JP2024020302A - 多孔質材料を有するハニカム体 - Google Patents

Abstract

【課題】初期濾過効率（ＦＥ）を改善し、より低い圧力損失を達成するハニカム体を形成するための方法を提供する。【解決手段】第１の端部（１０５）と、第２の端部（１３５）と、複数の内部チャネル（１１０）を画定する壁表面を有する複数の壁（１１５）とを備える多孔質セラミックハニカム構造体を有するハニカム体（１００）。多孔質材料は、ハニカム体（１００）の壁表面のうちの１つ以上の上に配置されている。ハニカム体（１００）を形成するための方法は、セラミックハニカム体（１００）の上に多孔質無機材料を堆積させるステップと、多孔質層を形成するために、多孔質無機材料をセラミックハニカム体（１００）に結合させるステップとを含む。【選択図】図１

Description

本明細書は、多孔質体の少なくとも一部の上に配置された多孔質材料、例えば多孔質無機層などの濾過材料などの材料を有する多孔質セラミックハニカム体などの多孔質体を有する物品、ならびにそのような物品および多孔質体を製造するための方法に関する。

燃焼機関排気などの流体排気流からパティキュレートを除去するためにウォールフロー型フィルタが使用される。例には、ディーゼルエンジン排気ガスからパティキュレートを除去するために使用されるセラミックスートフィルタおよびガソリンエンジン排気ガスからパティキュレートを除去するために使用されるガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）が含まれる。ウォールフロー型フィルタの場合、濾過される排気ガスは、入口セルに入り、セル壁を通過して、出口チャネルを経由してフィルタを出る。ガスがフィルタを通り抜け、次いでフィルタを出るとき、パティキュレートは入口セル壁の上または内部に捕捉される。

ＧＰＦは、従来のガソリンエンジンよりも多くのパティキュレートを放出するガソリン直噴（ＧＤＩ）エンジンと併せて使用される。車両に関する欧州連合の排出基準Euro 6は、例えばパティキュレート数を６×１０^１１＃／ｋｍ未満に規制している。アッシュケーキがＧＰＦ上に徐々に蓄積すると、結果的に濾過効率（ＦＥ）の改善が生じる。しかし、アッシュケーキは、粒子充填の比較的低い気孔率および乏しい耐久性によって特徴付けられている。アッシュケーキの蓄積はフィルタ全体の圧力損失の増加をもたらすことがあり、これはフィルタ性能に有害であり得る。

初期濾過効率（ＦＥ）はＧＰＦの属性である。ＦＥを改善し、より低い圧力損失を達成することが引き続き必要とされている。

本開示の態様は、多孔質体ならびにその製造および使用のための方法に関する。

１つの態様によれば、多孔質体は、第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する壁表面を有する複数の多孔質壁とを備える多孔質セラミックまたは金属ハニカム体を含む。多孔質材料、例えば多孔質無機層などの濾過材料などの材料が壁表面のうちの１つ以上の上に配置されている。１つ以上の実施形態において、多孔質無機層などの濾過材料などの材料は、約２０％～約９５％、または約２５％～約９５％、または約３０％～約９５％、または約４０％～約９５％、または約４５％～約９５％、または約５０％～約９５％、または約５５％～約９５％、または約６０％～約９５％、または約６５％～約９５％、または約７０％～約９５％、または約７５％～約９５％、または約８０％～約９５％、または約８５％～約９５％、約３０％～約９５％、または約４０％～約９５％、または約４５％～約９５％、または約５０％～約９５％、または約５５％～約９５％、または約６０％～約９５％、または約６５％～約９５％、または約７０％～約９５％、または約７５％～約９５％、または約８０％～約９５％、または約８５％～約９５％、または約２０％～約９０％、または約２５％～約９０％、または約３０％～約９０％、または約４０％～約９０％、または約４５％～約９０％、または約５０％～約９０％、または約５５％～約９０％、または約６０％～約９０％、または約６５％～約９０％、または約７０％～約９０％、または約７５％～約９０％、または約８０％～約９０％、または約８５％～約９０％、または約２０％～約８５％、または約２５％～約８５％、または約３０％～約８５％、または約４０％～約８５％、または約４５％～約８５％、または約５０％～約８５％、または約５５％～約８５％、または約６０％～約８５％、または約６５％～約８５％、または約７０％～約８５％、または約７５％～約８５％、または約８０％～約８５％、または約２０％～約８０％、または約２５％～約８０％、または約３０％～約８０％、または約４０％～約８０％、または約４５％～約８０％、または約５０％～約８０％、または約５５％～約８０％、または約６０％～約８０％、または約６５％～約８０％、または約７０％～約８０％、または約７５％～約８０％の範囲内の気孔率を有し、多孔質無機層などの濾過材料などの材料は、０．５μｍ以上かつ５０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ４５μｍ以下、０．５μｍ以上かつ４０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ３５μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ３０μｍ以下、０．５μｍ以上かつ２５μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ２０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ１５μｍ以下、０．５μｍ以上かつ１０μｍ以下の平均厚さを有する。

別の態様において、ハニカム体を形成するための方法は、濾過材料などの材料をガス状キャリア流体と接触させるステップと、ガス状キャリア流体をセラミックハニカム体を通じて流すことにより、セラミックハニカム体の上に濾過材料などの材料を堆積させるステップと、多孔質無機層でよい濾過材料などの多孔質材料を生成するために、濾過材料などの材料をセラミックハニカム体に結合させるステップとを含む。多孔質無機層でよい濾過材料などの堆積された材料は、約２０％～約９５％、または約２５％～約９５％、または約３０％～約９５％、または約４０％～約９５％、または約４５％～約９５％、または約５０％～約９５％、または約５５％～約９５％、または約６０％～約９５％、または約６５％～約９５％、または約７０％～約９５％、または約７５％～約９５％、または約８０％～約９５％、または約８５％～約９５％、約３０％～約９５％、または約４０％～約９５％、または約４５％～約９５％、または約５０％～約９５％、または約５５％～約９５％、または約６０％～約９５％、または約６５％～約９５％、または約７０％～約９５％、または約７５％～約９５％、または約８０％～約９５％、または約８５％～約９５％、または約２０％～約９０％、または約２５％～約９０％、または約３０％～約９０％、または約４０％～約９０％、または約４５％～約９０％、または約５０％～約９０％、または約５５％～約９０％、または約６０％～約９０％、または約６５％～約９０％、または約７０％～約９０％、または約７５％～約９０％、または約８０％～約９０％、または約８５％～約９０％、または約２０％～約８５％、または約２５％～約８５％、または約３０％～約８５％、または約４０％～約８５％、または約４５％～約８５％、または約５０％～約８５％、または約５５％～約８５％、または約６０％～約８５％、または約６５％～約８５％、または約７０％～約８５％、または約７５％～約８５％、または約８０％～約８５％、または約２０％～約８０％、または約２５％～約８０％、または約３０％～約８０％、または約４０％～約８０％、または約４５％～約８０％、または約５０％～約８０％、または約５５％～約８０％、または約６０％～約８０％、または約６５％～約８０％、または約７０％～約８０％、または約７５％～約８０％の範囲内の気孔率を有し、多孔質無機層でよい濾過材料などの堆積された材料は、０．５μｍ以上かつ５０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ４５μｍ以下、０．５μｍ以上かつ４０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ３５μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ３０μｍ以下、０．５μｍ以上かつ２５μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ２０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ１５μｍ以下、０．５μｍ以上かつ１０μｍ以下の平均厚さを有する。

追加の特徴および利点は以下の詳細な説明に記載され、一部は、その説明から当業者には容易に明らかになるであろうし、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲ならびに添付図面を含む本明細書に記載の実施形態を実施することにより認識されるであろう。

前述の概要および以下の詳細な説明はいずれも様々な実施形態を説明しており、特許請求される主題の性質および特徴を理解するための概要または枠組みを提供するものであると理解されるべきである。添付図面は、様々な実施形態をさらに理解するために記載されており、本明細書に援用され、その一部を構成する。これらの図面は、本明細書に記載の様々な実施形態を示し、その説明と共に、特許請求される主題の原理および作用の説明に役立つ。

本明細書に開示および記載の実施形態によるハニカム体を示す概略図である。 本明細書に開示および記載の実施形態によるパティキュレートフィルタを示す概略図である。 図２に示されたパティキュレートフィルタの断面図である。 本明細書に開示および記載の実施形態による煤負荷を伴うハニカム体の壁を示す概略図である。 本明細書に開示の実施形態による多孔質無機層でよい材料を形成するプロセスの例示的な実施形態を示すフローチャートである。 本明細書に開示の実施形態による多孔質無機層でよい材料を堆積させるための装置を示す概略図である。 本明細書に開示の実施形態による多孔質無機層でよい材料を堆積させるための装置を示す概略図である。 本明細書に開示の実施形態による多孔質無機層でよい材料を堆積させるための装置を示す概略図である。 本明細書に開示の実施形態による多孔質無機層でよい材料を堆積させるための装置を示す概略図である。 本明細書に開示および記載の実施形態によるＡｌ_２Ｏ_３凝集体または集塊のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ１０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ５０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ９０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ１０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体の断面のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ５０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体の断面のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ９０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体の断面のＳＥＭ写真である。 未被覆のハニカム体を本明細書に開示および記載の実施形態による壁の上に形成された材料を有するハニカム体と比較する、濾過効率を示すグラフである。 本明細書に開示および記載の実施形態による壁の上に形成された材料を有する２つの異なるハニカム体と比較した、未被覆のハニカム体の流量に対する背圧を示すグラフである。 本明細書に開示および記載の実施形態による壁の上に形成された材料を有するハニカム体と比較した、未被覆のハニカム体の煤負荷量に対する背圧を示すグラフである。 入口壁表面から深さ１０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ５０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ９０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ１０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体の断面のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ５０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体の断面のＳＥＭ写真である。 入口壁表面から深さ９０％の壁の上に形成された材料を有するハニカム体の断面のＳＥＭ写真である。 実施例に記載された試験後の実施例４の壁の上に形成された材料を有するハニカム体の入口壁表面から深さ１０％のＳＥＭ写真である。 実施例に記載された試験後の実施例４の壁の上に形成された材料を有するハニカム体の入口壁表面から深さ５０％のＳＥＭ写真である。 実施例に記載された試験後の実施例４の壁の上に形成された材料を有するハニカム体の入口壁表面から深さ９０％のＳＥＭ写真である。 真円度に関して測定された一次粒子のＳＥＭ写真である。 図１４Ａからのデータの表である。 真円度に関して測定された集塊のＳＥＭ写真である。 図１５Ａからのデータの表である。

これより、その上に多孔質無機層を有する多孔質ハニカム体を含むハニカム体の実施形態を詳細に参照し、これらの実施形態は添付図面に示される。可能な場合は常に、同じ部品または同様の部品を指すために、図面全体にわたって同じ参照番号が使用される。

本開示の態様は、セラミック物品などの物品ならびにその製造および使用のための方法に関する。いくつかの実施形態において、セラミック物品は、複数の内部チャネルを画定する壁表面を有する多孔質壁の多孔質セラミックハニカム構造体からなるハニカム体を有する。

いくつかの実施形態において、多孔質セラミック壁は、壁の１つ以上の表面の上に配置された多孔質無機層を含んでよい濾過材料などの材料を含む。いくつかの実施形態において、濾過材料は、１つ以上のセラミック材料または耐火材料など、１つ以上の無機材料を含む。いくつかの実施形態において、ハニカム体のクリーンな状態、または再生された状態の後のフィルタとしてのハニカム体の少なくとも初期使用中に、例えばフィルタとしてのハニカム体の長時間使用後に灰および／または煤のかなりの蓄積がハニカム体の内側で起こる前などに、壁を通じて、かつ壁において局所的にも、ハニカム体を通じて全体的にも向上された濾過効率を提供するために、濾過材料は、壁の上に配置される。

１つの態様において、濾過材料は、ハニカム構造体の壁のうちの１つ以上の表面の上に配置された層として存在する。層はいくつかの実施形態において、壁を通るガス流を可能にする多孔質である。いくつかの実施形態において、層は、１つ以上の壁の表面の少なくとも一部または全体にわたる連続コーティングとして存在する。この態様のいくつかの実施形態において、濾過材料は火炎堆積濾過材料である。

別の態様において、濾過材料は、ハニカム構造体の壁のうちの１つ以上の表面の上に配置された濾過材料の複数の離散領域として存在する。濾過材料は、多孔質壁の気孔のいくつかの一部を部分的に塞ぐことがあるが、依然として壁を通るガス流を可能にする。この態様のいくつかの実施形態において、濾過材料はエアロゾル堆積された濾過材料である。いくつかの好ましい実施形態において、濾過材料は、無機材料またはセラミック材料または耐火材料からなる複数の無機粒子集塊を含む。いくつかの実施形態において、集塊は多孔質であり、それによってガスを集塊に流通させる。

いくつかの実施形態において、ハニカム体は、第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム体を含む。多孔質無機層でよい濾過材料などの堆積された材料がハニカム体の壁表面のうちの１つ以上の上に配置されている。多孔質無機層でよい濾過材料などの堆積された材料は、約２０％～約９５％、または約２５％～約９５％、または約３０％～約９５％、または約４０％～約９５％、または約４５％～約９５％、または約５０％～約９５％、または約５５％～約９５％、または約６０％～約９５％、または約６５％～約９５％、または約７０％～約９５％、または約７５％～約９５％、または約８０％～約９５％、または約８５％～約９５％、約３０％～約９５％、または約４０％～約９５％、または約４５％～約９５％、または約５０％～約９５％、または約５５％～約９５％、または約６０％～約９５％、または約６５％～約９５％、または約７０％～約９５％、または約７５％～約９５％、または約８０％～約９５％、または約８５％～約９５％、または約２０％～約９０％、または約２５％～約９０％、または約３０％～約９０％、または約４０％～約９０％、または約４５％～約９０％、または約５０％～約９０％、または約５５％～約９０％、または約６０％～約９０％、または約６５％～約９０％、または約７０％～約９０％、または約７５％～約９０％、または約８０％～約９０％、または約８５％～約９０％、または約２０％～約８５％、または約２５％～約８５％、または約３０％～約８５％、または約４０％～約８５％、または約４５％～約８５％、または約５０％～約８５％、または約５５％～約８５％、または約６０％～約８５％、または約６５％～約８５％、または約７０％～約８５％、または約７５％～約８５％、または約８０％～約８５％、または約２０％～約８０％、または約２５％～約８０％、または約３０％～約８０％、または約４０％～約８０％、または約４５％～約８０％、または約５０％～約８０％、または約５５％～約８０％、または約６０％～約８０％、または約６５％～約８０％、または約７０％～約８０％、または約７５％～約８０％の範囲内の気孔率を有し、多孔質無機層でよい濾過材料などの堆積された材料は、０．５μｍ以上かつ５０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ４５μｍ以下、０．５μｍ以上かつ４０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ３５μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ３０μｍ以下、０．５μｍ以上かつ２５μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ２０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ１５μｍ以下、０．５μｍ以上かつ１０μｍ以下の平均厚さを有する。ハニカム体およびそのようなハニカム体を形成するための方法の様々な実施形態を本明細書において添付図面を特に参照して説明する。

材料は、いくつかの実施形態において濾過材料を含み、いくつかの実施形態において無機層を含む。１つ以上の実施形態によれば、本明細書において提供される無機層は、材料または濾過材料の、分断されて離散したパッチを含む、入口端部から出口端部まで形成された不連続層と、実質的に球状である二次凝集体粒子内または集塊内の一次粒子からなるバインダとを含む。１つ以上の実施形態において、一次粒子は非球状である。１つ以上の実施形態において、「実質的に球状」は、約０．８～約１または約０．９～約１の範囲内の断面の真円度を有する集塊を指し、１は完全な円を表す。１つ以上の実施形態において、ハニカム体の上に堆積された一次粒子の７５％は、０．８未満の真円度を有する。１つ以上の実施形態において、ハニカム体の上に堆積された凝集体粒子または集塊は、０．９超、０．９５超、０．９６超、０．９７超、０．９８超、または０．９９超の平均真円度を有する。

真円度は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して測定することができる。「断面の真円度（または単に真円度）」という用語は、以下に示される式を使用して表される値である。１の真円度を有する円は完全な円である。

真円度＝（４π×断面積）／（断面の周囲長）^２。

１つ以上の実施形態において、「濾過材料」は、壁を通じて、かつ壁において局所的にも、ハニカム体を通じて全体的にも、向上された濾過効率をハニカム体に提供する。１つ以上の実施形態において、「濾過材料」は排気流のガス状混合物の成分と反応しないので、触媒活性があると見なされない。

本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられるとき、単数形「a」、「an」、および「the」は、その内容によって特に明確に定められていない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられるとき、その内容によって特に明確に定められていない限り、「または」という用語は概して、「および／または」を含む意味で用いられる。

本明細書において用いられるとき、「を有する（have）」、「を有する（having）」、「を含む（include）」、「を含む（including）」、「を含む（comprise）」、「を含む（comprising）」または同種のものは、それらの制約のない意味で使用され、一般に「を含むが、～に限定されない」ことを意味する。

本明細書において言及されるとき、ハニカム体は、チャネルを画定するセルを形成する交差壁の成形されたセラミックハニカム構造体である。セラミックハニカム構造体は、成形、押し出し、または成型されてよく、任意の形状またはサイズのものでよい。例えば、セラミックハニカム構造体は、コーディエライトまたは他の適したセラミック材料から形成されたフィルタ体でよい。

本明細書において言及されるとき、ハニカム体は、ガス流から粒子状物質を濾過するように構成された、ハニカム構造体の壁表面に塗布された少なくとも１つの層を有する成形されたセラミックハニカム構造体と定義することもできる。ハニカム構造体の同じ位置に塗布された１つを超える層が存在してよい。層は、無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の両方を含んでよい。例えば、ハニカム体が、１つ以上の実施形態において、コーディエライトまたは他のセラミック材料から形成されてよく、かつコーディエライトハニカム構造体の表面に塗布された多孔質無機層を有してよい。

本明細書において用いられるとき、「グリーン」または「グリーンセラミック」は、特に指定のない限り同義で使用され、未焼結材料を指す。

１つ以上の実施形態のハニカム体は、ハニカム構造体と、ハニカム構造体の１つ以上の壁の上に配置された多孔質無機層でよい濾過材料などの堆積された材料とを含んでよい。いくつかの実施形態において、多孔質無機層でよい濾過材料などの堆積された材料は、ハニカム構造体内に存在する壁の表面に塗布され、壁は、複数の内部チャネルを画定する表面を有する。

内部チャネルは、存在するとき、様々な断面形状、例えば円、長円、三角形、四角形、五角形、六角形、もしくはこれらのいずれかのモザイク状の組合せなどを有してよく、任意の適した幾何学的構成で配列されてよい。内部チャネルは、存在するとき、離散または交差していてよく、ハニカム体の第１の端部から、第１の端部の反対側であるハニカム体の第２の端部までハニカム体を通って延びてよい。

ここで図１を参照すると、本明細書に図示および記載の１つ以上の実施形態によるハニカム体１００が示されている。ハニカム体１００は、実施形態において、複数の内部チャネル１１０を画定する複数の壁１１５を備えてよい。複数の内部チャネル１１０および交差チャネル壁１１５は、ハニカム体の入口端部でよい第１の端部１０５と、出口端部でよい第２の端部１３５の間に延びる。

１つ以上の実施形態において、ハニカム体は、コーディエライト、チタン酸アルミニウム、エンスタタイト、ムライト、フォルステライト、コランダム（ＳｉＣ）、スピネル、サファーリン、およびペリクレースから形成されてよい。一般に、コーディエライトは、式（Ｍｇ，Ｆｅ）_２Ａｌ_３（Ｓｉ_５ＡｌＯ_１８）による組成を有する固溶体である。いくつかの実施形態において、例えばセラミック原材料の粒子サイズを変化させることにより、セラミック材料の気孔サイズが制御されてよく、セラミック材料の気孔率が制御されてよく、セラミック材料の気孔サイズ分布が制御されてよい。加えて、ハニカム体を形成するために使用されるセラミックバッチに気孔形成剤が含まれてよい。

いくつかの実施形態において、ハニカム体の壁は、４５μｍ以上２３０μｍ以下、６５μｍ以上２１０μｍ以下、６５μｍ以上１９０μｍ以下、または８５μｍ以上１７０μｍ以下など、２５μｍ以上２５０μｍ以下の平均厚さを有してよい。ハニカム体の壁は、バルク部分（本明細書においてバルクとも呼ぶ）と表面部分（本明細書において表面とも呼ぶ）とからなるベース部分を有すると記述することができる。壁の表面部分は、ハニカム体の壁の表面からハニカム体のバルク部分に向かって壁の中に延びる。表面部分は、ハニカム体の壁のベース部分の中に０（ゼロ）から約１０μｍの深さまで延びてよい。いくつかの実施形態において、表面部分は、壁のベース部分の中に約５μｍ、約７μｍ、または約９μｍ（すなわち０（ゼロ）の深さ）延びてよい。ハニカム体のバルク部分は、壁の厚さから表面部分を引いたものに等しい。したがって、ハニカム体のバルク部分は以下の式により決定することができる：
ｔ_{ｔｏｔａｌ}－２ｔ_{ｓｕｒｆａｃｅ}
（式中、ｔ_{ｔｏｔａｌ}は壁の全厚であり、ｔ_{ｓｕｒｆａｃｅ}は壁表面の厚さである）。

１つ以上の実施形態において、（何らかの材料または濾過材料または層を塗布する前の）ハニカム体のバルクは、１２μｍ以上２２μｍ以下、または１２μｍ以上１８μｍ以下など、７μｍ以上２５μｍ以下のバルク平均気孔サイズを有する。例えば、いくつかの実施形態において、ハニカム体のバルクは、約１０μｍ、約１１μｍ、約１２μｍ、約１３μｍ、約１４μｍ、約１５μｍ、約１６μｍ、約１７μｍ、約１８μｍ、約１９μｍ、または約２０μｍのバルク平均気孔サイズを有してよい。一般に、任意の所与の材料の気孔サイズが統計的分布で存在する。したがって、（何らかの材料または濾過材料または層を塗布する前の）「平均気孔サイズ」または「ｄ_５０」という用語は、すべての気孔の統計的分布に基づいて５０％の気孔の気孔サイズがそれを上回り、残りの５０％の気孔の気孔サイズがそれを下回る長さ測定値を指す。セラミック体内の気孔は、以下のうちの少なくとも１つにより製造することができる：（１）無機バッチ材料粒子サイズおよびサイズ分布、（２）炉／熱処理焼成時間および温度スケジュール、（３）炉雰囲気（例えば、低いまたは高い酸素含有量および／または水含有量）、ならびに（４）気孔形成剤、例えばポリマーおよびポリマー粒子、デンプン、木粉、中空無機粒子ならびに／または黒鉛／炭素粒子など。

特定の実施形態において、（何らかの材料または濾過材料または層を塗布する前の）ハニカム体のバルクの平均気孔サイズ（ｄ_５０）は、１０μｍ～約１６μｍの範囲内、例えば１３～１４μｍであり、ｄ_１０は、すべての気孔の統計的分布に基づいて９０％の気孔の気孔サイズがそれを上回り、残りの１０％の気孔の気孔サイズがそれを下回る長さ測定値を指し、約７μｍである。特定の実施形態において、ｄ_９０は、すべての気孔の統計的分布に基づいて（何らかの材料または濾過材料または層を塗布する前の）ハニカム体のバルクの１０％の気孔の気孔サイズがそれを上回り、残りの９０％の気孔の気孔サイズがそれを下回る長さ測定値を指し、約３０μｍである。特定の実施形態において、二次凝集体粒子または集塊の平均直径（Ｄ_５０）は約２μｍである。特定の実施形態において、集塊平均サイズＤ_５０およびバルクハニカム体の平均壁気孔サイズｄ_５０が、集塊平均サイズＤ_５０対バルクハニカム体の平均壁気孔サイズｄ_５０の比が５：１～１６：１の範囲内であるようなとき、優れた濾過効率結果および低圧力損失結果が得られることが明らかになった。さらに特定の実施形態において、（何らかの材料または濾過材料または層を塗布する前の）集塊平均サイズＤ_５０対ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０の比は、６：１～１６：１、７：１～１６：１、８：１～１６：１、９：１～１６：１、１０：１～１６：１、１１：１～１６：１または１２：１～６：１の範囲内であり、優れた濾過効率結果および低圧力損失結果を与える。

いくつかの実施形態において、ハニカム体のバルクは、コーティングを考慮せずに、水銀圧入ポロシメトリーにより測定されたときに５０％以上７５％以下のバルク気孔率を有してよい。気孔率を測定するための他の方法には走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）およびＸ線断層撮影法が含まれ、これら２つの方法は特に表面気孔率およびバルク気孔率を互いに独立して測定するのに役立つ。１つ以上の実施形態において、ハニカム体のバルク気孔率は、例えば約５０％～約７５％の範囲内、約５０％～約７０％の範囲内、約５０％～約６５％の範囲内、約５０％～約６０％の範囲内、約５０％～約５８％の範囲内、約５０％～約５６％の範囲内、または約５０％～約５４％の範囲内でよい。

１つ以上の実施形態において、ハニカム体の表面部分は、８μｍ以上１５μｍ以下、または１０μｍ以上１４μｍ以下など、７μｍ以上２０μｍ以下の表面平均気孔サイズを有する。例えば、いくつかの実施形態において、ハニカム体の表面は、約８μｍ、約９μｍ、約１０μｍ、約１１μｍ、約１２μｍ、約１３μｍ、約１４μｍ、または約１５μｍの表面平均気孔サイズを有してよい。

いくつかの実施形態において、ハニカム体の表面は、層の塗布前に、水銀圧入ポロシメトリー、ＳＥＭ、またはＸ線断層撮影法により測定されたときに３５％以上７５％以下の表面気孔率を有してよい。１つ以上の実施形態において、ハニカム体の表面気孔率は、６５％未満、例えば６０％未満、５５％未満、５０％未満、４８％未満、４６％未満、４４％未満、４２％未満、４０％未満、４８％未満、または３６％未満などでよい。

ここで図２を参照すると、パティキュレートフィルタ２００の形態のハニカム体が概略的に示されている。パティキュレートフィルタ２００は、ガソリンエンジンから排出された排気ガス流（この場合、パティキュレートフィルタ２００はガソリンパティキュレートフィルタである）などの排気ガス流２５０から粒子状物質を濾過するウォールフロー型フィルタとして使用され得る。パティキュレートフィルタ２００は概して、（図３に示された）全長Ｌ_ａを画定する、入口端部２０２と出口端部２０４の間に延びる複数のチャネル２０１またはセルを有するハニカム体を含む。パティキュレートフィルタ２００のチャネル２０１は、入口端部２０２から出口端部２０４まで延びる複数の交差チャネル壁２０６により形成され、これにより少なくとも部分的に画定される。パティキュレートフィルタ２００は、複数のチャネル２０１を取り囲むスキン層２０５を含んでもよい。このスキン層２０５は、チャネル壁２０６の形成中に押し出されてよく、または後の加工においてチャネルの外周部分にスキニングセメントを塗布することによるなどして、後から塗布されたスキン層として形成されてよい。

図２のパティキュレートフィルタ２００の軸線方向断面が図３に示されている。いくつかの実施形態において、特定のチャネルは入口チャネル２０８として指定されており、特定の他のチャネルは出口チャネル２１０として指定されている。パティキュレートフィルタ２００のいくつかの実施形態において、チャネルの少なくとも第１の組が栓２１２で目封止されてよい。概して、栓２１２は、チャネル２０１の端部（すなわち、入口端部または出口端部）に近接して配列される。栓は、概して、図２に示された市松模様など、あらかじめ定義されたパターンで配列され、１つおきのチャネルが、端部において目封止されている。図３に示すように、入口チャネル２０８は、出口端部２０４またはその近くにおいて目封止されてよく、出口チャネル２１０は、入口チャネルに対応していないチャネル上の入口端部２０２またはその近くにおいて目封止されてよい。したがって、各セルは、パティキュレートフィルタの一端またはその近くにおいてのみ目封止されてよい。

図２は概して、市松模様の目封止パターンを示すが、代替の目封止パターンが多孔質セラミックハニカム物品において使用されてよいことが理解されるべきである。本明細書に記載の実施形態において、パティキュレートフィルタ２００は、最高約６００チャネル／平方インチ（ｃｐｓｉ）（約９３．０チャネル／ｃｍ^２）のチャネル密度で形成されてよい。例えば、いくつかの実施形態において、パティキュレートフィルタ２００は、約１００ｃｐｓｉ～約６００ｃｐｓｉ（約１５．５チャネル／ｃｍ^２～約９３．０チャネル／ｃｍ^２）の範囲内のチャネル密度を有してよい。いくつかの他の実施形態において、パティキュレートフィルタ２００は、約１００ｃｐｓｉ～約４００ｃｐｓｉ（約１５．５チャネル／ｃｍ^２～約６２．０チャネル／ｃｍ^２）またはさらに約２００ｃｐｓｉ～約３００ｃｐｓｉ（約３１．０チャネル／ｃｍ^２～約４６．５チャネル／ｃｍ^２）の範囲内のチャネル密度を有してよい。

本明細書に記載の実施形態において、パティキュレートフィルタ２００のチャネル壁２０６は、約４ミル（１０１．６μｍ）超の厚さを有してよい。例えば、いくつかの実施形態において、チャネル壁２０６の厚さは、約４ミル（約０．１ｍｍ）～最大約３０ミル（７６２μｍ）の範囲内でよい。いくつかの他の実施形態において、チャネル壁２０６の厚さは、約７ミル（１７７．８μｍ）～約２０ミル（５０８μｍ）の範囲内でよい。

本明細書に記載のパティキュレートフィルタ２００のいくつかの実施形態において、パティキュレートフィルタ２００のチャネル壁２０６は、パティキュレートフィルタ２００への何らかのコーティングの塗布前に、未被覆の開気孔率（すなわち、何らかのコーティングがハニカム体に塗布される前の気孔率）％Ｐ≧３５％を有してよい。いくつかの実施形態において、チャネル壁２０６の未被覆の開気孔率は４０％≦％Ｐ≦７５％のようであってよい。他の実施形態において、チャネル壁２０６の未被覆の開気孔率は、４５％≦％Ｐ≦７５％、５０％≦％Ｐ≦７５％、５５％≦％Ｐ≦７５％、６０％≦％Ｐ≦７５％、４５％≦％Ｐ≦７０％、５０％≦％Ｐ≦７０％、５５％≦％Ｐ≦７０％、または６０％≦％Ｐ≦７０％のようであってよい。

さらに、いくつかの実施形態において、チャネル壁２０６内の気孔分布が何らかのコーティングの塗布前に（すなわち未被覆）３０μｍ以下の平均気孔サイズを有するようにパティキュレートフィルタ２００のチャネル壁２０６は形成される。例えば、いくつかの実施形態において、平均気孔サイズは、８μｍ以上かつ３０μｍ以下でよい。他の実施形態において、平均気孔サイズは、１０μｍ以上かつ３０μｍ以下でよい。他の実施形態において、平均気孔サイズは、１０μｍ以上かつ２５μｍ以下でよい。いくつかの実施形態において、約３０μｍ超の平均気孔サイズで生産されたパティキュレートフィルタは、低下した濾過効率を有する一方、約８μｍ未満の平均気孔サイズで生産されたパティキュレートフィルタでは、触媒を含むウォッシュコートを気孔に浸透させることが難しい場合がある。したがって、いくつかの実施形態において、チャネル壁の平均気孔サイズを約８μｍ～約３０μｍの範囲内、例えば１０μｍ～約２０μｍの範囲内に維持することが望ましい。

本明細書に記載の１つ以上の実施形態において、パティキュレートフィルタ２００のハニカム体は、金属またはセラミック材料、例えば、コーディエライト、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸アルミニウム、または高温パティキュレート濾過用途における使用に適した他の任意のセラミック材料などから形成される。例えば、パティキュレートフィルタ２００は、コーディエライト結晶相を主に含むセラミック物品の生産に適した構成材料を含んでよいセラミック前駆体材料のバッチを混合することによりコーディエライトから形成されてよい。一般に、コーディエライト形成に適した構成材料には、タルク、シリカ生成源、およびアルミナ生成源を含む無機成分の組合せが含まれる。バッチ組成物は、粘土、例えばカオリン粘土などを追加的に含んでよい。コーディエライト前駆体バッチ組成物は、有機気孔形成剤などの有機成分を含んでもよく、これは、所望の気孔サイズ分布を実現するためにバッチ混合物に添加される。例えば、バッチ組成物は、気孔形成剤および／または他の加工助剤としての使用に適しているデンプンを含んでよい。あるいは、構成材料は、焼成時の焼結コーディエライトハニカム構造体の形成に適した１つ以上のコーディエライト粉末ならびに有機気孔形成剤材料を含んでよい。

バッチ組成物は、１つ以上の加工助剤、例えばバインダなどと、水または適した溶媒などの液体ビヒクルとを追加的に含んでよい。加工助剤は、バッチ混合物を可塑化するために、ならびに一般に、加工を改善し、乾燥時間を短縮し、焼成時の割れを低減し、かつ／またはハニカム体において所望の特性を生じるのを助けるためにバッチ混合物に添加される。例えば、バインダには有機バインダが含まれ得る。適した有機バインダには、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、メチルセルロース誘導体などの水溶性セルロースエーテルバインダ、ヒドロキシエチルアクリレート、ポリビニルアルコール、および／またはそれらの任意の組合せが含まれる。可塑化バッチ組成物への有機バインダの取込みは、可塑化バッチ組成物を容易に押し出すことを可能にする。いくつかの実施形態において、バッチ組成物は、１つ以上の任意選択の形成または加工助剤、例えば可塑化バッチ混合物の押出を助ける滑剤などを含んでよい。例示的な滑剤には、トール油、ステアリン酸ナトリウムまたは他の適した滑剤が含まれ得る。

セラミック前駆体材料のバッチが適切な加工助剤と混合された後、セラミック前駆体材料のバッチは、入口端部と出口端部とを、入口端部と出口端部の間に延びる複数のチャネル壁と共に有するグリーンハニカム体を形成するために押し出され、乾燥される。その後、グリーンハニカム体は、焼成ハニカム体の生産に適した焼成スケジュールにしたがって焼成される。次いで、焼成ハニカム体のチャネルの少なくとも第１の組が、あらかじめ定義された目封止パターンでセラミック目封止組成物で目封止され、焼成ハニカム体は、栓をセラミック化し、栓をチャネル内に固定するために再び焼成される。

様々な実施形態において、ハニカム体は、ガス流、例えばガソリンエンジンからの排気ガス流から粒子状物質を濾過するように構成されている。したがって、ハニカム体のバルクと表面の両方の平均気孔サイズ、気孔率、幾何形状および他の設計態様は、ハニカム体のこれらの濾過要件を考慮して選択される。一例として、かつ図４の実施形態に示すように、図２および図３に示すパティキュレートフィルタの形態であり得るハニカム体３００の壁３１０は、その上に配置された層３２０を有し、これは、いくつかの実施形態において焼結されており、あるいは熱処理により結合されている。層３２０は、ハニカム体３００の壁３１０の上に堆積されており、かつ粒子状物質、例えば煤および灰などがガス流３３０と共にハニカム体を出ることを防止するのに役立ち、かつ粒子状物質がハニカム体３００の壁３１０のベース部分を詰まらせることを防止するのに役立つ粒子３２５を含んでよい。このようにして、かつ実施形態にしたがって、層３２０は、主要な濾過構成要素として機能することができる一方、ハニカム体のベース部分は、そうではなく例えばそのような層を含まない従来のハニカム体と比較して圧力損失を最小化するように構成することができる。本明細書においてさらに詳しく説明するように、層は、適した方法、例えばエアロゾル堆積法などにより形成されてよい。エアロゾル堆積は、ハニカム体の壁の少なくともいくつかの表面の薄い多孔質層の形成を可能にする。１つ以上の実施形態によるエアロゾル堆積法の利点は、火炎堆積プロセスなどの他の技法におけるよりも経済的にハニカム体を生産することができることである。しかし、エアロゾル堆積法を使用して、いくつかの困難が発生した。本明細書は、エアロゾル堆積プロセスに関連する困難を回避した製造方法を提供する。１つ以上の実施形態によれば、エアロゾル堆積プロセスは、以下でさらに説明する特有の一次粒子モルフォロジーをもたらす。

１つ以上の実施形態によれば、バインダプロセスを伴うエアロゾルを生成するステップを含むプロセスが提供され、エアロゾルは、ガソリンパティキュレートフィルタを提供する目的でハニカム体の上に無機層でよい高濾過効率材料を提供するためにハニカム体の上に堆積される。１つ以上の実施形態によれば、性能は、未被覆のフィルタと比較して、１０％未満の圧力損失の代償で９０％超の濾過効率である。１つ以上の実施形態によれば、プロセスは、溶液調製、霧化、乾燥、およびウォールフロー型フィルタの壁の上の材料の堆積および硬化のステップを含むことができる。何らかの焼結ステップ（例えば、１０００℃を超える温度までの加熱）を用いずに、バインダを伴うエアロゾル堆積により、高い機械的完全性を有する多孔質無機層などの材料を形成することができることが発見された。特定の実施形態において、煤負荷量０．０１ｇ／Ｌにおける無機層でよい材料の濾過効率は、１０％未満の圧力損失の代償で７８．４％から９７．６％まで向上した。

１つ以上の実施形態によれば、例示的なプロセスフローは、溶液調製、霧化、乾燥、ハニカム体の上の堆積および硬化を含む。これより、これらのステップのそれぞれを例示的な実施形態にしたがってより詳しく論じる。

溶液調製
無機層でよい無機材料の形成において懸濁液を生成するために、市販の無機粒子が原材料として使用された。１つ以上の実施形態によれば、この粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｉＣ、ＭｇＯおよびそれらの組合せから選択される。いくつかの実施形態において、懸濁液は水性ベースであり、他の実施形態において、懸濁液は有機ベースであり、例えばエタノールまたはメタノールなどのアルコールである。

１つ以上の実施形態において、粒子は、約１０ｎｍ～約４μｍ、約２０ｎｍ～約３μｍもしくは約５０ｎｍ～約２μｍ、または約５０ｎｍ～約９００ｎｍもしくは約５０ｎｍ～約６００ｎｍの範囲内の平均一次粒子サイズを有する。特定の実施形態において、平均一次粒子サイズは、約１００ｎｍ～約２００ｎｍの範囲内であり、例えば１５０ｎｍである。平均一次粒子サイズは、エアロゾル粒子のＢＥＴ表面積からの計算値として決定することができ、これは、いくつかの実施形態において、現在１０ｍ^２／ｇである。

１つ以上の実施形態において、一次粒子は、酸化物粒子、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２、ＣａＯ、ＴｉＯ_２、コーディエライト、ムライト、ＳｉＣ、チタン酸アルミニウム、およびそれらの混合物などのセラミック粒子を含む。

溶液は、必要に応じて懸濁液を希釈するために添加される溶媒を使用して生成される。霧化によって生成された液滴が同様のサイズを有する場合、溶液中の固形分を減らすと、比例して凝集体サイズを小さくすることもできる。溶媒は、上述の懸濁液と混和すべきであり、バインダおよび他の成分の溶媒であるべきである。

堆積された材料に機械的完全性を提供する目的で材料を強化するために、無機バインダを含むバインダが添加される。バインダは、高温（＞５００℃）における粒子間の結合強度を与える。出発材料は有機性であり得る。約１５０℃を超える高温に曝露後、有機出発材料は分解したり、空気中の水分および酸素と反応したりすることになり、最終的な堆積された材料組成物は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２、ＣａＯ、ＴｉＯ_２、コーディエライト、ムライト、ＳｉＣ、チタン酸アルミニウム、およびそれらの混合物を含むこともある。適したバインダの一例は、Dow Chemical Companyからいずれも入手可能なDowsil（商標）US-CF-2405およびDowsil（商標）US-CF-2403である。

バインダの硬化反応を加速するために触媒を添加することができる。硬化反応を加速するために使用されるDowsil（商標）US-CF-2405の触媒はチタンブトキシドである。

霧化
調製された混合物は、ノズルを通る高圧ガスにより、微細な液滴へと霧化される。ノズルの一例は、fluid cap 2050およびair cap 67147を備えたSpraying Systems Co.製1/4J-SS+SU11-SSである。霧化ガスの圧力は２０ｐｓｉ～１５０ｐｓｉ（約１４０ｋＰａ～約１．０３ＭＰａ）の範囲内である。液体の圧力は１～１００ｐｓｉ（約７～約６８９ｋＰａ）の範囲内である。１つ以上の実施形態による平均液滴サイズは、１μｍ～４０μｍの範囲内、例えば５μｍ～１０μｍの範囲内である。液滴サイズは、溶液の表面張力、溶液の粘度、溶液の密度、ガス流量、ガス圧、液体流量、液体圧力、およびノズル設計を調整することにより調整することができる。１つ以上の実施形態において、霧化ガスは、空気、窒素またはそれらの混合物を含む。特定の実施形態において、霧化ガスおよび装置は空気を含まない。

乾燥
無機層でよい不均一な材料を生成して高い圧力損失の代償につながる液体の毛管力の影響を避けるために、液滴は堆積チャンバ内で乾燥されて乾燥固体二次凝集体粒子を形成する。溶媒は蒸発し、気相でハニカム体を通過し、したがって、液体溶媒残留物または凝縮は材料堆積の間最小化される。無機材料がガス流によりハニカム体の中に輸送されるとき、無機材料中の残留物は１０質量％未満であるべきである。その他はすべて乾燥ステップにおいて蒸発して気相を形成すべきである。液体残留物は、溶液中の溶媒（例においてエタノールなど）、気相から凝縮した水を含む。たとえバインダが硬化前に液体状態であったとしても、バインダは液体残留物と見なされない。

ハニカム体の中の堆積
二次凝集体粒子または一次粒子の集塊はガス流により輸送され、二次凝集体粒子または集塊は、空気がハニカム体を通過するとき、ハニカム体の入口壁表面の上に堆積される。流れは、ファン、ブロワまたは真空ポンプにより駆動することができる。

１つ以上の実施形態において、二次凝集体粒子または集塊の平均直径は、３００ｎｍ～１０μｍ、３００ｎｍ～８μｍ、３００ｎｍ～７μｍ、３００ｎｍ～６μｍ、３００ｎｍ～５μｍ、３００ｎｍ～４μｍ、または３００ｎｍ～３μｍの範囲内である。特定の実施形態において、二次凝集体粒子または集塊の平均直径は約２μｍである。二次凝集体粒子または集塊の平均直径は、走査電子顕微鏡により測定することができる。

１つ以上の実施形態において、二次凝集体粒子または集塊の平均直径は、３００ｎｍ～１０μｍ、３００ｎｍ～８μｍ、３００ｎｍ～７μｍ、３００ｎｍ～６μｍ、３００ｎｍ～５μｍ、３００ｎｍ～４μｍ、または３００ｎｍ～３μｍの範囲内であり、約２：１～約１０：１、約２：１～約９：１、約２：１～約８：１、約２：１～約７：１、約２：１～約６：１、約２：１～約５：１、約３：１～約１０：１、約３：１～約９：１、約３：１～約８：１、約３：１～約７：１、約３：１～約６：１、約３：１～約５：１、約４：１～約１０：１、約４：１～約９：１、約４：１～約８：１、約４：１～約７：１、約４：１～約６：１、約４：１～約５：１、約５：１～約１０：１、約５：１～約９：１、約５：１～約８：１、約５：１～約７：１、または約５：１～約６：１の範囲内の二次凝集体粒子または集塊の平均直径対一次粒子の平均直径の比が存在する。

硬化
１つ以上の実施形態によるバインダを硬化するために後処理が使用される。バインダ組成物に応じて、硬化条件は様々である。いくつかの実施形態によれば、低温硬化反応が例えば１００℃以下の温度で利用される。いくつかの実施形態において、硬化は、９５０℃以下の温度を有する車両排気ガス中で完了することができる。か焼処理は任意選択であり、６５０℃以下の温度で実施することができる。

図５は、ある特定の実施形態による例示的なプロセスフローを示すフローチャートである。

バインダプロセスを伴うエアロゾルの堆積に使用される装置の一例が図６Ａ～Ｄに示されている。

図６Ａは、図６Ａ～ＤにＧＰＦと表示されたガソリンパティキュレートフィルタの上に堆積される集塊を形成するとき集塊サイズを制御するために使用することができる圧力制御システムを示す。図６Ａにおいて、圧力コントローラがチューブまたはパイプなどの送達導管と連通しており、液体中の一次粒子の懸濁液が送達導管に導入され、次いでノズルに流される。以下でさらに説明するように適切なノズル内で懸濁液を霧化するために、別々のラインにおいて、任意の適したガス、例えば窒素、空気などであり得る霧化ガスがノズルに流される。ＧＰＦが図６Ａに示すようにエンクロージャ内に置かれ、霧化された懸濁液がＧＰＦを通じて導かれる一方、ガスがエンクロージャに一端から流通される。ヒーターＨ１およびＨ２が、エンクロージャの一端から流されたガスを加熱し、図６Ａ～ＢにＰＧと表示された圧力計が、ＧＰＦの上流および下流の圧力を測定する。図６Ａに示すようにエンクロージャ内のＧＰＦの下流にファンが置かれ、導管により接続され、流量測定装置により流量が監視される。１つ以上の実施形態によれば、ノズルに送達される懸濁液の圧力の制御により、プロセスの間に形成される集塊サイズを制御することができる。霧化された懸濁液が、一次粒子からなる、集塊へと形成された無機層でよい濾過材料などの材料としてＧＰＦの１つ以上の壁の上に堆積される。

図６Ｂは、集塊サイズを制御するために流量制御を使用する代替のシステムを示す。図６Ｂに示すように、流量制御はインジェクタポンプが備えられ、これは、示すように液体中の一次粒子の懸濁液を導管を通じてノズルに送達する。図６Ｂに示すように霧化ガスは別々の導管に流通され、ノズルは懸濁液を霧化し、これは、示すようにＧＰＦに送達される。図６Ａ～ＢにＰＧと表示された圧力計は、ＧＰＦの上流および下流の圧力を測定する。抵抗ヒーターまたは他の適したヒーターでよいヒーターＨ１およびＨ２が、ＧＰＦを含むエンクロージャの第１の端部から送達されたガスを加熱する。図６Ａに示されたファンが、ＧＰＦを含むエンクロージャと流体連通している導管に接続され、流量と表示された流量モニタが、ファンにより与えられた流量を監視する。霧化された懸濁液が、一次粒子からなる、集塊へと形成された無機層でよい濾過材料などの材料としてＧＰＦの１つ以上の壁の上に堆積される。

図６Ｃは、ＧＰＦの上に材料を堆積させる目的で懸濁液を霧化するためのシステムの別の実施形態を示す。窒素ガスまたは他の適したプロセスが、圧力調整器により監視される導管を通じてガスを送達し、流量計が、ノズルへの流量を監視する。別々の導管内に窒素ガスまたは他の任意の適したプロセスガスが流され、圧力調整器ＰＲが圧力を監視する。液体中の一次粒子の懸濁液がノズルに送達され、流量が流量計ＦＭにより測定される。エンクロージャ内のＧＰＦの上流に示すようにヒーターを有するエンクロージャにガスが送達される。圧力計が、ＧＰＦの上流および下流の圧力を測定する。ブロワまたはファンが導管を介して、ＧＰＦを含むエンクロージャと流体連通しており、流量計が、この導管内の流量を測定する。霧化された懸濁液が、一次粒子からなる、集塊へと形成された無機層でよい濾過材料などの材料としてＧＰＦの１つ以上の壁の上に堆積される。図６Ｃにおいて、懸濁液は下向きの方向に送達されることを理解されたい。霧化された懸濁液が、一次粒子からなる、集塊へと形成された無機層でよい濾過材料などの材料としてＧＰＦの１つ以上の壁の上に堆積される。

図６Ｄにおいて、システムは、図６Ｃに示されたシステムと同様に構成されている。ただし、懸濁液の流れが、示すようにＧＰＦを通じて上向きに送達され、ＧＰＦを含むエンクロージャに接続されたブロワが、ガスをＧＰＦの下流に流すことを除く。

図５のフローチャートおよび図６Ａ～Ｄに示された装置において、使用されたコーディエライトハニカムフィルタの直径および長さは４．０５５インチ（１０．３ｃｍ）および５．４７インチ（１３．９ｃｍ）であった。１平方インチ（約６ｃｍ^２）当たりのセル数（ＣＰＳＩ）および壁厚は２００（約３１．０セル／ｃｍ^２）および８ミル（約０．２ｍｍ）であった。平均気孔サイズは１４μｍであった。

Ａｌ_２Ｏ_３から調製された平均一次粒子サイズ１５０ｎｍを有する粒子が使用され、エタノールを用いて懸濁液が生成された（３０質量％固形物、Beijing Dk Nano technology Co. Ltd.懸濁液がエタノール（AR, Sinopharm Group Co. LTD）で１１質量％まで希釈された。Dowsil（商標）US-CF-2405およびTnBTがバインダおよび硬化反応触媒として加えられた。Ａｌ_２Ｏ_３に対するバインダの比は５質量％であった。バインダに対する触媒の比は１質量％であった。

溶液を霧化するために、二相流体ノズル（1/4J-SS+SU11-SS, Spraying systems Co.）が使用された。霧化ガスは１１６ｐｓｉ（約８００ｋＰａ）の窒素であり、液体圧力は７８ｐｓｉ（約５４０ｋＰａ）であった。液体霧化速度は約３２ｍｌ／ｍｉｎである。

図６Ａおよび図６Ｂに示す堆積チャンバ内で液滴が乾燥された。図６Ａは、実施例において利用された圧力制御システムを示す。図６Ｂは、実施例において使用されなかった流量制御システムを示す。周りに置かれたヒーターによりガス流および液滴は加熱され、ゾーンＴ１－２およびＴ１－１の設定温度は３５０℃および２００℃であった。

2518RPMの（Twin city fan（上海）Co. Ltd.製TBR R11Q CL.HP）により流れは駆動された。全流量は２０Ｎｍ^３／ｈ（標準立方メートル／時間）であった。必要な全流量にするために、追加の空気がシステムに吸い込まれた。ハニカムフィルタの上への堆積が１７３秒間実施され、最終的なＡｌ_２Ｏ_３担持量は５．６ｇ／Ｌであった。

堆積後、部品は４０℃～２００℃の温度範囲内で１０分間～４８時間硬化された。

図６Ａは、堆積システムの概略を示す。構成要素は溶液容器を含み、窒素ガスボンベにより液体圧力が加えられ、制御された。霧化ガスが窒素ガスボンベにより供給された。図６Ａのさらなる構成要素は、霧化ノズル；堆積チャンバ；ヒーター１およびヒーター２ならびにハニカム体サンプルホルダーを含む。装置は、ファン、およびセンサ、ならびに霧化ガス用および液体圧力用圧力計、クロスＧＰＦ圧力損失モニタ用差圧計、全流量モニタ用流量計ならびに制御バルブを含む制御構成要素をさらに備える。

図７は、１つ以上の実施形態による典型的な凝集体または集塊４００のモルフォロジーを示す。一次粒子４０２が互いに結合されて、球状凝集体または集塊４００を形成した。１つ以上の実施形態において、一次粒子４０２は非球状である。いくつかの実施形態において、一次粒子４０２は長円形および非球状である。いくつかの実施形態において、一次粒子４０２は、非球状である閉曲線を備える。いくつかの実施形態において、一次粒子４０２は、複数のローブを備える。各凝集体または集塊４００の表面は粗く、凝集体とハニカムの気孔への凝集体の間に摩擦を与える。図８Ａ～Ｆは、異なる深さの無機層でよい材料のモルフォロジーおよび分布を示す。比は、ハニカム体の全長に対する入口面までの距離である。ハニカム体は、第１の端部と第２の端部とを有することができる。第１の端部と第２の端部は軸線方向長さだけ離れている。凝集体は第１の端部から堆積され、ハニカム体の入口チャネル壁の上の無機層でよい材料を形成する。いくつかの実施形態において、無機層でよい材料はハニカム体の軸線方向長さ全体に延びる（すなわち、軸線方向長さの１００％に沿って延びる）。いくつかの実施形態において、ハニカム体の壁の上の層は均一ではなく、厚さは、軸線方向長さの１０％、軸線方向長さの５０％および軸線方向長さの９０％とは異なる。無機層でよい材料は、入口端部（入口端部から１０％の軸線方向長さ）においてより薄く、出口端部（入口端部から９０％の軸線方向長さ）においてより厚い。凝集体または集塊４００は表面気孔を塞ぎ、気孔サイズを効果的に小さくする。

ＳＥＭ像解析による凝集体４００サイズ分布および相対気孔サイズ分布を表１に挙げる。平均直径、Ｑ１、Ｑ３およびサンプル数を挙げる。平均凝集体サイズは、約１μｍ～約３μｍの範囲内である。チャネルの端部（入口端部から９０％の軸線方向長さ）における平均気孔サイズは、入口（入口端部から１０％の軸線方向長さ）における平均気孔サイズよりも小さかった。その理由は、材料がより厚く、凝集体のより多くの層により気孔が形成されたからである。平均気孔サイズは２．５μｍ未満であり、１４μｍであったハニカム体の平均気孔サイズよりも著しく小さかった。表面の上の２つの隣接する凝集体間の距離として気孔サイズがＳＥＭ像から測定された。多孔質無機層は凝集体の多層によって作られているため、三次元測定における平均気孔サイズは、二次元測定により測定される平均気孔サイズよりも小さいはずである。

より小さい気孔サイズおよび薄い厚さのため、Ａｌ_２Ｏ_３は、大きいクリーン圧力損失の代償を伴わずに高い濾過効率を与えた。クリーン圧力損失は、煤負荷なしの部品圧力損失である。煤負荷圧力損失は、煤深層侵入を緩和することによりさらに改善することができる。

図９は、未被覆のハニカム体と、無機層でよいＡｌ_２Ｏ_３材料を含むハニカム体コーティングの間で煤負荷に伴って進展する濾過効率を比較している。煤負荷量０．０１ｇ／Ｌにおける濾過効率は７８．４％から９７．６％まで向上した。模擬ラボ粒子数排出は約１桁減少した。これはまた、ＧＤＩ車両排出に対するEuro 6規制よりも１桁低かった。コーティングは、濾過効率が１００％になるのを効果的に加速し、粒子排出を著しく低減することができた。ハニカム体の濾過効率は、本明細書において、Tandon et al.,65 CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE 4751-60(2010)に概説された手順を使用して測定される。

図１０は、流量に対してクリーン圧力損失をプロットしたものである。３５７Ｎｍ^３／ｈにおけるＡｌ_２Ｏ_３コーティングによる圧力損失の代償はわずか７％である。図１１の煤負荷圧力損失は、Ａｌ_２Ｏ_３コーティングによる改善を示し、これは３ｇ／Ｌにおいて圧力損失を９％減少させる。

１つ以上の実施形態において、ハニカム体の壁の上に配置された無機層でよい材料の気孔率は、水銀圧入ポロシメトリー、ＳＥＭ、またはＸ線断層撮影法により測定されたときに約２０％～約９５％、または約２５％～約９５％、または約３０％～約９５％、または約４０％～約９５％、または約４５％～約９５％、または約５０％～約９５％、または約５５％～約９５％、または約６０％～約９５％、または約６５％～約９５％、または約７０％～約９５％、または約７５％～約９５％、または約８０％～約９５％、または約８５％～約９５％、約３０％～約９５％、または約４０％～約９５％、または約４５％～約９５％、または約５０％～約９５％、または約５５％～約９５％、または約６０％～約９５％、または約６５％～約９５％、または約７０％～約９５％、または約７５％～約９５％、または約８０％～約９５％、または約８５％～約９５％、または約２０％～約９０％、または約２５％～約９０％、または約３０％～約９０％、または約４０％～約９０％、または約４５％～約９０％、または約５０％～約９０％、または約５５％～約９０％、または約６０％～約９０％、または約６５％～約９０％、または約７０％～約９０％、または約７５％～約９０％、または約８０％～約９０％、または約８５％～約９０％、または約２０％～約８５％、または約２５％～約８５％、または約３０％～約８５％、または約４０％～約８５％、または約４５％～約８５％、または約５０％～約８５％、または約５５％～約８５％、または約６０％～約８５％、または約６５％～約８５％、または約７０％～約８５％、または約７５％～約８５％、または約８０％～約８５％、または約２０％～約８０％、または約２５％～約８０％、または約３０％～約８０％、または約４０％～約８０％、または約４５％～約８０％、または約５０％～約８０％、または約５５％～約８０％、または約６０％～約８０％、または約６５％～約８０％、または約７０％～約８０％、または約７５％～約８０％の範囲内である。

上述のように、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、ハニカム体の壁のベース部分の厚さと比較して非常に薄い。以下でさらに詳しく論じるように、ハニカム体の上の、無機層でよい材料は、層を非常に薄い層でハニカム体の壁の表面に塗布することを可能にする方法により形成することができる。実施形態において、ハニカム体の壁のベース部分の上の、無機層でよい材料の平均厚さは、０．５μｍ以上かつ５０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ４５μｍ以下、０．５μｍ以上かつ４０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ３５μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ３０μｍ以下、０．５μｍ以上かつ２５μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ２０μｍ以下、または０．５μｍ以上かつ１５μｍ以下、０．５μｍ以上かつ１０μｍ以下である。

上記で論じたように、無機層でよい材料は、無機層でよい無機材料が小さい平均気孔サイズを有することを可能にする方法により、ハニカム体の壁に塗布することができる。この小さい平均気孔サイズは、図４を参照して上述したように、無機層でよい材料が高百分率のパティキュレートを濾過することを可能にし、パティキュレートがハニカムに侵入し、ハニカムの気孔内に沈降することを防止する。実施形態による無機層でよい材料の小さい平均気孔サイズは、ハニカム体の濾過効率を高める。１つ以上の実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、０．５μｍ以上４μｍ以下、または０．６μｍ以上３μｍ以下など、０．１μｍ以上５μｍ以下の平均気孔サイズを有する。例えば、いくつかの実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、約０．５μｍ、約０．６μｍ、約０．７μｍ、約０．８μｍ、約０．９μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約３μｍ、または約４μｍの平均気孔サイズを有してよい。

ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、実施形態において、ハニカム体の内部チャネルを画定する壁表面の実質的に１００％を覆ってよいが、他の実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、ハニカム体の内部チャネルを画定する壁表面の実質的に１００％未満を覆う。例えば、１つ以上の実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、ハニカム体の内部チャネルを画定する壁表面の少なくとも７０％を覆い、ハニカム体の内部チャネルを画定する壁表面の少なくとも７５％を覆い、ハニカム体の内部チャネルを画定する壁表面の少なくとも８０％を覆い、ハニカム体の内部チャネルを画定する壁表面の少なくとも８５％を覆い、ハニカム体の内部チャネルを画定する壁表面の少なくとも９０％を覆い、またはハニカム体の内部チャネルを画定する壁表面の少なくとも８５％を覆う。

図２および図３を参照して上述したように、ハニカム体は、第１の端部と第２の端部とを有することができる。第１の端部と第２の端部は軸線方向長さだけ離れている。いくつかの実施形態において、ハニカム体の壁の上の層はハニカム体の軸線方向長さ全体に延びてよい（すなわち、軸線方向長さの１００％に沿って延びる）。しかし、他の実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、軸線方向長さの少なくとも６５％に沿って延びる、軸線方向長さの少なくとも７０％に沿って延びる、軸線方向長さの少なくとも７５％に沿って延びる、軸線方向長さの少なくとも８０％に沿って延びる、軸線方向長さの少なくとも８５％に沿って延びる、軸線方向長さの少なくとも９０％に沿って延びる、または軸線方向長さの少なくとも９５％に沿って延びるなど、軸線方向長さの少なくとも６０％に沿って延びる。

実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、ハニカム体の第１の端部からハニカム体の第２の端部まで延びる。いくつかの実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、ハニカム体の第１の表面からハニカム体の第２の表面までの距離全体に延びる（すなわち、ハニカム体の第１の表面からハニカム体の第２の表面までの距離の１００％に沿って延びる）。しかし、１つ以上の実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい層または材料は、ハニカム体の第１の表面とハニカム体の第２の表面の間の距離の６５％に沿って延びる、ハニカム体の第１の表面とハニカム体の第２の表面の間の距離の７０％に沿って延びる、ハニカム体の第１の表面とハニカム体の第２の表面の間の距離の７５％に沿って延びる、ハニカム体の第１の表面とハニカム体の第２の表面の間の距離の８０％に沿って延びる、ハニカム体の第１の表面とハニカム体の第２の表面の間の距離の８５％に沿って延びる、ハニカム体の第１の表面とハニカム体の第２の表面の間の距離の９０％に沿って延びる、またはハニカム体の第１の表面とハニカム体の第２の表面の間の距離の９５％に沿って延びるなど、ハニカム体の第１の表面とハニカム体の第２の表面の間の距離の６０％に沿って延びる。

上述のように、そして任意の特定の理論によって拘束されることなく、低圧力損失が実施形態のハニカム体により達成されると考えられる。その理由は、ハニカム体の上の、無機層でよい材料はハニカム体の主要な濾過構成要素であり、これによりハニカム体の設計における柔軟性がより高くなるからである。実施形態によるハニカム体の上の層の薄い厚さおよび低気孔率と組み合わせて低圧力損失を有するハニカム体の選択は、従来のハニカム体と比較したとき、実施形態のハニカム体が低圧力損失を有することを可能にする。実施形態において、層は、ハニカム体の上で１～３０ｇ／Ｌ、またはハニカム体の上で３～３０ｇ／Ｌなど、ハニカム体の上で０．３～３０ｇ／Ｌである。他の実施形態において、層は、ハニカム体の上で１～１０ｇ／ｌなど、ハニカム体の上で１～２０ｇ／ｌである。いくつかの実施形態において、ハニカム体全体の圧力損失（すなわち煤または灰なしのクリーン圧力損失）は、無機層でよい薄い多孔質無機材料を含まないハニカムと比較して、９％以下、または８％以下など、２０％以下である。他の実施形態において、ハニカム体全体の圧力損失は、６％以下など、７％以下である。さらに他の実施形態において、ハニカム体全体の圧力損失は、４％以下、または３％以下など、５％以下である。

上述のように、そして任意の特定の理論に拘束されることなく、ハニカム体の壁の上の層内の小さい気孔サイズは、灰または煤の蓄積がハニカム体において起こる前でさえハニカム体が良好な濾過効率を有することを可能にする。ハニカム体の濾過効率は、本明細書において、Tandon et al.,65 CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE 4751-60(2010)に概説された手順を使用して測定される。本明細書において用いられるとき、ハニカム体の初期濾過効率は、いかなる測定可能な煤負荷も含まない新しい、または再生されたハニカム体を指す。実施形態において、ハニカム体の初期濾過効率（すなわちクリーン濾過効率）は、８０％以上、または８５％以上など、７０％以上である。さらに他の実施形態において、ハニカム体の初期濾過効率は、９３％以上、または９５％以上、または９８％以上など、９０％超である。

実施形態によるハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は薄く、ある気孔率を有し、いくつかの実施形態において、ハニカム体の壁の上の層は、良好な化学的耐久性および物理的安定性も有する。ハニカム体の上の、無機層でよい材料の化学的耐久性および物理的安定性は、実施形態において、焼去サイクルおよび老化試験を含む試験サイクルにハニカム体を供し、試験サイクルの前後に初期濾過効率を測定することにより決定することができる。例えば、ハニカム体の化学的耐久性および物理的安定性を測定するための１つの例示的な方法には、ハニカム体の初期濾過効率を測定すること、模擬運転条件下で煤をハニカム体上に負荷すること、蓄積した煤を約６５０℃で焼去すること、ハニカム体を１０５０℃および湿度１０％の老化試験に１２時間供すること、およびハニカム体の濾過効率を測定することが含まれる。複数の煤蓄積および焼去サイクルが実施されてよい。試験サイクル前から試験サイクル後までの濾過効率の変化（ΔＦＥ）が小さいことは、ハニカム体の上の、無機層でよい材料のより良好な化学的耐久性および物理的安定性を示す。いくつかの実施形態において、ΔＦＥは、４％以下、または３％以下など、５％以下である。他の実施形態において、ΔＦＥは、２％以下、または１％以下である。

いくつかの実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、セラミック成分のうちの１つまたは混合物、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２、ＣａＯ、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、Ｎａ_２Ｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、およびそれらの混合物からなる群から選択されるセラミック成分などからなってよい。したがって、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は酸化物セラミックを含んでよい。以下でより詳しく論じるように、実施形態によるハニカム体の上の、無機層でよい材料を形成するための方法により、所与の用途向けに層組成をカスタマイズすることが可能になる。これは、セラミック成分を組み合わせて、例えば、ハニカム体の例えば熱膨張係数（ＣＴＥ）およびヤング率などのような物理的特性を調和させることができ、これによりハニカム体の物理的安定性を改善することができるので、有益であり得る。いくつかの実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料は、コーディエライト、チタン酸アルミニウム、エンスタタイト、ムライト、フォルステライト、コランダム（ＳｉＣ）、スピネル、サファーリン、およびペリクレースを含んでよい。

いくつかの実施形態において、ハニカム体の壁の上の、無機層でよい材料の組成は、ハニカム体の組成と同じである。しかし、他の実施形態において、層の組成は、ハニカム体の組成とは異なる。

無機層でよい材料、ひいてはハニカム体全体の特性は、ハニカム体に対して小さいメジアン気孔サイズを有する無機層でよい薄い多孔質材料を塗布する能力に起因し得る。

いくつかの実施形態において、ハニカム体の形成方法は、セラミック前駆体材料と溶媒とを含むエアロゾルを生成する、または得るステップを含む。層前駆体のセラミック前駆体材料は、例えばＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＭｇＯ、ＺｒＯ_２、ＣａＯ、ＣｅＯ_２、Ｎａ_２Ｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉなどの源として機能する従来の粗セラミック材料を含む。

１つ以上の実施形態において、流体中によく分散したエアロゾルはハニカム体に導かれ、ハニカム体の上に堆積される。いくつかの実施形態において、ハニカム体は、ハニカム体へのエアロゾルの堆積中、一端、例えばハニカム体の第１の端部１０５などで目封止された１つ以上のチャネルを有してよい。目封止されたチャネルは、いくつかの実施形態において、エアロゾルの堆積後に除去されてよい。しかし、他の実施形態において、チャネルは、エアロゾルの堆積後でも目封止されたままでよい。ハニカム体の目封止チャネルのパターンは限定されず、いくつかの実施形態において、ハニカム体のすべてのチャネルが一端において目封止されてよい。他の実施形態において、ハニカム体のチャネルの一部のみが一端において目封止されてよい。そのような実施形態において、ハニカム体の一端において目封止されたチャネルおよび目封止されていないチャネルのパターンは限定されず、例えば、ハニカム体の一端の交互のチャネルが目封止されている市松模様でよい。エアロゾルの堆積中、チャネルのすべてまたは一部をハニカム体の一端において目封止することにより、エアロゾルをハニカム体１００のチャネル１１０内に均等に分布させることができる。

これより、本明細書に開示および記載のハニカム体およびその形成のための方法の実施形態が記載される。

１つ以上の実施形態によれば、自動車の排気ガス排出物処理システムにおいて遭遇する高温で無機層でよい材料の完全性を向上させるために、耐高温（例えば４００℃超）性を有するバインダが無機層でよい材料に含まれる。特定の実施形態において、約５質量％Dowsil（商標）US-CF-2405（アルコキシ－シロキサン樹脂）を含む無機層でよい材料。無機層でよい材料のミクロ構造は、以下で説明する様々な試験後、堆積したままのモルフォロジーに似ていた。無機バインダAremco Ceramabind（商標）644Aおよび830も、無機層でよい材料の１つ以上の実施形態において使用される。いずれのサンプルの濾過効率も、高流量ブローイング試験（８５０Ｎｍ^３／ｈにおける高流量試験）後、６０％よりも高い。この試験は、エンジン排気ガス流中で遭遇する高温に曝されたときでさえも有機および無機バインダを含むバインダが一次粒子を互いに結合させて二次凝集体粒子（集塊とも呼ばれる）を生成し、これがフィルタ壁に結合されることを示した。１つ以上の実施形態によれば、適切な硬化プロセスにより無機層でよい材料の機械的強度を増加させるために、ケイ酸塩（例えばＮａ_２ＳｉＯ_３）、リン酸塩（例えばＡｌＰＯ_４、ＡｌＨ_２（ＰＯ_４）_３）、水硬性セメント（例えばアルミン酸カルシウム）、ゾル（例えばｍＳｉＯ_２・ｎＨ_２Ｏ、Ａｌ（ＯＨ）_ｘ・（Ｈ_２Ｏ）_６－ｘ）および金属アルコキシドなどの他の潜在的な無機および有機バインダを無機層でよい、この材料中で利用することもできる。

本開示は、以下の番号の実施形態を含む：
１． ハニカム体であって、
第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、多孔質壁表面が、ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、このｄ_１０値を９０％の気孔の気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の気孔の気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体と、
壁表面のうちの１つ以上の上に配置された多孔質材料であって、一次粒子と集塊とを含む、多孔質無機材料と
を含み、
ａ．集塊平均サイズＤ_５０対ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０の、５：１～１６：１の範囲内の比；
ｂ．集塊平均サイズＤ_５０対バルクハニカム体の壁気孔サイズｄ_１０の、６：１～２０：１の範囲内の比；
ｃ．非球状である一次粒子および球状である集塊；
ｄ．一次粒子の７５％は、０．８未満の真円度を有し、集塊は、０．９超の真円度を有する；
ｅ．無機粒子とバインダとを含む多孔質材料；ならびに
ｆ．第１の端部から第２の端部まで延びる多孔質材料であって、濾過材料の、分断されて離散したパッチを含む、多孔質材料
の群から選択された特性を備える、ハニカム体。

２． 多孔質無機材料が、約０．５μｍ超かつ５０μｍ以下の平均厚さを有する層を含む、実施形態１記載のハニカム体。

３． 多孔質無機材料が、０．５μｍ以上かつ２５μｍ以下の平均厚さを有する層を含む、実施形態１または２記載のハニカム体。

４． 多孔質無機材料が酸化物セラミックを含む、実施形態１から３までのいずれか１つ記載のハニカム体。

５． 多孔質無機材料が、壁表面の少なくとも７０％を覆う、実施形態１から４までのいずれか１つ記載のハニカム体。

６． 多孔質無機材料が、壁表面の少なくとも９０％を覆う、実施形態１から５までのいずれか１つ記載のハニカム体。

７． 第１の端部と第２の端部が、軸線方向長さだけ離間されており、多孔質無機材料が、軸線方向長さに沿って少なくとも６０％を覆う、実施形態１から６までのいずれか１つ記載のハニカム体。

８． 多孔質ハニカム体が、５０％以上７０％以下のバルク気孔率を有する、実施形態１から７までのいずれか１つ記載のハニカム体。

９． 多孔質セラミックハニカム構造体が、１０μｍ以上のバルク平均気孔サイズを有する、実施形態１記載のハニカム体。

１０． 多孔質セラミックハニカム構造体が、１５μｍ以上のバルク平均気孔サイズを有する、実施形態１から９までのいずれか１つ記載のハニカム体。

１１． 多孔質セラミックハニカム構造体が、８μｍ以上２５μｍ以下のバルク平均気孔サイズを有する、実施形態１から１０までのいずれか１つ記載のハニカム体。

１２． 多孔質セラミックハニカム構造体が、３５％以上の表面気孔率を有する、実施形態１から１１までのいずれか１つ記載のハニカム体。

１３． 多孔質セラミックハニカム構造体が、４０％以上の表面気孔率を有する、実施形態１から１２までのいずれか１つ記載のハニカム体。

１４． 多孔質セラミックハニカム構造体が、３５％以上６０％以下の表面気孔率を有する、実施形態１から１３までのいずれか１つ記載のハニカム体。

１５． 多孔質セラミックハニカム構造体が、８μｍ以上の表面平均気孔サイズを有する、実施形態１から１４までのいずれか１つ記載のハニカム体。

１６． 多孔質セラミックハニカム構造体が、１０μｍ以上の表面平均気孔サイズを有する、実施形態１から１５までのいずれか１つ記載のハニカム体。

１７． 多孔質セラミックハニカム構造体が、８μｍ以上２０μｍ以下の表面平均気孔サイズを有する、実施形態１から１６までのいずれか１つ記載のハニカム体。

１８． 多孔質無機材料の気孔率が約２０％～約９５％である、実施形態１から１７までのいずれか１つ記載のハニカム体。

１９． 多孔質無機材料の気孔率が約２５％～約９５％の範囲内である、実施形態１から１８までのいずれか１つ記載のハニカム体。

２０． ハニカム体を形成するための方法であって、
懸濁液中の無機材料をガス状キャリア流体と接触させるステップと、
ガス状キャリア流体をセラミックハニカム体に流すことにより、セラミックハニカム体の上に無機材料を堆積させるステップと、
多孔質無機材料を生成するために、無機材料をセラミックハニカム体に結合させるステップと
を含み、
多孔質無機材料が、一次粒子と集塊とを含み、
セラミックハニカム体が、第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、多孔質壁表面が、ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、このｄ_１０値を９０％の気孔の気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の気孔の気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体を含み、
ハニカム体が、
ａ．集塊平均サイズＤ_５０対ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０の、５：１～１６：１の範囲内の比；
ｂ．集塊平均サイズＤ_５０対バルクハニカム体の壁気孔サイズｄ_１０の、６：１～２０：１の範囲内の比；
ｃ．非球状である一次粒子および球状である集塊；
ｄ．一次粒子の７５％は、０．８未満の真円度を有し、集塊は、０．９超の真円度を有する；
ｅ．無機粒子とバインダとを含む多孔質材料；ならびに
ｆ．第１の端部から第２の端部まで延びる多孔質材料であって、濾過材料の、分断されて離散したパッチを含む、多孔質材料
の群から選択された特性を備える、方法。

２１． 多孔質無機材料が、約０．５μｍ超かつ５０μｍ以下の平均厚さを有する層を含む、実施形態２０記載の方法。

２２． 多孔質無機材料が、０．５μｍ以上かつ２５μｍ以下の平均厚さを有する層を含む、実施形態２０または２１記載の方法。

２３． 多孔質無機材料が酸化物セラミックを含む、実施形態２０から２２までのいずれか１つ記載の方法。

２４． 無機材料がセラミック材料を含む、実施形態２０から２３までのいずれか１つ記載の方法。

２５． 無機材料が、溶媒を含む懸濁液中にある、実施形態２０から２４までのいずれか１つ記載の、ハニカム体を形成するための方法。

２６． 溶媒が、メトキシエタノール、エタノール、水、キシレン、メタノール、酢酸エチル、ベンゼン、およびそれらの混合物からなる群から選択される、実施形態２５記載の、ハニカム体を形成するための方法。

２７． 懸濁液をノズル内で霧化するステップをさらに含む、実施形態２０から２６までのいずれか１つ記載の、ハニカム体を形成するための方法。

２８． 無機材料をセラミックハニカム体に結合させるステップが、懸濁液にバインダを入れるステップを含む、実施形態２０から２７までのいずれか１つ記載の、ハニカム体を形成するための方法。

以下の非限定的な実施例によって実施形態がさらに理解されるであろう。

実施例１～７
図５に示すプロセスフローにしたがった。１５０ｎｍ平均一次粒子サイズのＡｌ_２Ｏ_３の懸濁液（３０質量％固形物）（Beijing Dk Nano technology Co. Ltd.）をエタノール中で生成し、１時間撹拌した後、希釈懸濁液を調製してＡｌ_２Ｏ_３一次粒子の沈降を防止した。実施例１～７の原材料成分および含有量を表２に挙げる。実施例１については、粗懸濁液を直接希釈して、エタノール（AR, Sinopharm Group Co. Ltd.）中の１１質量％固形物にした。

霧化ステップの間、二相流体ノズル（1/4J-SS+SU11-SS、Spraying systems Co.）を使用して液滴を生成した。堆積プロセスの概略図を図６Ａに示した。実施例１～３については、圧力制御システムにより霧化を達成した。圧力は、Ｎ_２ガスボンベにより供給し、圧力調整器により調整した。１１６ｐｓｉ（約８００ｋＰａ）に維持された圧力で窒素供給ボンベにより霧化ガスを供給する一方、７８ｐｓｉ（約５４０ｋＰａ）の圧力に維持された別々の管路からの高圧窒素により混合懸濁液を送達した。実施例４～７については、質量流量コントローラを使用する流量制御システムにより霧化を達成し、シリンジポンプにより液体流量を制御した。霧化ガスも窒素ボンベにより供給したが、圧力の代わりに流量により制御した。霧化ガス流量を２０Ｌ／ｍｉｎに固定した。インジェクタポンプにより混合懸濁液を送達し、液体注入速度を１．４ｍｌ／ｍｉｎに固定した。

乾燥ステップにおいて、図６に赤色で表示した区域Ｈ、Ｈ１およびＨ２内の加熱バンド（抵抗ヒーター）により空気流を加熱した。Ｈ１およびＨ２の温度を３５０℃および２００℃に設定し、一方、Ｈの温度を３５０℃に設定した。霧化液滴を高温空気流中で乾燥し、ハニカムフィルタの入口の前で二次凝集体粒子を生成した。実施例１～７において使用されたハニカムフィルタの直径および長さは４．０５５インチ（約１０．３０ｃｍ）および５．４７インチ（約１３．９ｃｍ）であった。ＣＰＳＩおよび壁厚は２００（約３１．０セル／ｃｍ^２）および８ミル（約０．２ｍｍ）であった。堆積させるステップにおいて、圧力制御システムではファンにより、流量制御システムではポンプにより流れを駆動した。二次凝集体粒子を流れにより輸送し、ハニカムフィルタの壁の下に堆積させて、無機層でよい材料を形成した。硬化ステップにおける、実施例２～７の硬化温度および時間を表２に挙げた。

無機層でよい材料の堅牢性を評価するために、実施例１～７を高流量ブローイング試験に供した。試験流量は８５０Ｎｍ^３／ｈもの高さであり、車両排気流量よりもはるかに高かった。全試験時間は約１０分であり、最高流量は１分間続いた。高流量ブローイングの後、速度１．７ｍ／ｓにおけるＦＥおよび圧力損失（ｄＰ）を測定し、表３に挙げた。

実施例２～５のＦＥは、測定誤差範囲内の安定した値にあると考えられた。実施例６および７のＦＥは高流量試験後に約１／４低下したが、依然として６０％のレベルにあった。バインダを含まない比較例１については、バインダ例を含む、無機層でよい材料のＦＥよりもはるかに大きくＦＥが低下した。これらの実施例は、無機層でよい材料の強度をバインダが向上させたことを示す。実施例３は硬化触媒を利用し、硬化時間を室温で４時間に短縮した。しかし、他のバインダ系は少なくとも１２時間の硬化時間を必要とし、硬化温度は４０℃であった。実施例３については、高流量試験後のＦＥ低下はわずか３％であり、実施例２と同じであった。したがって、少量の適切な触媒は明らかに硬化速度を加速することができ、材料の強度に影響を及ぼすことはなかった。

図８Ａ～Ｆは、フィルタ入口からの異なる深さのフィルタ壁表面のモルフォロジーを示すＳＥＭ写真である。図８Ａは、実施例２の深さ１０％を示す。図８Ｂは、実施例２の深さ５０％を示す。図８Ｃは、実施例２の深さ９０％を示す。図８Ｄは、実施例７の深さ１０％を示す。図８Ｅは、実施例７の深さ５０％を示す。図８Ｆは、実施例７の深さ９０％を示す。

図８Ａ～Ｆは、高流量試験後の実施例２および７の入口からの異なる深さのモルフォロジーを示す。材料は連続層ではなかったが、粒子がフィルタの表面下の開気孔を充填したものであった。１つ以上の実施形態によれば、本明細書において提供される無機層でよい材料は、材料の、分断されて離散したパッチを含む、入口端部から出口端部まで形成された不連続層と、実質的に球状である二次凝集体粒子内または集塊内の一次粒子からなるバインダとを含む。１つ以上の実施形態において、一次粒子は非球状である。１つ以上の実施形態において、「実質的に球状」は、約０．８～約１または約０．９～約１の範囲内の断面の真円度係数を有する集塊を指し、１は完全な円を表す。

フィルタ入口からの深さが深くなるにつれて、材料はますます厚くなった。実施例２および７のミクロ構造を比較すると、Dowsil（商標）US-CF-2405を含む材料は、高温無機バインダ830よりも良い接着を示した。表面気孔内に存在した粒子は、高流量ブローイング後に残っているＦＥに寄与した。材料モルフォロジーはＦＥ測定結果にしたがった。

バインダ系を含む材料の機械的強度をさらに検証するために、実施例４を用いて様々な試験を実施した。高流量試験後、フィルタを缶内に密封し、次いで車両排気管（GEELY EmgrandGT, 1.8T GDI）内に設置した。車両をハイウェイで約１時間走行させた。車両試験後、フィルタを６５０℃のマッフル炉内で５時間か焼して煤を除去した。

缶入りのフィルタを金属箱内に固定し、次いで振動床上に設置することにより振動試験（７６ｇ、２００Ｈｚ、２時間）を実施した。振動加速度は最大７６ｇの加速度であり、振動数は２００Ｈｚであった。缶入りのフィルタを水平方向に１時間、次いで垂直方向にさらに１時間振動させた。フィルタを１１５０℃で０．５時間処理した。

試験を以下の順番で実施した：高流量試験、キャニング、第１の車両試験、第１の振動試験、第２の振動試験、高熱処理および第２の車両試験。ＦＥおよびｄＰを各試験の後に測定した。ＦＥ結果は７５％超に維持され、全最大変動はわずか７％であった。第１の車両試験の後、バインダを含む材料を６５０℃のか焼に５時間供したが、濾過効率は５％のみ低下した。この結果は、バインダ2405および材料の完全性が、車両排気の通常の温度の範囲内である試験による高温で安定していたことを示した。濾過効率および圧力損失は、２つの連続振動試験の間に変化しなかった。これらの結果は、実際の使用をシミュレートする様々な試験および実際の車両試験においてバインダが材料の機械的完全性を改善したことを示した。高温処理に関しては、わずか２％の濾過低下が観察された。これらの結果は、材料の熱堅牢性を示した。全体として、適切なバインダを含む材料は、高流量ブローイング、過重力加速度振動、高温処理および実際の車両エンジン排気処理などの様々な条件に合格する先進の材料の機械的強度を得ることができた。

様々な条件の試験の後、走査電子顕微鏡を用いて実施例４の材料を調べた。使用後の材料のミクロ構造が図１３Ａ～Ｃに示されている。図１３Ａ～Ｃから見て分かるように、壁の上の材料分布は実施例２および７のものと実質的に同等である。フィルタ入口からの深さが深くなるにつれて、材料はより厚くなった。表面下のすべての開気孔が粒子により充填され、これがフィルタの高い濾過効率をもたらした。これらの実施例は、高温バインダの使用が、安定な材料構造を構築する効果的な方法であったことを示した。

真円度測定
実施例２～７と同様に調製されたサンプルを走査電子顕微鏡を使用して調べた。一次粒子および凝集体粒子（集塊）を真円度に関して測定した。図１４Ａは、ＳＥＭにより測定された一次粒子を示す。測定された一次粒子は個々の粒子からランダムに選択した。図１４Ｂは、２５個の粒子の測定データを表にしたものである。

測定した集塊は図１５ＡのＳＥＭ写真に示されている。測定された集塊はランダムに選択した。図１５Ｂは、２５個の集塊の測定データを表にしたものである。

特許請求される主題の趣旨および範囲から逸脱することなく本明細書に記載の実施形態に対して様々な修正および変形を行うことができることが当業者には明らかになるであろう。したがって、本明細書に記載の様々な実施形態の修正および変形が添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内であるならば、本明細書がそのような修正および変形を包含することが意図される。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
ハニカム体であって、
第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体と、
前記壁表面のうちの１つ以上の上に配置された多孔質無機材料であって、一次粒子と集塊とを含む、多孔質無機材料と
を含み、
集塊平均サイズＤ_５０対ｄ_５０の平均壁気孔サイズの比が５：１～１６：１の範囲内である、
ハニカム体。

実施形態２
ハニカム体であって、
第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体と、
前記壁表面のうちの１つ以上の上に配置された多孔質無機材料であって、一次粒子と集塊とを含む、多孔質無機材料と
を含み、
集塊平均サイズＤ_５０対壁気孔サイズｄ_１０の比が６：１～２０：１の範囲内である、
ハニカム体。

実施形態３
ハニカム体であって、
第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体と、
前記壁表面のうちの１つ以上の上に配置された多孔質無機材料であって、一次粒子と集塊とを含む、多孔質無機材料と
を含み、
前記一次粒子が非球状であり、集塊が球状である、
ハニカム体。

実施形態４
ハニカム体であって、
第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体と、
前記壁表面のうちの１つ以上の上に配置された多孔質無機材料であって、一次粒子と集塊とを含む、多孔質無機材料と
を含み、
前記一次粒子の７５％が、０．８未満の真円度を有し、集塊が、０．９超の真円度を有する、
ハニカム体。

実施形態５
ハニカム体であって、
第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体と、
前記壁表面のうちの１つ以上の上に配置された多孔質無機材料であって、一次粒子と集塊とを含む、多孔質無機材料と
を含み、
前記多孔質材料が、無機粒子とバインダとを含む、
ハニカム体。

実施形態６
ハニカム体であって、
第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体と、
前記壁表面のうちの１つ以上の上に配置された多孔質無機材料であって、一次粒子と集塊とを含む、多孔質無機材料と
を含み、
前記多孔質材料が、前記入口端部から前記出口端部まで延び、前記多孔質材料が、濾過材料の、分断されて離散したパッチを含む、
ハニカム体。

実施形態７
前記多孔質無機材料が、約０．５μｍ超かつ５０μｍ以下の平均厚さを有する層を含む、実施形態１から６までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態８
前記多孔質無機材料が、０．５μｍ以上かつ２５μｍ以下の平均厚さを有する層を含む、実施形態１から７までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態９
前記多孔質無機材料が酸化物セラミックを含む、実施形態１から８までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態１０
前記多孔質無機材料が、前記壁表面の少なくとも７０％を覆う、実施形態１から９までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態１１
前記多孔質無機材料が、前記壁表面の少なくとも９０％を覆う、実施形態１から１０までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態１２
前記第１の端部と前記第２の端部とが、軸線方向長さだけ離間されており、前記多孔質無機材料が、前記軸線方向長さに沿って少なくとも６０％を覆う、実施形態１から１１までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態１３
前記多孔質ハニカム体が、５０％以上７０％以下のバルク気孔率を有する、実施形態１から１２までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態１４
多孔質セラミックハニカム構造体が、１０μｍ以上のバルク平均気孔サイズを有する、実施形態１から１３までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態１５
前記多孔質セラミックハニカム構造体が、１５μｍ以上のバルク平均気孔サイズを有する、実施形態１から１４までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態１６
前記多孔質セラミックハニカム構造体が、８μｍ以上２５μｍ以下のバルク平均気孔サイズを有する、実施形態１から１５までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態１７
前記多孔質セラミックハニカム構造体が、３５％以上の表面気孔率を有する、実施形態１から１６までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態１８
前記多孔質セラミックハニカム構造体が、４０％以上の表面気孔率を有する、実施形態１から１７までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態１９
前記多孔質セラミックハニカム構造体が、３５％以上６０％以下の表面気孔率を有する、実施形態１から１８までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態２０
前記多孔質セラミックハニカム構造体が、８μｍ以上の表面平均気孔サイズを有する、実施形態１から１９までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態２１
前記多孔質セラミックハニカム構造体が、１０μｍ以上の表面平均気孔サイズを有する、実施形態１から２０までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態２２
前記多孔質セラミックハニカム構造体が、８μｍ以上２０μｍ以下の表面平均気孔サイズを有する、実施形態１から２１までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態２３
前記多孔質無機材料の前記気孔率が約２０％～約９５％である、実施形態１から２２までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態２４
前記多孔質無機材料の前記気孔率が約２５％～約９５％の範囲内である、実施形態１から２３までのいずれか１つ記載のハニカム体。

実施形態２５
ハニカム体を形成するための方法であって、
懸濁液中の無機材料をガス状キャリア流体と接触させるステップと、
前記ガス状キャリア流体をセラミックハニカム体に流すことにより、前記セラミックハニカム体の上に前記無機材料を堆積させるステップと、
多孔質無機材料を生成するために、前記無機材料を前記セラミックハニカム体に結合させるステップと
を含み、
前記多孔質無機材料が、一次粒子と集塊とを含み、
前記セラミックハニカム体が、第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体を含み、
集塊平均サイズＤ_５０対前記ハニカム体の前記バルクの平均壁気孔サイズｄ_５０の、５：１～１６：１の範囲内の比が存在する、
方法。

実施形態２６
ハニカム体を形成するための方法であって、
懸濁液中の無機材料をガス状キャリア流体と接触させるステップと、
前記ガス状キャリア流体をセラミックハニカム体に流すことにより、前記セラミックハニカム体の上に前記無機材料を堆積させるステップと、
多孔質無機材料を生成するために、前記無機材料を前記セラミックハニカム体に結合させるステップと
を含み、
前記多孔質無機材料が、一次粒子と集塊とを含み、
前記セラミックハニカム体が、第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体を含み、
集塊平均サイズＤ_５０対前記バルクハニカム体の壁気孔サイズｄ_１０の、６：１～２０：１の範囲内の比が存在する、
方法。

実施形態２７
ハニカム体を形成するための方法であって、
懸濁液中の無機材料をガス状キャリア流体と接触させるステップと、
前記ガス状キャリア流体をセラミックハニカム体に流すことにより、前記セラミックハニカム体の上に前記無機材料を堆積させるステップと、
多孔質無機材料を生成するために、前記無機材料を前記セラミックハニカム体に結合させるステップと
を含み、
前記多孔質無機材料が、一次粒子と集塊とを含み、
前記セラミックハニカム体が、第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体を含み、
前記一次粒子が非球状であり、集塊が球状である、
方法。

実施形態２８
ハニカム体を形成するための方法であって、
懸濁液中の無機材料をガス状キャリア流体と接触させるステップと、
前記ガス状キャリア流体をセラミックハニカム体に流すことにより、前記セラミックハニカム体の上に前記無機材料を堆積させるステップと、
多孔質無機材料を生成するために、前記無機材料を前記セラミックハニカム体に結合させるステップと
を含み、
前記多孔質無機材料が、一次粒子と集塊とを含み、
前記セラミックハニカム体が、第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体を含み、
前記一次粒子の７５％が、０．８未満の真円度を有し、集塊が、０．９超の真円度を有する、
方法。

実施形態２９
ハニカム体を形成するための方法であって、
懸濁液中の無機材料をガス状キャリア流体と接触させるステップと、
前記ガス状キャリア流体をセラミックハニカム体に流すことにより、前記セラミックハニカム体の上に前記無機材料を堆積させるステップと、
多孔質無機材料を生成するために、前記無機材料を前記セラミックハニカム体に結合させるステップと
を含み、
前記多孔質無機材料が、一次粒子と集塊とを含み、
前記セラミックハニカム体が、第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体を含み、
前記多孔質材料が、無機粒子とバインダとを含む、
方法。

実施形態３０
ハニカム体を形成するための方法であって、
懸濁液中の無機材料をガス状キャリア流体と接触させるステップと、
前記ガス状キャリア流体をセラミックハニカム体に流すことにより、前記セラミックハニカム体の上に前記無機材料を堆積させるステップと、
多孔質無機材料を生成するために、前記無機材料を前記セラミックハニカム体に結合させるステップと
を含み、
前記多孔質無機材料が、一次粒子と集塊とを含み、
前記セラミックハニカム体が、第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体であって、前記多孔質壁表面が、前記ハニカム体のバルクの平均壁気孔サイズｄ_５０を有する壁気孔と、ｄ_１０値であって、該ｄ_１０値を９０％の前記気孔の前記気孔サイズが上回りかつ残りの１０％の前記気孔の前記気孔サイズが下回る、ｄ_１０値を有する前記気孔とを含む、多孔質セラミックハニカム構造体を含み、
前記多孔質材料が、前記第１の端部から前記第２の端部まで延び、前記多孔質材料が、濾過材料の、分断されて離散したパッチを含む、
方法。

実施形態３１
前記多孔質無機材料が、約０．５μｍ超かつ５０μｍ以下の平均厚さを有する層を含む、実施形態２５から３０までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３２
前記多孔質無機材料が、０．５μｍ以上かつ２５μｍ以下の平均厚さを有する層を含む、実施形態２５から３１までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３３
前記多孔質無機材料が酸化物セラミックを含む、実施形態２５から３２までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３４
前記無機材料がセラミック材料を含む、実施形態２５から３３までのいずれか１つ記載の方法。

実施形態３５
前記無機材料が、溶媒を含む懸濁液中にある、実施形態２５から３４までのいずれか１つ記載の、ハニカム体を形成するための方法。

実施形態３６
前記溶媒が、メトキシエタノール、エタノール、水、キシレン、メタノール、酢酸エチル、ベンゼン、およびそれらの混合物からなる群から選択される、実施形態３５記載の、ハニカム体を形成するための方法。

実施形態３７
前記懸濁液をノズル内で霧化するステップをさらに含む、実施形態２５から３６までのいずれか１つ記載の、ハニカム体を形成するための方法。

実施形態３８
前記無機材料を前記セラミックハニカム体に結合させる前記ステップが、前記懸濁液にバインダを入れるステップを含む、実施形態２５から３７までのいずれか１つ記載の、ハニカム体を形成するための方法。

Claims (5)

1. ハニカム体を形成するための方法であって、
   懸濁液中の無機材料をガス状キャリア流体と接触させるステップと、
   前記ガス状キャリア流体をセラミックハニカム体に流すことにより、前記セラミックハニカム体の上に前記無機材料を堆積させるステップと、
   多孔質無機材料を生成するために、前記無機材料を前記セラミックハニカム体に結合させるステップと
   を含み、
   前記多孔質無機材料が、一次粒子と集塊とを含み、
   前記セラミックハニカム体が、第１の端部と、第２の端部と、複数の内部チャネルを画定する多孔質壁表面を有する複数の壁とを備える多孔質セラミックハニカム構造体を含み、
   前記多孔質材料が、無機粒子とバインダとを含む、
   方法。
2. 前記多孔質無機材料が、０．５μｍ超かつ５０μｍ以下の平均厚さを有する層を含む、請求項１記載の方法。
3. 前記無機材料が、溶媒を含む懸濁液中にある、請求項１または２記載の、ハニカム体を形成するための方法。
4. 前記溶媒が、メトキシエタノール、エタノール、水、キシレン、メタノール、酢酸エチル、ベンゼン、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項３記載の、ハニカム体を形成するための方法。
5. 前記無機材料を前記セラミックハニカム体に結合させる前記ステップが、前記懸濁液にバインダを入れるステップを含む、請求項１から４までのいずれか１つ記載の、ハニカム体を形成するための方法。

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