(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタ（１）であって、
複数のセル壁（２）と、
該セル壁（２）によって囲まれた複数のセル孔（３）とを有し、
上記セル壁（２）は、隣り合うセル孔（３）間を連通する細孔を有し、
上記セル孔（３）は、上記排ガスフィルタ（１）の軸方向に貫通する開放セル孔（３１）と、上流側端部を閉塞する栓部（３２１）を備えた栓詰めセル孔（３２）とからなり、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔（３１）における流路断面積Ｓ１よりも、上記栓詰めセル孔（３２）における流路断面積Ｓ２が大きく、
上記セル壁（２）の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタ（１）の外径をφ（ｍｍ）、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１としたとき、上記排ガスフィルタ（１）の基材長Ｌが、下記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上であるとともに、下記式（Ｍ）によって定める吹き抜け臨界長Ｌｍ以下であることを特徴とする排ガスフィルタ（１）。
Ｌ１=−３．７×Ｒｓ1.5−３．６／ｗ＋９．７／ｋ−１５２．９×Ｃ＋２２４１．５／φ＋１４５．１  ・・・式（１）
Ｌｍ＝−５．５×Ｒｓ1.5−６．０／ｗ＋４４．９／ｋ−２３４．９×Ｃ＋１７６．７／φ＋２５５．６  ・・・式（Ｍ）
【請求項２】
内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタ（１）であって、
複数のセル壁（２）と、
該セル壁（２）によって囲まれた複数のセル孔（３）とを有し、
上記セル壁（２）は、隣り合うセル孔（３）間を連通する細孔を有し、
上記セル孔（３）は、上記排ガスフィルタ（１）の軸方向に貫通する開放セル孔（３１）と、上流側端部を閉塞する栓部（３２１）を備えた栓詰めセル孔（３２）とからなり、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔（３１）における流路断面積Ｓ１よりも、上記栓詰めセル孔（３２）における流路断面積Ｓ２が大きく、
上記セル壁（２）の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタ（１）の外径をφ（ｍｍ）、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１としたとき、上記排ガスフィルタ（１）の基材長Ｌが、下記式（２）によって決定される第２基準値Ｌ２以上であるとともに、下記式（Ｍ）によって定める吹き抜け臨界長Ｌｍ以下であることを特徴とする排ガスフィルタ（１）。
Ｌ２=−１３．４×Ｒｓ1.5＋０．７６／ｗ＋３．２／ｋ−１３２．１×Ｃ＋１１１７．３／φ＋１７４．４  ・・・式（２）
Ｌｍ＝−５．５×Ｒｓ1.5−６．０／ｗ＋４４．９／ｋ−２３４．９×Ｃ＋１７６．７／φ＋２５５．６  ・・・式（Ｍ）
【請求項３】
内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタ（１）であって、
複数のセル壁（２）と、
該セル壁（２）によって囲まれた複数のセル孔（３）とを有し、
上記セル壁（２）は、隣り合うセル孔（３）間を連通する細孔を有し、
上記セル孔（３）は、上記排ガスフィルタ（１）の軸方向に貫通する開放セル孔（３１）と、上流側端部を閉塞する栓部（３２１）を備えた栓詰めセル孔（３２）とからなり、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔（３１）における流路断面積Ｓ１よりも、上記栓詰めセル孔（３２）における流路断面積Ｓ２が大きく、
上記セル壁（２）の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタ（１）の外径をφ（ｍｍ）、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１としたとき、上記排ガスフィルタ（１）の基材長Ｌが、下記式（３）によって決定される第３基準値Ｌ３以上であるとともに、下記式（Ｍ）によって定める吹き抜け臨界長Ｌｍ以下であることを特徴とする排ガスフィルタ（１）。
Ｌ３=−６．８×Ｒｓ1.5−４．５／ｗ＋１２．０／ｋ−１８９．９×Ｃ＋２６２９．１／φ＋１９１．７  ・・・式（３）
Ｌｍ＝−５．５×Ｒｓ1.5−６．０／ｗ＋４４．９／ｋ−２３４．９×Ｃ＋１７６．７／φ＋２５５．６  ・・・式（Ｍ）
【請求項４】
上記セル壁（２）の厚さｗ（ｍｍ）は０．１３≦ｗ≦０．４７であり、上記排ガス透過係数ｋ（μｍ2）は０．３≦ｋ≦１．１であり、上記セル密度Ｃ（個／ｍｍ2）は０．３１≦Ｃ≦０．６２であり、上記排ガスフィルタ（１）の外径φ（ｍｍ）は８０≦φ≦１５０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の排ガスフィルタ（１）。
【請求項５】
上記流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１は、１．１≦Ｒｓ≦５であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の排ガスフィルタ（１）。
【請求項６】
上記複数のセル孔（３）は、２種類以上の形状を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の排ガスフィルタ（１）。
【請求項７】
上記セル孔（３）は、内周形状が八角形のセル孔（３）と、内周形状が四角形のセル孔（３）とからなり、上記八角形のセル孔（３）の水力直径は、上記四角形のセル孔（３）の水力直径よりも大きく、上記八角形のセル孔（３）と上記四角形のセル孔（３）とを交互に並べて形成されていることを特徴とする請求項６に記載の排ガスフィルタ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化するための排ガスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気管には、排ガスに含まれる粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）を捕集する排ガス浄化装置が設けられている。この排ガス浄化装置は、排ガスに含まれる粒子状物質を捕集するための排ガスフィルタを備えている（特許文献１、２）。
特許文献１、２に示された排ガス浄化装置の排ガスフィルタは、複数のセル壁と、セル壁によって囲まれて形成されたセル孔とを有している。セル孔としては、上流側端部が栓部によって閉塞された栓詰めセル孔と、栓部が配設されていない開放セル孔とがある。栓詰めセル孔と開放セル孔との間のセル壁には、両者の間を連通するように細孔が形成されており、細孔に排ガスを流通させて粒子状物質をトラップし、排ガスから粒子状物質を除去している。
また、特許文献１には、捕集性能を向上させるために複数の排ガスフィルタを直列に搭載した排ガス浄化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ−２０１２−０４６４８４号
【特許文献２】特開２００３−３５１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２の排ガスフィルタには以下の課題がある。
特許文献１、２の排ガスフィルタは、開放セル孔における圧力損失と、栓詰めセル孔における圧力損失及びセル壁における通過抵抗による圧力損失とによって生じる圧力差を利用して、排ガスをセル壁に透過させている。そのため、排ガスフィルタ内において、十分な圧力差を生じさせることができないと、開放セル孔に流入した排ガスが、セル壁を透過することなく、排ガスフィルタから排出される。そのため、排ガスフィルタにおける粒子状物質の捕集性能が低下する。
【０００５】
また、特許文献１、２に記載の排ガスフィルタは、開放セル孔と栓詰めセル孔の流路断面積が等しい。そのため、上記排ガスフィルタは、開放セル孔の圧力損失と栓詰めセル孔の圧力損失との差が少なく、十分な捕集性能を発揮できない。
【０００６】
また、特許文献１に記載の排ガス浄化装置は、複数の排ガスフィルタを直列に並べているため、車両への搭載性が低下しやすい。すなわち、上記排ガス浄化装置は、排気管に複数の排ガスフィルタを直列に搭載できる車両にしか搭載できない。また、上記排ガス浄化装置は、圧力損失の増大を招きやすい。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、圧力損失の増大、車両への搭載性の低下、を抑制しながら、粒子状物質の捕集性能を向上し、浄化性能を向上することができる排ガス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】
【０００８】
本発明の第１の態様は、内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタであって、
複数のセル壁と、
該セル壁によって囲まれた複数のセル孔とを有し、
上記セル壁は、隣り合うセル孔間を連通する細孔を有し、
上記セル孔は、上記排ガスフィルタの軸方向に貫通する開放セル孔と、上流側端部を閉塞する栓部を備えた栓詰めセル孔とからなり、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔における流路断面積Ｓ１よりも、上記栓詰めセル孔における流路断面積Ｓ２が大きく、
上記セル壁の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタの外径をφ（ｍｍ）、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１としたとき、上記排ガスフィルタの基材長Ｌが、下記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上であるとともに、下記式（Ｍ）によって定める吹き抜け臨界長Ｌｍ以下であることを特徴とする排ガスフィルタにある。
Ｌ１=−３．７×Ｒｓ1.5−３．６／ｗ＋９．７／ｋ−１５２．９×Ｃ＋２２４１．５／φ＋１４５．１  ・・・式（１）
Ｌｍ＝−５．５×Ｒｓ1.5−６．０／ｗ＋４４．９／ｋ−２３４．９×Ｃ＋１７６．７／φ＋２５５．６  ・・・式（Ｍ）
【０００９】
本発明の第２の態様は、内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタ（１）であって、
複数のセル壁（２）と、
該セル壁（２）によって囲まれた複数のセル孔（３）とを有し、
上記セル壁（２）は、隣り合うセル孔（３）間を連通する細孔を有し、
上記セル孔（３）は、上記排ガスフィルタ（１）の軸方向に貫通する開放セル孔（３１）と、上流側端部を閉塞する栓部（３２１）を備えた栓詰めセル孔（３２）とからなり、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔（３１）における流路断面積Ｓ１よりも、上記栓詰めセル孔（３２）における流路断面積Ｓ２が大きく、
上記セル壁（２）の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタ（１）の外径をφ（ｍｍ）、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１としたとき、上記排ガスフィルタ（１）の基材長Ｌが、下記式（２）によって決定される第２基準値Ｌ２以上であるとともに、下記式（Ｍ）によって定める吹き抜け臨界長Ｌｍ以下であることを特徴とする排ガスフィルタ（１）にある。
Ｌ２=−１３．４×Ｒｓ1.5＋０．７６／ｗ＋３．２／ｋ−１３２．１×Ｃ＋１１１７．３／φ＋１７４．４  ・・・式（２）
Ｌｍ＝−５．５×Ｒｓ1.5−６．０／ｗ＋４４．９／ｋ−２３４．９×Ｃ＋１７６．７／φ＋２５５．６  ・・・式（Ｍ）
【００１０】
本発明の第３の態様は、内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化する排ガスフィルタ（１）であって、
複数のセル壁（２）と、
該セル壁（２）によって囲まれた複数のセル孔（３）とを有し、
上記セル壁（２）は、隣り合うセル孔（３）間を連通する細孔を有し、
上記セル孔（３）は、上記排ガスフィルタ（１）の軸方向に貫通する開放セル孔（３１）と、上流側端部を閉塞する栓部（３２１）を備えた栓詰めセル孔（３２）とからなり、
上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔（３１）における流路断面積Ｓ１よりも、上記栓詰めセル孔（３２）における流路断面積Ｓ２が大きく、
上記セル壁（２）の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、上記排ガスフィルタ（１）の外径をφ（ｍｍ）、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１としたとき、上記排ガスフィルタ（１）の基材長Ｌが、下記式（３）によって決定される第３基準値Ｌ３以上であるとともに、下記式（Ｍ）によって定める吹き抜け臨界長Ｌｍ以下であることを特徴とする排ガスフィルタ（１）にある。
Ｌ３=−６．８×Ｒｓ1.5−４．５／ｗ＋１２．０／ｋ−１８９．９×Ｃ＋２６２９．１／φ＋１９１．７  ・・・式（３）
Ｌｍ＝−５．５×Ｒｓ1.5−６．０／ｗ＋４４．９／ｋ−２３４．９×Ｃ＋１７６．７／φ＋２５５．６  ・・・式（Ｍ）
【発明の効果】
【００１１】
上記第１〜第３の態様の排ガスフィルタは、上述のごとく、上記セル孔として上記開放セル孔と上記栓詰めセル孔とを有している。そのため、排ガスを上記セル壁に形成された細孔に効率良く流通させ、上記排ガスフィルタの浄化性能を向上することができる。
【００１２】
すなわち、上記開放セル孔の流路断面積よりも、上記栓詰めセル孔における流路断面積を大きくすることにより、上記開放セル孔における圧力損失が上記栓詰めセル孔における圧力損失に比べて大きくなり、上記開放セル孔内の圧力と上記栓詰めセル孔内の圧力との圧力差が大きくなる。この圧力差を利用することにより、上記開放セル孔に流入した排ガスを、上記細孔を通じて、上記栓詰めセル孔へと効率良く流通させることができる。また、上記開放セル孔と上記栓詰めセル孔との間の圧力差は、上記排ガスフィルタの上流から下流に向かうにつれて小さくなっていくが、圧力差が生じる範囲においては、上記細孔への排ガスの流通が継続される。そのため、上述のごとく、上記開放セル孔と上記栓詰めセル孔との間の圧力差を増大することで、上記排ガスフィルタのより広い範囲において、上記セル壁に排ガスを透過させることができる。これにより、排ガスに含まれる粒子状物質を効率良く捕集することができる。
【００１３】
また、上記栓部は、上記栓詰めセル孔の上流側端部に配設されている。したがって、排ガスに粒子状物質と共に含まれているＡｓｈ（カルシウム化合物などの灰分）を上記排ガスフィルタから排出することができる。Ａｓｈは、燃焼除去をすることができないため、例えば上記栓部が上記栓詰めセル孔の下流側端部に配設された排ガスフィルタにおいては、Ａｓｈが内部に残留蓄積する。一方、上記排ガスフィルタにおいては、排ガスが上記セル壁を透過する際に、上記セル壁によって分離され、Ａｓｈは上記開放セル孔内に残る。上記開放セル孔は、軸方向において貫通しているため、Ａｓｈを上記開放セル孔から容易に排出することができ、上記排ガスフィルタ内におけるＡｓｈの残留を防止することができる。これにより、上記排ガスフィルタにおける浄化性能の低下を抑制することができる。
【００１４】
また、上記第１の態様の排ガスフィルタは、上記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上の基材長を有する。そのため、粒子状物質の捕集性能を充分に確保することができ、排ガスフィルタにおける浄化性能をより向上させることができる。
【００１５】
また、上記第２の態様の排ガスフィルタは、上記式（２）によって決定される第二基準値Ｌ２以上の基材長を有する。そのため、排ガスフィルタの捕集率を、ガソリンエンジンを搭載する車両において一般的に要求される捕集率を上回る５０％以上を確保することができ、高い浄化性能が得られる。
【００１６】
また、上記第３の態様の排ガスフィルタは、上記式（３）によって決定される第三基準値Ｌ３以上の基材長を有する。そのため、粒子状物質の捕集性能を充分に確保することができ、排ガスフィルタにおける浄化性能をより向上させることができる。
【００１７】
また、上記第１〜第３の態様の排ガスフィルタは、上記式（Ｍ）によって決定される吹き抜け臨界長Ｌｍ以下の基材長を有する。そのため、排ガスフィルタの圧力損失の増大、及び排ガスフィルタの大型化を効果的に抑制することができる。すなわち、排ガスフィルタの基材長を、吹き抜け臨界長Ｌｍよりも長くしても、上記開口セル孔を流通する排ガスが上記セル壁を透過することなく排出される吹き抜けが発生してしまうため、圧力損失及び排ガスフィルタの搭載性の関係から無駄が大きくなってしまう。そこで、排ガスフィルタの基材長を、上記式（Ｍ）によって決定される吹き抜け臨界長Ｌｍ以下とすることにより、排ガスフィルタの圧力損失増大及び大型化を、効果的に抑制できる。
【００１８】
以上のごとく、本発明によれば、圧力損失の増大、車両への搭載性の低下、を抑制しながら、粒子状物質の捕集性能を向上し、浄化性能を向上することができる排ガスフィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１における、排ガスフィルタを示す説明図。
【図２】図１における、II−II矢視断面図。
【図３】図２における、III−III矢視断面図。
【図４】実施例１における、排ガスフィルタの一例を示す説明図。
【図５】実施例１における、基材長と捕集率との関係の概略を示す線図。
【図６】実施例２における、基材長と捕集率との関係の概略を示す線図。
【図７】実施例３における、基材長と捕集率との関係の概略を示す線図。
【図８】実施例４における、排ガスフィルタを示す説明図。
【図９】確認試験１における、排ガスフィルタの形状を示す説明図。
【図１０】確認試験１における、（ａ）透過流量比と流路断面積比との関係を示すグラフ、（ｂ）捕集率と流路断面積比との関係を示すグラフ。
【図１１】実施例５における、排ガスフィルタの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
上記排ガスフィルタは、上記開放セル孔の流路断面積をＳ１とし、上記栓詰めセル孔の流路断面積をＳ２としたとき、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１は、１．１≦Ｒｓ≦５であり、かつ上記排ガスフィルタの基材長Ｌが、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍであることが好ましい。この場合には、上記開放セル孔と上記栓詰めセル孔との間における圧力差を確実に発生させ、上記セル壁に形成された上記細孔に排ガスを確実に流通させることができる。また、上記栓詰めセル孔と上記開放セル孔との流路断面積比Ｒｓに応じて３５ｍｍ〜２７０ｍｍの範囲内で基材長Ｌを決定することにより、上記排ガスフィルタの圧力損失の増大を効果的に抑制しながら、上記排ガスフィルタの捕集性能を向上することができる。
Ｒｓが１．１未満の場合、圧力差が小さくなり、上記セル壁を透過する排ガスの透過量が少なくなり、十分な浄化性能を発揮できない場合がある。
Ｒｓが５を超える場合、開放セル孔を構成するセル壁の面積、すなわち濾過面積が小さくなりやすい。これに伴い、粒子状物質の堆積時にセル孔が閉塞し圧力損失が過大となる場合がある。
排ガスフィルタは、流路断面積比Ｒｓが、１．１≦Ｒｓ≦２．５であることがより好ましい。
Ｒｓが２．５より大きい場合、排ガスフィルタの圧力損失が過大となるおそれがある。それゆえ、基材長を長くしたとき、排ガスフィルタの圧力損失の増大に対して、捕集性能の向上の効果が小さくなる場合がある。
Ｌが３５ｍｍ未満の場合、基材径に対して基材長が短くなり過ぎ、上記排ガスフィルタを排気管に取り付け難くなる場合がある。
Ｌが２７０ｍｍを超える場合、排ガスが上記セル孔を透過することで上記開放セル孔と上記栓詰めセル孔との間の圧力差がなくなる領域が生じる。
排ガスフィルタは、基材長Ｌが、５５ｍｍ≦Ｌ≦２２０ｍｍであることがより好ましい。
Ｌが５５ｍｍ未満の場合、上記開口セル孔を流通する排ガスが上記セル壁を透過することなく排出される吹き抜けが発生し、上記排ガスフィルタの性能が低下する場合がある。
Ｌが２２０ｍｍを超える場合、基材長Ｌの増加に伴う捕集性能の上昇の効果が緩慢になりやすい。さらに、Ｌが２２０ｍｍを超える場合、排ガスフィルタの圧力損失の増大を招くおそれもある。
【００２１】
また、上記セル孔は、内周形状が八角形のセル孔と、内周形状が四角形のセル孔とからなり、上記八角形のセル孔の水力直径は、上記四角形のセル孔の水力直径よりも大きく、上記八角形のセル孔と上記四角形のセル孔とを交互に並べて形成されていることが好ましい。この場合には、上記八角形のセル孔の水力直径と、上記四角形のセル孔の水力直径との差を大きくすることができる。これにより、例えば、上記八角形のセル孔を栓詰めセル孔、上記四角形のセル孔を上記開放セル孔として適宜割り振った際に、上記栓詰めセル孔と上記開放セル孔とを隣接させることができ、上記栓詰めセル孔と上記開放セル孔との間における圧力差を効果的に増大させることができる。一方、上記栓詰めセル孔同士、又は上記開放セル孔同士が隣接した場合、上記栓詰めセル孔同士の間、又は上記開放セル孔同士の間には圧力差が生じ難いため、捕集性能の観点では機能が少ない。
また、セル形状は上記排ガスフィルタの圧力損失の観点から水力直径の大きい形状が良い。従ってセル孔を例えば三角形等にすることは、上記排ガスフィルタの圧力損失の増大を招きやすい。
以上の観点から、上記八角形のセル孔と上記四角形のセル孔とを交互に並べて形成することにより、効率よく浄化性能を向上することができる。
【００２２】
セル壁の気孔率は、特に限定されるものではないが、５０〜８０％であることが好ましく、５０〜６５％であることがさらに好ましい。気孔率が５０％より小さいと、粒子状物質を含む排ガスがセル壁を透過し難くなる（すなわち、セル壁の排ガス透過係数が減少しやすくなる）。これに伴い、粒子状物質を含む排ガスがセル壁を透過する量が減少しやすくなり、捕集性能が低下しやすくなることも考えられる。気孔率が６５％より大きいと、排ガスフィルタの強度が減少しやすく、排気管に排ガスフィルタを取り付け難くなることが懸念される。なお、セル壁の気孔率は、水銀ポロシメータによって測定することができる。
【００２３】
セル壁の平均気孔径は、特に限定されるものではないが、５〜３０μｍであることが好ましく、１０〜２５μｍであることがさらに好ましい。平均気孔径が１０μｍより小さいと、粒子状物質を含む排ガスがセル壁を透過し難くなる（すなわち、セル壁の排ガス透過係数が減少しやすくなる）。これに伴い、粒子状物質を含む排ガスがセル壁を透過する量が減少しやすくなり、捕集性能が低下しやすくなることも考えられる。平均気孔径が２５μｍより大きいと、排ガスフィルタの強度が減少しやすく、排気管に排ガスフィルタを取り付け難くなることが懸念される。なお、セル壁の平均気孔径は、水銀ポロシメータによって測定することができる。
【００２４】
セル壁の厚さｗ（ｍｍ）は、０．１０≦ｗ≦０．５０であることが好ましく、０．１３≦ｗ≦０．４７ｍｍであることがさらに好ましい。厚さｗが０．１３ｍｍより薄いと、排ガスフィルタの強度が減少しやすく、排気管に排ガスフィルタを取り付け難くなることが懸念される。厚さｗが０．４７ｍｍより厚いと、粒子状物質を含む排ガスがセル壁を透過し難くなる。これに伴い、粒子状物質を含む排ガスがセル壁を透過する量が減少しやすくなり、捕集性能が低下しやすくなることも考えられる。
【００２５】
セル密度Ｃ（個／ｍｍ2）は、０．３０≦Ｃ≦０．７０であることが好ましく、０．３１≦Ｃ≦０．６２であることがさらに好ましい。セル密度Ｃが０．３１個／ｍｍ2より小さいと、栓詰セル孔と開放セル孔との水力直径の差が相対的に小さくなりやすい。それゆえ、栓詰セル孔と開放セル孔との間の圧力差が小さくなりやすく、粒子状物質を含む排ガスがセル壁を透過し難くなる。これに伴い、粒子状物質を含む排ガスがセル壁を透過する量が減少しやすくなり、捕集性能が低下しやすくなることも考えられる。セルの密度Ｃが０．６２個／ｍｍ2より大きいと、セル孔の水力直径が小さくなり過ぎ、圧力損失が増大する場合がある。
【００２６】
排ガスフィルタの外径φ（ｍｍ）は、６０≦φ≦１６０が好ましく、８０≦φ≦１５０であることがさらに好ましい。外径φが８０ｍｍより小さいと、排ガスフィルタの軸方向から見た全セル孔の面積、すなわち流路全体の面積が小さくなるため、排ガスフィルタの圧力損失が増大する場合がある。外径φが１５０ｍｍより大きいと、排気管に対する排ガスフィルタの搭載性が低くなる場合がある。
【００２７】
セル壁の排ガス透過係数ｋ（μｍ2）は、０．１≦ｋ≦２．０が好ましく、０．３≦ｋ≦１．１であることがさらに好ましい。セル壁の排ガス透過係数ｋは上記気孔率や平均気孔径の影響を強く受けることが知られている。排ガス透過係数ｋが０．３μｍ2より小さいと、気孔率や平均気孔径が小さくなりやすく、粒子状物質を含む排ガスがセル壁を透過し難くなり、これに伴い、捕集性能が低下しやすくなることも考えられる。排ガス透過係数ｋが１．１μｍ2より大きい場合は、気孔率や平均気孔径が大きくなりやすく、排ガスフィルタの強度が減少しやすい。
【００２８】
（実施例１）
上記排ガスフィルタにかかる実施例について、図１〜図３を参照して説明する。
図１〜図３に示すごとく、排ガスフィルタ１は、内燃機関から排出される粒子状物質を含む排ガスを浄化するものである。排ガスフィルタ１は、複数のセル壁２と、セル壁２によって囲まれた複数のセル孔３とを有している。
【００２９】
セル壁２には、隣り合うセル孔３間を連通する細孔が形成されている。セル孔３は、排ガスフィルタ１の軸方向Ｘにおいて貫通した開放セル孔３１と、上流側端部を閉塞する栓部３２１が配設された栓詰めセル孔３２とからなる。
軸方向Ｘと直交する断面において、栓詰めセル孔３２における流路断面積は、開放セル孔３１における流路断面積よりも大きい。
【００３０】
以下さらに詳細に説明する。
図１に示すごとく、本例の排ガスフィルタ１は、自動車の内燃機関、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンにおいて発生した排気ガスを浄化するためのものである。
排ガスフィルタ１は、円柱形状をなしており、格子状に配設されたセル壁２と、セル壁２によって囲まれたセル孔３とが形成されている。本例において、排ガスフィルタ１の外径φは、１３２ｍｍとした。また、基材長Ｌは、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍであることが好ましい。
【００３１】
セル壁２は、多孔質構造を有するセラミック材料からなり、その内部には、気孔からなり隣り合うセル孔３同士を連通する細孔（図示略）が形成されている。本例においては、セラミック材料として、平均気孔径が１８μｍ、気孔率が６０％のコージェライトを用いた。また、セル壁２の厚さＷは、０．２８ｍｍとした。本例において、排ガスがセル壁２を透過するときの透過のしやすさを示す排ガス透過係数ｋは、０．７μｍ2である。
【００３２】
図１〜図３に示すごとく、セル孔３は、開放セル孔３１と栓詰めセル孔３２とからなる。開放セル孔３１と栓詰めセル孔３２とは、互いに隣り合うよう、交互に並んで形成されている。本例において、単位面積当たりのセル孔３の個数であるセル密度Ｃは、０．４７個／ｍｍ2とした。
【００３３】
図１〜図３に示すごとく、複数のセル孔３は、２種類以上の形状を有する。すなわち、複数のセル孔３の中に、軸方向Ｘから見たときの形状が互いに異なる２種以上のセル孔３が存在する。また、相似形であっても大きさが異なるセル孔３同士も、形状が異なるものとする。本例において、セル孔３は、内周形状が八角形のセル孔３と、内周形状が四角形のセル孔３とからなる。八角形のセル孔３の水力直径は、四角形のセル孔３の水力直径よりも大きい。排ガスフィルタ１は、八角形のセル孔３と四角形のセル孔３とを交互に並べて形成されている。
本例において、内周形状が八角形のセル孔３が栓詰めセル孔３２であり、内周形状が四角形のセル孔３が開放セル孔３１である。そして、栓詰めセル孔３２の水力直径は、開放セル孔３１の水力直径よりも大きい。
【００３４】
開放セル孔３１は、軸方向Ｘから見たとき、正方形状をなしており、排ガスフィルタ１の全長において貫通するように形成されている。また、栓詰めセル孔３２は、軸方向Ｘから見たとき、八角形状をなしている。また、栓詰めセル孔３２の上流側端部は、栓部３２１によって閉塞されている。
【００３５】
開口セル孔３１の流路断面積をＳ１とし、栓詰めセル孔３２の流路断面積をＳ２としたとき、Ｓ２はＳ１よりも大きい。本例においては、Ｓ１に対するＳ２の比である流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１が、１．１≦Ｒｓ≦５を満たす。また、本例においては、流路断面積比Ｒｓ＝１．６とした。
【００３６】
排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、下記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上である。さらに、排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、下記式（Ｍ）によって定める吹き抜け臨界長Ｌｍ以下である。セル壁２の厚さをｗ（ｍｍ）、排ガス透過係数をｋ（μｍ2）、セル密度をＣ（個／ｍｍ2）、排ガスフィルタ１の外径をφ（ｍｍ）、とする。
Ｌ１=−３．７×Ｒｓ1.5−３．６／ｗ＋９．７／ｋ−１５２．９×Ｃ＋２２４１．５／φ＋１４５．１  ・・・式（１）
Ｌｍ＝−５．５×Ｒｓ1.5−６．０／ｗ＋４４．９／ｋ−２３４．９×Ｃ＋１７６．７／φ＋２５５．６  ・・・式（Ｍ）
【００３７】
式（１）について、図５を用いて説明する。
図５は、基材長Ｌと捕集率との関係の概略を示している。なお、捕集率とは、排ガスフィルタ１に導入される排ガスに含まれる粒子状物質の数に対する、排ガスフィルタ１から排出される排ガスに含まれる粒子状物質の数の割合をいう。図５に示すごとく、排ガスフィルタ１は、基材長Ｌを長くしていくにつれて捕集率が上昇していくが、基材長Ｌが長くなるにつれて捕集率の上昇は少なくなり、基材長Ｌがある長さ以上になると、基材長Ｌの増加に伴う捕集率の上昇がなくなる。これは、基材長Ｌがある長さよりも長い場合、上流側から開口セル孔３１に導入された排ガスが、所定の位置よりも下流側においてはセル壁２を通過しなくなり、そのまま下流側へ吹き抜けてしまうためと考えられる。基材長Ｌの増加に伴う捕集率の上昇が生じなくなり始める基材長Ｌを「吹き抜け臨界長Ｌｍ」とし、基材長Ｌが吹き抜け臨界長Ｌｍ以上のときの捕集率を「限界捕集率」ということとする。すなわち、基材長Ｌを吹き抜け臨界長Ｌｍ以上としても、排ガスフィルタ１の捕集率は、限界捕集率から上昇しない。それゆえ、排ガスフィルタ１の圧力損失低減及び大型化抑制を図る観点から、排ガスフィルタ１の基材長Ｌを、吹き抜け臨界長Ｌｍ以下としている。
【００３８】
本例においては、基材長Ｌを、吹き抜け臨界長Ｌｍに近付けることにより、高い浄化性能を得ることができ、かつ、基材長Ｌを、吹き抜け臨界長Ｌｍ以下とすることにより、上述のごとく、排ガスフィルタ１の圧力損失の低減及び小型化を図っている。そこで、図５に示すごとく、式（１）の第１基準値Ｌ１は、限界捕集率から１０％を引いた捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のもの（Ｌａ１）と同等の値を想定している。すなわち、例えば限界捕集率が７０％の場合、捕集率が６０％となるような基材長をＬａ１と規定し、第１基準値Ｌ１は、これと同等となることを想定している。そして、基材長Ｌを第１基準値Ｌ１以上、かつ、吹き抜け臨界長Ｌｍ以下とすることにより、排ガスフィルタの圧力損失の低減及び小型化を図りつつ、高い浄化性能を得ることができる。
【００３９】
式（１）、及び式（Ｍ）の導出は、限界捕集率の値に影響を及ぼし得る、流路断面積比Ｒｓ、セル壁２の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、排ガスフィルタ１の外径φを変数とした重回帰分析によって行った。この導出は、解析ソフトウェアＪＵＳＥ−ＳｔａｔＷｏｒｋｓ（登録商標）を用いて行った。
【００４０】
流路断面積比Ｒｓが１．６、セル壁２の厚さｗが０．２８ｍｍ、セル密度Ｃが０．４７個／ｍｍ2、排ガス透過係数ｋが０．７μｍ2、外径φが１３２．０ｍｍ、である場合、第１基準値Ｌ１は、８４ｍｍ、吹き抜け臨界長Ｌｍは、１７８ｍｍとなる。排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、第１基準値Ｌ１以上、吹き抜け臨界長Ｌｍ以下である。
【００４１】
次に、本例の作用効果について説明する。
排ガスフィルタ１においては、上述のごとく、セル孔３として開放セル孔３１と栓詰めセル孔３２とを有している。そのため、排ガスをセル壁２に形成された細孔に効率良く流通させ、排ガスフィルタ１の浄化性能を向上することができる。
【００４２】
すなわち、開放セル孔３１の流路断面積よりも、栓詰めセル孔３２における流路断面積を大きくすることにより、開放セル孔３１における圧力損失が栓詰めセル孔３２における圧力損失に比べて大きくなり、開放セル孔３１内の圧力と栓詰めセル孔３２内の圧力との圧力差が大きくなる。この圧力差を利用することにより、開放セル孔３１に流入した排ガスを、細孔を通じて、栓詰めセル孔３２へと効率良く流通させることができる。また、開放セル孔３１の流路断面積と栓詰めセル孔３２の流路断面積の差を拡大することにより、この圧力差を増大させることもできる。これによって、セル壁２により多くの排ガスを透過させることができ、栓詰めセル孔３２への排ガスの流通量を増加させることができる。また、開放セル孔３１と栓詰めセル孔３２との間の圧力差は、排ガスフィルタ１の上流から下流に向かうにつれて小さくなっていくが、圧力差が生じる範囲においては、細孔への排ガスの流通が継続される。そのため、上述のごとく、開放セル孔３１と栓詰めセル孔３２との間の圧力差を増大することで、排ガスフィルタ１のより広い範囲において、セル壁２に排ガスを透過させることができる。これにより、排ガスに含まれる粒子状物質を効率良く捕集することができる。
【００４３】
また、栓部３２１は、栓詰めセル孔３２の上流側端部に配設されている。したがって、排ガスに粒子状物質と共に含まれているＡｓｈ（カルシウム化合物などの灰分）を排ガスフィルタ１から排出することができる。Ａｓｈは、燃焼除去をすることができないため、例えば栓部が栓詰めセル孔の下流側端部に配設された排ガスフィルタにおいては内部に残留する。一方、排ガスフィルタ１においては、排ガスがセル壁２を透過する際に、セル壁２によって分離され、Ａｓｈは開放セル孔３１内に残る。開放セル孔３１は、軸方向において貫通しているため、Ａｓｈを上記開放セル孔から容易に排出することができ、排ガスフィルタ１内におけるＡｓｈの残留を防止することができる。これにより、排ガスフィルタ１における浄化性能の低下を抑制することができる。
【００４４】
また、排ガスフィルタ１は、上記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上の基材長を有する。そのため、粒子状物質の捕集性能を充分に確保することができ、排ガスフィルタにおける浄化性能をより向上させることができる。
そして、排ガスフィルタは、上記式（Ｍ）によって決定される吹き抜け臨界長Ｌｍ以下の基材長を有する。そのため、排ガスフィルタ１の圧力損失の増大、及び排ガスフィルタ１の大型化を効果的に抑制することができる。すなわち、排ガスフィルタ１の基材長Ｌを、吹き抜け臨界長Ｌｍよりも長くしても、開口セル孔３１を流通する排ガスがセル壁２を透過することなく排出される吹き抜けが発生してしまうため、圧力損失及び排ガスフィルタ１の搭載性の関係から無駄が大きくなってしまう。そこで、排ガスフィルタ１の基材長を、上記式（Ｍ）によって決定される吹き抜け臨界長Ｌｍ以下とすることにより、排ガスフィルタ１の圧力損失増大及び大型化を、効果的に抑制できる。
【００４５】
また、流路断面積比Ｒｓが１．１≦Ｒｓ≦５であり、かつ排ガスフィルタ１の基材長Ｌが、３５ｍｍ≦Ｌ≦２７０ｍｍである。そのため、開放セル孔３１と栓詰めセル孔３２との間における圧力差を確実に発生させ、セル壁２に形成された細孔に排ガスを確実に流通させることができる。また、栓詰めセル孔３２と開放セル孔３１との流路断面積比Ｒｓに応じて３５ｍｍ〜２７０ｍｍの範囲内で基材長Ｌを決定することにより、上記排ガスフィルタの捕集性能を向上することができる。
【００４６】
また、本例の排ガスフィルタ１は、上記式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上の基材長を有する。そのため、粒子状物質の捕集性能を充分に確保することができ、排ガスフィルタ１における浄化性能をより向上させることができる。
【００４７】
また、複数のセル孔３は、２種類以上の形状を有する。それゆえ、開放セル孔３１における流路断面積Ｓ１よりも栓詰めセル孔３２における流路断面積Ｓ２が大きい構成を容易に得ることができる。
【００４８】
また、セル孔３は、内周形状が八角形のセル孔３と、内周形状が四角形のセル孔３とからなり、八角形のセル孔３の水力直径は、四角形のセル孔３の水力直径よりも大きく、八角形のセル孔３と四角形のセル孔３とを交互に並べて形成されている。そのため、八角形のセル孔３の水力直径と、四角形のセル孔３の水力直径との差を大きくすることができる。これにより、八角形のセル孔３及び四角形のセル孔３を、栓詰めセル孔３２と開放セル孔３１とに適宜割り振った際に、栓詰めセル孔３２と開放セル孔３１との間における圧力差を効果的に増大させることができる。また、八角形のセル孔３間に形成された排ガスを流通しないセル壁２を縮小することができる。これにより、排ガスフィルタ１における浄化性能を向上することができる。
【００４９】
以上のごとく、本例によれば、圧力損失の増大、車両への搭載性の低下、を抑制しながら、粒子状物質の捕集性能を向上し、浄化性能を向上することができる排ガスフィルタ１を提供することができる。
【００５０】
尚、本例の排ガスフィルタ１においては、四角形のセル孔３を開放セル孔３１とし、八角形のセル孔３を栓詰めセル孔３２として、開放セル孔３１と栓詰めセル孔３２とを交互に並べて形成したが、これ以外の形状であってもよい。例えば、図４に示すごとく、四角形のセル孔３の一部を栓詰めセル孔３２としてもよい。この場合にも、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
（実施例２）
本例は、排ガスフィルタ１の基材長の決定方法を変更した例である。なお、排ガスフィルタ１の基本構造は実施例１と同様としている。
本例において、排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、下記式（２）によって決定される第２基準値Ｌ２以上である。さらに、排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、上記式（Ｍ）によって決定される吹き抜け臨界長Ｌｍ以下である。
Ｌ２=−１３．４×Ｒｓ1.5＋０．７６／ｗ＋３．２／ｋ−１３２．１×Ｃ＋１１１７．３／φ＋１７４．４  ・・・式（２）
【００５２】
図６に、実施例１の図５と同様な、基材長Ｌと捕集率との関係の概略を示した。同図に示すごとく、式（２）の第２基準値Ｌ２は、捕集率が５０％以上となる基材長Ｌのうち、最短のもの（Ｌａ２）と同等の値を想定している。そして、基材長Ｌを第２基準値Ｌ２以上、吹き抜け臨界長Ｌｍ以下とすることにより、排ガスフィルタの圧力損失の低減及び小型化を図りつつ、５０％以上の捕集率を得ることができる。上記式（２）の導出も、限界捕集率の値に影響を及ぼし得る、流路断面積比Ｒｓ、セル壁２の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを変数とした重回帰分析によって行った。
【００５３】
流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１が１．６、セル壁２の厚さがｗは０．２８ｍｍ、セル密度Ｃが０．４７個／ｍｍ2、排ガス透過係数ｋが０．７μｍ2、外径φが１３２．０ｍｍ、である場合、第２基準値Ｌ２は、１０１ｍｍとなり、吹き抜け臨界長Ｌｍは、上述の通り１７８ｍｍとなる。排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、第２基準値Ｌ２以上、吹き抜け臨界長Ｌｍ以下である。
【００５４】
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００５５】
本例においては、排ガスフィルタ１の捕集率を、ガソリンエンジンを搭載する車両において一般的に要求される捕集率を上回る５０％以上を確保することができ、高い浄化性能が得られる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００５６】
（実施例３）
本例は、排ガスフィルタ１の基材長の決定方法を変更した例である。なお、排ガスフィルタ１の基本構造は実施例１と同様としている。
本例において、排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、下記式（３）によって決定される第３基準値Ｌ３以上である。さらに、排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、上記式（Ｍ）によって決定される吹き抜け臨界長Ｌｍ以下である。
Ｌ３=−６．８×Ｒｓ1.5−４．５／ｗ＋１２．０／ｋ−１８９．９×Ｃ＋２６２９．１／φ＋１９１．７  ・・・式（３）
【００５７】
式（３）について、図７を用いて説明する。
図７に、実施例１の図５と同様な、基材長Ｌと捕集率との関係の概略を示した。同図に示すごとく、排ガスフィルタ１は、基材長Ｌを吹き抜け臨界長Ｌｍから短くしていくにつれて、捕集率が低下していく。ここで、基材長Ｌが、限界捕集率の９０％の捕集率となる基材長以下になると、基材長Ｌの減少に伴う捕集率の減少が顕著となる。そこで、同図に示すごとく、式（３）の第３基準値Ｌ３は、限界捕集率の９０％以上の捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のもの（Ｌａ３）と同等の値を想定している。すなわち、例えば限界捕集率が７０％の場合、捕集率の値が６３％となるような基材長をＬａ３と規定し、第３基準値Ｌ３は、これと同等となることを想定している。そして、基材長Ｌを第３基準値Ｌ３以上、吹き抜け臨界長Ｌｍ以下とすることにより、排ガスフィルタの圧力損失の低減及び小型化を図りつつ、高い浄化性能を得ることができる。上記式（３）の導出も、限界捕集率の値に影響を及ぼし得る、流路断面積比Ｒｓ、セル壁２の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを変数とした重回帰分析によって行った。
【００５８】
流路断面積比Ｒｓ＝Ｓ２／Ｓ１が１．６、セル壁２の厚さｗが０．２８ｍｍ、セル密度Ｃが０．４７個／ｍｍ2、排ガス透過係数ｋが０．７μｍ2、外径φが１３２．０ｍｍ、である場合、第３基準値Ｌ３は、１１０ｍｍとなり、吹き抜け臨界長Ｌｍは、上述の通り１７８ｍｍとなる。排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、第３基準値Ｌ３以上、吹き抜け臨界長Ｌｍ以下である。
【００５９】
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００６０】
本例においては、粒子状物質の捕集性能を充分に確保することができ、排ガスフィルタ１における浄化性能をより向上させることができる。
その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００６１】
（実施例４）
本例は、図８に示すごとく、実施例１の排ガスフィルタにおけるセル孔の形状を変更した例である。
本例の排ガスフィルタ１は、セル孔３の形状を一様な形状によって形成してある。セル孔３は、正方形状をなしており、軸方向と直交する断面上において、正方形における１辺と並行な縦方向と、縦方向と直交する横方向に整列するように形成されている。本例においては、縦方向及び横方向に３個ずつ並んだ計９個のセル孔３を一区画とし、これを適宜敷き詰めて排ガスフィルタ１を形成している。尚、一区画９個のセル孔３のうち隣り合わない３個のセル孔３を開放セル孔３１とし、残りのセル孔３を栓詰めセル孔３２とした。したがって、流路断面積比Ｒｓ＝２．０となる。
【００６２】
その他の構成は実施例１と同様である。尚、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００６３】
本例の排ガスフィルタ１は、セル孔３の形状を一様とすることで、排ガスフィルタの形状をシンプルなものとすることができる。これにより、排ガスフィルタ１を容易に製造することができる。
また、本例においても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００６４】
（確認試験１）
本試験においては、流路断面積比Ｒｓと、透過流量比及び捕集率との比較を行った。なお、透過流量比とは、開放セル孔３１に流入した排ガスのうち、セル壁２を透過して栓詰めセル孔３２内へと流入した排ガスの比を示すものである。
【００６５】
なお、本試験には、開放セル孔３１と栓詰めセル孔３２との流路断面積比Ｒｓを変化させた排ガスフィルタ１０１〜１０４とを用いた。
排ガスフィルタ１０１は、流路断面積比Ｒｓを０．５とした。なお、排ガスフィルタ１０１は、実施例１の排ガスフィルタ１における開放セル孔３１と栓詰めセル孔３２とを反対に設定したものである。
【００６６】
図９に示すごとく、排ガスフィルタ１０２は、流路断面積比Ｒｓを１とした。軸方向Ｘから見たとき、排ガスフィルタ１０２における開放セル孔３１及び栓詰めセル孔３２の形状はいずれも正方形である。
排ガスフィルタ１０３は流路断面積比Ｒｓを２．１、排ガスフィルタ１０４は流路断面積比Ｒｓを４とした。排ガスフィルタ１０３及び排ガスフィルタ１０４における開放セル孔３１及び栓詰めセル孔３２の形状は、それぞれ、実施例１の排ガスフィルタ１における開放セル孔３１及び栓詰めセル孔３２と相似形状である。
なお、排ガスフィルタ１０１〜１０４において、基材長Ｌは、いずれも２００ｍｍとした。
また、上述以外の構成は実施例１と同様である。なお、図９において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【００６７】
図１０（ａ）は、流路断面積比Ｒｓと透過流量比との関係を示すものであり、縦軸を透過流量比（％）とし、横軸を流路断面積比Ｒｓとした。また、図１０（ｂ）は、流路断面積比Ｒｓと捕集率との関係を示すものであり、縦軸を捕集率（％）とし、横軸を流路断面積比Ｒｓとした。
【００６８】
図１０（ａ）に示すごとく、透過流量比は、排ガスフィルタ１０１が約２６％、排ガスフィルタ１０２が約５０％、排ガスフィルタ１０３が約７６％、排ガスフィルタ１０４が約９０％となった。
また、図１０（ｂ）に示すごとく、捕集率は、排ガスフィルタ１０１が約２１％、排ガスフィルタ１０２が約４１％、排ガスフィルタ１０３が約６２％、排ガスフィルタ１０４が約７６％となった。
したがって、流路断面積比Ｒｓが１を超えるように設定することにより、開放セル孔３１に流入する排ガスの５０％以上をセル壁２に透過させることができる。また、流路断面積比Ｒｓを２以上とすることにより、開放セル孔３１に流入する排ガスの８０％以上をセル壁２に透過させることができる。これにより、捕集率が向上することが確認された。また、流路断面積比Ｒｓが４を超える範囲においては透過流量比及び捕集率がほぼ一定となる。
【００６９】
（確認試験２）
本試験においては、表１に示すごとく、排ガスフィルタにおける流路断面積比Ｒｓを変化させたときの粒子状物質の捕集率を比較した。
排ガスフィルタとしては、一様な形状のセル孔を有する試料１と、水力直径の異なるセル孔を有する試料２〜試料４とを用いた。
【００７０】
試料１は、正方形状のセル孔を有しており、栓詰めセル孔と開放セル孔とが交互に並んで配置されている。したがって、流路断面積比Ｒｓが１となる。
試料２は、基材長Ｌを除いて、実施例１の排ガスフィルタ１と同様である。
また、試料３及び試料４は、実施例１の排ガスフィルタにおけるセル孔と相似形状の四角形のセル孔と八角形のセル孔とを有しており、流路断面積比Ｒｓは、試料３が４．０、試料４が５．０である。
また、試料１〜試料４の排ガスフィルタにおける基材長Ｌはいずれも２００ｍｍとした。
なお、上述以外の構成は、実施例１と同様である。
【００７１】
【表１】
0006451615.tif 000002
【００７２】
表１は、試料１〜試料４における粒子状物質の捕集率を示すものである。
表１に示すごとく、各排ガスフィルタにおける捕集率は、試料１が４２％、試料２が５７％、試料３が７６％、試料４が７８％となった。したがって、流路断面積比Ｒｓが大きくなるにつれて、粒子状物質の捕集率が向上することが確認された。
【００７３】
（確認試験３）
本試験は、排ガスフィルタにおける流路断面積比Ｒｓと基材長との捕集率への影響、及びセル壁の平均気孔径と基材長との捕集率への影響を確認した。
本試験においては、排ガスフィルタとして、試料２〜試料２６を用いた。
試料２〜試料４は、確認試験２と同一である。
表２に示すごとく、試料５〜試料８は、流路断面積比Ｒｓが１．６であり、試料２の排ガスフィルタに対して、基材長を変更した例である。また、試料９〜試料１２は、流路断面積比Ｒｓが４．０であり、試料３の排ガスフィルタに対して、基材長を変更した例である。またまた、試料１３〜試料１６は、流路断面積比Ｒｓが５．０であり、試料４の排ガスフィルタに対して、基材長を変更した例である。
【００７４】
【表２】
0006451615.tif 000003
【００７５】
表３に示すごとく、試料１７〜試料２１は、セル壁における平均気孔径を５μｍとした。また、試料２及び試料５〜試料８は、上述したものと同一であり、セル壁における平均気孔径を１８μｍとした。また、試料２２〜試料２６は、セル壁における平均気孔径を３０μｍとした。
なお、試料２〜試料２６における上述以外の構成は、実施例１と同様である。
【００７６】
【表３】
0006451615.tif 000004
【００７７】
表２に示すごとく、試料２及び試料５〜試料８においては、基材長Ｌが大きくなるにつれて捕集率が上昇し、１５０ｍｍ以降は安定した。また、試料３、試料４及び試料９〜試料１６においては、基材長Ｌが２００ｍｍ以下の範囲では、基材長Ｌが大きくなるにつれて捕集率が上昇し続けている。
したがって、開放セル孔における圧力損失と栓詰めセル孔における圧力損失とが等しくなるまでに必要な排ガスフィルタの基材長Ｌは、流路断面積比Ｒｓが大きくなるにつれて大きくなることが確認された。これは、排ガスフィルタにおける、開放セル孔に流入する排ガスの流量増加によるものと考えられる。
【００７８】
また、表３に示すごとく、試料１７〜試料２１においては、基材長Ｌが大きくなるにつれて捕集率が上昇し、１５０ｍｍ以降の範囲にて安定した。また、試料２、試料５〜試料８及び試料２２〜試料２６においては、基材長Ｌが１００ｍｍ以降の範囲にて安定した。したがって、開放セル孔における圧力損失と栓詰めセル孔における圧力損失とが等しくなるまでに必要な排ガスフィルタの基材長Ｌは、平均気孔径が大きくなるにつれて小さくなることが確認された。これは、排ガスフィルタにおける、セル壁における排ガスの透過損失の減少によるものと考えられる。
【００７９】
（確認試験４）
本試験においては、上記式（１）、上記式（Ｍ）の精度を確認するとともに、排ガスフィルタの圧力損失と捕集率とに関する後述する評価を行った。上記式（１）の精度は、限界捕集率から１０％を引いた捕集率を確保することができる基材長のうち、最短のもの（実施例１の図５におけるＬａ１）の実測値（第１実測値）と、式（１）を用いて算出した第１基準値Ｌ１（計算値）とを比較することにより確認した。また、上記式（Ｍ）の精度は、基材長Ｌの増加に伴う捕集率の上昇が生じなくなり始める基材長（すなわち、実施例１の図５におけるＬｍ）の実測値（以下、臨界長実測値という。）と、式（Ｍ）を用いて算出した吹き抜け臨界長Ｌｍ（計算値）とを比較することにより確認した。
【００８０】
本試験においては、第１実測値および吹き抜け臨界長を求めるための排ガスフィルタとして、基本構造は実施例１の排ガスフィルタ１と同様としつつ、表４〜表８に示すごとく、流路断面積比Ｒｓ、セル壁の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを種々変更した試料Ａ１〜試料Ａ７８を用いた。いずれの試料も、セル壁２の厚さｗ（ｍｍ）は０．１３≦ｗ≦０．４７であり、排ガス透過係数ｋ（μｍ2）は０．３≦ｋ≦１．１であり、上記セル密度Ｃ（個／ｍｍ2）は０．３１≦Ｃ≦０．６２であり、排ガスフィルタの外径φ（ｍｍ）は８０≦φ≦１５０である。試験は、排ガスフィルタをガソリンエンジンの排気管に取り付け、当該排ガスフィルタに、温度を７００℃、流量を４ｍ3／ｍｉｎとして排ガスを流通させた。
【００８１】
試験においては、各試料について、まず、捕集率が限界捕集率となる、充分な基材長Ｌ（４００ｍｍ）を有する排ガスフィルタにおいて、限界捕集率（図５参照）を測定した。この値が、表４〜表８における「限界捕集率」である。なお、捕集率の測定は、排ガスフィルタに導入される排ガスに含まれる粒子状物質の数、排ガスフィルタから排出される排ガスに含まれる粒子状物質の数を検出することにより行った。そして、基材長Ｌを５ｍｍ刻みに種々変更した排ガスフィルタの捕集率をそれぞれ測定した。そして、限界捕集率から１０％を引いた捕集率以上となる基材長のうち、最短となったものを第１実測値とした。また、限界捕集率から捕集率が１％を引いた捕集率よりも高い捕集率となる基材長のうち、最短となったものを臨界長実測値とした。
【００８２】
第１実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタの捕集率を、「捕集率」として表４〜表８に記載した。なお、基材長Ｌは５ｍｍ刻みで変化させているため、表４〜表８における捕集率には、限界捕集率から１０％を引いた値より若干高い値も含まれている。
【００８３】
また、第１実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタの圧力損失及び捕集率と、臨界長実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタの圧力損失及び捕集率と、を測定した。そして、測定した圧力損失及び捕集率を、以下の判定基準に沿って評価した。
【００８４】
各試料の圧力損失及び捕集率の評価の基準とする評価基準試料を用意した。本試験において、評価基準試料は、確認試験２で用いた試料１（すなわち流路断面積比Ｒｓが１．０となる排ガスフィルタ）とした。そして、各試料の圧力損失及び捕集率の評価は、評価基準試料の圧力損失及び捕集率と比較することにより行った。
具体的には、圧力損失の評価は、評価基準試料の圧力損失を１．０とした場合において、圧力損失が１．５未満であれば「Ａ」とし、圧力損失が１．５以上、２．０未満であれば「Ｂ」とし、圧力損失が２．０以上であれば「Ｃ」とした。
また、捕集率の評価は、評価基準試料の捕集率以上となったときは「Ａ」とし、評価基準試料の捕集率未満となったときは「Ｂ」とした。
表４〜表８において、第１実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタにおける、圧力損失の評価を「圧損評価１」、捕集率の評価を「捕集率評価１」とした。また、表４〜表８において、臨界長実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタにおける、圧力損失の評価を「圧損評価２」、捕集率の評価を「捕集率評価２」とした。
【００８５】
以上の結果を、表４〜表８に示す。なお、表４〜表８においては、排ガス透過係数ｋに影響を及ぼし得るパラメータである、セル壁の平均気孔径と気孔率とを記載している。
【００８６】
【表４】
0006451615.tif 000005
【００８７】
【表５】
0006451615.tif 000006
【００８８】
【表６】
0006451615.tif 000007
【００８９】
【表７】
0006451615.tif 000008
【００９０】
【表８】
0006451615.tif 000009
【００９１】
表４〜表８から分かるように、式（１）によって求められる第１基準値Ｌ１と、実験によって確認される第１実測値とはほぼ一致している。それゆえ、式（１）によれば、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、限界捕集率から１０を引いた捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のものを精度よく算出することができることが確認された。
【００９２】
また、表４〜表８から分かるように、式（Ｍ）によって求められる吹き抜け臨界長Ｌｍと、実験によって確認される臨界長実測値とはほぼ一致している。それゆえ、式（Ｍ）によれば、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、限界捕集率から捕集率が１％を引いた捕集率よりも高い捕集率となる基材長のうち、最短となったものを精度よく算出することができることが確認された。
【００９３】
さらに、表４〜表８から分かるように、捕集率は、基材長Ｌを長くするほど良好になる（すなわち、上昇する）傾向にあり、圧力損失は、基材長Ｌを短くするほど良好になる（すなわち、減少する）傾向にあることが確認できる。換言すると、基材長Ｌを長くするほど圧力損失は悪化する傾向にあり、基材長Ｌを短くするほど捕集率は悪化する傾向にあることが分かる。つまり、排ガスフィルタの基材長Ｌが長過ぎても短過ぎても、圧力損失及び捕集率の双方を同時に良好にできないことが分かる。そこで実施例１の排ガスフィルタ１においては、基材長Ｌを精度の高い式（１）によって求めた第１基準値Ｌ１以上とすることにより、捕集率を高くすることができ、かつ、基材長Ｌを精度の高い式（Ｍ）によって求めた吹き抜け基準値Ｌｍ以下とすることにより、圧力損失を低くすることができる。つまり、基材長Ｌを、第１基準値Ｌ１以上、吹き抜け臨界長Ｌｍ以下とすることにより、圧力損失及び捕集率の双方を同時に良好にできる。
【００９４】
（確認試験５）
本試験においては、上記式（２）の精度を、捕集率が５０％以上となる基材長のうち、最短のもの（実施例２の図６におけるＬａ２）の実測値（第２実測値）と、式（２）を用いて算出した第２基準値Ｌ２（計算値）とを比較することにより確認した。
本試験においては、第２実測値を求めるための排ガスフィルタとして、基本構造は実施例１の排ガスフィルタ１としつつ、表９〜表１１に示すごとく、流路断面積比Ｒｓ、セル壁の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを種々変更した試料Ｂ１〜試料Ｂ５０を用いた。試験条件は、確認試験４と同じである。
【００９５】
試験においては、基材長Ｌを５ｍｍ刻みに種々変更して、捕集率をそれぞれ測定した。そして、捕集率が５０％以上となる基材長のうち、最短のものを第２実測値とした。この第２実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタの捕集率を、「捕集率」として表９〜表１１に記載した。なお、基材長Ｌは５ｍｍ刻みで変化させているため、表９〜表１１における捕集率には、５０％より若干高い値も含まれている。
【００９６】
また、確認試験４と同様に、排ガスフィルタの圧力損失と捕集率とに関する評価も行った。本試験においても、確認試験４と同じ評価基準試料、判定基準で、排ガスフィルタの圧力損失及び捕集率の評価を行った。結果を表９〜表１１に示す。なお、表９〜表１１においても、排ガス透過係数ｋに影響を及ぼし得るパラメータである、セル壁の平均気孔径と気孔率とを記載している。また、表９〜表１１において、第２実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタにおける、圧力損失の評価を「圧損評価１」としている。また、本試験の試料は、すべて５０％以上の捕集率を有し、確認試験２における評価基準試料の捕集率は、上述のごとく４２％の捕集率を有する。それゆえ、本試験の各試料における捕集率は、評価基準試料の捕集率を超えることから、表９〜表１１においては捕集率に関する評価の記載を省略している。
【００９７】
【表９】
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【００９８】
【表１０】
0006451615.tif 000011
【００９９】
【表１１】
0006451615.tif 000012
【０１００】
表９〜表１１から分かるように、式（２）によって求められる第２基準値Ｌ２と、実験によって確認される第２実測値とはほぼ一致している。それゆえ、式（２）によれば、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、捕集率が５０％以上となる基材長のうち、最短のものを精度よく算出することができることが確認された。また、流路断面積比Ｒｓを１よりも大きくし、かつ、基材長Ｌを第２基準値以上吹き抜け臨界長Ｌｍ以下とすることにより、複数の排ガスフィルタを直列に配さなくても、１つの排ガスフィルタ１で５０％以上の捕集性能を確保することができることも確認された。
【０１０１】
（確認試験６）
本試験においては、上記式（３）の精度を、限界捕集率の９０％以上の捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のもの（実施例３の図７におけるＬａ３）の実測値（第３実測値）と、式（３）を用いて算出した第３基準値Ｌ３（計算値）とを比較することにより確認した。
【０１０２】
本試験においては、第２実測値を求めるための排ガスフィルタとして、基本構造は実施例１の排ガスフィルタ１としつつ、表１２〜表１５に示すごとく、流路断面積比Ｒｓ、セル壁の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを種々変更した試料Ｃ１〜試料Ｃ７８を用いた。試験条件は、確認試験４と同じである。
【０１０３】
試験においては、確認試験４と同様に、捕集率が限界捕集率となる、充分な基材長Ｌ（４００ｍｍ）を有する排ガスフィルタにおいて、限界捕集率（図７参照）を測定し、基材長Ｌを５ｍｍ刻みに種々変更した排ガスフィルタの捕集率をそれぞれ測定した。そして、限界捕集率の９０％以上の捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短となったものを第３実測値とした。この第３実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタの捕集率を、「捕集率」として表１２〜表１５に記載した。なお、基材長Ｌは５ｍｍ刻みで変化させているため、表１２〜表１５における捕集率には、限界捕集率の９０％の値より若干高い値も含まれている。
【０１０４】
また、確認試験４と同様に、排ガスフィルタの圧力損失と捕集率とに関する評価も行った。本試験においても、確認試験４と同じ評価基準試料、判定基準で、排ガスフィルタの圧力損失及び捕集率の評価を行った。
結果を表１２〜表１５に示す。なお、表１２〜表１５においては、排ガス透過係数ｋに影響を及ぼし得るパラメータである、セル壁の平均気孔径と気孔率とを記載している。また、表１２〜表１５において、第３実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタにおける、圧力損失の評価を「圧損評価１」、捕集率の評価を「捕集率評価１」としている。
【０１０５】
【表１２】
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【０１０６】
【表１３】
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【０１０７】
【表１４】
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【０１０８】
【表１５】
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【０１０９】
表１２〜表１５から分かるように、式（３）によって求められる第３基準値Ｌ３と、実験によって確認される第３実測値とはほぼ一致している。それゆえ、式（３）によれば、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、限界捕集率の９０％以上の捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のものを精度よく算出することができることが確認された。
【０１１０】
（実施例５）
本例は、図１１に示すごとく、触媒を担持させた排ガスフィルタ１である。排ガスフィルタ１に触媒を担持させることにより、排ガスに含まれる有害物質を除去することができる。本例において、触媒は、Ｐｔ、Ｒｈ、及びＰｄのうちの少なくとも一種を含有する三元触媒とした。
【０１１１】
本例の排ガスフィルタ１は、実施例１に示した排ガスフィルタと基本構成が同じものに、触媒を担持させたものである。具体的には、本例の排ガスフィルタ１は、実施例１の排ガスフィルタにおける開放セル孔３１と栓詰めセル孔３２とに面するセル壁２の表面、及び、セル壁２の内部の細孔表面を、触媒を含む触媒コート層４にて被覆したものである。触媒コート層４は、アルミナを含む多孔質担体と、多孔質担体に担持された助触媒と、助触媒に担持された貴金属触媒と、を有する。助触媒はセリア−ジルコニア複合酸化物とし、貴金属触媒はＰｔとした。なお、貴金属触媒は、浄化対象の排ガスに応じて、例えば、Ｐｔ、Ｒｈ、及びＰｄのうちの少なくとも一種を含有するものとすることができる。触媒コート層４は、セル壁２表面の全体に均等に形成されている。
【０１１２】
排ガスフィルタ１の触媒担持量は、１０〜１５０ｇ／Ｌであることが好ましい。なお、触媒担持量とは、排ガスフィルタ１の容積１Ｌあたりに担持される触媒コート層４の質量である。排ガスフィルタ１の触媒担持量が１０ｇ／Ｌ未満であると、排ガス中の有害物質を除去する効果が低減してしまう。また、排ガスフィルタ１の触媒担持量が１５０ｇ／Ｌを超えると、排ガスがセル壁２を通過しにくくなり、捕集率が低下してしまう。また、排ガスフィルタ１の触媒担持量は、１０〜１００ｇ／Ｌであることがさらに好ましい。排ガスフィルタ１の触媒担持量を１００ｇ／Ｌ以下とすることにより、捕集率の低下を抑制しやすい。また、触媒コート層４における貴金属触媒の量は、０．１〜５ｇ／Ｌであることが好ましい。
【０１１３】
本例の排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、実施例１で示した式（１）によって決定される第１基準値Ｌ１以上とした。なお、これに限られず、本例の排ガスフィルタ１の基材長Ｌは、実施例２で示した式（２）によって決定される第２基準値Ｌ２以上としても良いし、実施例３で示した式（３）によって決定される第３基準値Ｌ３以上としても良い。
【０１１４】
次に、排ガスフィルタ１に触媒を担持させる方法の一例について説明する。
まず、貴金属触媒としてＰｔ、担体としてセリア−ジルコニア複合酸化物とγアルミナとを用いて粘度調整した触媒スラリーに、触媒を担持させる前の排ガスフィルタを浸漬させる。そして、排ガスフィルタのセル孔３内に触媒スラリーを付着させる。そして、排ガスフィルタを触媒スラリーから引き上げ、余分なスラリーを空気流にて取り除き、セル壁２の細孔の閉塞を抑制する。そして、得られた排ガスフィルタを８０〜１５０°で１〜６時間程度乾燥させ、その後、４５０〜７００度で０．５〜６時間程度焼付を行う。例えば、上記得られた排ガスフィルタを、１００℃で３時間乾燥させ、その後、５００℃で３時間焼付を行うことができる。このようにして、触媒を担持した排ガスフィルタ１を得た。なお、排ガスフィルタ１に触媒を担持させる方法は、これに限定されるものではない。
【０１１５】
その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
【０１１６】
本例の排ガスフィルタ１は、触媒を担持しているため、排ガス中の有害物質を除去することができる。
その他、実施例１等の効果を有する。
【０１１７】
（確認試験７）
本試験においては、表１６〜表１８に示すごとく、排ガスフィルタに触媒を担持させることによる、排ガス透過係数ｋの値への影響について確認した。具体的には、確認試験４の試料Ａ１、試料Ａ９、試料Ａ１１のそれぞれに、異なる触媒担持量を有する触媒コート層４を形成し、排ガス透過係数ｋの値を測定した。
【０１１８】
本例においては、確認試験４で用いた試料Ａ１と、試料Ａ１に５０ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層４を形成した試料Ｄ１ａと、試料Ａ１に１００ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層４を形成した試料Ｄ１ｂと、試料Ａ１に１５０ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層４を形成した試料Ｄ１ｃとを用意した。そして、試料Ａ１、試料Ｄ１ａ、試料Ｄ１ｂ、試料Ｄ１ｃのそれぞれの排ガス透過係数ｋの値を測定した。
【０１１９】
排ガス透過係数ｋの測定は、以下のようにして行った。
測定対象となる各試料のセル壁を、外径１５ｍｍとなるよう切り出した各試料の試験片を作製した。そして、各試料の試験片をＰｏｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製のパームポロメータ（型番ＣＥＰ−１１００ＡＸＳＨＪ）に装着し、各試料の試験片に、室温、すなわち２５℃のガスを一定のガス流量Ｑで透過させた。そして、各試料の試験片の上流側領域のガスの圧力と、下流側領域のガスの圧力との差である圧力損失ΔＰを測定した。これを、種々のガス流量Ｑで行った。そして、各ガス流量Ｑに対する圧力損失ΔＰを求め、以下に説明する原理で排ガス透過係数ｋを算出した。
【０１２０】
排ガス透過係数ｋと圧力損失ΔＰとは、Ｄａｒｃｙのガス透過式、Ｑ＝（Ａ／μｗ）ｋΔＰ、を満たす関係にある。μは、ガスの温度と種類によって定まるガス粘度である。Ａは、ガスが透過する試験片の面積である。ｗは、セル壁の厚さである。すなわち、Ｄａｒｃｙのガス透過式のうち、面積Ａ、ガス粘度μ、及びセル壁の厚さｗは、ガスの温度や種類、及び試験片の仕様により、一意に決まるものである。そこで、各ガス流量Ｑに対する圧力損失ΔＰをプロットしたときの傾きから（Ａ／μｗ）ｋの値を求め、そこに一意に決まる面積Ａ、ガス粘度μ、及びセル壁の厚さｗのそれぞれの値を代入し、ｋの値を算出する。
【０１２１】
さらに、同様な測定を、確認試験４で用いた試料Ａ９、Ａ１１についても行った。試料Ａ１、試料Ａ９、試料Ａ１１は、互いに排ガス透過係数ｋの値が異なる試料である。これらの結果を、表１６〜表１８に示す。ここで、表１７に示す「試料Ｄ９ａ」、「試料Ｄ９ｂ」、「試料Ｄ９ｃ」は、それぞれ、試料Ａ９に５０ｇ／Ｌ、１００ｇ／Ｌ、１５０ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層４を形成したものである。また、表１８に示す「試料Ｄ１１ａ」、「試料Ｄ１１ｂ」、「試料Ｄ１１ｃ」は、それぞれ、試料Ａ１１に５０ｇ／Ｌ、１００ｇ／Ｌ、１５０ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層４を形成したものである。また、表１６〜図１８に示した「低下率」とは、触媒が担持されていない試料の排ガス透過係数ｋに対する排ガス透過係数ｋの低下率である。
【０１２２】
【表１６】
0006451615.tif 000017
【０１２３】
【表１７】
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【０１２４】
【表１８】
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【０１２５】
表１６〜表１８から、試料Ａ１、試料Ａ９、試料１１のいずれについても、排ガスフィルタ１の触媒担持量を増やすほど、排ガス透過係数ｋの値が小さくなることが分かる。なお、試料Ａ１、試料Ａ９、試料Ａ１１のいずれについても、同じ触媒担持量の触媒コート層４を形成したものについては、「低下率」の値は同等となった。つまり、排ガス透過係数ｋや基材の仕様が異なる排ガスフィルタであっても、それらに同じ触媒担持量の触媒コート層４を形成した場合には、排ガス透過係数ｋの低下率は同等となることが分かる。
【０１２６】
（確認試験８）
本試験は、上述の実施例５の排ガスフィルタ１について、確認試験４と同様の試験を行ったものである。すなわち、触媒を担持させた排ガスフィルタにおいても、限界捕集率から１０％を引いた捕集率以上となる基材長のうち、最短のものの実測値である第１実測値が、上記式（１）を満たす第１基準値Ｌ１と略一致することを確認した。また、触媒を担持させた排ガスフィルタにおいても、基材長Ｌの増加に伴う捕集率の上昇が生じなくなり始める基材長の実測値である臨界長実測値が、上記式（Ｍ）を満たす吹き抜け臨界長Ｌｍと略一致することを確認した。さらに、触媒を担持させた排ガスフィルタにおいても、排ガスフィルタの圧力損失と捕集率とに関する後述する評価を行った。
【０１２７】
本試験においては、第１実測値を求めるための排ガスフィルタ１として、基本構造は実施例５の排ガスフィルタ１と同様としつつ、表１９に示すごとく、触媒担持量、流路断面積比Ｒｓ、セル壁２の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを種々変更した試料Ｄ１ａ、試料Ｄ１ｂ、試料Ｄ９ａ、試料Ｄ９ｂ、試料Ｄ１１ａ、試料Ｄ１１ｂを用いた。ここで、試料Ｄ１ａ、試料Ｄ１ｂは、確認試験４の試料Ａ１に、互いに異なる量の触媒コート層４を形成した排ガスフィルタ１である。また、試料Ｄ９ａ、試料Ｄ９ｂは、確認試験４の試料Ａ９に、互いに異なる量の触媒コート層４を形成した排ガスフィルタ１である。また、試料Ｄ１１ａ、試料Ｄ１１ｂは、確認試験４の試料Ａ９に、互いに異なる量の触媒コート層４を形成した排ガスフィルタ１である。
【０１２８】
また、第１実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタの圧力損失及び捕集率と、臨界長実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタの圧力損失及び捕集率と、を測定した。そして、測定した圧力損失及び捕集率を、以下の判定基準に沿って評価した。
【０１２９】
圧力損失及び捕集率の評価は確認試験２の試料１と基本構造を同様とした試料Ｈ１と、試料Ｈ１に５０ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層を形成した試料Ｈ１ａと、試料Ｈ１に１００ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層を形成した試料Ｈ１ｂと、を基準として行った。試料Ｈ１、試料Ｈ１ａ、試料Ｈ１ｂは、いずれも、流路断面積比Ｒｓが１．０となる排ガスフィルタである。
【０１３０】
そして、互いに触媒担持量を０ｇ／Ｌとした試料Ａ１、試料Ａ９、試料Ａ１１の圧力損失の評価は、同じく触媒担持量を０ｇ／Ｌとした試料Ｈ１の圧力損失を１．０とした場合において、圧力損失が１．５未満であれば「Ａ」とし、圧力損失が１．５以上、２．０未満であれば「Ｂ」とし、圧力損失が２．０以上であれば「Ｃ」とした。さらに、試料Ａ１、試料Ａ９、試料Ａ１１の捕集率の評価は、試料Ｈ１の捕集率以上となったときは「Ａ」とし、試料Ｈ１の捕集率未満となったときは「Ｂ」とした。
【０１３１】
また、互いに触媒担持量を５０ｇ／Ｌとした試料Ａ１ａ、試料Ａ９ａ、試料Ａ１１ａの圧力損失の評価は、同じく触媒担持量を５０ｇ／Ｌとした試料Ｈ１ａの圧力損失を１．０とした場合において、圧力損失が１．５未満であれば「Ａ」とし、圧力損失が１．５以上、２．０未満であれば「Ｂ」とし、圧力損失が２．０以上であれば「Ｃ」とした。さらに、試料Ａ１ａ、試料Ａ９ａ、試料Ａ１１ａの捕集率の評価は、試料Ｈ１ａの捕集率以上となったときは「Ａ」とし、試料Ｈ１ａの捕集率未満となったときは「Ｂ」とした。
【０１３２】
また、互いに触媒担持量を１００ｇ／Ｌとした試料Ａ１ｂ、試料Ａ９ｂ、試料Ａ１１ｂの圧力損失の評価は、同じく触媒担持量を１００ｇ／Ｌとした試料Ｈ１ｂの圧力損失を１．０とした場合において、圧力損失が１．５未満であれば「Ａ」とし、圧力損失が１．５以上、２．０未満であれば「Ｂ」とし、圧力損失が２．０以上であれば「Ｃ」とした。さらに、試料Ａ１ｂ、試料Ａ９ｂ、試料Ａ１１ｂの捕集率の評価は、試料Ｈ１ｂの捕集率以上となったときは「Ａ」とし、試料Ｈ１ｂの捕集率未満となったときは「Ｂ」とした。
【０１３３】
表１９において、第１実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタにおける、圧力損失の評価を「圧損評価１」、捕集率の評価を「捕集率評価１」とした。また、表１９において、臨界長実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタにおける、圧力損失の評価を「圧損評価２」、捕集率の評価を「捕集率評価２」とした。
【０１３４】
本試験の試験条件、試験方法は、確認試験４の試験方法と同様とした。結果を表１９に示す。なお、参考として、表１９には、確認試験４の試料Ａ１、試料Ａ９、試料Ａ１１および試料Ｈ１も記載している。
【０１３５】
【表１９】
0006451615.tif 000020
【０１３６】
表１９から分かるように、触媒を担持させた排ガスフィルタ１においても、式（１）によって求められる第１基準値Ｌ１と、実験によって確認される第１実測値とはほぼ一致している。それゆえ、式（１）によれば、触媒を担持させた排ガスフィルタ１においても、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、限界捕集率から１０を引いた捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のものを精度よく算出することができることが確認された。
【０１３７】
また、表１９から分かるように、触媒を担持させた排ガスフィルタ１においても、式（Ｍ）によって求められる吹き抜け臨界長Ｌｍと、実験によって確認される臨界長実験値とはほぼ一致している。それゆえ、式（Ｍ）によれば、触媒を担持させた排ガスフィルタ１においても、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、限界捕集率から捕集率が１％を引いた捕集率よりも高い捕集率となる基材長のうち、最短となったものを精度よく算出することができることが確認された。
【０１３８】
さらに、表１９から分かるように、触媒を担持させた排ガスフィルタ１においても、確認試験４と同様、捕集率は、基材長Ｌを長くするほど良好になる（すなわち、上昇する）傾向にあり、圧力損失は、基材長Ｌを短くするほど良好になる（すなわち、減少する）傾向にあることが確認できる。換言すると、基材長Ｌを長くするほど圧力損失は悪化する傾向にあり、基材長Ｌを短くするほど捕集率は悪化する傾向にあることが分かる。つまり、排ガスフィルタの基材長Ｌが長過ぎても短過ぎても、圧力損失及び捕集率の双方を同時に良好にできないことが分かる。そこで実施例５の排ガスフィルタ１においては、基材長Ｌを精度の高い式（１）によって求めた第１基準値Ｌ１以上とすることにより、捕集率を高くすることができ、かつ、基材長Ｌを精度の高い式（Ｍ）によって求めた吹き抜け基準値Ｌｍ以下とすることにより、圧力損失を低くすることができる。つまり、基材長Ｌを、第１基準値Ｌ１以上、吹き抜け臨界長Ｌｍ以下とすることにより、圧力損失及び捕集率の双方を同時に良好にできる。
【０１３９】
（確認試験９）
本試験は、上述の実施例５の排ガスフィルタ１について、確認試験５と同様の試験を行ったものである。すなわち、触媒を担持させた排ガスフィルタにおいても、捕集率が５０％以上となる基材長のうち、最短のものの実測値である第２実測値が、上記式（２）を満たす第２基準値Ｌ２と略一致することを確認した。
【０１４０】
本試験においては、第２実測値を求める排ガスフィルタ１として、基本構造は実施例５の排ガスフィルタ１と同様としつつ、表２０に示すごとく、触媒担持量、流路断面積比Ｒｓ、セル壁２の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを種々変更した試料Ｅ４ａ、試料Ｅ１５ａ、試料Ｅ１７ａを用いた。ここで、試料Ｅ４ａは、確認試験５の試料Ｂ４に、５０ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層４を形成した排ガスフィルタ１である。また、試料Ｅ１５ａは、確認試験５の試料Ｂ１５に、５０ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層４を形成した排ガスフィルタ１である。また、試料Ｅ１７ａは、確認試験５の試料Ｂ１７に、５０ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層４を形成した排ガスフィルタ１である。なお、確認試験５の、試料Ｂ４、試料Ｂ１５、試料Ｂ１７に、１００ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層を形成したものは、いずれも限界捕集率が５０％を下回った。
【０１４１】
また、確認試験８と同様に、排ガスフィルタの圧力損失と捕集率とに関する評価も行った。本試験において、互いに触媒担持量を０ｇ／Ｌとした試料Ｂ４、試料Ｂ１５、試料Ｂ１７の評価の基準は、同じく触媒担持量を０ｇ／Ｌとした確認試験８で用いた試料Ｈ１とした。互いに触媒担持量を５０ｇ／Ｌとした試料Ｂ４ａ、試料Ｂ１５ａ、試料Ｂ１７ａの評価の基準は、同じく触媒担持量を５０ｇ／Ｌとした確認試験８で用いた試料Ｈ１ａとした。各試料における圧力損失と捕集率とに関する評価の判定基準は、確認試験８と同様である。
【０１４２】
本試験の試験条件、試験方法は、確認試験５の試験方法と同様とした。結果を表２０に示す。なお、参考として、表２０には、確認試験５の試料Ｂ４、試料Ｂ１５、試料Ｂ１７、試料Ｈ１も記載している。試料Ｂ４、試料Ｂ１５、試料Ｂ１７は、いずれも試料Ｈ１を基準として圧力損失及び捕集率の評価を行っている。また、表２０において、第２実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタにおける、圧力損失の評価を「圧損評価１」、捕集率の評価を「捕集率評価１」としている。本試験においても、確認試験５と同様、各試料における捕集率評価１、捕集率評価２は、すべて「Ａ」となることから、捕集率に関する評価の記載を省略している。
【０１４３】
【表２０】
0006451615.tif 000021
【０１４４】
表２０から分かるように、触媒を担持させた排ガスフィルタ１においても、式（２）によって求められる第２基準値Ｌ２と、実験によって確認される第２実測値とはほぼ一致している。それゆえ、式（２）によれば、触媒を担持させた排ガスフィルタ１においても、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、捕集率が５０％以上となる基材長のうち、最短のものを精度よく算出することができることが確認された。
【０１４５】
（確認試験１０）
本試験は、上述の実施例５の排ガスフィルタ１について、確認試験６と同様の試験を行ったものである。すなわち、触媒を担持させた排ガスフィルタにおいても、限界捕集率の９０％以上の捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のものの実測値である第３実測値が、上記式（３）を満たす第３基準値Ｌ３と略一致することを確認した。
【０１４６】
本試験においては、第３実測値を求めるための排ガスフィルタ１として、基本構造は実施例５の排ガスフィルタ１と同様としつつ、表２１に示すごとく、触媒担持量、流路断面積比Ｒｓ、セル壁２の厚さｗ、排ガス透過係数ｋ、セル密度Ｃ、外径φを種々変更した試料Ｆ４ａ、試料Ｆ４ｂ、試料Ｆ９ａ、試料Ｆ９ｂ、試料Ｆ２３ａ、試料Ｆ２３ｂを用いた。ここで、試料Ｆ４ａ、試料Ｆ４ｂは、確認試験６の試料Ｃ４に、互いに異なる量の触媒コート層４を形成した排ガスフィルタ１である。また、試料Ｆ９ａ、試料Ｆ９ｂは、確認試験６の試料Ｃ９に、互いに異なる量の触媒コート層４を形成した排ガスフィルタ１である。また、試料Ｆ２３ａ、試料Ｆ２３ｂは、確認試験６の試料Ｃ２３に、互いに異なる量の触媒コート層４を形成した排ガスフィルタ１である。
【０１４７】
また、確認試験８と同様に、排ガスフィルタの圧力損失と捕集率とに関する評価も行った。本試験において、圧力損失及び捕集率の評価は、以下の試料Ｊ１、試料Ｊ１ａ、試料Ｊ１ｂを基準として行った。試料Ｊ１は、基本構造を確認試験２の試料１と同様としつつ、基材長Ｌを試料１と変更したものである。試料Ｊ１ａは、試料Ｊ１に５０ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層を形成したものである。試料Ｊ１ｂは、試料Ｊ１に１００ｇ／Ｌの触媒担持量の触媒コート層を形成したものである。試料Ｊ１、試料Ｊ１ａ、試料Ｊ１ｂは、いずれも、流路断面積比Ｒｓが１．０となる排ガスフィルタである。そして、互いに触媒担持量を０ｇ／Ｌとした試料Ｃ４、試料Ｃ９、試料Ｃ２３の評価基準試料は、同じく触媒担持量を０ｇ／Ｌとした試料Ｊ１とした。また、互いに触媒担持量を５０ｇ／Ｌとした試料Ｆ４ａ、試料Ｆ９ａ、試料Ｆ２３ａの評価基準試料は、同じく触媒担持量を５０ｇ／Ｌとした試料Ｊ１ａとした。また、互いに触媒担持量を１００ｇ／Ｌとした試料Ｆ４ｂ、試料Ｆ９ｂ、試料Ｆ２３ｂの評価基準試料は、同じく触媒担持量を１００ｇ／Ｌとした試料Ｊ１ｂとした。各試料における圧力損失及び捕集率の評価の判定基準は、確認試験８と同様である。
【０１４８】
本試験の試験条件、試験方法は、確認試験６の試験方法と同様とした。結果を表２１に示す。なお、参考として、表２１には、確認試験６の試料Ｃ４、試料Ｃ９、試料Ｃ２３、および試料Ｊ１も記載している。また、表２１において、第３実測値の基材長Ｌを有する排ガスフィルタにおける、圧力損失の評価を「圧損評価１」、捕集率の評価を「捕集率評価１」としている。
【０１４９】
【表２１】
0006451615.tif 000022
【０１５０】
表２１から分かるように、触媒を担持させた排ガスフィルタ１においても、式（３）によって求められる第３基準値Ｌ３と、実験によって確認される第３実測値とはほぼ一致している。それゆえ、式（３）によれば、触媒を担持させた排ガスフィルタ１においても、排ガスフィルタ１の各種パラメータの影響を考慮し、限界捕集率の９０％以上の捕集率以上となる基材長Ｌのうち、最短のものを精度よく算出することができることが確認された。
【符号の説明】
【０１５１】
１  排ガスフィルタ
２  セル壁
３  セル孔
３１  開放セル孔
３２  栓詰めセル孔
３２１  栓部
【図１】
0006451615.tif 000023
【図２】
0006451615.tif 000024
【図３】
0006451615.tif 000025
【図４】
0006451615.tif 000026
【図５】
0006451615.tif 000027
【図６】
0006451615.tif 000028
【図７】
0006451615.tif 000029
【図８】
0006451615.tif 000030
【図９】
0006451615.tif 000031
【図１０】
0006451615.tif 000032
【図１１】
0006451615.tif 000033