JP2023064616A - 粒子付着装置及びフィルタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フィルタ基材の種類や大きさに左右されずに、均一な厚みの捕集層を形成することが可能な粒子付着装置を提供する。【解決手段】ホルダー１０と、チャンバー２０と、ノズル３０と、取込口４０と、流れ制御部材５０とを備える粒子付着装置１００である。ホルダー１０は、第１端面７１ａ及び第２端面７１ｂを有するフィルタ基材７０を保持する。チャンバー２０は、ホルダー１０に連通し、フィルタ基材７０の第１端面７１ａがチャンバー２０内の空間に面するように配置される。ノズル３０は、フィルタ基材７０の第１端面７１ａに対向するチャンバー２０の対向面２１に配置され、粒子を含有するエアロゾルをフィルタ基材７０の第１端面７１ａに向かって噴射可能である。取込口４０は、チャンバー２０の対向面２１に設けられ、周囲ガスを取込み可能である。流れ制御部材５０は、取込口４０が設けられた対向面２１上に配置され、周囲ガスの流れを制御可能である。【選択図】図１
Description
本発明は、粒子付着装置、フィルタの製造方法及び柱状ハニカム構造フィルタに関する。
ディーゼルエンジン、ガソリンエンジンなどの内燃機関から排出される排ガス中にはススなどの粒子状物質（以下、ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒと記す。）が含まれる。ススは人体に対し有害であり排出が規制されている。現在、排ガス規制に対応するために、通気性のある小細孔隔壁に排ガスを通過させ、ススなどのＰＭを濾過するＤＰＦ及びＧＰＦに代表されるフィルタが幅広く用いられている。
ＰＭを捕集するためのフィルタとしては、第１端面から第２端面まで延び、第１端面が開口して第２端面に目封止部を有する複数の第１セルと、第１端面から第２端面まで延び、第２端面が開口して第１端面に目封止部を有する複数の第２セルとを備え、第１セルと第２セルとが多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されているウォールフロー式の柱状ハニカム構造フィルタが知られている。
近年、排ガス規制強化に伴い、より厳しいＰＭの排出基準（ＰＮ規制：Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｍａｔｔｅｒの個数規制）が導入されており、フィルタにはＰＭの高捕集性能（ＰＮ高捕集効率）が要求されている。そこで、セルを形成する多孔質隔壁の表面にＰＭを捕集するための層（以下、「捕集層」という。）を形成することが知られている。
捕集層の形成装置としては、ハニカムフィルタの基材（以下、「ハニカム基材」と略す）を固定するためのワーク固定部と；ワーク固定部の一の側に配設され、加圧気体を用いて粉体（「粒子」ともいう）を気流（「流体」ともいう）に乗せて搬送する粉体搬送部と；粉体搬送部とワーク固定部との間に設けられた閉じていない空間であり、粉体搬送部から気流に乗って搬送された粉体を他の気体と更に混合してワーク固定部に固定されるハニカム基材へ導入する導入部と；ワーク固定部の他の側に配設され、吸引手段を用いて、ワーク固定部の他の側をワーク固定部の一の側に対して減圧にして、ワーク固定部に固定されるハニカム基材を通過した気体を吸引する吸引部とを有する装置が提案されている（特許文献１）。この装置によれば、吸引手段によってハニカム基材を通過した気体が吸引されるため、気流が整流される。この整流された気流に粉体を導入して固気二相流を形成することで、ハニカム基材に粉体を均一且つ安定に供給することが可能となるため、均一な厚さの捕集層を形成することができるとされている。
特許文献１に記載の装置は、主に、直径が小さい（例えば、直径が１４０ｍｍ未満の）ハニカム基材に捕集層を形成するのには適しているものの、直径が大きい（例えば、直径が１８０ｍｍ以上の）ハニカム基材に捕集層を形成すると、捕集層の厚みが不均一になり易い。具体的には、流体の流れ方向に直交するハニカム基材の断面において、ハニカム基材の中心部周辺には厚みが大きい捕集層が形成される一方で、ハニカム基材の外周部付近には厚みが小さい捕集層が形成され易い。この原因としては、流体の流れ方向に直交する断面において、粒子が外周部付近まで十分に拡散する前にハニカム基材に供給されてしまうためであると推察される。
なお、特許文献１は、ハニカム基材に捕集層を形成することを前提としているが、ハニカム基材以外のフィルタ基材についても、その大きさによっては均一な厚みの捕集層が形成され難いという同様の問題がある。
なお、特許文献１は、ハニカム基材に捕集層を形成することを前提としているが、ハニカム基材以外のフィルタ基材についても、その大きさによっては均一な厚みの捕集層が形成され難いという同様の問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、フィルタ基材の種類や大きさに左右されずに、均一な厚みの捕集層を形成することが可能な粒子付着装置及びフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、均一な厚みの捕集層を有する柱状ハニカム構造フィルタを提供することを目的とする。
また、本発明は、均一な厚みの捕集層を有する柱状ハニカム構造フィルタを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の問題を解決すべく粒子付着装置の構造について鋭意研究を行った結果、周囲ガスの流れを制御可能な流れ制御部材を特定の位置に設けることにより、チャンバー内の流体に旋回流を発生させて粒子の拡散を促進させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、流体が流入可能な第１端面及び前記流体が流出可能な第２端面を有するフィルタ基材を保持するためのホルダーと、
前記ホルダーに連通するチャンバーであって、前記フィルタ基材の前記第１端面が前記チャンバー内の空間に面するように配置されたチャンバーと、
前記フィルタ基材の前記第１端面に対向する前記チャンバーの対向面に配置され、粒子を含有するエアロゾルを前記フィルタ基材の前記第１端面に向かって噴射可能なノズルと、
前記チャンバーの前記対向面に設けられ、周囲ガスを取込み可能な取込口と、
前記取込口が設けられた前記対向面上に配置され、前記周囲ガスの流れを制御可能な流れ制御部材と
を備える粒子付着装置である。
前記ホルダーに連通するチャンバーであって、前記フィルタ基材の前記第１端面が前記チャンバー内の空間に面するように配置されたチャンバーと、
前記フィルタ基材の前記第１端面に対向する前記チャンバーの対向面に配置され、粒子を含有するエアロゾルを前記フィルタ基材の前記第１端面に向かって噴射可能なノズルと、
前記チャンバーの前記対向面に設けられ、周囲ガスを取込み可能な取込口と、
前記取込口が設けられた前記対向面上に配置され、前記周囲ガスの流れを制御可能な流れ制御部材と
を備える粒子付着装置である。
また、本発明は、前記粒子付着装置を用いるフィルタの製造方法である。
さらに、本発明は、第１端面から第２端面まで延び、前記第１端面が開口して前記第２端面に目封止部を有する複数の第１セルと、前記第１端面から前記第２端面まで延び、前記第２端面が開口して前記第１端面に目封止部を有する複数の第２セルとを有し、前記第１セルと前記第２セルとが多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム基材と、
前記第１セル及び前記第２セルの少なくとも一方の表面に形成された捕集層と
を備え、
前記捕集層における厚みの差が１５μｍ以下である、柱状ハニカム構造フィルタである。
前記第１セル及び前記第２セルの少なくとも一方の表面に形成された捕集層と
を備え、
前記捕集層における厚みの差が１５μｍ以下である、柱状ハニカム構造フィルタである。
本発明によれば、フィルタ基材の種類や大きさに左右されずに、均一な厚みの捕集層を形成することが可能な粒子付着装置及びフィルタの製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、均一な厚みの捕集層を有する柱状ハニカム構造フィルタを提供することができる。
また、本発明によれば、均一な厚みの捕集層を有する柱状ハニカム構造フィルタを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。本発明は以下の実施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、以下の実施形態に対し変更、改良などが適宜加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
（１）粒子付着装置
図１は、本発明の実施形態に係る粒子付着装置の概略図である。
図１に示されるように、粒子付着装置１００は、ホルダー１０と、チャンバー２０と、ノズル３０と、取込口４０と、流れ制御部材５０とを備える。ホルダー１０は、流体が流入可能な第１端面７１ａ及び流体が流出可能な第２端面７１ｂを有するフィルタ基材７０を保持する。チャンバー２０は、ホルダー１０に連通し、フィルタ基材７０の第１端面７１ａがチャンバー２０内の空間に面するように配置されている。ノズル３０は、フィルタ基材７０の第１端面７１ａに対向するチャンバー２０の対向面２１に配置され、粒子を含有するエアロゾルをフィルタ基材７０の第１端面７１ａに向かって噴射可能である。取込口４０は、チャンバー２０の対向面２１に設けられ、周囲ガスを取込み可能である。流れ制御部材５０は、取込口４０が設けられた対向面２１上に配置され、周囲ガスの流れを制御可能である。このような構成とすることにより、流れ制御部材５０において周囲ガスの流れを制御してチャンバー２０内の流体に旋回流を発生させ、チャンバー２０内の流体（エアロゾル）における粒子の拡散を促進させることができる。その結果、流体の流れ方向に直交する断面において、中心領域と外周領域との間における粒子の拡散量の差が小さくなるため、均一な厚みの捕集層を形成することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る粒子付着装置の概略図である。
図１に示されるように、粒子付着装置１００は、ホルダー１０と、チャンバー２０と、ノズル３０と、取込口４０と、流れ制御部材５０とを備える。ホルダー１０は、流体が流入可能な第１端面７１ａ及び流体が流出可能な第２端面７１ｂを有するフィルタ基材７０を保持する。チャンバー２０は、ホルダー１０に連通し、フィルタ基材７０の第１端面７１ａがチャンバー２０内の空間に面するように配置されている。ノズル３０は、フィルタ基材７０の第１端面７１ａに対向するチャンバー２０の対向面２１に配置され、粒子を含有するエアロゾルをフィルタ基材７０の第１端面７１ａに向かって噴射可能である。取込口４０は、チャンバー２０の対向面２１に設けられ、周囲ガスを取込み可能である。流れ制御部材５０は、取込口４０が設けられた対向面２１上に配置され、周囲ガスの流れを制御可能である。このような構成とすることにより、流れ制御部材５０において周囲ガスの流れを制御してチャンバー２０内の流体に旋回流を発生させ、チャンバー２０内の流体（エアロゾル）における粒子の拡散を促進させることができる。その結果、流体の流れ方向に直交する断面において、中心領域と外周領域との間における粒子の拡散量の差が小さくなるため、均一な厚みの捕集層を形成することができる。
以下、捕集層が形成されるフィルタ基材７０、及び粒子付着装置１００の各構成部材について詳細に説明する。
＜フィルタ基材７０＞
フィルタ基材７０としては、流体が流入可能な第１端面７１ａ及び流体が流出可能な第２端面７１ｂを有していれば特に限定されず、各種形状のものを用いることができる。例えば、フィルタ基材７０は、ウォールフロー式の柱状ハニカム基材とすることができる。ウォールフロー式の柱状ハニカム基材を用いて作製される柱状ハニカム構造フィルタは、燃焼装置、典型的には車両に搭載されるエンジンからの排ガスラインに装着されるススなどのＰＭを捕集するＤＰＦ及びＧＰＦとして使用可能である。
フィルタ基材７０としては、流体が流入可能な第１端面７１ａ及び流体が流出可能な第２端面７１ｂを有していれば特に限定されず、各種形状のものを用いることができる。例えば、フィルタ基材７０は、ウォールフロー式の柱状ハニカム基材とすることができる。ウォールフロー式の柱状ハニカム基材を用いて作製される柱状ハニカム構造フィルタは、燃焼装置、典型的には車両に搭載されるエンジンからの排ガスラインに装着されるススなどのＰＭを捕集するＤＰＦ及びＧＰＦとして使用可能である。
ここで、ウォールフロー式の柱状ハニカム基材の模式的な断面図（セルが延びる方向に平行な断面図）及び端面図（第１端面の端面図）を図２及び３に示す。
図２及び３に示されるように、柱状ハニカム基材７２は、第１端面７１ａから第２端面７１ｂまで延び、第１端面７１ａが開口して第２端面７１ｂに目封止部７３を有する複数の第１セル７４と、第１端面７１ａから第２端面７１ｂまで延び、第２端面７１ｂが開口して第１端面７１ａに目封止部７３を有する複数の第２セル７５とを備えている。また、柱状ハニカム基材７２は、第１セル７４及び第２セル７５の外側に外周壁７６、第１セル７４と第２セル７５との間に多孔質隔壁７７を更に備えている。第１セル７４と第２セル７５とが多孔質隔壁７７を挟んで交互に隣接配置されることにより、第１端面７１ａ及び第２端面７１ｂはそれぞれハニカム状を呈している。
図２及び３に示されるように、柱状ハニカム基材７２は、第１端面７１ａから第２端面７１ｂまで延び、第１端面７１ａが開口して第２端面７１ｂに目封止部７３を有する複数の第１セル７４と、第１端面７１ａから第２端面７１ｂまで延び、第２端面７１ｂが開口して第１端面７１ａに目封止部７３を有する複数の第２セル７５とを備えている。また、柱状ハニカム基材７２は、第１セル７４及び第２セル７５の外側に外周壁７６、第１セル７４と第２セル７５との間に多孔質隔壁７７を更に備えている。第１セル７４と第２セル７５とが多孔質隔壁７７を挟んで交互に隣接配置されることにより、第１端面７１ａ及び第２端面７１ｂはそれぞれハニカム状を呈している。
柱状ハニカム基材７２の大きさは、特に限定されないが、第１セル７４及び第２セル７５が延びる方向に直交する断面において１８０ｍｍ以上の直径を有することができる。１８０ｍｍ以上の直径を有する柱状ハニカム基材７２については、従来の捕集層の形成装置を用いて均一な厚みの捕集層を形成することが難しかったのに対し、本発明の実施形態に係る粒子付着装置１００を用いることにより、均一な厚みの捕集層を形成することが可能となる。
ここで、本明細書において「直径」とは、柱状ハニカム基材７２の上記断面が円状でない場合は円相当径のことを意味する。
ここで、本明細書において「直径」とは、柱状ハニカム基材７２の上記断面が円状でない場合は円相当径のことを意味する。
柱状ハニカム基材７２を構成する材料としては、特に限定されないが、セラミックスを挙げることができる。セラミックスとしては、コージェライト、ムライト、リン酸ジルコニウム、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、珪素－炭化珪素複合材（例：Ｓｉ結合ＳｉＣ）、コージェライト－炭化珪素複合体、ジルコニア、スピネル、インディアライト、サフィリン、コランダム、チタニア、窒化珪素などが挙げられる。これらのセラミックスは、単独又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
柱状ハニカム基材７２の端面形状は、特に限定されないが、例えば、円形、楕円形、レーストラック形及び長円形などのラウンド形状、三角形、四角形などの多角形とすることができる。なお、図示した柱状ハニカム基材７２は、端面形状が円形状である場合の例である。
セル（第１セル７４及び第２セル７５）が延びる方向に直交する断面におけるセルの形状は、特に限定されないが、四角形、六角形、八角形、又はこれらの組み合わせであることが好ましい。これらの中でも、四角形（特に、正方形）及び六角形が好ましい。セル形状をこのようにすることにより、柱状ハニカム構造フィルタに流体を流したときの圧力損失を小さくすることができる。
多孔質隔壁７７の平均厚みの上限は、圧力損失を抑制するという観点から、好ましくは０．２３８ｍｍ以下、より好ましくは０．２２８ｍｍ以下、更に好ましくは０．２２０ｍｍ以下である。ただし、柱状ハニカム基材７２の強度を確保するという観点からは、多孔質隔壁７７の平均厚みの下限は、好ましくは０．１９４ｍｍ以上、より好ましくは０．２０４ｍｍ以上、更に好ましくは０．２１２ｍｍ以上である。
多孔質隔壁７７の厚みは、セル（第１セル７４、第２セル７５）の延びる方向に直交する断面において、隣接するセルの重心同士を線分で結んだときに当該線分が隔壁を横切る長さを指す。多孔質隔壁７７の平均厚みは、全ての多孔質隔壁７７の厚みの平均値を指す。
多孔質隔壁７７の厚みは、セル（第１セル７４、第２セル７５）の延びる方向に直交する断面において、隣接するセルの重心同士を線分で結んだときに当該線分が隔壁を横切る長さを指す。多孔質隔壁７７の平均厚みは、全ての多孔質隔壁７７の厚みの平均値を指す。
柱状ハニカム基材７２のセル密度（単位断面積当たりのセルの数）は、特に限定されず、例えば６～２０００セル／平方インチ（０．９～３１１セル／ｃｍ2）、好ましくは５０～１０００セル／平方インチ（７．８～１５５セル／ｃｍ2）、より好ましくは１００～４００セル／平方インチ（１５．５～６２．０セル／ｃｍ2）とすることができる。
柱状ハニカム基材７２は、一体成形品として提供することができる。また、柱状ハニカム基材７２は、それぞれが外周壁を有する複数の柱状ハニカムセグメントを、側面同士で接合して一体化したセグメント接合体として提供することもできる。柱状ハニカム基材７２をセグメント接合体として提供することにより、耐熱衝撃性を高めることができる。
柱状ハニカム基材７２は、当該技術分野において公知の方法を用いて製造することができる。柱状ハニカム基材７２の製造方法について以下に例示的に説明する。
まず、セラミックス原料、分散媒、造孔材及びバインダーを含有する原料組成物を混練して坏土を形成した後、坏土を押出成形することにより所望の柱状ハニカム成形体に成形する。原料組成物中には分散剤などの添加剤を必要に応じて配合することができる。押出成形に際しては、所望の全体形状、セル形状、隔壁厚み、セル密度などを有する口金を用いることができる。
まず、セラミックス原料、分散媒、造孔材及びバインダーを含有する原料組成物を混練して坏土を形成した後、坏土を押出成形することにより所望の柱状ハニカム成形体に成形する。原料組成物中には分散剤などの添加剤を必要に応じて配合することができる。押出成形に際しては、所望の全体形状、セル形状、隔壁厚み、セル密度などを有する口金を用いることができる。
柱状ハニカム成形体を乾燥した後、柱状ハニカム成形体の両端面の所定位置に目封止部を形成した上で目封止部を乾燥し、目封止部を有する柱状ハニカム成形体を得る。この後、柱状ハニカム成形体に対して脱脂及び焼成を実施することで柱状ハニカム構造体（柱状ハニカム基材７２）を得る。
セラミックス原料は、焼成後に残存し、セラミックスとして柱状ハニカム構造体の骨格を構成する部分の原料である。セラミックス原料としては、焼成後に上述したセラミックスを形成することが可能な原料を使用することができる。セラミックス原料は、例えば粉末の形態で提供することができる。セラミックス原料としては、コージェライト、ムライト、ジルコン、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、スピネル、インディアライト、サフィリン、コランダム、チタニアなどのセラミックスを得ることが可能な原料が挙げられる。このような原料の具体例としては、限定的ではないが、シリカ、タルク、アルミナ、カオリン、蛇紋石、パイロフェライト、ブルーサイト、ベーマイト、ムライト、マグネサイト、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。セラミックス原料は、単独又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
柱状ハニカム構造フィルタがＤＰＦ及びＧＰＦなどに用いられる場合、セラミックスとしてコージェライトを好適に使用することができる。この場合、セラミックス原料としてはコージェライト化原料を使用することができる。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原料である。コージェライト化原料は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）（アルミナに変換される水酸化アルミニウムの分を含む）：３０～４５質量％、マグネシア（ＭｇＯ）：１１～１７質量％及びシリカ（ＳｉＯ2）：４２～５７質量％の化学組成を有することが望ましい。
分散媒としては、水、又は水とアルコールなどの有機溶媒との混合溶媒などを挙げることができるが、特に水を好適に用いることができる。
造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば、特に限定されず、例えば、小麦粉、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、多孔質シリカ、炭素（例：グラファイト）、セラミックスバルーン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、アクリル、フェノールなどを挙げることができる。造孔材は、単独又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。造孔材の含有量は、焼成体の気孔率を高めるという観点からは、セラミックス原料１００質量部に対して０．５質量部以上であることが好ましく、２質量部以上であることがより好ましく、３質量部以上であることが更により好ましい。造孔材の含有量は、焼成体の強度を確保するという観点からは、セラミックス原料１００質量部に対して１０質量部以下であることが好ましく、７質量部以下であることがより好ましく、４質量部以下であることが更により好ましい。
バインダーとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールなどの有機バインダーを例示することができる。特に、バインダーとしてメチルセルロース及びヒドロキシプロピルメチルセルロースを併用することが好適である。また、バインダーの含有量は、ハニカム成形体の強度を高めるという観点から、セラミックス原料１００質量部に対して４質量部以上であることが好ましく、５質量部以上であることがより好ましく、６質量部以上であることが更により好ましい。バインダーの含有量は、焼成工程での異常発熱によるキレ発生を抑制する観点から、セラミックス原料１００質量部に対して９質量部以下であることが好ましく、８質量部以下であることがより好ましく、７質量部以下であることが更により好ましい。バインダーは、単独又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
分散剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリエーテルポリオールなどを用いることができる。分散剤は、単独又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。分散剤の含有量は、セラミックス原料１００質量部に対して０～２質量部であることが好ましい。
柱状ハニカム成形体の端面を目封止する方法は、特に限定されるものではなく、公知の手法を採用することができる。目封止部７３の材料については、特に制限はないが、強度や耐熱性の観点から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、コージェライト、ムライト、ジルコン、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、スピネル、インディアライト、サフィリン、コランダム、及びチタニアからなる群から選ばれる少なくとも１種類を含有するセラミックス材料であることが好ましい。焼成時の膨張率を同じにでき、且つ耐久性の向上につながるため、目封止部７３は柱状ハニカム成形体の本体部分と同じ材料組成とすることが更により好ましい。
ハニカム成形体を乾燥した後、脱脂及び焼成を実施することで柱状ハニカム構造体（柱状ハニカム基材７２）を製造することができる。乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程の条件はハニカム成形体の材料組成に応じて公知の条件を採用すればよく、特段に説明を要しないが、具体的な条件の例を以下に挙げる。
乾燥工程においては、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、凍結乾燥などの従来公知の乾燥方法を用いることができる。これらの中でも、柱状ハニカム成形体全体を迅速且つ均一に乾燥することができる点で、熱風乾燥と、マイクロ波乾燥又は誘電乾燥とを組み合わせた乾燥方法が好ましい。
目封止部を形成する場合は、乾燥した柱状ハニカム成形体の両端面に目封止部を形成した上で目封止部を乾燥することが好ましい。目封止部は、第１端面から第２端面まで延び、第１端面が開口して第２端面に目封止部を有する複数の第１セルと、第１端面から第２端面まで延び、第２端面が開口して第１端面に目封止部を有する複数の第２セルとが、多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されるように、所定位置に形成する。
次に脱脂工程について説明する。バインダーの燃焼温度は２００℃程度、造孔材の燃焼温度は３００～１０００℃程度である。従って、脱脂工程は柱状ハニカム成形体を２００～１０００℃程度の範囲に加熱して実施すればよい。加熱時間は特に限定されないが、通常は１０～１００時間程度である。脱脂工程を経た後の柱状ハニカム成形体は仮焼体と称される。
焼成工程は、柱状ハニカム成形体の材料組成にもよるが、例えば仮焼体を１３５０～１６００℃に加熱して、３～１０時間保持することで行うことができる。このようにして、第１端面７１ａから第２端面７１ｂまで延び、第１端面７１ａが開口して第２端面７１ｂに目封止部７３を有する複数の第１セル７４と、第１端面７１ａから第２端面７１ｂまで延び、第２端面７１ｂが開口して第１端面７１ａに目封止部７３を有する複数の第２セル７５とを備え、第１セル７４と第２セル７５とが多孔質隔壁７７を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム構造体（柱状ハニカム基材７２）が作製される。
＜ホルダー１０＞
ホルダー１０は、フィルタ基材７０を保持する部材である。ホルダー１０は、フィルタ基材７０の第１端面７１ａが露出した状態で、ノズル３０に対向する位置で保持できるように構成される。１つの態様において、ホルダー１０はフィルタ基材７０（例えば、柱状ハニカム基材７２の外周壁７６）を把持するためのチャック機構１１を有することができる。チャック機構１１としては、特に限定されないが、バルーンチャックが例示的に挙げられる。ホルダー１０は、フィルタ基材７０を通過したエアロゾルが拡散せずに一方向に整流するための、ハウジング１２を有する。
ホルダー１０に用いられる材料としては、例えば、金属、セラミックスなどを用いることができる。金属としては、ステンレス鋼、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などが挙げられる。耐久信頼性が高いという理由により、ホルダー１０の材料はステンレス鋼であることが好ましい。
ホルダー１０は、フィルタ基材７０を保持する部材である。ホルダー１０は、フィルタ基材７０の第１端面７１ａが露出した状態で、ノズル３０に対向する位置で保持できるように構成される。１つの態様において、ホルダー１０はフィルタ基材７０（例えば、柱状ハニカム基材７２の外周壁７６）を把持するためのチャック機構１１を有することができる。チャック機構１１としては、特に限定されないが、バルーンチャックが例示的に挙げられる。ホルダー１０は、フィルタ基材７０を通過したエアロゾルが拡散せずに一方向に整流するための、ハウジング１２を有する。
ホルダー１０に用いられる材料としては、例えば、金属、セラミックスなどを用いることができる。金属としては、ステンレス鋼、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などが挙げられる。耐久信頼性が高いという理由により、ホルダー１０の材料はステンレス鋼であることが好ましい。
＜チャンバー２０＞
チャンバー２０は、円筒状又は角筒などの筒状の部材である。チャンバー２０は、ホルダー１０に連通しており、フィルタ基材７０の第１端面７１ａがチャンバー２０内の空間に面するように配置されている。
チャンバー２０は、ホルダー１０に接続される側壁２２と、フィルタ基材７０の第１端面７１ａに対向する面（対向面２１）を有する。対向面２１は、ノズル３０の挿入口を有する。このような構成とすることにより、ノズル３０から噴射されるエアロゾルをチャンバー２０内に直接導入することができる。
チャンバー２０に用いられる材料としては、例えば、金属、セラミックスなどを用いることができる。金属としては、ステンレス鋼、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などが挙げられる。耐久信頼性が高いという理由により、チャンバー２０の材料はステンレス鋼であることが好ましい。
チャンバー２０は、円筒状又は角筒などの筒状の部材である。チャンバー２０は、ホルダー１０に連通しており、フィルタ基材７０の第１端面７１ａがチャンバー２０内の空間に面するように配置されている。
チャンバー２０は、ホルダー１０に接続される側壁２２と、フィルタ基材７０の第１端面７１ａに対向する面（対向面２１）を有する。対向面２１は、ノズル３０の挿入口を有する。このような構成とすることにより、ノズル３０から噴射されるエアロゾルをチャンバー２０内に直接導入することができる。
チャンバー２０に用いられる材料としては、例えば、金属、セラミックスなどを用いることができる。金属としては、ステンレス鋼、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などが挙げられる。耐久信頼性が高いという理由により、チャンバー２０の材料はステンレス鋼であることが好ましい。
チャンバー２０の対向面２１には、周囲ガスを取込み可能な取込口４０が設けられる。周囲ガスを対向面２１に設けられた取込口４０から取込むことで、ノズル３０から噴射されたエアロゾルの流れ方向と同じ方向に周囲ガスが流入するため、エアロゾルに対する外乱がなくなってエアロゾルを安定させることができる。
取込口４０の形状は、特に限定されず、円形、楕円形、レーストラック形及び長円形などのラウンド形状、三角形、四角形などの多角形とすることができる。
取込口４０の大きさ及び数は、対向面２１の大きさに応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。
対向面２１としては、一つの態様において、パンチングプレート及び／又は不織布を使用することができる。また、対向面２１の外面には、凝集した粉、フィルタ基材７０の破片、塵などの取込みを抑制するためにフィルタを設置してもよい。
取込口４０の形状は、特に限定されず、円形、楕円形、レーストラック形及び長円形などのラウンド形状、三角形、四角形などの多角形とすることができる。
取込口４０の大きさ及び数は、対向面２１の大きさに応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。
対向面２１としては、一つの態様において、パンチングプレート及び／又は不織布を使用することができる。また、対向面２１の外面には、凝集した粉、フィルタ基材７０の破片、塵などの取込みを抑制するためにフィルタを設置してもよい。
エアロゾルの流れ方向に直交するチャンバー２０内の流路断面積が、フィルタ基材７０の第１端面７１ａよりも大きい場合、流路断面積がフィルタ基材７０の第１端面７１ａに向かって漸減するように、テーパー部２３を側壁２２の下流側に形成してもよい。テーパー部２３の下流側端部の輪郭は、フィルタ基材７０の第１端面７１ａの外周輪郭と合致させることが好ましい。このような構成とすることにより、粒子がフィルタ基材７０の第１端面７１ａに供給され易くなる。
ノズル３０の出口からフィルタ基材７０の第１端面７１ａまでの距離は、フィルタ基材７０の第１端面７１ａの面積に応じて設計するのが好ましい。具体的には、フィルタ基材７０の第１端面７１ａの面積が大きくなるにつれて、ノズル３０の出口からフィルタ基材７０の第１端面７１ａまでの距離を長くすることが、エアロゾルの流れ方向に直交する方向にエアロゾルが均一に広がり易いという理由により好ましい。一つの態様において、ノズル３０の出口からフィルタ基材７０の第１端面７１ａまでの距離は、５００ｍｍ～２０００ｍｍとすることができる。
＜ノズル３０＞
ノズル３０としては、粒子を含有するエアロゾルをフィルタ基材７０の第１端面７１ａに向かって噴射可能であれば特に限定されない。
ノズル３０は、フィルタ基材７０の第１端面７１ａに対して直交する方向にエアロゾルが噴射される位置及び向きに設置することが好ましく、フィルタ基材７０の第１端面７１ａの中心部に向かってエアロゾルが噴射される位置及び向きに設置することがより好ましい。
ノズル３０としては、粒子を含有するエアロゾルをフィルタ基材７０の第１端面７１ａに向かって噴射可能であれば特に限定されない。
ノズル３０は、フィルタ基材７０の第１端面７１ａに対して直交する方向にエアロゾルが噴射される位置及び向きに設置することが好ましく、フィルタ基材７０の第１端面７１ａの中心部に向かってエアロゾルが噴射される位置及び向きに設置することがより好ましい。
ノズル３０は、一つの態様において、対向面２１の中心部に設けられるとともに、取込口４０がノズル３０の周囲の対向面２１に複数設けられていることが好ましい。このような構成とすることにより、チャンバー２０内で周囲ガスと混合されたエアロゾルにおける粒子の拡散を促進させる効果を高めることができる。
＜流れ制御部材５０＞
流れ制御部材５０は、取込口４０が設けられた対向面２１（対向面２１の内面）上に配置され、周囲ガスの流れを制御可能な部材である。
流れ制御部材５０は、周囲ガスの流れを制御可能な構造を有していれば特に限定されないが、周囲ガスの流れを制御可能な複数の羽根５１を有することが好ましい。
対向面２１に対する複数の羽根５１の傾斜角θは、特に限定されないが、好ましくは８０°以下、より好ましくは７０°以下、更に好ましくは６０°以下である。このような傾斜角θに制御することにより、周囲ガスに旋回流を発生させ、ノズル３０から噴射されたエアロゾルと効率良く混合することができるため、周囲ガスと混合されたエアロゾルにおける粒子の拡散を促進させることができる。一方、傾斜角θが小さくなりすぎると、粒子が羽根５１に付着し易くなって原料ロスが増えることがある。そのため、傾斜角θは、好ましくは１０°以上、より好ましくは１５°以上、更に好ましくは３０°以上である。
流れ制御部材５０は、取込口４０が設けられた対向面２１（対向面２１の内面）上に配置され、周囲ガスの流れを制御可能な部材である。
流れ制御部材５０は、周囲ガスの流れを制御可能な構造を有していれば特に限定されないが、周囲ガスの流れを制御可能な複数の羽根５１を有することが好ましい。
対向面２１に対する複数の羽根５１の傾斜角θは、特に限定されないが、好ましくは８０°以下、より好ましくは７０°以下、更に好ましくは６０°以下である。このような傾斜角θに制御することにより、周囲ガスに旋回流を発生させ、ノズル３０から噴射されたエアロゾルと効率良く混合することができるため、周囲ガスと混合されたエアロゾルにおける粒子の拡散を促進させることができる。一方、傾斜角θが小さくなりすぎると、粒子が羽根５１に付着し易くなって原料ロスが増えることがある。そのため、傾斜角θは、好ましくは１０°以上、より好ましくは１５°以上、更に好ましくは３０°以上である。
取込口４０が設けられた対向面２１上に複数の羽根５１を設ける場合、複数の羽根５１のみを設けてもよいが、設置の容易性の観点から、複数の羽根５１を有する部材を設けてもよい。
ここで、複数の羽根５１を有する部材の模式的な上面図を図４に示す。また、この部材の周方向の模式的な拡大断面図（対向面２１も一緒に表す）を図５に示す。
図４及び５に示されるように、複数の羽根５１を有する部材は、対向面２１と平行な平面部５２と、平面部５２に設けられ且つ取込口４０の少なくとも一部を露出させる複数の開口部５３とを更に有し、複数の羽根５１が、平面部５２と開口部５３との境界に設けられ且つ開口部５３側に傾斜していることが好ましい。また、複数の羽根５１は、開口部５３の外縁形状と略同一の形状を有することが好ましい。このような形状の部材であれば、板状の部材に対し、開口部５３及び複数の羽根５１となる部分（平面部５２と開口部５３との境界は除く）に切込みを入れた後、切込みを入れた部分を押出すことによって容易に製造することができる。
ここで、複数の羽根５１を有する部材の模式的な上面図を図４に示す。また、この部材の周方向の模式的な拡大断面図（対向面２１も一緒に表す）を図５に示す。
図４及び５に示されるように、複数の羽根５１を有する部材は、対向面２１と平行な平面部５２と、平面部５２に設けられ且つ取込口４０の少なくとも一部を露出させる複数の開口部５３とを更に有し、複数の羽根５１が、平面部５２と開口部５３との境界に設けられ且つ開口部５３側に傾斜していることが好ましい。また、複数の羽根５１は、開口部５３の外縁形状と略同一の形状を有することが好ましい。このような形状の部材であれば、板状の部材に対し、開口部５３及び複数の羽根５１となる部分（平面部５２と開口部５３との境界は除く）に切込みを入れた後、切込みを入れた部分を押出すことによって容易に製造することができる。
複数の羽根５１は、一つの態様において、対向面２１の中心部から外周部に向かう径方向に２列以上設けることができる。このような構造とすることにより、周囲ガスに旋回流を発生させる効果を高めることができる。
流れ制御部材５０に用いられる材料としては、例えば、金属、セラミックスなどを用いることができる。金属としては、ステンレス鋼、チタン合金、銅合金、アルミ合金、真鍮などが挙げられる。耐久信頼性が高いという理由により、流れ制御部材５０の材料はステンレス鋼であることが好ましい。
本発明の実施形態に係る粒子付着装置１００は、図６に示されるように、ノズル３０に接続されたエアロゾルジェネレータ６０を更に備えることができる。ノズル３０とエアロゾルジェネレータ６０との接続方法としては、特に限定されないが、例えば接続管６１によって接続することができる。エアロゾルジェネレータ６０を用いることにより、エアロゾルをノズル３０に安定して供給することが可能となる。
エアロゾルジェネレータ６０は、流体（駆動ガス）とともに粒子を噴射する装置である。エアロゾルジェネレータ６０の種類は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。例えば、高速の流体によって生じた負圧を利用して、粒子を吸引して流体とともに排出する機構を有するエアロゾルジェネレータ６０を用いることができる。
流体（駆動ガス）としては、圧力調整した圧縮空気などの圧縮ガスを使用することでノズル３０からのエアロゾルの噴射流量を制御可能である。また、駆動ガスとして、粒子の凝集を抑制するためにドライエアー（例えば、露点が１０℃以下）を使用することが好ましい。
エアロゾルジェネレータ６０は、流体（駆動ガス）とともに粒子を噴射する装置である。エアロゾルジェネレータ６０の種類は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。例えば、高速の流体によって生じた負圧を利用して、粒子を吸引して流体とともに排出する機構を有するエアロゾルジェネレータ６０を用いることができる。
流体（駆動ガス）としては、圧力調整した圧縮空気などの圧縮ガスを使用することでノズル３０からのエアロゾルの噴射流量を制御可能である。また、駆動ガスとして、粒子の凝集を抑制するためにドライエアー（例えば、露点が１０℃以下）を使用することが好ましい。
エアロゾルジェネレータ６０は、粒子との接触による摩擦で磨耗するのを低減するために、粒子と接する面に、ダイヤモンド、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、炭窒化珪素（ＳｉＣＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（ＳｉＮ）や超硬材料、又はこれらの合金や組合せからなる材料の層が形成されていることが好ましい。この層は、コーティング、メッキ、ライニングなどによって形成することができる。
ここで、エアロゾルジェネレータ６０の具体例を図７に示す。
図７に示されるエアロゾルジェネレータ４２０は、
加圧された駆動ガスを流すための駆動ガス流路４２７と、
駆動ガス流路４２７の途中に設けられて駆動ガス流路４２７の外周側から駆動ガス流路４２７内に向かって粒子（例えば、セラミックス粒子４２２）を吸引可能な供給口４２７ｉと、
駆動ガス流路４２７の先端に取り付けられてエアロゾルを噴射可能なノズル４２１と、
セラミックス粒子４２２を吸引搬送するための流路４２３であって、供給口４２７ｉに連通する出口４２３ｅを備えた流路４２３と、
セラミックス粒子４２２を収容するとともに、吸引搬送するための流路４２３にセラミックス粒子４２２を供給するための収容部４２９と
を有する。
図７に示されるエアロゾルジェネレータ４２０は、
加圧された駆動ガスを流すための駆動ガス流路４２７と、
駆動ガス流路４２７の途中に設けられて駆動ガス流路４２７の外周側から駆動ガス流路４２７内に向かって粒子（例えば、セラミックス粒子４２２）を吸引可能な供給口４２７ｉと、
駆動ガス流路４２７の先端に取り付けられてエアロゾルを噴射可能なノズル４２１と、
セラミックス粒子４２２を吸引搬送するための流路４２３であって、供給口４２７ｉに連通する出口４２３ｅを備えた流路４２３と、
セラミックス粒子４２２を収容するとともに、吸引搬送するための流路４２３にセラミックス粒子４２２を供給するための収容部４２９と
を有する。
収容部４２９には、例えば漏斗を使用することができる。所定の粒度分布に調整されたセラミックス粒子４２２が収容部４２９内に収容されている。収容部４２９に収容されているセラミックス粒子４２２は、駆動ガス流路４２７からの吸引力を受けて、収容部４２９の底部に設けられた出口４２９ｅから流路４２３を通って出口４２３ｅまで搬送された後、供給口４２７ｉから駆動ガス流路４２７内に導入される。この際、収容部の入口４２９ｉから吸引される周囲ガス（典型的には空気）も、セラミックス粒子４２２とともに流路４２３を通って駆動ガス流路４２７内に導入される。出口４２３ｅと供給口４２７ｉは共通している。また、駆動ガス流路４２７を流れる駆動ガスの流れ方向に対して略垂直な方向からセラミックス粒子４２２が駆動ガス流路４２７内に導入される。
駆動ガス流路４２７内に供給されたセラミックス粒子４２２は、駆動ガス流路４２７を流れる駆動ガスと衝突し、解砕されながら混合されてエアロゾルとなり、ノズル４２１から噴射される。ノズル４２１は、柱状ハニカム構造体の入口側底面に対して垂直な方向にエアロゾルが噴射される位置及び向きに設置することが好ましい。より好ましくは、ノズル４２１は、入口側底面の中心部に向かって入口側底面に対して垂直な方向にエアロゾルが噴射される位置及び向きに設置される。
収容部４２９へのセラミックス粒子４２２の供給は、限定的ではないが、例えば、スクリューフィーダー及びベルトコンベヤーなどの粉体定量供給機４２１１を用いて実施するのが好ましい。粉体定量供給機４２１１から排出されるセラミックス粒子４２２は、重力によって収容部４２９内に落下させることができる。
好ましい態様において、駆動ガス流路４２７は、流路が絞られたベンチュリ部４２７ｖを途中に有し、供給口４２７ｉがベンチュリ部４２７ｖのうち最も流路が絞られた箇所よりも下流側に設けられている。駆動ガス流路４２７がベンチュリ部４２７ｖを有すると、ベンチュリ部４２７ｖを通過する駆動ガスの速度が上昇するので、ベンチュリ部４２７ｖの下流において供給されるセラミックス粒子４２２に対して、より高速の駆動ガスを衝突させることができるため、解砕力が向上する。駆動ガスによる解砕力を高めるため、供給口４２７ｉは、ベンチュリ部４２７ｖのうち最も流路が絞られた箇所の下流側であって当該箇所に隣接して設けることがより好ましい。当該構成は、例えば、駆動ガス流路４２７及び吸引搬送するための流路４２３の接続を、ベンチュリエジェクター４２１０を用いて行うことで実現できる。
ベンチュリ部４２７ｖを通過する直前の駆動ガスの流速の下限は、セラミックス粒子の解砕力を高めるという観点から、１３ｍ／ｓ以上であることが好ましく、２０ｍ／ｓ以上であることがより好ましく、２６ｍ／ｓ以上であることが更により好ましい。ベンチュリ部４２７ｖを通過する直前の駆動ガスの流速の上限は特に設定されないが、通常は５０ｍ／ｓ以下であり、典型的には４０ｍ／ｓ以下である。
ベンチュリ部４２７ｖの流路断面積に対するベンチュリ部４２７ｖの直前における流路断面積の比の下限は、解砕力を高めるという観点で、８以上であることが好ましく、１６以上であることがより好ましい。ベンチュリ部４２７ｖの流路断面積に対するベンチュリ部４２７ｖの直前における流路断面積の比の上限は、特に制限はないが、大きすぎるとベンチュリ部４２７ｖの圧損が大きくなることから、６４以下であることが好ましく、３２以下であることがより好ましい。ここで、ベンチュリ部４２７ｖの流路断面積は、ベンチュリ部４２７ｖにおいて最も流路の狭い箇所における流路断面積を意味する。また、ベンチュリ部４２７ｖの直前における流路断面積は、ベンチュリ部４２７ｖの上流側において流路が狭くなる直前の流路断面積を意味する。
ベンチュリエジェクター４２１０を用いると、例えば駆動ガスを駆動ガス流路４２７に流したときに、吸引搬送するための流路４２３に対して大きな吸引力を付与することができ、吸引搬送するための流路４２３がセラミックス粒子４２２によって詰まるのを防止することができる。ベンチュリエジェクター４２１０は、吸引搬送するための流路４２３がセラミックス粒子４２２によって詰まったときのセラミックス粒子４２２の除去手段としても有効である。
駆動ガスとしては、圧力調整した圧縮空気等の圧縮ガスを使用することでノズル４２１からのエアロゾルの噴射流量を制御可能である。駆動ガスとしては、セラミックス粒子の凝集を抑制するためにドライエアー（例えば、露点が１０℃以下）を使用することが好ましい。
微細なセラミックス粒子４２２は凝集しやすいという性質がある。しかしながら、本実施形態に係るエアロゾルジェネレータ４２０を使用することで、凝集が抑制された狙い通りの粒度分布をもつセラミックス粒子４２２を噴射することが可能となる。
本発明の実施形態に係る粒子付着装置１００は、図８に示されるように、フィルタ基材７０の第２端面７１ｂに吸引力を与えるためのブロア６５を更に備えることができる。ブロア６５は、ホルダー１０に排気管６６を介して接続することができる。ブロア６５を用いることにより、ブロア６５からの吸引力に応じてチャンバー２０に流入する周囲ガスの流量を調整することが可能となる。
ブロア６５は、排気機能を有する装置である。ブロア６５の種類は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
なお、排気管６６には、流量計（図示していない）を設置し、流量計で計測されるガス流量を監視するとともに、ガス流量に応じてブロア６５の強弱を制御してもよい。
ブロア６５は、排気機能を有する装置である。ブロア６５の種類は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
なお、排気管６６には、流量計（図示していない）を設置し、流量計で計測されるガス流量を監視するとともに、ガス流量に応じてブロア６５の強弱を制御してもよい。
（２）フィルタの製造方法
本発明の実施形態に係るフィルタの製造方法は、粒子付着装置１００を用いて行われる。粒子付着装置１００は、流れ制御部材５０によって周囲ガスの流れを制御してチャンバー２０内の流体に旋回流を発生させることができるので、チャンバー２０内の流体（エアロゾル）における粒子の拡散を促進させることができる。そのため、粒子付着装置１００を用いることにより、均一な厚みの捕集層を備えるフィルタを製造することができる。
本発明の実施形態に係るフィルタの製造方法は、粒子付着装置１００を用いて行われる。粒子付着装置１００は、流れ制御部材５０によって周囲ガスの流れを制御してチャンバー２０内の流体に旋回流を発生させることができるので、チャンバー２０内の流体（エアロゾル）における粒子の拡散を促進させることができる。そのため、粒子付着装置１００を用いることにより、均一な厚みの捕集層を備えるフィルタを製造することができる。
本発明の実施形態に係るフィルタの製造方法は、一つの態様において、フィルタ基材７０をホルダー１０に保持する工程（以下、「保持工程」という）と、チャンバー２０の対向面２１に設けられた取込口４０から取込まれた周囲ガスの流れを流れ制御部材５０で制御しつつノズル３０からエアロゾルをフィルタ基材７０の第１端面７１ａに向かって噴射し、フィルタ基材７０に粒子を付着させる工程（以下、「粒子付着工程」という）とを含む。このような工程を実施することにより、粒子付着装置１００の適切な制御が可能となるため、均一な厚みの捕集層を備えるフィルタを製造することができる。
保持工程では、フィルタ基材７０の第１端面７１ａがチャンバー２０内の空間に面するように配置して保持される。保持方法は、ホルダー１０の種類に応じて適宜設定すればよく特に限定されない。
粒子付着工程では、流れ制御部材５０によって周囲ガスの流れを制御してチャンバー２０内の流体に旋回流を発生させることができるので、ノズル３０からエアロゾルをフィルタ基材７０の第１端面７１ａに向かって噴射すると、周囲ガスの旋回流によって粒子の拡散を促進させることができる。そのため、フィルタ基材７０の第１端面７１ａに到達する前に、周囲ガスと混合されたエアロゾル中に粒子を均一に分散させることができる。その結果、チャンバー２０内の空間に面したフィルタ基材７０の第１端面７１ａ全体に粒子が均一に供給され、均一な厚みの捕集層を形成することが可能となる。例えば、フィルタ基材７０が柱状ハニカム基材７２である場合、第１端面７１ａにおいて開口した第１セル７４に粒子が吸い込まれ、第１セル７４に吸い込まれた粒子は第１セル７４の表面に付着して捕集層が形成される。
第１セル７４の表面に付着させる粒子の膜厚安定性を高めるという観点から、粒子付着工程において、チャンバー２０内を流れるエアロゾルの平均流速は０．５ｍ／ｓ～３．０ｍ／ｓが好ましく、１．０～２．０ｍ／ｓがより好ましい。
第１セル７４の表面に付着させる粒子の膜厚安定性を高めるという観点から、粒子付着工程において、柱状ハニカム基材７２内を流れるエアロゾルの平均流速の下限は０．５ｍ／ｓ以上であることが好ましく、１ｍ／ｓ以上であることがより好ましい。また、多孔質隔壁７７の高気孔率を維持するために、柱状ハニカム基材７２内を流れるエアロゾルの平均流速の上限は２０ｍ／ｓ以下とすることが好ましく、１５ｍ／ｓ以下とすることが好ましい。
粒子付着工程を継続すると、粒子の付着量の増加に伴い、フィルタ基材７０の第１端面７１ａと第２端面７１ｂとの間の圧力損失が上昇する。よって、粒子の付着量と圧力損失との関係を予め求めておくことで、圧力損失に基づいて粒子付着工程の終点を決定することができる。そこで、粒子付着装置１００は、フィルタ基材７０の第１端面７１ａ及び第２端面７１ｂの間の圧力損失を測定するために差圧計を設置し、当該差圧計の値に基づいて粒子付着工程の終点を決定してもよい。
フィルタ基材７０が柱状ハニカム基材７２である場合、粒子付着工程を実施すると、柱状ハニカム基材７２の第１端面７１ａには粒子が付着しているので、スクレーバなどの治具で第１端面７１ａを均しながら粒子をバキュームなどで吸引除去することが好ましい。
エアロゾル中に含まれる粒子としては、特に限定されないが、セラミックス粒子であることが好ましい。
セラミックス粒子としては、多孔質隔壁７７を構成する先述したセラミックスの粒子が使用される。例えば、コージェライト、炭化珪素（ＳｉＣ）、タルク、マイカ、ムライト、セルベン、チタン酸アルミニウム、アルミナ、窒化珪素、サイアロン、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア及びシリカから選択される１種類又は２種類以上を含有するセラミックス粒子を使用することができる。セラミックス粒子の主成分は炭化珪素、アルミナ、シリカ、コージェライト又はムライトであることが好ましい。セラミックス粒子の主成分とは、セラミックス粒子の５０質量％以上を占める成分を指す。セラミックス粒子はＳｉＣが５０質量％以上を占めることが好ましく、７０質量％以上を占めることがより好ましく、９０質量％以上を占めることが更により好ましい。
セラミックス粒子としては、多孔質隔壁７７を構成する先述したセラミックスの粒子が使用される。例えば、コージェライト、炭化珪素（ＳｉＣ）、タルク、マイカ、ムライト、セルベン、チタン酸アルミニウム、アルミナ、窒化珪素、サイアロン、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア及びシリカから選択される１種類又は２種類以上を含有するセラミックス粒子を使用することができる。セラミックス粒子の主成分は炭化珪素、アルミナ、シリカ、コージェライト又はムライトであることが好ましい。セラミックス粒子の主成分とは、セラミックス粒子の５０質量％以上を占める成分を指す。セラミックス粒子はＳｉＣが５０質量％以上を占めることが好ましく、７０質量％以上を占めることがより好ましく、９０質量％以上を占めることが更により好ましい。
粒子付着工程後、粒子を付着させたフィルタ基材７０を最高温度１０００℃以上で１時間以上、例えば１時間～６時間保持する条件、典型的には、最高温度１１００℃～１４００℃で１時間～６時間保持する条件で加熱処理することでフィルタが完成する。加熱処理は、例えば、電気炉又はガス炉内に、粒子を付着させたフィルタ基材７０を載置することで実施することができる。加熱処理により、粒子同士が結合するとともに粒子がフィルタ基材７０に焼き付き、捕集層が形成される。加熱処理を空気などの酸素含有条件下で実施すると、酸化膜が粒子表面に生成され粒子同士の結合が促進される。これにより、フィルタ基材７０から剥離し難い捕集層が得られる。
（３）柱状ハニカム構造フィルタ
図９は、本発明の実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタの模式的な断面図（セルが延びる方向に平行な断面図）である。また、図１０は、この柱状ハニカム構造フィルタの模式的な端面図（第１端面の端面図）である。
図９及び１０に示されるように、本発明の実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタ２００は、第１端面７１ａから第２端面７１ｂまで延び、第１端面７１ａが開口して第２端面７１ｂに目封止部７３を有する複数の第１セル７４と、第１端面７１ａから第２端面７１ｂまで延び、第２端面７１ｂが開口して第１端面７１ａに目封止部７３を有する複数の第２セル７５とを有し、第１セル７４と第２セル７５とが多孔質隔壁７７を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム基材７２と、第１セル７４の表面に形成された捕集層８０とを備えている。なお、図９及び１０では、第１セル７４の表面に捕集層８０が形成された例を示しているが、捕集層８０は、第２セル７５の表面、又は第１セル７４及び第２セル７５の両方の表面に形成されていてもよい。
図９は、本発明の実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタの模式的な断面図（セルが延びる方向に平行な断面図）である。また、図１０は、この柱状ハニカム構造フィルタの模式的な端面図（第１端面の端面図）である。
図９及び１０に示されるように、本発明の実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタ２００は、第１端面７１ａから第２端面７１ｂまで延び、第１端面７１ａが開口して第２端面７１ｂに目封止部７３を有する複数の第１セル７４と、第１端面７１ａから第２端面７１ｂまで延び、第２端面７１ｂが開口して第１端面７１ａに目封止部７３を有する複数の第２セル７５とを有し、第１セル７４と第２セル７５とが多孔質隔壁７７を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム基材７２と、第１セル７４の表面に形成された捕集層８０とを備えている。なお、図９及び１０では、第１セル７４の表面に捕集層８０が形成された例を示しているが、捕集層８０は、第２セル７５の表面、又は第１セル７４及び第２セル７５の両方の表面に形成されていてもよい。
本発明の実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタ２００は、捕集層８０における厚みの差が１５μｍ以下、好ましくは１３μｍ以下である。この範囲内の差であれば、捕集層８０が均一な厚みであるということができるため、粒子状物質（ＰＭ）の捕集効果を向上させることができる。
捕集層８０の厚みは、第１セル７４及び第２セル７５が延びる方向に直交する柱状ハニカム構造フィルタ２００の断面において、特に中心部と外周部との間で差が生じ易い。そのため、捕集層８０における厚みの差は、当該断面において、中心部の厚みと外周部の厚みとの差を求めることによって算出することが好ましい。ここで、中心部とは、当該断面において、中心から径（中心から外周までの距離）の１／３までの距離にある部分のことを意味し、外周部とは、外周から径の１／３までの距離にある部分のことを意味する。
捕集層８０の厚みは、第１セル７４及び第２セル７５が延びる方向に直交する柱状ハニカム構造フィルタ２００の断面において、特に中心部と外周部との間で差が生じ易い。そのため、捕集層８０における厚みの差は、当該断面において、中心部の厚みと外周部の厚みとの差を求めることによって算出することが好ましい。ここで、中心部とは、当該断面において、中心から径（中心から外周までの距離）の１／３までの距離にある部分のことを意味し、外周部とは、外周から径の１／３までの距離にある部分のことを意味する。
捕集層８０の厚みは、株式会社キーエンス製の３次元測定機（型式ＶＲ－３２００又はＶＲ－５２００）を用いて測定することができる。測定は、端面（第１端面７１ａ，第２端面７１ｂ）からセル（第１セル７４及び第２セル７５）が延びる方向に２５ｍｍの位置で行えばよい。
本発明の実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタ２００は、柱状ハニカム構造フィルタ２００の第１端面７１ａにススなどの粒子状物質（ＰＭ）を含む排ガスが供給されると、排ガスが第１セル７４に導入されて第１セル７４内を下流に向かって進む。第１セル７４は下流側の第２端面７１ｂに目封止部７３を有するため、排ガスは第１セル７４と第２セル７５を区画する、捕集層８０が形成された多孔質隔壁７７を透過して第２セル７５に流入する。粒子状物質は、捕集層８０が形成された多孔質隔壁７７を通過できないため、第１セル７４内に捕集されて堆積する。粒子状物質が除去された後、第２セル７５に流入した清浄な排ガスは第２セル７５内を下流に向かって進み、下流側の第２端面７１ｂから流出される。
本発明の実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタ２００は、第１セル７４及び第２セル７５が延びる方向に直交する断面において１８０ｍｍ以上の直径を有することが好ましい。従来の粒子付着装置では、１８０ｍｍ以上の直径を有する柱状ハニカム基材７２に対して均一な厚みの捕集層８０を形成することは難しいのに対し、本発明の実施形態に係る粒子付着装置１００では、１８０ｍｍ以上の直径を有する柱状ハニカム基材７２に対しても均一な厚みの捕集層８０を形成することが可能である。
本発明の実施形態に係る柱状ハニカム構造フィルタ２００は、フィルタ基材７０として柱状ハニカム基材７２を用い、上述のフィルタの製造方法にしたがって製造することができる。
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
（Ａ）柱状ハニカム基材の製造
コージェライト化原料１００質量部に、造孔材を３質量部、分散媒を５５質量部、有機バインダーを６質量部、分散剤を１質量部それぞれ添加し、混合及び混練して坏土を調製した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク及びシリカを使用した。分散媒としては水を使用し、造孔材としては吸水性ポリマーを使用し、有機バインダーとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としては脂肪酸石鹸を使用した。
コージェライト化原料１００質量部に、造孔材を３質量部、分散媒を５５質量部、有機バインダーを６質量部、分散剤を１質量部それぞれ添加し、混合及び混練して坏土を調製した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク及びシリカを使用した。分散媒としては水を使用し、造孔材としては吸水性ポリマーを使用し、有機バインダーとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としては脂肪酸石鹸を使用した。
この坏土を押出成形機に投入し、所定形状の口金を介して押出成形することにより円柱状のハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体を誘電乾燥及び熱風乾燥した後、所定の寸法となるように両端面を切断してハニカム乾燥体を得た。
得られたハニカム乾燥体について、第１セル及び第２セルが交互に隣接配置するようにコージェライトを材料として目封止した後に、大気雰囲気下、約２００℃で加熱脱脂し、更に大気雰囲気下、１４２０℃で５時間焼成し、柱状ハニカム基材を得た。
柱状ハニカム基材の仕様は以下の通りである。
全体形状：直径２７０ｍｍ×高さ３００ｍｍの円柱状
セルが延びる方向に直交する断面におけるセル形状：正方形
セル密度（単位断面積当たりのセルの数）：２００セル／平方インチ（３１．１セル／ｃｍ2）
多孔質隔壁の厚み：０．２ｍｍ（口金の仕様に基づく公称値）
全体形状：直径２７０ｍｍ×高さ３００ｍｍの円柱状
セルが延びる方向に直交する断面におけるセル形状：正方形
セル密度（単位断面積当たりのセルの数）：２００セル／平方インチ（３１．１セル／ｃｍ2）
多孔質隔壁の厚み：０．２ｍｍ（口金の仕様に基づく公称値）
（Ｂ）柱状ハニカム構造フィルタの製造
上記の柱状ハニカム基材に対して、図８に示す構成の粒子付着装置を用い、チャンバーの対向面に設けられた取込口から取込まれた周囲ガスの流れを流れ制御部材で制御しつつノズルからセラミックス粒子を含有するエアロゾルを柱状ハニカム基材の第１端面に向かって噴射し、柱状ハニカム基材の第１セルの表面にセラミックス粒子を付着させた。
上記の柱状ハニカム基材に対して、図８に示す構成の粒子付着装置を用い、チャンバーの対向面に設けられた取込口から取込まれた周囲ガスの流れを流れ制御部材で制御しつつノズルからセラミックス粒子を含有するエアロゾルを柱状ハニカム基材の第１端面に向かって噴射し、柱状ハニカム基材の第１セルの表面にセラミックス粒子を付着させた。
粒子付着装置の仕様及び稼働条件は以下である。
＜流れ制御部材＞
構造：図４に示す構造の流れ制御部材（対向面の中心部から外周部に向かう径方向に２列の羽根が設けられている）
対向面に対する羽根の傾斜角θ：１５～６０°（各実施例における具体的な傾斜角θは表１に示す。なお、比較例１では、流れ制御部材を用いなかった。）
＜チャンバー＞
形状：円筒形
内径：３００ｍｍ
長さ：８５０ｍｍ
周囲ガス：空気
対向面の構造：パンチングプレート
取込口へのフィルタ設置：有
ノズルの位置：対向面の中央部
ノズルの出口から柱状ハニカム基材の第１端面までの距離：８５０ｍｍ
＜流れ制御部材＞
構造：図４に示す構造の流れ制御部材（対向面の中心部から外周部に向かう径方向に２列の羽根が設けられている）
対向面に対する羽根の傾斜角θ：１５～６０°（各実施例における具体的な傾斜角θは表１に示す。なお、比較例１では、流れ制御部材を用いなかった。）
＜チャンバー＞
形状：円筒形
内径：３００ｍｍ
長さ：８５０ｍｍ
周囲ガス：空気
対向面の構造：パンチングプレート
取込口へのフィルタ設置：有
ノズルの位置：対向面の中央部
ノズルの出口から柱状ハニカム基材の第１端面までの距離：８５０ｍｍ
＜エアロゾルジェネレータ＞
製品名：なし（自社製作）（図７に示す構造を有する）
種類：連続式エアロゾルジェネレータ
駆動ガス流路及び吸引搬送するための流路の接続方式：ベンチュリエジェクター
セラミックス粒子の供給口の設置個所：ベンチュリ部のうち最も流路が絞られた箇所の下流側であって当該箇所に隣接する位置
収容部へのセラミックス粒子の供給方法：スクリューフィーダー
収容部の種類：漏斗
収容部に収容するセラミックス粒子の種類：ＳｉＣ粒子
セラミックス粒子の体積基準の粒度分布（レーザー回折・散乱法により測定）：メジアン径（Ｄ５０）＝３μｍ、粒度が１０μｍ以上のＳｉＣ粒子：≦２０体積％
駆動ガス：圧縮ドライエアー（露点１０℃以下）
吸引される周囲ガス：空気
吸引搬送するための流路を流れる周囲ガスの平均流量：４０Ｌ／ｍｉｎ
吸引される周囲ガスと合流する前の駆動ガス流路を流れる駆動ガスの平均流量：８０Ｌ／ｍｉｎ
ベンチュリ部の流路断面積に対するベンチュリ部の直前における流路断面積の比＝１：０．０２８
ノズルから噴射されるエアロゾルの平均流速：２６ｍ／秒（アネモマスター［ＫＡＮＯＭＡＸ 型式：６１６２］によりノズルから１０～２０ｍｍ下流側の位置で測定）
ノズルから噴射されるエアロゾルの平均流量：１２０Ｌ／ｍｉｎ（流量計により測定）
ノズルから噴射されるエアロゾル中のセラミックス粒子の質量流量：０．５ｇ／ｓ（流量計により測定）
製品名：なし（自社製作）（図７に示す構造を有する）
種類：連続式エアロゾルジェネレータ
駆動ガス流路及び吸引搬送するための流路の接続方式：ベンチュリエジェクター
セラミックス粒子の供給口の設置個所：ベンチュリ部のうち最も流路が絞られた箇所の下流側であって当該箇所に隣接する位置
収容部へのセラミックス粒子の供給方法：スクリューフィーダー
収容部の種類：漏斗
収容部に収容するセラミックス粒子の種類：ＳｉＣ粒子
セラミックス粒子の体積基準の粒度分布（レーザー回折・散乱法により測定）：メジアン径（Ｄ５０）＝３μｍ、粒度が１０μｍ以上のＳｉＣ粒子：≦２０体積％
駆動ガス：圧縮ドライエアー（露点１０℃以下）
吸引される周囲ガス：空気
吸引搬送するための流路を流れる周囲ガスの平均流量：４０Ｌ／ｍｉｎ
吸引される周囲ガスと合流する前の駆動ガス流路を流れる駆動ガスの平均流量：８０Ｌ／ｍｉｎ
ベンチュリ部の流路断面積に対するベンチュリ部の直前における流路断面積の比＝１：０．０２８
ノズルから噴射されるエアロゾルの平均流速：２６ｍ／秒（アネモマスター［ＫＡＮＯＭＡＸ 型式：６１６２］によりノズルから１０～２０ｍｍ下流側の位置で測定）
ノズルから噴射されるエアロゾルの平均流量：１２０Ｌ／ｍｉｎ（流量計により測定）
ノズルから噴射されるエアロゾル中のセラミックス粒子の質量流量：０．５ｇ／ｓ（流量計により測定）
＜稼働条件＞
ブロアの吸い込み流量：４０００Ｌ／分
柱状ハニカム基材内を流れるエアロゾルの平均流速：約１０ｍ／秒（流量／セル開口面積により算出）
セラミックス粒子の付着工程の終点：差圧計の値が＋０．１ｋＰａ～＋０．４ｋＰａ（製品容積によって設定される膜質量が違うため、差圧値も異なる）に到達した時点
ブロアの吸い込み流量：４０００Ｌ／分
柱状ハニカム基材内を流れるエアロゾルの平均流速：約１０ｍ／秒（流量／セル開口面積により算出）
セラミックス粒子の付着工程の終点：差圧計の値が＋０．１ｋＰａ～＋０．４ｋＰａ（製品容積によって設定される膜質量が違うため、差圧値も異なる）に到達した時点
次に、このようにして得られたセラミックス粒子が付着した柱状ハニカム基材の第１端面をスクレーバで均しながら、第１端面に付着したセラミックス粒子をバキュームで吸引除去した。その後、この柱状ハニカム基材を電気炉に入れ、最高温度１２００℃で２時間保持する条件にて大気雰囲気下で加熱処理することで、第１セルの表面に捕集層を形成した柱状ハニカム構造フィルタを得た。
上記で得られた柱状ハニカム構造フィルタについて、第１端面から第１セルが延びる方向に２５ｍｍの位置で株式会社キーエンス製の３次元測定機（型式ＶＲ－３２００又はＶＲ－５２００）を用いて中心部及び外周部における捕集層の厚みを求めた。
また、上記の柱状ハニカム構造フィルタの製造において、セラミックス粒子の付着工程における原料ロスを算出した。原料ロスの算出は、捕集層の形成に用いたセラミックス粒子の供給量から柱状ハニカム基材に付着したセラミックス粒子の量を引くことによって算出した。捕集層の形成に用いたセラミックス粒子の供給量は、スクリューフィーダーにおけるセラミックス粒子の供給量とした。また、柱状ハニカム基材に付着したセラミックス粒子の量は、捕集層の形成前後の柱状ハニカム基材の質量差から算出した。
上記の評価結果を表１に示す。
また、上記の柱状ハニカム構造フィルタの製造において、セラミックス粒子の付着工程における原料ロスを算出した。原料ロスの算出は、捕集層の形成に用いたセラミックス粒子の供給量から柱状ハニカム基材に付着したセラミックス粒子の量を引くことによって算出した。捕集層の形成に用いたセラミックス粒子の供給量は、スクリューフィーダーにおけるセラミックス粒子の供給量とした。また、柱状ハニカム基材に付着したセラミックス粒子の量は、捕集層の形成前後の柱状ハニカム基材の質量差から算出した。
上記の評価結果を表１に示す。
表１に示されるように、流れ制御部材を備えていない粒子付着装置を用いて形成された捕集層は、中心部と外周部との間の厚みの差が大きかった（比較例１）のに対し、流れ制御部材を備える粒子付着装置を用いて形成された捕集層は、中心部と外周部との間の厚みの差が小さかった（実施例１～４）。また、流れ制御部材の羽根の傾斜角θが小さくなるほど、羽根にセラミックス粒子が付着し易くなるため、原料ロスが多くなる傾向にあった。
以上の結果からわかるように、本発明によれば、フィルタ基材の種類や大きさに左右されずに、均一な厚みの捕集層を形成することが可能な粒子付着装置及びフィルタの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、均一な厚みの捕集層を有する柱状ハニカム構造フィルタを提供することができる。
１０ ホルダー
２０ チャンバー
２１ 対向面
２２ 側壁
２３ テーパー部
３０ ノズル
４０ 取込口
５０ 流れ制御部材
５１ 羽根
５２ 平面部
５３ 開口部
６０ エアロゾルジェネレータ
６１ 接続管
６５ ブロア
６６ 排気管
７０ フィルタ基材
７１ａ 第１端面
７１ｂ 第２端面
７２ 柱状ハニカム基材
７３ 目封止部
７４ 第１セル
７５ 第２セル
７６ 外周壁
７７ 多孔質隔壁
８０ 捕集層
１００ 粒子付着装置
２００ 柱状ハニカム構造フィルタ
４２０ エアロゾルジェネレータ
４２１ ノズル
４２２ セラミックス粒子
４２３ 流路
４２３ｅ 出口
４２７ 駆動ガス流路
４２７ｉ 供給口
４２７ｖ ベンチュリ部
４２９ 収容部
４２９ｉ 入口
４２９ｅ 出口
４２１０ ベンチュリエジェクター
４２１１ 粉体定量供給機
２０ チャンバー
２１ 対向面
２２ 側壁
２３ テーパー部
３０ ノズル
４０ 取込口
５０ 流れ制御部材
５１ 羽根
５２ 平面部
５３ 開口部
６０ エアロゾルジェネレータ
６１ 接続管
６５ ブロア
６６ 排気管
７０ フィルタ基材
７１ａ 第１端面
７１ｂ 第２端面
７２ 柱状ハニカム基材
７３ 目封止部
７４ 第１セル
７５ 第２セル
７６ 外周壁
７７ 多孔質隔壁
８０ 捕集層
１００ 粒子付着装置
２００ 柱状ハニカム構造フィルタ
４２０ エアロゾルジェネレータ
４２１ ノズル
４２２ セラミックス粒子
４２３ 流路
４２３ｅ 出口
４２７ 駆動ガス流路
４２７ｉ 供給口
４２７ｖ ベンチュリ部
４２９ 収容部
４２９ｉ 入口
４２９ｅ 出口
４２１０ ベンチュリエジェクター
４２１１ 粉体定量供給機
すなわち、本発明は、流体が流入可能な第１端面及び前記流体が流出可能な第２端面を有するフィルタ基材を保持するためのホルダーと、
前記ホルダーに連通するチャンバーであって、前記フィルタ基材の前記第１端面が前記チャンバー内の空間に面するように配置されたチャンバーと、
前記フィルタ基材の前記第１端面に対向する前記チャンバーの対向面に配置され、粒子を含有するエアロゾルを前記フィルタ基材の前記第１端面に向かって噴射可能なノズルと、
前記チャンバーの前記対向面に設けられ、周囲ガスを取込み可能な取込口と、
前記取込口が設けられた前記対向面上に配置され、前記周囲ガスの流れを制御可能な複数の羽根を有する流れ制御部材と
を備える粒子付着装置である。
前記ホルダーに連通するチャンバーであって、前記フィルタ基材の前記第１端面が前記チャンバー内の空間に面するように配置されたチャンバーと、
前記フィルタ基材の前記第１端面に対向する前記チャンバーの対向面に配置され、粒子を含有するエアロゾルを前記フィルタ基材の前記第１端面に向かって噴射可能なノズルと、
前記チャンバーの前記対向面に設けられ、周囲ガスを取込み可能な取込口と、
前記取込口が設けられた前記対向面上に配置され、前記周囲ガスの流れを制御可能な複数の羽根を有する流れ制御部材と
を備える粒子付着装置である。
Claims (15)
- 流体が流入可能な第１端面及び前記流体が流出可能な第２端面を有するフィルタ基材を保持するためのホルダーと、
前記ホルダーに連通するチャンバーであって、前記フィルタ基材の前記第１端面が前記チャンバー内の空間に面するように配置されたチャンバーと、
前記フィルタ基材の前記第１端面に対向する前記チャンバーの対向面に配置され、粒子を含有するエアロゾルを前記フィルタ基材の前記第１端面に向かって噴射可能なノズルと、
前記チャンバーの前記対向面に設けられ、周囲ガスを取込み可能な取込口と、
前記取込口が設けられた前記対向面上に配置され、前記周囲ガスの流れを制御可能な流れ制御部材と
を備える粒子付着装置。 - 前記流れ制御部材は、前記対向面に対して１０～８０°の傾斜角を有する複数の羽根を有する、請求項１に記載の粒子付着装置。
- 前記流れ制御部材は、前記対向面と平行な平面部と、前記平面部に設けられ且つ前記取込口の少なくとも一部を露出させる複数の開口部とを更に有し、
前記羽根は、前記平面部と前記開口部との境界に設けられ且つ前記開口部側に傾斜している、請求項２に記載の粒子付着装置。 - 前記羽根が、前記開口部の外縁形状と略同一の形状を有する、請求項３に記載の粒子付着装置。
- 前記羽根は、前記対向面の中心部から外周部に向かう径方向に２列以上設けられている、請求項２～４のいずれか一項に記載の粒子付着装置。
- 前記ノズルが前記対向面の中心部に設けられるとともに、前記取込口が前記ノズルの周囲の前記対向面に複数設けられている、請求項１～５のいずれか一項に記載の粒子付着装置。
- 前記フィルタ基材は、前記第１端面から前記第２端面まで延び、前記第１端面が開口して前記第２端面に目封止部を有する複数の第１セルと、前記第１端面から前記第２端面まで延び、前記第２端面が開口して前記第１端面に目封止部を有する複数の第２セルとを備え、前記第１セルと前記第２セルとが多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム基材である、請求項１～６のいずれか一項に記載の粒子付着装置。
- 前記柱状ハニカム基材は、前記第１セル及び前記第２セルが延びる方向に直交する断面において１８０ｍｍ以上の直径を有する、請求項７に記載の粒子付着装置。
- 前記ノズルに接続されたエアロゾルジェネレータを更に備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の粒子付着装置。
- 前記フィルタ基材の前記第２端面に吸引力を与えるためのブロアを更に備える、請求項１～９のいずれか一項に記載の粒子付着装置。
- 請求項１～１０のいずれか一項に記載の粒子付着装置を用いるフィルタの製造方法。
- 前記フィルタ基材を前記ホルダーに保持する工程と、
前記チャンバーの前記対向面に設けられた前記取込口から取込まれた前記周囲ガスの流れを前記流れ制御部材で制御しつつ前記ノズルから前記エアロゾルを前記フィルタ基材の前記第１端面に向かって噴射し、前記フィルタ基材に前記粒子を付着させる工程と
を含む、請求項１１に記載のフィルタの製造方法。 - 前記粒子がセラミックス粒子である、請求項１１又は１２に記載のフィルタの製造方法。
- 前記セラミックス粒子の主成分が炭化珪素、アルミナ、シリカ、コージェライト又はムライトである、請求項１３に記載のフィルタの製造方法。
- 第１端面から第２端面まで延び、前記第１端面が開口して前記第２端面に目封止部を有する複数の第１セルと、前記第１端面から前記第２端面まで延び、前記第２端面が開口して前記第１端面に目封止部を有する複数の第２セルとを有し、前記第１セルと前記第２セルとが多孔質隔壁を挟んで交互に隣接配置されている柱状ハニカム基材と、
前記第１セル及び前記第２セルの少なくとも一方の表面に形成された捕集層と
を備え、
前記捕集層における厚みの差が１５μｍ以下である、柱状ハニカム構造フィルタ。
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- 2022-02-24 WO PCT/JP2022/007709 patent/WO2023074011A1/ja active Application Filing
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| JP2011224514A (ja) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Ngk Insulators Ltd | 目封止ハニカム構造体の製造方法 |
| JP2012075989A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体の製造方法 |
| JP2021154272A (ja) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | 日本碍子株式会社 | 柱状ハニカム構造フィルタ及びその製造方法 |
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