特許 5771549 フィルタエレメント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5771549

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年9月2日

(54)【発明の名称】フィルタエレメント

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/022 20060101AFI20150813BHJP

   B01D 39/20 20060101ALI20150813BHJP

   B01D 53/86 20060101ALI20150813BHJP

   B01D 53/88 20060101ALI20150813BHJP

   B01D 46/00 20060101ALI20150813BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/02 301C

   B01D39/20 DZAB

   B01D53/86 100

   B01D53/86 241

   B01D53/88

   B01D46/00 302

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-57688(P2012-57688)

(22)【出願日】2012年3月14日

(65)【公開番号】特開2013-189936(P2013-189936A)

(43)【公開日】2013年9月26日

【審査請求日】2014年11月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088616

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 一平

(74)【代理人】

【識別番号】100089347

【弁理士】

【氏名又は名称】木川 幸治

(74)【代理人】

【識別番号】100154379

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100154829

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 成

(72)【発明者】

【氏名】坂下 俊

(72)【発明者】

【氏名】平川 敏弘

【審査官】 稲村 正義

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００９−５３７７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０９８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７７６１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００−３／３８

Ｂ０１Ｄ ３９／００−５３／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関からの排ガスを濾過するためのフィルタエレメントであって、流入面及び流出面並びに多数の流入通路及び多数の流出通路が設けられており、前記流入通路と前記流出通路とが多孔質材料から成る隔壁によって仕切られているフィルタエレメントにおいて、
すべての流入通路の横断面積がすべての流出通路の横断面積よりも大きく、前記流入通路の数が前記流出通路の数よりも多く、
前記フィルタエレメントの横断面が、正六角形の多数の流出通路と変形六角形の多数の流入通路から形成され、
前記正六角形の多数の流出通路は、第一の六角通路と、前記第一の六角通路に比べて断面積が小さい第二の六角通路から形成され、
前記第一の六角通路及び前記第二の六角通路の隔壁を介して接する外周側が、６つの前記変形六角形の流入通路により取り囲まれており、
前記第一の六角通路及び前記第二の六角通路が、規則的に配置されている、
フィルタエレメント。

【請求項2】

前記変形六角形の流入通路の断面は、前記第一の六角通路と隔壁を共有する２つの辺ａと、前記第二の六角通路と隔壁を共有する１つの辺ｂと、これらの３つの辺（ａとｂ）を、隣接する変形六角形の流入通路同士が隔壁を共有する３つの辺（ｃとｄ）が交互に繋がることで形成されている、請求項１に記載のフィルタエレメント。

【請求項3】

第一の六角通路の断面積（Ｘ）に対する第二の六角通路の断面積（Ｙ）の比（Ｙ／Ｘ）が、０．３５以上、０．９０以下である、請求項１又は２に記載のフィルタエレメント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関、特にディーゼル機関からの排ガス処理に好適に用いることが出来るフィルタエレメントに関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関、特にディーゼル機関から排出される排ガス中には粒子状物質（ＰＭ）と灰分（Ａｓｈ）が含まれている。ディーゼル機関等の排ガスからＰＭとＡｓｈを除去するために、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が用いられている。ＤＰＦは、多孔質の隔壁により仕切られた多数の互いに平行な流体流路よりなり、該流体流路の隣接する入口部と出口部を交互に目封止し、該流体流路の隔壁を排気ガスの濾過面としたハニカム構造のフィルタである。ＤＰＦを長期間使用すると、フィルタ内部にＰＭとＡｓｈが所定以上に堆積して、圧損が増大し、ＰＭとＡｓｈの除去性能が低下し、フィルタとしての機能を発揮できなくなる。そこで、ＤＰＦを再生処理することが必要になる。ＤＰＦに堆積したＰＭは加熱燃焼による再生にて除去可能であるが、Ａｓｈについては、再生による燃焼消去ができず、実質的にＤＰＦの入口セルに堆積させざるを得ない。

【0003】

Ａｓｈは、ＤＰＦの主に入口セルの終端から順にセル方向入口側に堆積していくが、Ａｓｈの堆積量が増すにつれて、実質的なフィルタ面積が減少し、圧損の急激な上昇に繋がる。圧損上昇を避けるため、入口セルを出口セルに比べて開口面積を大きくしたり、目封止パターンを工夫し、入口セルの数を増やすことにより、入口セルの容積を増やし、Ａｓｈをより多く堆積できるように工夫することも提案されている（特許文献１、２を参照）。

【0004】

一方で、堆積したＰＭの再生を促進させるために、ＤＰＦに酸化触媒をコートするのが一般的であるが、特許文献２、３に記載された技術のように、セルの断面形状を六角などの鈍角とすることにより、セル内に触媒を均一にコートすることができる。その結果、隔壁交点部に触媒が偏堆積し、実質的に使われない触媒が多く残る四角セルなどの９０°以下の交点を持つセルと比べ、貴金属が多く含まれる高価な触媒を節約することができる。

【0005】

また、特許文献２の図１１には、断面六角セルの触媒コート性とＡｓｈ堆積のキャパシティ増大の両立を目的としたハニカムフィルタが開示されている。すなわち、特許文献２の図１１に記載のハニカムフィルタによれば、１つの出口セルの周りに６つの入口セルを設けることで、ハニカム担体全体の入口セルの容積を出口セルの２倍にし、Ａｓｈ堆積のキャパシティを増大させている。

【0006】

しかしながら、特許文献２においては、入口セル同士を共有する隔壁が存在することで、実質的に捕集に有効に作用する隔壁の数が減ることになる。つまり、有効ＧＳＡ（入口セルと出口セルが共有する隔壁の総表面積を担体の体積で割った値）が下がり、圧損が上昇するという課題があった。

【0007】

さらに、特許文献３、４によれば、有効ＧＳＡを向上させるために、入口セルを変形させている。つまり、入口セル同士を共有する隔壁の長さを短くし、有効ＧＳＡを大きくしたフィルタ構造が記載されている。

【0008】

しかしながら、特許文献３、４に記載のフィルタ構造においては、有効ＧＳＡを大きくした結果、入口セルの総体積が減少し、特許文献２の技術に比べ、Ａｓｈ堆積のキャパシティが減少するという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００５−２７０９６９号公報

【特許文献2】特公平３−４９６０８号公報

【特許文献3】特表２００９−５３７７４１号公報

【特許文献4】特表２０１１−５０９８１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、有効ＧＳＡの減少を抑え、圧損の上昇を抑えつつ、Ａｓｈ堆積のキャパシティを向上させること、さらに加えて、再生限界の向上及び再生時の着火性向上による再生温度の低減を可能とするフィルタエレメントを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

即ち、本発明によれば、以下に示すフィルタエレメントが提供される。

【0012】

［１］内燃機関からの排ガスを濾過するためのフィルタエレメントであって、流入面及び流出面並びに多数の流入通路及び多数の流出通路が設けられており、前記流入通路と前記流出通路とが多孔質材料から成る隔壁によって仕切られているフィルタエレメントにおいて、
すべての流入通路の横断面積がすべての流出通路の横断面積よりも大きく、前記流入通路の数が前記流出通路の数よりも多く、
前記フィルタエレメントの横断面が、正六角形の多数の流出通路と変形六角形の多数の流入通路から形成され、
前記正六角形の多数の流出通路は、第一の六角通路と、前記第一の六角通路に比べて断面積が小さい第二の六角通路から形成され、
前記第一の六角通路及び前記第二の六角通路の隔壁を介して接する外周側が、６つの前記変形六角形の流入通路により取り囲まれており、
前記第一の六角通路及び前記第二の六角通路が、規則的に配置されている、
フィルタエレメント。

【0013】

［２］前記変形六角形の流入通路の断面は、前記第一の六角通路と隔壁を共有する２つの辺ａと、前記第二の六角通路と隔壁を共有する１つの辺ｂと、これらの３つの辺（ａとｂ）を、隣接する変形六角形の流入通路同士が隔壁を共有する３つの辺（ｃとｄ）が交互に繋がることで形成されている、前記［１］に記載のフィルタエレメント。

【0014】

［３］第一の六角通路の断面積（Ｘ）に対する第二の六角通路の断面積（Ｙ）の比（Ｙ／Ｘ）が、０．３５以上、０．９０以下である、前記［１］又は［２］に記載のフィルタエレメント。

【発明の効果】

【0015】

本発明のフィルタエレメントによれば、有効ＧＳＡの減少を抑え、圧損の上昇を抑えつつ、Ａｓｈ堆積のキャパシティを向上させ、さらに、再生限界の向上及び再生時の着火性向上により、再生温度を低減することができるという顕著な効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係るフィルタエレメントの一実施形態を示す斜視図である。

【図2】本発明に係るフィルタエレメントの一実施形態を示す側面図で、排ガスの流入側（入口側）となる一方の端面を示す。

【図3】図２におけるａ−ａ’，ｂ−ｂ’部分拡大図であり、二点鎖線で囲まれた部分が図１において太字で示された部分である。

【図4】本発明に係るフィルタエレメントの排ガス入口側端面の部分拡大図である。

【図5】本発明に係るフィルタエレメントにおいて、大小２種類の正六角形の流出通路と変形六角形の流入通路の寸法Ａ，Ｂ，Ｃを示す部分拡大説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定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、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。

【0018】

図１は、本発明に係るフィルタエレメントの一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、本発明に係るフィルタエレメントの一実施形態を示す側面図で、排ガスの流入側（入口側）となる一方の端面を示す。図３は、図２におけるａ−ａ’，ｂ−ｂ’部分拡大図であり、二点鎖線で囲まれた部分が図１において太字で示された部分である。図１〜図３において、Ｅは排ガス流入側端面を示している。１０は本発明の一実施形態のフィルタエレメントを示しており、従来公知のフィルタエレメントと同様に、流入面１２及び流出面１４、並びに流入面１２から流出面１４まで延びる多数の流入通路（入口セル）１６及び多数の流出通路（出口セル）１８を備えている。流入通路１６と流出通路１８は、それぞれ多孔質材料から成る隔壁２０によって仕切られて構成されている。そして、流出通路（出口セル）１８は、ガス流入側端面Ｅにおいて目封止されている。一方、排ガス流出側端面Ｏにおいては、流入通路（入口セル）１６が目封止されている。

【0019】

このフィルタエレメント１０においては、すべての流入通路１６の全横断面積（ガス流入側の開口面積）は、すべての流出通路１８の全横断面積（ガス流出側の開口面積）よりも大きくなるように構成されている。そして、流入通路１６の数は、流出通路１８の数よりも多くなるように構成されている。

【0020】

本発明に係るフィルタエレメントの大きな特徴は、フィルタエレメント１０の横断面が、正六角形の多数の流出通路１８と変形六角形の多数の流入通路１６から形成されていることである。そして、正六角形の多数の流出通路１８は、断面積が大きな第一の六角通路（大正六角形セルとも称す。）１８Ａと、第一の六角通路１８Ａに比べて断面積が小さい第二の六角通路（小正六角形セルとも称す。）１８Ｂの２種類から形成されている。第一の六角通路１８Ａは、横断面が、同じ長さの６つの辺ｘによって正六角形形状に形成されている通路（セル）である。第二の六角通路１８Ｂは、横断面が、同じ長さの６つの辺ｙによって正六角形形状に形成されている通路（セル）である。多数の第一の六角通路１８Ａはそれぞれ同じ断面形状を有しており、多数の第二の六角通路１８Ｂもそれぞれ同じ断面形状を有している。

【0021】

また、第一の六角通路（大正六角形セル）１８Ａ及び第二の六角通路（小正六角形セル）１８Ｂのそれぞれの外周側は、隔壁２０を介して、６つの変形六角形（断面形状）の流入通路（変形六角形セルとも称す。）１６により取り囲まれている。ここで、それぞれの変形六角形の流入通路１６は同じ断面形状を有している。なお、上記の第一の六角通路１８Ａ、第二の六角通路１８Ｂ、および変形六角形の流入通路１６の断面形状について、その角部は鋭角的に形成されている必要はなく、必要により、丸み形状に形成してもよい。このような丸み形状は、製造を容易にし、応力集中の緩和にも寄与するものである。また、隔壁２０は、一のフィルタエレメント１０において同一の厚さｅを有するものである。そして、これら第一の六角通路（大正六角形セル）１８Ａ及び第二の六角通路（小正六角形セル）１８Ｂが、変形六角形の流入通路（変形六角形セル）１６とともに規則的に配置されている。

【0022】

図４には、大正六角形セル１８Ａ及び小正六角形セル１８Ｂのそれぞれの周囲に、６つの変形六角形セル１６が配置されている実施形態が示されている。変形六角形セル１６は、その横断面において、１つの辺ｂは、隔壁２０を介して、小正六角形セル１８Ｂの１つの辺ｙに対して対向する位置にあるとともに、小正六角形セル１８Ｂの上記１つの辺ｙと同じ長さに形成されている。変形六角形セル１６の残りの辺のうち、２つの最長の辺ａは、隔壁２０を介して、それぞれ隣接する大正六角形セル１８Ａの辺ｘと同じ長さに形成されている。変形六角形セル１６の残りの３つの辺（２つの辺ｃと１つの辺ｄ）は、隔壁２０を介して、それぞれ隣接する変形六角形セル１６の辺（ｋ、ｗ、ｚ）と同じ長さに形成されている。言い換えると、流出通路（出口セル）である小正六角形セル１８Ｂは、周囲を取り囲む流入通路（入口セル）である６つの変形六角形セル１６と隔壁２０を共有している。また、流出通路（出口セル）である大正六角形セル１８Ａも、周囲を取り囲む流入通路（入口セル）である６つの変形六角形セル１６と隔壁２０を共有している。

【0023】

以上のように、入口セルである変形六角形セル１６の断面は、大正六角形セル１８Ａと隔壁２０を共有する辺ａが２つ（最長）、小正六角形セル１８Ｂと隔壁２０を共有する辺ｂが１つある。辺ａは、変形六角形セル１６の断面を構成する辺の中で最も長い。変形六角形セル１６の断面は、これらの計３辺（ａとｂ）を、隣接する変形六角形セル１６同士が隔壁２０を共有する３つの辺（ｃ、ｄ）が交互に繋がることで形成されている。

【0024】

本発明のフィルタエレメントはこのように構成されているため、出口セルである大正六角形セル１８Ａと小正六角形セル１８Ｂの大きさの関係上、入口セルである変形六角形セル１６の隔壁表面である辺ａに堆積するＰＭ密度が高くなり、隔壁表面の辺ｂに堆積するＰＭ密度は相対的に低くなる。さらに、２つの辺ａ同士の距離が辺ａから辺ｂまでの距離に比べて相対的に近いため、セル単位で見た場合、ＰＭの堆積に偏りができる。言い換えると、隔壁２０の表面である２つの辺ａに堆積するＰＭが多くなる。すると、ＰＭ堆積量が多い隔壁２０の表面である２つの辺ａに堆積しているＰＭが先に燃焼しやすくなる。したがって、本発明に係るフィルタエレメントによれば、断面形状が四角の四角セルや、特許文献２〜４に記載された従来技術のように、セル単位で見た場合に隔壁２０の各辺に均一にＰＭが堆積している場合に比べ、着火しやすく、再生温度が低くでき、その結果、車両としての燃費向上が図れることになる。

【0025】

さらに、隔壁２０の表面である２つの辺ａに堆積したＰＭが燃焼し始めた後、隔壁表面の辺ｂに堆積しているＰＭが燃焼し始めるので、セル内での燃焼に時間差が発生する。よって、従来技術のように、入口セル内のＰＭが同時に燃える場合よりも再生温度を低くすることができる。結果としてＰＭ堆積限界量を向上することができ、車両としての燃費向上が図れることになる。

【0026】

本発明に係るフィルタエレメントにおいて、第一の六角通路１８Ａの断面積（Ｘ）に対する第二の六角通路１８Ｂの断面積（Ｙ）の比（Ｙ／Ｘ）は、０．３５以上、０．９０以下が好ましく、０．４０以上、０．８０以下がさらに好ましい。この比（Ｙ／Ｘ）が上記範囲外のときには、有効ＧＳＡの減少抑制、圧損の上昇抑制、Ａｓｈ堆積のキャパシティ向上、および再生限界の向上及びＰＭ再生の着火性向上によるＰＭ再生温度の低減という効果のうちのいずれかが多少減殺することがある。

【0027】

本発明に係るフィルタエレメントにおいて、上記した構成要件の特徴以外については、従来公知の構造や構成材料、および製造方法を適用することができる。例えば、フィルタエレメントの基材を構成する材料としては、特に限定されず、コージェライト、炭化珪素（ＳｉＣ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、アルミニウムチタネートなどを用いることが出来る。目封止材も基材と同様の材料を用いることができる。また、目封止材は、フィルタエレメントの基材との熱膨張差を小さくするため、フィルタエレメントの基材と同じ材料を用いることが好ましい。

【0028】

隔壁の厚さ（リブ厚）は、１００〜２０００μｍ（０．１〜２．０ｍｍ）であることが好ましく、２００〜１０００μｍであることがより好ましく、３００〜７００μｍであることが更に好ましい。隔壁の厚さが１００μｍ未満であると、強度が不足して耐熱衝撃性が低下する場合がある。一方、隔壁の厚さが２０００μｍを超えると、圧力損失が大きくなりすぎる場合がある。

【0029】

セル密度は、２０〜６００ｃｐｓｉ（３．１〜９３セル／ｃｍ^２）であることが好ましく、５０〜４００ｃｐｓｉ（７．８〜６２セル／ｃｍ^２）であることがより好ましく、１００〜３００ｃｐｓｉ（１５．５〜４６．５セル／ｃｍ^２）であることが更に好ましい。セル密度が２０ｃｐｓｉ（３．１セル／ｃｍ^２）未満であると、フィルタとしての有効面積が不足して、ＰＭの捕集効率が悪くなる場合がある。一方、セル密度が６００ｃｐｓｉ（９３セル／ｃｍ^２）を超えると、圧力損失が大きくなりすぎる場合がある。なお、「ｃｐｓｉ」は「ｃｅｌｌｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ」の略であり、１平方インチ当りのセル数を表す単位である。例えば１０ｃｐｓｉは、約１．５５セル／ｃｍ^２である。

【0030】

隔壁の気孔率は、２５〜７５％であることが好ましく、３０〜６５％であることがより好ましく、３５〜６５％であることが更に好ましい。気孔率が２５％未満であると、圧力損失が大きくなりすぎる場合がある。一方、隔壁の気孔率が７５％を超えると、フィルタエレメントの強度が低くなりすぎる場合がある。

【0031】

隔壁の平均気孔径（細孔径）は、６〜３５μｍであることが好ましく、７〜３０μｍであることがより好ましく、７〜２５μｍであることが更に好ましい。隔壁の平均気孔径が６μｍ未満であると、圧力損失が大きくなりすぎる場合がある。一方、平均気孔径が３５μｍを超えると、フィルタエレメントの強度が低くなりすぎる場合がある。

【0032】

フィルタエレメントの形状は特に限定されず、例えば、端面が円形の筒状（円筒形状）、端面がオーバル形状の筒状、端面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の筒状等の形状とすることができる。

【0033】

フィルタエレメントを作製する方法としては、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、前記のような材料に、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のバインダー、造孔材、界面活性剤、溶媒としての水等を添加して、可塑性の坏土を得る。次いで、この坏土を、所定のハニカム形状となるように押出成形する。次に、得られたハニカム状の成形体（ハニカム成形体）を、マイクロ波、熱風等によって乾燥した後、焼成する。焼成は、セルに目封止部を形成する前に行ってもよいし、セルに目封止部を形成した後で、目封止部の焼成と一緒に行うようにしてもよい。

【0034】

通路（セル）に目封止を施す方法にも、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フィルタエレメント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、目封止材の構成材料をスラリー化した目封止用スラリーに、フィルタエレメントの端面を浸漬し、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する。こうして充填した目封止用スラリーを乾燥した後、焼成して硬化させるより、目封止部が形成される。

【実施例】

【0035】

以下、本発明を実施例及び比較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。

【0036】

（実施例１〜５、比較例１〜４）
コージェライトを構成する材料（タルク、アルミナ、カオリンを所定量混合したもの）にバインダー、分散剤、水等を加えて混練し、成形用の坏土を得た。この坏土を用いて、押出成形によりハニカム状の成形体（ハニカム成形体）を得、これを乾燥後、所定の温度及び時間にて焼成し、次いで図１〜３に示すパターンで端面に目封止を施して、表１に示す各種構造のフィルタエレメントを作製した。

【0037】

フィルタエレメントのセル構造としては、隔壁の厚さ（リブ厚）を１２ｍｉｌ（０．３ｍｍ）、セル密度（セル数）を３００ｃｐｓｉ（４６．５セル／ｃｍ^２）とし、目封止深さを４ｍｍとした。フィルタエレメントの端面形状は円形で、その寸法は、直径が５．６６インチ（１４３．８ｍｍ）、長さが６インチ（１５２．４ｍｍ）で、端面の面積は１６２３２ｍｍ^２であった。また、各実施例及び比較例のフィルタエレメントについて、大正六角形セル１８Ａ、小正六角形セル１８Ｂ及び変形六角形セルの寸法Ａ，Ｂ，Ｃ（図５を参照）、大正六角形セル１８Ａの断面積（Ｘ）、小正六角形セル１８Ｂの断面積（Ｙ）、その比（Ｙ／Ｘ）、フィルタエレメントを構成するハニカム担体当りの入口セル総面積を表１に示す。なお、比較例１のフィルタエレメントは、特表２００９−５３７７４１号公報（特許文献３）の図３に示す実施形態に対応したものであり、比較例２のフィルタエレメントは、セルの断面形状が正六角形のものである。

【0038】

（評価）
１．Ａｓｈキャパシティ比：
フィルタエレメントのＡｓｈキャパシティ（入口セル総面積に対応）についての評価は、比較例１のＡｓｈキャパシティ比を基準（１．００）として、その他の実施例及び比較例のフィルタエレメントについて、Ａｓｈキャパシティ比が１．５％以上向上した場合を○、３．０％以上向上した場合を◎、１．５％未満の場合を×とした。結果を表２に示す。

【0039】

２．有効ＧＳＡ
有効ＧＳＡは、入口セルと出口セルが共有する隔壁の総表面積をフィルタエレメント（担体）の体積で割った値である。有効ＧＳＡの評価は、比較例１の有効ＧＳＡの数値を基準として、その他の実施例及び比較例のフィルタエレメントについて、有効ＧＳＡ比を求めた。結果を表２に示す。

【0040】

３．圧力損失
圧力損失の評価は、フィルタエレメントの有効ＧＳＡ比に基づいて行った。比較例１の有効ＧＳＡ比を基準（１．００）としたとき、その他の実施例及び比較例のフィルタエレメントの有効ＧＳＡ比が１０％未満の減少の場合を◎、１０％以上２０％未満の減少の場合を○、２０％以上減少の場合を×とした。結果を表２に示す。

【0041】

４．ＰＭ着火温度とＤＰＦ最高温度
表１に示す各種構造のフィルタエレメント（ＤＰＦ）に５ｇ／Ｌの煤を堆積させ、その後、再生（ＰＭの燃焼）を行い、その際の着火温度とＤＰＦ内部の最高温度を確認した。先ず、得られたフィルタエレメント（ＤＰＦ）の外周に、保持材としてセラミック製非熱膨張性マットを巻き、ステンレス鋼（ＳＵＳ４０９）製のキャニング用缶体に押し込んで、キャニング構造体とした。その後、ディーゼル燃料（軽油）の燃焼により発生させたＰＭを含む燃焼ガスを、ＤＰＦの一方の端面（流入面）より流入させ、他方の端面（流出面）より流出させることによって、ＰＭをＤＰＦ内に堆積させた。そして、一旦、室温（２５℃）まで冷却した後、ＤＰＦの流入面より、６８０℃の燃焼ガスを流入させ、ＰＭが燃焼することによりＤＰＦの圧力損失が低下したときに、燃焼ガスの流量を減少させることによって、ＰＭを急燃焼させ、その際のＰＭ着火温度とＤＰＦ内部の最高温度を測定した。ＰＭ着火温度については、比較例１の測定結果を基準として、５℃未満の低減の場合を×、５℃以上１０℃未満の低減の場合を○、１０℃以上の低減の場合を◎とした。ＤＰＦの最高温度については、比較例１の測定結果を基準として、１０℃未満の低減の場合を×、１０℃以上２０℃未満の低減の場合を○、２０℃以上の低減の場合を◎とした。結果を表２に示す。

【0042】

【表1】

【0043】

【表2】

【0044】

（考察）
表１及び表２に示すように、本発明のフィルタエレメントによれば、有効ＧＳＡの減少を所定程度に抑制し、圧力損失の上昇も抑制しながら、Ａｓｈ堆積のキャパシティを向上させることができる。さらに、本発明のフィルタエレメントによれば、ＰＭ着火温度を従来技術に比べて低くできたことから、ＰＭ再生温度を低減することができ、しかも再生時の最高温度を低減できて再生限界を向上することができることがわかる。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明のフィルタエレメントは、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関から排出されるスート等の粒子状物質（ＰＭ）と灰分（Ａｓｈ）を捕集するためのフィルタとして好適に使用することができる。

【符号の説明】

【0046】

１０：フィルタエレメント、１２：流入面、１４：流出面、１６：流入通路（変形六角形セル）、１８：流出通路、１８Ａ：第一の六角通路（大正六角形セル）、１８Ｂ：第二の六角通路（小正六角形セル）、２０：隔壁、Ｅ：排ガス流入側端面、Ｏ：排ガス流出側端面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】