(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２．４５ＧＨｚにおいて高い誘電正接を有する耐火性酸化物セラミック材料から形成されたマイクロ波吸収性フィルター本体を備えた、ディーゼル排気中の微粒子を捕捉しかつ燃焼させるためのフィルタであって、
前記耐火性酸化物セラミック材料が、一般式Ａ１−ｘＭｘＢ１−ｙＭ′ｙＯ３−αで表される化学式を有し、ここでＡおよびＭはＬａ，Ｓｒ，およびＢｉからなる元素群から選ばれ、ＢおよびＭ′はＭｎ３＋，Ｍｎ４＋，Ｐｔ，Ｒｕ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｔｉ４＋，およびＴｉ３＋からなる元素群から選ばれ、
前記化学式が静電的にバランスしていることを特徴とするフィルタ。
【請求項２】
前記フィルタ本体は、入口端および出口端と、前記入口端から前記出口端まで延びる多数のセルとを備えたハニカム基体であり、前記セルは多孔質の壁を備え、全セルのうちの一部のセルが前記入口端においてそれらの長さの一部分に沿って閉塞され、前記入口端に開口する残部のセルが前記出口端においてそれらの長さの一部分に沿って閉塞されており、その結果、前記ハニカム基体のセル群を前記入口端から前記出口端まで通り抜けるガス流が、前記入口端において開口するセル内へ流入し、前記壁を通り抜け、前記出口端において開口するセルを通って前記ハニカム基体から流出することを特徴とする請求項１記載のフィルタ。
【請求項３】
前記化学式がＬａＭｎ１−ｙＭ′ｙＯ３−αであり、ここでＭ′がＰｔ，Ｒｕ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびこれらの組み合わせからなる金属群から選ばれ、０≦ｙ≦０．２であることを特徴とする請求項１または２記載のフィルタ。
【請求項４】
前記化学式がＬａ１−ｘＳｒｘＭ′Ｏ３−αであり、ここでＭ′がＭｎ，Ｃｏ，およびこれらの組み合わせからなる金属群から選ばれ、０≦ｘ≦０．２であることを特徴とする請求項１または２記載のフィルタ。
【請求項５】
前記化学式がＬａ０．８Ｓｒ０．２ＭｎＯ３−αであることを特徴とする請求項４記載のフィルタ。
【請求項６】
前記化学式がＬａＭｎ０．８Ｐｔ０．２Ｏ３−αであることを特徴とする請求項３記載のフィルタ。
【請求項７】
２．４５ＧＨｚにおいて高い誘電正接を有する耐火性酸化物セラミック材料から形成されたマイクロ波吸収性フィルター本体を備えた、ディーゼル排気中の微粒子を捕捉しかつ燃焼させるためのフィルタであって、
前記耐火性酸化物セラミック材料が、一般式Ｎａ１＋ｗＺｒ２Ｐ３−ｗＳｉｗＯ１２で表される化学式を有し、ここで、ｗが１．０と２．７５との間の値であることを特徴とするフィルタ。
【請求項８】
前記化学式がＮａ２．５Ｚｒ２Ｐ１．５Ｓｉ１．５Ｏ１２であることを特徴とする請求項７記載のフィルタ。
【請求項９】
前記化学式がＮａ３Ｚｒ２ＰＳｉ２Ｏ１２であることを特徴とする請求項７記載のフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気流中の微粒子物質を捕捉するためのフィルタに関する。特に本発明は、マイクロ波エネルギによって再生され得る多孔質セラミック・ディーゼル排気フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来、その効率、耐久性および経済性の面から、ディーゼルエンジンに多大の関心が向けられている。しかしながら、ディーゼル排出物は環境および人類にとって有害なために、米国およびヨーロッパの双方において攻撃にさらされている。より厳しい環境規制では、ディーゼルエンジンがガソリンエンジンと同等の基準を守ることを要求している。その故に、ディーゼルエンジン製造者および排気制御機器製造会社は、より高速、よりクリーンで、あらゆる運転条件において最も厳しい要求に適合するディーゼルエンジンを購買者にとって最低のコストで得んものと努力している。
【０００３】
ディーゼル排出物の低減に対する最も大きな挑戦の一つは、ディーゼル排気流中に存在するディーゼル微粒子物質（ＤＰＭ）のレベルの制御である。１９９８年にカリフォルニア州大気資源委員会によってＤＰＭは有毒と宣告された。その観点から、移動発生源および固定的発生源の双方から生じるＤＰＭ汚染の濃度および粒子サイズを規制する法案が成立した。
【０００４】
主として炭素粒子であるＤＰＭは、煤としても知られている。ディーゼル排気からディーゼル煤を除去する一つの方法は、ディーゼルトラップである。最も広く使用されているディーゼルトラップは、煤を捕捉するディーゼル微粒子フィルタ（ＤＰＦ）である。このＤＰＦは、排気流を妨げることなく、ほぼ完全に煤の濾過が可能なように構成されている。しかしながら、ディーゼル煤が蓄積されると、排気の流通が急激に困難になり、ＤＰＦを交換するか、あるいは蓄積されたディーゼル煤を完全に除去しなければならない。蓄積されたディーゼル煤をＤＰＦから除去するには、焼切りすなわちＣＯ２への酸化によって達成され、これらは再生として知られている。再生は、実施のために運転を中断する必要がないので、ＤＰＦの交換よりも優れた方法である。
【０００５】
再生処理は受動的または能動的に行なうことが可能である。受動的再生法では、ＤＰＦに炭素微粒子が充満すると背圧の異常な上昇によって排気系に熱が蓄積され、炭素の温度が発火温度にまで上昇した場合に再生が生じる。この構造では、フィルタの熱衝撃または熱溶融、高い燃料消費および貧弱な濾過動作を招き得る。能動的再生は、受動的再生よりも遥かに優れた方法であると考えられている。能動的再生法においては、煤の燃焼を生じさせるのに必要な熱が外部の熱源によって発生される。電力、燃料バーナーおよびマイクロ波エネルギが熱源として研究されて来た。マイクロ波エネルギを用いるのは、費用効率およびエネルギ効率が高いために、電力および燃料バーナーよりも優れた方法であると考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロ波再生法は、例えば米国特許第５,０８７、２７２号（Nixdorf）に記載さえており、この特許には、円筒状にまたは紙のように薄い層状のプリフォームに固結されたシリコンカーバイド単結晶繊維で形成されたマイクロ波再生フィルタが開示され、このプリフォームは次に多セル形状に折り畳まれる。この提案されたフィルタの問題点は、生産が労働集約的でかつ時間を要するため、高効率製造法が適用できないことである。
【０００７】
市販されている標準的なフィルタはコージエライト（２ＭｇＯ−２Ａｌ２Ｏ３−５ＳｉＯ２）で作成されている。しかしながら、コージエライトはマイクロ波に対し透過性を有するため、マイクロ波エネルギにさらしても再生が不能である。
【０００８】
上述の事情に鑑み、マイクロ波エネルギによる再生が可能で、かつ高効率製造法（すなわち押出し）による生産が可能で、同時に高い濾過効率を示す、ディーゼル排気流から微粒子を捕捉しかつ燃焼させるためのフィルタが要求されている。
【０００９】
本発明の目的は、かかるフィルタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マイクロ波にさらされると、フィルタの温度が時間の関数として約１１００℃近辺で、より好ましくは９００〜１０００℃近辺で平衡点に達するような、温度上昇とともに減少する誘電正接を有する耐火性酸化物セラミック材料から形成されたマイクロ波吸収性フィルタ本体を備えた、ディーゼル排気微粒子を捕捉し燃焼させるためのフィルタを提供するものである。
【００１１】
特に、上記耐火性酸化物セラミック材料は、Ａ１−ｘＭｘＢ１−ｙＭ′ｙＯ３−αおよび（Ａ′ａＲγＭ″ｍ）（Ｚ）４（Ｘ）６Ｏ２４からなるる群から選ばれ、
上記Ａ１−ｘＭｘＢ１−ｙＭ′ｙＯ３−αにおけるＡおよびＭは、Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ａｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｔｈ，およびこれらの組合わせからなる群から選ばれ、ＢおよびＭ′は、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｚｎ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，およびこれらの組合わせからなる群から選ばれ、前記化学式が静電的にバランスしており、
上記（Ａ′ａＲγＭ″ｍ）（Ｚ）４（Ｘ）６Ｏ２４におけるＡ′は１Ａ族の金属から選ばれ、Ｒは２Ａ族の金属から選ばれ、Ｍ″はＭｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｙ，ランタニド，およびこれらの組合わせからなる群から選ばれ、ＺはＺｒ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｙ，ランタニド，Ｓｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｎｉ，およびこれらの組合わせからなる群から選ばれ、ＸはＰ，Ｓｉ，Ａｓ，Ｇｅ，Ｂ，Ａｌ，およびこれらの組合わせからなる群から選ばれ、前記化学式が静電的にバランスしている。
【００１２】
特に、本発明のフィルタ本体は、入口端および出口端と、入口端から出口端まで延びる多数のセルとを備えたハニカム基体であり、上記セルは多孔質の壁を備え、全数のセルのうちの一部のセルが上記入口端においてそれらの長さの一部分に沿って閉塞され、記入口端に開口する残部のセルが上記出口端においてそれらの長さの一部分に沿って閉塞されており、その結果、上記ハニカム基体のセル群を上記入口端から上記出口端まで通り抜けるガス流が、上記入口端における上記開口セル内へ流入し、上記壁を通り抜け、上記出口端における上記開口セルを通って上記ハニカム基体から流出し、かつ上記ハニカム基体が、約１０〜３００セル／平方インチ（約１．５〜４６．５セル／ｃｍ２）の範囲のセル密度と、約０．００８〜０．０３０インチ（約０．２０〜０．７５ｍｍ）の範囲のセル壁の厚さとを備えている。
【００１３】
特にこのフィルタは、少なくとも２５％の容積気孔率と、１０乃至５０マイクロメートルの範囲の気孔径と、少なくとも９０％の濾過効率とを備えている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明によるフィルタは、マイクロ波にさらされることによって再生される。フィルタ本体はマイクロ波吸収材料によって形成され、吸収したマイクロ波を高い効率で熱エネルギに変換する。マイクロ波吸収体である材料は公知である（例えばヨーロッパ特許第４１０５１３号）。材料のマイクロ波を吸収する能力はその誘電率で決定され、誘電率の大きい材料はマイクロ波エネルギの良好な吸収体である。しかしながら、マイクロ波エネルギの良好な吸収体のすべてが本発明の材料として適しているわけではないことが判明している。本発明のセラミック材料において重要な材料特性は誘電正接tanδである。この誘電正接は、誘電率に対する誘電損失係数の比として規定され、マイクロ波エネルギを熱エネルギに変換する材料の能力を示す。誘電正接が大きい程、吸収したマイクロ波エネルギの全てを熱エネルギに変換する能力が高くなる。
【００１５】
本発明のフィルタに適した材料は一般に、周波数２．４５ＧＨｚにおいて大きな誘電正接を有し、かつ温度と逆比例する誘電正接を有する後述の耐火性酸化物セラミック群に属する。マイクロ波が吸収され熱エネルギに変換されるにつれてフィルタ温度が上昇し、フィルタ温度が上昇するにつれて本発明の材料の誘電正接が減少する。それ故に、たとえ等しい量のマイクロ波が吸収されても、変換される熱エネルギは少なくなる。したがって、マイクロ波にさらすことを続けて行くと、フィルタ温度は、好ましくは約１１００℃で、最も好ましいのは約９００〜１１００℃での平衡点に達する。
【００１６】
一つの実施の形態においては、この材料はＮＺＰタイプ構造を有する。ここで用いられる「ＮＺＰタイプ構造」とは、原子配列がＮａＺｒ２Ｐ３Ｏ１２に略類似する固相のことをそのように呼んでいるが、ナトリウムまたはジルコニウムまたは燐の一部または全部が他の置換原子によって置換される。ＮａＺｒ２Ｐ３Ｏ１２においては空いている結晶格子の場所をさらなる原子で置換可能であるが、ＮＺＰタイプ構造でもあるＮａ４Ｚｒ２Ｓｉ３Ｏ１２構造には空所がない。
【００１７】
この一連のセラミック組成物は一般式（Ａ′ａＲγＭ″ｍ）（Ｚ）４（Ｘ）６Ｏ２４で表され、ここで、Ａ′が一つまたは複数の１Ａ族の金属を表し、Ｒが一つまたは複数の２Ａ族の金属を表し、Ｍ″がＭｎ（マンガン），Ｃｏ（コバルト），Ｃｕ（銅），Ｚｎ（亜鉛），Ｙ（イットリウム），ランタニド，およびこれらの組合わせからなる群から選ばれ、ＺがＺｒ（ジルコニウム），Ｈｆ（ハフニウム），Ｔｉ（チタン），Ｎｂ（ニオブ），Ｔａ（タリウム），Ｙ，ランタニド，Ｓｎ（錫），Ｆｅ（鉄），Ｃｏ，Ａｌ（アルミニウム），Ｍｎ，Ｚｎ，Ｎｉ（ニッケル），およびこれらの組合わせからなる群から選ばれ、ＸがＰ（燐），Ｓｉ（シリコン），Ａｓ（砒素），Ｇｅ（ゲルマニウム），Ｂ（硼素），Ａｌ（アルミニウム），およびこれらの組合わせからなる群から選ばれ、上記化学式が静電的にバランスしている、すなわち元素の電荷を合計するとゼロの値になる。
【００１８】
本発明のセラミック材料に特に適した化学式は、Ａ′がＮａで、ＺがＺｒで、ＸがＰまたはＳｉであるＮａ１＋ｗＺｒ２Ｐ３−ｗＳｉｗＯ１２である。とくに好ましい実施の形態では、ｗが１．０と２．７５との間の値である。ｗの値が１．５の場合、その組成物の化学式はＮａ２．５Ｚｒ２Ｐ１．５Ｓｉ１．５Ｏ１２と書くことができ、生成したセラミックは、極めて低い熱膨脹係数と良好な耐熱衝撃性とを有する。ｗの値が２の場合、その組成物の化学式はＮａ３Ｚｒ２ＰＳｉ２Ｏ１２と書くことができ、生成したセラミックもまた、極めて低い熱膨脹係数と良好な耐熱衝撃性とを有する。理論に縛られるのを意図するものではないが、これらの組成物は、ＮＺＰ結晶構造のチャンネル内のナトリウム陽イオンの運動によって、マイクロ波エネルギ場内で加熱されると思われる。
【００１９】
別の実施の形態では、材料が酸素に関し非化学量論的であるペロフスカイト構造を有する。この材料の組成は一般式Ａ１−ｘＭｘＢ１−ｙＭ′ｙＯ３−αで表され、ここでＡおよびＭは、Ｎａ（ナトリウム），Ｋ（カリウム），Ｒｂ（ルビジウム），Ａｇ（銀），Ｃａ（カルシウム），Ｓｒ（ストロンチウム），Ｂａ（バリウム），Ｐｂ（鉛），Ｌａ（ランタン），Ｐｒ（プラセオジム），Ｎｄ（ネオジム），Ｂｉ（ビスマス），Ｃｅ（セリウム），Ｔｈ（トリウム）からなる元素群から選ばれ、ＢおよびＭ′が、Ｔｉ（チタン），Ｖ（バナジウム），Ｃｒ（クロム），Ｍｎ（マンガン），Ｆｅ，（鉄）Ｃｏ（コバルト），Ｎｉ（ニッケル），Ｒｈ（ロジウム），Ｒｕ（ルテニウム），Ｐｔ（白金），Ｚｎ（亜鉛），Ｎｂ（ニオブ），Ｔａ（タリウム），Ｍｏ（モリブデン），およびＷ（タングステン）からなる元素群から選ばれ、上記化学式が静電的にバランスしている、すなわち元素の電荷を合計するとゼロの値になる。これらのセラミックは、化学式における酸素イオンの数が必ずしも３に等しくならないから、酸素に関しては非化学量論的である。さらに詳細に言えば、３−αの値は２．９から３．１まで変化し得る。
【００２０】
特に適切な化学式はＡ１−ｘＭｘＢ１−ｙＭ′ｙＯ３−αで、ＡおよびＭが，Ｌａ，Ｂｉ，Ｓｒからなる元素群およびこれらの組合わせから選ばれ、ＢおよびＭ′が、Ｍｎ３＋，Ｍｎ４＋，Ｐｔ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｒｕ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｔｉ３＋，Ｔｉ４＋からなる元素群およびこれらの組合わせから選ばれ、上記化学式が静電的にバランスしている、すなわち元素の電荷を合計するとゼロの値になる。
【００２１】
最も好ましい化学式はＬａＭｎ１−ｙＭ′ｙＯ３−αで、Ｍ′が一つまたは複数の金属Ｐｔ，Ｒｕ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｃｕ，およびこれらの組合わせで、かつ０≦ｙ≦０．２である。例えばこの最も好ましい化学式で表される特定の組成物はＬａＭｎ０．８Ｐｔ０．２Ｏ３−αである。理論に縛られるのを意図するものではないが、これらの材料は、電子的導通によりマイクロ波エネルギ場内で加熱されると思われる。
【００２２】
別の最も好ましい化学式はＬａ１−ｘＳｒｘＭ′Ｏ３−αで、Ｍ′が一つまたは複数の金属Ｍｎ，Ｃｏおよびこれらの組合わせで、かつ０≦ｘ≦０．２である。例えばこの最も好ましい化学式で表される特定の組成物はＬａ０．８Ｓｒ０．２ＭｎＯ３−αである。他の具体例はＬａ０．８Ｓｒ０．２ＣｏＯ３−αである。理論に縛られるのを意図するものではないが、これらの材料は、電子的導通によりマイクロ波エネルギ場内で加熱されると思われる。
【００２３】
ＮＺＰタイプ構造に関しては、原材料は反応してＮＺＰ相になる金属酸化物である。ナトリウムを含む原材料は、例えばＮａ２ＣＯ３，Ｎａ２ＺｒＯ３または燐酸ナトリウム化合物または燐酸水素ナトリウム化合物であり、Ｚｒを含む原材料は、例えばＮａ２ＺｒＯ３，ＺｒＯ２，ＺｒＳｉＯ４，ＺｒＰ２Ｏ７，Ｚｒ２Ｐ２Ｏ９，Ｚｒ（ＨＰＯ４）２−ｘＨ２Ｏ，Ｚｒ（ＯＨ）４，ＺｒＯＣｌ２−ｘＨ２Ｏ，硝酸ジルコニル，炭酸ジルコニル，および酢酸ジルコニウムであり、燐を含む原材料は、例えばＨ３ＰＯ４，ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４，（ＮＨ４）２ＨＰＯ４，（ＮＨ４）３ＰＯ４,ＺｒＰ２Ｏ７，Ｚｒ２Ｐ２Ｏ９，Ｚｒ（ＨＰＯ４）２−ｘＨ２Ｏであり、Ｓｉを含む原材料は、例えばコロイドシリカ、溶融シリカ、ゼオライト、水晶、クリストバル石、トリディマイト、ＺｒＳｉＯ４、シリコーン油、珪素樹脂、およびテトラエチルオルトシリケートのようなその他の有機珪素化合物である。
【００２４】
ペロフスカイト構造を形成する原材料は、反応してペロフスカイト相を形成する金属酸化物である。硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、酸化物、炭酸塩および塩化物のよな金属塩が好ましい。上述の化学式において、Ｌａ源はＬａ（ＮＯ３）３であり、Ｍｎ源はＭｎ（ＮＯ３）２であり、Ｐｔ源は（ＮＨ３）４Ｐｔ（ＮＯ３）２であり、Ｒｕ源はＲｕ（ＮＯ３）３あり、Ｆｅ源はＦｅ２Ｏ３であり。Ｃｕ源はＣｕ（ＮＯ３）２であり、Ｓｒ源はＳｒＣＯ３であり、Ｃｏ源はＣｏ２Ｏ３であり、Ｌｉ源はＬｉ２ＣＯ３であり、Ｎａ源はＮａ２ＣＯ３であり、Ｚｒ源はＺｒＯ２であり、Ｎｂ源はＮｂ２Ｏ５である。
【００２５】
焼結添加物も混合物形成時に随意的に含ませることができる。焼成後の構造体に適度な強度を持たせるために、焼結促進剤の添加が必要になる場合がある。焼結添加物は、それが用いられたとき、混合物内に約０．０５重量％から１０．０重量％のレベルで存在するのが好ましく、未焼成材料の組成中に０．１重量％から１．０重量％存在するのがより好ましい。例えばＮＺＰ型構造については、適当な焼結添加剤は、マグネシウム、亜鉛、カルシウム、アルミニウム、ランタン、チタン、ビスマス、またはタングステンのような金属の一つまたは複数の酸化物を含む。
【００２６】
上記混合物にはまた発泡剤を含ませることができる。発泡剤は、未焼成体の乾燥または加熱の間の燃焼によって蒸発または気化して、所望の、他の方法で得られるよりも一般に大きい気孔率および／または粗い泡径中心値を得る不安定な粒状物質である。発泡剤が用いられる場合、それが粒状発泡剤であり、かつ少なくとも原材料に対して約１０重量％の量が存在すれば効果がある。この場合、粒状発泡剤の中心粒径は少なくとも約１０マイクロメートルであることが好ましい。特に適当な発泡剤の一つは、粒径中心値が少なくとも約１０マイクロメートル、より好ましくは少なくとも約２５マイクロメートルのグラファイトである。
【００２７】
原材料は一緒に混合される。焼結促進剤を含ませる場合には、粉末または液体の形態で混合物に添加することができ、さらに原材料と混合される。
【００２８】
粉末状混合物に６０％ほどの発泡剤を添加して、焼成物の通気性を高めることもできる。
【００２９】
上記混合物は、随意的に液体、バインダ、潤滑剤、および可塑剤と混合されて、射出成形法、スリップ注型法、乾式プレス法のような従来から知られているセラミック成形法によって未焼成体に造形される。押出し法を採用するのが好ましい。
【００３０】
押出し作業は、排出端にダイアセンンブリを取り付けた、水圧ラム押出しプレス、または二段脱気シングル螺旋押出し機、またはツインスクリューミキサを用いて行なうことができる。後者においては、ダイを通過するバッチ材料に十分な圧力をかけるために、材料およびその他の工程条件に応じて適切なスクリューが選択される。押出しは垂直方向または水平方向に行なうことができる。
【００３１】
成形された未焼成構造体は次に乾燥され、かつ約２時間から２００時間かけて、好ましくは１０時間から１００時間かけて、１２００℃から１７５０℃までの最高温度に加熱され、次いでこの最高温度に約０．１時間から１００時間、好ましくは１時間から３０時間保持される。焼成は電熱炉またはガスキルン内で行なわれる。焼成雰囲気中の酸素の分圧は少なくとも０．０１気圧が好ましく、特に保持温度が約１４５０℃よりも高いときには少なくとも０．１０気圧がより好ましい。保持温度が高いほど、また保持時間が長いほど、強度および中心気孔径が増大し、熱膨脹係数が小さくなる。
【００３２】
本発明によるフィルタ構造体は、いかなる形状および寸法のものであってもよいが、本発明によるフィルタ本体はハニカム構造のような多セル構造が好ましい。このハニカム構造は、入口端または入口面と、出口端または出口面と、上記入口端から上記出口端まで延びる多数のセルとを有し、セルは多孔質の壁を備えている。一般にハニカムセルの密度は約９３セル／ｃｍ２（６００セル／平方インチ）から約４セル／ｃｍ２（２５セル／平方インチ）の範囲である。
【００３３】
引用例として本発明に組み入れられる米国特許第４,３２９,１６２号に記載されているように、入口端または入口面におけるセルの一部は、未焼成体と同一または類似の組成を有するペーストで塞がれる。この閉塞は、セルの端部のみにおいて標準的には９．５ｍｍから１３ｍｍの深さに行なわれるが、変更は可能である。入口端において閉塞されたセルとは一致しない出口端におけるセルの一部も塞がれる。したがって、各セルは一方の端においてのみ塞がれることになる。好ましい構造は、入口面においても出口面においてもセルが市松模様に塞がれていることである。
【００３４】
この閉塞構造により、排気流と基体の壁との間のより密接な接触が可能になる。排気流は入口端に開口しているセルを通って基体内に流入し、次いで多孔質の壁を通り抜け、出口端に開口しているセルを通って基体外に流出する。ここに説明した形式のフィルタは、交互のチャンネル閉塞によって形成される流路により、フィルタから排出される以前に排気が多孔質セラミックの壁を通り抜けるように処理されるので、「ウォールフロー」構造として知られている。
【００３５】
その他の適当なフィルタは、引用例として本発明に組み入れられる米国特許第４,７８１,８３１号、第５,００９,７８１号および第５,１０８,６０１号に記載されているようなクロスフロー構造である。
【００３６】
本発明のフィルタは、約１０〜３００セル／平方インチ（約１．５〜４６．５セル／ｃｍ２）、より一般的には約１００〜２００セル／平方インチ（約１５．５〜３１セル／ｃｍ２）のセル密度を有する。壁の厚さは、構造の完全性を保つのに必要な最小寸法の約０．００２インチ（約０．０５ｍｍ）から増大方向に変更し得るが、フィルタの壁によって占められるフィルタ容積の減少分を最小にするために、一般的には約０．０６インチ（１．５ｍｍ）よりも薄い。約０．０１０〜０．０３０インチ（約０．２５〜０．７５ｍｍ）の範囲、例えば０．０１７インチ（０．４３ｍｍ）が最も好ましい壁の厚さとして選択されることが多い。
【００３７】
フィルタの壁の気孔率は変え得るが、一般的には孔の容積が壁の容積の約２５％よりも大きく、約３５％よりも大きいと排気流の通過が許容される。容積気孔率が約７０％を超えると、フィルタの完全性およびフィルタ強度が疑問視されるが、約５０％が標準的である。気孔率は、平均気孔径が１乃至６０マイクロメートルの範囲、より好ましくは約１０乃至５０マイクロメートルの範囲にあるチャンネル壁の気孔によって与えられるのが良いと思われる。
【００３８】
上述した構造により、ディーゼル排気微粒子物質の９０％までおよびそれ以上の濾過効率が達成される。勿論、排気流で運ばれる微粒子の粒径の範囲および分布によって効率は変化する。容積気孔率および気孔のサイズは、一般に通常の水銀多孔度計で測定して決定される。
【００３９】
本発明のフィルタは、周波数２．４５ＧＨｚ、約６００〜１０００ワットのマイクロ波エネルギにさらされることによって再生される。この周波数は、本発明のフィルタと良く結合して、マイクロ波エネルギを、捕捉された炭素微粒子を燃焼させるのに必要な熱エネルギに変換することが判明している。時間の関数として測定されたフィルタ温度は、１１００℃近辺で、より好ましくは９００〜１０００℃近辺で平衡点に達することも判明している。