JP6492495B2 - 排ガス浄化フィルタ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ガソリンエンジン車用の排ガス浄化フィルタ及びその製造方法に関する。
ディーゼルエンジンからは、カーボン微粒子等のパティキュレートマター（ＰＭ）が排出されることが知られている。このようなＰＭは大気汚染の原因となるため、その排出量には各国において規制値が設けられている。そこで、ディーゼルエンジン車には、ＰＭを捕集するための排ガス浄化フィルタが設けられている。具体的には、隔壁に囲まれた多数のセルを有するハニカム体と、セルの両端のいずれか一方の端部を封止する栓部とを有するフィルタが用いられている（特許文献１参照）。
近年、ＰＭの排出量に対する規制がますます厳しくなる傾向にあり、ディーゼルエンジン車のみならず、ガソリンエンジン車から排出されるＰＭも問題視される傾向にある。特に、ガソリンエンジンからは、ディーゼルエンジンよりも小さなＰＭが排出されることが指摘されている。一般に、ディーゼルエンジンから排出されるＰＭの平均粒子径は６０〜１００ｎｍであるのに対し、ガソリン直噴エンジンから排出されるＰＭの平均粒子径は４０〜８０ｎｍである。今後、ＰＭの量だけでなく、ＰＭの粒子数に基づいた排出量の規制が検討される可能性もあるため、ガソリンエンジン車にもＰＭを捕集するための排ガス浄化フィルタを装着することが検討されている。
しかしながら、ガソリンエンジンから排出される排ガスは、ディーゼルエンジンに比べて高温である。一般に、ディーゼルエンジンの排ガス温度は１５０〜４００℃であるのに対し、例えばガソリン直噴エンジンの排ガスは３５０〜７００℃である。そのため、ガソリンエンジンから排出される排ガスは、ディーゼルエンジンに比べて体積が増大している。そのため、ガソリンエンジン車に、ディーゼルエンジン車と同様なＰＭ捕集用の排ガス浄化フィルタを装着すると、圧力損失が増大し易くなる。その結果、出力が低下してしまうという問題がある。そこで、圧力損失の増大を抑制しつつ、ＰＭを十分に捕集することが可能なガソリンエンジン車用の排ガス浄化フィルタの開発が望まれている。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、ＰＭを十分に捕集できると共に、圧力損失を十分に低下させることができる排ガス浄化フィルタ及びその製造方法を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、ガソリンエンジン（４）から排出されるパティキュレートマターを捕集するための排ガス浄化フィルタ（１）であって、
該排ガス浄化フィルタ（１）は、隔壁（２１）に囲まれた多数のセル（２２）を有するハニカム体（２）と、上記セル（２２）の両端のうちのいずれか一方の端部（２３、２４）を封止する栓部（３）とを有し、
上記栓部（３）の長さの平均値Ｌｍｍと上記栓部（３）の平均気孔径Ｄ１ｍｍと上記ハニカム体（２）の平均気孔径Ｄ２ｍｍとが、Ｌ／Ｄ１≦５０、Ｌ≦２．５、及びＤ１＞Ｄ２の関係を満足することを特徴とする排ガス浄化フィルタ（１）にある。なお、以降の説明において、栓部の平均気孔径を示す「Ｄ」は「Ｄ１」のことである。
該排ガス浄化フィルタ（１）は、隔壁（２１）に囲まれた多数のセル（２２）を有するハニカム体（２）と、上記セル（２２）の両端のうちのいずれか一方の端部（２３、２４）を封止する栓部（３）とを有し、
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本発明の他の態様は、上記排ガス浄化フィルタの製造方法において、
ディスペンサを用いて栓部形成材料のスラリーを吐出させることにより、上記セルの両端のうちのいずれか一方の端部に上記スラリーを供給する供給工程と、
上記端部に供給された上記栓部形成材料を焼成することにより、上記栓部を形成する焼成工程とを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法にある。
ディスペンサを用いて栓部形成材料のスラリーを吐出させることにより、上記セルの両端のうちのいずれか一方の端部に上記スラリーを供給する供給工程と、
上記端部に供給された上記栓部形成材料を焼成することにより、上記栓部を形成する焼成工程とを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法にある。
上記排ガス浄化フィルタにおいては、上記栓部の長さの平均値Ｌｍｍと上記栓部の平均気孔径ＤｍｍとがＬ／Ｄ≦５０、Ｌ≦３の関係を満足する。そのため、圧力損失を十分に低下させることができる。また、上記排ガス浄化フィルタは、ガソリンエンジンに用いられる。そのため、Ｌ／Ｄ≦５０、Ｌ≦３の関係を満足していても、ＰＭを十分に捕集することができる。この理由は次のようであると考えられる。
即ち、ガソリンエンジンから排出される排ガスは、例えばディーゼルエンジンから排出される排ガスに比べて、上述のように温度が高い。また、ガソリンエンジンの排ガス中のＰＭは、例えばディーゼルエンジンの排ガス中のＰＭに比べて上述のように粒子径が小さい。そのため、ガソリンエンジンから排出される排ガスにおいては、ブラウン運動によるＰＭの捕集が支配的となる。そのため、上述のようにＬ／Ｄ≦５０、Ｌ≦３の関係を満足していても、上記排ガス浄化フィルタは、ＰＭを十分に捕集することができる。
また、上記製造方法においては、供給工程と焼成工程とを行うことにより、上記排ガス浄化フィルタを製造している。供給工程においては、ディスペンサを用いてセルの端部にスラリーを供給し、焼成工程において、栓部形成材料を焼成して栓部を形成している。そのため、上記特定の関係を満足する栓部を容易に形成することができる。また、上記製造方法によって得られる上記特定の関係を満足する排ガス浄化フィルタは、上述のように、ＰＭを十分に捕集できると共に、圧力損失を十分に低下させることができる。
次に、上記排ガス浄化フィルタの好ましい実施形態について説明する。
排ガス浄化フィルタは、ガソリンエンジンから排出されるパティキュレートマターを捕集するために用いられる。ガソリンエンジン車の排ガス流路には、一般に、栓部を有していないハニカム体と、該ハニカム体に担持された貴金属等からなる触媒とを有する少なくとも２つの排ガス浄化触媒が設けられる。これらは、一般に、上流側触媒（Ｓ／Ｃ：Ｓｔａｒｔ Ｃａｔａｌｙｓｔ）及び下流側触媒（ＵＦ／Ｃ：ＵｎｄｅｒＦｌｏｏｒ Ｃａｔａｌｙｓｔ）と呼ばれる。上記排ガス浄化フィルタは、排ガス流路において、下流側触媒のさらに下流、又は上流側触媒と下流側触媒との間における上流側触媒寄りに設けることができる。また、上流側触媒又は下流側触媒に代えて、上記排ガス浄化フィルタを設けることもできる。上流側触媒又は下流側触媒に代えて排ガス浄化フィルタを設ける場合には、排ガス浄化フィルタには、貴金属等からなる触媒を担持させることが好ましい。
排ガス浄化フィルタは、ガソリンエンジンから排出されるパティキュレートマターを捕集するために用いられる。ガソリンエンジン車の排ガス流路には、一般に、栓部を有していないハニカム体と、該ハニカム体に担持された貴金属等からなる触媒とを有する少なくとも２つの排ガス浄化触媒が設けられる。これらは、一般に、上流側触媒（Ｓ／Ｃ：Ｓｔａｒｔ Ｃａｔａｌｙｓｔ）及び下流側触媒（ＵＦ／Ｃ：ＵｎｄｅｒＦｌｏｏｒ Ｃａｔａｌｙｓｔ）と呼ばれる。上記排ガス浄化フィルタは、排ガス流路において、下流側触媒のさらに下流、又は上流側触媒と下流側触媒との間における上流側触媒寄りに設けることができる。また、上流側触媒又は下流側触媒に代えて、上記排ガス浄化フィルタを設けることもできる。上流側触媒又は下流側触媒に代えて排ガス浄化フィルタを設ける場合には、排ガス浄化フィルタには、貴金属等からなる触媒を担持させることが好ましい。
ハニカム体のセルの形状は、軸方向と直交する断面において、例えば、円形、多角形（例えば、四角形、六角形）等である。隔壁の厚みは、例えば０．１〜０．３ｍｍである。ハニカム体の気孔率は、例えば４０〜７０％である。
上記排ガス浄化フィルタを製造するにあたって、供給工程においては、焼成後のハニカム体を用いることもできるが、焼成前のハニカム体（ハニカム成形体）を用いることもできる。この場合には、上記焼成工程において、ハニカム成形体と栓部形成材料とを焼結させることができる。
ハニカム体の材質としては、例えばコージェライト、ＳｉＣ、チタン酸アルミニウム等がある。ハニカム体と栓部とは同じ材質からなることが好ましい。この場合には、同様の焼成条件によりハニカム体と栓部とを形成することができるため、排ガス浄化フィルタの製造が容易になる。好ましくは、ハニカム体及び栓部は、コージェライトからなることがよい。
（実施例１）
次に、排ガス浄化フィルタの実施例について説明する。
図１〜図３に示すごとく、本例の排ガス浄化フィルタ１は、格子状に設けられた隔壁２１と、隔壁２１に囲まれた多数のセル２２とを有するハニカム体２を有している。また、排ガス浄化フィルタ１は、セル２２の両端のうちのいずれか一方の端部２３、２４を封止する栓部３を有する。ハニカム体２と栓部３とは、コージェライトからなる多孔体である。
次に、排ガス浄化フィルタの実施例について説明する。
図１〜図３に示すごとく、本例の排ガス浄化フィルタ１は、格子状に設けられた隔壁２１と、隔壁２１に囲まれた多数のセル２２とを有するハニカム体２を有している。また、排ガス浄化フィルタ１は、セル２２の両端のうちのいずれか一方の端部２３、２４を封止する栓部３を有する。ハニカム体２と栓部３とは、コージェライトからなる多孔体である。
図２に示すごとく、排ガス浄化フィルタ１においては、ハニカム体２における複数のセル２２のうち、排ガスが流入する流入セル２２１の下流側の端部２４と、排ガスを排出する排出セル２２２の上流側の端部２３とが、栓部３により閉塞されている。図１及び図２に示すごとく、栓部３は、隣り合うセル２２の開口部を交互に閉塞し、いわゆる市松模様状に配設されている。そして、流入セル２２１の上流側の端部２３と、排出セル２２２の下流側の端部２４が開口している。
ハニカム体２は、直径１２９ｍｍ、長さ１００ｍｍの円柱状である。隔壁２１の厚みＴは０．２０ｍｍ（８ｍｉｌ）であり、セル２２の密度は、４００個／ｉｎｃｈ2（６２個／ｃｍ2）であり、セル２２の開口ピッチは１．１ｍｍである。ハニカム体２の平均気孔径は１８μｍであり、気孔率は６２％である。
また、排ガス浄化フィルタ１においては、栓部３は、ハニカム体２におけるセル２２の端部２３、２４から所定の長さで形成されている。本例においては、栓部３の長さの平均値Ｌｍｍと栓部３の平均気孔径Ｄｍｍとが、Ｌ／Ｄ≦５０、Ｌ≦３の関係を満足する。具体的には、本例の排ガス浄化フィルタ１においては、Ｌ＝２．２ｍｍ、Ｄ＝０．０５２ｍｍ（５２μｍ）、Ｌ／Ｄ＝４２である、また、栓部３の気孔率Ｐは６１％である。
図４に示すごとく、本例の排ガス浄化フィルタ１は、ガソリンエンジン４に用いられる。ガソリンエンジン４の排ガス流路４１には、上流側触媒４５と下流側触媒４６とが配置される。上流側触媒４５と下流側触媒４６は、コージェライト等からなるハニカム体４５０、４６０と、該ハニカム体４５０、４６０に担持された貴金属等からなる触媒（図示略）とからなる。ハニカム体４５０、４６０は、栓部を有しておらず、軸方向に延びるセルは両端面において開口している。本例の排ガス浄化フィルタ１は、図４に示すごとく、例えば下流側触媒４６のさらに下流に配置され、ガソリンエンジン４から排出される排ガス中に含まれるＰＭを捕集することができる。以下、本例の排ガス浄化フィルタ１の製造方法について説明する。
具体的には、まず、ハニカム体２の原料となるコージェライト原料を準備する。コージェライト原料は、シリカ、タルク、カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム等を含有する。そして、焼成後の最終的な組成が、ＳｉＯ2：４７〜５３質量％、Ａｌ2Ｏ3：３２〜３８質量％、ＭｇＯ：１２〜１６質量％となるように、原料組成の調整を行う。コージェライト原料は、水等の溶媒、増粘剤、分散剤等と共に混合されて粘土質に調整されている。粘土質のコージェライト原料は、ハニカム体成形用の金型を用いて押出成形され、その後乾燥されることによりハニカム成形体が得られる。
次に、シリカ、タルク、カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム等の原料粉末を含有する栓部形成材料を準備する。栓部形成材料は、焼成後の最終的な組成が、ＳｉＯ2：４７〜５３質量％、Ａｌ2Ｏ3：３２〜３８質量％、ＭｇＯ：１２〜１６質量％となるように、調整されている。栓部形成材料は、水又は油等の溶媒中に、増粘剤や分散剤等と共に分散されており、スラリー状である。栓部形成材料のスラリーの粘度は、５００〜１００００ｍＰａ・ｓの範囲内に調整することができる。栓部形成材料のスラリーは、混合機を用いて、例えば１０００ｒｐｍ、１分間という条件で撹拌を行うことにより得られる。栓部の気孔特性は、原料の粒子径や嵩密度を調整することにより、制御することができる。本例におけるシリカ、タルク、アルミナの平均粒子径を表１に示す。具体的には表１における材料Ａが採用されている。
次に、図５及び図６に示すごとく、栓部形成材料のスラリー３０をディスペンサ５に導入し、ディスペンサ５の吐出口５１からスラリー３０をハニカム成形体２０のセル２２の両端２３、２４の開口部へ導入する。スラリー３０は、ディスペンサ５の吐出口５１からエアーによる圧力によって押し出される。吐出口５１とハニカム成形体２０の端部２３、２４とは接触させるか、両者の間をできる限り近づけることが好ましい。これにより、注入時に隣りのセルにスラリー３０が漏れてしまうこと防止することができる。ディスペンサ５からのスラリー３０の注入は、吐出口５１の内径（ノズルの内径）：０．８ｍｍ、エアー圧力：０．１〜０．４ＭＰａ、注入時間：１０〜２０ミリ秒という条件で行うことができる。
吐出口５１の内径が小さすぎると、スラリー３０中の粒子が吐出口５１の内部で詰まり、スラリー３０が注入できなくなるおそれがある。また、この場合には、スラリー３０がセル２２の内部に注入されてしまい、栓部をセル２２の端部２３（２４）から所定の長さで形成することができなくなるおそれがある。一方、吐出口５１の内径が大きすぎると、目的のセルの隣りのセルにまでスラリー３０が注入されてしまうおそれがある。したがって、吐出口５１の内径は、セル２２の開口ピッチ±隔壁の厚み×２の範囲内にすることが好ましい。具体的には、本例においては、吐出口の内径は０．４〜１．２ｍｍであることが好ましく、実際には０．８ｍｍである。
次に、栓部形成材料のスラリー３０を注入したハニカム成形体２を乾燥させた後、焼成させる。焼成は、温度１４３０℃で２０時間保持することにより行う。これにより、ハニカム成形体、及びハニカム体の端部に供給された栓部形成材料が焼結する。このようにして、図１〜図３に示すごとく排ガス浄化フィルタ１が得られる。なお、本例においては、上述のようにハニカム成形体に対してスラリーを供給したが、焼成後のハニカム体にスラリーを供給して栓部を形成することもできる。
次に、本例の排ガス浄化フィルタ１について、栓部３の長さの平均値Ｌ、栓部３の平均気孔径Ｄ、栓部３の気孔率Ｐを測定する。
栓部の長さの平均値Ｌは、次のようにして測定される。即ち、まず、セルの開口側からセル内に金属製の棒（直径０．８ｍｍ程度）)を差し込み、この棒の挿入深さを測定する。そして、ハニカム体の全長と棒の挿入深さとの差から栓部の長さを求める。等間隔に位置する任意の９箇所の栓部の長さを測定し、これらの平均値Ｌを求める。
栓部の長さの平均値Ｌは、次のようにして測定される。即ち、まず、セルの開口側からセル内に金属製の棒（直径０．８ｍｍ程度）)を差し込み、この棒の挿入深さを測定する。そして、ハニカム体の全長と棒の挿入深さとの差から栓部の長さを求める。等間隔に位置する任意の９箇所の栓部の長さを測定し、これらの平均値Ｌを求める。
平均気孔径Ｄと気孔率Ｐは、水銀圧入式のポロシメータを用いた水銀圧入法により測定される。水銀圧入法においては、水銀が栓部の気孔に浸入する際の圧力から気孔径が求められ、気孔に入った水銀の容積から気孔容積が求められる。そして、全ての気孔の大きさの平均値から平均気孔径Ｄが求められる。また、気孔率Ｐは、気孔容積÷（気孔容積＋１／２．５２）×１００という式から算出される。その結果を後述の表２に示す。
（実施例２〜４、比較例１〜３）
次に、実施例１とは、栓部の長さの平均値Ｌ、栓部の平均気孔径Ｄ、気孔率Ｐが異なる複数の排ガス浄化フィルタを作製した。長さの平均値Ｌは、スラリーの注入時におけるエアー圧力を変更することにより調整した。また、平均気孔径Ｄ及び気孔率Ｐは、栓部形成材料の種類（Ａ〜Ｃ）を変更することにより調整した。これらの材料は、シリカ、タルク、アルミナの平均粒子径が異なる（表１参照）。その他の構成は、実施例１と同様である。なお、実施例２〜４の排ガス浄化フィルタにおいて、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示し、先行する説明を参照する。
次に、実施例１とは、栓部の長さの平均値Ｌ、栓部の平均気孔径Ｄ、気孔率Ｐが異なる複数の排ガス浄化フィルタを作製した。長さの平均値Ｌは、スラリーの注入時におけるエアー圧力を変更することにより調整した。また、平均気孔径Ｄ及び気孔率Ｐは、栓部形成材料の種類（Ａ〜Ｃ）を変更することにより調整した。これらの材料は、シリカ、タルク、アルミナの平均粒子径が異なる（表１参照）。その他の構成は、実施例１と同様である。なお、実施例２〜４の排ガス浄化フィルタにおいて、実施例１と同じ符号は、同一の構成を示し、先行する説明を参照する。
（実施例１〜４と比較例１〜３との比較）
各実施例及び比較例１〜３の排ガス浄化フィルタについて、圧力損失を測定した。具体的には、圧力損失測定装置を用いて、排ガス浄化フィルタにガス（空気）を流した時の圧力損失を測定した。圧力損失測定装置は、排ガス浄化フィルタに流入する直前のガスの圧力と排ガス浄化フィルタから流出した直後のガスの圧力との差（差圧）を測定する差圧計と、排ガス浄化フィルタにガスを流すためのブロワーとを備えている。
各実施例及び比較例１〜３の排ガス浄化フィルタについて、圧力損失を測定した。具体的には、圧力損失測定装置を用いて、排ガス浄化フィルタにガス（空気）を流した時の圧力損失を測定した。圧力損失測定装置は、排ガス浄化フィルタに流入する直前のガスの圧力と排ガス浄化フィルタから流出した直後のガスの圧力との差（差圧）を測定する差圧計と、排ガス浄化フィルタにガスを流すためのブロワーとを備えている。
具体的な手順としては、まず、排ガス浄化フィルタの流入側端面と流出側端面とに配管を取り付け、配管内にブロワーによりガスを流す。そして、排ガス浄化フィルタにガスを流したときの差圧を差圧計により測定する。この差圧が圧力損失（圧損）である。具体的には、各排ガス浄化フィルタに流速７ｍ3／分で空気を流し、流入側端面と流出側端面との圧力をそれぞれ測定した。その結果を表２及び図７に示す。
また、各実施例及び比較例の排ガス浄化フィルタについて、ガソリンエンジンから排出される排ガス中に含まれるＰＭの捕集率を測定した。具体的には、ガソリン直噴エンジン（２Ｌ）から排出される排ガス中に含まれるＰＭの粒子数を排ガス浄化フィルタの通過前後において測定し、排ガス浄化フィルタに捕集されたＰＭの捕集率を算出した。排ガス浄化フィルタに流入する前の排ガス中に含まれるＰＭの粒子数をＡとし、排ガス浄化フィルタを通過して流出した排ガス中に含まれるＰＭの粒子数をＢとすると、捕集率Ｃ（％）は、Ｃ＝（Ａ−Ｂ）×１００／Ａという式から算出される。ＰＭの粒子数は、微粒子解析装置（ＣＡＭＢＵＳＴＩＯＮ社製のＤＭＳ５００）を用いて計測した。測定条件は、エンジンの回転数が２０００ｒｐｍ、排ガスの流速が４０Ｌ／ｓｅｃ、排ガスの温度（排ガス浄化フィルタへの流入直前の温度）が４５０℃である。なお、排ガス浄化フィルタを通過する前におけるＰＭの平均粒子径は、７０ｎｍであり、ＰＭの粒子数は、５×１０6／ｃｍ3であった。また、排ガス浄化フィルタに排ガスを流入させてから１２２５秒後に流出側のＰＭの粒子数の計測を行うことにより、排ガス浄化フィルタへ流入させるＰＭの総量を、後述のディーゼルエンジンから排出されるＰＭの粒子数の測定時と一致させている。その結果を表２及び図８に示す。
また、実施例２、実施例４、及び比較例１の排ガス浄化フィルタについて、ディーゼルエンジン（２Ｌ）から排出される排ガス中に含まれるＰＭの捕集率を測定した。捕集率の測定方法は、測定条件を変更した点を除いては、上述のガソリンエンジンの場合と同様である。測定条件は、エンジンの回転数が１２００ｒｐｍ、排ガスの流速が３５Ｌ／ｓｅｃ、排ガスの温度（排ガス浄化フィルタへの流入直前の温度）が３５０℃である。なお、排ガス浄化フィルタを通過する前におけるＰＭの平均粒子径は、９０ｎｍであり、ＰＭの粒子数は、７×１０7／ｃｍ3であった。流出側のＰＭの粒子数の計測は、排ガス浄化フィルタに排ガスを流入させてから１００秒後に行った。その結果を表２及び図８に示す。
表２及び図７より知られるように、栓部３の長さの平均値Ｌｍｍと栓部３の平均気孔径Ｄｍｍとが、Ｌ／Ｄ≦５０、Ｌ≦３の関係を満足する実施例１〜４の排ガス浄化フィルタ１は、比較例１〜３に比べて圧力損失が低い。そのため、出力の低下を防止することができる。
また、実施例１〜４の排ガス浄化フィルタ１は、排ガス温度が例えば４５０℃以上という高温になるガソリンエンジン４に用いられる（図４参照）。そのため、排ガス中のＰＭのブラウン運動が激しくなり、排ガス浄化フィルタ１においては、ブラウン運動によるＰＭの捕集が支配的となる。したがって、上述のようにＬ／Ｄ≦５０、Ｌ≦３の関係を満足していても、排ガス浄化フィルタ１は、十分にＰＭを捕集することができる。実際に、表２及び図８より知られるように、Ｌ／Ｄ≦５０、Ｌ≦３の関係を満足する排ガス浄化フィルタは、ディーゼルエンジンにおいてはＰＭの捕集率が低くなるのに対し、ガソリンエンジンにおいてはＰＭの捕集率が高くなる。したがって、Ｌ／Ｄ≦５０、Ｌ≦３の関係を満足する排ガス浄化フィルタ（実施例１〜４）は、ガソリンエンジンに適用することにより、高いＰＭの捕集率を示しながらも、上述のように圧力損失を低くすることができる。
また、栓部３の長さの平均値Ｌｍｍと隔壁２１の厚みＴｍｍとが、Ｌ＞Ｔの関係を満足することが好ましい。この場合には、栓部におけるＰＭの捕集を十分に行うことができる。また、同様の観点から、Ｌ≧５×Ｔを満足することがより好ましく、Ｌ≧１０×Ｔを満足することがさらに好ましい。
また、栓部の長さの平均値Ｌｍｍは、Ｌ≦２．５であることが好ましい。この場合には、圧力損失をより低くすることができる（実施例１、実施例３、実施例４参照）。
また、栓部３の長さの平均値Ｌｍｍと栓部３の平均気孔径Ｄｍｍとが、Ｌ／Ｄ≦４０の関係を満足することがより好ましい。この場合にも、圧力損失をより低くすることができる（実施例３及び実施例４参照）。なお、ＰＭの捕集率をより向上させるという観点からは、Ｌ≧０．１であることが好ましく、Ｌ≧０．５であることがより好ましく、Ｌ≧２であることがさらに好ましい。また、ＰＭの捕集率をより高めると共に、圧力損失をより低下させることができるという観点から０．０５＜Ｄ＜０．１であることがより好ましい。
また、栓部３の長さの平均値Ｌｍｍと栓部３の平均気孔径Ｄｍｍとが、Ｌ／Ｄ≦４０の関係を満足することがより好ましい。この場合にも、圧力損失をより低くすることができる（実施例３及び実施例４参照）。なお、ＰＭの捕集率をより向上させるという観点からは、Ｌ≧０．１であることが好ましく、Ｌ≧０．５であることがより好ましく、Ｌ≧２であることがさらに好ましい。また、ＰＭの捕集率をより高めると共に、圧力損失をより低下させることができるという観点から０．０５＜Ｄ＜０．１であることがより好ましい。
栓部３の気孔率Ｐ％は、Ｐ≧５０であることが好ましい。この場合にも、圧力損失をより低くすることができる。気孔率Ｐ％は、Ｐ≧５５であることがより好ましく、Ｐ≧６０であることがさらに好ましい。
また、排ガス浄化フィルタ１は、ガソリン直噴エンジンに用いられることが好ましい。即ち、ガソリン直噴エンジンから排出されるＰＭは、平均粒子径がより小さくなる傾向にある。そのため、排ガス浄化フィルタにおいてはブラウン運動によるＰＭの捕集がより一層支配的になる。そのためこの場合には、ＰＭを十分に捕集できると共に、圧力損失を十分に低下させることができるという上述の作用効果がより顕著になる。
また、栓部３はコージェライトからなり、栓部形成材料においては、シリカの平均粒子径が４０〜８０μｍ、タルクの平均粒子径が２０〜５０μｍ、アルミナの平均粒子径が４〜１０μｍであることが好ましい。この場合には、Ｌ／Ｄ≦５０、Ｌ≦３の関係を満足する栓部３を容易に形成することができる。なお、アルミナの代わりに水酸化アルミニウムを用いても良い。アルミナと水酸化アルミニウムを混合して使用することも可能である。同様の観点から、水酸化アルミニウムの平均粒子径は、４〜１０μｍであることが好ましい。平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における体積積算値５０％における粒径である。また、シリカのかさ密度は、０．１〜０．7ｇ／ｃｃであることが好ましい。この場合には、Ｐ≧５０を満足する栓部３を容易に形成することができる。
（実施例５）
実施例１〜４においては、ディスペンサを用いて栓部を形成する例について説明した。本例においては、ジェットディスペンサを用いて栓部を形成する例について説明する。ジェットディスペンサとしては、市販品を用いることができる。
実施例１〜４においては、ディスペンサを用いて栓部を形成する例について説明した。本例においては、ジェットディスペンサを用いて栓部を形成する例について説明する。ジェットディスペンサとしては、市販品を用いることができる。
図９及び図１０に示すごとく、ジェットディスペンサ６は、ハニカム成形体２０の端部２３、２４に、非接触でスラリー３０を吐出する装置である。ジェットディスペンサ６においては、スラリー３０を蓄えるタンク６１と、噴出する所定量のスラリーを蓄えるチャンバー６２と、チャンバー６２内のスラリー３０を噴出口６３から噴出させる噴射装置６４とを備える。ジェットディスペンサ６においては、ハニカム成形体２０の端部２３、２４から所定の高さに配置された噴出口６３からスラリー３０がセル２２内に噴出される。この場合には、栓詰めに要する時間をより短縮することができる。ジェットディスペンサ６を用いても、実施例１〜４と同様の排ガス浄化フィルタ１を作製することができる。
１ 排ガス浄化フィルタ
２ ハニカム体
２１ 隔壁
２２ セル
３ 栓部
２ ハニカム体
２１ 隔壁
２２ セル
３ 栓部
Claims (7)
- ガソリンエンジン（４）から排出されるパティキュレートマターを捕集するための排ガス浄化フィルタ（１）であって、
該排ガス浄化フィルタ（１）は、隔壁（２１）に囲まれた多数のセル（２２）を有するハニカム体（２）と、上記セル（２２）の両端のうちのいずれか一方の端部（２３、２４）を封止する栓部（３）とを有し、
上記栓部（３）の長さの平均値Ｌｍｍと上記栓部（３）の平均気孔径Ｄ１ｍｍと上記ハニカム体（２）の平均気孔径Ｄ２ｍｍとが、Ｌ／Ｄ１≦５０、Ｌ≦２．５、及びＤ１＞Ｄ２の関係を満足することを特徴とする排ガス浄化フィルタ（１）。 - 上記栓部（３）の長さの平均値Ｌｍｍと上記隔壁（２１）の厚みＴｍｍとが、Ｌ＞Ｔの関係を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
- 上記栓部（３）の長さの平均値Ｌｍｍと上記栓部（３）の平均気孔径Ｄ１ｍｍとが、Ｌ／Ｄ１≦４０の関係を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化フィルタ。
- 上記栓部（３）の気孔率Ｐ％は、Ｐ≧５０の関係を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
- 上記排ガス浄化フィルタ（１）は、ガソリン直噴エンジンに用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の排ガス浄化フィルタ（１）。
- 請求項１〜５のいずれか１項に記載の排ガス浄化フィルタ（１）の製造方法において、
ディスペンサ（５）を用いて栓部形成材料のスラリー（３０）を吐出させることにより、上記セル（２２）の両端のうちのいずれか一方の端部（２３、２４）に上記スラリー（３０）を供給する供給工程と、
上記端部（２３、２４）に供給された上記栓部形成材料を焼成することにより、上記栓部（３）を形成する焼成工程とを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタ（１）の製造方法。 - 上記ディスペンサ（５）は、ジェットディスペンサ（６）であることを特徴とする請求項６に記載の排ガス浄化フィルタ（１）の製造方法。
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