JP6824780B2 - ハニカムフィルタ - Google Patents
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Description
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中の粒子状物質（パティキュレートマター（以下、「ＰＭ」という場合がある。））等を除去するためのハニカムフィルタに関する。
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガスには、環境汚染の原因となるような炭素を主成分とするスス等のＰＭが多量に含まれている。そのため、ディーゼルエンジン等の排気系には、ＰＭを除去（捕集）するためのフィルタが搭載されることが一般的である。
このような目的で使用されるフィルタとして、セラミック材料等からなるハニカムフィルタが広く使用されている。通常、ハニカムフィルタは、ハニカム基材と目封止部とから構成される。ハニカム基材は、流体が流入する側の端面である入口端面から流体が流出する側の端面である出口端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する。このハニカム基材の何れかの端面において、各セルの一方の端部を目封止する目封止部を配設することにより、ハニカムフィルタが得られる（例えば、特許文献１参照）。
このようなハニカムフィルタを排ガスに含まれるＰＭの除去に用いると、排ガスは、ハニカムフィルタの入口端面から、出口端面において端部が目封止されたセル内に流入する。その後、排ガスは、多孔質の隔壁を透過して、入口端面において端部が目封止されたセル内に移動する。そして、排ガスが、多孔質の隔壁を透過する際に、この隔壁が濾過層となり、排ガス中のＰＭが隔壁に捕捉されて隔壁上に堆積する。こうして、ＰＭが除去された排ガスは、その後、出口端面から外部に流出する。
ところで、ハニカムフィルタを長期間継続して使用するためには、定期的にフィルタに再生処理を施す必要がある。即ち、ハニカムフィルタの隔壁上に経時的に堆積したＰＭによって増大した圧力損失を低減させてフィルタ性能を初期状態に戻すため、隔壁上に堆積したＰＭを燃焼させて除去する必要がある。尚、ＰＭの燃焼を促進させるために、隔壁には、酸化機能を有する触媒がコートされることが一般的である。
このハニカムフィルタの再生時には、隔壁上に堆積したＰＭの層が、触媒機能により隔壁と接触している部分から燃焼する。このため、隔壁と接触している部分よりも表層（隔壁表面から離れた位置）に堆積しているＰＭと隔壁との間には、再生処理の途中で隙間ができ、その結果、一部のＰＭは、燃焼する前に隔壁から剥離する。
従来のハニカムフィルタにおいては、このように燃焼する前に隔壁から剥離したＰＭが、ガス流によって出口端面側に移動し、出口端面において端部が目封止されたセルの当該端部付近（目封止部付近）に堆積する。このため、当該端部付近には、まだ燃焼していないＰＭが過剰に堆積した状態となる。そして、再生処理の継続により、この過剰に堆積したＰＭが燃焼すると、前記端部付近の温度が急激に上昇し、ハニカムフィルタの破損や溶損が生じる場合が有る。
本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものである。即ち、本発明は、再生処理の途中で隔壁から剥離した燃焼する前のＰＭが、出口端面において端部が目封止されたセルの当該端部付近に過剰に堆積することがなく、当該端部付近の急激な温度上昇による破損や溶損が生じ難いハニカムフィルタを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明によれば、以下のハニカムフィルタが提供される。
［１］ 流体が流入する側の端面である入口端面から流体が流出する側の端面である出口端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム基材を備え、複数の前記セルの内の少なくとも一部のセルが、前記入口端面側又は前記出口端面側において、端部が目封止部によって目封止された目封止セルであり、前記目封止セルの内の一部のセルが、前記ハニカム基材の前記入口端面側において、端部が前記目封止部によって目封止された入口目封止セルであり、前記目封止セルの内の残りのセルが、前記ハニカム基材の前記出口端面側において、前記端部が目封止部によって目封止された出口目封止セルであり、前記入口端面から前記出口端面に向かって、前記ハニカム基材の全長の３０％の長さとなる位置と、前記ハニカム基材の全長の８０％の長さとなる位置との間の領域において、少なくとも一部の出口目封止セルに、前記出口目封止セルを区画形成する前記隔壁から前記出口目封止セル内に突出する突起部が形成されており、前記突起部が形成された位置における前記出口目封止セルの開口幅が、前記突起部が形成されていない位置における前記出口目封止セルの開口幅の６５〜９０％であり、前記セルの延びる方向における前記突起部の長さが、３〜１０ｍｍであるハニカムフィルタ。
［２］ ２０％以上の前記出口目封止セルに、前記突起部が形成されている［１］に記載のハニカムフィルタ。
［３］ 前記ハニカム基材の長さ方向に直交する断面の重心を中心とする半径５０ｍｍの円の内側に存在する少なくとも一部の前記出口目封止セルに、前記突起部が形成されている［１］又は［２］に記載のハニカムフィルタ。
［４］ 前記ハニカム基材の長さ方向に直交する断面の重心を中心とする半径５０ｍｍの円の外側に存在する少なくとも一部の前記出口目封止セルに、前記突起部が形成されている［１］又は［２］に記載のハニカムフィルタ。
［５］ 前記ハニカム基材の構成材料が、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、ムライト、アルミナ、炭化珪素−コージェライト系複合材料、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種のセラミックスである［１］〜［４］の何れかに記載のハニカムフィルタ。
［６］ 前記突起部が形成されていない位置における前記出口目封止セルの開口幅と、前記入口目封止セルの開口幅とが異なっている［１］〜［５］の何れかに記載のハニカムフィルタ。
［７］ 前記ハニカム基材が、複数のハニカム構造のセグメントが一体的に接合されたものである［１］〜［６］の何れかに記載のハニカムフィルタ。
［８］ 前記隔壁に、酸化触媒が担持された［１］〜［７］の何れかに記載のハニカムフィルタ。
本発明のハニカムフィルタによれば、再生処理の途中で、燃焼する前に隔壁から剥離したＰＭが、出口端面において端部が目封止されたセル内の当該端部付近に過剰に堆積するのを防止することができる。このため、本発明のハニカムフィルタは、当該端部付近の急激な温度上昇による破損や溶損が生じ難い。
以下、本発明を具体的な実施形態に基づき説明するが、本発明は、それらの実施形態に限定されて解釈されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等を加え得るものである。
（１）ハニカムフィルタ：
図１は、本発明のハニカムフィルタの一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明のハニカムフィルタの一の実施形態において、ハニカム基材の入口端面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。図３は、本発明のハニカムフィルタの一の実施形態において、ハニカム基材の出口端面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。図４は、本発明のハニカムフィルタの一の実施形態において、ハニカム基材のセルの延びる方向に平行な断面を示す断面図である。
図１は、本発明のハニカムフィルタの一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明のハニカムフィルタの一の実施形態において、ハニカム基材の入口端面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。図３は、本発明のハニカムフィルタの一の実施形態において、ハニカム基材の出口端面の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。図４は、本発明のハニカムフィルタの一の実施形態において、ハニカム基材のセルの延びる方向に平行な断面を示す断面図である。
これらの図に示すように、ハニカムフィルタ１００は、ハニカム基材１０を備える。ハニカム基材１０は、排ガス等の流体が流入する側の端面である入口端面１１から流体が流出する側の端面である出口端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１を有する。ハニカム基材１０の隔壁１によって区画形成されている複数のセル２の内の少なくとも一部のセルは、入口端面１１側又は出口端面１２側において、端部が目封止部３によって目封止された目封止セルである。目封止セルの内の一部のセルは、ハニカム基材１０の入口端面１１側において、端部が目封止部３によって目封止された入口目封止セル２ｂである。また、目封止セルの内の残りのセルは、ハニカム基材１０の出口端面１２側において、端部が目封止部３によって目封止された出口目封止セル２ａである。出口目封止セル２ａと入口目封止セル２ｂとは、セル２の延びる方向に直交する断面上の直交する２方向（ｄ１方向とｄ２方向）において、隔壁１を隔てて隣接するように交互に配置されていることが好ましい。但し、ハニカム基材１０の隔壁１によって区画形成されている複数のセル２の内の一部のセルは、入口端面１１側及び出口端面１２側の何れの端部においても目封止されていない貫通セルであっても良い。
このような構造のハニカムフィルタ１００を、排ガスに含まれるＰＭの除去に用いると、排ガスＧは、入口端面１１から、出口目封止セル２ａ内に流入した後、多孔質の隔壁１を透過して、入口目封止セル２ｂ内に移動する。そして、排ガスＧが、多孔質の隔壁１を透過する際に、この隔壁１が濾過層となり、排ガスＧ中のＰＭが隔壁１に捕捉され隔壁１上に堆積する。こうして、ＰＭが除去された排ガスＧは、その後、出口端面１２から外部に流出する。
ハニカムフィルタ１００は、その特徴的な構造として、少なくとも一部の出口目封止セル２ａに、その出口目封止セル２ａを区画形成する隔壁１から出口目封止セル２ａ内に突出する突起部５が形成されている。
既述のとおり、ハニカムフィルタ１００の再生時には、隔壁１上に堆積したＰＭの層が、隔壁１と接触している部分から燃焼する。このため、隔壁１と接触している部分よりも表層（隔壁１の表面から離れた位置）に堆積しているＰＭと隔壁１との間には、再生処理の途中で隙間ができ、その結果、一部のＰＭは、燃焼する前に隔壁１から剥離する。
突起部５は、このように隔壁１から剥離した燃焼する前のＰＭが、出口目封止セル２ａの端部付近（目封止部３付近）に移動して、当該端部付近に過剰に堆積するのを防止するために形成されたものである。即ち、突起部５の形成位置よりも入口端面１１に近い位置において隔壁１から剥離したＰＭの一部は、突起部５によって、出口端面１２側への移動が遮られ、突起部５上に堆積することになる。このため、出口目封止セル２ａの端部付近にまで移動するＰＭの量が減少し、ＰＭが当該端部付近に過剰に堆積するのを防止できる。その結果、再生処理時における出口目封止セル２ａの端部付近の急激な温度上昇を回避して、ハニカムフィルタ１００の破損や溶損を防ぐことができる。
図５に示すように、突起部５は、入口端面１１から出口端面１２に向かって、ハニカム基材１０の全長Ｈ１の３０％の長さＨ２となる位置Ｐ１と、ハニカム基材１０の全長Ｈ１の８０％の長さＨ３となる位置Ｐ２との間の領域Ｒ１に形成される。尚、位置Ｐ１と位置Ｐ２は、領域Ｒ１に含まれるものとする。
突起部５を、このような領域Ｒ１に形成することにより、出口目封止セル２ａの端部付近にまで移動するＰＭの量を効果的に減少させることができる。突起部５が、領域Ｒ１よりも入口端面１１に近い位置に形成されていると、突起部５によって出口端面１２側への移動を遮ることができるＰＭの量が少なすぎて、ＰＭが出口目封止セル２ａの端部付近に過剰に堆積するのを防止することが困難となる。また、突起部５が、領域Ｒ１よりも出口端面１２に近い位置に形成されていると、ＰＭが突起部５上に過剰に堆積して、突起部５付近に急激な温度上昇による破損や溶損が生じるおそれがある。
図６に示すように、突起部５は、入口端面１１から出口端面１２に向かって、ハニカム基材１０の全長Ｈ１の４０％の長さＨ４となる位置Ｐ３と、ハニカム基材１０の全長Ｈ１の７５％の長さＨ５となる位置Ｐ４との間の領域Ｒ２に形成されることが好ましい。また、図７に示すように、突起部５は、入口端面１１から出口端面１２に向かって、ハニカム基材１０の全長Ｈ１の４５％の長さＨ６となる位置Ｐ５と、ハニカム基材１０の全長Ｈ１の７０％の長さＨ７となる位置Ｐ６との間の領域Ｒ３に形成されることが更に好ましい。また、図８に示すように、突起部５は、入口端面１１から出口端面１２に向かって、ハニカム基材１０の全長Ｈ１の５０％の長さＨ８となる位置Ｐ７と、ハニカム基材１０の全長Ｈ１の６５％の長さＨ９となる位置Ｐ８との間の領域Ｒ４に形成されることが特に好ましい。尚、位置Ｐ３と位置Ｐ４は、領域Ｒ２に含まれ、位置Ｐ５と位置Ｐ６は、領域Ｒ３に含まれ、位置Ｐ７と位置Ｐ８は、領域Ｒ４に含まれるものとする。
図９は、突起部５が形成されていない位置における出口目封止セル２ａであって、セルの延びる方向に直交する断面における形状が八角形であるものを模式的に示す部分断面図である。また、図１０〜図１４は、突起部５が形成された位置における出口目封止セル２ａであって、セルの延びる方向に直交する断面における形状が八角形であるものを模式的に示す部分断面図である。
図１０には、出口目封止セル２ａを区画形成する隔壁１の内周全体に渡って連続的に形成された、中央部に孔を有する環状の突起部５が示されている。また、図１１及び図１２には、出口目封止セル２ａを区画形成する隔壁１の内周方向に沿って、複数個に分けて部分的に形成された突起部５が示されている。また、図１３及び図１４には、出口目封止セル２ａを区画形成する隔壁１の一部に部分的に形成された単一の突起部５が示されている。これらの図に例示されるように、本発明における突起部５は、出口目封止セル２ａを区画形成する隔壁１から出口目封止セル２ａ内に突出するように形成されたものであればよく、その形状や個数は制限されない。
本発明において、突起部５が形成された位置における出口目封止セル２ａの開口幅Ｗ２は、突起部５が形成されていない位置における出口目封止セル２ａの開口幅Ｗ１の６５〜９０％である。ここで、突起部５が形成されていない位置における出口目封止セル２ａの開口幅Ｗ１とは、セルの配列方向における出口目封止セル２ａの幅を意味する。また、突起部５が形成された位置における出口目封止セル２ａの開口幅Ｗ２とは、図１０のように、環状の突起部５が形成されている場合には、その突起部５の中央部の孔のセルの配列方向における孔径を意味する。また、図１１〜図１４のように、突起部５が、出口目封止セル２ａを区画形成する隔壁１の内周に部分的に形成されている場合には、セルの配列方向における突起部５同士の間又は突起部５と隔壁１との間の最短の距離を意味する。
開口幅Ｗ２を開口幅Ｗ１の６５〜９０％とすることにより、圧力損失の上昇を抑えつつ、出口目封止セル２ａの端部付近にまで移動するＰＭの量を効果的に減少させることができる。開口幅Ｗ２が開口幅Ｗ１の６５％未満だと、圧力損失が高くなりすぎて、ハニカムフィルタ１００をディーゼルエンジン等の排気系に搭載した場合に、エンジンの出力低下を招くことがある。また、開口幅Ｗ２が開口幅Ｗ１の９０％を超えると、突起部によって出口端面１２側への移動を遮ることができるＰＭの量が少なすぎて、ＰＭが出口目封止セル２ａの端部付近に過剰に堆積するのを防止することが困難となる。
開口幅Ｗ２は、開口幅Ｗ１の７０〜９０％であることが好ましく、開口幅Ｗ１の７５〜９０％であることが更に好ましく、開口幅Ｗ１の８０〜９０％であることが特に好ましい。
尚、図９〜図１４は、出口目封止セル２ａのセルの延びる方向に直交する断面における形状（セル形状）が八角形である場合の例を示しているが、出口目封止セル２ａの形状は、八角形に限られるものではない。例えば、図１５は、突起部５が形成されていない位置における出口目封止セル２ａであって、セルの延びる方向に直交する断面における形状が四角形であるものを模式的に示す部分断面図である。また、図１６〜図２０は、突起部５が形成された位置における出口目封止セル２ａであって、セルの延びる方向に直交する断面における形状が四角形であるものを模式的に示す部分断面図である。
本発明おいて、セルの延びる方向における突起部５の長さＬは、３〜１０ｍｍである。セルの延びる方向における突起部５の長さＬを、このような範囲とすることにより、突起部５と隔壁１との接合強度を十分に高くすることができ、突起部５が隔壁１から脱落し難くなる。セルの延びる方向における突起部５の長さＬが３ｍｍ未満だと、突起部５と隔壁１との接合強度が不足して、突起部５が隔壁１から脱落し易くなる場合が有る。また、セルの延びる方向における突起部５の長さＬが１０ｍｍを超えると、圧力損失が高くなりすぎて、ハニカムフィルタ１００をディーゼルエンジン等の排気系に搭載した場合に、エンジンの出力低下を招くことがある。
セルの延びる方向における突起部５の長さＬは、３〜８ｍｍであることがより好ましく、３〜６ｍｍであることが更に好ましく、４〜６ｍｍであることが特に好ましい。
本発明においては、２０％以上の出口目封止セル２ａに、突起部５が形成されていることが好ましい。２０％以上の出口目封止セル２ａに、突起部５が形成されていることにより、ＰＭが出口目封止セル２ａの端部付近に過剰に堆積するのを、効果的に防止することができる。
本発明においては、３０％以上の出口目封止セル２ａに、突起部５が形成されていることがより好ましく、４０％以上の出口目封止セル２ａに、突起部５が形成されていることが更に好まし。また、５０％以上の出口目封止セル２ａに、突起部５が形成されていることが特に好ましく、全ての出口目封止セル２ａに、突起部５が形成されていることが最も好ましい。
また、本発明おいては、特定の部位（例えば、排ガスの流量が多い部位）に存在する出口目封止セル２ａに対して、限定的に突起部５が形成されていてもよい。例えば、ハニカム基材１０の長さ方向に直交する断面の重心を中心とする半径５０ｍｍの円の内側に存在する少なくとも一部の出口目封止セル２ａに、突起部が形成されていてもよい。また、逆に、ハニカム基材１０の長さ方向に直交する断面の重心を中心とする半径５０ｍｍの円の外側に存在する少なくとも一部の出口目封止セル２ａに、突起部が形成されていてもよい。尚、ここで言う「重心」とは、ハニカム基材１０のセル２の延びる方向に直行する断面において、ハニカム基材１０の外周縁により描かれる図形の重心のことである。
本発明の上記実施形態においては、出口目封止セル２ａの開口幅と、入口目封止セル２ｂの開口幅とが異なっている。具体的には、図２１に示すように、突起部５が形成されていない位置における出口目封止セル２ａの開口幅Ｗ１が、入口目封止セル２ｂの開口幅Ｗ３よりも広くなっている。このようにすることにより、出口目封止セル２ａが、隔壁１上に堆積したＰＭにより閉塞するのを抑制することができる。但し、本発明においては、突起部５が形成されていない位置における出口目封止セル２ａの開口幅Ｗ１と、入口目封止セル２ｂの開口幅Ｗ３とが、同一であってもよい。また、突起部５が形成されていない位置における出口目封止セル２ａの開口幅Ｗ１が、入口目封止セル２ｂの開口幅Ｗ３よりも狭くなっていてもよい。また、本発明の上記実施形態においては、出口目封止セル２ａが八角形で、入口目封止セル２ｂが四角形となっているが、出口目封止セル２ａの形状と、入口目封止セル２ｂの形状とは、同一であってもよい。例えば、出口目封止セル２ａの形状と、入口目封止セル２ｂの形状とが、両方とも四角形であってもよい。
ハニカム基材１０の隔壁１の厚さは、１２０〜５００μｍであることが好ましく、２００〜４５０μｍであることが更に好ましく、２５０〜４００μｍであることが特に好ましい。隔壁１の厚さが１２０μｍ未満であると、十分な強度が得られない場合がある。また、隔壁１の厚さが５００μｍを超えると、圧力損失が高くなり過ぎて、ハニカムフィルタ１００をディーゼルエンジン等の排気系に搭載した場合に、エンジンの出力低下を招くことがある。
ハニカム基材１０の隔壁１の気孔率は、３０〜７５％であることが好ましく、３５〜７０％であることが更に好ましく、４０〜６５％であることが特に好ましい。隔壁１の気孔率が３０％未満であると、圧力損失が高くなり過ぎて、ハニカムフィルタ１００をディーゼルエンジン等の排気系に搭載した場合に、エンジンの出力低下を招くことがある。また、隔壁１の気孔率が７５％を超えると、十分な強度が得られない場合がある。尚、ここで言う「気孔率」は、水銀ポロシメータによって測定した値である。
ハニカム基材１０の隔壁１の平均細孔径は、５〜３５μｍであることが好ましく、８〜３０μｍであることが更に好ましく、１０〜２５μｍであることが特に好ましい。隔壁１の平均細孔径が５μｍ未満であると、圧力損失が高くなり過ぎて、ハニカムフィルタ１００をディーゼルエンジン等の排気系に搭載した場合に、エンジンの出力低下を招くことがある。また、隔壁１の平均細孔径が３５μｍを超えると、ＰＭの捕集効率が不十分となることがある。尚、ここで言う「平均細孔径」は、水銀ポロシメータによって測定した値である。
ハニカム基材１０のセル密度は、１５〜７０セル／ｃｍ２であることが好ましく、３０〜６５セル／ｃｍ２であることが更に好ましく、３８〜５５セル／ｃｍ２であることが特に好ましい。ハニカム基材１０のセル密度が１５セル／ｃｍ２未満であると、ハニカムフィルタ１００の強度や有効濾過面積が不十分となることがある。また、ハニカム基材１０のセル密度が７０セル／ｃｍ２超えるとであると、圧力損失が高くなり過ぎて、ハニカムフィルタ１００をディーゼルエンジン等の排気系に搭載した場合に、エンジンの出力低下を招くことがある。
ハニカム基材１０を構成する材料としては、セラミックスが好ましい。特に、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、ムライト、アルミナ、炭化珪素−コージェライト系複合材料、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種のセラミックスが、強度及び耐熱性に優れる点で好ましい。
目封止部３を構成する材料としては、目封止部３とハニカム基材１０との熱膨張差を小さくするため、ハニカム基材１０を構成する材料と同じ材料を用いることが好ましい。セル２の延びる方向における目封止部３の長さ（目封止部３の深さ）は、特に限定されず、ハニカムフィルタ１００の使用環境等に応じて適宜決定することができる。
ハニカム基材１０の全体形状（外形）は、特に限定されず、例えば、円柱状、セルの延びる方向に直交する断面が楕円形、レーストラック形状、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形の柱状等を挙げることができる。
また、セルの延びる方向に直交する断面における、出口目封止セル２ａと入口目封止セル２ｂの断面形状も、特に限定されない。例えば、好適な態様の１つとして、図１に示すように、出口目封止セル２ａの断面形状を八角形とし、入口目封止セル２ｂの断面形状を四角形としたものが挙げられる。
また、図２２に示す実施形態のように、ハニカムフィルタ１００を構成するハニカム基材１０は、複数のハニカム構造のセグメント（ハニカムセグメント）２０が一体的に接合されたセグメント構造のハニカム基材であってもよい。ハニカムセグメント２０は、入口端面１１から出口端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１を有するものである。複数のハニカムセグメント２０を、長さ方向に直交する方向において、互いの側面同士が対向するように組み合わせ、接合材２１にて一体的に接合することにより、セグメント構造のハニカム基材１０を得ることができる。尚、複数のハニカムセグメント２０を接合一体化した後、その外周を研削して、ハニカム基材１０を円柱状等の所定の形状に加工してもよい。また、この場合、研削が施された面（加工面）にコート材を塗布して、外周コート層２２を形成するようにしてもよい。
接合材としては、無機繊維、コロイダルシリカ、粘土、ＳｉＣ粒子等の無機原料に、有機バインダ、発泡樹脂、分散剤等の添加材を加えたものに水を加えて混練したスラリー等を挙げることができる。コート材には、ハニカム基材を構成する材料と同じ材料を用いることが好ましい。
本発明のハニカムフィルタ１００においては、隔壁１に酸化触媒が担持されていることが好ましい。隔壁１に酸化触媒が担持されていることにより、フィルタの再生時において、隔壁１上に堆積したＰＭの燃焼を促進することができる。酸化触媒としては、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等の貴金属を耐熱性無機酸化物からなる粒子に担持させたものを用いることができる。
酸化触媒の担持量については、特に制限はない。例えば、ハニカム基材１０の単位体積当りの担持量として、５〜１５０ｇ／Ｌであることが好ましく、５〜１００ｇ／Ｌであることが更に好ましく、５〜５０ｇ／Ｌであることが特に好ましい。酸化触媒の担持量が５ｇ／Ｌ未満では、ＰＭの燃焼が十分に促進されないことがある。また、酸化触媒の担持量が１５０ｇ／Ｌを超えると、圧力損失が大きくなりすぎる場合がある。
（２）ハニカムフィルタの製造方法：
以下、本発明のハニカムフィルタの製造方法の一例を説明する。まず、セラミック原料を含有する成形原料を調製する。セラミック原料としては、コージェライト化原料、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、ムライト、アルミナ、炭化珪素−コージェライト系複合材料、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。なお、コージェライト化原料とは、焼成されることによりコージェライトになる原料のことであり、具体的には、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合された原料である。
以下、本発明のハニカムフィルタの製造方法の一例を説明する。まず、セラミック原料を含有する成形原料を調製する。セラミック原料としては、コージェライト化原料、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、ムライト、アルミナ、炭化珪素−コージェライト系複合材料、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種が好ましい。なお、コージェライト化原料とは、焼成されることによりコージェライトになる原料のことであり、具体的には、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合された原料である。
成形原料は、前記セラミック原料に、分散媒、焼結助剤、有機バインダ、界面活性剤、造孔材等を混合して調製することが好ましい。
分散媒としては、水を用いることが好ましい。分散媒の含有量は、成形原料を混練して得られる坏土が成形しやすい硬度となるように適宜調整する。具体的な分散媒の含有量としては、成形原料全体に対して２０〜８０質量％であることが好ましい。
焼結助剤としては、例えば、イットリア、マグネシア、酸化ストロンチウム等を用いることができる。焼結助剤の含有量は、成形原料全体に対して０．１〜０．３質量％であることが好ましい。
有機バインダとしては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、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等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、成形原料全体に対して２〜１０質量％であることが好ましい。
界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、成形原料全体に対して２質量％以下であることが好ましい。
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るものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、中空樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、成形原料全体に対して１０質量％以下であることが好ましい。
次に、成形原料を混練して坏土を形成する。成形原料を混練して坏土を形成する方法には特に制限はない。例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。
次いで、得られた坏土を成形して、ハニカム成形体を形成する。ハニカム成形体は、流体の流路となる複数のセルを区画形成する隔壁を有する成形体である。坏土を成形してハニカム成形体を形成する方法には特に制限はなく、押出成形法、射出成形法等の公知の成形方法を用いることができる。例えば、所望のセル形状、隔壁厚さ等に対応した口金を用いて押出成形する方法等を好適例として挙げることができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。
こうして得られたハニカム成形体を乾燥させた後、焼成する。乾燥方法は、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、凍結乾燥等を挙げることができる。中でも、誘電乾燥、マイクロ波乾燥又は熱風乾燥を単独で又は組み合わせて行うことが好ましい。
続いて、乾燥後のハニカム成形体（ハニカム乾燥体）を焼成して、ハニカム基材を作製する。なお、この焼成（本焼成）の前に、ハニカム成形体中に含まれているバインダ等を除去するため、仮焼（脱脂）を行うことが好ましい。仮焼の条件は、特に限定されるものではなく、ハニカム成形体中に含まれている有機物（有機バインダ、界面活性剤、造孔材等）を除去することができるような条件あればよい。一般に、有機バインダの燃焼温度は１００〜３００℃程度、造孔材の燃焼温度は２００〜８００℃程度である。そのため、仮焼の条件としては、酸化雰囲気において、２００〜１０００℃程度で、３〜１００時間程度加熱することが好ましい。
ハニカム成形体の焼成（本焼成）は、仮焼したハニカム成形体を構成する成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するために行われるものである。焼成の条件（温度、時間、雰囲気等）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよい。例えば、コージェライト化原料を使用している場合には、焼成温度は、１３５０〜１４４０℃が好ましい。また、焼成時間は、最高温度でのキープ時間として、３〜１０時間が好ましい。仮焼、本焼成を行う装置としては、電気炉、ガス炉等を挙げることができる。
次に、ハニカム基材に目封止部と突起部とを形成する。目封止部は、出口目封止セルについては、ハニカム基材の出口端面側において、端部が目封止されるように形成し、入口目封止セルについては、ハニカム基材の入口端面側において、端部が目封止されるように形成する。この目封止部の形成には、従来公知の方法を用いることができる。具体的な方法の一例としては、まず、前記のような方法で作製したハニカム基材の端面にシートを貼り付ける。次いで、このシートの、目封止部を形成しようとするセルに対応した位置に穴を開ける。次に、このシートを貼り付けたままの状態で、目封止部の形成材料をスラリー化した目封止用スラリーに、ハニカム基材の端面を浸漬し、シートに開けた孔を通じて、目封止しようとするセルの開口端部内に目封止用スラリーを充填する。
また、突起部の形成は、まず、突起部の形成材料をスラリー化した突起部用スラリーを調製し、それをスポイトで吸引する。次いで、このスポイトの先端を、突起部を形成しようとする出口目封止セル内の所定位置まで差し込んで、スポイトから吐出させた突起部用スラリーを、出口目封止セルを区画形成している隔壁の表面に付着させる。
こうしてセル内に充填した目封止用スラリーと、隔壁の表面に付着させた突起部用スラリーとを乾燥した後、焼成して硬化させることにより、目封止部と突起部とが形成される。目封止部の形成材料及び突起部の形成材料には、ハニカム基材の形成材料と同じ材料を用いることが好ましい。なお、目封止部及び突起部の形成は、ハニカム成形体の乾燥後、仮焼後あるいは焼成（本焼成）後のいずれの段階で行ってもよい。以上のような製造方法により、本発明のハニカムフィルタを得ることができる。
（３）触媒の担持方法：
次に、前記のようにして製造されたハニカムフィルタの隔壁に、酸化触媒を担持する方法の一例を説明する。まず、担持させようとする酸化触媒を含む触媒スラリーを調製する。この触媒スラリーを、ハニカム基材の隔壁にコートする。コートの方法は、特に限定されない。例えば、ハニカム基材の一方の端面を触媒スラリー中に漬けた状態で、ハニカム基材の他方の端面から吸引する方法（吸引法）が好適なコート方法として挙げられる。こうして、ハニカム基材の隔壁に触媒スラリーをコートした後、触媒スラリーを乾燥させる。更に、乾燥した触媒スラリーを焼成してもよい。このようにして、隔壁に酸化触媒が担持されたハニカムフィルタを得ることができる。
次に、前記のようにして製造されたハニカムフィルタの隔壁に、酸化触媒を担持する方法の一例を説明する。まず、担持させようとする酸化触媒を含む触媒スラリーを調製する。この触媒スラリーを、ハニカム基材の隔壁にコートする。コートの方法は、特に限定されない。例えば、ハニカム基材の一方の端面を触媒スラリー中に漬けた状態で、ハニカム基材の他方の端面から吸引する方法（吸引法）が好適なコート方法として挙げられる。こうして、ハニカム基材の隔壁に触媒スラリーをコートした後、触媒スラリーを乾燥させる。更に、乾燥した触媒スラリーを焼成してもよい。このようにして、隔壁に酸化触媒が担持されたハニカムフィルタを得ることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを８０：２０の質量割合で混合してセラミック原料を得た。得られたセラミック原料に、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加するとともに、水を添加して成形原料とし、この成形原料を真空土練機により混練して坏土を作製した。バインダの添加量は、セラミック原料１００質量部に対し、７質量部とした。造孔材の添加量は、セラミック原料１００質量部に対し、３質量部とした。水の添加量は、セラミック原料１００質量部に対し、４２質量部とした。
炭化珪素（ＳｉＣ）粉末と金属珪素（Ｓｉ）粉末とを８０：２０の質量割合で混合してセラミック原料を得た。得られたセラミック原料に、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加するとともに、水を添加して成形原料とし、この成形原料を真空土練機により混練して坏土を作製した。バインダの添加量は、セラミック原料１００質量部に対し、７質量部とした。造孔材の添加量は、セラミック原料１００質量部に対し、３質量部とした。水の添加量は、セラミック原料１００質量部に対し、４２質量部とした。
得られた坏土を、所定形状の口金を用いて押出成形し、全体形状が四角柱状のハニカム成形体を得た。こうして得られたハニカム成形体を、マイクロ波乾燥機で乾燥した後、更に熱風乾燥機で乾燥させて、ハニカム乾燥体を得た。
次いで、ハニカム乾燥体の所定のセル（最終的に出口目封止セルとなるセル）の一方の端部と、残余のセル（最終的に入口目封止セルとなるセル）の他方の端部とに目封止部を形成した。目封止部の形成は、ハニカム乾燥体の両端面（最終的に入口端面となる端面と出口端面になる端面）が、端部に目封止部が形成されたセルと、端部に目封止部が形成されていないセルとによって、市松模様を呈するように行った。目封止部の形成方法としては、まず、ハニカム乾燥体の端面にシートを貼り付け、このシートの、目封止部を形成しようとするセルに対応した位置に穴を開けた。続いて、このシートを貼り付けたままの状態で、目封止部の形成材料をスラリー化した目封止用スラリーに、ハニカム乾燥体の端面を浸漬し、シートに開けた孔を通じて、目封止しようとするセルの端部内に目封止用スラリーを充填した。尚、目封止部の形成材料には、前記成形原料と同じものを用いた。
次に、ハニカム乾燥体の所定のセル（最終的に出口目封止セルとなるセル）に、突起部を形成した。突起部の形成方法としては、まず、突起部の形成材料をスラリー化した突起部用スラリーを、スポイトで吸引した。次いで、このスポイトの先端を、突起部を形成しようとするセル内の所定位置まで差し込んで、スポイトから吐出させた突起部用スラリーを、当該セルを区画形成している隔壁の表面に付着させた。尚、突起部の形成材料には、前記成形原料と同じものを用いた。
こうして、セルの端部内に充填した目封止用スラリーと、隔壁の表面に付着させた突起部用スラリーとを乾燥させた後、ハニカム乾燥体を、大気雰囲気にて約４００℃で仮焼（脱脂）した。その後、Ａｒ不活性雰囲気にて約１４５０℃で焼成することにより、ハニカムセグメントを得た。このようにして１６個のハニカムセグメントを得た。得られたハニカムセグメントは、セルの延びる方向に直交する断面が一辺３６ｍｍの正方形であり、セルの延びる方向における長さが１５２ｍｍであった。
続いて、アルミナ粉に、シリカファイバー、有機バインダ及び水を添加してスラリー状の接合材を得た。この接合材を、各ハニカムセグメントの側面に厚さ約１ｍｍとなるように塗布した後、１６個のハニカムセグメントを、縦４個×横４個となるように、側面同士を対向させて組み合わせ、ハニカムセグメント積層体を作製した。このハニカムセグメント積層体を、１２０℃で２時間乾燥させて、全体形状が四角柱状のハニカムセグメント接合体を得た。
次いで、このハニカムセグメント接合体の全体形状が円柱状となるように、その外周を研削加工した。研削加工後、その加工面に接合材と同じ組成の外周コート材を１ｍｍの厚さで塗布し、７００℃で２時間乾燥硬化させて外周コート層を形成した。
次に、白金（Ｐｔ）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）とを含有する触媒スラリーを調製した。そして、吸引法により、ハニカムセグメント接合体の隔壁の表面に、触媒スラリーのコート層を形成した後、加熱乾燥することによって、実施例１のハニカムフィルタを作製した。尚、ハニカムフィルタの体積１リットル当たりの触媒スラリーのコート量は１５ｇとした。
こうして作製された実施例１のハニカムフィルタは、直径が１４４ｍｍで、長さが１５２ｍｍであった。隔壁の厚さは３０５μｍで、隔壁の気孔率は５２％であった。セル密度は４６．５セル／ｃｍ２であった。目封止部の深さ（セルの延びる方向における目封止部の長さ）は、６ｍｍであった。セルの延びる方向に直交する断面における出口目封止セルの形状は八角形で、入口目封止セルの形状は正方形であった。突起部が形成されていない位置における出口目封止セルの開口幅は１．３５ｍｍで、突起部が形成された位置における出口目封止セルの開口幅は１．００ｍｍであった。入口目封止セルの開口幅は１．０１ｍｍであった。突起部の形成位置は、入口端面からの距離が４５ｍｍとなる位置（入口端面から出口端面に向かって、ハニカムフィルタの全長の３０％の長さとなる位置）であった。セルの延びる方向における突起部の長さは５ｍｍであった。突起部は、全ての出口目封止セルに形成した。
（実施例２〜６及び比較例１〜３）
突起部の形成位置を、表２に示す位置に変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜６及び比較例１〜３のハニカムフィルタを作製した。
突起部の形成位置を、表２に示す位置に変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜６及び比較例１〜３のハニカムフィルタを作製した。
（実施例７〜９及び比較例４〜６）
突起部が形成された位置における出口目封止セルの開口幅を、表２に示す値に変更した以外は、実施例３と同様にして、実施例７〜９及び比較例４〜６のハニカムフィルタを作製した。
突起部が形成された位置における出口目封止セルの開口幅を、表２に示す値に変更した以外は、実施例３と同様にして、実施例７〜９及び比較例４〜６のハニカムフィルタを作製した。
（評価）
上記のようにして作製された実施例１〜９及び比較例１〜６のハニカムフィルタについて、下記の方法で、「再生時のフィルタ内最高温度」及び「圧力損失比」を測定した。
上記のようにして作製された実施例１〜９及び比較例１〜６のハニカムフィルタについて、下記の方法で、「再生時のフィルタ内最高温度」及び「圧力損失比」を測定した。
［再生時のフィルタ内最高温度］
図２３に示すように、排気量２Ｌのディーゼルエンジン３０の直下に、酸化触媒を担持させたフロースルーハニカム担体（ＤＯＣ）３１を配置し、更にその後方にハニカムフィルタ１００を配置した。ＤＯＣ３１は、直径が１４４ｍｍで、セルの延びる方向の長さが７６ｍｍの円柱状のものであった。また、このＤＯＣ３１は、隔壁の厚さが１００μｍで、セル密度が６２セル／ｃｍ２であった。
図２３に示すように、排気量２Ｌのディーゼルエンジン３０の直下に、酸化触媒を担持させたフロースルーハニカム担体（ＤＯＣ）３１を配置し、更にその後方にハニカムフィルタ１００を配置した。ＤＯＣ３１は、直径が１４４ｍｍで、セルの延びる方向の長さが７６ｍｍの円柱状のものであった。また、このＤＯＣ３１は、隔壁の厚さが１００μｍで、セル密度が６２セル／ｃｍ２であった。
次に、ハニカムフィルタ１００内に２０ｇのススを堆積させた。ススを堆積させる条件は、エンジン回転数を２０００ｒｐｍ、エンジントルクを６０Ｎｍとした。次に、エンジン回転数２０００ｒｐｍ、エンジントルク５０Ｎｍにてポストインジェクションを行い、ハニカムフィルタ１００の入口端面における排ガスの温度が、６２０℃になるように制御して、約５０％のススが燃焼するまでフィルタの再生（１回目の再生）を行った。次に、エンジン回転数１０００ｒｐｍ、エンジントルクを無負荷とした状態から、エンジン回転数４０００ｒｐｍ、エンジントルクを全負荷とした状態に２分間かけて切り換えるサイクルを、３回続けて実施した。次いで、エンジン回転数１７００ｒｐｍ、エンジントルク８０Ｎｍにてポストインジェクションを９０秒間行った。続いて、エンジン回転数１０００ｒｐｍ、トルクを無負荷とした状態を２００秒間継続して、フィルタの再生（２回目の再生）を行い、残りススを燃焼させた。この２回目の再生時おけるハニカムフィルタ内の温度を測定し、その最高温度を表２に示した。
この温度の測定は、セル内に挿入した熱電対により行った。図２４は、ハニカムフィルタ１００の入口端面１１側から見た温度の測定位置を模式的に示す平面図であり、図２５は、そのＡ−Ａ’断面を模式的に示す断面図である。尚、これらの図では、隔壁や目封止部の描画を省略している。熱電対による温度測定位置は、ＴＣ０１〜ＴＣ０９の９箇所である。ハニカムフィルタ１００の入口端面側から見たＴＣ０１〜ＴＣ０９の位置は、ハニカムフィルタの中心軸を原点Ｏとして、Ｘ軸、Ｙ軸を想定したとき、原点ＯからＸ軸方向に１８ｍｍ、Ｙ軸方向に１８ｍｍ離れた位置である。また、ハニカムフィルタ１００のセルの延びる方向におけるＴＣ０１〜ＴＣ０９の位置は、ハニカムフィルタ１００の入口端面１１からの距離が、表１に示す値となる位置である。
［圧力損失比］
ハニカムフィルタ１００に、室温（２５℃）の空気を１０ｍ３／分の流量で流した際のハニカムフィルタ１００の入口端面１１側と出口端面１２側との圧力を測定し、その圧力差を算出することにより、圧力損失を求めた。そして、突起部が形成されていない以外は実施例１と同様にして作製された従来構造のハニカムフィルタの圧力損失を１００％とした時の、各ハニカムフィルタ１００の相対的な圧力損失を、圧力損失比として表２に示した。
ハニカムフィルタ１００に、室温（２５℃）の空気を１０ｍ３／分の流量で流した際のハニカムフィルタ１００の入口端面１１側と出口端面１２側との圧力を測定し、その圧力差を算出することにより、圧力損失を求めた。そして、突起部が形成されていない以外は実施例１と同様にして作製された従来構造のハニカムフィルタの圧力損失を１００％とした時の、各ハニカムフィルタ１００の相対的な圧力損失を、圧力損失比として表２に示した。
（考察）
表２に示すとおり、本発明の実施例である実施例１〜９は、再生時のフィルタ内の最高温度が１２００℃以下と低いため、破損や溶損は生じ難いと考えられる。また、実施例１〜９は、圧力損失比も比較的低いため、ディーゼルエンジン等の排気系に搭載しても、エンジン性能に及ぼす影響は少ないと考えられる。一方、突起部の形成位置が入口端面に近すぎる比較例１及び２と、突起部の形成位置が出口端面に近すぎる比較例３は、再生時のフィルタ内の最高温度が１２００℃を大きく超えるため、破損や溶損が生じ易いと考えられる。また、突起部が形成された位置における出口目封止セルの開口幅が、突起部が形成されていない位置における出口目封止セルの開口幅の６５％未満である比較例４及び５は、圧力損失比が高すぎるため、実用は困難だと考えられる。また、突起部が形成された位置における出口目封止セルの開口幅が、突起部が形成されていない位置における出口目封止セルの開口幅の９０％を超える比較例６は、再生時のフィルタ内の最高温度が１２００℃を大きく超えるため、破損や溶損が生じ易いと考えられる。
表２に示すとおり、本発明の実施例である実施例１〜９は、再生時のフィルタ内の最高温度が１２００℃以下と低いため、破損や溶損は生じ難いと考えられる。また、実施例１〜９は、圧力損失比も比較的低いため、ディーゼルエンジン等の排気系に搭載しても、エンジン性能に及ぼす影響は少ないと考えられる。一方、突起部の形成位置が入口端面に近すぎる比較例１及び２と、突起部の形成位置が出口端面に近すぎる比較例３は、再生時のフィルタ内の最高温度が１２００℃を大きく超えるため、破損や溶損が生じ易いと考えられる。また、突起部が形成された位置における出口目封止セルの開口幅が、突起部が形成されていない位置における出口目封止セルの開口幅の６５％未満である比較例４及び５は、圧力損失比が高すぎるため、実用は困難だと考えられる。また、突起部が形成された位置における出口目封止セルの開口幅が、突起部が形成されていない位置における出口目封止セルの開口幅の９０％を超える比較例６は、再生時のフィルタ内の最高温度が１２００℃を大きく超えるため、破損や溶損が生じ易いと考えられる。
（実施例１１〜１３、参考例１０，１４）
セルの延びる方向における突起部の長さを、表３に示す長さに変更した以外は、実施例３と同様にして、実施例１１〜１３、参考例１０，１４のハニカムフィルタを作製した。
セルの延びる方向における突起部の長さを、表３に示す長さに変更した以外は、実施例３と同様にして、実施例１１〜１３、参考例１０，１４のハニカムフィルタを作製した。
（評価）
上記のようにして作製された実施例１１〜１３、参考例１０，１４及び実施例３のハニカムフィルタについて、上記の方法で「圧力損失比」を測定するとともに、下記の方法で「押し抜き強度」を調べた。
上記のようにして作製された実施例１１〜１３、参考例１０，１４及び実施例３のハニカムフィルタについて、上記の方法で「圧力損失比」を測定するとともに、下記の方法で「押し抜き強度」を調べた。
［押し抜き強度］
直径０．８ｍｍのピンを、入口端面側から出口目封止セル内に挿入し、１ＭＰａ（＝０．５Ｎ）の力で突起部を押した時に、突起部が隔壁から脱落するかどうかを調べ、その結果を表３に示した。
直径０．８ｍｍのピンを、入口端面側から出口目封止セル内に挿入し、１ＭＰａ（＝０．５Ｎ）の力で突起部を押した時に、突起部が隔壁から脱落するかどうかを調べ、その結果を表３に示した。
（考察）
表３に示すとおり、セルの延びる方向における突起部の長さが３〜１０ｍｍである実施例３及び実施例１１〜１３は、突起部が隔壁から脱落せず、圧力損失比も比較的低かった。セルの延びる方向における突起部の長さが２ｍｍである参考例１０は、突起部が隔壁から脱落したが、圧力損失は比較的低かった。セルの延びる方向における突起部の長さが１１ｍｍである参考例１４は、突起部が隔壁から脱落しなかったが、圧力損失比は、やや高めであった。これらのことから、セルの延びる方向における突起部の長さは、３〜１０ｍｍとするのが好ましいと考えられる。
表３に示すとおり、セルの延びる方向における突起部の長さが３〜１０ｍｍである実施例３及び実施例１１〜１３は、突起部が隔壁から脱落せず、圧力損失比も比較的低かった。セルの延びる方向における突起部の長さが２ｍｍである参考例１０は、突起部が隔壁から脱落したが、圧力損失は比較的低かった。セルの延びる方向における突起部の長さが１１ｍｍである参考例１４は、突起部が隔壁から脱落しなかったが、圧力損失比は、やや高めであった。これらのことから、セルの延びる方向における突起部の長さは、３〜１０ｍｍとするのが好ましいと考えられる。
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中の粒子状物質等を除去するためのハニカムフィルタとして、好適に利用することができる。
１：隔壁、２：セル、２ａ：出口目封止セル、２ｂ：入口目封止セル、３：目封止部、５：突起部、１０：ハニカム基材、１１：入口端面、１２：出口端面、２０：ハニカムセグメント、２１：接合材、２２：外周コート層、３０：ディーゼルエンジン、３１：ＤＯＣ、１００：ハニカムフィルタ、ｄ１，ｄ２：セルの配列方向、Ｇ：排ガス、Ｈ１：ハニカム基材の全長、Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ８，Ｈ９：突起部を形成する領域を特定するための長さ、Ｌ：突起部の長さ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４：突起部を形成する領域、ＴＣ０１，ＴＣ０２，ＴＣ０３，ＴＣ０４，ＴＣ０５，ＴＣ０６，ＴＣ０７，ＴＣ０８，ＴＣ０９：温度測定位置、Ｗ１：突起部が形成されていない位置における出口目封止セルの開口幅、Ｗ２：突起部が形成された位置における出口目封止セルの開口幅、Ｗ３：入口目封止セルの開口幅。
Claims (8)
- 流体が流入する側の端面である入口端面から流体が流出する側の端面である出口端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム基材を備え、
複数の前記セルの内の少なくとも一部のセルが、前記入口端面側又は前記出口端面側において、端部が目封止部によって目封止された目封止セルであり、
前記目封止セルの内の一部のセルが、前記ハニカム基材の前記入口端面側において、端部が前記目封止部によって目封止された入口目封止セルであり、前記目封止セルの内の残りのセルが、前記ハニカム基材の前記出口端面側において、前記端部が目封止部によって目封止された出口目封止セルであり、
前記入口端面から前記出口端面に向かって、前記ハニカム基材の全長の３０％の長さとなる位置と、前記ハニカム基材の全長の８０％の長さとなる位置との間の領域において、少なくとも一部の出口目封止セルに、前記出口目封止セルを区画形成する前記隔壁から前記出口目封止セル内に突出する突起部が形成されており、前記突起部が形成された位置における前記出口目封止セルの開口幅が、前記突起部が形成されていない位置における前記出口目封止セルの開口幅の６５〜９０％であり、前記セルの延びる方向における前記突起部の長さが、３〜１０ｍｍであるハニカムフィルタ。 - ２０％以上の前記出口目封止セルに、前記突起部が形成されている請求項１に記載のハニカムフィルタ。
- 前記ハニカム基材の長さ方向に直交する断面の重心を中心とする半径５０ｍｍの円の内側に存在する少なくとも一部の前記出口目封止セルに、前記突起部が形成されている請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
- 前記ハニカム基材の長さ方向に直交する断面の重心を中心とする半径５０ｍｍの円の外側に存在する少なくとも一部の前記出口目封止セルに、前記突起部が形成されている請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
- 前記ハニカム基材の構成材料が、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、ムライト、アルミナ、炭化珪素−コージェライト系複合材料、及びチタン酸アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１種のセラミックスである請求項１〜４の何れか一項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記突起部が形成されていない位置における前記出口目封止セルの開口幅と、前記入口目封止セルの開口幅とが異なっている請求項１〜５の何れか一項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記ハニカム基材が、複数のハニカム構造のセグメントが一体的に接合されたものである請求項１〜６の何れか一項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記隔壁に、酸化触媒が担持された請求項１〜７の何れか一項に記載のハニカムフィルタ。
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