JP7542082B2 - ハニカム体のろ過効率の向上及び測定 - Google Patents

Description

本開示の実施形態は、概して、ハニカム体のろ過効率の向上及びインライン測定のための方法及び装置に関する。

微粒子フィルタ、例えばディーゼル微粒子フィルタ及びガソリン微粒子フィルタ（ｇａｓｏｌｉｎｅ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒ：ＧＰＦ）は、それぞれディーゼル燃料及びガソリン燃料を燃焼させる自動車等のエンジンからの排気流から、微粒子をろ過する。

現在、無機粒子を目封止ハニカム体の壁上に堆積させるプロセスは、ある製造ロットの製造前に複数の試験片を試験して、プロセスが所望のＦＥ目標に達するための目標噴霧時間（又は噴霧される懸濁液の総重量）を決定することによって、制御されている。この目標が決定されると、全ての部品が、同一のプロセス設定点を有する堆積プロセスに進む。部品が目標時間（又は重量）に達すると、この部品を取り出して試験し、最終的な実際のＦＥ値を測定する。上記部品が無機粒子で過剰にコーティングされている場合、ＦＥ値は上限を超え、上記部品は不合格となり、またある部品のコーティングが不足している場合、上記部品は、目標ＦＥに到達するために再処理される場合とされない場合とがある。従って、堆積プロセスのフィードバックは半閉ループプロセスである。

本開示の１つ以上の実施形態は、無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用するよう構成された、装置を対象とし、上記装置は：第１の端部から第２の端部まで延在するダクト；上記ダクトの上記第２の端部と流体連通した状態で上記目封止ハニカム体を格納するよう構成された、堆積ゾーン；上記ダクトと流体連通した流入口であって、上記流入口は上記堆積ゾーンの上流にある、流入口；上記流入口と流体連通し、上記無機粒子を上記流入口及び上記堆積ゾーンへと送達するよう構成された、無機粒子源；上記ダクト及び上記堆積ゾーンと流体連通し、上記ダクトに導入される流体及び上記無機粒子の流れを確立するよう構成された、流れ生成器；上記堆積ゾーンの上流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第１の試料採取ポート；上記堆積ゾーンの下流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第２の試料採取ポート；並びに上記第１の試料採取ポート及び上記第２の試料採取ポートと流体連通し、上記無機粒子の、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である選択された一部分を計数するよう構成された、粒子カウンタを備える。

本開示の他の実施形態は、無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用するよう構成された、装置を対象とし、上記装置は：第１の端部から第２の端部まで延在するダクト；上記ダクトの上記第２の端部と流体連通した状態で上記目封止ハニカム体を格納するよう構成された、堆積ゾーン；上記ダクトと流体連通した流入口であって、上記流入口は上記堆積ゾーンの上流にある、流入口；上記流入口と流体連通し、上記無機粒子、液体、及びバインダの混合物を霧化ノズル及び上記堆積ゾーンへと送達するよう構成された、無機粒子源、液体源、及びバインダ；上記ダクト及び上記堆積ゾーンと流体連通し、上記ダクトに導入される流体及び上記無機粒子の流れを確立するよう構成された、流れ生成器；上記堆積ゾーンの上流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第１の試料採取ポート；上記堆積ゾーンの下流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第２の試料採取ポート；上記第１の試料採取ポート及び上記第２の試料採取ポートと流体連通し、上記堆積ゾーンの上流及び上記堆積ゾーンの下流において、上記無機粒子の、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である選択された一部分を計数するよう構成された、粒子カウンタ；並びに式（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕに従って、上記目封止ハニカム体によって捕捉された無機粒子のパーセンテージを計算するよう構成された、プロセッサであって、ここでｎ_ｕ＝上記堆積ゾーンの上流の無機粒子の個数、ｎ_ｄ＝上記堆積ゾーンの下流の無機粒子の個数である、プロセッサを備える。

本開示の更なる実施形態は、無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用する方法を対象とし、上記方法は：上記無機粒子を、ダクトの第１の端部から上記ダクトの第２の端部に向かって、目封止ハニカム体へと流すステップ；上記目封止ハニカム体の上流にあり、上記目封止ハニカム体と流体連通した、第１の試料採取ポートから、及び上記目封止ハニカム体の下流にあり、上記目封止ハニカム体と流体連通した、第２の試料採取ポートから、上記無機粒子の一部分を試料採取するステップ；並びに上記第１の試料採取ポート及び上記第２の試料採取ポートからの、上記無機粒子の選択された一部分を計数するステップであって、上記無機粒子の上記選択された一部分は、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である、ステップを含む。

本開示の更なる実施形態は、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体で構成された、多孔質ハニカムフィルタのろ過効率を向上させる方法を対象とし、上記方法は：無機粒子の流入流を、上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込むステップ；上記目封止ハニカム体に入った上記無機粒子の選択された一部分の流入個数を計数するステップ；流出流中の、上記目封止ハニカム体を出た上記無機粒子の選択された一部分の流出個数を計数するステップ；上記目封止ハニカム体に入ったものの上記目封止ハニカム体を出ない無機粒子は、上記ハニカム体の上記多孔質壁上及び／又は内に堆積され、これにより、堆積が続くにつれて上記目封止ハニカム体のろ過効率が向上する；上記流入個数及び上記流出個数に基づいて、堆積した上記粒子を伴った上記目封止ハニカム体のろ過効率を決定するステップ；並びに決定された上記ろ過効率に基づいて、無機粒子の上記流入流を、上記上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、終了するステップを含む。

本開示の上述の特徴を詳細に理解できるように、上で概説した本開示のより詳細な説明は、実施形態を参照して得ることができ、上記実施形態の一部は添付の図面に図示されている。しかしながら、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを図示したものであり、従って本開示は他の同等に有効な実施形態も認めることができるため、添付の図面は本開示の範囲を限定するものとみなしてはならないことに留意されたい。

ハニカム体の概略図 本明細書で開示及び説明される実施形態による、ウォールフロー微粒子フィルタの概略図 図８に示されている微粒子フィルタの長手方向断面図 微粒子が積載されたハニカム体の壁の概略図 本開示のある実施形態によるハニカム基材上に無機粒子を堆積させるよう構成された装置の概略図 粒子サイズに応じた微粒子フィルタの捕捉機構の概略図 粒子サイズに応じた微粒子フィルタの捕捉機構の概略図 １つ以上の実施形態による、目封止ハニカム体の上流及び下流のエアロゾルプロセスによって形成される凝集体の代表的な粒子サイズ分布を示すグラフ 堆積中の目封止ハニカム体の上流のエアロゾルプロセスの粒子濃度を示すグラフ 堆積中の目封止ハニカム体の上流及び下流のエアロゾルプロセスの粒子濃度を示すグラフ 目封止ハニカム体に対するエアロゾル堆積プロセス中に得られたインラインろ過効率測定値のグラフ 最終的なインラインろ過効率測定値とオフライン煙ろ過効率測定値との相関を示すグラフ

本開示の複数の例示的実施形態を説明する前に、本開示は以下の説明に記載される構造又はプロセスステップの細部に限定されるものではないことを理解されたい。本開示は他の実施形態も可能であり、また様々な方法で実践又は実施できる。

ある一連の実施形態では、本明細書で開示される装置は、無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用するよう構成され、上記装置は：第１の端部から第２の端部まで延在するダクト；上記ダクトの上記第２の端部と流体連通した状態で上記目封止ハニカム体を格納するよう構成された、堆積ゾーン；上記ダクトと流体連通した流入口であって、上記流入口は上記堆積ゾーンの上流にある、流入口；上記流入口と流体連通し、上記無機粒子を上記流入口及び上記堆積ゾーンへと送達するよう構成された、無機粒子源；上記ダクト及び上記堆積ゾーンと流体連通し、上記ダクトに導入される流体及び上記無機粒子の流れを確立するよう構成された、流れ生成器；上記堆積ゾーンの上流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第１の試料採取ポート；上記堆積ゾーンの下流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第２の試料採取ポート；並びに上記第１の試料採取ポート及び上記第２の試料採取ポートと流体連通し、上記無機粒子の、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である選択された一部分を計数するよう構成された、粒子カウンタを備える。

いくつかの実施形態では、上記粒子カウンタは、上記堆積ゾーンの上流、及び上記堆積ゾーンの下流で、上記無機粒子を計数するよう構成される。

いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～１０μｍである。

いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～１μｍである。

いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～０．５μｍである。

いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．３μｍ～０．５μｍである。

いくつかの実施形態では、上記粒子カウンタは光学分光計を備える。

いくつかの実施形態では、上記粒子カウンタは、エンジン排気粒子サイズ測定用分光計を備える。

いくつかの実施形態では、上記粒子カウンタは、走査型移動度粒子サイズ測定器を備える。

いくつかの実施形態では、上記粒子カウンタは、凝縮粒子カウンタを備える。

いくつかの実施形態では、上記装置は更に、上記粒子カウンタの上流かつ上記第１の試料採取ポートの下流に、無機粒子濃度希釈デバイスを備え、上記無機粒子濃度希釈デバイスは、上記第１の試料採取ポートにおける無機粒子の濃度を、上記粒子カウンタまで流れる前に低減するよう構成される。

いくつかの実施形態では、上記無機粒子濃度希釈デバイスは、希釈チャンバであって、上記希釈チャンバ内において２０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するよう構成された、希釈チャンバを備える。

いくつかの実施形態では、上記希釈チャンバは、上記希釈チャンバ内において７０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するよう構成される。

いくつかの実施形態では、上記希釈デバイスは、上記希釈チャンバ内において２０：１～１００：１のガス対粒子比を提供する、流れ分割用接続部を備える。

いくつかの実施形態では、上記希釈デバイスは、上記希釈チャンバ内において７０：１～１００：１のガス対粒子比を提供する、流れ分割用接続部を備える。

いくつかの実施形態では、上記装置は更に、式（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕに従って、上記目封止ハニカム体によって捕捉された上記無機粒子のパーセンテージを計算するよう構成された、プロセッサであって、ここでｎ_ｕ＝上記堆積ゾーンの上流の無機粒子の個数、ｎ_ｄ＝上記堆積ゾーンの下流の無機粒子の個数である、プロセッサを備える。

いくつかの実施形態では、上記無機粒子源は霧化ノズルと流体連通する。

いくつかの実施形態では、流体はガスであり、上記霧化ノズルは液体源及びバインダと流体連通し、上記バインダ、液体、及び上記無機粒子源は、上記霧化ノズルを通って流れてエアロゾルを形成するよう構成される。

いくつかの実施形態では、上記流れ生成器はファンを備える。

別の一連の実施形態では、本明細書では、無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用するよう構成された、装置が開示され、上記装置は：第１の端部から第２の端部まで延在するダクト；上記ダクトの上記第２の端部と流体連通した状態で上記目封止ハニカム体を格納するよう構成された、堆積ゾーン；上記ダクトと流体連通した流入口であって、上記流入口は上記堆積ゾーンの上流にある、流入口；上記流入口と流体連通し、上記無機粒子、液体、及びバインダの混合物を霧化ノズル及び上記堆積ゾーンへと送達するよう構成された、無機粒子源、液体源、及びバインダ；上記ダクト及び上記堆積ゾーンと流体連通し、上記ダクトに導入される流体及び上記無機粒子の流れを確立するよう構成された、流れ生成器；上記堆積ゾーンの上流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第１の試料採取ポート；上記堆積ゾーンの下流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第２の試料採取ポート；上記第１の試料採取ポート及び上記第２の試料採取ポートと流体連通し、上記堆積ゾーンの上流及び上記堆積ゾーンの下流において、上記無機粒子の、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である選択された一部分を計数するよう構成された、粒子カウンタ；並びに式（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕに従って、上記目封止ハニカム体によって捕捉された無機粒子のパーセンテージを計算するよう構成された、プロセッサであって、ここでｎ_ｕ＝上記堆積ゾーンの上流の無機粒子の個数、ｎ_ｄ＝上記堆積ゾーンの下流の無機粒子の個数である、プロセッサを備える。

別の一連の実施形態では、本明細書で開示されるのは、無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用する方法であり、上記方法は：上記無機粒子を、ダクトの第１の端部から上記ダクトの第２の端部に向かって、目封止ハニカム体へと流すステップ；上記目封止ハニカム体の上流にあり、上記目封止ハニカム体と流体連通した、第１の試料採取ポートから、及び上記目封止ハニカム体の下流にあり、上記目封止ハニカム体と流体連通した、第２の試料採取ポートから、上記無機粒子の一部分を試料採取するステップ；並びに上記第１の試料採取ポート及び上記第２の試料採取ポートからの、上記無機粒子の選択された一部分を計数するステップであって、上記無機粒子の上記選択された一部分は、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である、ステップを含む。

いくつかの実施形態では、計数する上記ステップは、粒子カウンタを用いて実施される。

いくつかの実施形態では、上記ダクト及び上記目封止ハニカム体と流体連通した流れ生成器を用いて、無機粒子の流れであって、流体及び上記無機粒子の流れを確立するよう構成された、無機粒子の流れを生成する。

いくつかの実施形態では、上記流体はガスを含み、上記流れ生成器はファンを備える。

いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～１０μｍである。

いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～１μｍである。いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～０．５μｍである。いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．３μｍ～０．５μｍである。いくつかの実施形態では、上記粒子カウンタは光学分光計を備える。いくつかの実施形態では、上記粒子カウンタは、エンジン排気粒子サイズ測定用分光計を備える。いくつかの実施形態では、上記粒子カウンタは、走査型移動度粒子サイズ測定器を備える。いくつかの実施形態では、上記粒子カウンタは、凝縮粒子カウンタを備える。

いくつかの実施形態では、上記方法は更に、上記粒子カウンタの上流かつ上記第１の試料採取ポートの下流において上記粒子の流れを希釈することにより、上記第１の試料採取ポートにおける無機粒子の濃度を、上記粒子カウンタまで流れる前に低減するステップを含む。いくつかの実施形態では、上記粒子の流れを希釈する上記ステップは、希釈チャンバであって、上記希釈チャンバ内において２０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するよう構成された、希釈チャンバ内で実施される。いくつかの実施形態では、上記希釈チャンバは、上記希釈チャンバ内において７０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するよう構成される。いくつかの実施形態では、上記粒子の流れを希釈する上記ステップは、上記粒子の流れを分割することによって、上記希釈チャンバ内において２０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するステップを含む。いくつかの実施形態では、上記粒子の流れを希釈する上記ステップは、上記粒子の流れを分割することによって、上記希釈チャンバ内において７０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するステップを含む。

いくつかの実施形態では、上記方法は更に、式（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕに従って、上記目封止ハニカム体によって捕捉された無機粒子のパーセンテージを計算するステップであって、ここでｎ_ｕ＝上記ハニカム体の上流の無機粒子の個数、ｎ_ｄ＝上記目封止ハニカム体の下流の無機粒子の個数である、ステップを含む。

いくつかの実施形態では、上記無機粒子は霧化ノズルを通って流れる。

いくつかの実施形態では、上記流体はガスであり、上記無機粒子及び液体、並びにバインダは、上記霧化ノズルを通って流れ、エアロゾルを形成する。

別の一連の実施形態では、本明細書では、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体で構成された、多孔質ハニカムフィルタのろ過効率を向上させる方法が開示され、上記方法は：無機粒子の流入流を、上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込むステップ；上記目封止ハニカム体に入った上記無機粒子の選択された一部分の流入個数を計数するステップ；流出流中の、上記目封止ハニカム体を出た上記無機粒子の選択された一部分の流出個数を計数するステップ；上記目封止ハニカム体に入ったものの上記目封止ハニカム体を出ない無機粒子は、上記ハニカム体の上記多孔質壁上及び／又は内に堆積され、これにより、堆積が続くにつれて上記目封止ハニカム体のろ過効率が向上する；上記流入個数及び上記流出個数に基づいて、堆積した上記粒子を伴った上記目封止ハニカム体のろ過効率を決定するステップ；並びに決定された上記ろ過効率に基づいて、無機粒子の上記流入流を、上記上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、終了するステップを含む。

いくつかの実施形態では、上記流入個数を計数する上記ステップのための、上記選択された一部分は、事前選択された無機粒子サイズ範囲内であり；いくつかの実施形態では、上記流出個数を計数する上記ステップのための、上記選択された一部分は、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である。

いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、上記流入個数を計数する上記ステップのための上記選択された一部分と、上記流出個数を計数する上記ステップのための上記選択された一部分とについて、同一であり；これらの実施形態の一部では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は０．１μｍ～１０μｍであり；いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は０．１μｍ～１μｍであり；いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は０．１μｍ～０．５μｍであり；いくつかの実施形態では、上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は０．３μｍ～０．５μｍである。

いくつかの実施形態では、上記流入流は更に流体を含み；これらの実施形態の一部では、上記流体はガスである。

いくつかの実施形態では、計数する上記ステップは、粒子カウンタを用いて実施される。これらの実施形態の一部では、上記粒子カウンタは光学分光計を備える。これらの実施形態の一部では、上記粒子カウンタは、エンジン排気粒子サイズ測定用分光計を備える。これらの実施形態の一部では、上記粒子カウンタは、走査型移動度粒子サイズ測定器を備える。これらの実施形態の一部では、上記粒子カウンタは、凝縮粒子カウンタを備える。

いくつかの実施形態では、上記流入流はエアロゾル化された粒子を含む。

いくつかの実施形態では、上記流入個数は、粒子カウンタ内へと方向決定された、上記流入流の希釈済みの一部分から得られ；これらの実施形態の一部では、上記希釈済みの一部分は、２０：１～１００：１のガス対粒子比を有し；これらの実施形態の一部では、上記希釈済みの一部分は、７０：１～１００：１のガス対粒子比を有し；これらの実施形態の一部では、上記流出個数は、粒子カウンタ内へと方向決定された、上記流出流の希釈済みの一部分から得られる。

上述の実施形態の一部では、終了する上記ステップは更に、無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、上記ろ過効率が目標ろ過効率に到達した後に終了するステップを含む。

上述の実施形態の一部では、終了する上記ステップは更に、無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、上記ろ過効率が目標堆積時間以内に目標ろ過効率に到達しなかった後に終了するステップを含む。

上述の実施形態の一部では、終了する上記ステップは更に、無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、上記流出個数が最大流出個数を超えた場合に終了するステップを含む。

上述の実施形態の一部では、終了する上記ステップは更に、無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、上記流出個数が目標堆積時間以内に最大流出個数を超えた場合に終了するステップを含む。

上述の実施形態の一部では、上記目封止ハニカム体は、無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップの開始前に、上記多孔質壁内及び／又は上に堆積した無機粒子を含み、上記流入流を流し込む上記ステップは、上記目封止ハニカム体に捕捉される無機粒子の量を増大させる。

上述の実施形態の一部では、上記目封止ハニカム体は、無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップの開始前に、上記多孔質壁内及び／又は上に堆積した無機粒子を含まず、上記流入流を流し込む上記ステップは、上記無機粒子を上記目封止ハニカム体に導入する。

上述の実施形態の一部では、ろ過効率（μ_ｅ）を決定する上記ステップは、比：（流入個数－流出個数）／（流入個数）を計算するステップを含む。

本開示の装置及び方法は、多孔質壁を備える目封止ハニカム体に対する、無機粒子の適用に関する。ここで図１を参照すると、本明細書において図示及び説明される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、複数の実施形態において、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、及び交差するチャネル壁１１５は、目封止ハニカム体の、流入端部であってよい第１の端部１０５と、流出端部であってよい第２の端部１３５との間に延在する。ハニカム体は、第１の端部１０５及び第２の端部１３５のうちの一方又は両方が目封止された、チャネルのうちの１つ以上を有してよい。ハニカム体の目封止されたチャネルのパターンは限定されない。いくつかの実施形態では、目封止ハニカム体の一方の端部における、目封止されたチャネルと目封止されていないチャネルとのパターンは、例えば、目封止ハニカム体の一方の端部のチャネルが交互に目封止された、市松模様であってよい。いくつかの実施形態では、目封止ハニカム体の一方の端部の目封止されたチャネルは、これに対応する、他方の端部の目封止されていないチャネルを有し、目封止ハニカム体の一方の端部の目封止されていないチャネルは、これに対応する、他方の端部の目封止されたチャネルを有する。

１つ以上の実施形態において、目封止ハニカム体は、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、若しくはペリクレース、又はこれらの組み合わせで構成されていてよい。一般にコーディエライトは、式Ｍｇ_２Ａｌ_４Ｓｉ_５Ｏ_１８に従った組成を有する。いくつかの実施形態では、セラミック材料の細孔サイズ、セラミック材料の多孔率、及びセラミック材料の細孔サイズ分布は、例えばセラミック原材料の粒子サイズを変更することによって、制御された方法で得られる。更に、細孔形成剤を、目封止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含めることができる。

いくつかの実施形態では、目封止ハニカム体の壁は、２５μｍ以上かつ２５０μｍ以下、例えば４５μｍ以上かつ２３０μｍ以下、６５μｍ以上かつ２１０μｍ以下、６５μｍ以上かつ１９０μｍ以下、又は８５μｍ以上かつ１７０μｍの平均厚さを有してよい。目封止ハニカム体の壁は、バルク部分で構成されたベース部分（本明細書ではバルクとも呼ばれる）と、表面部分（本明細書では表面とも呼ばれる）とを有するものとして説明できる。壁の表面部分は、目封止ハニカム体のある壁の表面から、その壁の中へ、目封止ハニカム体のバルク部分に向かって延在する。表面部分は、目封止ハニカム体の壁のベース部分内へと、０（ゼロ）から約１０μｍの深さまで延在してよい。いくつかの実施形態では、表面部分は、壁のベース部分内へと、約５μｍ、約７μｍ、又は約９μｍ（即ち０（ゼロ）の深さ）だけ延在してよい。目封止ハニカム体のバルク部分は、壁から表面部分を差し引いた厚さを構成する。従って目封止ハニカム体のバルク部分は、以下の式：
ｔ_{ｔｏｔａｌ}－２ｔ_{ｓｕｒｆａｃｅ}
によって決定でき、ここでｔ_{ｔｏｔａｌ}は壁の総厚さであり、ｔ_{ｓｕｒｆａｃｅ}は壁の表面の厚さである。

１つ以上の実施形態において、（いずれのろ過材料の適用前の）目封止ハニカム体のバルクは、７μｍ以上かつ２５μｍ以下、例えば１２μｍ以上かつ２２μｍ以下、又は１２μｍ以上かつ１８μｍ以下のバルク細孔サイズ中央値を有する。例えばいくつかの実施形態では、目封止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、又は約２０μｍのバルク細孔サイズ中央値を有してよい。一般に、いずれの所与の材料の細孔サイズは、統計的な分布で存在する。従って、（いずれのろ過材料の適用前の）「細孔サイズ中央値（ｍｅｄｉａｎ ｐｏｒｅ ｓｉｚｅ）」又は「ｄ５０」は、全ての細孔の統計的分布に基づいて、それより上に細孔のうちの５０％の細孔サイズがあり、かつそれより下に細孔の残りの５０％の細孔サイズがあるような、長さの測定値を指す。セラミック体の細孔は：（１）無機バッチ材料の粒子サイズ及びサイズ分布；（２）炉／熱処理の焼成時間及び温度スケジュール；（３）炉の雰囲気（例えば、酸素及び／又は水分含有率の高低）；並びに（４）例えばポリマー及びポリマー粒子、デンプン、木粉、中空無機粒子、及び／又はグラファイト／炭素粒子といった、細孔形成剤のうちの少なくとも１つによって、製造できる。

具体的実施形態では、（いずれのろ過材料の適用前の）目封止ハニカム体のバルクの細孔サイズ中央値（ｄ５０）は、１０μｍ～約１６μｍ、例えば１３～１４μｍであり、ｄ１０は、全ての細孔の統計的分布に基づいて、それより上に細孔のうちの９０％の細孔サイズがあり、かつそれより下に細孔の残りの１０％の細孔サイズがあるような、長さの測定値を指すが、これは約７μｍである。具体的実施形態では、ｄ９０は、全ての細孔の統計的分布に基づいて、それより上に細孔のうちの１０％の細孔サイズがあり、かつそれより下に細孔の残りの９０％の細孔サイズがあるような、長さの測定値を指すが、これは約３０μｍである。具体的実施形態では、二次粒子又は凝集体の直径中央値（Ｄ５０）は、約２マイクロメートルである。具体的実施形態では、凝集体サイズ中央値Ｄ５０と、バルクハニカム体の壁細孔サイズ中央値ｄ５０が、凝集体サイズ中央値Ｄ５０とバルクハニカム体の壁細孔サイズ中央値ｄ５０との比が５：１～１６：１となるようなものである場合に、ろ過効率に関する優れた結果、及び圧力降下が小さいという結果が達成されると判断された。より具体的な実施形態では、凝集体サイズ中央値Ｄ５０と、（いずれのろ過材料の適用前の）ハニカム体のバルクの壁細孔サイズ中央値ｄ５０との比が、６：１～１６：１、７：１～１６：１、８：１～１６：１、９：１～１６：１、１０：１～１６：１、１１：１～１６：１又は１２：１～６：１である場合に、ろ過効率に関する優れた結果、及び圧力降下が小さいという結果が提供される。

いくつかの実施形態では、目封止ハニカム体のバルクは、水銀圧入ポロシメトリーで測定した場合に５０％以上かつ７５％以下の、コーティングをカウントしないバルク多孔率を有してよい。多孔率を測定するための他の方法としては、走査電子顕微鏡検査（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：ＳＥＭ）及びＸ線断層撮影が挙げられ、これら２つの方法は特に、表面多孔率及びバルク多孔率を互いに独立して測定するために役立つものである。１つ以上の実施形態において、目封止ハニカム体のバルク多孔率は、例えば約５０％～約７５％、約５０％～約７０％、約５０％～約６５％、約５０％～約６０％、約５０％～約５８％、約５０％～約５６％、又は約５０％～約５４％であってよい。

１つ以上の実施形態において、目封止ハニカム体の表面部分は、７μｍ以上かつ２０μｍ以下、例えば８μｍ以上かつ１５μｍ以下、又は１０μｍ以上かつ１４μｍ以下の、表面細孔サイズ中央値を有する。例えばいくつかの実施形態では、目封止ハニカム体の表面は、約８μｍ、約９μｍ、約１０μｍ、約１１μｍ、約１２μｍ、約１３μｍ、約１４μｍ、又は約１５μｍの表面細孔サイズ中央値を有してよい。

いくつかの実施形態では、目封止ハニカム体の表面は、水銀圧入ポロシメトリー、ＳＥＭ、又はＸ線断層撮影で測定した場合に３５％以上かつ７５％以下の、ろ過材料の堆積物の適用前における表面多孔率を有してよい。１つ以上の実施形態において、目封止ハニカム体の表面多孔率は、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、又は３６％未満であってよい。

ここで図２及び３を参照すると、微粒子フィルタ２００の形態のハニカム体が概略図で示されている。微粒子フィルタ２００は、ガソリンエンジンから放出された排気ガス流等の排気ガス流２５０から微粒子状物質をろ過するための、ウォールフローフィルタとして使用でき、上述の場合には微粒子フィルタ２００はガソリン微粒子フィルタである。微粒子フィルタ２００は一般に、流入端部２０２と流出端部２０４との間に延在して全長Ｌａ（図３に図示）を画定する複数のチャネル２０１又はセルを有する、ハニカム体で構成される。微粒子フィルタ２００のチャネル２０１は、流入端部２０２から流出端部２０４まで延在する複数の交差するチャネル壁２０６によって形成され、またこれらによって少なくとも一部が画定される。微粒子フィルタ２００また、複数のチャネル２０１を取り囲む外被層２０５も含んでよい。この外被層２０５は、チャネル壁２０６の形成中に押出成形されてよく、又はチャネルの外周部分に外被セメントを塗布すること等によって、後から適用される外被層として、後続の加工において形成されてよい。

図２の微粒子フィルタ２００の軸方向断面が図３に示されている。いくつかの実施形態では、特定のチャネルが流入チャネル２０８と呼ばれ、他の特定のチャネルが流出チャネル２１０と呼ばれる。微粒子フィルタ２００のいくつかの実施形態では、チャネルの少なくとも第１のセットが、目封止材２１２によって目封止されていてよい。一般に目封止材２１２は、チャネル２０１の端部（即ち流入端部又は流出端部）付近に配設される。目封止材は一般に、一方の端部においてチャネルが１個おきに目封止された、図２に示されているような市松模様パターンといった、事前に定義されたパターンで配設される。図３に示されているように、流入チャネル２０８は流出端部２０４又はその付近で目封止されていてよく、また流出チャネル２１０は、流入チャネルと対応しないチャネルの流入端部２０２又はその付近で目封止されていてよい。従って、各セルは、微粒子フィルタの一方の端部のみ、又はその付近で、目封止されていてよい。

図２は全体として市松模様の目封止パターンを示しているが、多孔質セラミックハニカム物品において、別の目封止パターンを使用してもよいことを理解されたい。本明細書に記載の実施形態では、微粒子フィルタ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いてよい。例えばいくつかの実施形態では、微粒子フィルタ２００は、約１００ｃｐｓｉ～約６００ｃｐｓｉ（（約１５，５～約９３．０チャネル／ｃｍ^２）のチャネル密度を有してよい。他のいくつかの実施形態では、微粒子フィルタ２００は、約１００ｃｐｓｉ～約４００ｃｐｓｉ（約１５，５～約６２．０チャネル／ｃｍ^２）、又は約２００ｃｐｓｉ～約３００ｃｐｓｉ（約３１．０～約４６．５チャネル／ｃｍ^２）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では、微粒子フィルタ２００のチャネル壁２０６は、約４ミル（１０１．６マイクロメートル）を超える厚さを有してよい。例えば、いくつかの実施形態では、チャネル壁２０６の厚さは、約４ミルから最大約３０ミル（７６２マイクロメートル）までの範囲内であってよい。他のいくつかの実施形態では、チャネル壁２０６の厚さは、約７ミル（１７７．８マイクロメートル）～約２０ミル（５０８マイクロメートル）であってよい。

本明細書に記載の微粒子フィルタ２００のいくつかの実施形態では、微粒子フィルタ２００のチャネル壁２０６は、いずれのコーティングを微粒子フィルタ２００に適用する前において、３５％以上の、露出状態（ｂａｒｅ）開放多孔率（即ちいずれのコーティングを目封止ハニカム体に適用する前の多孔率）％Ｐを有してよい。いくつかの実施形態では、チャネル壁２０６の露出状態開放多孔率は、４０％≦％Ｐ≦７５％となるものであってよい。他の実施形態では、チャネル壁２０６の露出状態開放多孔率は、４５％≦％Ｐ≦７５％、５０％≦％Ｐ≦７５％、５５％≦％Ｐ≦７５％、６０％≦％Ｐ≦７５％、４５％≦％Ｐ≦７０％、５０％≦％Ｐ≦７０％、５５％≦％Ｐ≦７０％、又は６０％≦％Ｐ≦７０％となるものであってよい。

更に、いくつかの実施形態では、微粒子フィルタ２００のチャネル壁２０６は、チャネル壁２０６が、いずれのコーティングの塗布前（即ち露出状態）において、３０マイクロメートル以下の細孔サイズ中央値を有するように形成される。例えばいくつかの実施形態では、細孔サイズ中央値は、８マイクロメートル以上かつ３０マイクロメートル以下であってよい。他の実施形態では、細孔サイズ中央値は、１０マイクロメートル以上かつ３０マイクロメートル以下であってよい。他の実施形態では、細孔サイズ中央値は、１０マイクロメートル以上かつ２５マイクロメートル以下であってよい。いくつかの実施形態では、約３０マイクロメートルを超える細孔サイズ中央値で製造された微粒子フィルタは、ろ過効率低下し、その一方で、約８マイクロメートル未満の細孔サイズ中央値で製造された微粒子フィルタでは、触媒を含有するウォッシュコートを細孔に浸透させるのが困難になり得る。従っていくつかの実施形態では、チャネル壁の細孔サイズ中央値を、約８マイクロメートル～約３０マイクロメートル、例えば１０マイクロメートル～約２０マイクロメートル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微粒子フィルタ２００の目封止ハニカム体は、金属、又は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、若しくは高温での微粒子ろ過の用途に使用するのに適した他のいずれのセラミック材料といった、セラミック材料から形成される。例えば微粒子フィルタ２００は、主にコーディエライト結晶相で構成されたセラミック物品を製造するために好適な構成材料を含んでいてよいセラミック前駆材料のバッチを混合することによって、コーディエライトから形成できる。一般に、コーディエライトの形成に好適な構成材料としては、タルク、シリカ形成源、及びアルミナ形成源を含む無機成分の組み合わせが挙げられる。バッチ組成物は、例えばカオリン粘土等の粘土を更に含んでよい。コーディエライト前駆バッチ組成物は、有機細孔形成剤等の有機成分も含有してよく、これは、所望の細孔サイズ分布を達成するために、バッチ混合物に添加される。例えば上記バッチ組成物は、細孔形成剤及び／又は他の加工助剤としての使用に好適なデンプンを含んでよい。あるいは上記構成材料は、焼成時に焼結済みコーディエライトハニカム構造体を形成するために好適な１つ以上のコーディエライト粉末、及び有機細孔形成剤材料を含んでよい。

上記バッチ組成物は、例えばバインダ、及び水又は好適な溶媒等の液体ビヒクルといった、１つ以上の加工助剤を更に含んでよい。上記加工助剤は、上記バッチ混合物を可塑化して、全体的に加工を改善する、乾燥時間を削減する、焼成時の割れを低減する、及び／又は目封止ハニカム体の所望の特性の生成を補助するために、上記バッチ混合物に添加される。例えば、上記バインダは、有機バインダを含むことができる。好適な有機バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース誘導体、アクリル酸ヒドロキシエチル、ポリビニルアルコール、及び／又はこれらのいずれの組み合わせといった、水溶性セルロースエーテルバインダが挙げられる。有機バインダを可塑化されたバッチ組成物に組み込むことにより、可塑化されたバッチ組成物を容易に押出成形できる。いくつかの実施形態では、上記バッチ組成物は、例えば可塑化されたバッチ混合物の押出成形を支援する潤滑剤等の、１つ以上の任意の成形又は加工助剤を含んでよい。例示的な潤滑剤としては、トール油、ステアリン酸ナトリウム、又は他の好適な潤滑剤が挙げられる。

セラミック前駆材料のバッチを適切な加工助剤と混合した後、セラミック前駆材料のバッチを押出成形して乾燥させることにより、流入端部及び流出端部を備え、複数のチャネル壁が上記流入端部と上記流出端部との間に延在している、素地ハニカム体を形成する。その後、上記素地ハニカム体を、焼成済みハニカム体の製造に好適な焼成スケジュールに従って焼成する。続いて、上記焼成済みハニカム体の上記チャネルの少なくとも第１のセットを、セラミック目封止組成物で、事前に定義された目封止パターンで目封止でき、そして上記ハニカム体を乾燥させる、及び／又は加熱することによって、目封止材を上記チャネル内に固定する。

様々な実施形態では、目封止ハニカム体は、ガス流、例えばガソリンエンジンからの排気ガス流から、微粒子状物質をろ過するよう構成される。従って、目封止ハニカム体のバルク及び表面両方の細孔サイズ中央値、多孔率、ジオメトリ、及び他の設計上の態様は、目封止ハニカム体のこれらのろ過要件を考慮して選択される。一例として図４の実施形態に示されているように、図２及び３に示されている微粒子フィルタの形態であってよい目封止ハニカム体３００の壁３１０は、その上に堆積したろ過材料堆積物３２０を有し、これはいくつかの実施形態では、焼結されているか、又は熱処理によって他の様式で結合している。ろ過材料堆積物３２０は粒子３２５を含み、これは、目封止ハニカム体３００の壁３１０上に堆積して、例えばスート及び／又は灰等の微粒子状物質が、ガス流３３０と共に目封止ハニカム体から出るのを防止するのに役立ち、また、微粒子状物質が目封止ハニカム体３００の壁３１０のベース部分に詰まるのを防止するのに役立つ。このようにして、実施形態によると、ろ過材料堆積物３２０は一次ろ過成分として機能でき、その一方で目封止ハニカム体のベース部分は、例えばろ過材料堆積物を含まないハニカム体と比べて、圧力降下を最小限に抑えるように構成できる。ろ過材料堆積物は、本明細書で開示される装置及び堆積方法によって送達される。

いくつかの部分又はいくつかの実施形態では無機層であってよい、目封止ハニカム体の壁上の上記材料は、目封止ハニカム体の壁のベース部分の厚さに比べて極めて薄い。目封止ハニカム体上の、無機層であってよい上記材料は、この堆積材料を目封止ハニカム体の壁の表面に極めて薄い適用状態で、又はいくつかの部分においては層として、適用できる方法によって、形成される。複数の実施形態において、目封止ハニカム体の壁のベース部分上の、堆積領域又は無機層であってよい上記材料の平均厚さは、０．５μｍ以上かつ５０μｍ以下、又は０．５μｍ以上かつ４５μｍ以下、０．５μｍ以上かつ４０μｍ以下、又は０．５μｍ以上かつ３５μｍ以下、又は０．５μｍ以上かつ３０μｍ以下、０．５μｍ以上かつ２５μｍ以下、又は０．５μｍ以上かつ２０μｍ以下、又は０．５μｍ以上かつ１５μｍ以下、０．５μｍ以上かつ１０μｍ以下である。１つ以上の実施形態において、上記無機材料はアルミナを含む。

ここで図５を参照すると、無機粒子４０７を目封止ハニカム体に適用するよう構成された装置４００のある実施形態が示されている。１つ以上の実施形態において、目封止ハニカム体は図２及び３に示されているタイプのものであり、目封止ハニカム体は、多孔質壁、流入端部、及び流出端部を備える。図５に示されている装置４００は、第１の端部４２１から第２の端部４２２まで延在するダクト４０２を備える。上記装置は更に、ダクト４０２の第２の端部４２２と流体連通した状態で目封止ハニカム体４１５を格納するよう構成された、堆積ゾーン４１４を備える。図示されている実施形態では、上記装置は更に、ダクト４０２と流体連通した少なくとも１つの流入口４０３を備え、この流入口４０３は、堆積ゾーン４１４の上流にある。図５では、矢印４０１は装置４００、特にダクト４０２、堆積ゾーン４１４、及び目封止ハニカム体４１５を通る流れの方向を示す。用語「上流（ｕｐｓｔｒｅａｍ）」は、装置内の別の位置又は場所よりも前に流れに遭遇する、装置内のある位置又は場所を指す。同様に、「下流」は、装置内の別の位置又は場所よりも後に流れに遭遇する、装置内のある位置又は場所を指す。よって、ダクト４０２の第１の端部４２１は、ダクト４０２の第２の端部４２２よりも前に、装置を通る流れに遭遇し、ダクト４０２の第２の端部４２２は、堆積ゾーン４１４よりも前に、装置を通る流れに遭遇する。

図５に示されている実施形態では、上記装置は更に、流入口４０３と流体連通した無機粒子源４０５を備える。無機粒子源４０５は、無機粒子４０７を流入口４０３及び堆積ゾーン４１４へと送達するよう構成される。１つ以上の実施形態によると、「無機粒子を流入口及び堆積ゾーンへと送達するよう構成される」は、無機粒子４０７をダクト４０２に導入するデバイス又は手段を含む、粒子源を含む。例えば流入口４０３は、ダクト４０２の壁の開口とすることができ、これは送達チャネル等の導管を含んでよく、無機粒子源４０５は、ある量の無機粒子４０７を保持するためのコンテナを備えてよい。無機粒子源からの無機粒子４０７は、重力供給、スクリュオーガ、コンベア、又は無機粒子４０７をダクト４０２に導入するのに好適な他のいずれのデバイスによって、流入口４０３に導入できる。装置４００は更に、ダクト４０２及び堆積ゾーン４１４と流体連通し、ダクト４０２に導入される流体及び無機粒子４０７の流れを確立するよう構成された、流れ生成器４１８を備える。１つ以上の実施形態において、上記流体は、ガス、例えば空気、窒素、又はこれらの混合物である。流れ生成器４１８の非限定的な例としては、ファン、ブロワ、及び／又は真空ポンプが挙げられ、これらは、矢印４０１の方向の、ガス流等の流体の流れを確立する。流れ生成器４１８は、堆積ゾーンの下流の流出チャンバ４１６、及び流出導管５４０と流体連通する。

装置４００は更に、堆積ゾーン４１４の上流にあり、堆積ゾーン４１４と流体連通した、第１の試料採取ポート４１０を備える。１つ以上の実施形態によると、第１の試料採取ポート４１０は、パイプ、管材、又は無機粒子４０７の一部分をダクト４０２から方向転換させるための他の好適な導管を備える。装置４００は更に、堆積ゾーン４１４の下流にあり、堆積ゾーン４１４と流体連通した、第２の試料採取ポート４１２を備える。１つ以上の実施形態において、第２の試料採取ポート４１２は、パイプ、管材、又は無機粒子４０７の一部分を流出チャンバ４１６から方向転換させるために好適な他の好適な導管を備える。

図５に示されている装置４００では、粒子カウンタ４０８が第１の試料採取ポート及び第２の試料採取ポートと流体連通しており、この粒子カウンタは、無機粒子の、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である選択された一部分を、計数するよう構成される。具体的実施形態では、上記粒子カウンタは、堆積ゾーンの上流及び堆積ゾーンの下流で、無機粒子４０７を計数するよう構成される。図５から理解されるように、第１の試料採取ポート４１０は、ダクト４０２内にある無機粒子４０７の選択された一部分を、粒子カウンタ４０８へと送達する。１つ以上の実施形態によると、「選択された一部分（ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｐｏｒｔｉｏｎ）」は、後で粒子カウンタ４０８によって分析される、無機粒子４０７の画分を指す。１つ以上の実施形態によると、「粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）」は、独立した複数の粒子の凝集体を含み、「粒子サイズ分布（ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）」は凝集体の分布を含む。

１つ以上の実施形態において、「事前選択された粒子サイズ範囲（ｐｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｒａｎｇｅ）」は、第１の試料採取ポートを通って流れて粒子カウンタ４０８へと送達される無機粒子４０７の粒子サイズ分布よりも狭い、粒子サイズ分布を指す。非限定的な例として、ダクト４０２内の無機粒子４０７の粒子サイズ分布が０．０１μｍ～１００μｍである場合、事前選択された粒子サイズ範囲は、ダクト４０２内の無機粒子４０７の粒子サイズ分布よりも狭い粒子サイズ分布である、０．１μｍ～５０μｍである。１つ以上の実施形態において、事前選択された粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～５０μｍ、０．１μｍ～４０μｍ、０．１μｍ～３０μｍ、０．１μｍ～２０μｍ、０．１μｍ～１０μｍ、０．１μｍ～５μｍ、０．１μｍ～４μｍ、０．１μｍ～３μｍ、０．１μｍ～２μｍ、０．１μｍ～１μｍ、０．１μｍ～０．５μｍ、０．２μｍ～５０μｍ、０．２μｍ～４０μｍ、０．２μｍ～３０μｍ、０．２μｍ～２０μｍ、０．２μｍ～１０μｍ、０．２μｍ～５μｍ、０．１μｍ～４μｍ、０．２μｍ～３μｍ、０．２μｍ～２μｍ、０．２μｍ～１μｍ、０．２μｍ～０．５μｍ、０．３μｍ～５０μｍ、０．３μｍ～４０μｍ、０．３μｍ～３０μｍ、０．３μｍ～２０μｍ、０．３μｍ～１０μｍ、０．３μｍ～５μｍ、０．３μｍ～４μｍ、０．３μｍ～３μｍ、０．３μｍ～２μｍ、０．３μｍ～１μｍ、又は０．３μｍ～０．５μｍである。

粒子カウンタ４０８は、１つ以上の実施形態によると上述の範囲内の粒子を計数できるいずれのタイプの粒子カウンタを備える。粒子カウンタの非限定的な例としては、光学分光計、例えば、Ｐａｌａｓ ＧｍｂＨ（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｐａｌａｓ．ｄｅ／ｅｎ／）から入手できるＰａｌａｓ（登録商標）Ｐｒｏｍｏ（登録商標）２０００等の分光計、エンジン排気粒子サイズアナライザ、粒子サイズ分光計、走査型移動度粒子サイズ測定器、又は凝縮粒子カウンタが挙げられる。

１つ以上の実施形態において、装置４００は更に、粒子カウンタ４０８の上流かつ第１の試料採取ポート４１０の下流の、無機粒子濃度希釈デバイス４０６を備え、この無機粒子濃度希釈デバイス４０６は、無機粒子４０７を粒子カウンタ４０８へと流す前に、第１の試料採取ポートにおいて無機粒子の濃度を低下させるよう構成される。図示されている実施形態では、無機粒子濃度希釈デバイス４０６は、希釈チャンバ又はコンテナを備える。装置は更に、ダクト４０２内の無機粒子４０７の濃度を、単位体積あたりの重量（例えばｇ／ｃｍ^３又はｇ／ｌ）でより低い濃度へと低減するために、無機粒子濃度希釈デバイス４０６と流体連通したガス供給源４０４、例えば空気又は窒素を備えてよい。図５では上流の希釈用ガス供給源４０４しか示されていないが、これは下流のいずれの希釈用ガス供給源も図示されていないためである。１つ以上の実施形態において、上記希釈チャンバは、希釈チャンバ内において２０：１～１００：１のガス対粒子比、又は希釈チャンバ内において７０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するよう構成される。ガス対粒子比の他の好適な範囲としては、１０：１～１００：１、２０：１～１００：１、３０：１～１００：１、４０：１～１００：１、５０：１～１００：１、６０：１～１００：１、７０：１～１００：１、８０：１～１００：１、及び９０：１～１００：１が挙げられる。いくつかの実施形態では、上流の試料採取は希釈されない。いくつかの実施形態では、下流の試料採取は希釈されない。いくつかの実施形態では、上流の試料採取は希釈されず、下流の試料採取は希釈されない。いくつかの実施形態では、試料採取ダクト内の粒子濃度が、粒子カウンタの感度に対して高すぎる場合に、希釈が提供され、従っていくつかの実施形態では、上流ポート及び下流ポートの両方で希釈されるか、いずれのポートでも希釈されないか、又は粒子濃度がいずれかのポートにおいて高い場合にはいずれの組み合わせ（上流のみ、若しくは下流のみ）となる。

いくつかの実施形態では、希釈デバイス４０６は、希釈チャンバ内に２０：１～１００：１のガス対粒子比を提供する、流れ分割用接続部を備える。いくつかの実施形態では、希釈デバイスは、希釈チャンバ内に７０：１～１００：１のガス対粒子比を提供する、流れ分割用接続部を備える。ガス対粒子比の他の好適な範囲としては、１０：１～１００：１、２０：１～１００：１、３０：１～１００：１、４０：１～１００：１、５０：１～１００：１、６０：１～１００：１、７０：１～１００：１、８０：１～１００：１、及び９０：１～１００：１が挙げられる。いくつかの具体的実施形態では、希釈デバイス４０６は、Ｐａｌａｓ ＧｍｂＨ（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｐａｌａｓ．ｄｅ／ｅｎ／）から入手可能なＬＤＤ１００等の市販の希釈デバイスを含む。

１つ以上の実施形態において、装置４００は更に、式（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕに従って、目封止ハニカム体によって捕捉された無機粒子のパーセンテージを計算するよう構成された、プロセッサ４５０を備え、ここでｎ_ｕ＝堆積ゾーンの上流の無機粒子の個数、ｎ_ｄ＝堆積ゾーンの下流の無機粒子の個数である。１つ以上の実施形態において、プロセッサ４５０は粒子カウンタ４０８と一体であっても、粒子カウンタ４０８とは別個であってもよい。いくつかの実施形態では、上記プロセッサは、中央演算処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）、メモリ、及びサポート回路を含む。プロセッサ４５０は、粒子を計数して粒子の様々なサイズ範囲に対する計算を実施するための産業的環境で使用できる、いずれの形態の汎用コンピュータプロセッサのうちの１つであってよい。プロセッサ４５０のメモリ、又はコンピュータ可読メモリは、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、光学記憶媒体（例えばコンパクトディスク若しくはデジタルビデオディスク）、フラッシュドライブ、又は他のいずれの形態のローカル若しくはリモートのデジタルストレージといった、容易に入手可能なメモリのうちの１つ以上であってよい。サポート回路は、プロセッサ４５０を従来の様式でサポートするためにＣＰＵに結合される。これらの回路としては、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路構成、及びサブシステム等が挙げられる。１つ以上のプロセスは、メモリにソフトウェアルーチンとして記憶でき、これを実行するか又は呼び出すことによって、粒子カウンタ４０８の動作を、本明細書に記載された様式で制御できる。

１つ以上の実施形態において、無機粒子源４０５は、霧化ノズル４４０と流体連通する。霧化ノズル４４０を含む１つ以上の実施形態において、流体はガスであり、上記霧化ノズルは液体源４３０及びバインダ４３２と流体連通し、バインダ４３２、液体源４３０、及び無機粒子源４０５は、霧化ノズル４４０を通って流れてエアロゾルを形成するよう構成される。装置４００は様々な方法で構成できることが理解されるだろう。例えば２つの別個の流入口１０３及び霧化ノズル４４０が図示されているが、流入口１０３及び霧化ノズルはいずれの個数であってもよい。例えば、霧化ノズル４４０及び流入口４３０はそれぞれ１個、２個、３個、４個、５個、又は６個以上とすることができる。液体源４３０とバインダ源４３２とは、図５では別個のものとして図示されているが、無機粒子を無機粒子源４０５においてバインダ及び液体（例えば、水、又はエタノール等のアルコール）と混合できることが理解されるだろう。

本開示の別の態様は、無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用する方法に関する。上記方法は：上記無機粒子を、ダクトの第１の端部から上記ダクトの第２の端部に向かって、上記ダクトの上記第２の端部と流体連通した目封止ハニカム体へと流すステップ；上記目封止ハニカム体の上流にあり、上記目封止ハニカム体と流体連通した、第１の試料採取ポートから、及び上記目封止ハニカム体の下流にあり、上記目封止ハニカム体と流体連通した、第２の試料採取ポートから、上記無機粒子の一部分を試料採取するステップ；並びに上記第１の試料採取ポート及び上記第２の試料採取ポートからの、上記無機粒子の選択された一部分を計数するステップであって、上記無機粒子の上記選択された一部分は、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である、ステップを含む。上記方法は、図１に示されている装置４００等の、いずれの好適な装置で実施できる。いくつかの実施形態では、計数する上記ステップは、粒子カウンタを用いて実施される。いくつかの実施形態では、上記ダクト及び上記目封止ハニカム体と流体連通した流れ生成器を用いて、無機粒子の流れであって、流体及び上記無機粒子の流れを確立するよう構成された、無機粒子の流れを生成する。上記流れ生成器は、上述のタイプの流れ生成器のうちのいずれであってもよい。上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、１つ以上の実施形態において、上で提供されている範囲内である。１つ以上の実施形態において、上記粒子カウンタは、上述の粒子カウンタのうちのいずれであってもよい。

いくつかの実施形態では、上記方法は、上記粒子カウンタの上流かつ上記第１の試料採取ポートの下流において上記粒子の流れを希釈することにより、上記第１の試料採取ポートにおける無機粒子の濃度を、上記粒子カウンタまで流れる前に低減するステップを含む。無機粒子の濃度は、上述の希釈デバイス４０６のうちのいずれにおいて、上述の希釈範囲のうちのいずれで、例えば２０：１０～１００：１、又は７０：１～１００：１に、低減できる。いくつかの実施形態では、上流の試料採取は希釈されない。いくつかの実施形態では、下流の試料採取は希釈されない。いくつかの実施形態では、上流の試料採取は希釈されず、下流の試料採取は希釈されない。いくつかの実施形態では、試料採取ダクト内の粒子濃度が、粒子カウンタの感度に対して高すぎる場合に、希釈が提供され、従っていくつかの実施形態では、上流ポート及び下流ポートの両方で希釈されるか、いずれのポートでも希釈されないか、又は粒子濃度がいずれかのポートにおいて高い場合にはいずれの組み合わせ（上流のみ、若しくは下流のみ）となる。

いくつかの実施形態では、上記方法は更に、式（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕに従って、上記目封止ハニカム体によって捕捉された無機粒子のパーセンテージを計算するステップであって、ここでｎ_ｕ＝上記堆積ゾーンの上流の無機粒子の個数、ｎ_ｄ＝上記堆積ゾーンの下流の無機粒子の個数である、ステップを含む。この計算は、上記装置に関して上述されているようなプロセッサによって実施できる。

１つ以上の実施形態において、上記無機粒子は霧化ノズルを通って流れる。１つ以上の実施形態において、上記方法の流体はガスであり、上記無機粒子及び液体、並びにバインダは、上記霧化ノズルを通って流れ、エアロゾルを形成する。

目封止ハニカム体のろ過効率を測定するための、ＧＰＦ等の公知の測定システムは、バーナーリグによってスートを生成することによって、１０ｎｍ～０．５μｍの微粒子を生成し、生成された微粒子をブロワで押して、目封止されていないハニカム体に通す。粒子計数機器（ＳＭＰＳ、ＥＥＰＳ等）を備えた部分の前及び後ろの試料採取ポートは、特定の粒子直径での粒子濃度を記録する。一般に、空気ろ過効率は：
μ_ｅ＝ｎ_ｔ／ｎ_ｕ＝（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕ （１）
として計算でき、ここでμ_ｅ＝空気フィルタの効率、ｎ_ｔ＝捕捉された粒子、ｎ_ｕ＝上流の粒子、及びｎ_ｄ＝下流の粒子である。

本開示の特許請求の範囲は、特定の動作の理論によって限定されるものではないが、ＧＰＦ等の多孔質フィルタについては、図６Ａ及び６Ｂに示されているように、関心対象である様々な実施形態では、以下の３つの微粒子捕捉メカニズムが組み合わさってろ過を実行し、従ってこれらがろ過効率に影響を及ぼすように思われる：遮断（ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ）、衝突（ｉｍｐａｃｔｉｏｎ）、及び拡散（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）（粒子サイズに左右される）。比較的小さな粒子は拡散によって捕捉され、比較的大きな粒子は遮断及び衝突によって捕捉される。その結果、新規のＧＰＦの初期ろ過効率は、フィルタ本体へと送達される様々な粒子サイズに対して異なり得る。このように、比較的小さな粒子と比較的大きな粒子とがフィルタ本体によって捕捉され、直径約２００ｎｍの粒子については比較的低いろ過効率が観察される。

１つ以上の実施形態によると、ＧＰＦフィルタは、小さな無機粒子又は無機粒子の凝集体（例えばアルミナ粉末）を、いくつかの実施形態ではバインダ（例えば有機バインダ又は無機バインダ）と共に、ＧＰＦフィルタのチャネルの壁の上及び／又は中へと堆積させることによる表面処理を用いて、改質できる。凝集体がフィルタの流入チャネル上に堆積すると、上記凝集体は、チャネル壁の微小構造内の細孔を改質するように機能できる。凝集体の構築中、フィルタのろ過効率は、ベース（堆積なし）値（例えば５０％）から、用途に望ましい目標値、例えば９０％超にまで上昇する。

１つ以上の実施形態によると、図５を参照して説明されている装置、及び本明細書に記載の方法は、エタノール又は水懸濁液中のアルミナ粒子等の無機粒子及びバインダを、高圧で動作する少なくとも１つのノズルを用いて、噴霧乾燥するステップを含むことができる。無機粒子を含有する懸濁液を、ノズルから加熱されたチャンバ内へと噴霧することにより、エアロゾルを形成すると、粒子又は凝集体は、約０．０１μｍ～約５０μｍの粒子サイズ分布等を有して乾燥される。次に、乾燥した粒子及び／又は凝集体を、ダクトを通して運搬し、目封止ハニカム体の多孔質壁の中及び／又は上へと堆積させる。

これより、図５に示されている装置で実施できるプロセスの具体的実施形態について説明する。説明される具体的実施形態は、無機粒子、溶媒、及びバインダを含む懸濁液からエアロゾルを形成するステップに関するものであるが、本開示はこのようなプロセスに限定されないことが理解されるだろう。例えば、乾燥エアロゾルプロセスを利用してもよい。他の実施形態では、無機粒子を、図５の装置４００の流入口４０３に直接供給できる。他の実施形態では、バインダを伴わない無機粒子がフィルタ本体に導入される。

市販の無機粒子を、堆積のための無機粒子の形態の無機材料の形成において、混合物中の原材料として使用できる。１つ以上の実施形態によると、上記粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２、ＳｉＣ、ＭｇＯ、及びこれらの組み合わせから選択される。１つ以上の実施形態において、上記混合物は懸濁液である。上記粒子は、液体ビヒクル中に懸濁された原材料として供給されてよく、この液体ビヒクルに、更なる液体ビヒクルが任意に添加される。

いくつかの実施形態では、上記液体ビヒクルはアルコール（例えばエタノール）である。他の実施形態では、この液体は水である。いくつかの実施形態では、水及びアルコールの両方が液体ビヒクルを構成する。従っていくつかの実施形態では、混合物は水系であり、例えば、懸濁液の液体ビヒクルは水であってよい。他の実施形態では、混合物は有機系であり、例えば混合物の液体ビヒクルは、エタノール若しくはメタノール又はこれらの組み合わせ等のアルコールであってよい。１つ以上の実施形態において、上記液体ビヒクルは、気体キャリア流の温度において水の蒸気圧より高い蒸気圧を有する。１つ以上の実施形態において、上記液体ビヒクルは、気体キャリア流の温度において水の沸点より低い沸点を有する材料から本質的になる。１つ以上の実施形態において、上記液体ビヒクルはアルコールである。１つ以上の実施形態において、上記液体ビヒクルは、メトキシエタノール、エタノール、キシレン、メタノール、酢酸エチル、ベンゼン、又はこれらの混合物である。１つ以上の実施形態において、上記液体ビヒクルはアルコールである。１つ以上の実施形態において、上記液体ビヒクルは、水から本質的になる。

いくつかの実施形態では、上記懸濁液は、５～２０重量％の粒子及び８０～９５％の液体、並びにこれらの間のあらゆる値及び部分範囲の粒子及び液体を含む。ある実施形態では、上記懸濁液は、１１重量％±１重量％のアルミナ、及び８９重量％±１重量％のエタノールを含む。

１つ以上の実施形態において、上記粒子は、約１０ｎｍ～約４マイクロメートル、約２０ｎｍ～約３マイクロメートル、又は約５０ｎｍ～約２マイクロメートル、又は約５０ｎｍ～約９００ｎｍ、又は約５０ｎｍ～約６００ｎｍの、一次粒子サイズ中央値を有する。具体的実施形態では、上記一次粒子サイズ中央値は、約１００ｎｍ～約２００ｎｍ、例えば１５０ｎｍである。上記一次粒子サイズ中央値は、いくつかの実施形態では現在１０ｍ^２／ｇであるエアロゾル粒子のＢＥＴ表面積からの計算値として決定できる。

１つ以上の実施形態において、１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、及びこれらの混合物といった、セラミック粒子を含む。

上記混合物は、必要に応じて上記懸濁液を希釈するために添加される溶媒を用いて形成される。混合物中の固体体含有率を低下させることにより、霧化によって生成される液滴が同様のサイズである場合に、凝集体のサイズを比例的に低減できる。溶媒は上述の懸濁液と混和可能である必要があり、バインダ及び他の成分に対する溶媒である必要がある。

バインダは、凝集体を補強するため、及び好ましくは粘着性又は付着性を提供するために、任意に添加されるものであり、堆積材料に機械的完全性を提供するための無機バインダを含むことができる。バインダは、高温（５００℃超）において、粒子間に結合強度を提供できる。出発材料は有機物とすることができる。約１５０℃を超える高温に曝露された後、有機出発材料は分解されるか、又は空気中の水分及び酸素と反応することになり、最終的な堆積材料組成物は、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、及びこれらの混合物を含むものとすることができる。

触媒を添加することにより、バインダの硬化速度を加速できる。例示的な触媒含有率は、バインダの１重量％である。

貯蔵中、及び／又はノズルへの送達の待機中の、混合物又は懸濁液の撹拌を、所望の撹拌技法を用いて実施してよい。１つ以上の実施形態において、撹拌は機械的撹拌器によって実施される。ある実施形態では、機械的撹拌器の使用により、磁気撹拌システムで使用される、保持用容器と接触するプラスチックコーティング済み混合用ロッドからの汚染の可能性の低減及び／又は排除が促進される。

いくつかの実施形態では、ノズルを通した高圧ガスにより、混合物を霧化して、微細な液滴にする。ノズルの一例は、Ｓｐｒａｙｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏ．製の１／４Ｊ‐ＳＳ＋ＳＵ１１‐ＳＳである。この機構は、ノズル本体と、流体キャップ２０５０及び空気キャップ６７１４７とで構成される。霧化用ガスは、液体‐微粒子‐バインダ流を液滴へと分割するのに寄与できる。

１つ以上の実施形態において、本明細書におけるノズルは、内部混合を利用するノズル、例えば部品番号が上に示されている内部混合ノズルである。１つ以上の実施形態において、本明細書におけるノズルは、外部混合を利用するノズル、例えば、６４エアキャップ及び１６５０流体キャップで構成されるＳｐｒａｙｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ外部混合ノズル機構：１／４Ｊ‐ＳＳ＋ＳＵ１Ａである。別の使用可能な機構は、６４エアキャップ及び１２５０流体キャップからなる。外部混合ノズルは、より狭い粒子サイズ分布でより小さな粒子サイズを可能とするために有利となり得、これにより材料の利用率及びろ過効率が向上する。１つ以上の実施形態において、本明細書におけるノズルは収束ノズルである。本明細書中で使用される場合、収束ノズル（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ ｎｏｚｚｌｅ）は、断面積が流入口から流出口に向かって減少することにより流体の流れを加速させる流体流通路を有するノズルを指す。収束ノズルは、内部混合式であっても外部混合式であってもよい。

１つ以上の実施形態において、液体‐微粒子‐バインダ液滴は、ノズルによってチャンバ内へと向けられる。

１つ以上の実施形態において、液体‐微粒子‐バインダ液滴は、複数のノズルによってチャンバ内へと向けられる。１つ以上の実施形態において、複数の液体‐微粒子‐バインダ流の霧化が、複数の霧化ノズルによって発生する。複数のノズルは、２個以上のノズル、３個以上、４個以上、５個以上、６個以上、７個以上、８個以上、９個以上、１０個以上等を含んでよい。複数のノズルは、チャンバ内で等間隔となっていてよい。１つ以上の実施形態において、複数のノズルはそれぞれ、装置の中心に向かって角度を付けられている。ノズルの角度は、装置の側壁に対して９０°未満から１０°超までの範囲、並びにこれらの間のあらゆる値及び部分範囲（２０°～４５°を含む）の、鋭角であってよい。

霧化用ガスの圧力は２０ｐｓｉ～１５０ｐｓｉであってよい。液体の圧力は１～１００ｐｓｉであってよい。１つ以上の実施形態による平均液滴サイズは、１マイクロメートル～４０マイクロメートルであってよく、これは例えば１マイクロメートル以上かつ１５マイクロメートル以下；２マイクロメートル以上かつ８マイクロメートル以下；４マイクロメートル以上かつ８マイクロメートル以下；及び４マイクロメートル以上かつ６マイクロメートル以下；並びにこれらの間のあらゆる値及び部分範囲を含む。液滴サイズは、混合物の表面張力、混合物の粘度、混合物の密度、ガスの流量、液体の流量、液体の圧力、及びノズルの設計を調整することによって調整できる。１つ以上の実施形態において、霧化用ガスは窒素を含む。１つ以上の実施形態において、霧化用ガスは不活性ガスから本質的になってよい。１つ以上の実施形態において、霧化用ガスは主に１つ以上の不活性ガスであってよい。１つ以上の実施形態において、霧化用ガスは主に窒素ガスであってよい。１つ以上の実施形態において、霧化用ガスは主に空気であってよい。１つ以上の実施形態において、霧化用ガスは窒素又は空気から本質的になってよい。１つ以上の実施形態において、霧化用ガスは乾燥していてよい。１つ以上の実施形態において、霧化用ガスは、チャンバへの進入時に液体ビヒクルを本質的に含まなくてよい。

いくつかの実施形態では、懸濁液の流量は１０～２５ｇ／分であり、これはこれらの間のあらゆる値及び部分範囲（１８ｇ／分を含む）を含む。

いくつかの実施形態では、霧化用ガスの流量、窒素の流量は２～１０Ｎｍ^３／時間であり、これはこれらの間のあらゆる値及び部分範囲（５～６Ｎｍ^３／時間を含む）を含む。

懸濁液流及び対応する凝集体のサイズは、上記装置に適切となるように、圧力制御システム又は流れ制御システムによって制御できる。圧力制御システムについては、圧力コントローラは、管材又は配管等の送達用導管と連通し、液体中の一次粒子の懸濁液が上記送達用導管に導入された後、ノズルへと流れる。流れ制御システムについては、インジェクタポンプが設けられ、これは、液体中の一次粒子の懸濁液をノズルへと送達する。霧化用ガスは典型的には別個にノズルへと供給される。ある好ましい実施形態では、ポンプは液体‐微粒子‐バインダ混合物を、略一定の流量で霧化ノズルへと送る。一定の流量は粒子サイズのばらつきの低減に役立つことができ、これによって材料の利用率が改善されるため、一定の流量は一定の圧力を維持するのとは対照的に有利となり得る。

１つ以上の実施形態において、懸濁液は、無機材料、液体ビヒクル、及び好ましくはバインダを含み、これは液体‐微粒子‐バインダ流としてノズルへと供給される。即ち、無機材料の粒子を液体ビヒクル及びバインダ材料と混合して、液体‐微粒子‐バインダ流を形成できる。液体‐微粒子‐バインダ流は、ノズルによって霧化用ガスを用いて霧化されて、液体‐微粒子‐バインダ液滴となる。１つ以上の実施形態において、液体‐微粒子‐バインダ流は霧化用ガスと混合される。１つ以上の実施形態において、液体‐微粒子‐バインダ流は霧化ノズル内へと向けられ、これによって粒子が霧化されて液体‐微粒子‐バインダ液滴となる。液体‐微粒子‐バインダ液滴は、液体ビヒクル、バインダ材料、及び粒子で構成される。

１つ以上の実施形態において、液体‐微粒子‐バインダ流は、霧化ノズルによって霧化用ガスと混合される。１つ以上の実施形態において、液体‐微粒子‐バインダ流は霧化ノズルに進入する。１つ以上の実施形態において、液体‐微粒子‐バインダ流と霧化用ガスとの混合は、霧化ノズルの内側で発生する。１つ以上の実施形態において、液体‐微粒子‐バインダ流と霧化用ガスとの混合は、霧化ノズルの外側で発生する。

１つ以上の実施形態によると、フィルタのインラインろ過効率の直接的な測定は、堆積プロセス中に実施される。これを達成するために、いくつかの実施形態では、ＧＰＦの上流及び下流の無機粒子（凝集体を含む）の濃度を、堆積プロセス中に直接測定し、これらを使用して、式１を用いてリアルタイムフィルタＦＥを計算する。１つ以上の実施形態において、無機粒子サイズ分布は、標準的なオフラインＦＥ測定で使用されるスート粒子と同様であり、装置４００から試料採取された無機粒子をこのように使用できる。本明細書に記載の方法及び装置の実施形態を使用すると、ＦＥ目標に到達した場合にコントローラ堆積プロセスを停止できる。この技法は、無機粒子堆積プロセスの閉ループ制御を提供し、これによって選択損失を確実に最小限に抑える。

図７は、試行プロセス中の、図５に示されている装置の堆積ゾーンに配置された目封止ハニカム体の上流及び下流における凝集体の代表的な粒子サイズ分布（ＰＳＤ）を示す。無機粒子凝集体の粒子サイズ分布は、目封止ハニカム体の上流の噴霧乾燥ノズルによって生成された。ＦＥ測定は有利なことに、０．３～０．５μｍの粒子サイズ範囲内で、ＧＰＦフィルタ上で実施できる。図７で確認できるように、プロセスによって、このサイズ範囲内に相当な個数の粒子が生成された。また図７には、堆積プロセス中の目封止ハニカム体の下流における粒子サイズ分布も示されている。図７に見られるように、上記部品の後ろにおいて０．３～０．５μｍの範囲内の粒子の個数が減少していることから、目封止ハニカム体は、これらの粒子の多くをろ過によって除去した。これは、これらの粒子がＧＰＦセルの内壁の上及び／又は中に堆積するためである。

式１、並びに堆積プロセス中の目封止ハニカム体の上流及び下流における総粒子濃度の測定値を用いて、稼働中の上記部品のＦＥを計算できる。図８は、目封止ハニカム体の上流のダクト４０２内の、測定された総粒子数の安定性を示す。図８では、総粒子濃度は、無機粒子を目封止ハニカム体上に堆積させる全時間にわたって測定されている。測定値の安定性は、インラインＦＥ測定の許容範囲内である。図８のデータは、上記部品の上流で微粒子を試料採取する光学分光計によって測定された。この総粒子濃度に含まれる粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～１０μｍであった。このプロットが示すように、無機粒子凝集体の粒子濃度は、堆積プロセスの約３８０秒の間、安定したままである。丸は粒子濃度を表し、線は、ノズルが液体を流し、バインダ、エタノール、及び無機粒子の懸濁液を噴霧乾燥させている時間を表す。

図９は、堆積プロセスにおける単一の目封止ハニカム体のコーティング中の、上流及び下流における同様の総粒子数測定値を示す。上流濃度（希釈なし）を最初の６０秒間に測定した後、エアロゾル分光計を下流粒子濃度の監視に切り替える（図５を参照）。インラインＦＥプロセスは、上流濃度と下流濃度との間を切り替えるバルブを有する単一の粒子カウンタ、又は上流の試料採取及び下流の試料採取専用の２つの別個の粒子カウンタを使用できる。単一の粒子カウンタを使用する場合、上流粒子濃度は、カウンタを下流ポートに切り替えた後であっても、全堆積時間にわたって安定しているものと仮定する。

図９は、粒子堆積中の目封止ハニカム体の上流（０～６０秒）及び下流（６０～４２０秒）におけるプロセス粒子濃度を示す。データを、上記部品の後ろ、即ち図５の堆積ゾーンの下流で堆積プロセスの微粒子を試料採取する光学分光計から得た。この総粒子濃度に含まれる粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～１０μｍであった。目封止ハニカム体に微粒子材料が堆積するため、上記部品の下流の粒子濃度は低下する。実線は、噴霧ノズルが液体及び微粒子を流して凝集体を生成する時間を示す。

目封止ハニカム体の上流及び下流で測定された総粒子濃度を用いると、プロセス中のインラインＦＥを、式１を用いて測定できる。図１０では、黒丸の曲線は、全ての粒子サイズ（直径）を用いて実施された堆積プロセス中の上記計算の結果を示す。このプロットは、粒子カウンタが上流から下流に切り替えられた、堆積プロセスの６０秒のマークで始まる。インラインＦＥ値は、プロセスが無機粒子を目封止ハニカム体上に堆積させ続けることによって、ＧＰＦのろ過効率を上昇させながら、記録された。これは粒子カウンタによって直接記録された。露出状態のＧＰＦのインラインＦＥはおよそ７０％で始まり、インラインＦＥはＡＰＴプロセスの進行に従って連続的に上昇した。６０秒の時点で、全ＰＳＤビンを用いたＦＥの測定値は、ＦＥスケール上で既に９０％まで上昇していた。プロセス終了（約３３０秒時点）までに、インラインＦＥは約９９％まで上昇した。

図１０では、測定された上流及び下流の粒子濃度と式１とを用いて、リアルタイムＦＥ測定が行われた。最初の６０秒間は上流の測定が実施され、６０秒後に下流の測定が実施された。各部分の最終ＦＥを、インラインＦＥ曲線の最後の１０秒の平均を用いて計算した。データは、測定範囲（０．１μｍ～１０μｍ）内の全粒子サイズのビン、及び特定のビン（０．３μｍ～０．７μｍのビン）に関する総粒子数を用いて示されている。

図１０には、全てのビンではなく、エアロゾル分光計からの選択された個数のＰＳＤビン（粒子サイズの範囲）を用いたインラインＦＥ測定結果も示されている。目封止ハニカム体は異なる粒子サイズを異なる効率でろ過することから、オフラインＦＥ測定システムとの最も良好な相関を提供し、かつ最も良好な安定性及び再現性を提供するビン（粒子サイズの範囲）を選択するために、インラインＦＥ測定をカスタマイズできる。回帰分析を実施して、オフラインシステムとの相関を最大化し、かつ測定のばらつきを低減する、粒子サイズの最良の組み合わせを決定した。

４個の部品をそれぞれ６つの異なる積載レベルで用いて、２４個の部品が堆積プロセスに供される実験を実施した。積載の範囲は、オフライン煙ＦＥ測定システムに基づく６５％～９５％ＦＥという広範囲のろ過効率をカバーすることを意図したものであった。エアロゾル分光計からの全てのＰＳＤのビンを用いて、最終インラインＦＥ測定を、目封止されていない各ハニカム体に関して計算し、これを、測定されたオフラインＦＥシステムによるものと比較した。その結果が図７に提示されている。全ての粒子直径がインラインＦＥ測定に含まれている場合、最終インラインと煙ＦＥシステムとの間の相関は約９３％であった。最適化のための研究を実施した後、（ダクト４０２内の総数に基づく）０．４５μｍのピーク無機粒子サイズを選択し、またこのピークの左右の２つのビン（約±０．２μｍ）を選択することによって、比較的良好な相関を見出した。このようなＰＳＤの最適化された範囲を用いることにより、インラインＦＥ測定は：オフライン煙ＦＥシステムとのより良好な相関（９３％に対して９５％）を生成でき；インラインＦＥ測定の分解能を改善する、より広いＦＥ範囲（９２％～９９％に対して８７％～９９％）を作成でき；許容可能な測定の再現性を維持できる。インラインＦＥ測定の再現性（１ ））は約０．５％であった。

図１１には、異なる複数の粒子サイズ分布を用いてインラインＦＥ‐煙ＦＥの最も良好な相関を決定するための、最適化のための研究の結果も示されている。インラインと煙ＦＥシステムとの間の相関は、どの粒子サイズ範囲が選択されているかに応じて最適化できる。この図では、ＰＳＤピーク（０．４５μｍ）±２個のビン（およそ±０．２μｍ）に基づくインラインＦＥ測定が、煙ＦＥオフライン測定に対する最も良好な相関（９５％）をもたらすことが示されている。

堆積プロセスのダクト４０２内の高い粒子濃度のレベルが、最もレベルの高い市販の粒子カウンタシステムにとってさえ高すぎたため、上述の希釈デバイスを上流の測定に使用した。希釈率は、粒子カウンタからの一致レベルを監視しながら、混合バルブに更に希釈用窒素を追加することによって決定された。また、濃度の高さが原因で、粒子カウンタの光学素子の汚染が問題となったため、定期的な清掃が必要であった。しかしながら、設備の定期的な予防的保守により、チームは１回に数ヶ月にわたり、問題なく稼働できた。

よって、様々な実施形態では、本明細書で開示される方法及び装置は、目封止ハニカム体の多孔質壁の上及び／又は中に無機粒子を堆積させる際に、目標とするろ過効率の達成に役立つことができる。

本明細全体を通して、「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「特定の実施形態（ｃｅｒｔａｉｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「１つ以上の実施形態（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、又は「ある実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、該実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、本明細書全体を通して様々な場所に「１つ以上の実施形態において（ｉｎ ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、特定の実施形態では（ｉｎ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」、「一実施形態では（ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、又は「ある実施形態では（ｉｎ ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」等の句が現れているのは、必ずしも本開示の同一の実施形態を指すものではない。更に、上記特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ以上の実施形態において、いずれの好適な様式で組み合わされてもよい。

特定の実施形態を参照しながら本開示を説明したが、当業者であれば、記載されている実施形態が、本開示の原理及び応用の単なる例示であることを理解するだろう。本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示の方法及び装置に様々な修正及び変形を実施できることは、当業者には明らかであろう。従って本開示は、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内である修正形態及び変形形態を含むことができる。

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
無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用するよう構成された、装置であって、上記装置は：
第１の端部から第２の端部まで延在するダクト；
上記ダクトの上記第２の端部と流体連通した状態で上記目封止ハニカム体を格納するよう構成された、堆積ゾーン；
上記ダクトと流体連通した流入口であって、上記流入口は上記堆積ゾーンの上流にある、流入口；
上記流入口と流体連通し、上記無機粒子を上記流入口及び上記堆積ゾーンへと送達するよう構成された、無機粒子源；
上記ダクト及び上記堆積ゾーンと流体連通し、上記ダクトに導入される流体及び上記無機粒子の流れを確立するよう構成された、流れ生成器；
上記堆積ゾーンの上流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第１の試料採取ポート；
上記堆積ゾーンの下流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第２の試料採取ポート；並びに
上記第１の試料採取ポート及び上記第２の試料採取ポートと流体連通し、上記無機粒子の、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である選択された一部分を計数するよう構成された、粒子カウンタ
を備える、装置。

実施形態２
上記粒子カウンタは、上記堆積ゾーンの上流、及び上記堆積ゾーンの下流で、上記無機粒子を計数するよう構成される、実施形態１に記載の装置。

実施形態３
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～１０μｍである、実施形態２に記載の装置。

実施形態４
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～１μｍである、実施形態２に記載の装置。

実施形態５
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～０．５μｍである、実施形態２に記載の装置。

実施形態６
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．３μｍ～０．５μｍである、実施形態２に記載の装置。

実施形態７
上記粒子カウンタは光学分光計を備える、実施形態２に記載の装置。

実施形態８
上記粒子カウンタは、エンジン排気粒子サイズ測定用分光計を備える、実施形態２に記載の装置。

実施形態９
上記粒子カウンタは、走査型移動度粒子サイズ測定器を備える、実施形態２に記載の装置。

実施形態１０
上記粒子カウンタは、凝縮粒子カウンタを備える、実施形態２に記載の装置。

実施形態１１
上記粒子カウンタの上流かつ上記第１の試料採取ポートの下流に、無機粒子濃度希釈デバイスを更に備え、上記無機粒子濃度希釈デバイスは、上記第１の試料採取ポートにおける上記無機粒子の濃度を、上記粒子カウンタまで流れる前に低減するよう構成される、実施形態２に記載の装置。

実施形態１２
上記無機粒子濃度希釈デバイスは、希釈チャンバであって、上記希釈チャンバ内において２０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するよう構成された、希釈チャンバを備える、実施形態１１に記載の装置。

実施形態１３
上記希釈チャンバは、上記希釈チャンバ内において７０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するよう構成される、実施形態１２に記載の装置。

実施形態１４
上記希釈デバイスは、上記希釈チャンバ内において２０：１～１００：１のガス対粒子比を提供する、流れ分割用接続部を備える、実施形態１３に記載の装置。

実施形態１５
上記希釈デバイスは、上記希釈チャンバ内において７０：１～１００：１のガス対粒子比を提供する、流れ分割用接続部を備える、実施形態１３に記載の装置。

実施形態１６
式（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕに従って、上記目封止ハニカム体によって捕捉された上記無機粒子のパーセンテージを計算するよう構成された、プロセッサであって、ここでｎ_ｕ＝上記堆積ゾーンの上流の無機粒子の個数、ｎ_ｄ＝上記堆積ゾーンの下流の無機粒子の個数である、プロセッサを更に備える、実施形態２に記載の装置。

実施形態１７
上記無機粒子源は霧化ノズルと流体連通する、実施形態１に記載の装置。

実施形態１８
流体はガスであり、上記霧化ノズルは液体源及びバインダと流体連通し、上記バインダ、液体、及び上記無機粒子源は、上記霧化ノズルを通って流れてエアロゾルを形成するよう構成される、実施形態１７に記載の装置。

実施形態１９
上記流れ生成器はファンを備える、実施形態２に記載の装置。

実施形態２０
無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用するよう構成された、装置であって、上記装置は：
第１の端部から第２の端部まで延在するダクト；
上記ダクトの上記第２の端部と流体連通した状態で上記目封止ハニカム体を格納するよう構成された、堆積ゾーン；
上記ダクトと流体連通した流入口であって、上記流入口は上記堆積ゾーンの上流にある、流入口；
上記流入口と流体連通し、上記無機粒子、液体、及びバインダの混合物を霧化ノズル及び上記堆積ゾーンへと送達するよう構成された、無機粒子源、液体源、及びバインダ；
上記ダクト及び上記堆積ゾーンと流体連通し、上記ダクトに導入される流体及び上記無機粒子の流れを確立するよう構成された、流れ生成器；
上記堆積ゾーンの上流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第１の試料採取ポート；
上記堆積ゾーンの下流にあり、上記堆積ゾーンと流体連通した、第２の試料採取ポート；
上記第１の試料採取ポート及び上記第２の試料採取ポートと流体連通し、上記堆積ゾーンの上流及び上記堆積ゾーンの下流において、上記無機粒子の、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である選択された一部分を計数するよう構成された、粒子カウンタ；並びに
式（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕに従って、上記目封止ハニカム体によって捕捉された上記無機粒子のパーセンテージを計算するよう構成された、プロセッサであって、ここでｎ_ｕ＝上記堆積ゾーンの上流の無機粒子の個数、ｎ_ｄ＝上記堆積ゾーンの下流の無機粒子の個数である、プロセッサ
を備える、装置。

実施形態２１
無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用する方法であって、上記方法は：
上記無機粒子を、ダクトの第１の端部から上記ダクトの第２の端部に向かって、目封止ハニカム体へと流すステップ；
上記目封止ハニカム体の上流にあり、上記目封止ハニカム体と流体連通した、第１の試料採取ポートから、及び上記目封止ハニカム体の下流にあり、上記目封止ハニカム体と流体連通した、第２の試料採取ポートから、上記無機粒子の一部分を試料採取するステップ；並びに
上記第１の試料採取ポート及び上記第２の試料採取ポートからの、上記無機粒子の選択された一部分を計数するステップであって、上記無機粒子の上記選択された一部分は、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である、ステップ
を含む、方法。

実施形態２２
計数する上記ステップは、粒子カウンタを用いて実施される、実施形態２１に記載の方法。

実施形態２３
上記ダクト及び上記目封止ハニカム体と流体連通した流れ生成器を用いて、無機粒子の流れであって、流体及び上記無機粒子の流れを確立するよう構成された、無機粒子の流れを生成する、実施形態２２に記載の方法。

実施形態２４
上記流体はガスを含み、上記流れ生成器はファンを備える、実施形態２３に記載の方法。

実施形態２５
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～１０μｍである、実施形態２２に記載の方法。

実施形態２６
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～１μｍである、実施形態２２に記載の方法。

実施形態２７
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．１μｍ～０．５μｍである、実施形態２２に記載の方法。

実施形態２８
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、０．３μｍ～０．５μｍである、実施形態２２に記載の方法。

実施形態２９
上記粒子カウンタは光学分光計を備える、実施形態２２に記載の方法。

実施形態３０
上記粒子カウンタは、エンジン排気粒子サイズ測定用分光計を備える、実施形態２２に記載の方法。

実施形態３１
上記粒子カウンタは、走査型移動度粒子サイズ測定器を備える、実施形態２２に記載の方法。

実施形態３２
上記粒子カウンタは、凝縮粒子カウンタを備える、実施形態２２に記載の方法。

実施形態３３
上記粒子カウンタの上流かつ上記第１の試料採取ポートの下流において上記粒子の流れを希釈することにより、上記第１の試料採取ポートにおける無機粒子の濃度を、上記粒子カウンタまで流れる前に低減するステップを更に含む、実施形態２２に記載の方法。

実施形態３４
上記粒子の流れを希釈する上記ステップは、希釈チャンバであって、上記希釈チャンバ内において２０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するよう構成された、希釈チャンバ内で実施される、実施形態３３に記載の方法。

実施形態３５
上記希釈チャンバは、上記希釈チャンバ内において７０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するよう構成される、実施形態３４に記載の方法。

実施形態３６
上記粒子の流れを希釈する上記ステップは、上記粒子の流れを分割することによって、上記希釈チャンバ内において２０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するステップを含む、実施形態３４に記載の方法。

実施形態３７
上記粒子の流れを希釈する上記ステップは、上記粒子の流れを分割することによって、上記希釈チャンバ内において７０：１～１００：１のガス対粒子比を提供するステップを含む、実施形態３４に記載の方法。

実施形態３８
式（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕに従って、上記目封止ハニカム体によって捕捉された上記無機粒子のパーセンテージを計算するステップであって、ここでｎ_ｕ＝上記ハニカム体の上流の無機粒子の個数、ｎ_ｄ＝上記目封止ハニカム体の下流の無機粒子の個数である、ステップを更に含む、実施形態２２に記載の方法。

実施形態３９
上記無機粒子は霧化ノズルを通って流れる、実施形態２１に記載の方法。

実施形態４０
上記流体はガスであり、上記無機粒子及び液体、並びにバインダは、上記霧化ノズルを通って流れ、エアロゾルを形成する、実施形態３９に記載の方法。

実施形態４１
多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体で構成された、多孔質ハニカムフィルタのろ過効率を向上させる方法であって、上記方法は：
無機粒子の流入流を、上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込むステップ；
上記目封止ハニカム体に入った上記無機粒子の選択された一部分の流入個数を計数するステップ；
流出流中の、上記目封止ハニカム体を出た上記無機粒子の選択された一部分の流出個数を計数するステップ；
上記目封止ハニカム体に入ったものの上記目封止ハニカム体を出ない無機粒子は、上記ハニカム体の上記多孔質壁上及び／又は内に堆積され、これにより、堆積が続くにつれて上記目封止ハニカム体のろ過効率が向上する；
上記流入個数及び上記流出個数に基づいて、堆積した上記粒子を伴った上記目封止ハニカム体のろ過効率を決定するステップ；並びに
決定された上記ろ過効率に基づいて、上記無機粒子の上記流入流を、上記上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、終了するステップ
を含む、方法。

実施形態４２
上記流入個数を計数する上記ステップのための、上記選択された一部分は、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である、実施形態４１に記載の方法。

実施形態４３
上記流出個数を計数する上記ステップのための、上記選択された一部分は、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である、実施形態４１～４２に記載の方法。

実施形態４４
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は、上記流入個数を計数する上記ステップのための上記選択された一部分と、上記流出個数を計数する上記ステップのための上記選択された一部分とについて、同一である、実施形態４１に記載の方法。

実施形態４５
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は０．１μｍ～１０μｍである、実施形態４２～４４に記載の方法。

実施形態４６
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は０．１μｍ～１μｍである、実施形態４２～４４に記載の方法。

実施形態４７
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は０．１μｍ～０．５μｍである、実施形態４２～４４に記載の方法。

実施形態４８
上記事前選択された無機粒子サイズ範囲は０．３μｍ～０．５μｍである、実施形態４２～４４に記載の方法。

実施形態４９
上記流入流は更に流体を含む、実施形態４１～４８に記載の方法。

実施形態５０
上記流体はガスである、実施形態４１～４９に記載の方法。

実施形態５１
計数する上記ステップは、粒子カウンタを用いて実施される、実施形態４１～５０に記載の方法。

実施形態５２
上記粒子カウンタは光学分光計を備える、実施形態５１に記載の方法。

実施形態５３
上記粒子カウンタは、エンジン排気粒子サイズ測定用分光計を備える、実施形態５１に記載の方法。

実施形態５４
上記粒子カウンタは、走査型移動度粒子サイズ測定器を備える、実施形態５１に記載の方法。

実施形態５５
上記粒子カウンタは、凝縮粒子カウンタを備える、実施形態５１に記載の方法。

実施形態５６
上記流入流はエアロゾル化された粒子を含む、実施形態４１～５１に記載の方法。

実施形態５７
上記流入個数は、粒子カウンタ内へと方向決定された、上記流入流の希釈済みの一部分から得られる、実施形態４１～５６に記載の方法。

実施形態５８
上記希釈済みの一部分は、２０：１～１００：１のガス対粒子比を有する、実施形態５７に記載の方法。

実施形態５９
上記希釈済みの一部分は、７０：１～１００：１のガス対粒子比を有する、実施形態５７に記載の方法。

実施形態６０
上記流出個数は、粒子カウンタ内へと方向決定された、上記流出流の希釈済みの一部分から得られる、実施形態４１～５９に記載の方法。

実施形態６１
終了する上記ステップは更に、上記無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、上記ろ過効率が目標ろ過効率に到達した後に終了するステップを含む、実施形態４１～６０に記載の方法。

実施形態６２
終了する上記ステップは更に、上記無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、上記ろ過効率が目標堆積時間以内に目標ろ過効率に到達しなかった後に終了するステップを含む、実施形態４１～６０に記載の方法。

実施形態６３
終了する上記ステップは更に、上記無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、上記流出個数が最大流出個数を超えた場合に終了するステップを含む、実施形態４１～６０に記載の方法。

実施形態６４
終了する上記ステップは更に、上記無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップを、上記流出個数が目標堆積時間以内に最大流出個数を超えた場合に終了するステップを含む、実施形態４１～６０に記載の方法。

実施形態６５
上記目封止ハニカム体は、上記無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップの開始前に、上記多孔質壁内及び／又は上に堆積した無機粒子を含み、上記流入流を流し込む上記ステップは、上記目封止ハニカム体に捕捉される上記無機粒子の量を増大させる、実施形態４１～６４に記載の方法。

実施形態６６
上記目封止ハニカム体は、上記無機粒子の上記流入流を上記目封止ハニカム体の上記流入端部に流し込む上記ステップの開始前に、上記多孔質壁内及び／又は上に堆積した無機粒子を含まず、上記流入流を流し込む上記ステップは、上記無機粒子を上記目封止ハニカム体に導入する、実施形態４１～６４に記載の方法。

実施形態６７
ろ過効率（μ_ｅ）を決定する上記ステップは、比：（流入個数－流出個数）／（流入個数）を計算するステップを含む、実施形態４１～６６に記載の方法。

１００ ハニカム体
１０５ 第１の端部
１１０ 内部チャネル
１１５ 壁
１３５ 第２の端部
２００ 微粒子フィルタ
２０１ チャネル
２０２ 流入端部
２０４ 流出端部
２０５ 外被層
２０６ チャネル壁
２０８ 流入チャネル
２１０ 流出チャネル
２１２ 目封止材
３００ 目封止ハニカム体
３１０ 壁
３２０ ろ過材料堆積物
３２５ 粒子
４００ 装置
４０１ 矢印
４０２ ダクト
４０３ 流入口
４０４ ガス供給源
４０５ 無機粒子源
４０６ 無機粒子濃度希釈デバイス
４０７ 無機粒子
４０８ 粒子カウンタ
４１０ 第１の試料採取ポート
４１２ 第２の試料採取ポート
４１４ 堆積ゾーン
４１５ 目封止ハニカム体
４１６ 流出チャンバ
４１８ 流れ生成器
４２１ 第１の端部
４２２ 第２の端部
４３０ 液体源
４３２ バインダ源
４４０ 霧化ノズル
４５０ プロセッサ
５４０ 流出導管

Claims (4)

1. 無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用するよう構成された、装置であって、前記装置は：
   第１の端部から第２の端部まで延在するダクト；
   前記ダクトの前記第２の端部と流体連通した状態で前記目封止ハニカム体を格納するよう構成された、堆積ゾーン；
   前記ダクトと流体連通した流入口であって、前記流入口は前記堆積ゾーンの上流にある、流入口；
   前記流入口と流体連通し、前記無機粒子を前記流入口及び前記堆積ゾーンへと送達するよう構成された、無機粒子源；
   前記ダクト及び前記堆積ゾーンと流体連通し、前記ダクトに導入される流体及び前記無機粒子の流れを確立するよう構成された、流れ生成器；
   前記堆積ゾーンの上流にあり、前記堆積ゾーンと流体連通した、第１の試料採取ポート；
   前記堆積ゾーンの下流にあり、前記堆積ゾーンと流体連通した、第２の試料採取ポート；並びに
   前記第１の試料採取ポート及び前記第２の試料採取ポートと流体連通し、前記無機粒子の、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である選択された一部分を計数するよう構成された、粒子カウンタ
   を備え、
   前記無機粒子源は霧化ノズルと流体連通し、
   前記流体はガスであり、前記霧化ノズルは液体源及びバインダと流体連通し、前記バインダ、液体、及び前記無機粒子源は、前記霧化ノズルを通って流れてエアロゾルを形成するよう構成される、装置。
2. 無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用するよう構成された、装置であって、前記装置は：
   第１の端部から第２の端部まで延在するダクト；
   前記ダクトの前記第２の端部と流体連通した状態で前記目封止ハニカム体を格納するよう構成された、堆積ゾーン；
   前記ダクトと流体連通した流入口であって、前記流入口は前記堆積ゾーンの上流にある、流入口；
   前記流入口と流体連通し、前記無機粒子、液体、及びバインダの混合物を霧化ノズル及び前記堆積ゾーンへと送達するよう構成された、無機粒子源、液体源、及びバインダ；
   前記ダクト及び前記堆積ゾーンと流体連通し、前記ダクトに導入される流体及び前記無機粒子の流れを確立するよう構成された、流れ生成器；
   前記堆積ゾーンの上流にあり、前記堆積ゾーンと流体連通した、第１の試料採取ポート；
   前記堆積ゾーンの下流にあり、前記堆積ゾーンと流体連通した、第２の試料採取ポート；
   前記第１の試料採取ポート及び前記第２の試料採取ポートと流体連通し、前記堆積ゾーンの上流及び前記堆積ゾーンの下流において、前記無機粒子の、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である選択された一部分を計数するよう構成された、粒子カウンタ；並びに
   式（ｎ_ｕ－ｎ_ｄ）／ｎ_ｕに従って、前記目封止ハニカム体によって捕捉された前記無機粒子のパーセンテージを計算するよう構成された、プロセッサであって、ここでｎ_ｕ＝前記堆積ゾーンの上流の無機粒子の個数、ｎ_ｄ＝前記堆積ゾーンの下流の無機粒子の個数である、プロセッサ
   を備える、装置。
3. 無機粒子を、多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体に適用する方法であって、前記方法は：
   前記無機粒子を、ダクトの第１の端部から前記ダクトの第２の端部に向かって、目封止ハニカム体へと流すステップ；
   前記目封止ハニカム体の上流にあり、前記目封止ハニカム体と流体連通した、第１の試料採取ポートから、及び前記目封止ハニカム体の下流にあり、前記目封止ハニカム体と流体連通した、第２の試料採取ポートから、前記無機粒子の一部分を試料採取するステップ；並びに
   前記第１の試料採取ポート及び前記第２の試料採取ポートからの、前記無機粒子の選択された一部分を計数するステップであって、前記無機粒子の前記選択された一部分は、事前選択された無機粒子サイズ範囲内である、ステップ
   を含み、
   前記無機粒子は霧化ノズルを通って流れ、
   前記流体はガスであり、前記無機粒子及び液体、並びにバインダは、前記霧化ノズルを通って流れ、エアロゾルを形成する、方法。
4. 多孔質壁と、流入端部と、流出端部とを備える目封止ハニカム体で構成された、多孔質ハニカムフィルタのろ過効率を向上させる方法であって、前記方法は：
   無機粒子の流入流を、前記目封止ハニカム体の前記流入端部に流し込むステップ；
   前記目封止ハニカム体に入った前記無機粒子の選択された一部分の流入個数を計数するステップ；
   流出流中の、前記目封止ハニカム体を出た前記無機粒子の選択された一部分の流出個数を計数するステップ；
   前記目封止ハニカム体に入ったものの前記目封止ハニカム体を出ない無機粒子は、前記ハニカム体の前記多孔質壁上及び／又は内に堆積され、これにより、堆積が続くにつれて前記目封止ハニカム体のろ過効率が向上する；
   前記流入個数及び前記流出個数に基づいて、堆積した前記粒子を伴った前記目封止ハニカム体のろ過効率を決定するステップ；並びに
   決定された前記ろ過効率に基づいて、前記無機粒子の前記流入流を、前記前記目封止ハニカム体の前記流入端部に流し込む前記ステップを、終了するステップ
   を含む、方法。
   

Images