(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に含まれる固体成分を捕集するハニカムフィルタであって、
流体の流路となる複数のセルを形成する複数の多孔質の隔壁部と、前記隔壁部上に形成され前記流体に含まれる固体成分を捕集する捕集層とを有する２以上のハニカムセグメントと、
前記２以上のハニカムセグメントを接合する接合層と、を備え、
前記ハニカムセグメントは、前記捕集層が形成されている入口側セルと前記捕集層が形成されていない出口側セルとを形成する隔壁部を有し、
前記接合層は、前記入口側セルが開口している端面側であるハニカムフィルタの上流領域がハニカムフィルタの中流領域及び下流領域に比して低い密度で形成されている、
ハニカムフィルタ。
【請求項２】
前記ハニカムセグメントは、流体の出口側のセルである小セルと前記小セルよりも開口面積の大きい入口側のセルである大セルとを形成する隔壁部を有し、
前記接合層は、前記入口側セルが開口している端面側であるハニカムフィルタの上流領域がハニカムフィルタの中流領域及び下流領域に比して低い密度で形成されている、請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項３】
流体に含まれる固体成分を捕集するハニカムフィルタであって、
流体の流路となる複数のセルを形成する複数の多孔質の隔壁部と、前記隔壁部上に形成され前記流体に含まれる固体成分を捕集する捕集層とを有する２以上のハニカムセグメントと、
前記２以上のハニカムセグメントを接合する接合層と、を備え、
前記ハニカムセグメントは、流体の出口側のセルである小セルと前記小セルよりも開口面積の大きい入口側のセルである大セルとを形成する隔壁部を有し、
前記接合層は、前記入口側セルが開口している端面側であるハニカムフィルタの上流領域がハニカムフィルタの中流領域及び下流領域に比して低い密度で形成されている、
ハニカムフィルタ。
【請求項４】
前記接合層は、前記ハニカムセグメントの距離調整を行うスペーサを含み、
前記スペーサは、ハニカムフィルタの上流領域に配置されるスペーサの気孔率がハニカムフィルタの下流領域に配置されるスペーサの気孔率に比して高い、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項５】
流体に含まれる固体成分を捕集するハニカムフィルタであって、
流体の流路となる複数のセルを形成する複数の多孔質の隔壁部と、前記隔壁部上に形成され前記流体に含まれる固体成分を捕集する捕集層とを有する２以上のハニカムセグメントと、
前記２以上のハニカムセグメントを接合する接合層と、を備え、
前記接合層は、ハニカムフィルタの端面側の領域が前記ハニカムフィルタの中央側の領域に比して低い密度で形成されており、
前記接合層は、前記ハニカムセグメントの距離調整を行うスペーサを含み、
前記スペーサは、ハニカムフィルタの上流領域に配置されるスペーサの気孔率がハニカムフィルタの下流領域に配置されるスペーサの気孔率に比して高い、
ハニカムフィルタ。
【請求項６】
前記接合層は、ハニカムフィルタの上流領域のＸ線密度をＸ線密度Ａとし、ハニカムフィルタの中流領域及び下流領域の平均のＸ線密度をＸ線密度Ｂとしたとき、（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００により算出されるＸ線密度比が２０％以上６０％以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項７】
前記接合層は、ハニカムフィルタの上流領域の気孔率Ｃとハニカムフィルタの中流領域及び下流領域の平均の気孔率Ｄとの比Ｃ／Ｄが１．０５以上１．３０以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項８】
触媒が担持されている、請求項１〜７のいずれか１項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】
従来、ハニカムフィルタとしては、ハニカムセグメントを接合一体化して成形し集合体とし、集合体の外周を研削して外周加工体を形成し、外周加工体の隔壁上に固体成分（ＰＭ）を捕集する捕集層を形成し、捕集層を乾燥させて乾燥体を得たのち、得られた乾燥体の外周に外周コートを塗布し、さらに外周コートの熱処理と同時に隔壁に捕集層を結合させる処理工程により作製されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハニカムフィルタでは、外周コートの熱処理とＰＭ捕集層の熱処理とを同時に行え、製造コストを低減可能、且つ、ＰＭ捕集層の強度を十分に備え、ＰＭの初期捕集効率が高く、初期圧力損失増加率が低く、ＰＭ堆積時の圧力損失が小さく、ヒステリシス特性が小さく、再生特性を十分備え、さらに、性能、製造コスト、耐久性を兼ね備えるハニカムフィルタを提供することができる。
【０００３】
また、ハニカムフィルタとしては、ハニカムフィルタの上流側の接合層の密度を高くし、ハニカムセグメントの接合強度をより好適化したものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１４３３５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＳＡＥ２００３−０１−０３７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ハニカムフィルタでは、触媒を担持し、例えば排ガスに含まれる未燃焼成分（炭化水素（ＨＣ）やＣＯ）、ＮＯｘなどを分解することがある。特許文献１に記載のハニカムフィルタでは、このような浄化性能についての検討はまだ十分でなく、有害成分の浄化性能をより高めることが望まれていた。また、非特許文献１に記載のハニカムフィルタでは、接合層に工夫を施し、ハニカムセグメントの接合強度をより向上しているが、浄化性能をより高めることが望まれていた。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、流体の浄化性能をより高めることができるハニカムフィルタを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち、本発明のハニカムフィルタは、
流体に含まれる固体成分を捕集するハニカムフィルタであって、
流体の流路となる複数のセルを形成する複数の多孔質の隔壁部と、前記隔壁部上に形成され前記流体に含まれる固体成分を捕集する捕集層とを有する２以上のハニカムセグメントと、
前記２以上のハニカムセグメントを接合する接合層と、を備え、
前記接合層は、ハニカムフィルタの端面側の領域が前記ハニカムフィルタの中央側の領域に比して低い密度で形成されているものである。
【０００９】
このハニカムフィルタでは、２以上のハニカムセグメントを接合する接合層において、ハニカムフィルタの端面側の領域がハニカムフィルタの中央側の領域に比して低い密度で形成されている。このように、端面側の接合層の密度が低いと、入口ガスの昇温スピードへの追従性がよくなることから、例えば、流体に含まれる有害成分（ハイドロカーボン（ＨＣ）やＣＯ、ＮＯｘなど）の分解や捕集した固体成分の燃焼除去を触媒を担持させて行うことなど、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上することができる。ここで、「接合層の密度」とは、例えばＸ線ＣＴ測定により得られたＸ線密度をいうものとしてもよい。
【００１０】
本発明のハニカムフィルタにおいて、前記ハニカムセグメントは、前記捕集層が形成されている入口側セルと前記捕集層が形成されていない出口側セルとを形成する隔壁部を有し、前記接合層は、前記入口側セルが開口している端面側であるハニカムフィルタの上流領域がハニカムフィルタの中流領域及び下流領域に比して低い密度で形成されているものとしてもよい。こうすれば、入口側セルの上流領域（端面側）の接合層の密度がより低く、昇温スピードへの追従性がよくなり、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上することができる。このとき、前記接合層は、ハニカムフィルタの中流領域、ハニカムフィルタの下流領域及びハニカムフィルタの上流領域の順により低い密度で形成されているものとしてもよい。こうすれば、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上しやすい。
【００１１】
本発明のハニカムフィルタにおいて、前記ハニカムセグメントは、流体の出口側のセルである小セルと前記小セルよりも開口面積の大きい入口側のセルである大セルとを形成する隔壁部を有し、前記接合層は、前記入口側セルが開口している端面側であるハニカムフィルタの上流領域がハニカムフィルタの中流領域及び下流領域に比して低い密度で形成されているものとしてもよい。こうすれば、入口側セルの上流領域（端面側）の接合層の密度がより低く、昇温スピードへの追従性がよくなり、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上することができる。このとき、前記接合層は、ハニカムフィルタの中流領域、ハニカムフィルタの下流領域及びハニカムフィルタの上流領域の順により低い密度で形成されているものとしてもよい。こうすれば、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上しやすい。
【００１２】
本発明のハニカムフィルタにおいて、前記接合層は、ハニカムフィルタの上流領域のＸ線密度をＸ線密度Ａとし、ハニカムフィルタの中流領域及び下流領域の平均のＸ線密度をＸ線密度Ｂとしたとき、（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００により算出されるＸ線密度比が２０％以上６０％以下であるものとしてもよい。このＸ線密度比が２０％以上では、端面側の接合層の密度がより低く、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上することができる。また、Ｘ線密度比が６０％以下では、セグメント同士を結合する強度の低下をより抑制することができる。
【００１３】
本発明のハニカムフィルタにおいて、前記接合層は、ハニカムフィルタの上流領域の気孔率Ｃとハニカムフィルタの中流領域及び下流領域の平均の気孔率Ｄとの比Ｃ／Ｄが１．０５以上１．３０以下であるものとしてもよい。この比Ｃ／Ｄが１．０５以上では、端面側の接合層の密度がより低く、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上することができる。また、比Ｃ／Ｄが１．３０以下では、セグメント同士を結合する強度の低下をより抑制することができる。
【００１４】
本発明のハニカムフィルタにおいて、前記接合層は、前記ハニカムセグメントの距離調整を行うスペーサを含み、前記スペーサは、ハニカムフィルタの上流領域に配置されるスペーサの気孔率がハニカムフィルタの下流領域に配置されるスペーサの気孔率に比して高いものとしてもよい。こうすれば、スペーサを用いて比較的容易に、ハニカムフィルタの一方の端面側の領域（例えば上流領域）を他方の端面側の領域（例えば下流領域）に比して低い密度で形成することができる。
【００１５】
本発明のハニカムフィルタは、触媒が担持されているものとしてもよい。こうすれば、捕集した固体成分の燃焼除去などをより効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ハニカムフィルタ２０の構成の概略の一例を示す説明図。
【図２】大セル２３，小セル２５、隔壁部２２及び捕集層２４の説明図。
【図３】ハニカムフィルタ２０の作製工程の説明図。
【図４】ハニカムセグメント２１の温度分布の説明図。
【図５】ハニカムフィルタ４０の構成の概略の一例を示す説明図。
【図６】実験例３のＸ線ＣＴスキャン測定による接合層、ハニカムセグメント及びハニカムフィルタ全体でのＸ線密度の測定結果。
【図７】上流領域の接合層の気孔率Ｃと中流及び下流領域の接合層の平均気孔率Ｄとの比Ｃ／Ｄに対するＨＣ浄化効率（％）の測定結果。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明のハニカムフィルタの一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態であるハニカムフィルタ２０の構成の概略の一例を示す説明図である。また、図２は、大セル２３，小セル２５，隔壁部２２及び捕集層２４の説明図である。本実施形態のハニカムフィルタ２０は、図１に示すように、流体の流路となる複数のセルを形成する複数の多孔質の隔壁部２２と隔壁部２２上に形成され流体に含まれる固体成分を捕集する捕集層２４とセルの端部を目封止する目封止部２６とを有するハニカムセグメント２１と、２以上のハニカムセグメント２１を接合する接合層２７と、ハニカムフィルタ２０の外周を保護する外周保護部２８と、を備えている。なお、図１には、ハニカムフィルタ２０の外形が円柱状に形成され、ハニカムセグメント２１の外形が矩形柱状に形成され、大セル２３が八角形、小セル２５が矩形状に形成されているものを一例として示す（図２参照）。
【００１８】
このハニカムセグメント２１は、排ガス（流体）の出口側のセルである小セル２５と、小セル２５よりも開口面積の大きい入口側のセルである大セル２３とが隔壁部２２により形成されている。また、ハニカムセグメント２１は、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された小セル２５と、一方の端部が目封じされ且つ他方の端部が開口している大セル２３とが交互に配置するよう隔壁部２２により形成されている。また、ハニカムセグメント２１は、捕集層２４が形成されている入口側セルとしての大セル２３と捕集層が形成されていない出口側セルとしての小セル２５とが隔壁部２２により形成されている。このハニカムフィルタ２０では、大セル２３が流体としての排ガスの入口側のセルであり、小セル２５が排ガスの出口側のセルであり、大セル２３の内壁に捕集層２４が形成されている。ハニカムフィルタ２０では、入口側から大セル２３へ入った排ガスが捕集層２４及び隔壁部２２を介して出口側の小セル２５を通過して排出され、このとき、排ガスに含まれるＰＭが捕集層２４に捕集される。しかも、入口側を開口面積の大きい大セル２３とし、出口側を開口面積の小さい小セル２５とすることで、流入口と流出口との流速の差をより少なくでき、捕集層２４でＰＭを捕集する効果が高まる。
【００１９】
隔壁部２２は、その厚さである隔壁厚さが０．１５ｍｍ以上０．４６ｍｍ以下で形成されていることが好ましく、０．２０ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であることがより好ましく、０．２８ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であることが更に好ましい。この隔壁部２２は、多孔質であり、例えば、コージェライト、Ｓｉ結合ＳｉＣ、再結晶ＳｉＣ、チタン酸アルミニウム、ムライト、窒化珪素、サイアロン、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナ及びシリカから選択される１以上の無機材料を含んで形成されているものとしてもよい。このうち、コージェライトやＳｉ結合ＳｉＣ、再結晶ＳｉＣなどが好ましい。隔壁部２２は、その気孔率が３０体積％以上８５体積％以下であることが好ましく、３５体積％以上６５体積％以下であることがより好ましい。この隔壁部２２は、その平均細孔径が１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲であることが好ましい。この隔壁部２２の気孔率や平均細孔径は、水銀圧入法により測定した結果をいうものとする。このような気孔率、平均細孔径、厚さで隔壁部２２を形成すると、排ガスが通過しやすく、ＰＭを捕集・除去しやすい。
【００２０】
捕集層２４は、排ガスに含まれるＰＭを捕集・除去する層であり、隔壁部２２の平均細孔径よりも小さい平均粒径で構成された粒子群により隔壁部２２上に形成されているものとしてもよい。この捕集層２４を構成する原料粒子の平均粒径は、０．５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が０．５μｍ以上では、捕集層を構成する粒子の粒子間の空間のサイズを十分に確保可能であるため捕集層の透過性を維持でき急激な圧力損失の上昇を抑制することができる。平均粒径が１５μｍ以下では、粒子同士の接触点が十分に存在するから粒子間の結合強度を十分に確保可能であり捕集層の剥離強度を確保することができる。この捕集層２４は、排ガスの入口側セルである大セル２３及び出口側セルである小セル２５の隔壁部２２に形成されているものとしてもよいが、図１に示すように、大セル２３の隔壁部２２上に形成されており、小セル２５には形成されていないものとするのが好ましい。こうすれば、より圧力損失を低減して流体に含まれているＰＭをより効率よく除去することができる。また、ハニカムフィルタ２０の作製が容易となる。この捕集層２４は、コージェライト、ＳｉＣ、ムライト、チタン酸アルミニウム、アルミナ、窒化珪素、サイアロン、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア及びシリカから選択される１以上の無機材料を含んで形成されているものとしてもよい。このとき、捕集層２４は、隔壁部２２と同種の材料により形成されているものとすることが好ましい。また、この捕集層２４は、セラミック又は金属の無機繊維を７０重量％以上含有しているものとしてもよい。こうすれば、繊維質によりＰＭを捕集しやすい。また、捕集層２４は、無機繊維がアルミノシリケート、アルミナ、シリカ、ジルコニア、セリア及びムライトから選択される１以上の材料を含んで形成されているものとすることができる。なお、原料粒子における平均粒径は、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用い、水を分散媒として原料粒子を測定したメディアン径（Ｄ５０）をいうものとする。また、捕集層２４は、無機材料の粒子群から形成されており、隔壁部２２の表面に均一な層として形成されていてもよいし、隔壁部２２の表面に部分的な層として形成されていてもよい。
【００２１】
捕集層２４の形成方法は、流体を捕集層の原料の搬送媒体とし、捕集層の原料を含む流体をセルへ供給するものとしてもよい。こうすれば、捕集層を構成する粒子群がより粗に形成されるため、高い気孔率の捕集層を作製することができ、好ましい。搬送媒体としての流体は、例えば、空気や、窒素ガスなどの気体であることが好ましい。捕集層の原料は、例えば、無機繊維や無機粒子を用いてもよい。あるいは、無機繊維は、上述した無機繊維や、上述した無機材料を繊維状にしたものとしてもよく、例えば平均粒径が０．５μｍ以上８μｍ以下、平均長さが１００μｍ以上５００μｍ以下であるものが好ましい。無機粒子としては、上述した無機材料の粒子を用いることができる。例えば、平均粒径が０．５μｍ以上１５μｍ以下のＳｉＣ粒子やコージェライト粒子を用いることができる。この捕集層の原料は、隔壁部２２の平均細孔径よりも小さい平均粒径を有することが好ましい。このとき、隔壁部２２と捕集層２４との無機材料を同じ材質とすることが好ましい。また、無機粒子を含む気体を流入させる際に、気体の出口側を吸引することが好ましい。また、捕集層２４の形成において、無機繊維や無機粒子と共に結合材も供給してもよい。結合材としてはゾル材料、コロイド材料から選択でき特にコロイダルシリカを用いることが好ましい。無機粒子はシリカにより被覆されており且つ無機粒子同士、及び無機粒子と隔壁部の材料とがシリカにより結合されていることが好ましい。例えば、コージェライトやチタン酸アルミニウムなどの酸化物材料の場合には、無機粒子同士、及び無機粒子と隔壁部の材料とが焼結により結合されているのが好ましい。捕集層２４は、隔壁部２２上に原料の層を形成したあと、熱処理を行い結合することが好ましい。熱処理での温度としては、例えば６５０℃以上１３５０℃以下の温度とするのが好ましい。熱処理温度が６５０℃以上では十分な結合力を確保することができ、１３５０℃以下であると過度な粒子の酸化による細孔の閉塞を抑制することができる。なお、捕集層２４の形成方法は、例えば、捕集層２４の原料になる無機粒子を含むスラリーを用いてセルの表面に形成するものとしてもよい。
【００２２】
目封止部２６は、セルを流通する排ガスが透過しない、又は、透過しにくい部材で形成されており、上述した無機粒子、無機繊維及び結合材などを含むものとしてもよい。外周保護部２８は、ハニカムフィルタ２０の外周を保護する層であり、上述した無機粒子、無機繊維及び結合材などを含むものとしてもよい。
【００２３】
接合層２７は、ハニカムセグメント２１を接合する層であり、無機粒子、無機繊維及び結合材などを含むものとしてもよい。無機粒子は、上述した無機材料の粒子とすることができ、その平均粒径は０．１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。無機繊維は、例えば、アルミノシリケート、アルミナ、シリカ、ジルコニア、セリア及びムライトから選択される１以上の材料を含んで形成されているものとすることができる。この無機繊維は、例えば平均粒径が０．５μｍ以上８μｍ以下、平均長さが１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。結合材としてはコロイダルシリカや粘土などとすることができる。接合層２７の厚さは、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲で形成されていることが好ましい。
【００２４】
この接合層２７は、ハニカムフィルタ２０の端面側の領域がハニカムフィルタ２０の中央側の領域に比して低い密度で形成されている。このように、端面側の接合層２７の密度が低いと、入口ガスの昇温スピードへの追従性がよくなることから、例えば、高温の排ガスが流入した際にハニカムセグメント２１の温度が上昇しやすく、排ガスに含まれる有害成分（ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなど）の分解や、捕集した固体成分の燃焼除去を触媒を担持させて行うことなど、ハニカムフィルタ２０の浄化性能をより向上することができる。また、大セル２３の開口端面側をハニカムフィルタ２０の上流領域、ハニカムフィルタ２０の中央部分を中流領域、小セル２５の開口端面側をハニカムフィルタ２０の下流領域としたとき、接合層２７は、ハニカムフィルタの上流領域がハニカムフィルタの中流領域及び下流領域に比して低い密度で形成されているものとしてもよい。また、接合層２７は、ハニカムフィルタ２０の上流領域がハニカムフィルタ２０の中流領域及び下流領域の平均値に比して低い密度で形成されているものとしてもよい。更に、接合層２７は、ハニカムフィルタ２０の中流領域、ハニカムフィルタ２０の下流領域及びハニカムフィルタの上流領域の順により低い密度で形成されているものとしてもよい。こうすれば、ハニカムフィルタ２０の浄化性能をより向上しやすい。ここで、「接合層の密度」とは、例えばＸ線ＣＴ測定により得られたＸ線密度をいうものとしてもよい。
【００２５】
接合層２７は、ハニカムフィルタ２０の上流領域のＸ線密度をＸ線密度Ａとし、ハニカムフィルタ２０の中流領域及び下流領域の平均のＸ線密度をＸ線密度Ｂとしたとき、（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００により算出されるＸ線密度比が２０％以上６０％以下であることが好ましい。このＸ線密度比が２０％以上では、端面側の密度がより低く、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上することができる。また、Ｘ線密度比が６０％以下では、ハニカムセグメント２１同士を結合する強度の低下をより抑制することができる。このＸ線密度比は、２５％以上であることがより好ましく、３０％以上であることが更に好ましい。また、Ｘ線密度比は、５５％以下であることがより好ましく、５０％以下であることが更に好ましい。
【００２６】
接合層２７は、ハニカムフィルタ２０の上流領域の気孔率Ｃとハニカムフィルタの中流領域及び下流領域の平均の気孔率Ｄとの比Ｃ／Ｄが１．０５以上１．３０以下であることが好ましい。この比Ｃ／Ｄが１．０５以上では、端面側の密度がより低く、ハニカムフィルタ２０の浄化性能をより向上することができる。また、比Ｃ／Ｄが１．３０以下では、ハニカムセグメント２１同士を結合する強度の低下をより抑制することができる。この比Ｃ／Ｄは、１．１０以上であることがより好ましく、１．１５以上であることが更に好ましい。また、比Ｃ／Ｄは、１．２５以下であることがより好ましく、１．２０以下であることが更に好ましい。
【００２７】
接合層２７は、ハニカムセグメント２１の距離調整を行うスペーサを含み、このスペーサは、ハニカムフィルタ２０の上流領域に配置されるスペーサの気孔率が、ハニカムフィルタの下流領域に配置されるスペーサの気孔率に比して高いものとしてもよい。こうすれば、スペーサを用いて比較的容易に、ハニカムフィルタ２０の一方の端面側の領域（例えば上流領域）を他方の端面側の領域（例えば下流領域）に比して低い密度で形成することができる。
【００２８】
ここで、ハニカムフィルタ２０の上流領域、中流領域および下流領域とは、図１に示すように、ハニカムフィルタ２０の流路方向に対して上流側、中央側及び下流側に３等分に分割した領域をいうものとする。ハニカムフィルタ２０の上流領域の接合層２７のＸ線密度Ａは、ハニカムフィルタ２０の入口端面からハニカムフィルタの全長の１／３の長さ下流のハニカムフィルタ２０の断面までをＸ線ＣＴスキャン測定して得られた平均値とする。このとき、半径方向の断面内における測定位置は、セグメント部、外周コート部を除く全ての接合層とする。ハニカムフィルタ２０の中流及び下流領域の接合層２７の平均値であるＸ線密度Ｂは、ハニカムフィルタ２０の出口端面からハニカムフィルタの全長の２／３の長さ上流のハニカムフィルタ２０の断面までをＸ線ＣＴスキャン測定して得られた平均値とする。また、ハニカムフィルタ２０の上流領域の接合層２７の気孔率Ｃは、アルキメデス法により算出した値をいうものとする。また、ハニカムフィルタ２０の中流及び下流領域の接合層２７の平均気孔率Ｄは、アルキメデス法により算出した値をいうものとする。なお、接合増２７の気孔率は、ＳＥＭ観察に用いるサンプルにおいて、樹脂埋めして研磨した断面を撮影して画像データとし、この画像データを画像解析し、所定の閾値で２値化し、２値化した物質領域と気孔領域との面積を用いて算出するものとしてもよい。
【００２９】
ハニカムフィルタ２０において、４０℃〜８００℃におけるセル２３の通過孔方向の熱膨張係数は、６．０×１０-6／℃以下であることが好ましく、１．０×１０-6／℃以下であることがより好ましく、０．８×１０-6／℃以下であることが更に好ましい。この熱膨張係数が６．０×１０-6／℃以下であると、高温の排気に晒された際に発生する熱応力を許容範囲内に抑えることができる。
【００３０】
このハニカムフィルタ２０の外形は、特に限定されないが、円柱状、四角柱状、楕円柱状、六角柱状などの形状とすることができる。ハニカムセグメント２１の外形は、特に限定されないが、接合しやすい平面を有していることが好ましく、断面が多角形の角柱状（四角柱状、六角柱状など）の形状とすることができる。大セル２３は、その断面の形状として３角形、４角形、６角形、８角形などの多角形の形状や円形、楕円形などの流線形状、及びそれらの組み合わせとすることができる。例えば、大セル２３は、排ガスの流通方向に垂直な断面が８角形に形成され、小セル２５は、排ガスの流通方向に垂直な断面が４角形に形成されているものとしてもよい。
【００３１】
ハニカムフィルタ２０において、セルピッチは、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下とするのが好ましい。ＰＭ堆積時の圧力損失は、濾過面積が大きいほど小さい値を示す。一方、初期の圧力損失は、セル直径が小さいほど大きい値を示す。したがって、初期圧力損失、ＰＭ堆積時の圧力損失、ＰＭの捕集効率のトレードオフを考慮して、セルピッチ、セル密度や隔壁部２２の厚さを設定するものとすればよい。
【００３２】
ハニカムフィルタ２０は、触媒が担持されているものとしてもよい。この触媒は、捕集されたＰＭの燃焼を促進する触媒、排ガスに含まれる未燃焼ガス（ＨＣやＣＯなど）を酸化する触媒及びＮＯｘを吸蔵／吸着／分解する触媒のうち少なくとも１種以上としてもよい。こうすれば、ＰＭを効率よく除去することや未燃焼ガスを効率よく酸化することやＮＯｘを効率よく分解することなどができる。この触媒としては、例えば、貴金属元素、遷移金属元素を１種以上含むものとするのがより好ましい。また、ハニカムフィルタ２０では、他の触媒や浄化材が担持されていてもよい。例えば、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等）やアルカリ土類金属（Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ等）などを含むＮＯｘ吸蔵触媒、少なくとも１種の希土類金属、遷移金属、三元触媒、セリウム（Ｃｅ）及び／又はジルコニウム（Ｚｒ）の酸化物に代表される助触媒、ＨＣ（Ｈｙｄｒｏ  Ｃａｒｂｏｎ）吸着材等が挙げられる。具体的には、貴金属としては、例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）や、金（Ａｕ）及び銀（Ａｇ）などが挙げられる。触媒に含まれる遷移金属としては、例えば、Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ等が挙げられる。また、希土類金属としては、例えば、Ｓｍ，Ｇｄ，Ｎｄ，Ｙ，Ｌａ，Ｐｒ等が挙げられる。また、アルカリ土類金属としては、例えば、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ等が挙げられる。このうち、白金及びパラジウムがより好ましい。また、貴金属及び遷移金属、助触媒などは、比表面積の大きな担体に担持してもよい。担体としては、例えば、アルミナ、シリカ、シリカアルミナ、ゼオライトなどを用いることができる。ＰＭの燃焼を促進する触媒を有するものとすれば、捕集層２４上に捕集されたＰＭをより容易に除去することができるし、未燃焼ガスを酸化する触媒やＮＯｘを分解する触媒を有するものとすれば、排ガスをより浄化することができる。
【００３３】
次に、ハニカムフィルタ２０の製造方法について説明する。図３は、ハニカムフィルタ２０の作製工程の説明図である。この製造方法は、例えば、ハニカムセグメント２１を作製する作製工程と、ハニカムセグメント２１の表面に接合材を形成し接合する接合工程と、接合した接合体を乾燥する乾燥工程と、接合体の外形を加工する外形加工工程と、外周保護部２８を形成する外周保護部形成工程とを含むものとしてもよい。作製工程では、ハニカムセグメント２１の原料粉体を混合し、ハニカムセグメント２１の形状に成形し、目封止部２６や捕集層２４を形成したのち、焼成する処理を行うものとしてもよい。ハニカムセグメント２１や捕集層２４、目封止部２６の原料は、上述した無機材料を用いるものとしてもよい。
【００３４】
次の接合工程では、図３に示すように、ハニカムセグメント２１の表面に、例えばペースト状の接合材を形成する。接合材は、例えば、上述した無機材料を用いるものとしてもよい。このとき、ハニカムセグメント２１同士の距離を調整するスペーサ２９を複数、ハニカムセグメント２１の表面に貼り付けるものとしてもよい。このスペーサ２９は、例えば、ハニカムセグメント２１の上流領域と下流領域とに形成するものとしてもよい。こうすれば、ハニカムセグメント２１同士の距離を調整しやすく、接合層２７の厚さをより均一にしやすい。このとき、ハニカムフィルタ２０の上流領域に配置されるスペーサの気孔率が、ハニカムフィルタの下流領域に配置されるスペーサの気孔率に比して高いものとしてもよい。こうすれば、スペーサを用いて比較的容易に、ハニカムフィルタ２０の一方の端面側の領域（例えば上流領域）を他方の端面側の領域（例えば下流領域）に比して低い密度で接合層２７を形成することができる。このスペーサ２９は、例えば、接合材と同様の材質で形成してもよい。また、接合層２７の密度及び気孔率を調整するに際して、ハニカムセグメント２１の上流側に塗布する接合材に造孔材を混合するものとしてもよい。こうすれば、のちの熱処理により造孔材を焼失させることによって、ハニカムフィルタ２０の端面側の領域（上流領域）の接合層２７の密度をより低くすることができる。造孔材の添加量は、ハニカムフィルタ２０の上流領域の密度や気孔率に応じて適宜決定すればよく、例えば、接合材を構成する原料に対して３質量％以上３０質量％以下の範囲とすることが好ましい。造孔材としては、のちの熱処理により消失するものが好ましく、例えば、カーボンブラック粒子、グラファイト粒子及びコークス粒子などの炭素粒子や、澱粉粒子、セルロース粒子、粉砂糖や、ポリエチレン粒子、ポリプロピレン粒子、アクリル粒子、ナイロン粒子及びフェノール粒子などの樹脂粒子などが挙げられる。これらのうち、より低温で焼失する材料が好ましく、例えば、カーボンブラック粒子や澱粉粒子などが好ましい。造孔材を焼失させる熱処理としては、例えば酸化雰囲気中４００℃以上１０００℃以下の温度範囲で行ってもよいし、排気管に取り付けられた実使用状態を造孔材を焼失させる熱処理の代わりとしてもよい。このようにして、ハニカムセグメント２１を接合層２７で接合した接合体３１を作製する。
【００３５】
次に、接合体３１の乾燥工程では、接合体３１の開口端面から熱風を大セル２３や小セル２５に送り込む処理を行うものとしてもよい。こうすれば、接合体３１の開口端面（ハニカムフィルタ２０の上流領域及び下流領域）から中央領域に向かって水分の移動などが起き、このとき接合体３１の端面側の接合層２７の密度がより低くなることが考えられる。ハニカムフィルタ２０では、開口面積の違いによって、小セル２５に比して大セル２３側に、より多くの熱風が入りやすいため、大セル２３の開口端面側をより低密度にすることができると考えられる。なお、ハニカムフィルタ２０の端面側の接合層２７をより低密度にしたい場合は、スペーサ２９の気孔率を変更すること、端面側の接合に造孔材を混合すること、乾燥工程で端面から熱風を送ること、のいずれか１つを行うものとしてもよいし、いずれか２以上を適宜組み合わせるものとしてもよい。このように、スペーサ２９の気孔率を変更すること、端面側の接合に造孔材を混合すること、乾燥工程で端面から熱風を送ること、のいずれかの条件を調整することにより、接合層２７の密度や気孔率を所望の値に調整することができる。
【００３６】
続いて、接合体３１の外形加工工程では、接合体３１の外周面の加工を行い、加工体３２を形成する。そして、大セル２３や小セル２５の開口部が形成されていない、加工体３２の外周面に外周保護部２８を形成し、ハニカムフィルタ２０とする。このように、接合層２７の密度、気孔率を調整したハニカムフィルタ２０を作製することができる。
【００３７】
次に、このようなハニカムフィルタ２０を使用した場合について説明する。図４は、ハニカムセグメント２１の温度分布の説明図である。例えば、排ガスにＨＣが含まれており、これをハニカムフィルタ２０に担持された触媒で燃焼除去する場合について説明する。ハニカムフィルタ２０に担持された触媒は、ある温度範囲に加熱されると、ＨＣの燃焼除去機能が発現する。ここで、例えば、コールドスタート時などでは、触媒の温度が低く、ＨＣの燃焼除去を行いにくい場合がある。特に、接合層２７の密度が高い場合は、接合層２７の温度上昇に排ガスの熱エネルギーが消費され、触媒機能を十分に発揮することができないことがある。このハニカムフィルタ２０では、ハニカムフィルタ２０の上流領域の接合層２７の密度が低く、図４に示すように、ハニカムセグメント２１の外周側の温度上昇がしやすく、触媒機能の発現がしやすい。このため、ハニカムフィルタ２０の浄化性能をより向上することができるのである。
【００３８】
以上説明した実施例のハニカムフィルタ２０によれば、接合層２７が、ハニカムフィルタ２０の端面側の領域がハニカムフィルタ２０の中央側の領域に比して低い密度で形成されている。このように、端面側の接合層２７の密度が低いと、入口ガス温度の昇温スピードへの追従性がよくなることから、例えば、流体に含まれる炭化水素成分の燃焼除去や捕集した固体成分の燃焼除去を行うことなど、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上することができる。
【００３９】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４０】
例えば、上述した実施形態では、大セル２３と小セル２５とを有し、入口側セルと出口側セルとの開口面積が異なるハニカムフィルタ２０としたが、特にこれに限定されず、例えば、図５に示すように、入口側セルと出口側セルとの開口面積が同じセル４３が形成されているハニカムフィルタ４０としてもよい。ハニカムフィルタ４０において、隔壁部４２、捕集層４４、目封止部４６及び接合層４７などは、ハニカムフィルタ２０の隔壁部２２、捕集層２４、目封止部２６及び接合層２７と同様の構成とすることができる。こうしても、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上することができる。
【００４１】
上述した実施形態では、ハニカムフィルタ２０には触媒が含まれるものとしたが、流通する流体に含まれる除去対象物質を浄化処理可能なものであれば特にこれに限定されない。あるいは、ハニカムフィルタ２０は、触媒を含まないものとしてもよい。例えば、その後に触媒が担持されたときに、ハニカムフィルタの浄化性能をより向上することができる効果は得られる。また、排ガスに含まれるＰＭを捕集するハニカムフィルタ２０として説明したが、流体に含まれる固体成分を捕集・除去するものであれば特にこれに限定されず、建設機器の動力エンジン用のハニカムフィルタとしてもよいし、工場や発電所用のハニカムフィルタとしてもよい。
【実施例】
【００４２】
以下には、ハニカムフィルタを具体的に製造した例を実験例として説明する。ここでは、主として図１，３に示した形状のハニカムフィルタを作製した。
【００４３】
［ハニカムセグメント形成工程］
ＳｉＣ粉末及び金属Ｓｉ粉末を８０：２０の質量割合で混合し、これにメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、界面活性剤及び水を添加して混練し、可塑性の坏土を得た。所定の金型を用いてこの坏土を押出成形し、所望形状のハニカムセグメント成形体を成形した。次に、得られたハニカムセグメント成形体をマイクロ波により乾燥させ、更に熱風にて乾燥させた後、目封止をして、酸化雰囲気において５５０℃、３時間で仮焼きした後に、不活性雰囲気下にて１４００℃、２時間の条件で本焼成を行った。目封止部の形成は、セグメント成形体の一方の端面のセル開口部に交互にマスクを施し、マスクした端面をＳｉＣ原料を含有する目封止スラリーに浸漬し、開口部と目封止部とが交互に配設されるように行った。また、他方の端面にも同様にマスクを施し、一方が開口し他方が目封止されたセルと一方が目封止され他方が開口したセルとが交互に配設されるように目封止部を形成した。ここでは、ハニカムフィルタは、断面の直径が１４４ｍｍ、長さが１５２ｍｍの形状とし、セル密度が４６．５セル／ｃｍ2、隔壁部の厚さが１．４１ｍｍ、入口側セルの断面形状が八角形、出口側セルの断面形状が四角形、入口セル／出口セルの面積比を１．７倍とした。作製したハニカムセグメントの気孔率は５０％であり、平均細孔径は１５μｍであった。この隔壁部の気孔率及び平均細孔径は水銀ポロシメータ（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製Ａｕｔｏ  ＰｏｒｅIII型式９４０５）を用いて測定した。
【００４４】
［捕集層形成工程］
作製したハニカムセグメントの排ガス流入側の開口端部より、隔壁の平均細孔径よりも小さい平均粒径（８μｍ）を有するＳｉＣ粒子を含む空気を流入させ、且つハニカムセグメントの流出側より吸引しながら、排ガス流入側のセルの隔壁部の表層にＳｉＣ粒子を堆積させた。次に、大気雰囲気下にて１３００℃、２時間の条件の熱処理により、隔壁の表層に堆積させたＳｉＣ粒子同士、及び堆積させたＳｉＣ粒子と隔壁を構成するＳｉＣ及びＳｉ粒子と結合させた。このように、捕集層を隔壁部上に形成することができる。なお、原料粒子（隔壁部、捕集層及び空隙部形成部材など）の平均粒径は、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所社製ＬＡ−９１０）を用い、水を分散媒として測定したメディアン径（Ｄ５０）である。
【００４５】
［接合工程］
このようにして得られたハニカムセグメントの１つの側面において、上流側の領域に２つ、下流側の領域に２つのスペーサを貼り付けた。上流側の側面に貼り付けたスペーサの気孔率が、６５％であり、下流側の側面に貼り付けたスペーサの気孔率が、７０％であった。スペーサの気孔率は、樹脂埋め研磨後のＳＥＭ画像を用いた画像解析により測定した。次に、スペーサを貼り付けた側面に、アルミナシリケートファイバ、コロイダルシリカ、ポリビニルアルコール、ＳｉＣ、および水を混練してなる接合用スラリーを塗布し、互いに組み付けて圧着した後、加熱乾燥して、全体形状が四角形状のハニカムセグメント接合体を得た。この接合後の乾燥工程にて、より高流量の高温ガスを上流端面に流す事で上流領域側の接合層の早期乾燥を促した。また、接合用スラリーに造孔材を適宜混合し、ハニカムフィルタの上流領域に塗布することにより、上流領域の密度を適宜調整した。なお、スペーサの気孔率や接合用スラリーに混合する造孔材の量、ハニカムセグメント接合体の乾燥方法などを調整することにより、上流領域での接合層のＸ線密度Ａや、中流及び下流領域の接合層の平均Ｘ線密度Ｂ、Ｘ線密度比、上流領域での接合層の平均気孔率Ｃ、中流及び下流領域の接合層の平均気孔率Ｄ、比Ｃ／Ｄなどを調整した。さらに、そのハニカムセグメント接合体を、円柱形状に研削加工した後、その周囲を、接合用スラリーと同等の材料からなる外周コート用スラリーで被覆し、乾燥により硬化させることにより所望の形状、セグメント形状、セル構造を有する円柱形状のハニカムフィルタを得た。
【００４６】
［触媒担持工程］
まず、質量比でアルミナ：白金：セリア系材料＝７：０．５：２．５とし、セリア系材料を質量比でＣｅ：Ｚｒ：Ｐｒ：Ｙ：Ｍｎ＝６０：２０：１０：５：５とした原料を混合し、溶媒を水とした触媒のスラリーを調製した。次に、ハニカムセグメントの出口端面（排ガスが流出する側）を所定の高さまで浸漬させ、入口端面（排ガスが流入する側）より、所定の吸引圧力と吸引流量に調整しながら所定時間にわたって吸引し、隔壁に触媒を担持し、１２０℃２時間で乾燥させた後、５５０℃１時間で焼付けを行った。ハニカムフィルタの単位体積当たりの触媒量は、３０ｇ／Ｌとなるようにした。
【００４７】
（接合層密度、接合層気孔率の測定）
接合層の密度は、ハニカムフィルタの上流領域、中流領域及び下流領域についてＸ線ＣＴ（東芝製Ａｑｕｉｌｉｏｎ）を用いて測定した。接合層の測定では、ハニカムフィルタの軸方向に対しておよそ３ｍｍピッチで各断面をスキャンしていき、ハニカムフィルタの３次元Ｘ線画像を取得した。その後、画像解析により各断面におけるセグメント部、外周コート部を除いた全ての接合層の領域の平均Ｘ線密度を計測した。中流領域及び下流領域については、平均値を算出した。Ｘ線密度は、ハニカムフィルタ２０の入口側端面からハニカムフィルタの全長の１／３の長さ下流のハニカムフィルタ２０の断面まで測定した平均値を上流領域でのＸ線密度Ａとし、ハニカムフィルタ２０の入口側端面からハニカムフィルタの全長の１／３〜２／３の範囲で測定した値を中流領域でのＸ線密度とし、ハニカムフィルタ２０の出口側端面からハニカムフィルタの全長の１／３の長さ上流のハニカムフィルタ２０の断面まで測定した値を下流領域でのＸ線密度とした。接合層の気孔率は、アルキメデス法により求めた。
【００４８】
（実験例１）
上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１５３、中流及び下流領域の接合層の平均Ｘ線密度Ｂを１８０、（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００で算出するＸ線密度Ｂに対するＸ線密度Ａの割合であるＸ線密度比を１５％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを４１％、中流及び下流領域の接合層の平均気孔率Ｄを４０％、Ｃ／Ｄで求められる比Ｃ／Ｄを１．０２として作製したハニカムフィルタを実験例１とした。
【００４９】
（実験例２〜５）
この実験例２〜５では、接合層の平均Ｘ線密度Ｂが１８０、平均気孔率Ｄが４０％であるハニカムフィルタを作製した。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１４４、Ｘ線密度比を２０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを４２％、比Ｃ／Ｄを１．０５としたハニカムフィルタを実験例２とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１０８、Ｘ線密度比を４０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを４７％、比Ｃ／Ｄを１．１８としたハニカムフィルタを実験例３とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを７２、Ｘ線密度比を６０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを５２％、比Ｃ／Ｄを１．３０としたハニカムフィルタを実験例４とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを６３、Ｘ線密度比を６５％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを５３％、比Ｃ／Ｄを１．３３としたハニカムフィルタを実験例５とした。
【００５０】
（実験例６〜１０）
この実験例６〜１０は、接合層の平均Ｘ線密度Ｂが１８０、平均気孔率Ｄが５５％であるハニカムフィルタを作製した。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１５３、Ｘ線密度比を１５％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを５６％、比Ｃ／Ｄを１．０２としたハニカムフィルタを実験例６とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１４４、Ｘ線密度比を２０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを５８％、比Ｃ／Ｄを１．０５としたハニカムフィルタを実験例７とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１０８、Ｘ線密度比を４０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを６５％、比Ｃ／Ｄを１．１８としたハニカムフィルタを実験例８とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを７２、Ｘ線密度比を６０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを７２％、比Ｃ／Ｄを１．３０としたハニカムフィルタを実験例９とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを６３、Ｘ線密度比を６５％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを７３％、比Ｃ／Ｄを１．３３としたハニカムフィルタを実験例１０とした。
【００５１】
（実験例１１〜１５）
この実験例１１〜１５は、接合層の平均Ｘ線密度Ｂが２２０、平均気孔率Ｄが７０％であるハニカムフィルタを作製した。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１８７、Ｘ線密度比を１５％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを７１％、比Ｃ／Ｄを１．０２としたハニカムフィルタを実験例１１とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１７６、Ｘ線密度比を２０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを７４％、比Ｃ／Ｄを１．０５としたハニカムフィルタを実験例１２とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１３２、Ｘ線密度比を４０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを８２％、比Ｃ／Ｄを１．１８としたハニカムフィルタを実験例１３とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを８８、Ｘ線密度比を６０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを９１％、比Ｃ／Ｄを１．３０としたハニカムフィルタを実験例１４とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを７７、Ｘ線密度比を６５％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを９３％、比Ｃ／Ｄを１．３３としたハニカムフィルタを実験例１５とした。
【００５２】
（実験例１６〜１８）
この実験例１６〜１８は、入口セル及び出口セルの断面形状を四角とし、且つ入口セル及び出口セルの開口面積を同じとし、接合層の平均Ｘ線密度Ｂが１８０、平均気孔率Ｄが５５％であるハニカムフィルタを作製した。このハニカムフィルタのセル密度は４６．５セル／ｃｍ2であり、隔壁部の厚さが０．３０５ｍｍである。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１４４、Ｘ線密度比を２０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを５８％、比Ｃ／Ｄを１．０５としたハニカムフィルタを実験例１６とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを１０８、Ｘ線密度比を４０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを６５％、比Ｃ／Ｄを１．１８としたハニカムフィルタを実験例１７とした。上流領域の接合層のＸ線密度Ａを７２、Ｘ線密度比を６０％、上流領域の接合層の気孔率Ｃを７２％、比Ｃ／Ｄを１．３０としたハニカムフィルタを実験例１８とした。
【００５３】
（１）ＨＣ（ハイドロカーボン）浄化効率測定
上記作製したハニカムフィルタを２．２Ｌディーゼルエンジンに搭載したあと、アイドル状態から１０秒以内に２５００ｒｐｍ、７０Ｎｍまでエンジン状態を変化させ、ハニカムフィルタの前後のＨＣ濃度を測定器（堀場製ＭＥＸＡ−１３００Ｍ）により計測し、その変化率よりハニカムフィルタによるＨＣ浄化効率を算出した。測定開始から２０秒後のＨＣ浄化効率を評価対象サンプルのＨＣ浄化性能と定義した。この試験方法は欧州でのエミッション計測モードであるＮＥＤＣモードでのコールドスタートモードと相関がある事が分かっており、２０秒後の値がエミッション値と相関性があると確認されているためである。また、ＨＣ浄化効率が７５％を下回ると欧州の規制モードに対応することが困難となる。
【００５４】
（２）再生限界試験
ＨＣ浄化効率と同様に、上記作製したハニカムフィルタを２．２Ｌディーゼルエンジンに搭載し、２０００ｒｐｍ、４５Ｎｍでスートを１２ｇ／Ｌ堆積させたあと、ポストインジェクションによりハニカムフィルタの入口ガス温度を７００℃まで上昇させ、ハニカムフィルタ前後の圧損が低下してきた際にポストインジェクションを終了し、エンジン状態をアイドル状態とした。アイドル状態に切り替えることによりハニカムフィルタに多量の酸素が供給されるため、ハニカムフィルタの内部で残存スートが異常燃焼を起こし、急激な発熱によりクラック等が発生する場合がある。今回は、その再生試験後に接合部へのクラック発生有無を評価した。ここでは、クラックがないものを「○」とし、クラックが一部あるものを「△」として評価した。
【００５５】
（実験結果）
実験例１〜１８の接合層のＸ線密度、気孔率、測定結果をまとめて、表１に示す。図６は、実験例３のＸ線ＣＴスキャン測定による接合層、ハニカムセグメント及びハニカムフィルタ全体でのＸ線密度の測定結果であり、図７は、上流領域の接合層の気孔率Ｃと中流及び下流領域の接合層の平均気孔率Ｄとの比Ｃ／Ｄに対するＨＣ浄化効率（％）の測定結果である。図６に示すように、実験例３では、接合層のＸ線密度は、ハニカムフィルタの中流領域、ハニカムフィルタの下流領域及びハニカムフィルタの上流領域の順により低い密度で形成されていることがわかった。また、表１に示すように、実験例１〜１８では、ハニカムフィルタの中流及び下流領域の接合層の平均Ｘ線密度Ｂに比してハニカムフィルタの上流領域の接合層のＸ線密度Ａが低い密度である傾向を示すことがわかった。
【００５６】
また、表１、図７に示すように、ハニカムフィルタの中流及び下流領域の接合層の平均Ｘ線密度Ｂに比してハニカムフィルタの上流領域の接合層のＸ線密度Ａがより低い密度であるものは、ＨＣ浄化効率がより高いことがわかった。これは、中流・下流平均に対して上流の接合層の密度が低いと、ハニカムフィルタの入口ガス温度の昇温スピードへの追従性がよくなるため、ハニカムフィルタ上流の接合層近傍の熱容量の大きい部分の昇温性がよくなることから浄化性能が向上したものと推察された。特に、接合層のＸ線密度Ｂに対するＸ線密度Ａの割合であるＸ線密度比が２０％以上、及び上流領域の接合層の気孔率Ｃと中流及び下流領域の接合層の平均気孔率Ｄとの比Ｃ／Ｄが１．０５以上であるときに、ＨＣ浄化性能がより高いことがわかった。一方、上流領域の接合層密度が低すぎると、セグメント同士を結合する強度が低くなるため、再生限界試験時に発生する熱応力によりセグメントの膨張により接合材に引張応力が発生し、それにより接合層にクラックが発生した。このため、Ｘ線密度比が６０％以下、及び比Ｃ／Ｄが１．３０以下であることが好ましいことがわかった。
【００５７】
【表１】
0005785870.tif 000002
【符号の説明】
【００５８】
２０，４０  ハニカムフィルタ、２１  ハニカムセグメント、２２，４２  隔壁部、２３、２４，４４  捕集層、２５  小セル、２６，４６  目封止部、２７  接合層、２８  外周保護部、４３  セル。
【図１】
0005785870.tif 000003
【図２】
0005785870.tif 000004
【図３】
0005785870.tif 000005
【図４】
0005785870.tif 000006
【図５】
0005785870.tif 000007
【図６】
0005785870.tif 000008
【図７】
0005785870.tif 000009