(57)【要約】【課題】低圧損と高捕集率とを高いレベルで兼ね備える排ガス浄化フィルタを提供する。【解決手段】外皮１１、外皮内をハニカム状に区画する多孔質の隔壁１２、及び隔壁１２に囲まれたセル１３を有する排ガス浄化フィルタ１である。隔壁１２の気孔経路長１０μｍ毎の頻度ヒストグラムにて表される隔壁１２の気孔経路長分布において、累積頻度が５８％以上である。累積頻度は、最大ピーク頻度を含んで隣接する合計３つの階級の頻度を加算した値の最大値である【選択図】図１
2019002298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外皮（１１）と、
上記外皮内をハニカム状に区画する多孔質の隔壁（１２）と、
上記隔壁に囲まれたセル（１３）と、を有し、
上記隔壁の気孔経路長１０μｍ毎の頻度ヒストグラムにて表される上記隔壁の気孔経路長分布において、最大ピーク頻度を含んで隣接する合計３つの階級の頻度を加算した値の最大値である累積頻度が５８％以上である、排ガス浄化フィルタ（１）。
【請求項２】
上記隔壁のガス透過係数ｋが０．８×１０-12ｍ2以上である、請求項１に記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項３】
上記排ガス浄化フィルタの粒子状物質の捕集率Ａと上記ガス透過係数ｋとが下記式（Ｉ）の関係を満足する、請求項２に記載の排ガス浄化フィルタ。
Ａ＞−３．９４ｋ2−３２．６７ｋ＋９１．４５  ・・・（Ｉ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隔壁の気孔経路長分布が調整された排ガス浄化フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関、ボイラー等の熱機関から排出される排気ガス中には、パティキュレートと呼ばれる粒子状物質が含まれる。パティキュレートのことを以下適宜「ＰＭ」という。排ガス中のＰＭを捕集するために排ガス浄化フィルタが用いられている。
【０００３】
排ガス浄化フィルタに捕集、蓄積されたＰＭは、燃焼除去される。ＰＭの燃焼除去を低温にて行うために、排ガス浄化フィルタには、例えば貴金属からなる触媒が担持される。
【０００４】
排ガス浄化フィルタには、ＰＭの捕集率を高めつつ、圧力損失を低減させることが求められている。そのためには、排ガス浄化フィルタの気孔特性の制御が重要になる。なお、ＰＭの捕集率を以下適宜「捕集率」といい、圧力損失のことを以下適宜「圧損」という。
【０００５】
そこで、特許文献１には、気孔率、水銀圧入法による測定されるメジアン細孔径、気孔径分布の傾き等の各パラメータを調整したセラミックハニカム構造体が提案されている。このようなセラミックスハニカム構造体においては、ガス透過係数をある程度大きくして圧損を低くしつつ、捕集率を高めることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５６７３６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のように水銀ポロシメータ等によるメジアン細孔径や気孔径分布を調整しても、低圧損と高捕集率とを兼備させるには不十分であった。具体的には、上述の従来のセラミックハニカム構造体においては、低圧損と高捕集率とを両立できるガス透過係数の範囲は０．５５〜０．５９程度であり、圧損と捕集率のトレードオフの関係を十分に脱却できない。
【０００８】
これは、隔壁内の気孔の中には、ガス流れに影響する気孔と、ガス流れに影響しない気孔が存在するためであると考えられる。従来のように隔壁の開気孔を網羅的に調整しても特性向上には限界がある。したがって、ガス流れに影響のある気孔に着目してその気孔特性を制御することが重要である。
【０００９】
また、排ガス浄化フィルタの基材に触媒をコートすると、通常、ガス透過係数が低下し、圧損が増大してしまう。この触媒コートによるガス透過係数の低下を考慮すると、触媒コート前の基材のガス透過係数を０．８以上に高めることが望まれる。つまり、ガス透過係数をより高くして圧損を低減しながらも、捕集率をより高めることが望まれる。
【００１０】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、低圧損と高捕集率とを高いレベルで兼ね備える排ガス浄化フィルタを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、外皮（１１）と、
上記外皮内をハニカム状に区画する多孔質の隔壁（１２）と、
上記隔壁に囲まれたセル（１３）と、を有し、
上記隔壁の気孔経路長１０μｍ毎の頻度ヒストグラムにて表される上記隔壁の気孔経路長分布において、最大ピーク頻度を含んで隣接する合計３つの階級の頻度を加算した値の最大値である累積頻度が５８％以上である、排ガス浄化フィルタ（１）にある。
【発明の効果】
【００１２】
上記排ガス浄化フィルタは、隔壁の気孔経路長１０μｍ毎の頻度ヒストグラムにおいて、累積頻度が５８％以上である。累積頻度は、隣接する合計３つの階級の頻度を加算した値の最大値であり、最大ピーク頻度を含む。具体的には、例えば頻度ヒストグラムにおける最大ピークとその両隣のピークとの合計３つのピークの累積値が５８％以上になっている。そのため、ガス透過係数を十分に高めて圧損を低くしても、捕集率を十分に高めることができる。したがって、例えば排ガス浄化フィルタに触媒をコートしても低圧損と高捕集率とを十分に保持することができる。
【００１３】
この理由は、次の通りである。気孔経路長は、連通する気孔の最短経路であり、隔壁内を流れる排ガスの距離に置き換えることができる。気孔経路長が長いほど、その気孔の圧損が高くなるため、排ガスは流れ難くなる。これは、気孔が有効活用されないことを意味する。つまり、気孔経路長分布において気孔経路長が長い階級の頻度が小さいほど、気孔経路長の短い気孔にガスが分散して流れるため、捕集率が低下し、ガス透過係数が大きくなり圧損が小さくなる。一方、気孔経路長が短い階級の頻度が小さいほど、気孔経路長の長い気孔にガスが分散して流れるため、捕集率が向上し、ガス透過係数が小さくなり圧損が大きくなる。
【００１４】
上記頻度ヒストグラムにおいて、最大ピークを含んで隣接する合計３つピークは、ガス流れに使用される気孔経路長を有する気孔となる。これらの気孔の累積頻度を５８％以上にまで高めることは、隔壁において実際に排ガスが流れる気孔を増やすことになる。つまり、排ガス流速が低下して捕集率が十分に向上し、気孔が有孔活用されるためにガス透過係数を向上でき、圧損を十分に低くすることができる。
【００１５】
以上のごとく、上記態様によれば、低圧損と高捕集率とを高いレベルで兼ね備える排ガス浄化フィルタを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１における排ガス浄化フィルタの斜視図。
【図２】実施形態１における、排ガス浄化フィルタの軸方向における部分断面拡大図。
【図３】実施形態１における、排ガス浄化フィルタにおける隔壁の拡大断面図。
【図４】実施形態１における、連通孔及び非連通孔を有する隔壁の断面模式図。
【図５】実施形態１における、（ａ）気孔経路長が不均一な連通孔を有する隔壁の断面模式図、（ｂ）気孔経路長が均一な連通孔を有する隔壁の断面模式図。
【図６】実施形態１における、（ａ）排ガス浄化フィルタの隔壁のＣＴスキャン画像を示す図、（ｂ）ＣＴスキャン画像の二値化処理画像を示す図。
【図７】実施形態１における、隔壁の気孔経路の細線化処理画像を示す図。
【図８】実施形態１における、気孔経路長分布の頻度ヒストグラムを示す図。
【図９】実施形態２における、実施例１の気孔経路長分布の頻度ヒストグラムを示す図。
【図１０】実施形態２における、実施例２の気孔経路長分布の頻度ヒストグラムを示す図。
【図１１】実施形態２における、実施例３の気孔経路長分布の頻度ヒストグラムを示す図。
【図１２】実施形態２における、実施例４の気孔経路長分布の頻度ヒストグラムを示す図。
【図１３】実施形態２における、実施例５の気孔経路長分布の頻度ヒストグラムを示す図。
【図１４】実施形態２における、比較例１の気孔経路長分布の頻度ヒストグラムを示す図。
【図１５】実施形態２における、比較例２の気孔経路長分布の頻度ヒストグラムを示す図。
【図１６】実施形態２における、累積頻度と捕集率との関係を示す図。
【図１７】実施形態２における、排ガス浄化フィルタのガス透過係数の測定方法を示す模式図。
【図１８】実施形態２における、（ａ）排ガス浄化フィルタの上流側端面に張り付けられる栓部形成用のテープを示す図、（ｂ）排ガス浄化フィルタの下流側端面に張り付けられる栓部形成用のテープを示す図。
【図１９】実施形態２における、排ガス浄化フィルタにおけるセル内の流速と圧損との関係の一例示す図。
【図２０】実施形態３における、溶融シリカを用いて得られる試験体１〜８の排ガス浄化フィルタのガス透過係数と捕集率との関係を示す図。
【図２１】実施形態３における、試験体１〜８、及び実施例１〜５の排ガス浄化フィルタのガス透過係数と捕集率との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態１）
排ガス浄化フィルタに係る実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
なお、図１においては、図面作成の便宜のため隔壁及びセルの一部の記載を省略して示してあるが、実際には、隔壁やセルが存在する。隔壁は、一般にセル壁とも呼ばれる。
【００１８】
図１及び図２に例示されるように、排ガス浄化フィルタ１は、例えばコージェライトからなり、外皮１１と、隔壁１２と、セル１３を有する。外皮１１は、例えば円筒状のような筒状である。この筒状の外皮の軸方向Ｘを排ガス浄化フィルタ１の軸方向Ｘとして以下説明する。また、図２における矢印は、排ガス浄化フィルタ１を排ガス管などの排ガスの通り道に配置した際の排ガスの流れを示す。
【００１９】
図１及び図２に例示されるように、隔壁１２は、外皮１１の内側を区画する。隔壁１２は、例えば格子状に設けられる。排ガス浄化フィルタ１は多孔質体であり、図３に例示されるように隔壁１２には多数の気孔１２１が形成されている。したがって、隔壁１２の表面や気孔１２１内に排ガス中に含まれるＰＭを堆積させて捕集することができる。ＰＭは、粒子状物質、パティキュレート・マタ、パティキュレートなどと呼ばれる微小粒子である。
【００２０】
隔壁１２の厚みは、例えば１００〜４００μｍの範囲で調整することができる。排ガス浄化フィルタ１の気孔率は、４５〜７５％の範囲で調整することができる。平均気孔径は、５〜５０μｍの範囲で調整することができる。気孔率、平均気孔径は、後述の水銀圧入法により測定できる。
【００２１】
図１及び図２に例示されるように、排ガス浄化フィルタ１は、多数のセル１３を有する。セル１３は、隔壁１２に囲まれガス流路を形成する。セル１３の伸長方向は、通常軸方向Ｘと一致する。
【００２２】
図１に例示されるように、軸方向Ｘと直交方向のフィルタ断面におけるセル形状は、例えば四角形であるが、これに限定されない。セル形状は、三角形、四角形、六角形などの多角形や円形であってもよい。また、２種以上の異なる形状の組み合わせであってもよい。
【００２３】
排ガス浄化フィルタ１は、例えば円柱状等の柱状体であり、その寸法は適宜変更可能である。排ガス浄化フィルタ１は、軸方向Ｘの両端に第１端面１４と第２端面１５とを有する。排ガス浄化フィルタ１を排ガス管等の排ガス経路内に配置すると、第１端面１４が例えば上流側端面となり、第２端面１５が例えば下流側端面となる。
【００２４】
セル１３としては、第１セル１３１と第２セル１３２とを有することができる。図２に例示されるように、第１セル１３１は、第１端面１４に開口し、第２端面１５においては栓部１６により閉塞されている。第２セル１３２は、第２端面１５に開口し、第１端面１４においては栓部１６により閉塞されている。栓部１６は、例えばコージェライト等のセラミックスにより形成できるが、その他の材質であってもよい。
【００２５】
第１セル１３１と第２セル１３２とは、軸方向Ｘに直交する横方向においても、軸方向Ｘ及び横方向の双方に直交する縦方向においても、例えば互いに隣り合うよう、交互に並んで形成される。つまり、軸方向Ｘから排ガス浄化フィルタ１の第１端面１４又は第２端面１５を見たとき、第１セル１３１と第２セル１３２とが例えばチェック模様状に配される。
【００２６】
隔壁１２内には、図３に例示されるように多数の気孔１２１が形成されている。図２に例示されるように、隔壁１２は、隣接する２つのセル１３１、１３２を隔てており、隔壁１２内の気孔１２１には、図４に例示されるように、隣接セル１３１、１３２間を連通させる連通気孔１２２と、連通させない非連通セル１２３とがある。図３及び図４においては二次元に簡略化して示してあるが、連通気孔１２２は三次元に交差するものが大半を占めると考えられる。なお、図４は、図３における隔壁１２の気孔１２１をさらに簡略的に示したものである。後述の図５についても同様である。
【００２７】
気孔１２１の中でも圧損と捕集率に影響を与えるという観点から重要なものは、排ガスが実際に流れる気孔であり、その流速が重要であると考えられる。表面開口部１２５から気孔１２１内に流れるガス流速の大小がわかれば、圧損や捕集率の性能に寄与する気孔と、寄与しない気孔が分類できると考えられる。そして、その気孔分布を改良することにより、圧損の低減、捕集率の向上を実現できると考えられる。具体的には、以下のように考えられる。
【００２８】
気孔１２１に流れるガス流速は、連通気孔１２２に依存する。図５（ａ）に例示される連通気孔１２２ａのように気孔経路長が長いと、この気孔１２２ａにおける圧損が高くなるため、ガスは流れ難くなる。つまり、ガス流量が減少することにより、ガス流速が低下する。したがって、この連通気孔１２２ａは有孔活用されていないこととなる。
【００２９】
一方、図５（ａ）に例示される連通気孔１２２ｂ、１２２ｃのように気孔経路長が比較的短いと、この気孔１２２ｂ、１２２ｃにおける圧損が低くなるため、この気孔１２２ｂ、１２２ｃにガスが集中して流れる。つまり、ガス流量が他の気孔１２２ａよりも増えることでガス流速が大きくなる。ガス流速が大きくなれば捕集率が低下する。
【００３０】
一般に、流速Ｖ、流量Ｑ、気孔の断面積Ａとの間には、Ｖ＝Ｑ／Ａの関係が成り立つ。図５（ａ）に例示される気孔経路を有する隔壁１２においては連通気孔１２２ａが有効活用されていないため、仮に１つの気孔の断面積が１の場合には、流速Ｖは、Ｑ／２となる。
【００３１】
一方、図５（ｂ）に例示された気孔経路を有する隔壁１２においてはすべての連通気孔１２２ｂが有効活用されるため、流速ＶはＱ／３となる。つまり、図５（ｂ）に例示される気孔経路の隔壁１２は、図５（ａ）に例示される隔壁１２に比べて流速が遅くなる。
【００３２】
換言すれば、気孔経路長の頻度分布がブロードの場合には、流速が大きくなる。一方、気孔経路長の頻度分布がシャープの場合には、流速が小さくなる。つまり、経路長分布がシャープなほど、性能が良好になる。
【００３３】
気孔経路長分布の測定にあたっては、各気孔１２１における気孔経路長を一つ一つ算出し、気孔１２１が交差する場合には、より圧損が低くなる短い経路長を選択し、気孔経路長の頻度分布を求めることが重要になる。しかし、例えば水銀ポロシメータによる気孔径分布の測定では、気孔経路長の測定や気孔１２が交差する時の経路長の選択が不可である。その結果、水銀ポロシメータによって得られる気孔径分布においては、ガス流速の大小関係が不明確であるため、上述の頻度分布の解析ができない。
【００３４】
そこで、ＣＴスキャンで三次元解析した画像データを用いて隔壁１２における各気孔１２１を細線化処理すればよい。そして、画像解析ソフトにより隔壁１２内で交差する気孔１２１は、経路長が短い方を選択する処理を行うことにより、狙いのデータを算出することができる。その測定方法を以下に示す。
【００３５】
まず、図６（ａ）に例示されるように、排ガス浄化フィルタの隔壁１２のＣＴスキャン画像を測定する。ＣＴスキャン装置としては、ＺＥＩＳＳ社製のＸｒａｄｉａ５２０  Ｖｅｒｓａを用いる。測定条件は、管電圧８０ｋＶ、管電流８７μｍＡである。撮影画像の解像度は１．６μｍ／ｐｉｘｅｌである。
【００３６】
図６（ａ）に例示されるように、撮影画像を任意のサイズに切り取る。以下の例における解析画像サイズは、５００μｍ×５００μｍ×隔壁１２の厚みである。
【００３７】
次いで、２値化処理を行う。２値化処理には画像解析ソフトＩｍａｇｅＪ  バージョン１．４６を用いる。２値化は、隔壁における気孔部分とセラミック部分とを区別することを目的とする。気孔部分とセラミック部分とで輝度が異なる為、２値化処理では、撮影画像に残るノイズの除去を施し、任意の閾値を設定した後に２値化処理を行う。各サンプルによって閾値は異なる為、ＣＴスキャンにて撮影された全体画像を目視にて確認しながら、気孔部分とセラミック部分が分離できる閾値を撮影画像ごとに設定する。２値化処理後の撮影画像を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）においては、黒色領域が気孔であり、灰色領域がセラミックスである。
【００３８】
次いで、２値化処理後の撮影画像に基づいて各気孔１２１の経路長を測定する。気孔経路長の測定は、株式会社ヒューリンクス製のＩＧＯＲＬ  バージョン６．０．３．１を用いる。まず、撮影画像の気孔１２１の細線化処理を実施する。細線化処理の結果の一例を図７に示す。図７に例示されるように、各気孔１２１のピクセル中央を線で結ぶことが細線化処理である。
【００３９】
図７に例示される細線化処理された画像に基づいて、隣り合うセルを隔てる隔壁１２について、一方のセル１３１に面する隔壁表面１２ａから他方のセル１３１に面する隔壁裏面１２ｂに到達するまでに通過したピクセル数を経路長として算出する（図２参照）。図７における破線で囲われた領域のように、気孔経路における交点箇所がある場合には、経路長が短い方を選択する。つまり、隔壁裏面１２ｂに開口する気孔１２１の数と経路本数は同じとなることを前提に処理する。三次元解析にて、各気孔１２１が隔壁表面１２ａから隔壁裏面１２ｂに至るまでの全経路長を算出する。
【００４０】
図７の例示においては、気孔経路長は３つであり、ピクセル数によって表される経路長は、左からそれぞれ５２、５１、４７である。実際の気孔経路長は、撮影画像の解像度１．６μｍ／ｐｉｘｅｌに基づいて、ピクセル数の経路長を１．６倍することにより算出される。なお、図７は細線化処理画像の一例を示すものであり、実際の隔壁の厚みとは異なっている。
【００４１】
上記のように隔壁１２の気孔経路長を測定することにより、気孔経路長分布、つまり、頻度ヒストグラムが得られる。気孔経路長分布は、算出される全ての気孔経路長についてヒストグラムにて頻度％を算出することにより得られる。頻度ヒストグラムは、気孔経路長を１０μｍ毎の階級に区切ったデータの棒グラフとして表される。
【００４２】
隔壁１２の気孔経路長を上記のごとく１０μｍ毎の階級に区切る理由は、気孔経路長の最小単位となる気孔径相当に区切ることが好ましいからである。そして、隔壁１２内には気孔径が例えば１〜１００μｍの大小様々な気孔が存在するが、中でも気孔径が１０〜２０μｍの気孔の割合が多い。これは、気孔径が気孔形成材料である原料シリカ等の粒径に由来するからであると考えられる。したがって、上記のごとくヒストグラムの間隔を１０μｍ毎に区切ることにより、気孔経路長を精度よく分離できると考えられる。
【００４３】
隔壁１２の厚みが例えば２００μｍの場合には、気孔経路長は２００μｍから開始される。次いで、２００μｍ以上かつ２１０μｍ未満の経路長の総数をカウントする。以降については、１０μｍ毎の経路長の総数をカウントする。次いで、各カウント数を全総数で割った値を百分率で表すことにより、各経路長の頻度が算出される。
【００４４】
図８に隔壁１２の気孔経路長分布を示す頻度ヒストグラムの一例を示す。頻度ヒストグラムに基づいて、最大ピーク頻度を含んで隣接する合計３つの階級の頻度を加算した値の最大値である累積頻度を算出する。図８のように、最大ピーク頻度が１つの場合には、気孔経路長の最大ピーク頻度とこの最大ピーク頻度に隣接する２つの階級の頻度とを加算した累積頻度を算出する。具体的には、例えば図８に例示される矢印で示される３つの頻度の合計値を算出する。なお、図示を省略するが頻度ヒストグラムにおいて最大ピーク頻度が２つ以上ある場合にも、最大ピーク頻度を含んで隣接する合計３つの階級の頻度の合計が最も高くなるように合計値を選定すればよい。この場合には、累積頻度は複数の最大ピークの頻度を含みうるが、３つの階級の合計値であることには変わりはない。
【００４５】
本実施形態の排ガス浄化フィルタ１においては、隔壁１２の気孔経路長１０μｍ毎の頻度ヒストグラムにおける上述の累積頻度を所定値以上にまで高める。これにより、ガス透過係数を例えば０．８×１０-12ｍ2以上にまで高めて圧損を十分に低くしても、ＰＭ捕集率を十分に高めることができる。したがって、例えば排ガス浄化フィルタ１に触媒をコートしても低圧損と高捕集率とを十分に保持することができる。この理由は次のように考えられる。
【００４６】
図７に例示されるように、気孔経路長は、連通する気孔の最短経路であり、隔壁１２内を流れる排ガスの距離に置き換えることができる。そして、気孔経路長が長いほど、その気孔の圧損が高くなり、排ガスは流れ難くなる。つまり、経路長の長い気孔１２１は有効活用されないことを意味する。
【００４７】
また、気孔経路長分布の頻度が小さいほど、気孔経路長の短い気孔１２１にガスが集中して流れる。そのため、排ガス浄化フィルタ１においてはＰＭの捕集率が低下し、ガス透過係数が小さくなり圧損が大きくなる。
【００４８】
図８に例示される頻度ヒストグラムにおいて、最大ピークとこれに隣接する２つのピークは、ガス流れに使用される気孔経路長を有する気孔１２１となる。これらの気孔１２１の累積頻度を高めることは、隔壁１２において実際に排ガスが流れる気孔１２１を増やすことになる。つまり、排ガス流速が低下して捕集率が十分に向上し、気孔１２１が有孔活用されため、上述のようにガス透過係数が向上でき、圧損を十分に低くすることができる。
【００４９】
後述の実施形態２に示すように累積頻度は５８％以上であることが好ましい。これにより、排ガス浄化フィルタ１は、低圧損及び高捕集率を高いレベルで示すことができる。さらにより高いレベルにするという観点から累積頻度は７０％以上であることがより好ましい。
【００５０】
次に、排ガス浄化フィルタ１の製造方法について説明する。排ガス浄化フィルタ１は、例えば化学組成がＳｉＯ2：４５〜５５重量％、Ａｌ2Ｏ3：３３〜４２重量％、ＭｇＯ：１２〜１８重量％よりなるコージェライトを主成分とする。したがって、排ガス浄化フィルタ１の製造にあたっては、コージェライト組成が生成するように、Ｓｉ源、Ａｌ源、及びＭｇ源を含むコージェライト化原料を用いる。
【００５１】
コージェライト化原料は、焼成によりコージェライト組成を生成できる原料のことである。コージェライト化原料としては、シリカ、タルク、水酸化アルミニウム、アルミナ、カオリン等を適宜混合した混合物が用いられる。シリカとしては、多孔質シリカを用いることが好ましい。また、気孔率を高めることができるという観点から、Ａｌ源としては、水酸化アルミニウムを用いることが好ましい。
【００５２】
排ガス浄化フィルタ１の製造においては、コージェライト化原料に、水、バインダ、潤滑油、造孔材等を適宜混合し、コージェライト化原料を含む坏土を製造する。混合には、混練機を用いることができる。次いで、例えば押出成形により坏土をハニカム状に成形する。成形体は、坏土からなり、例えば乾燥後に所定の長さに切断される。
【００５３】
次いで、成形体を焼成する。これにより、ハニカム構造の焼結体が得られる。図示を省略するが、ハニカム構造の焼結体は、栓部が形成されていない点を除いて、図１及び図２に例示される排ガス浄化フィルタと同様の構成となる。
【００５４】
次いで、栓部１６を形成する。栓部１６は、ディスペンサや印刷等により、ハニカム構造の焼結体と同種のセラミックス原料を含むスラリーでセル１３の第１端面１４又は第２端面１５を埋めて焼成することにより形成される。栓部１６の形成方法は特に限定されず、他の方法を用いてもよい。また、焼成前の成形体に栓部を形成し、１回の焼成工程により成形体と栓部との焼結を同時進行させてもよい。
【００５５】
このようにして、排ガス浄化フィルタ１を製造することができる。排ガス浄化フィルタ１においては気孔経路長分布の累積頻度が上記のごとく所定値以上に調整されている。これにより、低圧損と高捕集率とを高いレベルで兼ね備える排ガス浄化フィルタ１を提供することができる。
【００５６】
（実施形態２）
本形態においては、気孔経路長分布が異なる複数の多孔質フィルタを作製し、その性能を比較評価する。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
【００５７】
本形態においては、気孔経路長分布が異なる７種類の排ガス浄化フィルタ１を製造する。これらの排ガス浄化フィルタ１をそれぞれ、実施例１〜５、比較例１、比較例２という。これらは、気孔経路長分布が異なる点を除いては、互いに同様の構成を有し、実施形態１の排ガス浄化フィルタ１と同様の構成を備える。まず、各排ガス浄化フィルタの製造方法について説明する。
【００５８】
実施例１〜５の排ガス浄化フィルタ１の製造にあたっては、表１に示すように多孔質シリカ、タルク、水酸化アルミニウムを適宜配合することにより、コージェライト化原料を調整した。水酸化アルミニウムとしては、表１に示すように平均粒子径が５μｍのものを用いるか、あるいは平均粒子径が３μｍのものと８μｍのものとを併用した。
【００５９】
一方、比較例１及び比較例２の排ガス浄化フィルタの製造にあたっては、表２に示すように多孔質シリカの代わりに溶融シリカを用い、水酸化アルミニウムとしては平均粒子径が８μｍのものを用いた。なお、本明細書において、「平均粒子径」は、レーザ回折・散乱法によって求められた粒度分布における体積積算値５０％での粒径のことである。
【００６０】
表１、表２に示すように、コージェライト化原料には、適宜、グラファイトからなる造孔材、水、潤滑油、メチルセルロースからなるバインダを添加した。このような混合原料から坏土を作製し、実施形態１と同様に坏土を成形し、焼成した後、栓部を形成することにより、排ガス浄化フィルタを得た。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
【表２】
2019002298.tif 000004
【００６３】
各排ガス浄化フィルタ１について、実施形態１と同様にして気孔経路長の頻度ヒストグラムを測定した。その結果を表３及び図９〜図１５にそれぞれ示す。
【００６４】
【表３】
2019002298.tif 000005
【００６５】
各頻度ヒストグラムについて、実施形態１と同様に気孔経路長の最大ピーク頻度とこの最大ピーク頻度に隣接する２つの階級の頻度とを加算した累積頻度を算出した。つまり、頻度ヒストグラムにおいて隣接する合計３つの階級の頻度を加算した値の最大値を算出した。その結果を表４に示す。また、各排ガス浄化フィルタについて、ＰＭ捕集率、ガス透過係数、平均気孔径（μｍ）、気孔率（％）を以下のようにして測定した。その結果を表４に示す。
【００６６】
「ＰＭ捕集率」
排ガス浄化フィルタ１をガソリン直噴エンジンの排気管内に取り付け、排ガス浄化フィルタ１にＰＭを含む排ガスを流した。このとき、排ガス浄化フィルタに流入する前の排ガス中のＰＭ数、排ガス浄化フィルタから流出する排ガス中のＰＭ数を測定し、ＰＭ捕集率を算出した。測定条件は、温度４５０℃、排ガス流量２．７６ｍ3／ｍｉｎである。測定に用いたフィルタのサイズは、直径が１３２ｍｍであり、軸方向の長さが１００ｍｍであり、隔壁に厚みは２００μｍである。測定は、フィルタ内にＰＭが堆積していない初期状態について行った。ＰＭ数の測定は、ＰＭ粒子数カウンタを用いて行った。ＰＭ捕集率と気孔経路長分布における上述の累積頻度との関係を図１６に示す。
【００６７】
「ガス透過係数ｋ」
まず、各実施例、比較例について、栓部が形成されていない排ガス浄化フィルタを準備した。つまり、端面に栓部が形成されておらず、セルが両端面に開口した排ガス浄化フィルタを準備した。ガス透過係数の測定には、直径３０ｍｍ、軸方向の長さ２５ｍｍの円柱形状であり、隔壁の厚み２００μｍの排ガス浄化フィルタを用いた。このような車載用などに用いられる実製品よりも外形寸法の小さな排ガス浄化フィルタは、実製品から所望寸法のフィルタをくり抜くことによって得られる。くり抜かれたフィルタの外皮は、例えばセメンティングにより形成することが可能である。
【００６８】
次いで、図１７に例示されるように、排ガス浄化フィルタ１の軸方向ｘにおける両端面１４、１５にポリエステルテープ１６１、１６２を張り付けた。次いで、ポリエステルテープ１６１、１６２によって実施形態１と同様の交互栓が形成されるように、例えば半田ごてによってポリエステルテープ１６１、１６２を部分的に消失させた。
【００６９】
このようにして、上流側端面となる第１端面１４では、図１８（ａ）に例示されるように１３個のセル１３を開口させる共に残りのセル１３をテープ１６１よりなる栓部１６によって閉塞させた。一方、下流側端面となる第２端面１５では、図１８（ｂ）に例示されるように２５個のセル１３を開口させると共に残りのセル１３をテープ１６２よりなる栓部１６によって閉塞させた。つまり、実施形態１におけるセラミックスからなる栓部の代わりにポリエステルテープからなる栓部１６を形成した。なお、本形態では、ガス透過係数の測定に、ポリエステルテープ１６１、１６２によって栓部１６を形成したフィルタを用いたが、実施形態１のようにセラミックス製の栓部を形成したフィルタを用いても同様の結果が得られる。
【００７０】
次に、図１７に例示されるように、各排ガス浄化フィルタ１の第１端面１４から第２端面１５に向けてガスを流し、パームポロメータ１００により、ガス流速と圧損との関係を測定した。具体的には流速を変更した際の圧損を測定した。図１７における矢印はガスの流れ方向を示す。パームポロメータ１００としては、Ｐｏｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製のＣＥＰ−１１００ＡＸＳＨＪを用いた。ガス流速と圧損との関係の一例を図１９に示す。図１９におけるプロット点はパームポロメータ１００による実測値を示し、破線は後述の式（ｉ）〜（viii）により求めた計算値である。以下に、式（ｉ）〜（viii）について説明する。
【００７１】
フィルタの圧損ΔＰ（単位；Ｐａ）と、セル１３にガスが流入する際の縮合圧損ΔＰinletとセル１３からガスが流出する際の拡大圧損ΔＰexitとの和ΔＰinlet/exit（単位；Ｐａ）と、セル１３内のガス通過における圧損ΔＰchannel（単位；Ｐａ）と、隔壁のガス通過における圧損ΔＰwall（単位；Ｐａ）とは、下記の式（ｉ）の関係を満たす。
ΔＰ＝ΔＰinlet/exit＋ΔＰchannel＋ΔＰwall  ・・・（ｉ）
【００７２】
また、ΔＰinlet/exitと、セルの開口面積Ａopen（単位：ｍ2）、ガス流入端面である第１端面におけるセルの開口面積Ａin（単位：ｍ2）、セル内のガス流速Ｖchannel（単位；ｍ／ｓ）、空気密度ρ（単位：ｋｇ／ｍ3）とは、下記の式（ii）の関係を満たす。
【００７３】
【数１】
2019002298.tif 000006
【００７４】
また、ΔＰchannel＋ΔＰwallと、ガス透過係数ｋ（単位：ｍ2）と、排ガス浄化フィルタの軸方向の長さＬ（単位：ｍ）と、セルの水力直径ａ1（単位：ｍ）と、隔壁の厚みｗ（単位：ｍ）と、セル内の摩擦係数Ｆ（単位：無次元）と、レイノルズ数（単位：無次元）と、ガス粘度μ（単位：Ｐａ・ｓ）と、セル内のガス流速Ｖchannel（単位；ｍ／ｓ）とは、下記の式（iii）〜式（viii）の関係を満たす。なお、式（iii）において、ｅは指数関数ｅｘｐのことである。
【００７５】
【数２】
2019002298.tif 000007
【００７６】
【数３】
2019002298.tif 000008
【００７７】
【数４】
2019002298.tif 000009
【００７８】
【数５】
2019002298.tif 000010
【００７９】
【数６】
2019002298.tif 000011
【００８０】
【数７】
2019002298.tif 000012
【００８１】
上記式（ｉ）〜（viii）に基づいて、圧損値を算出した。その結果を図１９の破線にて示す。つまり、破線は、計算によって求めた圧損値である。式（ｉ）〜（viii）より知られるように、圧損値は、ガス透過係数ｋを除き、フィルタの長さＬ、セルの開口面積Ａopen、水力直径ａ1、隔壁厚みｗを測定することにより算出され、ガス流速を変更してもこれらの値は変わらない。したがって、ガス透過係数に任意の値を入力することにより、図１９に示す破線の関係を導出できる。
【００８２】
例えばガス透過係数の大きい値を入力すれば、実測値よりも圧損値が低くなり、破線で示される計算値が実測値を下回る。一方、ガス透過係数の小さい値を入力すれば、破線で示される計算値が実測値を上回る。そこで、計算値が実測値に最も近くなるように近似させるために、最小二乗法にて計算値と実測値の差が最小となるガス透過係数ｋを算出した。この算出値が本明細書におけるガス透過係数ｋである。つまり、ガス透過係数ｋは、パームポロメータにて測定した圧損の実測値から、式（ｉ）〜（viii）よりガス透過係数を逆算した値である。
【００８３】
「平均気孔径及び気孔率」
平均気孔径及び気孔率は、水銀圧入法の原理を用いた水銀ポロシメータにより測定した。水銀ポロシメータとしては、(株)島津製作所製のオートポアＩＶ９５００を用いた。測定条件は、以下の通りである。
【００８４】
まず、フィルタから試験片を切り出した。試験片は、軸方向と直交方向の寸法が縦１５ｍｍ×横１５ｍｍであり、軸方向の長さが２０ｍｍである直方体である。次いで、水銀ポロシメータの測定セル内に試験片を収納し、測定セル内を減圧した。その後、測定セル内に水銀を導入して加圧し、加圧時の圧力と試験片の気孔内に導入された水銀の体積より、気孔径と気孔容積を測定した。
【００８５】
測定は、圧力０．５〜２００００ｐｓｉａの範囲で行った。なお、０．５ｐｓｉａは、０．３５×１０-3ｋｇ／ｍｍ2に相当し、２００００ｐｓｉａは１４ｋｇ／ｍｍ2に相当する。この圧力範囲に相当する気孔径の範囲は０．０１〜４２０μｍである。圧力から気孔径を算出する際の常数として、接触角１４０°及び表面張力４８０ｄｙｎ／ｃｍを使用した。平均気孔径は、気孔容積の積算値５０％での気孔径のことである。気孔率は、次の関係式より算出した。なお、コージェライトの真比重は２．５２である。
気孔率（％）＝総気孔容積／（総気孔容積＋１／コージェライトの真比重）×１００
【００８６】
【表４】
2019002298.tif 000013
【００８７】
表４より知られるように、経路長分布の頻度ヒストグラムにおいて、累積頻度を大きくすることにより、ガス透過係数を高くしても、捕集率を十分に高めることができる。図１６に示されるように、実施例１〜５のように累積頻度を５８％以上にすることにより、捕集率の向上が顕著になっている。これは、気孔の均一性が向上し、隔壁１２内で排ガス流路となってＰＭ捕集に有効活用される気孔１２１が増大し、これに伴いガス流速が均一になったためであると考えられる。
【００８８】
一方、比較例１及び２のように、累積頻度が５８％を下回る場合には、実施例とは逆にガスが流れやすい経路長の短い気孔１２に集中して排ガスが流れるため、捕集率が低くなっている。図１６において比較例どうしの関係の傾きが緩やかである理由は、次のように考えられる。比較例１及び比較例２においては、ガス流れの集中により全体的にガス流速が高くなっている。そして、比較例１と比較例２のように気孔径分布が変わってもガス流れの集中は変わらず、流速に大きな変化が見られないため傾きが緩やかになっていると考えられる。
【００８９】
したがって、実施例１〜５のように、気孔経路長分布の頻度ヒストグラムにおいて、最大ピーク頻度を含んで隣接する合計３つの経路長階級の頻度を加算した値の最大値を５８％以上にすることがよい。実施例１〜５においては、最大ピークが１つであるため、最大ピーク頻度と、この最大ピーク頻度に隣接する２つの経路長階級の頻度とを加算した累積頻度を５８％以上にすればよい。これにより、排ガス浄化フィルタ１においては、ＰＭ捕集に有孔活用される気孔１２１が増え、ガス流速が均一になるため、排ガス浄化フィルタ１は低圧損と高捕集率とを高いレベルで兼ね備えることができる。
【００９０】
図９〜図１５、表４、及び図１６より知られるように、排ガス浄化フィルタにおいては、経路長分布の均一性が高く、上述の累積頻度が高いほど捕集率が向上していることがわかる。次に、気孔経路長分布を均一にできる製造条件について以下の通り検討する。
【００９１】
シリカ、タルクは、高温で溶融して気孔を形成できるため、気孔形成材料と呼ぶことができる。この気孔形成材料の粒子数割合が高いほど、粒子同士の接触性が向上し、気孔経路長を均一にできると考えられる。
【００９２】
そこで、コージェライト化原料を含む坏土を押出成形したときにおいて、坏土中に含まれるシリカとタルクの粒子数割合を制御すればよい。コージェライト化原料は、シリカ、タルク、Ａｌ源などの焼成によりコージェライト組成を生成できる原料のことである。
【００９３】
しかし、粒子数割合は、測定が困難であり、さらに成形条件によって測定値がばらつくことが想定される。そのため、シリカ、タルク、Ａｌ源などの原料粉末の条件制御により経路長分布を調整できる指標が望まれる。このような観点から、原料粉末の加圧嵩密度を測定することにより、坏土を模擬した評価方法を検討した。
【００９４】
具体的には、まず、(株)島津製作所製の加圧測定機「オートグラフ」における直径２５ｍｍ、長さ２０ｍｍの測定器内に原料粉末の混合粉を投入し、混合粉の加圧を開始した。加圧速度は１ｍｍ／ｍｉｎである。圧力１５ＭＰａに相当する荷重７ｋＮに到達した際に、リミット制御で加圧を停止した。この加圧により、混合粉からなる円柱状のペレットが得られる。このペレットの重量及び高さを測定した。
【００９５】
ペレットの高さの測定は、ノギス、マイクロメータ、三次元測定機などによって行うことができる。ここでは、マイクロメータを用いて測定を行った。ペレットの直径は２５ｍｍとなるため、直径と高さとの積からペレットの体積を算出した。
【００９６】
また、ペレットの体積と重量から密度を算出した。密度は、重量を体積で割ることにより算出される。この密度を加圧嵩密度とした。なお、原料の混合粉には、バインダとして松本油脂製薬社製のメチルセルロース「６５ＭＰ−４０００」が添加されている。バインダは、ペレット状の混合粉を取り扱いやすくするためのものであり、他のバインダを用いることも可能である。具体的には、原料粉末１．５ｇ、バインダ０．５ｇの合計２ｇを用いている。
【００９７】
一般に、粒子径と嵩密度には相関があり、粒子径が小さい程、粒子間に空間が形成されるため、嵩密度は小さくなる。ある体積内に配置される粒子数は、粒子径が小さいほど粒子数が多くなる。したがって、嵩密度が小さいほど粒子数は多くなる。すなわち、嵩密度と粒子数とは反比例の関係にある。
【００９８】
混合粉における気孔形成材の粒子数割合Ｒは、シリカとタルクの粒子数ＮSTと、排ガス浄化フィルタの製造に用いられるすべての原料混合粉の粒子数ＮMとから、以下の式（ｘ）により算出される。
Ｒ＝ＮST／ＮM  ・・・（x）
【００９９】
式（ｘ）に、上述の嵩密度と粒子数の関係を適用すると、気孔形成材料の粒子数割合Ｒは、すべての原料混合粉の加圧嵩密度ρMと、シリカとタルクの混合粉の加圧嵩密度ρSTとから、以下の式（xi）で表される。
Ｒ＝ρM／ρST  ・・・（xi）
【０１００】
本形態において、原料混合粉は、シリカ、タルク、水酸化アルミニウムであるため、加圧嵩密度ρMは、シリカとタルクと水酸化アルミニウムとの混合粉の加圧嵩密度である。したがって、水酸化アルミニウムの加圧嵩密度を大きくすること、シリカとタルクとの混合粉の加圧嵩密度を小さくすることにより、粒子数割合Ｒを増大できることになる。
【０１０１】
そこで、水酸化アルミニウムの加圧嵩密度をρAとし、シリカとタルクからなる気孔形成材料の粒子数割合Ｒの指標として、ρA／ρSTを算出した。これらの加圧嵩密度は、上述の方法により測定される。その結果を表５に示す。
【０１０２】
また、実施例、比較例において用いた多孔質シリカ、溶融シリカのタップデンサによる嵩密度を表６に示す。測定は、タップ密度法流動性付着力測定器によって行われる。具体的には、(株)セイシン企業製のタップデンサを用いた。そして、測定器のシリンダに測定対象粉末である実施例、比較例において用いた各シリカを充填した。次いで、シリカをタッピングにより圧縮させ、圧縮状態のシリカの質量とシリンダの体積とから嵩密度を算出した。その結果を表６に示す。
【０１０３】
【表５】
2019002298.tif 000014
【０１０４】
【表６】
2019002298.tif 000015
【０１０５】
表５及び表６より知られるように、実施例２〜４においては、タップデンサでの嵩密度が低い多孔質シリカＢ及び多孔質シリカＣを用いている。これらの実施例２〜４においては、シリカとタルクとの混合粉の加圧嵩密度ρSTが低いことがわかる。
【０１０６】
また、水酸化アルミニウムとして、平均粒子径が相対的に大きな大径粉と、平均粒子径が相対的に小さな小径粉とを併用することにより、充填性が向上して水酸化アルミニウムの嵩密度が大きくなる。大径粉と小径粉とからなる水酸化アルミニウムにおいては、一般に、小径粉の混合割合を５〜３５質量％に調整することが充填性の向上に適していると言われている。
【０１０７】
しかし、粒子径の組み合わせや粒子形状、分布等によって、大径粉と小径粉との最適な配合比は変わる。表１に示されるように、実施例１及び実施例５においては、平均粒子径５μmの水酸化アルミニウムを単独で用いている。実施例２及び実施例３においては、平均粒子径３μｍの小径粉の水酸化アルミニウムと平均粒子径８μｍの大径粉の水酸化アルミニウムとを小径粉：大径粉＝３：７の比で混合した混合粉を用いている。実施例４においては、平均粒子径３μｍの小径粉の水酸化アルミニウムと平均粒子径８μｍの大径粉の水酸化アルミニウムとを小径粉：大径粉＝５：５の比で混合した混合粉を用いている。
【０１０８】
表５より知られるように、このような水酸化アルミニウムの粒子径の組み合わせでは、小径粉の配合割合が３０〜５０質量％において加圧嵩密度が同程度になることがわかる。実施例１及び５のように、異なる平均粒子径の水酸化アルミニウムをブレンドせずに、単独のものを用いた場合に比べて、実施例２〜４においては加圧嵩密度が大きくなっていることがわかる。
【０１０９】
表５より知られるように、各実施例における加圧嵩密度から、シリカとタルクの粒子数割合を算出した結果、粒子数割合の大小関係は、実施例１及び実施例５＜実施例３及び実施例４＜実施例２で表される。これは、表３、図１６に示されるように、気孔経路長分布における上述の累積頻度と捕集率の序列関係に一致している。よって、シリカとタルクの粒子数割合が高いほど性能が良好な結果が得られると言える。つまり、水酸化アルミニウムの加圧嵩密度を小さくし、多孔質シリカとタルクとの混合物の加圧嵩密度を高くすることが好ましい。これにより、排ガス浄化フィルタの気孔経路長分布における累積頻度を高くすることができ、ガス透過係数を高め、捕集率を増大させることができる。
【０１１０】
また、本実施形態においては、水酸化アルミニウムの加圧嵩密度ρA／シリカとタルクとの混合原料の加圧嵩密度ρSTにより、気孔形成材料のシリカとタルクの粒子数割合を算出したが、水酸化アルミニウムの加圧嵩密度に代えて、コージェライト化原料全体の加圧嵩密度を用いることもできる。つまり、気孔形成材料のシリカとタルクの粒子数割合を、（コージェライト化原料の加圧嵩密度ρM）／（シリカとタルクとの混合原料の加圧嵩密度ρST）により算出してもよい。
【０１１１】
具体的には、コージェライト化原料として、例えばカオリンやアルミナを用いた場合には、これらを含めた混合粉の加圧嵩密度を用いることができる。また、造孔材を用いる場合には、造孔材を含めた混合粉の加圧嵩密度を用いることができる。また、隔壁の気孔率が減少してもよい場合には、水酸化アルミニウムの混合物に、水酸化アルミニウムとは平均粒子径が異なるアルミナを添加することができる。水酸化アルミニウムとアルミナとの混合物において、水酸化アルニウムとしては、１種類の平均粒子径のものを用いてもよいし、２種以上の平均粒子径のものを併用してもよい。アルミナについても同様である。また、Ａｌ源として、水酸化アルミニウムの代わりにアルミナを用いてもよい。これらの組み合わせは、成形性、収縮率、コスト等の観点から適宜選択することができる。
【０１１２】
（実施形態３）
本形態においては、複数の排ガス浄化フィルタを作製し、ガス透過係数と捕集率との好ましい関係について調べる例である。まず、表７に示すように、溶融シリカ、タルク、水酸化アルミニウム、グラファイトからなる造孔材等を混合して、コージェライト化原料を含有する坏土を作製した。
【０１１３】
この坏土を実施形態１と同様にして成形し、焼成した後、栓部を形成することにより、排ガス浄化フィルタが得られる。焼成は、焼成中の最大加熱温度１４３０℃、最大加熱温度での保持時間２０時間という条件で行った。このようにして、試験体１〜８の８種類の排ガス浄化フィルタを得た。
【０１１４】
フィルタ形状は直径１３２ｍｍ、長さ１００ｍｍの円柱状である。また、隔壁の厚みは０．２０ｍｍ、セルピッチ１．４７ｍｍである。このセルピッチは、８ｍｉｌ／３００ｃｐｓｉと表現することもできる。「ｍｉｌ」は１／１０００インチであり、「ｃｐｓｉ」は、１平方インチ当たりのセルの個数を表す。
【０１１５】
【表７】
2019002298.tif 000016
【０１１６】
各試験体について、実施形態２と同様にして平均気孔径、気孔率、ガス透過係数、ＰＭ捕集率を測定した。ガス透過係数は実施形態２に示したように圧損の実測値より逆算して求めた値のことである。その結果を表８に示す。
【０１１７】
【表８】
2019002298.tif 000017
【０１１８】
また、ガス透過係数と捕集率との関係を図２０に示す。図２０に示す線は、重回帰式（Ｉ）ｙ＝−３．９４３１ｘ2−３２．６６６ｘ＋９１．４５で表される。ｘがガス透過係数であり、ｙが捕集率である。
【０１１９】
試験体１〜８は、溶融シリカを用いた気孔経路長分布が不均一な排ガス浄化フィルタである。この場合には、表８より知られるように、ガス透過係数を高めるとＰＭ捕集率が低下する傾向があり、ＰＭ捕集率を高めるとガス透過係数が低下する傾向がある。
【０１２０】
この傾向は図２０からも明らかであり、ガス透過係数と捕集率とには相関がある。つまり、ガス透過係数は、気孔径及び気孔率に依存する。気孔径が大きく、気孔率が高いほど、ガス透過係数は大きくなる。一方で、ガス透過係数が大きいほど気孔径が大きくなるため。ＰＭがすり抜けやすくなり、捕集率が低下する。
【０１２１】
したがって、捕集率Ａとガス透過係数ｋとが下記式（II）の関係を満足する排ガス浄化フィルタが好ましい。この場合には、上述の重回帰式（Ｉ）で表されるトレードオフラインから捕集率を高くできる。つまり、ガス透過係数が高く、捕集率をより高くすることができる。
Ａ＞−３．９４ｋ2−３２．６７ｋ＋９１．４５  ・・・（II）
【０１２２】
図２１には、図２０に示す試験体１〜８のガス透過係数と捕集率との関係に、実施形態２における実施例１〜５の各排ガス浄化フィルタにおけるガス透過係数と捕集率の関係をプロットした図を示す。図２１に示されるように、気孔経路長分布における上述の累積頻度を５８％以上にした実施例１〜５は、重回帰式（Ｉ）で表されるトレードオフラインから捕集率が向上している。つまり、式（II）を満足している。
【０１２３】
また、図２１より知られるように、累積頻度が５８〜６５％の範囲にある実施例１及び実施例５は、式（Ｉ）のトレードオフラインよりも、同じガス透過係数の場合に捕集率が１．２倍以上向上している。一方、累積頻度が７０％以上である実施例２〜４は、式（Ｉ）のトレードオフラインよりも、同じガス透過係数の場合に捕集率が１．５倍以上向上している。
【０１２４】
排ガス浄化フィルタには、貴金属などの触媒を含むスラリーがコートされ、触媒が担持される。このとき、触媒粒子径、スラリー粘度、担持量、コート時のスラリーの流速条件等により、気孔の一部が閉塞して捕集率が低下する。特に、担持量による影響が大きく、担持量が１００ｇ／Ｌ未満の場合には、担持前に比べて捕集率が４／５程度にまで低下し、１００ｇ／Ｌ以上の場合には捕集率が２／３〜１／２程度にまで低下するか、あるいはそれ以上にまで低下する傾向にある。
【０１２５】
今後の規制強化に対応するという観点から、触媒担持後のＰＭ捕集率は５０％以上であることが好ましい。つまり、触媒担持前のＰＭ捕集率は実施例１〜５のように６０％以上であることが好ましい。また、さらなる規制強化に対応するという観点から、実施例２〜４のように、触媒担持前のＰＭ捕集率は６７％以上であることがより好ましい。
【０１２６】
また、触媒担持後においても圧損を十分に低くするという観点から、実施例１〜５のようにガス透過係数は０．８×１０-12ｍ2以上であることが好ましい。より好ましくは１．２×１０-12ｍ2以上であることがよく、さらに好ましくは１．４×１０-12ｍ2以上であることがよい。
【０１２７】
以上のように、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  排ガス浄化フィルタ
１１  外皮
１２  隔壁
１２１  気孔
１２２  連通気孔
１２３  非連通気孔
１３  セル
【図１】
2019002298.tif 000018
【図２】
2019002298.tif 000019
【図３】
2019002298.tif 000020
【図４】
2019002298.tif 000021
【図５】
2019002298.tif 000022
【図６】
2019002298.tif 000023
【図７】
2019002298.tif 000024
【図８】
2019002298.tif 000025
【図９】
2019002298.tif 000026
【図１０】
2019002298.tif 000027
【図１１】
2019002298.tif 000028
【図１２】
2019002298.tif 000029
【図１３】
2019002298.tif 000030
【図１４】
2019002298.tif 000031
【図１５】
2019002298.tif 000032
【図１６】
2019002298.tif 000033
【図１７】
2019002298.tif 000034
【図１８】
2019002298.tif 000035
【図１９】
2019002298.tif 000036
【図２０】
2019002298.tif 000037
【図２１】
2019002298.tif 000038