JP5227617B2 - ハニカムフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、ハニカムフィルタに関する。

バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出されるスス等のパティキュレートマター（以下、ＰＭともいう）が、環境や人体に害を及ぼすことが近年問題となっている。そこで、排ガス中のＰＭを捕集して、排ガスを浄化するフィルタとして多孔質セラミックからなるハニカム構造体を用いたハニカムフィルタが種々提案されている。
また、このようなハニカムフィルタにおいては、排ガスを浄化するための触媒及び／又はＰＭの燃焼温度を低下させるための触媒が担持されることがあるが、この場合、触媒を担持させる領域に触媒担持層が形成され、触媒担持層に触媒が担持される。
特許文献１には、排ガスを流入させる側（ガス流入側）に触媒が多く担持され、排ガスを流出させる側（ガス流出側）に触媒が少なく担持されているか、あるいは、ガス流入側にのみ触媒が担持され、ガス流出側に触媒が担持されていない炭化珪素製ハニカムフィルタ及びこのようなハニカムフィルタが排ガス流路に設置された排ガス浄化システムが開示されている。
また、特許文献２には、ハニカムフィルタのガス流入側からガス流出側に向かって段階的又は連続的に、触媒担持量が順次小さくなるように構成したハニカムフィルタが開示されている。

特許文献１、２に開示されたハニカムフィルタは、通常、ハニカムフィルタでは高温の排ガスを流した際にガス流入側の温度に比べてガス流出側の温度が高温になる傾向にあるため、ハニカムフィルタのガス流出側に担持させた触媒の量が少なくてもＰＭの燃焼が充分に行われることに着目して作製されたハニカムフィルタである。

特許文献１、２に開示されたハニカムフィルタにおいては、ガス流出側に担持させる触媒の量を減らしてコストダウンを図ることができる。
また、担持させる触媒の量を減らすことによって、初期圧力損失を低下させることができる。

特開２００３−１５４２２３号公報 特開２００３−１６１１３８号公報

通常、ハニカムフィルタに担持された触媒の役割としては、排ガス中の有害成分を浄化することと、ＰＭの燃焼を助けることがある。加えて、ハニカムフィルタで捕集したＰＭを燃焼除去してハニカムフィルタを再生する再生処理の際に不完全燃焼によって発生するＣＯを浄化することが求められる。
ここで、再生処理の際に発生するＣＯは、排ガスの流れに沿って流出側端面に向かって流れることとなるが、従来のハニカムフィルタにおいてはガス流出側の領域に担持されている触媒が少ないか又はガス流出側の領域に触媒が担持されていないため、発生したＣＯが浄化されずに流出側端面から流出してしまうことがあり、問題となっていた。

本発明は、このような問題を解決するためにされたものであり、排ガスを浄化することができ、かつ、再生処理において発生したＣＯを浄化することのできるハニカムフィルタを提供することを目的とする。

本発明者らは、このような課題を解決するために、触媒が担持された領域について検討を行った。
そして、ガス流入側端面から所定の領域に触媒が担持された触媒担持層が形成された領域（以下、流入側触媒担持領域という）が設けられている従来のハニカムフィルタに対して、ガス流出側端面からガス流入側端面に向かって触媒が担持された触媒担持層が形成された領域（以下、流出側触媒担持領域という）をさらに設けることによって、再生処理の際に発生したＣＯを流出側触媒担持領域に担持させた触媒を用いて浄化することができることを見出した。
しかし、流出側触媒担持領域が設けられていても、その長さが短い場合には充分にＣＯを浄化することができないことがあった。また、流出側触媒担持領域の長さをある程度長くした場合であっても流入側触媒担持領域の長さが短いと充分に排ガスを浄化することができないことがあった。

また、本発明者らが製造したこのハニカムフィルタでは、流入側触媒担持領域と流出側触媒担持領域との間に、触媒担持層が形成されておらず触媒が担持されていない領域（以下、触媒非担持領域という）が設けられていたが、触媒非担持領域の位置によっては再生処理の際にハニカムフィルタに割れが生じることがあった。特に、流出側触媒担持領域の長さが長く、触媒非担持領域の長さが短い場合に割れが生じることが多かった。そして、このような割れが生じるとハニカムフィルタとして使用することができないため、再生処理の際にハニカムフィルタに割れが生じることを防止する必要があった。

本発明者らはこのような割れが生じる原因について検討し、以下のような原因で割れが生じると推測した。
再生処理の際に発生した熱は、排ガスの流れる向きに沿ってガス流入側端面からガス流出側端面に向かって流れる。そのため、ハニカムフィルタの温度はガス流入側端面からガス流出側端面に向かって徐々に上昇し、ガス流出側端面の温度が最も高くなるものと考えられる。
しかし、実際にはガス流出側端面からハニカムフィルタの外部に向かって放熱が行われるため、最も高温になる領域はガス流出側端面ではなく、ガス流出側端面からガス流入側端面方向に少しずれた領域となる。
そして、再生処理の際に高温になる領域では大きな熱応力が生じてハニカムフィルタに割れが発生しやすくなる。

また、触媒担持層は熱伝導率の低いアルミナ等によって形成されていることから、触媒担持層が形成された領域は、触媒担持層が形成されていない領域に比べて熱伝導率が低く、熱伝導率の低い領域では再生処理の際に発生した熱がこもりやすくなる。
従って、触媒担持層が形成されている領域では再生処理の際に高温になりやすく、大きな熱応力を受けやすくなる。
このことから、上述したようなガス流出側端面からガス流入側端面方向に向かって少しずれた領域に触媒担持層が形成されていると、熱応力による割れが発生しやすくなるものと推測される。

そして、本発明者らは、上記検討結果に基づいて、排ガスを浄化することができ、再生処理の際に割れが生じることを防止することのできる触媒担持領域形成方法についてさらに検討を行った。
その結果、ハニカムフィルタの長手方向の全長に対する流出側触媒担持領域の長さの割合と、流入側触媒担持領域の長さの割合と、触媒非担持領域の長さの割合とが所定の関係を満たすと、排ガスを浄化することができ、かつ、再生処理の際に割れが生じないハニカムフィルタとすることができることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、請求項１に記載の発明は、多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、上記セルのいずれか一方の端部が封止された柱状のハニカム焼成体からなり、一方の端面側から流入したガスが他方の端面側から流出するハニカムフィルタであって、
上記ハニカムフィルタは、そのガス流出側端面からガス流入側端面に向かって触媒が担持された触媒担持層が形成された流出側触媒担持領域と、
そのガス流入側端面からガス流出側端面に向かって触媒が担持された触媒担持層が形成された流入側触媒担持領域と、
上記流出側触媒担持領域及び上記流入側触媒担持領域に挟まれ、触媒担持層が形成されておらず、触媒が担持されていない触媒非担持領域とを備え、
上記触媒非担持領域の熱伝導率は、上記流出側触媒担持領域及び流入側触媒担持領域の熱伝導率に比べて高く、
上記流出側触媒担持領域の上記長手方向の長さの、上記ハニカムフィルタの上記長手方向の全長に対する割合をＹ（％）とし、
上記流入側触媒担持領域の上記長手方向の長さの、上記ハニカムフィルタの上記長手方向の全長に対する割合をＺ（％）とし、
上記触媒非担持領域の上記長手方向の長さの、上記ハニカムフィルタの上記長手方向の全長に対する割合をＸ（％）としたときに、
下記式（１）〜（４）の関係を満たすことを特徴とする。
１≦Ｙ≦１９・・・（１）
（８８０−７０Ｙ）／９≦Ｚ≦（８２５−１５Ｙ）／９ （１≦Ｙ≦１０）・・・（２）
（３３０−１５Ｙ）／９≦Ｚ≦（１３７５−７０Ｙ）／９ （１０≦Ｙ≦１９）・・・（３）
Ｘ＝１００−Ｙ−Ｚ・・・（４）

図１（ａ）は、本発明のハニカムフィルタを構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すハニカム焼成体１１０には、多数のセル１１１がセル壁１１３を隔てて長手方向（図１（ａ）中、ａの方向）に並設されており、セル１１１のいずれかの端部が封止材１１２で封止されている。従って、ガス流入側端面２１側が開口したセル１１１に流入した排ガスＧは、必ずセル１１１を隔てるセル壁１１３を通過した後、ガス流出側端面２２側が開口した他のセル１１１から流出するようになっている。

ハニカム焼成体１１０には、ガス流入側端面２１からハニカム焼成体１１０の長手方向に沿って所定の領域にはセル壁１１３に触媒が担持された触媒担持層１０が形成されているガス流入側触媒担持領域（領域Ｚ）が設けられており、ガス流出側端面２２からハニカム焼成体１１０の長手方向に沿って所定の領域にもセル壁１１３に触媒が担持された触媒担持層１０が形成されているガス流出側触媒担持領域（領域Ｙ）が設けられている。
そして、領域Ｚと領域Ｙの間にはセル壁１１３に触媒担持層１０が形成されておらず触媒が担持されていない触媒非担持領域（領域Ｘ）が設けられている。

ここで、ハニカム焼成体の長手方向の全長Ｌに対する、流出側触媒担持領域（領域Ｙ）、流入側触媒担持領域（領域Ｚ）、触媒非担持領域（領域Ｘ）の長さの割合（％）を各領域の割合（％）とする。
なお、本明細書中において、ハニカムフィルタの長手方向の全長に対する流出側触媒担持領域、流入側触媒担持領域、触媒非担持領域の長さの割合はそれぞれ領域Ｙの割合、領域Ｚの割合、領域Ｘの割合ともいうこととする。
また、ハニカムフィルタの全長はハニカム焼成体の全長と等しい。

請求項１に記載のハニカムフィルタでは、式（１）に示すように流出側触媒担持領域Ｙの割合が１≦Ｙ≦１９の関係を満たしている。
領域Ｙの割合が１％未満であると領域Ｚの割合及び領域Ｘの割合に関わらず、ガス流出側でＣＯを浄化するための流出側触媒担持領域が短すぎるため、ＣＯを充分に浄化することができない。また、領域Ｙの割合が１９％を超えると、領域Ｚの割合及び領域Ｘの割合に関わらず、再生処理の際に流出側触媒担持領域に大きな熱応力が加わってハニカムフィルタに割れが生じてしまう。

請求項１に記載のハニカムフィルタでは、式（２）、（３）に示すように領域Ｚの割合の値が領域Ｙの割合の関数で規定した最小値から最大値の範囲内になるように領域Ｚの割合の値を定めている。そして、上記関数は領域Ｙの割合の値に応じて変化する。
また、式（４）から、領域Ｙの割合と領域Ｚの割合が定まると領域Ｘの割合が定まる。

請求項１に記載のハニカムフィルタでは、領域Ｙの割合の値Ｙと領域Ｚの割合の値Ｚとが下記式（２ａ）、（３ａ）を満たしている。
なお、式（２ａ）、（３ａ）は式（２）、（３）のそれぞれ一部である。
（８８０−７０Ｙ）／９≦Ｚ （１≦Ｙ≦１０）・・・（２ａ）
（３３０−１５Ｙ）／９≦Ｚ （１０≦Ｙ≦１９）・・・（３ａ）
このように領域Ｚの割合が定められていると、流入側触媒担持領域に担持させた触媒及び流出側触媒担持領域に担持させた触媒によって排ガスを充分に浄化することができる。

また、請求項１に記載のハニカムフィルタでは、領域Ｙの割合の値Ｙと領域Ｚの割合の値Ｚとが下記式（２ｂ）、（３ｂ）を満たしている。
なお、式（２ｂ）、（３ｂ）は式（２）、（３）のそれぞれ一部である。
Ｚ≦（８２５−１５Ｙ）／９ （１≦Ｙ≦１０）・・・（２ｂ）
Ｚ≦（１３７５−７０Ｙ）／９ （１０≦Ｙ≦１９）・・・（３ｂ）
このように領域Ｚの割合及び各領域の熱伝導率が定められていると、熱伝導率の高い触媒非担持領域Ｘの割合が充分大きくなるために、再生処理の際にハニカムフィルタに熱がこもって高温になることを防止することができる。従って、再生処理の際にハニカムフィルタに割れが発生しにくいハニカムフィルタとすることができる。

このように、請求項１に記載のハニカムフィルタでは、流出側触媒担持領域Ｙの割合、流入側触媒担持領域Ｚの割合、触媒非担持領域Ｘの割合が望ましい範囲に制御されている。そのため、請求項１に記載のハニカムフィルタは、排ガスを浄化することができ、再生処理の際に割れが生じにくいハニカムフィルタとすることができる。

請求項２に記載のハニカムフィルタにおいては、上記触媒は白金である。
請求項２に記載のハニカムフィルタでは、上記触媒担持層に担持された白金触媒によって排ガスの浄化を行うことができる。

請求項３に記載のハニカムフィルタにおいて、上記触媒は、ハニカムフィルタの体積１リットルあたり０．５〜５．０ｇ担持されている。

請求項３に記載のハニカムフィルタでは、触媒がハニカムフィルタの体積１リットルあたり０．５ｇ以上担持されているので、排ガス中の有害成分を浄化することができる。
また、触媒の担持量をハニカムフィルタの体積１リットルあたり５．０ｇ以下としているため、高価な触媒の使用量を抑えることができる。

請求項４に記載のハニカムフィルタの主成分は炭化ケイ素である。炭化ケイ素は熱伝導率が高いため、触媒非担持領域にきわめて熱がこもりにくく、請求項４に記載のハニカムフィルタは、再生処理の際により割れにくいハニカムフィルタとすることができる。

（第一実施形態）
以下、本発明の一実施形態である第一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明のハニカムフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。
ハニカムフィルタ１００では、多孔質炭化ケイ素からなる、図１（ａ）、（ｂ）に示すような形状のハニカム焼成体１１０がシール材層（接着剤層）１０１を介して複数個結束されてセラミックブロック１０３を構成し、さらに、このセラミックブロック１０３の外周にシール材層（コート層）１０２が形成されている。

本実施形態のハニカムフィルタにおいては、図１（ｂ）に示すように流出側触媒担持領域、流入側触媒担持領域及び触媒非担持領域が設けられており、各触媒担持領域には、γ−アルミナ等からなる触媒担持層が形成され、上記触媒担持層には白金（Ｐｔ）触媒がハニカムフィルタの体積１リットルあたり０．５〜５．０ｇ担持されている。
そして、上記流出側触媒担持領域の上記長手方向の長さの、上記ハニカムフィルタの長手方向の全長に対する割合をＹ（％）とし、上記流入側触媒担持領域の上記長手方向の長さの、上記ハニカムフィルタの長手方向の全長に対する割合をＺ（％）とし、上記触媒非担持領域の上記長手方向の長さの、上記ハニカムフィルタの長手方向の全長に対する割合をＸ（％）としたときに、
下記式（１）〜（４）の関係を満たしている。
１≦Ｙ≦１９・・・（１）
（８８０−７０Ｙ）／９≦Ｚ≦（８２５−１５Ｙ）／９ （１≦Ｙ≦１０）・・・（２）
（３３０−１５Ｙ）／９≦Ｚ≦（１３７５−７０Ｙ）／９ （１０≦Ｙ≦１９）・・・（３）
Ｘ＝１００−Ｙ−Ｚ・・・（４）
以下、上記式（１）〜（４）が表す範囲についてグラフを用いて説明する。

図３は、流出側触媒担持領域Ｙの割合を変化させた際の本発明のハニカムフィルタの各領域の範囲を示すグラフである。
（１）式において領域Ｙの割合の範囲は（１≦Ｙ≦１９）と規定されているため、図３には（１≦Ｙ≦１９）における各領域の望ましい範囲を示している。また、図３の上部に（２）、（３）で示している両矢印は、各式（２）、（３）が適用される領域Ｙの割合の範囲を示している。

はじめに、この図３に示す各範囲について説明する。
図３の縦軸には、ガス流入側端面を０％、ガス流出側端面を１００％としたときのガス流入側端面からの長さの割合を表している。図３の横軸には、流出側触媒担持領域Ｙの割合（％）を表している。
すなわち、図３には、本発明のハニカムフィルタにおいて流出側触媒担持領域Ｙの割合がある値であるときに、縦軸に示すガス流入側端面からある長さの割合に位置する点が領域Ｙ、領域Ｚ、領域Ｘのいずれに属するかを示している。
例えば、流出側触媒担持領域Ｙの割合をある値（例えば、αとする）として横軸上に点Ａとしてプロットして、点Ａから図３中上方に向かって縦軸に平行に線を引いたときに、その線に沿ってどの領域が設けられているかをみることができる。図３中の範囲Ｚで示す範囲には、必ず流入側触媒担持領域が設けられており、範囲（Ｘ＋Ｚ）で示す範囲には、流入側触媒担持領域及び／又は触媒非担持領域が設けられており、範囲Ｘで示す範囲には必ず触媒非担持領域が設けられており、範囲Ｙで示す範囲には必ず流出側触媒担持領域が設けられている。
ここで、範囲（Ｘ＋Ｚ）に流入側触媒担持領域及び／又は触媒非担持領域が設けられているということは、本発明のハニカムフィルタでは流入側触媒担持領域と触媒非担持領域との境界がこの範囲内に位置するということである。すなわち、流入側触媒担持領域と触媒非担持領域との境界が範囲（Ｘ＋Ｚ）の外に位置するハニカムフィルタは、本発明で規定するハニカムフィルタとしての要件を満たしていないということになる。

図３において領域Ｙの割合がα％であるハニカムフィルタについて、各領域の割合は以下のように定められる。
図３の縦軸が０％の点（図中、点Ａ）から縦軸が１００％の点（図中、点Ｅ）まで直線を引き、図中の範囲Ｚと範囲（Ｘ＋Ｚ）との境界線との交点を点Ｂ、図中の範囲（Ｘ＋Ｚ）と範囲Ｘとの境界線との交点を点Ｃ、図中の範囲Ｘと範囲Ｙとの境界線との交点を点Ｄとする。
すると、（点Ａ−点Ｂ）間は必ず流入側触媒担持領域である。
そして、（点Ｂ−点Ｃ）間のどこかに流入側触媒担持領域と触媒非担持領域との境界があり、（点Ｃ−点Ｄ）間は必ず触媒非担持領域であり、（点Ｄ−点Ｅ）間は必ず流出側触媒担持領域である。
そして、仮に流入側触媒担持領域と触媒非担持領域との境界が点Ｆにあると仮定した場合、流入側触媒担持領域Ｚの割合は（点Ａ−点Ｆ）間の長さで表される割合であり、触媒非担持領域Ｘの割合は（点Ｆ−点Ｄ）間の長さで表される割合であり、流出側触媒担持領域Ｙの割合は（点Ｄ−点Ｅ）間の長さで表される割合である。

領域Ｙの割合がα％であるとき、流入側触媒担持領域と触媒非担持領域との境界である点Ｆは点Ｂと点Ｃの間の任意の点をとり得る。そして、点Ｆが点Ｃの位置にあるときに流入側触媒担持領域Ｚの割合は（点Ａ−点Ｃ）間の長さで表される割合となり、最大値となる。また、点Ｆが点Ｂの位置にあるときに流入側触媒担持領域Ｚの割合は（点Ａ−点Ｂ）間の長さで表される割合となり、最小値となる。
領域Ｙの割合をαから他の値に変化させたときにも領域Ｚの割合の最大値と最小値は同じように定められるため、範囲（Ｘ＋Ｚ）と範囲Ｘとの境界線は、流入側触媒担持領域Ｚの割合の最大値を定める線となり、範囲（Ｘ＋Ｚ）と範囲Ｚとの境界線は、流入側触媒担持領域Ｚの割合の最小値を定める線となる。

これらの境界線は、領域Ｙの割合によってその傾きが異なり、範囲（Ｘ＋Ｚ）と範囲Ｘとの境界線は図３中（１０、７５）で示す点に変曲点を有する。
また、範囲（Ｘ＋Ｚ）と範囲Ｚとの境界線は図３中（１０、２０）で示す点に変曲点を有する。
そして、これらの境界線は、縦軸の値をＺとし、横軸の値をＹとしたときのＺに対するＹの関数で表すことができ、その関数を表す式が図３に示すように領域Ｙの割合の範囲によって、上記変曲点で変化する。
上記式（２）、（３）は、領域Ｙの割合の範囲に対応した領域Ｚの割合の最大値、最小値を規定した式であり、不等号の左側の式が、図３において領域Ｚの割合の最小値を表す境界線（範囲（Ｘ＋Ｚ）と範囲Ｚの境界線）の式であり、右側の式が、図３において領域Ｚの割合の最大値を表す境界線（範囲（Ｘ＋Ｚ）と範囲Ｘとの境界線）の式である。

領域Ｚの割合の最小値は、排ガスを充分に浄化するために最低限必要な流入側触媒担持領域の長さの割合として定まる。
領域Ｙの割合が式（１）で規定する範囲内（１≦Ｙ≦１９）にある場合において排ガスを充分に浄化するためには、流出側触媒担持領域での排ガスの浄化能力のみではその浄化能力が不足するため、流出側触媒担持領域に加えて、排ガスを充分に浄化させるために必要なだけの流入側触媒担持領域が設けられていることが必要である。
排ガスを充分に浄化させるために必要な流入側触媒担持領域Ｚの割合の最小値は、流入側触媒担持領域Ｚと流出側触媒担持領域Ｙとの関係によって異なる。具体的には領域Ｙの割合が大きい場合には流出側触媒担持領域で多くの排ガスを浄化することができるため、排ガスを浄化するために必要な流入側触媒担持領域Ｚの割合を小さくすることができる。
以上のことから、領域Ｚの割合の最小値は殆どの範囲において領域Ｙの割合の増加に対して減少していくが、領域Ｚの割合の最小値と領域Ｙの割合との関係を表す式は領域Ｙの割合によって異なり、両者の関係を表す式は、領域Ｙの割合に対応して２通りで表される。
（２）、（３）のいずれの式で示す範囲においても、領域Ｚの割合がこれらの式で示す最小値未満であると、排ガスを充分に浄化することができない。

領域Ｚの割合の最大値は、再生処理においてハニカムフィルタに割れが生じることを防止するために最低限必要な触媒非担持領域を設けた際の流入側触媒担持領域の長さの割合として定まる。
まず、領域Ｙの割合が式（１）で規定する範囲内（１≦Ｙ≦１９）にある場合において再生処理の際にハニカムフィルタに割れが生じることを防止するためには、触媒非担持領域Ｘの割合が所定の値以上であることが必要である。

触媒非担持領域は、触媒担持層が形成されておらず、流出側触媒担持領域及び流入側触媒担持領域に比べて熱伝導率が高い領域であるため、再生処理の際に熱がこもりにくく、この領域は高温になりにくい。
そして、本実施形態のハニカムフィルタでは、流出側触媒担持領域に隣接して触媒非担持領域が設けられている。この領域はガス流出側端面からガス流入側端面方向に向かって少しずれた領域であるということができ、上述したようなハニカムフィルタにおいては再生処理の際に高温になりやすい領域であるが、この領域を触媒非担持領域とすることによってこの領域が高温になることを防止することができる。従って、再生処理の際にこの領域に大きな熱応力が加わることがなく、ハニカムフィルタに割れが発生することを防止することができる。

また、領域Ｙの割合が１０％以上と大きい場合には流出側触媒担持領域において多くの熱が発生することとなるため、触媒非担持領域の領域Ｘの割合を大きめにすることが必要となる。従って、ハニカムフィルタの割れを防止するために最低限必要な触媒非担持領域Ｘの割合がさらに大きくなる。

流入側触媒担持領域Ｚの割合はハニカムフィルタの全長の割合（１００％）から領域Ｙの割合と領域Ｘの割合を除いた割合であるため、領域Ｙの割合をある値と仮定したときに、領域Ｚの割合にはハニカムフィルタに割れが生じることを防止するために必要な最大値が存在する。
以上のことから、領域Ｚの割合の最大値は領域Ｙの割合の増加に対して減少していくが、領域Ｚの割合の最大値と領域Ｙの割合との関係を表す式は領域Ｙの割合によって異なり、両者の関係を表す式は、領域Ｙの割合に対応して２通りで表される。
（２）、（３）のいずれの式で示す範囲においても、領域Ｚの割合がこれらの式で示す最大値を超えると、再生処理の際にハニカムフィルタに割れが生じやすくなる。

（２）式では、（１≦Ｙ≦１０）の範囲における望ましい領域Ｚの割合を規定している。
この範囲では領域Ｙの割合が比較的小さいため、排ガスを浄化するためには流入側触媒担持領域Ｚの割合を比較的大きくする必要がある。そして、領域Ｚの割合の最小値は領域Ｙの割合の増加に対して減少し、領域Ｚの割合の最小値は図３中ｍｉｎ１で示す直線（Ｚ＝（８８０−７０Ｙ）／９）で表される。
領域Ｚの割合が（（８８０−７０Ｙ）／９）未満であると、排ガスを浄化するための触媒が担持されている領域がハニカムフィルタ全体として不足し、排ガスを充分に浄化することができない。

また、（２）式で規定する範囲においては、再生処理の際のハニカムフィルタの割れを防止するために触媒非担持領域Ｘの割合を定める必要がある。この領域Ｚの割合の最大値を表す直線は、図３中ではｍａｘ１で示す直線（Ｚ＝（８２５−１５Ｙ）／９）で表される。
領域Ｚの割合が（（８２５−１５Ｙ）／９）を超えると、再生処理の際にガス流出側端面からガス流入側端面方向に向かって少しずれた領域に熱がこもってしまい、この領域の温度が高くなり過ぎてハニカムフィルタに割れが生じることがある。

（３）式では、１０≦Ｙ≦１９の範囲における望ましい領域Ｚの割合を規定している。この範囲では排ガスを浄化するために必要な領域Ｚの割合の最小値は図３中ｍｉｎ２で示す直線（Ｚ＝（３３０−１５Ｙ）／９）で表される。
領域Ｚの割合が（（３３０−１５Ｙ）／９）未満であると流入側触媒担持領域の長さが短くなりすぎて、ガス流入側での排ガスの浄化を充分に行うことができず、ハニカムフィルタ全体として排ガスを充分に浄化することができない。
また、再生処理の際のハニカムフィルタの割れを防止するために触媒非担持領域Ｘの割合を（２）式で得られる値よりもさらに大きくする必要があり、領域Ｙの割合の増加に対する領域Ｘの割合の増加の割合をより大きくする必要がある。
従って、領域Ｚの割合の最大値を表す直線は、領域Ｙの割合の増加に対してさらに減少する直線となる。この線は図３中ではｍａｘ２で示す直線（Ｚ＝（１３７５−７０Ｙ）／９）で表される。

また、本実施形態においてハニカムフィルタの触媒非担持領域の熱伝導率は、流出側触媒担持領域及び流入側触媒担持領域の熱伝導率に比べて高くなるように設定されている。
なお、ハニカムフィルタの触媒非担持領域の熱伝導率は、上記ハニカムフィルタの流出側触媒担持領域及び流入側触媒担持領域の熱伝導率の１．３〜５．０倍とすることが望ましい。
各領域の熱伝導率は、それぞれ図１（ｂ）に示す測定部位３１ｚ、３１ｘ、３１ｙのセル壁の熱伝導率を測定することによって求められる。

以下、本実施形態のハニカムフィルタの製造方法について説明する。
まず、セラミック原料として平均粒子径の異なる炭化ケイ素粉末と有機バインダとを混合して混合粉末を調製するとともに、液状の可塑剤と潤滑剤と水とを混合して混合液体を調製し、続いて、上記混合粉末と上記混合液体とを湿式混合機を用いて混合することにより、成形体製造用の湿潤混合物を調製する。

続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入する。
上記湿潤混合物を押出成形機に投入すると、湿潤混合物は押出成形により所定の形状のハニカム成形体となる。

次に、ハニカム成形体の両端を切断装置を用いて切断する切断工程を行い、ハニカム成形体を所定の長さに切断し、切断したハニカム成形体を乾燥機を用いて乾燥する。次いで、ガス流入側端面が開口するセル群のガス流出側の端部、及び、ガス流出側端面が開口するセル群のガス流入側の端部に、封止材となる封止材ペーストを所定量充填し、セルを目封じする。
このような工程を経て、セル封止ハニカム成形体を作製する。

次に、セル封止ハニカム成形体中の有機物を脱脂炉中で加熱する脱脂工程を行い、焼成炉に搬送し、焼成工程を行ってハニカム焼成体を作製する。
そして、得られたハニカム焼成体の側面に、シール材層（接着剤層）となるシール材ペーストを塗布してシール材ペースト層を形成し、このシール材ペースト層の上に、順次他のハニカム焼成体を積層する工程を繰り返して所定数のハニカム焼成体が結束されたハニカム焼成体の集合体を作製する。なお、シール材ペーストとしては、例えば、無機バインダと有機バインダと無機繊維及び／又は無機粒子とからなるものを使用することができる。

次に、このハニカム焼成体の集合体を加熱してシール材ペースト層を乾燥、固化させてシール材層（接着剤層）とする。その後、ダイヤモンドカッターを用いてハニカム焼成体の集合体に切削加工を施してセラミックブロックとし、セラミックブロックの外周面にシール材ペーストを塗布し、シール材ペーストを乾燥固化させてシール材層（コート層）を形成することによりハニカムフィルタとする。

次に、上記ハニカムフィルタの所定の領域にアルミナからなる触媒担持層を形成し、さらに上記触媒担持層に白金触媒を担持させる。具体的には、下記（ａ）及び（ｂ）の処理を行う。

（ａ）アルミナ粒子を含むアルミナ溶液中に、ハニカムフィルタをガス流入側端面とする面を下にして、流入側触媒担持領域を形成する所定の領域がアルミナ溶液中に漬かるようにハニカムフィルタを浸漬し、ハニカムフィルタの所定の領域に選択的にアルミナ粒子を付着させる。
続いて、上記ハニカムフィルタをアルミナ溶液から引き上げ、上下反転させてガス流出側端面とする面を下にして、流出側触媒担持領域を形成する所定の領域がアルミナ溶液中に漬かるようにハニカムフィルタを浸漬し、ハニカムフィルタの所定の領域に選択的にアルミナ粒子を付着させる。
その後、ハニカムフィルタを１１０〜２００℃で２時間程度乾燥させ、乾燥後のハニカムフィルタを５００〜１０００℃で加熱焼成することにより、ハニカムフィルタの所定の領域に触媒担持層を形成する。

（ｂ）次に、白金を含有する金属化合物の溶液中に、ガス流入側端面とする面を下にして、触媒担持層を形成した所定の領域が溶液中に漬かるようにハニカムフィルタを浸漬する。
続いて、上記ハニカムフィルタを金属化合物溶液から引き上げ、上下反転させてガス流出側端面とする面を下にして、触媒担持層を形成した所定の領域が溶液中に漬かるようにハニカムフィルタを浸漬する。
その後、浸積後のハニカムフィルタを乾燥させ、乾燥後のハニカムフィルタを不活性雰囲気下、５００〜８００℃で加熱焼成することにより触媒担持層に触媒を担持させる。

以下、本実施形態のハニカムフィルタの作用効果について列挙する。
（１）ガス流出側端面から所定の領域（領域Ｙ）に白金触媒が担持された流出側触媒担持領域が設けられており、その領域Ｙの割合が１％以上であるため、再生処理の際に発生したＣＯをガス流出側触媒担持領域に担持させた触媒を用いて浄化することができる。
また、ガス流入側端面から所定の領域（領域Ｚ）に白金触媒が担持された流入側触媒担持領域が設けられており、流入側触媒担持領域Ｚの割合を以下の式（２ａ）、（３ａ）で定める値
（８８０−７０Ｙ）／９≦Ｚ （１≦Ｙ≦１０）・・・（２ａ）
（３３０−１５Ｙ）／９≦Ｚ （１０≦Ｙ≦１９）・・・（３ａ）
以上としているため、排ガスを充分に浄化することができる。

（２）流出側触媒担持領域Ｙの割合が１９％以下であるため、再生処理の際にハニカムフィルタに大きな熱応力が加わってハニカムフィルタに割れが生じることを防止することができる。
また、流入側触媒担持領域Ｚの割合を以下の式（２ｂ）、（３ｂ）で定める値
Ｚ≦（８２５−１５Ｙ）／９ （１≦Ｙ≦１０）・・・（２ｂ）
Ｚ≦（１３７５−７０Ｙ）／９ （１０≦Ｙ≦１９）・・・（３ｂ）
以下としているため、充分な割合の触媒非担持領域が設けられている。そして、触媒非担持領域の熱伝導率は流出側触媒担持領域及び流入側触媒担持領域に比べて高いため、再生処理の際にハニカムフィルタに熱がこもって高温になることを防止して、ハニカムフィルタに割れが生じることを防止することができる。

（３）白金触媒がハニカムフィルタの体積１リットルあたり０．５ｇ以上担持されているため、排ガス中の有害成分をより充分に浄化することができる。
また、白金触媒の担持量をハニカムフィルタの体積１リットルあたり５．０ｇ以下としているため、高価な触媒の使用量を抑えることができる。

以下、本発明の第一実施形態をより具体的に開示した実施例を示すが、本実施形態はこれら実施例のみに限定されるものではない。
以下に示す実施例及び比較例では、領域Ｙの割合、領域Ｚの割合、領域Ｘの割合を異なる値に設定したハニカムフィルタを製造して、再生処理の際のＣＯの選択率を測定することによって排ガス浄化性能を評価し、また、再生処理の際のクラック発生の有無を評価した。

（実施例１）
（ハニカム焼成体の作製）
平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５２．８重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２２．６重量％とを混合し、得られた混合物に対して、アクリル樹脂２．１重量％、有機バインダ（メチルセルロース）４．６重量％、潤滑剤（日本油脂社製 ユニルーブ）２．８重量％、グリセリン１．３重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して混合組成物（湿潤混合物）を得た後、押出成形及び切断を行い、図１（ａ）に示した形状と略同様の形状であって、セルの目封じをしていない生のハニカム成形体を作製した。

次いで、マイクロ波乾燥機を用いて上記生のハニカム成形体を乾燥させ、ハニカム成形体の乾燥体とした後、上記生成形体と同様の組成のペーストを所定のセルに充填し、再び乾燥機を用いて乾燥させた。

ハニカム成形体の乾燥体を４００℃で脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成を行うことにより、気孔率が４５％、平均気孔径が１５μｍ、大きさが３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍ、セルの数（セル密度）が３００個／ｉｎｃｈ^２、セル壁の厚さが０．２５ｍｍ（１０ｍｉｌ）の炭化ケイ素焼結体からなるハニカム焼成体を作製した。

（ハニカムフィルタの製造）
平均繊維長２０μｍのアルミナファイバ３０重量％、平均粒子径０．６μｍの炭化ケイ素粒子２１重量％、シリカゾル１５重量％、カルボキシメチルセルロース５．６重量％、及び、水２８．４重量％を含む耐熱性のシール材ペーストを用いてハニカム焼成体を多数接着させ、さらに、１２０℃で乾燥させ、続いて、ダイヤモンドカッターを用いて切断することにより、シール材層（接着剤層）の厚さ１ｍｍの円柱状のセラミックブロックを作製した。

次に、上記シール材ペーストを用いて、セラミックブロックの外周部に厚さ０．２ｍｍのシール材ペースト層を形成した。そして、このシール材ペースト層を１２０℃で乾燥して、外周にシール材層（コート層）が形成された直径１４３．８ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱状のハニカムフィルタを製造した。

（触媒担持層の形成）
平均粒子径０．８μｍのγ−アルミナ粒子を充分量の水と混合して攪拌し、アルミナスラリーを作製した。このアルミナスラリー中にハニカムフィルタをガス流入側端面を下にして、その全長の５０％の領域（ガス流入側端面から７５ｍｍの領域）まで浸漬し、１分間保持した。
続いて、このハニカムフィルタを上記アルミナスラリーから引き上げ、上下反転させてガス流出側端面とする面を下にして、その全長の１０％の領域（ガス流出側端面から１５ｍｍの領域）まで上記アルミナスラリーに浸漬し、１分間保持した。
続いて、このハニカムフィルタを１１０℃で１時間加熱する乾燥工程を行い、さらに７００℃で１時間焼成する焼成工程を行って、ハニカムフィルタのガス流入側端面からハニカムフィルタの全長の５０％の領域及びガス流出側端面から１０％の領域に触媒担持層を形成した。
このとき、触媒担持層の形成量が、ハニカムフィルタのうち触媒担持層が形成されている領域の体積１リットルあたり４０ｇとなるように、アルミナスラリーへの浸漬と乾燥工程、焼成工程を繰り返し行った。

（白金触媒の担持）
ジニトロジアンミン白金硝酸溶液（［Ｐｔ（ＮＨ_３）_２（ＮＯ_２）_２］ＨＮＯ_３、白金濃度４．５３重量％）溶液（白金溶液）中に、ハニカムフィルタををガス流入側端面を下にして、その全長の５０％の領域まで浸漬し、１分間保持した。
続いて、このハニカムフィルタを上記白金溶液から引き上げ、上下反転させてガス流出側端面とする面を下にして、その全長の１０％の領域（ガス流出側端面から１５ｍｍの領域）まで上記白金溶液に浸漬し、１分間保持した。
続いて、このハニカムフィルタを１１０℃で２時間乾燥し、窒素雰囲気中５００℃で１時間焼成することによって触媒担持層に白金触媒を担持させた。
触媒の担持量は、触媒担持層２０ｇあたりに白金が１ｇ担持されるように定めており、ハニカムフィルタ１リットルあたりの触媒担持量は１．２ｇとなる。
以上の工程によって、アルミナからなる触媒担持層が所定の領域に形成され、触媒担持層に白金触媒が担持されたハニカムフィルタを製造した。

（実施例２〜１１）
実施例１と同様にして円柱状のハニカムフィルタを製造した。その後触媒担持層を形成する領域及び触媒を担持させる領域を変更して、領域Ｚの割合、領域Ｘの割合、領域Ｙの割合を表１に示す値としたハニカムフィルタを製造した。
なお、触媒担持層の形成工程においては、アルミナスラリーへの浸漬、乾燥、焼成を繰り返す回数を変更して、触媒担持層を形成した。
また、実施例１と同様にして白金触媒を担持させた。

（比較例１〜１０）
実施例１と同様にして円柱状のハニカムフィルタを製造した。その後触媒担持層を形成する領域及び触媒を担持させる領域を変更して、領域Ｚの割合、領域Ｘの割合、領域Ｙの割合を表１に示す値としたハニカムフィルタを製造した。
触媒担持層の形成工程においては、アルミナスラリーへの浸漬、乾燥、焼成を繰り返す回数を変更して、触媒担持層を形成した。
また、実施例１と同様にして白金触媒を担持させた。
これらのハニカムフィルタについて、以下のようにして各特性の評価を行った。

（熱伝導率の測定）
各測定部位３１ｚ、３１ｘ、３１ｙについて、セル壁の熱伝導率をレーザーフラッシュ法によって測定した。
すると、全てのハニカムフィルタにおいて触媒非担持領域のセル壁の熱伝導率が流入側触媒担持領域及び流出側触媒担持領域のセル壁の熱伝導率に比べて高くなっていた。

（ＣＯ_２選択率の測定及びクラックの有無の判定）
図４に示したような選択率測定装置２３０を用いてＣＯ_２選択率を測定した。図４は、ＣＯ_２選択率測定装置の説明図である。
このＣＯ_２選択率測定装置２３０は、２Ｌ（リットル）のコモンレール式ディーゼルエンジン２３１と、エンジン２３１からの排ガスを流通する排ガス管２３２と、排ガス管２３２に接続されアルミナマット２３４を巻いたハニカムフィルタ１００を固定する金属ケーシング２３３と、ハニカムフィルタ１００を流通した後の排ガスをサンプリングするサンプラー２３６と、サンプラー２３６によりサンプリングされた排ガスを希釈する希釈器２３７と、希釈された排ガスに含まれるＣＯ_２及びＣＯの濃度を測定する検知管２３８とにより構成されている。

次に、測定手順を説明する。エンジン２３１を回転数が２０００ｍｉｎ^−１、トルクが４７Ｎｍとなるように運転し、エンジン２３１からの排ガスをハニカムフィルタ１００に流通させた。そして、ＰＭがハニカムフィルタ１リットルあたり６．０ｇ捕集されるまで運転を行った後、ポストインジェクションによってＰＭを燃焼させ、ハニカムフィルタの再生処理を行った。
そして、再生処理の際にサンプラー２３６においてサンプリングされた排ガス中のＣＯ濃度Ｄ_ＣＯとＣＯ_２濃度Ｄ_ＣＯ２とを検知管２３８を用いて測定した。そして、下記計算式を用いてＣＯ_２選択率を算出した。
ＣＯ_２選択率（％）＝［Ｄ_ＣＯ２／（Ｄ_ＣＯ＋Ｄ_ＣＯ２）］×１００
このＣＯ_２選択率が高いほど排ガス中のＣＯが少なく、再生処理の際に発生したＣＯをＣＯ_２に浄化する反応が良好に行われていることとなる。各表においては、このＣＯ_２選択率が７５％以上の場合を○で、ＣＯ_２選択率が７５％未満の場合を×で示した。

また、この再生処理を行った後のハニカムフィルタについて、クラックの発生の有無を目視によって観察した。各表においてはクラックが生じていなかったものを○で、クラックが生じていたものを×で示した。

各実施例及び比較例で製造したハニカムフィルタにおける領域Ｚの割合、領域Ｘの割合、領域Ｙの割合、請求項１に規定する式（１）〜（３）のうち適用される式（適用式）、並びに、各実施例及び比較例における領域Ｙの割合を適用式に代入することによって求められる領域Ｚの割合の最大値及び最小値を表１及び表２に示す。
そして、これらのハニカムフィルタについてＣＯ_２選択率を測定した結果及びクラックの有無を判定した結果を合わせて表１及び表２に示す。

また、各実施例及び比較例における領域Ｙの割合の値を横軸に、領域Ｚの割合の値を縦軸にプロットしたグラフを図５に示す。この図においては各実施例のプロットを●で、各比較例のプロットを×で示しており、図３と同様に式（２）、（３）で示される領域Ｚの割合の最小値及び最大値を定める直線を示している。
この図５から、各実施例についてプロットした点は式（２）、（３）で示される領域Ｚの割合の最小値及び最大値を表す直線と重なるか、各直線で囲まれてなる四角形の中にあり、式（２）、（３）のいずれかを満たしていることがわかる。
また、各比較例についてプロットした点は、上記四角形の外にあり、式（２）、（３）を満たしていないことがわかる。

そして、表１から、各実施例においてはＣＯ_２選択率が高く、ＣＯの浄化が充分に行われていることがわかる。また、再生処理の際にクラックが生じていないこともわかる。
表２からは、比較例において領域Ｚの割合が式（２）、（３）で定める最小値未満であると、選択率が低く、ＣＯの浄化が充分に行われていないことがわかる。また、領域Ｚの割合が式（２）、（３）で定める最大値を超えていると、ハニカムフィルタにクラックが生じていることがわかる。

（第二実施形態）
第一実施形態においてハニカムフィルタは、複数のハニカム焼成体がシール材層（接着剤層）を介して複数個結束された構成を有するが、ハニカムフィルタは、１つのハニカム焼成体から構成されているハニカムフィルタであってもよい。
本明細書中では、前者のようなハニカムフィルタを集合型ハニカムフィルタといい、後者のようなハニカムフィルタを一体型ハニカムフィルタということとする。

このような一体型ハニカムフィルタを製造する場合は、押出成形により成形するハニカム成形体の大きさが、集合型ハニカムフィルタを製造する場合に比べて大きい以外は、集合型ハニカムフィルタを製造する場合と同様の方法を用いて、ハニカム成形体を作製する。その後は第一実施形態の集合型ハニカムフィルタを製造する方法と同様にして一体型ハニカムフィルタを製造することができる。

なお、一体型ハニカムフィルタの主な構成材料としては、耐熱衝撃性に優れたコージェライトやチタン酸アルミニウムを用いることが望ましく、本実施形態においても、第一実施形態の作用効果（１）〜（３）を発揮することができる。

（他の実施形態）
本発明のハニカムフィルタの形状は、図２に示した円柱状に限定されるものではなく、楕円柱状、多角柱状等の任意の柱の形状であればよい。

本発明のハニカムフィルタの気孔率は、３０〜７０％であることが望ましい。
ハニカムフィルタの強度を維持することが可能であるとともに、排ガスがセル壁を通過する際の抵抗を低く保つことができるからである。

これに対し、気孔率が３０％未満であると、セル壁が早期に目詰まりを起こすことがあり、一方、上記気孔率が７０％を超えるとハニカムフィルタの強度が低下して容易に破壊されることがある。
なお、上記気孔率は、例えば、水銀圧入法、アルキメデス法、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定等、従来公知の方法により測定することができる。

上記ハニカムフィルタの長手方向に垂直な断面におけるセル密度は特に限定されないが、望ましい下限は、３１．０個／ｃｍ^２（２００個／ｉｎ^２）、望ましい上限は、９３個／ｃｍ^２（６００個／ｉｎ^２）、より望ましい下値は、３８．８個／ｃｍ^２（２５０個／ｉｎ^２）、より望ましい上限は、７７．５個／ｃｍ^２（５００個／ｉｎ^２）である。
また、上記ハニカムフィルタのセル壁の厚さは、特に限定されるものではないが、０．１〜０．４ｍｍであることが望ましい。

上記ハニカムフィルタの構成材料の主成分は、炭化ケイ素に限定されるわけではなく、他のセラミック原料として、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミック、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、金属と窒化物セラミックの複合体、金属と炭化物セラミックの複合体等であってもよい。
また、上述したセラミックに金属ケイ素を配合したケイ素含有セラミック、ケイ素やケイ酸塩化合物で結合されたセラミック等のセラミック原料も構成材料として挙げられる。

上記ハニカムフィルタの構成材料の主成分は、第一実施形態のような集合型ハニカムフィルタでは、炭化ケイ素が特に望ましい。
耐熱性、機械強度、熱伝導率等に優れるからである。
また、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたもの（ケイ素含有炭化ケイ素）も望ましい。

湿潤混合物における炭化ケイ素粉末の粒子径は特に限定されないが、後の焼成工程を経て作製されたハニカム焼成体の大きさが、ハニカム成形体の大きさに比べて小さくなる場合が少ないものが望ましい。例えば、１．０〜５０μｍの平均粒子径を有する粉末１００重量部と０．１〜１．０μｍの平均粒子径を有する粉末５〜６５重量部とを組み合わせたものが望ましい。

湿潤混合物における有機バインダは特に限定されず、例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール等が挙げられる。このなかでは、メチルセルロースが望ましい。有機バインダの配合量は、通常、セラミック粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部が望ましい。

湿潤混合物を調製する際に使用する可塑剤や潤滑材は、特に限定されず、可塑剤としては、例えば、グリセリン等が挙げられる。また、潤滑剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシアルキレン系化合物等が挙げられる。
潤滑剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンモノブチルエーテル、ポリオキシプロピレンモノブチルエーテル等が挙げられる。
なお、可塑剤、潤滑剤は、場合によっては、湿潤混合物に含まれていなくてもよい。

また、湿潤混合物を調製する際には、分散媒液を使用してもよく、分散媒液としては、例えば、水、ベンゼン等の有機溶媒、メタノール等のアルコール等が挙げられる。
さらに、湿潤混合物中には、成形助剤が添加されていてもよい。
成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等が挙げられる。

さらに、湿潤混合物には、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。
バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。

また、湿潤混合物中の有機分の含有量は１０重量％以下であることが望ましく、水分の含有量は８〜３０重量％であることが望ましい。

セルを封止する封止材ペーストとしては特に限定されないが、後工程を経て製造される封止材の気孔率が３０〜７５％となるものが望ましく、例えば、湿潤混合物と同様のものを用いることができる。

シール材ペーストにおける無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機バインダのなかでは、シリカゾルが望ましい。

シール材ペーストにおける有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。有機バインダのなかでは、カルボキシメチルセルロースが望ましい。

シール材ペーストにおける無機繊維としては、例えば、シリカ−アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバー等を挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機繊維のなかでは、アルミナファイバが望ましい。

シール材ペーストにおける無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等を挙げることができ、具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素からなる無機粉末等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化ケイ素が望ましい。

さらに、シール材ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラファイト等の造孔剤を添加してもよい。バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバルーン、シラスバルーン、フライアッシュバルーン（ＦＡバルーン）、ムライトバルーン等が挙げられる。これらのなかでは、アルミナバルーンが望ましい。

上記触媒担持層を形成する材料としては、比表面積が高く触媒を高分散させて担持させることのできる材料であることが望ましく、例えば、アルミナ、チタニア、ジルコニア、シリカ等の酸化物セラミックが挙げられる。
これらの材料は、単独で使用してもよいし、２種以上併用してもよい。
この中でも、２５０ｍ^２／ｇ以上の高い比表面積を有するものを選択することが望ましく、γ−アルミナが特に望ましい。

上記アルミナからなる触媒担持層を形成する方法は、第一の実施形態において説明した方法に特に限定されるものではなく、ハニカムフィルタをアルミニウムを含有する金属化合物の溶液、例えば、硝酸アルミニウムの水溶液などに含浸して、ゾル−ゲル法によりセル壁にアルミナ膜を被膜させ、ハニカムフィルタを乾燥、焼成する方法を用いてもよい。

また、触媒担持層はセル壁の表面に形成されていてもよいし、セル壁の内部に形成されていてもよい。

上記触媒担持層の表面に担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましく、このなかでは、白金がより望ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いることもできる。これらの触媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。

（ａ）は、本発明のハニカムフィルタを構成するハニカム焼成体の一例を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。 本発明のハニカムフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。 流出側触媒担持領域Ｙの割合を変化させた際の本発明のハニカムフィルタの各領域の範囲を示すグラフである。 ＣＯ_２選択率測定装置の説明図である。 各実施例及び比較例における領域Ｙの割合の値を横軸に、領域Ｚの割合を縦軸にプロットしたグラフである。

符号の説明

１０ 触媒担持層
２１ ガス流入側端面
２２ ガス流出側端面
１００ ハニカムフィルタ
１１０ ハニカム焼成体
１１１ セル
１１２ 封止材
１１３ セル壁
Ｇ 排ガス

Claims (3)

1. 多数のセルがセル壁を隔てて長手方向に並設され、前記セルのいずれか一方の端部が封止された柱状のハニカム焼成体からなり、一方の端面側から流入したガスが他方の端面側から流出するハニカムフィルタであって、
   前記ハニカムフィルタは、そのガス流出側端面からガス流入側端面に向かって触媒が担持された触媒担持層が形成された流出側触媒担持領域と、
   そのガス流入側端面からガス流出側端面に向かって触媒が担持された触媒担持層が形成された流入側触媒担持領域と、
   前記流出側触媒担持領域及び前記流入側触媒担持領域に挟まれ、触媒担持層が形成されておらず、触媒が担持されていない触媒非担持領域とを備え、
   前記触媒非担持領域の熱伝導率は、前記流出側触媒担持領域及び流入側触媒担持領域の熱伝導率に比べて高く、
   前記流出側触媒担持領域の前記長手方向の長さの、前記ハニカムフィルタの長手方向の全長に対する割合をＹ（％）とし、
   前記流入側触媒担持領域の前記長手方向の長さの、前記ハニカムフィルタの長手方向の全長に対する割合をＺ（％）とし、
   前記触媒非担持領域の前記長手方向の長さの、前記ハニカムフィルタの長手方向の全長に対する割合をＸ（％）としたときに、
   下記式（１）〜（４）の関係を満たし、
   前記触媒は白金であることを特徴とするハニカムフィルタ。
   １≦Ｙ≦１９・・・（１）
   （８８０−７０Ｙ）／９≦Ｚ≦（８２５−１５Ｙ）／９ （１≦Ｙ≦１０）・・・（２）
   （３３０−１５Ｙ）／９≦Ｚ≦（１３７５−７０Ｙ）／９ （１０≦Ｙ≦１９）・・・（３）
   Ｘ＝１００−Ｙ−Ｚ・・・（４）
2. 前記触媒はハニカムフィルタの体積１リットルあたり０．５〜５．０ｇ担持されている請求項１に記載のハニカムフィルタ。
3. 前記ハニカムフィルタの主成分が炭化ケイ素である請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。

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