(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024132422
(43)【公開日】2024-10-01
(54)【発明の名称】ハニカムフィルタ
(51)【国際特許分類】
B01D 46/00 20220101AFI20240920BHJP
B01D 39/20 20060101ALI20240920BHJP
B01D 53/94 20060101ALI20240920BHJP
F01N 3/022 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
B01D46/00 302
B01D39/20 D
B01D53/94 241
F01N3/022 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023043174
(22)【出願日】2023-03-17
(71)【出願人】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】永津 佑一
【テーマコード（参考）】
3G190
4D019
4D058
4D148
【Ｆターム（参考）】
3G190AA02
3G190AA12
3G190BA01
3G190CA03
3G190CA13
3G190CB05
4D019AA01
4D019BA05
4D019BB06
4D019BC07
4D019BC12
4D019BD01
4D019CA01
4D019CB04
4D019CB06
4D058JA32
4D058JA37
4D058JA38
4D058JA39
4D058JB06
4D058JB22
4D058SA08
4D058TA06
4D148AA14
4D148AB01
4D148BA30Y
4D148BA31Y
4D148BA33Y
4D148BB02
4D148CC06
(57)【要約】 （修正有）
【課題】触媒がコートされる前もしくはＰＭが堆積する前の段階で、第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差が小さく、かつ、スス無し圧力損失が低いハニカムフィルタを提供する。
【解決手段】ハニカムフィルタは、多孔質のセル隔壁を備え、排ガス入口側か出口側かの一方を封止したセルを備え、セルの断面形状は、封止部分を除き排ガス入口側の端部から排ガス出口側の端部にかけて同じであり、排ガス導入セルは、断面形状の異なる第１排ガス導入セルと第２排ガス導入セルの２種類からなり、かつ、排ガス排出セルの開口面積は、第２排ガス導入セルの開口面積より大きく形成されており、第１排ガス導入セルの辺が、第２排ガス導入セルの辺の長さよりも長く、第１と第２排ガスセルの開口面積比が１．２０～２．２０倍であり、第１、第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、排出セルの開口面積の１．２０～２．００倍である。
【選択図】図３
【解決手段】ハニカムフィルタは、多孔質のセル隔壁を備え、排ガス入口側か出口側かの一方を封止したセルを備え、セルの断面形状は、封止部分を除き排ガス入口側の端部から排ガス出口側の端部にかけて同じであり、排ガス導入セルは、断面形状の異なる第１排ガス導入セルと第２排ガス導入セルの２種類からなり、かつ、排ガス排出セルの開口面積は、第２排ガス導入セルの開口面積より大きく形成されており、第１排ガス導入セルの辺が、第２排ガス導入セルの辺の長さよりも長く、第１と第２排ガスセルの開口面積比が１．２０～２．２０倍であり、第１、第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、排出セルの開口面積の１．２０～２．００倍である。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、排ガス入口側の端部が開口され、かつ、排ガス出口側の端部が封止された排ガス導入セルと、排ガス出口側の端部が開口され、かつ、排ガス入口側の端部が封止された排ガス排出セルとを備えてなり、前記排ガス導入セル及び前記排ガス排出セルの長手方向に垂直方向の断面形状は、封止部分を除き前記排ガス入口側の端部から前記排ガス出口側の端部にかけて、それぞれのセルにおいて同じであるハニカムフィルタであって、
前記排ガス排出セルの周囲全体に、前記セル隔壁を隔てて前記排ガス導入セルが隣接してなり、前記排ガス導入セルは、断面形状の異なる第１排ガス導入セルと第２排ガス導入セルの２種類からなり、かつ、
セルの長手方向に対して垂直な断面において、前記排ガス排出セルの開口面積は、前記第２排ガス導入セルの開口面積より大きく形成されており、
セルの長手方向に対して垂直な断面において、前記排ガス排出セル及び前記排ガス導入セルは、いずれも多角形からなり、前記第１排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち、前記排ガス排出セルと対面している辺の長さが、前記第２排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち、前記排ガス排出セルと対面している辺の長さよりも長く、
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第２排ガス導入セルの開口面積が前記第１排ガス導入セルの開口面積の１．２０～２．２０倍であり、
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第１排ガス導入セルの開口面積と前記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、前記排ガス排出セルの開口面積の１．２０～２．００倍であることを特徴とするハニカムフィルタ。
前記排ガス排出セルの周囲全体に、前記セル隔壁を隔てて前記排ガス導入セルが隣接してなり、前記排ガス導入セルは、断面形状の異なる第１排ガス導入セルと第２排ガス導入セルの２種類からなり、かつ、
セルの長手方向に対して垂直な断面において、前記排ガス排出セルの開口面積は、前記第２排ガス導入セルの開口面積より大きく形成されており、
セルの長手方向に対して垂直な断面において、前記排ガス排出セル及び前記排ガス導入セルは、いずれも多角形からなり、前記第１排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち、前記排ガス排出セルと対面している辺の長さが、前記第２排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち、前記排ガス排出セルと対面している辺の長さよりも長く、
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第２排ガス導入セルの開口面積が前記第１排ガス導入セルの開口面積の１．２０～２．２０倍であり、
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第１排ガス導入セルの開口面積と前記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、前記排ガス排出セルの開口面積の１．２０～２．００倍であることを特徴とするハニカムフィルタ。
【請求項2】
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第１排ガス導入セルは四角形であり、前記第２排ガス導入セルは八角形であり、前記排ガス排出セルは八角形である請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項3】
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第１排ガス導入セルは長方形である請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項4】
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第２排ガス導入セルの開口面積が前記第１排ガス導入セルの開口面積の１．３０～１．５０倍であり、
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第１排ガス導入セルの開口面積と前記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、前記排ガス排出セルの開口面積の１．７０～１．９０倍である請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第１排ガス導入セルの開口面積と前記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、前記排ガス排出セルの開口面積の１．７０～１．９０倍である請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項5】
セルの長手方向に垂直な断面において、前記排ガス排出セルの周囲にはセル隔壁を隔てて前記第１排ガス導入セルと前記第２排ガス導入セルとがそれぞれ４つずつ交互に配置されて前記排ガス排出セルを包囲してなり、
また、前記排ガス排出セルを包囲している４つの前記第２排ガス導入セルの断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、前記排ガス排出セルの断面形状からなる図形領域を通過する２本の線分の交点は、前記排ガス排出セルの断面形状である八角形の幾何学的な重心と一致してなり、
かつ、前記４つの第２排ガス導入セルの断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、前記排ガス排出セルの断面形状からなる図形領域を通過しない４本は、四角形を構成し、その各辺の中点は前記排ガス排出セルを包囲している４つの前記第１排ガス導入セルの断面形状である各四角形の幾何学的な重心と一致するように、
前記排ガス排出セル、前記第１排ガス導入セル及び前記第２排ガス導入セルがそれぞれ配置されてなる請求項２に記載のハニカムフィルタ。
また、前記排ガス排出セルを包囲している４つの前記第２排ガス導入セルの断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、前記排ガス排出セルの断面形状からなる図形領域を通過する２本の線分の交点は、前記排ガス排出セルの断面形状である八角形の幾何学的な重心と一致してなり、
かつ、前記４つの第２排ガス導入セルの断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、前記排ガス排出セルの断面形状からなる図形領域を通過しない４本は、四角形を構成し、その各辺の中点は前記排ガス排出セルを包囲している４つの前記第１排ガス導入セルの断面形状である各四角形の幾何学的な重心と一致するように、
前記排ガス排出セル、前記第１排ガス導入セル及び前記第２排ガス導入セルがそれぞれ配置されてなる請求項２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項6】
前記ハニカムフィルタは、前記排ガス排出セル、前記第１排ガス導入セル及び前記第２排ガス導入セルを有し、外周に外周壁を有する複数のハニカム焼成体が接着材層を介して接着されることにより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。
【請求項7】
前記ハニカム焼成体は、炭化ケイ素、又は、ケイ素含有炭化ケイ素からなる請求項６に記載のハニカムフィルタ。
【請求項8】
前記セル隔壁の厚さは、０．０５～０．３０ｍｍである請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項9】
前記セル隔壁の気孔率は、３０～６５％である請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項10】
前記セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径は、５～２５μｍである請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項11】
前記ハニカムフィルタの外周に外周コート層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。
【請求項12】
前記排ガス導入セルの壁面に触媒が担持されている、請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハニカムフィルタに関する。
【背景技術】
【0002】
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には、スス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境又は人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境又は人体に及ぼす影響についても懸念されている。
【0003】
そこで、内燃機関と連結されることにより排ガス中のＰＭを捕集したり、排ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、コージェライトや炭化ケイ素等の多孔質セラミックからなるハニカム構造のフィルタ（ハニカムフィルタ）が種々提案されている。
【0004】
また、これらのハニカムフィルタでは、内燃機関の燃費を改善し、圧力損失の上昇に起因する運転時のトラブル等をなくすために、初期の圧力損失が低いハニカムフィルタや、所定量のＰＭが堆積した際に圧力損失の上昇割合が低いハニカムフィルタが種々提案されている。
【0005】
このようなハニカムフィルタを開示した発明として、特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載のハニカムフィルタは、排ガス導入セルとしての第１排ガス導入セル及び第２排ガス導入セルと、排ガス排出セルの、計３種類のセルを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第２０１３／１８７４４４号
【特許文献2】国際公開第２０２２／１３０９７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ＰＭ排出数規制に対応するため、ＰＭ捕集性能を向上させることのできる方法として、キャリアガスに分散させたセラミック粒子をセル内に導入してセル隔壁にセラミック層を形成し、セラミック層に貴金属触媒を担持することにより触媒をセル隔壁にコートする触媒コート法が検討されている。
【0008】
このような触媒コート法の参考として特許文献２の方法が知られている。特許文献２に記載の方法はアルミナ粉末を含むエアロゾルをコージェライト担体に通過させ、セラミック層を形成し、セラミック層に貴金属触媒を担持する方法である。
【0009】
特許文献２に記載された方法を参考にして、特許文献１に記載されたような３種類のセルを備えるハニカムフィルタに対して、その排ガス導入セルへの触媒のコートを行ったところ、第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差が大きいために、触媒のコート量に偏りが生じるという問題が生じることがわかった。
【0010】
また、ハニカムフィルタにおいては圧力損失が低いことが要求されており、とくにススの堆積が無い状態での圧力損失（スス無し圧力損失）が低いことが望まれていた。
【0011】
本発明は、上記問題を解決するためになされた発明であり、触媒がコートされる前もしくはＰＭが堆積する前の段階で、第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差が小さく、かつ、スス無し圧力損失が低いハニカムフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明のハニカムフィルタは、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、排ガス入口側の端部が開口され、かつ、排ガス出口側の端部が封止された排ガス導入セルと、排ガス出口側の端部が開口され、かつ、排ガス入口側の端部が封止された排ガス排出セルとを備えてなり、上記排ガス導入セル及び上記排ガス排出セルの長手方向に垂直方向の断面形状は、封止部分を除き上記排ガス入口側の端部から上記排ガス出口側の端部にかけて、それぞれのセルにおいて同じであるハニカムフィルタであって、上記排ガス排出セルの周囲全体に、上記セル隔壁を隔てて上記排ガス導入セルが隣接してなり、上記排ガス導入セルは、断面形状の異なる第１排ガス導入セルと第２排ガス導入セルの２種類からなり、かつ、セルの長手方向に対して垂直な断面において、上記排ガス排出セルの開口面積は、上記第２排ガス導入セルの開口面積より大きく形成されており、セルの長手方向に対して垂直な断面において、上記排ガス排出セル及び上記排ガス導入セルは、いずれも多角形からなり、上記第１排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち、上記排ガス排出セルと対面している辺の長さが、上記第２排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち、上記排ガス排出セルと対面している辺の長さよりも長く、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第２排ガス導入セルの開口面積が上記第１排ガス導入セルの開口面積の１．２０～２．２０倍であり、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルの開口面積と上記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、上記排ガス排出セルの開口面積の１．２０～２．００倍であることを特徴とする。
【0013】
セルの長手方向に垂直な断面において、上記第２排ガス導入セルの開口面積が上記第１排ガス導入セルの開口面積の１．２０～２．２０倍であり、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルの開口面積と上記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、上記排ガス排出セルの開口面積の１．２０～２．００倍であると、触媒がコートされる前もしくはＰＭが堆積する前の第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差を小さくすることができる。
そのため、キャリアガスを用いた触媒コート法により触媒をセル隔壁に均一にコートすることができる。
また、スス無し圧力損失を低くすることができる。
そのため、キャリアガスを用いた触媒コート法により触媒をセル隔壁に均一にコートすることができる。
また、スス無し圧力損失を低くすることができる。
【0014】
本発明のハニカムフィルタでは、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルは四角形であり、上記第２排ガス導入セルは八角形であり、上記排ガス排出セルは八角形であることが好ましい。
上記構成のハニカムフィルタでは、排ガス処理の初期の圧力損失を効果的に抑制することができるとともに、ＰＭが堆積する表面積を大きくとることが可能となり、圧力損失を低く保つことができる。
上記構成のハニカムフィルタでは、排ガス処理の初期の圧力損失を効果的に抑制することができるとともに、ＰＭが堆積する表面積を大きくとることが可能となり、圧力損失を低く保つことができる。
【0015】
本発明のハニカムフィルタでは、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルは長方形であることが好ましい。
【0016】
本発明のハニカムフィルタでは、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第２排ガス導入セルの開口面積が上記第１排ガス導入セルの開口面積の１．３０～１．５０倍であり、
セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルの開口面積と上記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、上記排ガス排出セルの開口面積の１．７０～１．９０倍であることが好ましい。
上記の関係を満たしていると、第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差をより小さくすることができる。
セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルの開口面積と上記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、上記排ガス排出セルの開口面積の１．７０～１．９０倍であることが好ましい。
上記の関係を満たしていると、第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差をより小さくすることができる。
【0017】
本発明のハニカムフィルタでは、セルの長手方向に垂直な断面において、上記排ガス排出セルの周囲にはセル隔壁を隔てて上記第１排ガス導入セルと上記第２排ガス導入セルとがそれぞれ４つずつ交互に配置されて上記排ガス排出セルを包囲してなり、また、上記排ガス排出セルを包囲している４つの上記第２排ガス導入セルの断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、上記排ガス排出セルの断面形状からなる図形領域を通過する２本の線分の交点は、上記排ガス排出セルの断面形状である八角形の幾何学的な重心と一致してなり、かつ、上記４つの第２排ガス導入セルの断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、上記排ガス排出セルの断面形状からなる図形領域を通過しない４本は、四角形を構成し、その各辺の中点は上記排ガス排出セルを包囲している４つの上記第１排ガス導入セルの断面形状である各四角形の幾何学的な重心と一致するように、上記排ガス排出セル、上記第１排ガス導入セル及び上記第２排ガス導入セルがそれぞれ配置されてなることが好ましい。
ハニカムフィルタがこのような構成であると、上記本発明の効果を好適に発揮することができる。
ハニカムフィルタがこのような構成であると、上記本発明の効果を好適に発揮することができる。
【0018】
本発明のハニカムフィルタは、上記排ガス排出セル、上記第１排ガス導入セル及び上記第２排ガス導入セルを有し、外周に外周壁を有する複数のハニカム焼成体が接着材層を介して接着されることにより形成されていることが好ましい。
ハニカムフィルタがこのような構成であると、１つのハニカム焼成体に応力が生じた場合でも、その応力が接着材層により緩和され、他のハニカム焼成体に伝わりにくくなる。つまり、ハニカムフィルタに生じた応力を緩和させることができる。その結果、ハニカムフィルタが損傷することを防ぐことができる。
ハニカムフィルタがこのような構成であると、１つのハニカム焼成体に応力が生じた場合でも、その応力が接着材層により緩和され、他のハニカム焼成体に伝わりにくくなる。つまり、ハニカムフィルタに生じた応力を緩和させることができる。その結果、ハニカムフィルタが損傷することを防ぐことができる。
【0019】
本発明のハニカムフィルタにおいて、上記ハニカム焼成体は、炭化ケイ素、又は、ケイ素含有炭化ケイ素からなることが好ましい。
炭化ケイ素及びケイ素含有炭化ケイ素は、耐熱性に優れた材料である。このため、上記構成のハニカムフィルタは、耐熱性に優れたハニカムフィルタとなる。
炭化ケイ素及びケイ素含有炭化ケイ素は、耐熱性に優れた材料である。このため、上記構成のハニカムフィルタは、耐熱性に優れたハニカムフィルタとなる。
【0020】
本発明のハニカムフィルタでは、上記セル隔壁の厚さは、０．０５～０．３０ｍｍであることが好ましい。
セル隔壁の厚さがこのような範囲であると、排ガス処理の初期において、排ガスがセル隔壁を通過しやすくなり、圧力損失を低減することができる。
セル隔壁の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、強度が低くなり破損しやすくなる。
セル隔壁の厚さが０．３０ｍｍ以上であると、排ガスがセル隔壁を通過しにくくなり、排ガス処理の初期の圧力損失が低減されにくくなる。
セル隔壁の厚さがこのような範囲であると、排ガス処理の初期において、排ガスがセル隔壁を通過しやすくなり、圧力損失を低減することができる。
セル隔壁の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、強度が低くなり破損しやすくなる。
セル隔壁の厚さが０．３０ｍｍ以上であると、排ガスがセル隔壁を通過しにくくなり、排ガス処理の初期の圧力損失が低減されにくくなる。
【0021】
本発明のハニカムフィルタでは、上記セル隔壁の気孔率は、３０～６５％であることが好ましい。
気孔率をこのように設定することにより、セル隔壁は、排ガス中のＰＭを良好に捕集することができ、かつ、セル隔壁に起因する圧力損失の上昇を抑制することができる。
セル隔壁の気孔率が３０％未満である場合、セル隔壁の気孔の割合が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を通過しにくくなり、排ガスがセル隔壁を通過する際の圧力損失が大きくなる。
セル隔壁の気孔率が６５％を超える場合、セル隔壁の機械的特性が低くなり、再生時等において、クラックが発生し易くなる。
気孔率をこのように設定することにより、セル隔壁は、排ガス中のＰＭを良好に捕集することができ、かつ、セル隔壁に起因する圧力損失の上昇を抑制することができる。
セル隔壁の気孔率が３０％未満である場合、セル隔壁の気孔の割合が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を通過しにくくなり、排ガスがセル隔壁を通過する際の圧力損失が大きくなる。
セル隔壁の気孔率が６５％を超える場合、セル隔壁の機械的特性が低くなり、再生時等において、クラックが発生し易くなる。
【0022】
本発明のハニカムフィルタでは、上記セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径は、５～２５μｍであることが好ましい。
平均気孔径が上記範囲であると、圧力損失の増加を抑制しながら、高い捕集効率でＰＭを捕集することができる。
セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径が５μｍ未満であると、気孔が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を通過する際の圧力損失が大きくなる。
セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径が２５μｍを超えると、気孔が大きくなりすぎるので、ＰＭの捕集効率が低下してしまう。
平均気孔径が上記範囲であると、圧力損失の増加を抑制しながら、高い捕集効率でＰＭを捕集することができる。
セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径が５μｍ未満であると、気孔が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を通過する際の圧力損失が大きくなる。
セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径が２５μｍを超えると、気孔が大きくなりすぎるので、ＰＭの捕集効率が低下してしまう。
【0023】
本発明のハニカムフィルタにおいては、上記ハニカムフィルタの外周に外周コート層が形成されていることが好ましい。
外周コート層は、内部のセルを機械的に保護する役割を果たす。そのため、圧縮強度等の機械的特性に優れたハニカムフィルタとなる。
外周コート層は、内部のセルを機械的に保護する役割を果たす。そのため、圧縮強度等の機械的特性に優れたハニカムフィルタとなる。
【0024】
本発明のハニカムフィルタは、上記排ガス導入セルの壁面に触媒が担持されていることが好ましい。
本発明のハニカムフィルタは、キャリアガスを用いた触媒コート法により触媒をセル隔壁に均一にコートすることができるので、触媒が担持されたハニカムフィルタは排ガス浄化性能に優れたものとなる。
本発明のハニカムフィルタは、キャリアガスを用いた触媒コート法により触媒をセル隔壁に均一にコートすることができるので、触媒が担持されたハニカムフィルタは排ガス浄化性能に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明のハニカムフィルタの一例について、図面を用いて詳述する。
図１は、本発明に係るハニカムフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。
図２は、本発明に係る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す斜視図である。
図３は、図２に示すハニカム焼成体の排ガス入口側の端面図である。
図４は、図２に示すハニカム焼成体のＡ－Ａ線断面図である。
図１は、本発明に係るハニカムフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。
図２は、本発明に係る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す斜視図である。
図３は、図２に示すハニカム焼成体の排ガス入口側の端面図である。
図４は、図２に示すハニカム焼成体のＡ－Ａ線断面図である。
【0027】
図１に示すハニカムフィルタ２０では、複数個のハニカム焼成体１０が接着材層１５を介して結束されてセラミックブロック１８を構成し、このセラミックブロック１８の外周には、排ガスの漏れを防止するための外周コート層１６が形成されている。なお、外周コート層１６は、必要に応じて形成されていればよい。
【0028】
ハニカムフィルタ２０では、複数個のハニカム焼成体１０が接着材層１５を介して結束されている。そのため、１つのハニカム焼成体１０に応力が生じた場合でも、その応力が接着材層１５により緩和され、他のハニカム焼成体１０に伝わりにくくなる。つまり、ハニカムフィルタ２０に生じた応力を緩和させることができる。その結果、ハニカムフィルタ２０が損傷することを防ぐことができる。
接着材層１５は、無機バインダと無機粒子とを含む接着材ペーストを塗布、乾燥させたものである。接着材層１５は、さらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
接着材層１５の厚さは、０．５～２．０ｍｍが望ましい。
接着材層１５は、無機バインダと無機粒子とを含む接着材ペーストを塗布、乾燥させたものである。接着材層１５は、さらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
接着材層１５の厚さは、０．５～２．０ｍｍが望ましい。
【0029】
外周コート層１６は、内部のセルを機械的に保護する役割を果たす。そのため、ハニカムフィルタ２０は、圧縮強度等の機械的特性に優れる。
なお、外周コート層１６の材料は、接着材層１５の材料と同じであることが望ましい。外周コート層１６の厚さは、０．１～３．０ｍｍが望ましい。
なお、外周コート層１６の材料は、接着材層１５の材料と同じであることが望ましい。外周コート層１６の厚さは、０．１～３．０ｍｍが望ましい。
【0030】
なお、ハニカム焼成体１０は、四角柱形状であるが、図３に示すように、端面における角部が曲線形状となるように面取りが施されており、これにより角部に熱応力が集中し、クラック等の損傷が発生するのを防止している。上記角部は、直線形状となるように面取りされていてもよい。
【0031】
図２に示すハニカム焼成体１０は、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁１３を備え、排ガス入口側の端部１０ａが開口され、かつ、排ガス出口側の端部１０ｂが目封止された排ガス導入セル（符号１２及び１４で示すセル）と、排ガス出口側の端部１０ｂが開口され、かつ、排ガス入口側の端部１０ａが目封止された排ガス排出セル１１とを備えてなる。
【0032】
なお、本発明のハニカムフィルタでは、排ガス導入セル及び排ガス排出セルを目封止する目封止材は、ハニカム焼成体と同じ材料であることが望ましい。
【0033】
ハニカムフィルタ２０では、排ガス導入セル（符号１２及び１４で示すセル）及び排ガス排出セル１１の長手方向に垂直方向の断面形状は、目封止部分を除き排ガス入口側の端部１０ａから排ガス出口側の端部１０ｂにかけて、それぞれのセルにおいて同じである。
【0034】
本発明のハニカムフィルタでは、セルの長手方向に垂直な断面において、排ガス排出セル及び排ガス導入セルは、いずれも多角形からなる。
そして、排ガス導入セルは、第１排ガス導入セルと、セルの長手方向に対して垂直方向の断面における断面積が該第１排ガス導入セルより大きい第２排ガス導入セルの２種類からなる。
セルの長手方向に垂直な断面において、排ガス排出セルは、八角形であり、第１排ガス導入セルは四角形であり、第２排ガス導入セルは、八角形であることが好ましい。
そして、排ガス導入セルは、第１排ガス導入セルと、セルの長手方向に対して垂直方向の断面における断面積が該第１排ガス導入セルより大きい第２排ガス導入セルの２種類からなる。
セルの長手方向に垂直な断面において、排ガス排出セルは、八角形であり、第１排ガス導入セルは四角形であり、第２排ガス導入セルは、八角形であることが好ましい。
【0035】
図３に示すように、ハニカム焼成体１０では、断面が八角形状の排ガス排出セル１１の周囲全体に、断面が四角形の第１排ガス導入セル１２と断面が八角形状の第２排ガス導入セル１４とが隣接している。
また、このハニカム焼成体１０の外周には、外周壁１７が形成されている。
また、このハニカム焼成体１０の外周には、外周壁１７が形成されている。
【0036】
ハニカム焼成体１０では、セルの長手方向に垂直な断面において、排ガス排出セル１１の断面形状は八角形であり、第１排ガス導入セル１２の断面形状は四角形であり、第２排ガス導入セル１４の断面形状は八角形である。
そして、排ガス排出セル１１の周囲にはセル隔壁１３を隔てて第１排ガス導入セル１２と第２排ガス導入セル１４とがそれぞれ４つずつ交互に配置されて排ガス排出セル１１を包囲してなる。
また、排ガス排出セル１１を包囲している４つの第２排ガス導入セル１４の断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、排ガス排出セル１１の断面形状からなる図形領域を通過する２本の線分の交点は、排ガス排出セル１１の断面形状である八角形の幾何学的な重心と一致してなり、かつ、４つの第２排ガス導入セル１４の断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、排ガス排出セル１１の断面形状からなる図形領域を通過しない４本は、四角形を構成し、その各辺の中点は排ガス排出セル１１を包囲している４つの第１排ガス導入セル１２の断面形状である各四角形の幾何学的な重心と一致する。
そして、排ガス排出セル１１の周囲にはセル隔壁１３を隔てて第１排ガス導入セル１２と第２排ガス導入セル１４とがそれぞれ４つずつ交互に配置されて排ガス排出セル１１を包囲してなる。
また、排ガス排出セル１１を包囲している４つの第２排ガス導入セル１４の断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、排ガス排出セル１１の断面形状からなる図形領域を通過する２本の線分の交点は、排ガス排出セル１１の断面形状である八角形の幾何学的な重心と一致してなり、かつ、４つの第２排ガス導入セル１４の断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、排ガス排出セル１１の断面形状からなる図形領域を通過しない４本は、四角形を構成し、その各辺の中点は排ガス排出セル１１を包囲している４つの第１排ガス導入セル１２の断面形状である各四角形の幾何学的な重心と一致する。
【0037】
また、ハニカム焼成体１０では、角部以外の外周壁１７の厚さが均一になるように、セルの長手方向に垂直な断面における外周壁１７に隣接する排ガス導入セルの外周壁に接する辺は、外周壁１７の外壁をなす辺と平行かつ直線的に形成されている。
従って、外周壁１７に隣接する第２排ガス導入セル１４Ａの断面は、一部がカットされているため、八角形から六角形に変化している。外周壁１７に隣接する第１排ガス導入セル１２Ａの形状断面は、一部カットされた形状でもよいが、第１排ガス導入セル１２の断面形状と合同であることが望ましい。
従って、外周壁１７に隣接する第２排ガス導入セル１４Ａの断面は、一部がカットされているため、八角形から六角形に変化している。外周壁１７に隣接する第１排ガス導入セル１２Ａの形状断面は、一部カットされた形状でもよいが、第１排ガス導入セル１２の断面形状と合同であることが望ましい。
【0038】
ハニカム焼成体１０の角部に存在する第２排ガス導入セル１４Ｂは、八角形から、曲線からなる面取り部４０を有する略五角形に変化している。図３に示す第２排ガス導入セル１４Ｂの面取り部４０は、面取り部分が曲線を有するように面取りされているが、面取り部分が直線となるように面取りされていてもよい。
【0039】
また、ハニカム焼成体１０では、セル隔壁１３は、隣り合う第１排ガス導入セル１２及び第２排ガス導入セル１４を隔てる第１セル隔壁１３ａと、第１排ガス導入セル１２及び排ガス排出セル１１を隔てる第２セル隔壁１３ｂと、第２排ガス導入セル１４及び排ガス排出セル１１を隔てる第３セル隔壁１３ｃとを含む。
【0040】
第２セル隔壁１３ｂを隔てて対面する、第１排ガス導入セル１２の断面形状を構成する辺１２ａと排ガス排出セル１１の断面形状を構成する辺１１ｂとは平行である。また、第３セル隔壁１３ｃを隔てて対面する、排ガス排出セル１１の断面形状を構成する辺１１ａと第２排ガス導入セル１４の断面形状を構成する辺１４ａとは平行である。そして、第１セル隔壁１３ａを隔てて対面する、第１排ガス導入セル１２の断面形状を構成する辺１２ｂと第２排ガス導入セル１４の断面形状を構成する辺１４ｂとは平行である。
【0041】
ハニカム焼成体１０では、第１セル隔壁１３ａの厚さ、第２セル隔壁１３ｂの厚さ及び第３セル隔壁１３ｃの厚さは同じであるが、これらのセル隔壁の厚さは同じであっても異なっていてもよい。
これらのセル隔壁の厚さは、０．０５～０．３０ｍｍであることが好ましく、０．１５～０．３０ｍｍであってもよく、０．０５～０．２５ｍｍであってもよく、０．１５～０．２５ｍｍであってもよい。
このような厚さのセル隔壁は、充分な機械的強度を有するとともに、圧力損失の増加を効果的に抑制することができる。
これらのセル隔壁の厚さは、０．０５～０．３０ｍｍであることが好ましく、０．１５～０．３０ｍｍであってもよく、０．０５～０．２５ｍｍであってもよく、０．１５～０．２５ｍｍであってもよい。
このような厚さのセル隔壁は、充分な機械的強度を有するとともに、圧力損失の増加を効果的に抑制することができる。
【0042】
ハニカム焼成体１０に排ガスが流入してＰＭが捕集される場合、図４に示すように、第１排ガス導入セル１２及び第２排ガス導入セル１４（図４においては図示していない）に流入した排ガスＧ（図４中、排ガスをＧで示し、排ガスの流れを矢印で示す）は、排ガス排出セル１１と第１排ガス導入セル１２又は第２排ガス導入セル１４とを隔てるセル隔壁１３を通過した後、排ガス排出セル１１から流出するようになっている。排ガスＧがセル隔壁１３を通過する際に、排ガス中のＰＭ等が捕集されるため、セル隔壁１３は、フィルタとして機能する。
【0043】
本発明のハニカムフィルタでは、セルの長手方向に対して垂直な断面において、各セルの開口面積が以下の関係を満たす。
（１）排ガス排出セルの開口面積は第２排ガス導入セルの開口面積より大きい。
（２）第２排ガス導入セルの開口面積が第１排ガス導入セルの開口面積の１．２０～２．２０倍である。
（３）第１排ガス導入セルの開口面積と第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、排ガス排出セルの開口面積の１．２０～２．００倍である。
（１）排ガス排出セルの開口面積は第２排ガス導入セルの開口面積より大きい。
（２）第２排ガス導入セルの開口面積が第１排ガス導入セルの開口面積の１．２０～２．２０倍である。
（３）第１排ガス導入セルの開口面積と第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、排ガス排出セルの開口面積の１．２０～２．００倍である。
【0044】
（１）における排ガス排出セルと第２排ガス導入セルの開口面積の比較は、排ガス排出セル１つと第２排ガス導入セル１つの開口面積を比較して行う。
（２）における第２排ガス導入セルの開口面積と第１排ガス導入セルの開口面積との比較は、第２排ガス導入セル１つと第１排ガス導入セル１つの開口面積を比較して行う。
（３）においては、排ガス排出セル１つに対して、第１排ガス導入セルが２つ、第２排ガス導入セルが１つ存在することから、第１排ガス導入セルの開口面積と第２排ガス導入セルの開口面積の合計は、第１排ガス導入セル２つの開口面積と第２排ガス導入セル１つの開口面積を合計した値とする。この合計値と排ガス排出セルの開口面積を比較する。
（２）における第２排ガス導入セルの開口面積と第１排ガス導入セルの開口面積との比較は、第２排ガス導入セル１つと第１排ガス導入セル１つの開口面積を比較して行う。
（３）においては、排ガス排出セル１つに対して、第１排ガス導入セルが２つ、第２排ガス導入セルが１つ存在することから、第１排ガス導入セルの開口面積と第２排ガス導入セルの開口面積の合計は、第１排ガス導入セル２つの開口面積と第２排ガス導入セル１つの開口面積を合計した値とする。この合計値と排ガス排出セルの開口面積を比較する。
【0045】
また、本発明のハニカムフィルタでは、セルの長手方向に対して垂直な断面において、セルの断面形状を構成する辺の長さが以下の関係を満たす。
（４）第１排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち排ガス排出セルと対面する辺の長さが、第２排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち排ガス排出セルと対面する辺の長さより長い。
（４）第１排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち排ガス排出セルと対面する辺の長さが、第２排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち排ガス排出セルと対面する辺の長さより長い。
【0046】
ハニカムフィルタが上記（１）～（４）の関係を満たすことにより、触媒がコートされる前もしくはＰＭが堆積する前の段階で、第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差を小さくすることができる。
また、上記構成のハニカムフィルタでは、排ガス処理の初期の圧力損失（スス無し圧力損失）を低くできるとともに、ＰＭが堆積する表面積を大きくとることが可能となり、圧力損失を低く保つことができる。
また、上記構成のハニカムフィルタでは、排ガス処理の初期の圧力損失（スス無し圧力損失）を低くできるとともに、ＰＭが堆積する表面積を大きくとることが可能となり、圧力損失を低く保つことができる。
【0047】
本発明のハニカムフィルタは、触媒がコートされる前において第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差を小さくできる。そのため、キャリアガスを用いた触媒コート法により、触媒を第１排ガス導入セルを囲うセル隔壁の第１排ガス導入セル側の表面と、第２排ガス導入セルを囲うセル隔壁の第２排ガス導入セル側の表面に均一にコートすることができる。
そして、本発明のハニカムフィルタは、排ガス導入セルの壁面に触媒が担持されていることが好ましい。触媒としては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）などの貴金属を用いることができる。
そして、本発明のハニカムフィルタは、排ガス導入セルの壁面に触媒が担持されていることが好ましい。触媒としては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）などの貴金属を用いることができる。
【0048】
本発明のハニカムフィルタでは、第２排ガス導入セルの開口面積が第１排ガス導入セルの開口面積の１．３０～１．５０倍であることが好ましい。また、第１排ガス導入セルの開口面積と第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、排ガス排出セルの開口面積の１．７０～１．９０倍であることが好ましい。
【0049】
本発明のハニカムフィルタが満たす、上記（１）～（４）の関係について図面を参照して詳しく説明する。
図５、図６、図７及び図８は、ハニカム焼成体のセルの長手方向に垂直な断面におけるセル形状を、排ガス入口側から模式的に示す拡大端面図である。
図５に示すセル構造は、本発明のハニカムフィルタではないセル構造であり、図６、図７及び図８は、本発明のハニカムフィルタであるセル構造である。
図５、図６、図７及び図８は、ハニカム焼成体のセルの長手方向に垂直な断面におけるセル形状を、排ガス入口側から模式的に示す拡大端面図である。
図５に示すセル構造は、本発明のハニカムフィルタではないセル構造であり、図６、図７及び図８は、本発明のハニカムフィルタであるセル構造である。
【0050】
図５には、上記（１）の関係を満たしていないセル構造を示している。
図５に示す構造では、第２排ガス導入セル１４と排ガス排出セル１１の断面形状は、いずれも八角形であり、互いに合同である。そのため、排ガス排出セル１１の開口面積は第２排ガス導入セル１４の開口面積と同じであり、上記（１）の関係を満たさない。
また、第２排ガス導入セル１４の開口面積が第１排ガス導入セル１２の開口面積の２．２０倍よりも大きくなっているので上記（２）の関係を満たさない。
図５に示す構造では、第２排ガス導入セル１４と排ガス排出セル１１の断面形状は、いずれも八角形であり、互いに合同である。そのため、排ガス排出セル１１の開口面積は第２排ガス導入セル１４の開口面積と同じであり、上記（１）の関係を満たさない。
また、第２排ガス導入セル１４の開口面積が第１排ガス導入セル１２の開口面積の２．２０倍よりも大きくなっているので上記（２）の関係を満たさない。
【0051】
図６に示すセル構造は、図５に示す構造から、排ガス排出セル１１が第２排ガス導入セル１４と対面する辺１１ａを第２排ガス導入セル１４の側に（図６で矢印で示す方向に）移動させた構造に相当する。
このセル構造では、排ガス排出セル１１の開口面積は第２排ガス導入セル１４の開口面積より大きいので、上記（１）の関係を満たしている。
また、このセル構造では図５に示す構造よりも第２排ガス導入セル１４の開口面積が小さくなり、第１排ガス導入セル１２の開口面積は変わらない。そして、第２排ガス導入セル１４の開口面積が第１排ガス導入セル１２の開口面積の２．２０倍以下となり、上記（２）の関係を満たしている。
また、第１排ガス導入セル１２の開口面積と第２排ガス導入セル１４の開口面積の合計が、排ガス排出セル１１の開口面積の１．２０～２．００倍であるので、上記（３）の関係を満たしている。
また、第１排ガス導入セル１２の断面形状を構成する辺のうち排ガス排出セル１１と対面する辺１２ａの長さ（両矢印Ｗ１２ａで示す長さ）が第２排ガス導入セル１４の断面形状を構成する辺のうち排ガス排出セル１１と対面する辺１４ａの長さ（両矢印Ｗ１４ａで示す長さ）よりも長くなっており、そのため、上記（４）の関係を満たしている。
このセル構造では、排ガス排出セル１１の開口面積は第２排ガス導入セル１４の開口面積より大きいので、上記（１）の関係を満たしている。
また、このセル構造では図５に示す構造よりも第２排ガス導入セル１４の開口面積が小さくなり、第１排ガス導入セル１２の開口面積は変わらない。そして、第２排ガス導入セル１４の開口面積が第１排ガス導入セル１２の開口面積の２．２０倍以下となり、上記（２）の関係を満たしている。
また、第１排ガス導入セル１２の開口面積と第２排ガス導入セル１４の開口面積の合計が、排ガス排出セル１１の開口面積の１．２０～２．００倍であるので、上記（３）の関係を満たしている。
また、第１排ガス導入セル１２の断面形状を構成する辺のうち排ガス排出セル１１と対面する辺１２ａの長さ（両矢印Ｗ１２ａで示す長さ）が第２排ガス導入セル１４の断面形状を構成する辺のうち排ガス排出セル１１と対面する辺１４ａの長さ（両矢印Ｗ１４ａで示す長さ）よりも長くなっており、そのため、上記（４）の関係を満たしている。
【0052】
図７に示すセル構造は、図６に示す構造から、第１排ガス導入セル１２が第２排ガス導入セル１４と対面する辺１２ｂを第２排ガス導入セル１４の側に（図７で矢印で示す方向に）移動させた構造に相当する。この構造では、第１排ガス導入セル１２が長方形となる。
このセル構造では図６に示す構造よりも第２排ガス導入セル１４の開口面積が小さくなり、排ガス排出セル１１の開口面積はほぼ変わらない。そのため、依然として排ガス排出セル１１の開口面積は第２排ガス導入セル１４の開口面積より大きいので、上記（１）の関係を満たしている。
また、第１排ガス導入セル１２の開口面積が大きくなり、第２排ガス導入セル１４の開口面積は小さくなるが、依然として第２排ガス導入セル１４の開口面積が第１排ガス導入セル１２の開口面積の１．２０倍以上であるので上記（２）の関係を満たしている。
上記（３）と（４）の関係については、図６に示すセル構造と同様に満たしている。
このセル構造では図６に示す構造よりも第２排ガス導入セル１４の開口面積が小さくなり、排ガス排出セル１１の開口面積はほぼ変わらない。そのため、依然として排ガス排出セル１１の開口面積は第２排ガス導入セル１４の開口面積より大きいので、上記（１）の関係を満たしている。
また、第１排ガス導入セル１２の開口面積が大きくなり、第２排ガス導入セル１４の開口面積は小さくなるが、依然として第２排ガス導入セル１４の開口面積が第１排ガス導入セル１２の開口面積の１．２０倍以上であるので上記（２）の関係を満たしている。
上記（３）と（４）の関係については、図６に示すセル構造と同様に満たしている。
【0053】
図８に示すセル構造は、図７に示す構造から、排ガス排出セル１１が第１排ガス導入セル１２と対面する辺１１ｂを第１排ガス導入セル１２の側に（図８で矢印で示す方向に）移動させた構造に相当する。
このセル構造では図７に示す構造よりも排ガス排出セル１１の開口面積が大きくなり、第２排ガス導入セル１４の開口面積は変わらない。そのため、依然として排ガス排出セル１１の開口面積は第２排ガス導入セル１４の開口面積より大きいので、上記（１）の関係を満たしている。
また、第１排ガス導入セル１２の開口面積は小さくなり、第２排ガス導入セル１４の開口面積は変わらないが、依然として第２排ガス導入セルの開口面積が第１排ガス導入セルの開口面積の２．２０倍以下であるので上記（２）の関係を満たしている。
また、排ガス排出セル１１の開口面積が大きくなり、第１排ガス導入セル１２の開口面積は小さくなるが、依然として第１排ガス導入セルの開口面積と第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、排ガス排出セルの開口面積の１．２０倍以上であるので上記（３）の関係を満たしている。
上記（４）の関係については、図６及び図７に示すセル構造と同様に満たしている。
このセル構造では図７に示す構造よりも排ガス排出セル１１の開口面積が大きくなり、第２排ガス導入セル１４の開口面積は変わらない。そのため、依然として排ガス排出セル１１の開口面積は第２排ガス導入セル１４の開口面積より大きいので、上記（１）の関係を満たしている。
また、第１排ガス導入セル１２の開口面積は小さくなり、第２排ガス導入セル１４の開口面積は変わらないが、依然として第２排ガス導入セルの開口面積が第１排ガス導入セルの開口面積の２．２０倍以下であるので上記（２）の関係を満たしている。
また、排ガス排出セル１１の開口面積が大きくなり、第１排ガス導入セル１２の開口面積は小さくなるが、依然として第１排ガス導入セルの開口面積と第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、排ガス排出セルの開口面積の１．２０倍以上であるので上記（３）の関係を満たしている。
上記（４）の関係については、図６及び図７に示すセル構造と同様に満たしている。
【0054】
図５、図６、図７及び図８に示すようにセル構造を改変することによって、第２排ガス導入セルの開口面積と第１排ガス導入セルの開口面積の比率（上記（２）の関係）を調整することができる。また、排ガス導入セルの開口面積と排ガス排出セルの開口面積の比率（上記（３）の関係）を調整することができる。
これらの比率を適切な範囲に調整することにより、触媒がコートされる前もしくはＰＭが堆積する前の段階の第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差が小さいハニカムフィルタとすることができる。
また、ＰＭが堆積する前の圧力損失（スス無し圧力損失）を低くすることができる。
これらの比率を適切な範囲に調整することにより、触媒がコートされる前もしくはＰＭが堆積する前の段階の第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差が小さいハニカムフィルタとすることができる。
また、ＰＭが堆積する前の圧力損失（スス無し圧力損失）を低くすることができる。
【0055】
本明細書において、「長さ」、「厚さ」、「断面積」等の測定は、電子顕微鏡写真を用いて行うことが望ましい。電子顕微鏡写真の撮影は、例えば、電子顕微鏡（ＦＥ－ＳＥＭ：日立ハイテクノロジーズ社製 高分解能電界放出型走査電子顕微鏡 Ｓ－４８００）にて行うことができる。
また、電子顕微鏡写真の拡大倍率は、セルを構成するセル隔壁の表面（内壁）の粒子や気孔の凹凸が、セルの断面形状の特定や、辺の長さ、隔壁厚さ及びセルの断面積の計測に支障にならない程度の倍率であり、かつセルの断面形状の特定や、辺の長さ、セル隔壁の厚さ及びセルの断面積の計測が可能となる倍率を採用することが必要であり、拡大倍率３０倍の電子顕微鏡写真を用いて計測することが最適である。
すなわち、上述したセルの長さやセル隔壁の厚さの定義に基づき、電子顕微鏡写真のスケールを利用してセルの各辺の長さを測定して、その値を求め、断面積については、得られたセルの長さ等の値に基づき、算術的に求める。また、断面積について算術的に計測することが煩雑な場合は、電子顕微鏡写真のスケールから単位面積に相当する正方形（スケール長さを１辺とする正方形）を切り取り、この重量を測定、一方でセルの断面形状に沿ってセル断面を切り取り（多角形の場合に頂点部分が曲線となっている場合にはその曲線に沿って切り取り）、その切り取った部分の重量を測定する。重量比率からセルの断面の断面積を計算することができる。
また、電子顕微鏡写真の拡大倍率は、セルを構成するセル隔壁の表面（内壁）の粒子や気孔の凹凸が、セルの断面形状の特定や、辺の長さ、隔壁厚さ及びセルの断面積の計測に支障にならない程度の倍率であり、かつセルの断面形状の特定や、辺の長さ、セル隔壁の厚さ及びセルの断面積の計測が可能となる倍率を採用することが必要であり、拡大倍率３０倍の電子顕微鏡写真を用いて計測することが最適である。
すなわち、上述したセルの長さやセル隔壁の厚さの定義に基づき、電子顕微鏡写真のスケールを利用してセルの各辺の長さを測定して、その値を求め、断面積については、得られたセルの長さ等の値に基づき、算術的に求める。また、断面積について算術的に計測することが煩雑な場合は、電子顕微鏡写真のスケールから単位面積に相当する正方形（スケール長さを１辺とする正方形）を切り取り、この重量を測定、一方でセルの断面形状に沿ってセル断面を切り取り（多角形の場合に頂点部分が曲線となっている場合にはその曲線に沿って切り取り）、その切り取った部分の重量を測定する。重量比率からセルの断面の断面積を計算することができる。
【0056】
また、このような人手による計測の他に、電子顕微鏡写真を画像データとして取り込むか、電子顕微鏡から直接取り込んだ画像データを用い、写真のスケールを入力して、電子的な計測に置き換えて測定することも可能である。もちろん、人手による計測方法も電子化した計測方法も電子顕微鏡画像のスケールに基づいた計測であって、同一原理に基づいており、両者の計測結果に齟齬が発生しないことは言うまでもない。
【0057】
電子的な計測としては、画像解析式粒度分布ソフトウェア（株式会社マウンテック（Ｍｏｕｎｔｅｃｈ）製）ＭＡＣ－Ｖｉｅｗ（Ｖｅｒｓｉｏｎ３．５）なる計測ソフトウェアを用いることができる。このソフトウェアでは電子顕微鏡写真をスキャナーで取り込むか、電子顕微鏡から直接取り込んだ画像データを用い、当該写真のスケールを入力し、セルの内壁に沿って範囲を指定することで断面積を計測できる。また、画像中の任意の点間距離も電子顕微鏡写真のスケールを基に計測できる。
電子顕微鏡によりセル断面を撮影する際には、セルの長手方向に垂直にフィルタを切断し、その切断面が入るように、１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍのサンプルを準備し、サンプルを超音波洗浄するか、もしくは樹脂で包埋して、電子顕微鏡写真を撮影する。樹脂による包埋を行っても、セルの辺の長さ及びセル隔壁の厚さの計測には影響を与えない。
電子顕微鏡によりセル断面を撮影する際には、セルの長手方向に垂直にフィルタを切断し、その切断面が入るように、１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍのサンプルを準備し、サンプルを超音波洗浄するか、もしくは樹脂で包埋して、電子顕微鏡写真を撮影する。樹脂による包埋を行っても、セルの辺の長さ及びセル隔壁の厚さの計測には影響を与えない。
【0058】
ハニカム焼成体１０では、セル隔壁１３の気孔率は、３０～６５％であることが望ましい。
気孔率をこのように設定することにより、セル隔壁１３は、排ガス中のＰＭを良好に捕集することができ、かつ、セル隔壁１３に起因する圧力損失の上昇を抑制することができる。
セル隔壁の気孔率が３０％未満である場合、セル隔壁の気孔の割合が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を通過しにくくなり、排ガスがセル隔壁を通過する際の圧力損失が大きくなる。
セル隔壁の気孔率が６５％を超える場合、セル隔壁の機械的特性が低くなり、再生時等において、クラックが発生し易くなる。
気孔率をこのように設定することにより、セル隔壁１３は、排ガス中のＰＭを良好に捕集することができ、かつ、セル隔壁１３に起因する圧力損失の上昇を抑制することができる。
セル隔壁の気孔率が３０％未満である場合、セル隔壁の気孔の割合が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を通過しにくくなり、排ガスがセル隔壁を通過する際の圧力損失が大きくなる。
セル隔壁の気孔率が６５％を超える場合、セル隔壁の機械的特性が低くなり、再生時等において、クラックが発生し易くなる。
【0059】
ハニカム焼成体１０では、セル隔壁１３に含まれる気孔の平均気孔径は、５～２５μｍであることが望ましい。
平均気孔径が上記範囲であると、圧力損失の増加を抑制しながら、高い捕集効率でＰＭを捕集することができる。
セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径が５μｍ未満であると、気孔が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を通過する際の圧力損失が大きくなる。
セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径が２５μｍを超えると、気孔が大きくなりすぎるので、ＰＭの捕集効率が低下してしまう。
平均気孔径が上記範囲であると、圧力損失の増加を抑制しながら、高い捕集効率でＰＭを捕集することができる。
セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径が５μｍ未満であると、気孔が小さすぎるため、排ガスがセル隔壁を通過する際の圧力損失が大きくなる。
セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径が２５μｍを超えると、気孔が大きくなりすぎるので、ＰＭの捕集効率が低下してしまう。
【0060】
なお、本明細書において、「セル隔壁の気孔径」及び「セル隔壁の気孔率」は水銀圧入法にて接触角を１３０°、表面張力を４８５ｍＮ／ｍの条件で測定した値を意味する。
【0061】
ハニカム焼成体１０の材料は、多孔質材から構成されていれば特に限定されないが、ハニカム焼成体１０の構成材料としては、例えば、炭化ケイ素、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、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、アルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト、チタン酸アルミニウム等の酸化物セラミック、ケイ素含有炭化ケイ素等が挙げられる。これらのなかでは、炭化ケイ素、又は、ケイ素含有炭化ケイ素が好ましい。炭化ケイ素及びケイ素含有炭化ケイ素は、耐熱性に優れた材料である。このため、炭化ケイ素、又は、ケイ素含有炭化ケイ素からなるハニカム焼成体１０は耐熱性に優れる。
なお、ケイ素含有炭化ケイ素は、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたものであり、炭化ケイ素を６０ｗｔ％以上含むケイ素含有炭化ケイ素が好ましい。
なお、ケイ素含有炭化ケイ素は、炭化ケイ素に金属ケイ素が配合されたものであり、炭化ケイ素を６０ｗｔ％以上含むケイ素含有炭化ケイ素が好ましい。
【0062】
ハニカム焼成体１０の断面におけるセルの単位面積あたりの数は、３１～９３個／ｃｍ２（２００～６００個／ｉｎｃｈ２）であることが望ましい。
セルの単位面積あたりの数は、第１排ガス導入セル、第２排ガス導入セル及び排ガス排出セルの合計数である。各図面には、ハニカム焼成体の端面の面積に対して第１排ガス導入セル、第２排ガス導入セル及び排ガス排出セルの面積を説明のために模式的に大きく描いており、ハニカム焼成体の断面におけるセルの単位面積あたりの数が上記の範囲である場合、ハニカム焼成体１つあたりのセルの数は各図面におけるセルの数よりもかなり多くなる。
セルの単位面積あたりの数は、第１排ガス導入セル、第２排ガス導入セル及び排ガス排出セルの合計数である。各図面には、ハニカム焼成体の端面の面積に対して第１排ガス導入セル、第２排ガス導入セル及び排ガス排出セルの面積を説明のために模式的に大きく描いており、ハニカム焼成体の断面におけるセルの単位面積あたりの数が上記の範囲である場合、ハニカム焼成体１つあたりのセルの数は各図面におけるセルの数よりもかなり多くなる。
【0063】
次に、本発明に係るハニカムフィルタの製造方法について説明する。
なお、以下においては、セラミック粉末として、炭化ケイ素を用いる場合について説明する。
なお、以下においては、セラミック粉末として、炭化ケイ素を用いる場合について説明する。
【0064】
（１）セラミック粉末とバインダとを含む湿潤混合物を押出成形することによってハニカム成形体を作製する成形工程を行う。
具体的には、まず、セラミック粉末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、液状の可塑剤と、潤滑剤と、水とを混合することにより、ハニカム成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
具体的には、まず、セラミック粉末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、液状の可塑剤と、潤滑剤と、水とを混合することにより、ハニカム成形体製造用の湿潤混合物を調製する。
【0065】
上記湿潤混合物には、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。これらの中では、アルミナバルーンが望ましい。
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。これらの中では、アルミナバルーンが望ましい。
【0066】
続いて、上記湿潤混合物を押出成形機に投入し、押出成形することにより所定の形状のハニカム成形体を作製する。
この際、図３に示すセル構造（セルの形状及びセルの配置）を有する断面形状が作製されるような金型を用いてハニカム成形体を作製する。
この際、図３に示すセル構造（セルの形状及びセルの配置）を有する断面形状が作製されるような金型を用いてハニカム成形体を作製する。
【0067】
（２）ハニカム成形体を所定の長さに切断し、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機、凍結乾燥機等を用いて乾燥させた後、所定のセルに封止材となる封止材ペーストを充填して上記セルを目封止する目封止工程を行う。
ここで、封止材ペーストとしては、上記湿潤混合物を用いることができる。
ここで、封止材ペーストとしては、上記湿潤混合物を用いることができる。
【0068】
（３）ハニカム成形体を脱脂炉中、３００～６５０℃に加熱し、ハニカム成形体中の有機物を除去する脱脂工程を行った後、脱脂されたハニカム成形体を焼成炉に搬送し、２０００～２２００℃に加熱する焼成工程を行うことにより、図２に示したようなハニカム焼成体を作製する。
なお、セルの端部に充填された封止材ペーストは、加熱により焼成され、目封止材となる。
また、切断工程、乾燥工程、目封止工程、脱脂工程及び焼成工程の条件は、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
なお、セルの端部に充填された封止材ペーストは、加熱により焼成され、目封止材となる。
また、切断工程、乾燥工程、目封止工程、脱脂工程及び焼成工程の条件は、従来からハニカム焼成体を作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【0069】
（４）支持台上で複数個のハニカム焼成体を接着材ペーストを介して順次積み上げて結束する結束工程を行い、ハニカム焼成体が複数個積み上げられてなるハニカム集合体を作製する。
接着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粒子とからなるものを使用する。また、上記接着材ペーストは、さらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
接着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粒子とからなるものを使用する。また、上記接着材ペーストは、さらに無機繊維及び／又はウィスカを含んでいてもよい。
【0070】
上記接着材ペーストに含まれる無機粒子としては、例えば、炭化物粒子、窒化物粒子等が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素粒子、窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等が挙げられる。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。無機粒子の中では、熱伝導性に優れる炭化ケイ素粒子が望ましい。
【0071】
上記接着材ペーストに含まれる無機繊維及び／又はウィスカとしては、例えば、シリカ－アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等からなる無機繊維及び／又はウィスカ等が挙げられる。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。無機繊維の中では、アルミナファイバが望ましい。また、無機繊維は、生体溶解性ファイバであってもよい。
【0072】
さらに、上記接着材ペーストには、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。
【0073】
（５）次に、ハニカム集合体を加熱することにより接着材ペーストを加熱固化して接着材層とし、四角柱状のセラミックブロックを作製する。
接着材ペーストの加熱固化の条件は、従来からハニカムフィルタを作製する際に用いられている条件を適用することができる。
接着材ペーストの加熱固化の条件は、従来からハニカムフィルタを作製する際に用いられている条件を適用することができる。
【0074】
（６）セラミックブロックに切削加工を施す切削工程を行う。
具体的には、ダイヤモンドカッターを用いてセラミックブロックの外周を切削することにより、外周が略円柱状に加工されたセラミックブロックを作製する。
具体的には、ダイヤモンドカッターを用いてセラミックブロックの外周を切削することにより、外周が略円柱状に加工されたセラミックブロックを作製する。
【0075】
（７）略円柱状のセラミックブロックの外周面に、外周コート材ペーストを塗布し、乾燥固化して外周コート層を形成する外周コート層形成工程を行う。
ここで、外周コート材ペーストとしては、上記接着材ペーストを使用することができる。なお、外周コート材ペーストとして、上記接着材ペーストと異なる組成のペーストを使用してもよい。
なお、外周コート層は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。
外周コート層を設けることによって、セラミックブロックの外周の形状を整えて、円柱状のハニカムフィルタとすることができる。
以上の工程によって、ハニカム焼成体を含む本発明に係るハニカムフィルタを作製することができる。
ここで、外周コート材ペーストとしては、上記接着材ペーストを使用することができる。なお、外周コート材ペーストとして、上記接着材ペーストと異なる組成のペーストを使用してもよい。
なお、外周コート層は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて設ければよい。
外周コート層を設けることによって、セラミックブロックの外周の形状を整えて、円柱状のハニカムフィルタとすることができる。
以上の工程によって、ハニカム焼成体を含む本発明に係るハニカムフィルタを作製することができる。
【0076】
上記工程では、切削工程を行うことにより所定形状のハニカムフィルタを作製していたが、ハニカム焼成体を作製する工程において、外周全体に外周壁を有する複数形状のハニカム焼成体を作製し、それら複数形状のハニカム焼成体を接着材層を介して組み合わせることにより円柱等の所定形状となるようにしてもよい。この場合には、切削工程を省略することができる。
【0077】
ここまでに説明したハニカムフィルタでは、複数のハニカム焼成体が集合して形成された、いわゆる集合型のハニカムフィルタであったが、本発明のハニカムフィルタは、１つのハニカム焼成体からなる、いわゆる一体型ハニカムフィルタであってもよい。
【0078】
また、これまでに説明したハニカムフィルタでは、ハニカム焼成体の外周壁が、角部以外で一定の厚さであり、ハニカム焼成体の最外周にある排ガス導入セルの断面の形状が一部カットされていた。
しかし、本発明のハニカムフィルタでは、ハニカム焼成体の最外周にある排ガス導入セルの断面形状はカットされておらず、外周壁の厚さが一定の厚さでなくてもよい。
しかし、本発明のハニカムフィルタでは、ハニカム焼成体の最外周にある排ガス導入セルの断面形状はカットされておらず、外周壁の厚さが一定の厚さでなくてもよい。
【0079】
本明細書には以下の事項が開示されている。
【0080】
本開示（１）は、排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、排ガス入口側の端部が開口され、かつ、排ガス出口側の端部が封止された排ガス導入セルと、排ガス出口側の端部が開口され、かつ、排ガス入口側の端部が封止された排ガス排出セルとを備えてなり、上記排ガス導入セル及び上記排ガス排出セルの長手方向に垂直方向の断面形状は、封止部分を除き上記排ガス入口側の端部から上記排ガス出口側の端部にかけて、それぞれのセルにおいて同じであるハニカムフィルタであって、上記排ガス排出セルの周囲全体に、上記セル隔壁を隔てて上記排ガス導入セルが隣接してなり、上記排ガス導入セルは、断面形状の異なる第１排ガス導入セルと第２排ガス導入セルの２種類からなり、かつ、セルの長手方向に対して垂直な断面において、上記排ガス排出セルの開口面積は、上記第２排ガス導入セルの開口面積より大きく形成されており、セルの長手方向に対して垂直な断面において、上記排ガス排出セル及び上記排ガス導入セルは、いずれも多角形からなり、上記第１排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち、上記排ガス排出セルと対面している辺の長さが、上記第２排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち、上記排ガス排出セルと対面している辺の長さよりも長く、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第２排ガス導入セルの開口面積が上記第１排ガス導入セルの開口面積の１．２０～２．２０倍であり、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルの開口面積と上記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、上記排ガス排出セルの開口面積の１．２０～２．００倍であることを特徴とするハニカムフィルタである。
【0081】
本開示（２）は、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルは四角形であり、上記第２排ガス導入セルは八角形であり、上記排ガス排出セルは八角形である本開示（１）に記載のハニカムフィルタである。
【0082】
本開示（３）は、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルは長方形である本開示（１）又は（２）に記載のハニカムフィルタである。
【0083】
本開示（４）は、セルの長手方向に垂直な断面において、上記第２排ガス導入セルの開口面積が上記第１排ガス導入セルの開口面積の１．３０～１．５０倍であり、
セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルの開口面積と上記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、上記排ガス排出セルの開口面積の１．７０～１．９０倍である本開示（１）～（３）のいずれかに記載のハニカムフィルタである。
セルの長手方向に垂直な断面において、上記第１排ガス導入セルの開口面積と上記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、上記排ガス排出セルの開口面積の１．７０～１．９０倍である本開示（１）～（３）のいずれかに記載のハニカムフィルタである。
【0084】
本開示（５）は、本開示（２）に記載のハニカムフィルタであり、かつ、セルの長手方向に垂直な断面において、上記排ガス排出セルの周囲にはセル隔壁を隔てて上記第１排ガス導入セルと上記第２排ガス導入セルとがそれぞれ４つずつ交互に配置されて上記排ガス排出セルを包囲してなり、また、上記排ガス排出セルを包囲している４つの上記第２排ガス導入セルの断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、上記排ガス排出セルの断面形状からなる図形領域を通過する２本の線分の交点は、上記排ガス排出セルの断面形状である八角形の幾何学的な重心と一致してなり、かつ、上記４つの第２排ガス導入セルの断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、上記排ガス排出セルの断面形状からなる図形領域を通過しない４本は、四角形を構成し、その各辺の中点は上記排ガス排出セルを包囲している４つの上記第１排ガス導入セルの断面形状である各四角形の幾何学的な重心と一致するように、上記排ガス排出セル、上記第１排ガス導入セル及び上記第２排ガス導入セルがそれぞれ配置されてなる本開示（１）～（４）のいずれかに記載のハニカムフィルタである。
【0085】
本開示（６）は、上記ハニカムフィルタは、上記排ガス排出セル、上記第１排ガス導入セル及び上記第２排ガス導入セルを有し、外周に外周壁を有する複数のハニカム焼成体が接着材層を介して接着されることにより形成されている本開示（１）～（５）のいずれかに記載のハニカムフィルタである。
【0086】
本開示（７）は、上記ハニカム焼成体は、炭化ケイ素、又は、ケイ素含有炭化ケイ素からなる本開示（６）に記載のハニカムフィルタである。
【0087】
本開示（８）は、上記セル隔壁の厚さは、０．０５～０．３０ｍｍである本開示（１）～（７）のいずれかに記載のハニカムフィルタである。
【0088】
本開示（９）は、上記セル隔壁の気孔率は、３０～６５％である本開示（１）～（８）のいずれかに記載のハニカムフィルタである。
【0089】
本開示（１０）は、上記セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径は、５～２５μｍである本開示（１）～（９）のいずれかに記載のハニカムフィルタである。
【0090】
本開示（１１）は、上記ハニカムフィルタの外周に外周コート層が形成されている本開示（１）～（１０）のいずれかに記載のハニカムフィルタである。
【0091】
本開示（１２）は、上記排ガス導入セルの壁面に触媒が担持されている、本開示（１）～（１１）のいずれかに記載のハニカムフィルタである。
【実施例0092】
平均粒子径２２μｍを有する炭化ケイ素の粗粉末５４．６重量％と、平均粒子径０．５μｍの炭化ケイ素の微粉末２３．４重量％とを混合し、得られた混合物に対して、有機バインダ（メチルセルロース）４．４重量％、潤滑剤（日油社製 ユニルーブ）２．６重量％、グリセリン１．２重量％、及び、水１３．８重量％を加えて混練して湿潤混合物を得た後、押出成形する成形工程を行った。
本工程では、図２に示したハニカム焼成体１０と同様の形状であって、セルの目封止をしていない生のハニカム成形体を作製した。
本工程では、図２に示したハニカム焼成体１０と同様の形状であって、セルの目封止をしていない生のハニカム成形体を作製した。
【0093】
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ることにより、ハニカム成形体の乾燥体を作製した。その後、ハニカム成形体の乾燥体の所定のセルに封止材ペーストを充填してセルの目封止を行った。
具体的には、排ガス入口側の端部及び排ガス出口側の端部が図３に示す位置で目封止されるようにセルの目封止を行った。
なお、上記湿潤混合物を封止材ペーストとして使用した。セルの目封止を行った後、封止材ペーストを充填したハニカム成形体の乾燥体を再び乾燥機を用いて乾燥させた。
具体的には、排ガス入口側の端部及び排ガス出口側の端部が図３に示す位置で目封止されるようにセルの目封止を行った。
なお、上記湿潤混合物を封止材ペーストとして使用した。セルの目封止を行った後、封止材ペーストを充填したハニカム成形体の乾燥体を再び乾燥機を用いて乾燥させた。
【0094】
続いて、セルの目封止を行ったハニカム成形体の乾燥体を４００℃で脱脂する脱脂処理を行い、さらに、常圧のアルゴン雰囲気下２２００℃、３時間の条件で焼成処理を行った。
これにより、ハニカム焼成体を作製した。
ハニカム焼成体のサイズは、３６．４ｍｍ×３６．４ｍｍ×１７７．８ｍｍであり、セル隔壁の厚さはいずれも０．２０ｍｍであり、気孔率が３８％、平均気孔径が１２μｍ、各目封止の長さは５ｍｍであった。
これにより、ハニカム焼成体を作製した。
ハニカム焼成体のサイズは、３６．４ｍｍ×３６．４ｍｍ×１７７．８ｍｍであり、セル隔壁の厚さはいずれも０．２０ｍｍであり、気孔率が３８％、平均気孔径が１２μｍ、各目封止の長さは５ｍｍであった。
【0095】
出来上がったハニカム焼成体を、ＳｉＣ粒子、シリカゾル、ムライトファイバの混合物からなる接着材ペーストを用いて複数個結束させ、外周を加工し、外周に接着材ペーストと同じ材料からなるコート層を設けてφ３３０．２ｍｍ×１７７．８ｍｍの円筒状のハニカムフィルタを作製した。
【0096】
上記の工程により製造されるハニカム焼成体のセル構造を変更して、以下のように複数種類のハニカムフィルタを作製した。
【0097】
（比較例１）
図５に示すセル構造のように第２排ガス導入セルと排ガス排出セルの断面形状が合同のもの。
図５におけるセルの寸法は以下のとおりである。
第１排ガス導入セルのピッチ（両矢印Ｌ１で示す寸法）＝１．１８３ｍｍ
第２排ガス導入セルのピッチ（両矢印Ｌ２で示す寸法）＝１．７０３ｍｍ
第１排ガス導入セルの中心と排ガス排出セルの中心の中心間距離（両矢印Ｌ３で示す寸法）＝１．４４３ｍｍ
第１排ガス導入セルのピッチＬ１は、第１排ガス導入セルの両端の第１セル隔壁の中心間の距離である。
第２排ガス導入セルのピッチＬ２は、第２排ガス導入セルの両端の第１セル隔壁の中心間の距離である。
第１排ガス導入セルの中心と排ガス排出セルの中心の中心間距離Ｌ３は、第２セル隔壁を隔てた第１排ガス導入セルの中心と排ガス排出セルの中心の間の距離である。
第１排ガス導入セルの中心と第２排ガス導入セルの中心間距離も両矢印Ｌ３で示す寸法と同じであり、１．４４３ｍｍである。
第１排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、辺の長さが０．９８３ｍｍの正方形であり、第２排ガス導入セル及び排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．１００ｍｍの長辺と、長さが０．２８５ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であった。なお、長辺と短辺とのなす角の角度は１３５°であった。
図５に示すセル構造のように第２排ガス導入セルと排ガス排出セルの断面形状が合同のもの。
図５におけるセルの寸法は以下のとおりである。
第１排ガス導入セルのピッチ（両矢印Ｌ１で示す寸法）＝１．１８３ｍｍ
第２排ガス導入セルのピッチ（両矢印Ｌ２で示す寸法）＝１．７０３ｍｍ
第１排ガス導入セルの中心と排ガス排出セルの中心の中心間距離（両矢印Ｌ３で示す寸法）＝１．４４３ｍｍ
第１排ガス導入セルのピッチＬ１は、第１排ガス導入セルの両端の第１セル隔壁の中心間の距離である。
第２排ガス導入セルのピッチＬ２は、第２排ガス導入セルの両端の第１セル隔壁の中心間の距離である。
第１排ガス導入セルの中心と排ガス排出セルの中心の中心間距離Ｌ３は、第２セル隔壁を隔てた第１排ガス導入セルの中心と排ガス排出セルの中心の間の距離である。
第１排ガス導入セルの中心と第２排ガス導入セルの中心間距離も両矢印Ｌ３で示す寸法と同じであり、１．４４３ｍｍである。
第１排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、辺の長さが０．９８３ｍｍの正方形であり、第２排ガス導入セル及び排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．１００ｍｍの長辺と、長さが０．２８５ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であった。なお、長辺と短辺とのなす角の角度は１３５°であった。
【0098】
（実施例１）
比較例１のセル構造を図６に示すセル構造のように改変したもの。
図５に示す構造から、排ガス排出セル１１が第２排ガス導入セル１４と対面する辺１１ａを第２排ガス導入セル１４の側に（図６で矢印で示す方向に）０．１ｍｍ移動させた構造に相当する。
第１排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、辺の長さが０．９８３ｍｍの正方形であり、第２排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが０．８１７ｍｍの長辺と、長さが０．４８５ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であり、排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．３８８ｍｍの長辺と、長さが０．０８０ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であった。なお、長辺と短辺とのなす角の角度は１３５°であった。
比較例１のセル構造を図６に示すセル構造のように改変したもの。
図５に示す構造から、排ガス排出セル１１が第２排ガス導入セル１４と対面する辺１１ａを第２排ガス導入セル１４の側に（図６で矢印で示す方向に）０．１ｍｍ移動させた構造に相当する。
第１排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、辺の長さが０．９８３ｍｍの正方形であり、第２排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが０．８１７ｍｍの長辺と、長さが０．４８５ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であり、排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．３８８ｍｍの長辺と、長さが０．０８０ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であった。なお、長辺と短辺とのなす角の角度は１３５°であった。
【0099】
（実施例２）
実施例１のセル構造を図７に示すセル構造のように改変したもの。
図６に示す構造から、第１排ガス導入セル１２が第２排ガス導入セル１４と対面する辺１２ｂを第２排ガス導入セル１４の側に（図７で矢印で示す方向に）０．１ｍｍ移動させた構造に相当する。
第１排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長辺の長さが１．１８３ｍｍ、短辺の長さが０．９８３ｍｍの長方形であり、第２排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．０１７ｍｍの長辺と、長さが０．２０２ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であり、排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．３８８ｍｍの長辺と、長さが０．０８０ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であった。なお、長辺と短辺とのなす角の角度は１３５°であった。
実施例１のセル構造を図７に示すセル構造のように改変したもの。
図６に示す構造から、第１排ガス導入セル１２が第２排ガス導入セル１４と対面する辺１２ｂを第２排ガス導入セル１４の側に（図７で矢印で示す方向に）０．１ｍｍ移動させた構造に相当する。
第１排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長辺の長さが１．１８３ｍｍ、短辺の長さが０．９８３ｍｍの長方形であり、第２排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．０１７ｍｍの長辺と、長さが０．２０２ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であり、排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．３８８ｍｍの長辺と、長さが０．０８０ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であった。なお、長辺と短辺とのなす角の角度は１３５°であった。
【0100】
（実施例３）
実施例２のセル構造を図８に示すセル構造のように改変したもの。
図７に示す構造から、排ガス排出セル１１が第１排ガス導入セル１２と対面する辺１１ｂを第１排ガス導入セル１２の側に（図８で矢印で示す方向に）０．１ｍｍ移動させた構造に相当する。
第１排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長辺の長さが１．１８３ｍｍ、短辺の長さが０．７８３ｍｍの長方形であり、第２排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．０１７ｍｍの長辺と、長さが０．２０２ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であり、排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．２８１ｍｍの長辺と、長さが０．２７０ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であった。なお、長辺と短辺とのなす角の角度は１３５°であった。
実施例２のセル構造を図８に示すセル構造のように改変したもの。
図７に示す構造から、排ガス排出セル１１が第１排ガス導入セル１２と対面する辺１１ｂを第１排ガス導入セル１２の側に（図８で矢印で示す方向に）０．１ｍｍ移動させた構造に相当する。
第１排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長辺の長さが１．１８３ｍｍ、短辺の長さが０．７８３ｍｍの長方形であり、第２排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．０１７ｍｍの長辺と、長さが０．２０２ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であり、排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．２８１ｍｍの長辺と、長さが０．２７０ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であった。なお、長辺と短辺とのなす角の角度は１３５°であった。
【0101】
なお、各実施例のハニカムフィルタでは、第１排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち排ガス排出セルと対面する辺の長さが、第２排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち排ガス排出セルと対面する辺の長さより長くなっていた（すなわち、上記（４）の条件を満たしていた）。
【0102】
（比較例２）
図９は、比較例２のハニカム焼成体のセルの長手方向に垂直な断面におけるセル形状を、排ガス入口側から模式的に示す拡大端面図である。
図９に示すセル構造のように、セルの長手方向に垂直な断面において、第１排ガス導入セルの断面形状が正方形であり、第２排ガス導入セルの断面形状と排ガス排出セルの断面形状が合同な八角形であるもの。
図９におけるセルの寸法は以下のとおりである。
第１排ガス導入セルのピッチ（両矢印Ｌ１で示す寸法）＝１．３１８ｍｍ
第２排ガス導入セルのピッチ（両矢印Ｌ２で示す寸法）＝１．５６８ｍｍ
第１排ガス導入セルの中心と排ガス排出セルの中心の中心間距離（両矢印Ｌ３で示す寸法）＝１．４４３ｍｍ
第１排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、辺の長さが１．１１８ｍｍの正方形であり、第２排ガス導入セル及び排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．２３５ｍｍの長辺と、長さが０．０９４ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であった。なお、長辺と短辺とのなす角の角度は１３５°であった。
図９は、比較例２のハニカム焼成体のセルの長手方向に垂直な断面におけるセル形状を、排ガス入口側から模式的に示す拡大端面図である。
図９に示すセル構造のように、セルの長手方向に垂直な断面において、第１排ガス導入セルの断面形状が正方形であり、第２排ガス導入セルの断面形状と排ガス排出セルの断面形状が合同な八角形であるもの。
図９におけるセルの寸法は以下のとおりである。
第１排ガス導入セルのピッチ（両矢印Ｌ１で示す寸法）＝１．３１８ｍｍ
第２排ガス導入セルのピッチ（両矢印Ｌ２で示す寸法）＝１．５６８ｍｍ
第１排ガス導入セルの中心と排ガス排出セルの中心の中心間距離（両矢印Ｌ３で示す寸法）＝１．４４３ｍｍ
第１排ガス導入セルの長手方向に垂直な断面の形状は、辺の長さが１．１１８ｍｍの正方形であり、第２排ガス導入セル及び排ガス排出セルの長手方向に垂直な断面の形状は、長さが１．２３５ｍｍの長辺と、長さが０．０９４ｍｍの短辺とが４つずつ交互に配置されてなる八角形であった。なお、長辺と短辺とのなす角の角度は１３５°であった。
【0103】
（ガス流量及び圧力損失シミュレーション）
実施例１～３及び比較例１、２に係るハニカムフィルタに対して、以下の条件で各セルのガス流量及び圧力損失のシミュレーションを行った。
セル隔壁のガス透過性は５．３１×１０―１３［ｍ２］とした。
シミュレーションに用いたソフトウェアは、「ＳＴＡＲ－ＣＣＭ＋」であった。
シミュレーションの系は、最小のセルの繰り返し単位（第１排ガス導入セルの１／４を２つ、第２排ガス導入セルの１／４、排ガス排出セルの１／４）となる断面を用い、ハニカムフィルタへの流入するガスの温度を４１０℃、ガスの断面流速を、１０ｍ／ｓとした。
この時の、第１排ガス導入セルと第２排ガス導入セルに流入するガス流量を、それぞれのセルに流入するガスの断面流速とセルの断面積から算出し、その流量比（第２排ガス導入セルに流入するガス流量／第１排ガス導入セルに流入するガス流量）とともに、結果を表１に示した。
また、このときの、ハニカムフィルタの排ガス入口側の端面における全ガス圧と排ガス出口側の端面から１００ｍｍ後方での全ガス圧との差を、ハニカムフィルタの圧力損失とし、結果を表１に示した。
実施例１～３及び比較例１、２に係るハニカムフィルタに対して、以下の条件で各セルのガス流量及び圧力損失のシミュレーションを行った。
セル隔壁のガス透過性は５．３１×１０―１３［ｍ２］とした。
シミュレーションに用いたソフトウェアは、「ＳＴＡＲ－ＣＣＭ＋」であった。
シミュレーションの系は、最小のセルの繰り返し単位（第１排ガス導入セルの１／４を２つ、第２排ガス導入セルの１／４、排ガス排出セルの１／４）となる断面を用い、ハニカムフィルタへの流入するガスの温度を４１０℃、ガスの断面流速を、１０ｍ／ｓとした。
この時の、第１排ガス導入セルと第２排ガス導入セルに流入するガス流量を、それぞれのセルに流入するガスの断面流速とセルの断面積から算出し、その流量比（第２排ガス導入セルに流入するガス流量／第１排ガス導入セルに流入するガス流量）とともに、結果を表１に示した。
また、このときの、ハニカムフィルタの排ガス入口側の端面における全ガス圧と排ガス出口側の端面から１００ｍｍ後方での全ガス圧との差を、ハニカムフィルタの圧力損失とし、結果を表１に示した。
【0104】
【表1】
【0105】
各実施例のハニカムフィルタでは、第１排ガス導入セルと第２排ガス導入セルに流れるガス流量の比（第２／第１流量比）が１に近くなっており、かつ、圧力損失も小さくなっていた。
とくに実施例２のセル構成において、第２／第１流量比が最も１に近くなっていた。これは、第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差が小さいことを表し、これによってキャリアガスを用いた触媒コート法により触媒をセル隔壁に均一にコートすることができる。
とくに実施例２のセル構成において、第２／第１流量比が最も１に近くなっていた。これは、第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差が小さいことを表し、これによってキャリアガスを用いた触媒コート法により触媒をセル隔壁に均一にコートすることができる。
【0106】
図１０は、表１に示す第２／第１流量比を横軸に、第２／第１面積比を縦軸にとってプロットし、近似直線を引いた図である。
図１０から、第２／第１流量比と第２／第１面積比の関係が直線近似でき、この近似直線によると第２／第１流量比が１．００になるのは第２／第１面積比が１．２０のときであることがわかる。このことから、本発明のハニカムフィルタでは第２排ガス導入セルの開口面積の第１排ガス導入セルの開口面積に対する比（第２／第１面積比）の下限値を１．２０と規定している。
図１０から、第２／第１流量比と第２／第１面積比の関係が直線近似でき、この近似直線によると第２／第１流量比が１．００になるのは第２／第１面積比が１．２０のときであることがわかる。このことから、本発明のハニカムフィルタでは第２排ガス導入セルの開口面積の第１排ガス導入セルの開口面積に対する比（第２／第１面積比）の下限値を１．２０と規定している。
【0107】
比較例１のハニカムフィルタは、第２排ガス導入セルの開口面積が第１排ガス導入セルの開口面積の２．２０倍を超えていて、第２／第１流量比が大きくなっていた。
比較例２のハニカムフィルタは、第１排ガス導入セルの開口面積と第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、排ガス排出セルの開口面積の２．００倍を超えていて、圧力損失が大きくなっていた。
比較例２のハニカムフィルタは、第１排ガス導入セルの開口面積と第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、排ガス排出セルの開口面積の２．００倍を超えていて、圧力損失が大きくなっていた。
【符号の説明】
【0108】
１０ ハニカム焼成体
１０ａ 排ガス入口側の端部
１０ｂ 排ガス出口側の端部
１１ 排ガス排出セル
１１ａ 排ガス排出セルが第２排ガス導入セルと対面する辺
１１ｂ 排ガス排出セルが第１排ガス導入セルと対面する辺
１２、１２Ａ 第１排ガス導入セル
１２ａ 第１排ガス導入セルが排ガス排出セルと対面する辺
１２ｂ 第１排ガス導入セルが第２排ガス導入セルと対面する辺
１３ セル隔壁
１３ａ 第１セル隔壁
１３ｂ 第２セル隔壁
１３ｃ 第３セル隔壁
１４、１４Ａ、１４Ｂ 第２排ガス導入セル
１４ａ 第２排ガス導入セルが排ガス排出セルと対面する辺
１４ｂ 第２排ガス導入セルが第１排ガス導入セルと対面する辺
１５ 接着材層
１６ 外周コート層
１７ 外周壁
１８ セラミックブロック
２０ ハニカムフィルタ
４０ 面取り部
１０ａ 排ガス入口側の端部
１０ｂ 排ガス出口側の端部
１１ 排ガス排出セル
１１ａ 排ガス排出セルが第２排ガス導入セルと対面する辺
１１ｂ 排ガス排出セルが第１排ガス導入セルと対面する辺
１２、１２Ａ 第１排ガス導入セル
１２ａ 第１排ガス導入セルが排ガス排出セルと対面する辺
１２ｂ 第１排ガス導入セルが第２排ガス導入セルと対面する辺
１３ セル隔壁
１３ａ 第１セル隔壁
１３ｂ 第２セル隔壁
１３ｃ 第３セル隔壁
１４、１４Ａ、１４Ｂ 第２排ガス導入セル
１４ａ 第２排ガス導入セルが排ガス排出セルと対面する辺
１４ｂ 第２排ガス導入セルが第１排ガス導入セルと対面する辺
１５ 接着材層
１６ 外周コート層
１７ 外周壁
１８ セラミックブロック
２０ ハニカムフィルタ
４０ 面取り部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】