の端部に目封止部(第一の目封止部)を有する残余のセルとが交互に配置される第一目封止ハニカム成形体を得ることができる。

次に、一方の端面において、中心からの距離が中心から最外周までの距離の１／２〜７／８である領域（過剰目封止領域）に存在する上記開口部の中の、５〜６０％の開口部に、第二の目封止部を形成して、第二目封止ハニカム成形体を得ることができる。目封止部の形成方法は上記第一の目封止部の形成方法と同様とすることが好ましい。また、一方の端面だけでなく、他方の端面にも同様の範囲に同様の割合で第二の目封止部を形成してもよい。また、第一の目封止部を形成するのと同時に第二の目封止部を形成してもよい。

次に、得られた第二目封止ハニカム成形体を焼成することによって本実施形態のハニカムフィルタを得る。焼成条件（温度・時間）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよいが、例えば、コージェライト化原料を焼成する場合には、１４００℃以上で、３〜１０時間程度焼成することが好ましい。

本発明のハニカムフィルタは、筒状の金属容器でキャニングし、ディーゼルエンジンの排気管に取付けることが可能なフィルタシステムとして使用することが好ましい。これにより、ディーゼルエンジンの排気ガスをフィルタシステム内部に導入し、ハニカムフィルタによりＰＭ等を処理し、処理後の排気ガスをフィルタシステムの外部に排出することができる。ハニカムフィルタをキャニングする金属容器は、特に限定されず、排ガスの入口と出口とを有する筒状であって、ハニカムフィルタを内部に把持、固定することができる、公知のものを使用することができる。金属容器の材質としては、ステンレススチール等を使用することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１〜４）
コージェライト化原料に、水、バインダ及び分散剤を添加し、混合、混練して坏土を調製した。コージェライト化原料として、アルミナ、カオリン、タルク、及びシリカからなる群から選択し、造孔材としてはコークスを使用した。

得られた坏土を押出成形し、セル断面形状が四角形で、全体の形状が円筒形のハニカム成形体を作製した。さらに、ハニカム成形体を乾燥した後、両端面を所定の寸法に切断した。

次に、得られたハニカム成形体に目封止を施した。得られたハニカム成形体の一方の端面のセル開口部に、市松模様状に交互にマスクを施し、マスクを施した側の端部をコージェライト化原料を含有する目封止スラリーに浸漬し、市松模様状に交互に配列された目封止部（第一の目封止部）を形成した。更に、他方の端部については、一方の端部において目封止されたセルについてマスクを施し、上記一方の端部に目封止部を形成したのと同様の方法で目封止部（第一の目封止部）を形成した。

次に、一方の端面において、中心からの距離が中心から最外周までの距離の１／２〜７／８である領域（過剰目封止領域）に存在する開口部に対し、第二の目封止部の割合（過剰目封止率）が、５．７％（実施例１）、１２．０％（実施例２）、２３．０％（実施例３）、５８．５％（実施例４）となるように第二の目封止部分を配置した。目封止部の形成方法は上記第一の目封止部の形成方法と同様とした。

次に、第二目封止ハニカム成形体を焼成することによってハニカムフィルタ（実施例１〜４）を得た。

得られたハニカムフィルタは、直径１４４ｍｍ、長さ１５２ｍｍの円筒形であり、隔壁の厚さ０．３ｍｍ、セルピッチ１．４６ｍｍであった。

得られた、ハニカムフィルタについて、酸化触媒を担持して、以下の方法で、再生試験を行い、圧力損失（圧損）の測定、及びクラック発生の有無の観察を行った。結果を表１に示す。

（再生試験）
ハニカムフィルタを筒状の金属容器にキャニングし、ディーゼルエンジンの排気管に設置する。ディーゼルエンジンを作動させ、ハニカムフィルタに１５ｇのＰＭが堆積した時点の圧力損失を測定し、その後、エンジン制御によりポストインジェクションを行い、ＰＭを燃焼させた。ＰＭ燃焼後にハニカムフィルタを取り出しクラックの発生を目視で観察した。圧損測定結果としては、圧力損失の小さいものを「ＯＫ」、大きいものを「ＮＧ」とした。

（比較例１）
実施例１〜４の場合と同様にして、両端面に第一の目封止部を市松模様状に形成した第一目封止ハニカム成形体を作製した。得られた第一目封止ハニカム成形体を乾燥し、焼成してハニカムフィルタ（比較例１）を得た。得られたハニカムフィルタは、直径１４４ｍｍ、長さ１５２ｍｍの円筒形であり、隔壁の厚さ０．３ｍｍ、セルピッチ１．４６ｍｍであった。

（比較例２〜３）
実施例１〜４の場合と同様にして、両端面に第一の目封止部を市松模様状に形成した第一目封止ハニカム成形体を作製した。次に、両方の端面において、中心からの距離が中心から最外周までの距離の１／２〜７／８である領域（過剰目封止領域）に存在する開口部に対し、第二の目封止部の割合が、４．３％（比較例２）、６２．５％（比較例３）となるように第二の目封止部を配置した。

得られたハニカムフィルタ（比較例１〜３）について、上記方法により、再生試験を行い、圧損の測定、及びクラック発生の有無の観察を行った。結果を表１に示す。

実施例１〜４のハニカムフィルタは、クラックが発生せず、過剰目封止の効果が確認できた。これに対し、比較例１のハニカムフィルタはクラックが発生していた。比較例２のハニカムフィルタにもクラックが発生しており、過剰目封止の効果が確認できなかった。また、比較例３では、クラックは発生していないものの、圧力損失の上昇が高くなりすぎ、エンジンの出力低下、燃費悪化の原因となり好ましいものではなかった。これにより、本発明のハニカムフィルタは、圧損を低く維持した状態で、クラックの発生を抑制することができることが分かる。

また、代表例として、実施例３及び比較例１のハニカムフィルタの再生時における、最高温度出現時の温度分布の測定結果を図４に示す。図４は、実施例３及び比較例１のハニカムフィルタ（ＤＰＦ）の、中心軸に垂直な断面における温度分布を示すグラフである。横軸は、中心軸に垂直な断面における中心からの距離を示した軸であり、縦軸は、温度を示した軸である。図４に示すように、実施例３のハニカムフィルタ（ＤＰＦ）は、外周付近の温度勾配が温度下降領域ａにおいて緩やかに下降しているが、これに対し、比較例１のＤＰＦは、外周付近の温度勾配が温度下降領域ｂにおいて急激に下降していることがわかる。なお、この結果はその他の実施例においても確認できた。

本発明のハニカムフィルタは、自動車用エンジン、建設機械用エンジン、産業機械用定置エンジン等の内燃機関、その他の燃焼機器等から排出される排ガス中の粒子状物質を排ガス中から除去するために利用することができる。

本発明のハニカムフィルタの一実施形態の一方の端面を模式的に示す平面図である。 本発明のハニカムフィルタの一実施形態の一方の端面を模式的に示す平面図である。 本発明のハニカムフィルタの他の実施形態の一方の端面を模式的に示した平面図である。 実施例１及び比較例１のハニカムフィルタ（ＤＰＦ）の、中心軸に垂直な断面における温度分布を示すグラフである。

符号の説明

１，２１：ハニカムフィルタ、２，２２：過剰目封止領域、３：隔壁、４：セル、４ａ：所定のセル、４ｂ：残余のセル、５：開口部、６：一方の端面、７：第一の目封止部、８：第二の目封止部、９，２９：第二の目封止部配設位置、１１，３１：中心、１２，３２：最外周、１３：中心からの距離が半径の１／２である位置、１４：中心からの距離が半径の７／８である位置、ａ，ｂ：温度下降領域。

Claims (9)

1. 流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端面側に目封止部（第一の目封止部）を有する所定の前記セルと、他方の端面側に目封止部（第一の目封止部）を有する残余の前記セルとが、交互に配置されるハニカムフィルタであって、
   少なくとも一方の端面側において、
   中心からの距離が中心から最外周までの距離の１／２〜７／８である領域（過剰目封止領域）に存在する、前記第一の目封止部を有さないセルの中の、５〜６０％のセルが、更に目封止部（第二の目封止部）を有するハニカムフィルタ。
2. 前記過剰目封止領域の内側（中心側）の領域に存在する、前記第一の目封止部を有さないセルのうち、前記過剰目封止領域における第一の目封止部を有さないセルの総数に対する第二の目封止部の比率よりも少ない比率の前記セルが、第二の目封止部を有する請求項１に記載のハニカムフィルタ。
3. 前記過剰目封止領域の外側（最外周側）の領域に存在する、前記第一の目封止部を有さないセルのうち、前記過剰目封止領域における第一の目封止部を有さないセルの総数に対する第二の目封止部の比率よりも少ない比率の前記セルが、第二の目封止部を有する請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
4. 前記多孔質の隔壁の材質が、セラミックスである請求項１〜３のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
5. 前記セラミックスが、アルミナ、ムライト、コージェライト、炭化珪素、窒化珪素、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（ＬＡＳ）からなる群から選択される少なくとも一種を主成分とするものである請求項４に記載のハニカムフィルタ。
6. 中心軸に垂直な断面の形状が、円形、楕円形、又はレーストラック形状である請求項１〜５のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
7. 前記第二の目封止部が、一定のパターンで配設されている請求項１〜６のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
8. 触媒が担持された請求項１〜７のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
9. 請求項１〜８に記載のハニカムフィルタと、前記ハニカムフィルタをキャニングした筒状の金属容器とを有し、ディーゼルエンジンの排気管に取付けることが可能なフィルタシステム。

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