(57)【要約】【課題】排ガス中の粒子状物質の捕集効率を高く維持した状態で、排ガス処理における初期の圧力損失を低く抑えることが可能なハニカムフィルタを提供する。【解決手段】流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定のセルと、一方の端部が目封止され且つ他方の端部が開口された残余のセルとが交互に配設されるハニカムフィルタであって、隔壁の平均細孔径が８〜１８μｍであり、細孔径を常用対数で示したときの細孔径分布における常用対数標準偏差が０．２〜０．５であるハニカムフィルタ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定の前記セルと、前記一方の端部が目封止され且つ前記他方の端部が開口された残余の前記セルとが交互に配設されるハニカムフィルタであって、
前記隔壁の平均細孔径が８〜１８μｍであり、細孔径を常用対数で示したときの細孔径分布における常用対数標準偏差が０．２〜０．５であるハニカムフィルタ。
【請求項２】
前記平均細孔径が１０〜１６μｍであり、前記常用対数標準偏差が０．２〜０．５である請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項３】
前記隔壁を構成する材料が、コーディエライト、炭化珪素、サイアロン、ムライト、窒化珪素、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナ、及びシリカからなる群より選択される少なくとも一種である請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項４】
流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定の前記セルと、前記一方の端部が目封止され且つ前記他方の端部が開口された残余の前記セルとが交互に配設されるハニカムフィルタであって、
前記隔壁の厚さが２０μｍ超であり、
前記隔壁が２層から構成され、一方の層（捕集層）の厚さが２０μｍ以上であり、
前記捕集層の、平均細孔径が８〜１８μｍであり、細孔径を常用対数で示したときの細孔径分布における常用対数標準偏差が０．２〜０．５であるハニカムフィルタ。
【請求項５】
前記隔壁の他方の層（支持層）の平均細孔径が２０μｍ以上である請求項４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し、さらに詳しくは、排ガス中の粒子状物質の捕集効率を高く維持した状態で、排ガス処理における初期の圧力損失を低く抑えることが可能なハニカムフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジン、建設機械用エンジン、産業機械用定置エンジン等の内燃機関、その他の燃焼機器等から排出される排ガス中の粒子状物質や有害物質は、環境への影響を考慮して排ガス中から除去する必要性が高まっている。特にディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（以下「ＰＭ」ということがある。）の除去に関する規制は世界的に強化される傾向にあり、ＰＭを除去するための捕集フィルタ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ：以下「ＤＰＦ」ということがある。）としてハニカムフィルタの使用が注目され、種々のシステムが提案されている。上記ＤＰＦは、通常、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定のセル（所定のセル）と、一方の端部が目封止され且つ他方の端部が開口された残余のセル（残余のセル）とが交互に配設され、所定のセルが開口する一方の端部から流入した流体（排ガス）を、隔壁を透過させて残余のセル内に透過流体として流出させ、透過流体を残余のセルが開口する他方の端部から流出させることにより、排ガス中のＰＭを捕集除去するものである。
【０００３】
このように、上記ＤＰＦのような、排ガスが多孔質の隔壁を透過する構造のウォールフロー型のフィルタは、濾過面積を大きくとれるため、濾過流速（隔壁透過流速）を低くでき、圧力損失（圧損）が小さく、かつ、粒子状物質の捕集効率が比較的良好なフィルタである。
【０００４】
ＤＰＦは、通常、その隔壁の平均細孔径を小さくすることにより粒子状物質の捕集効率を向上させることができる。例えば、細孔径１００μｍ以上の細孔の比率を全体の１０％以下とすることにより捕集効率を向上させようとする、多孔質セラミックハニカムフィルタが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ＤＰＦの隔壁の細孔径の分布に関しては、分布幅が狭く、シャープな分布を示すもの程、捕集特性が良好であることが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第２７２６６１６号公報
【特許文献２】特許第３２７２７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、排ガス中の粒子状物質の捕集効率に着目すると、隔壁の細孔径は小さく、細孔径の分布は狭いことが好ましい。これに対し、圧力損失に着目すると、通常、細孔径はある程度の大きさを必要とするものである。そして、上記従来技術は、捕集効率には一定の効果を奏するものであるが、圧力損失を低く抑えるという点においては、十分なものではなかった。特に、ＤＰＦに粒子状物質が堆積する前の、運転初期の状態における圧力損失が高いものであった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、排ガス中の粒子状物質の捕集効率を高く維持した状態で、排ガス処理における初期の圧力損失を低く抑えることが可能なハニカムフィルタを提供することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によって以下のハニカムフィルタが提供される。
【０００９】
［１］  流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定の前記セルと、前記一方の端部が目封止され且つ前記他方の端部が開口された残余の前記セルとが交互に配設されるハニカムフィルタであって、前記隔壁の平均細孔径が８〜１８μｍであり、細孔径を常用対数で示したときの細孔径分布における常用対数標準偏差が０．２〜０．５であるハニカムフィルタ（第１の発明）。
【００１０】
［２］  前記平均細孔径が１０〜１６μｍであり、前記常用対数標準偏差が０．２〜０．５である［１］に記載のハニカムフィルタ。
【００１１】
［３］  前記隔壁を構成する材料が、コーディエライト、炭化珪素、サイアロン、ムライト、窒化珪素、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナ、及びシリカからなる群より選択される少なくとも一種である［１］又は［２］に記載のハニカムフィルタ。
【００１２】
［４］  流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定の前記セルと、前記一方の端部が目封止され且つ前記他方の端部が開口された残余の前記セルとが交互に配設されるハニカムフィルタであって、前記隔壁の厚さが２０μｍ超であり、前記隔壁が２層から構成され、一方の層（捕集層）の厚さが２０μｍ以上であり、前記捕集層の平均細孔径が８〜１８μｍであり、細孔径を常用対数で示したときの細孔径分布における常用対数標準偏差が０．２〜０．５であるハニカムフィルタ（第２の発明）。
【００１３】
［５］  前記隔壁の他方の層（支持層）の平均細孔径が２０μｍ以上である［４］に記載のハニカムフィルタ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のハニカムフィルタによれば、隔壁の平均細孔径が８〜１８μｍであり、細孔径を常用対数で示したときの細孔径分布における常用対数標準偏差が０．２〜０．５であるため、粒子状物質の捕集効率を高く維持した状態で、排ガス処理における初期の圧力損失を低く抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００１６】
本発明のハニカムフィルタ（第１の発明）の一実施形態は、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定のセル（所定のセル）と、一方の端部が目封止され且つ他方の端部が開口された残余のセル（残余のセル）とが交互に配設されるものであり、隔壁の平均細孔径が８〜１８μｍであり、隔壁の細孔径を常用対数で示したときの細孔径分布における常用対数標準偏差が０．２〜０．５である。本実施の形態のハニカムフィルタは、その使用時においては、上記、所定のセルが開口する一方の端部から流入した流体（排ガス等）を、隔壁を透過させて残余のセル内に透過流体として流出させ、透過流体を残余のセルが開口する他方の端部から流出させることができ、これにより、隔壁で、排ガス等に含有される粒子状物質を捕集することができる。
【００１７】
本実施形態のハニカムフィルタの隔壁の平均細孔径は、８〜１８μｍであり、１０〜１６μｍであることが好ましく、１０〜１３μｍであることが更に好ましい。隔壁の平均細孔径をこのような範囲にすることにより、圧力損失を低く抑えながらＰＭの捕集効率を高くすることが可能となる。平均細孔径が８μｍより小さいと、圧力損失が大きくなるため好ましくない。平均細孔径が１８μｍより大きいと、ＰＭの捕集効率が低下するため好ましくない。
【００１８】
平均細孔径は、水銀圧入法により測定した値である。具体的には、例えば、島津製作所社製、商品名：ポロシメータ  型式９８１０で測定することができる。
【００１９】
本実施形態のハニカムフィルタの隔壁の細孔径を常用対数で示したときの細孔径分布における標準偏差（常用対数標準偏差）は、０．２〜０．５であり、０．３〜０．４５であることが好ましく、０．３５〜０．４であることが更に好ましい。隔壁の細孔径分布における常用対数標準偏差をこのような範囲にすることにより、排ガス処理運転時において、浄化性能を維持しながら、本実施形態のハニカムフィルタにＰＭが堆積する前の、初期の圧力損失を低く抑えることが可能となる。これは、以下の理由による。すなわち、標準偏差が大きく細孔径の分布範囲が広いほど、最大細孔径、および大きな細孔の占める割合が増加する。そして、大きな細孔の比率が大きいほど、そこを選択的に大流量のガスが低圧損で流れることができるため、初期圧損が低くなる。一方、標準偏差が大きく細孔径分布が広く、大きな細孔が存在すると、ガスとの接触面積は低下するため、浄化性能は低下する。このような背反する両者を両立させ、浄化性能を維持しつつ、圧損を低下できる範囲として、上記の範囲が好ましい。そして、上記隔壁の平均細孔径の範囲と組み合わせることにより、さらに効果的に、ＰＭの捕集効率（浄化性能）を高く維持した状態で、排ガス処理における初期の圧力損失を低く抑えることが可能となる。上記常用対数標準偏差が、０．２より小さいと、初期の圧力損失を低く抑えることができないため好ましくなく、０．５より大きいと、ＰＭの捕集効率が低下するため好ましくない。
【００２０】
隔壁の細孔の細孔径分布は、水銀圧入法により測定した値である。例えば、島津製作所社製、商品名：ポロシメータ  型式９８１０を使用して測定することができる。そして、上記常用対数標準偏差は、得られた細孔径分布について各細孔径を常用対数で示し、その常用対数で示された細孔径分布について標準偏差をとることにより算出される。具体的には、得られた細孔径分布について下記式（１）〜（４）を用いて常用対数標準偏差（下記式（４）におけるｓｄ；標準偏差）を求める。尚、下記式（２）、（３）における「ｆ」で示される微分細孔容積は、例えば、細孔径Ｄｐ１以下の細孔の細孔容積（細孔径０〜Ｄｐ１の累積）がＶ１であり、細孔径Ｄｐ２以下の細孔の細孔容積（細孔径０〜Ｄｐ２の累積）がＶ２であるとすると、微分細孔容積ｆ２は、ｆ２＝Ｖ２−Ｖ１で示される値となる。下記式（１）〜（４）において、「Ｄｐ」は細孔径（μｍ）、「ｆ」は微分細孔容積（ｍＬ／ｇ）、「ｘ」は細孔径Ｄｐの常用対数、「ｘａｖ」はｘについての平均値、「ｓ２」はｘについての分散、「ｓｄ」はｘについての標準偏差（細孔径分布の常用対数標準偏差）をそれぞれ表す。
【００２１】
【数１】
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【００２２】
本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、多孔質の隔壁の材料は、特に制限されないが、コーディエライト、炭化珪素、サイアロン、ムライト、窒化珪素、リン酸ジルコニウム、ジルコニア、チタニア、アルミナ、及びシリカからなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。
【００２３】
本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、隔壁の厚さについては特に制限はないが、この隔壁の厚さが厚過ぎると、流体が透過する際の圧力損失が大きくなることがあり、薄過ぎると強度が不足することがある。隔壁の厚さは、１００〜１０００μｍであることが好ましく、２００〜８００μｍであることが更に好ましい。また、本実施の形態のハニカムフィルタは、その最外周に位置する外周壁を有してもよい。なお、外周壁は成形時にハニカムフィルタと一体的に形成させる成形一体壁だけでなく、成形後に、ハニカムフィルタの外周を研削して所定形状とし、セメント等で外周壁を形成するセメントコート壁でもよい。
【００２４】
本実施の形態のハニカムフィルタを構成する多孔質の隔壁の気孔率は、特に制限されないが、例えば、気孔率は、２０％以上であることが好ましく、４０〜７０％であることが更に好ましく、６０〜６５％であることが特に好ましい。なお、気孔率は体積％を意味し、水銀ポロシメータにより測定した値である。
【００２５】
本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、そのセル密度は特に制限されないが、１２〜９３セル／ｃｍ２であることが好ましく、１４〜６２セル／ｃｍ２であることが更に好ましく、１５〜５０セル／ｃｍ２であることが特に好ましい。
【００２６】
本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、その全体形状は、特に制限されないが、例えば、円筒状、四角柱状、三角柱状、その他角柱状等を挙げることができる。また、ハニカムフィルタのセル形状（ハニカムフィルタの中心軸が伸びる方向（セルが伸びる方向）に対して垂直な断面におけるセル形状）についても特に制限はなく、例えば、四角形、六角形、三角形等を挙げることができる。
【００２７】
本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、隔壁に触媒が担持されていることが好ましい。そしてこの触媒は、ＰＭを酸化処理する触媒であることが更に好ましい。触媒を担持することにより、隔壁に付着したＰＭの酸化除去を助長することが可能となる。ＰＭを酸化処理する触媒としては、例えば、貴金属系のＰｔ、Ｐｄ等が挙げられる。また、助触媒として、セリア、ジルコニア等の酸素吸蔵性を有する酸化物等が、触媒とともに担持されることも好ましい。
【００２８】
本実施の形態のハニカムフィルタにおいて、各セルを目封止するための目封止部材の材料は、特に制限されないが、上述のハニカムフィルタの隔壁の材料として挙げたものから選択された少なくとも一種であることが好ましい。
【００２９】
本発明のハニカムフィルタ（第２の発明）の一の実施形態は、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封止された所定の前記セルと、一方の端部が目封止され且つ他方の端部が開口された残余のセルとが交互に配設されるハニカムフィルタであって、隔壁の厚さが２０μｍ超であり、隔壁が２層から構成され、一方の層（捕集層）の厚さが２０μｍ以上であり、捕集層の平均細孔径が８〜１８μｍであり、細孔径を常用対数で示したときの細孔径分布における常用対数標準偏差が０．２〜０．５のハニカムフィルタである。本実施の形態のハニカムフィルタの「捕集層」は、その厚さが２０μｍ以上であることを除けば、上述した第１の発明における「隔壁」と同じ構成であることが好ましい。従って、捕集層の平均細孔径や常用対数標準偏差についても、上述した第１の発明における「隔壁」と同様の条件である。また、本実施の形態のハニカムフィルタは、隔壁の厚さ及び細孔径の構成を除けば、上述した第１の発明と同じ構成であることが好ましい。
【００３０】
隔壁を構成する一方の層である捕集層の厚さは、２０μｍ以上であり、２０〜２００μｍが好ましく、２０〜５０μｍが更に好ましい。２０μｍ以上の厚さを有することにより、高い捕集効率を維持することが可能となる。２０μｍより薄いと、捕集効率が低下するため好ましくない。
【００３１】
また、隔壁全体の厚さは、２０μｍ超であり、「２０μｍ超、１０００μｍ以下」が好ましく、１００〜１０００μｍであることが更に好ましく、２００〜８００μｍであることが特に好ましい。
【００３２】
隔壁を構成する他方の層である支持層の平均細孔径は、２０μｍ以上であることが好ましく、２０〜３００μｍが更に好ましく、２０〜１００μｍが特に好ましい。支持層の平均細孔径を２０μｍ以上とすることにより、隔壁の強度を保持しながら圧力損失の上昇を抑えることが可能となる。
【００３３】
次に、本発明のハニカムフィルタ（第１の発明）の一の実施形態の製造方法について説明する。本実施形態のハニカムフィルタは、例えば、以下のような方法により製造することができるが、本実施形態のハニカムフィルタを製造する方法は、以下の方法に限定されることはない。
【００３４】
まず、ハニカムフィルタを成形するための坏土を形成する。これは、上述したハニカムフィルタの隔壁の材料として挙げたものの原料を用い、その原料を混合、混練して坏土を形成するものである。例えば、コーディエライトを隔壁の材料とする場合には、コーディエライト化原料に、水等の分散媒、及び造孔材を加えて、さらに、有機バインダ及び分散剤を加えて混練し、粘土状の坏土を形成する。ここで、コーディエライト化原料とは、焼成によりコーディエライトとなる原料を意味し、シリカが４２〜５６質量％、アルミナが３０〜４５質量％、マグネシアが１２〜１６質量％の範囲に入る化学組成となるように配合されたセラミックス原料である。具体的にはタルク、カオリン、仮焼カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、及びシリカの中から選ばれた複数の無機原料を上記化学組成となるような割合で含むものが挙げられる。
【００３５】
本実施形態のハニカムフィルタを製造するためのコーディエライト化原料としては、含有される各原料が、それぞれの体積粒度分布において、５０体積％での粒度（Ｖ５０）（μｍ）が、いずれも１〜２５μｍであることが好ましく、５〜２０μｍであることが更に好ましい。更に、コーディエライト化原料全体の体積粒度分布において、１０体積％での粒度（Ｖａｌｌ１０）（μｍ）に対する、９０体積％での粒度（Ｖａｌｌ９０）（μｍ）の比の値（体積粒度分布比：［Ｖａｌｌ９０］／［Ｖａｌｌ１０］）が１５以下であることが好ましく、５〜１０であることが更に好ましい。このような粒度分布の原料を用いることにより、得られる本実施形態のハニカムフィルタの隔壁の平均細孔径を８〜１８μｍとし、細孔径を常用対数で示したときの細孔径分布における常用対数標準偏差を０．２〜０．５とすることができるようになる。尚、各原料の粒度分布は、ストークスの液相沈降法を測定原理とし、Ｘ線透過法により検出を行う、Ｘ線透過式粒度分布測定装置を用いて測定した値であり、具体的には、例えば、島津製作所社製、商品名：セディグラフ５０００−０２型を使用して測定することができる。
【００３６】
造孔材としては、焼成工程により飛散消失する性質のものであればよく、コークス等の無機物質や発泡樹脂等の高分子化合物、澱粉等の有機物質等を単独で用いるか組み合わせて用いることができる。
【００３７】
有機バインダとしては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を使用することができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３８】
分散剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を使用することができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３９】
コーディエライト化原料（成形原料）を混練して坏土を調製する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。
【００４０】
次に、得られた坏土を、ハニカム形状に成形してハニカム成形体を作製する。ハニカム成形体を作製する方法としては、特に制限はなく、押出成形、射出成形、プレス成形等の従来公知の成形法を用いることができる。中でも、上述のように調製した坏土を、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度を有する口金を用いて押出成形する方法等を好適例として挙げることができる。
【００４１】
次に、得られたハニカム成形体の両端部を目封止することが好ましい。目封止の方法は特に限定されないが、例えば、まず一方の端面に、セルの開口部を交互に塞いで市松模様状にマスクを施す。また、コーディエライト化原料、水またはアルコール、及び有機バインダを含む目封止スラリーを、貯留容器に貯留しておく。そして、上記マスクを施した側の端部を、貯留容器中に浸漬して、マスクを施していないセルの開口部に目封止スラリーを充填して目封止部を形成する。他方の端部については、一方の端部において目封止されたセルについてマスクを施し、上記一方の端部に目封止部を形成したのと同様の方法で目封止部を形成する。これにより、上記一方の端部において目封止されていないセルについて、他方の端部において目封止され、他方の端部においても市松模様状にセルが交互に塞がれた構造となる。
【００４２】
次に、目封止を施したハニカム成形体を乾燥させて、ハニカム乾燥体を作製することが好ましい。乾燥の方法も特に制限はなく、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等の従来公知の乾燥法を用いることができる。中でも、成形体全体を迅速かつ均一に乾燥することができる点で、熱風乾燥と、マイクロ波乾燥又は誘電乾燥とを組み合わせた乾燥方法が好ましい。
【００４３】
次に、得られたハニカム乾燥体を本焼成する前に仮焼して仮焼体を作製することが好ましい。「仮焼」とは、ハニカム成形体中の有機物（有機バインダ、分散剤、造孔材等）を燃焼させて除去する操作を意味する。一般に、有機バインダの燃焼温度は１００〜３００℃程度、造孔材の燃焼温度は２００〜８００℃程度であるので、仮焼温度は２００〜１０００℃程度とすればよい。仮焼時間としては特に制限はないが、通常は、１０〜１００時間程度である。
【００４４】
次に、得られた仮焼体を焼成（本焼成）することによって本実施形態のハニカムフィルタを得る。本発明において「本焼成」とは、仮焼体中の成形原料を焼結させて緻密化し、所定の強度を確保するための操作を意味する。焼成条件（温度・時間）は、成形原料の種類により異なるため、その種類に応じて適当な条件を選択すればよいが、コーディエライト原料を焼成する場合には、１４１０〜１４４０℃で焼成することが好ましい。また、３〜１０時間程度焼成することが好ましい。
【００４５】
次に、本発明のハニカムフィルタ（第２の発明）の一の実施形態の製造方法について説明する。本実施形態のハニカムフィルタは、隔壁を２層にして、各層の平均細孔径を特定の条件で形成する以外は、上述した「第１の発明」の一実施形態の製造方法と同様して製造することができる。
【００４６】
本実施形態のハニカムフィルタの作製においては、まず第１の発明の方法でハニカムフィルタを作製する。そして、第１のハニカムフィルタの製造において、ハニカム成形体の作製に用いた原料と同じ種類であって、より粒子径の小さい原料を用いて、捕集層形成用のスラリーを作製する。そして、そのスラリーを上記ハニカムフィルタの隔壁（支持層）の表面にコートし、乾燥、焼成してコート層（捕集層）を形成して本実施形態のハニカムフィルタを得る。上記スラリー作製に用いる各原料の粒子径は、それぞれの体積粒度分布において、５０体積％での粒度（Ｖ５０）（μｍ）が、いずれも０．５〜１０μｍであることが好ましく、１〜１０μｍであることが更に好ましい。更に、コーディエライト化原料全体の体積粒度分布において、１０体積％での粒度（Ｖａｌｌ１０）（μｍ）に対する、９０体積％での粒度（Ｖａｌｌ９０）（μｍ）の比の値（体積粒度分布比：［Ｖａｌｌ９０］／［Ｖａｌｌ１０］）が１５以下であることが好ましく、５〜１０であることが更に好ましい。スラリーをコートする方法としては、目封じされたハニカム構造体の片方の端面をスラリー液に浸し吸引することによって行った。また、捕集層の厚さのコントロールは、スラリー吸引、乾燥を繰り返し、この繰り返し数によりコントロールした。スラリーを隔壁表面に塗布した後に乾燥する条件としては、水又はアルコール成分を蒸発させることが目的であるので、１３０〜２００℃が好ましい。また、乾燥は、熱風乾燥によることが好ましい。乾燥後の焼成においては、仮焼きと、本焼成とを行うことが好ましいが、仮焼きのみを行ってもよい。一般に、有機バインダの燃焼温度は、１００〜３００℃程度であり、造孔材の燃焼温度は２００〜８００℃程度であるので、仮焼き温度は２００〜１０００℃程度が好ましい。本焼成の条件としては、コーディエライト化原料を用いる場合には、１３９０〜１４３０℃で、３〜１０時間程度焼成することが好ましい。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４８】
（実施例１）
コーディエライト化原料として、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。これら各原料は、いずれも、それぞれの体積粒度分布において、５０体積％での粒度（Ｖ５０）（μｍ）が、１０μｍのものを使用した。また、コーディエライト化原料全体としては、コーディエライト化原料全体の体積粒度分布において、１０体積％での粒度（Ｖａｌｌ１０）（μｍ）に対する、９０体積％での粒度（Ｖａｌｌ９０）（μｍ）の比の値（体積粒度分布比：［Ｖａｌｌ９０］／［Ｖａｌｌ１０］）が７となるように各原料の粒度分布を調節した。
【００４９】
上記コーディエライト化原料１００質量部に、分散媒である水３５質量部、有機バインダ６質量部、及び分散剤０．５質量部を添加し、混合、混練して坏土を調製した。造孔材としてはコークスを使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。造孔材は、平均粒子径１０μｍのものを使用した。
【００５０】
得られた坏土を押出成形し、セル断面形状が四角形で、全体の形状が円筒形のハニカム成形体を作製した。さらに、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、熱風乾燥機で完全に乾燥させた。次に、ハニカム成形体の両端面を所定の寸法に切断した。
【００５１】
次に、得られたハニカム成形体に目封止を施した。得られたハニカム成形体の一方の端面のセル開口部に、市松模様状に交互にマスクを施し、マスクを施した側の端部をコーディエライト化原料を含有する目封止スラリーに浸漬し、市松模様状に交互に配列された目封止部を形成した。更に、他方の端部については、一方の端部において目封止されたセルについてマスクを施し、上記一方の端部に目封止部を形成したのと同様の方法で目封止部を形成した。
【００５２】
次に、目封止を施したハニカム成形体を熱風乾燥機で乾燥した。
【００５３】
次に、目封止を施したハニカム成形体を焼成することによってハニカムフィルタ（実施例１）を得た。焼成条件は、１４１０〜１４４０℃、５時間とした。
【００５４】
得られたハニカムフィルタは、直径１４４ｍｍ、長さ１５２ｍｍの円筒形であり、隔壁の厚さ０．３０５ｍｍ、セル密度４６．５セル／ｃｍ２であった。
【００５５】
得られた、ハニカムフィルタについて、以下の方法で、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定した。得られた結果を表１に示す。
【００５６】
また、以下に示す方法により、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００５７】
（平均細孔径）
島津製作所社製、商品名：ポロシメータ  型式９８１０を使用し、平均細孔径を測定する。
【００５８】
（常用対数標準偏差）
島津製作所社製、商品名：ポロシメータ  型式９８１０を使用し、細孔径を測定して細孔径分布を導き出し、各細孔径の値を常用対数で表して、その細孔径分布における標準偏差（常用対数標準偏差）を算出する。
【００５９】
（初期捕集効率（捕集効率））
スス（粒子状物質）濃度１ｍｇ／ｍ３、排ガス温度２００℃、及び排ガス流量２．４Ｎｍ３／ｍｉｎの条件で、軽油バーナーからの排ガスをハニカムフィルタに流し、ススがハニカムフィルタに堆積する前の初期状態において、上流（ハニカムフィルタに流入する前）及び下流（ハニカムフィルタから流出した後）のスス粒子数を測定した。そして、「１００×（（上流のスス粒子数）−（下流のスス粒子数））／（上流のスス粒子数）」の式により捕集効率を算出した。スス粒子数の測定は、ＴＳＩ社製、ＳＭＰＳ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）を使用してスス粒子をカウントすることにより行った。初期捕集効率は、８０％以上であれば合格とした。
【００６０】
（初期圧力損失（初期圧損））
常温の空気を８Ｎｍ３／ｍｉｎで流した際の、ハニカムフィルタの上流と下流との圧力差を差圧計にて計測した。初期圧損は、３．５ｋＰａ以下であれば合格とした。
【００６１】
【表１】
2007296512.tif 000003
【００６２】
（実施例２）
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、常用対数標準偏差を０．３とした以外は、実施例１と同様にして、ハニカムフィルタ（実施例２）を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００６３】
（実施例３）
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、常用対数標準偏差を０．４５とした以外は、実施例１と同様にして、ハニカムフィルタ（実施例３）を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００６４】
（実施例４）
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、平均細孔径を８μｍ、常用対数標準偏差を０．３５とした以外は、実施例１と同様にして、ハニカムフィルタ（実施例４）を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００６５】
（実施例５）
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、平均細孔径を１２μｍとした以外は、実施例４と同様にして、ハニカムフィルタ（実施例５）を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００６６】
（実施例６）
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、平均細孔径を１１μｍとした以外は、実施例４と同様にして、ハニカムフィルタ（実施例６）を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００６７】
（実施例７）
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、平均細孔径を１７μｍとした以外は、実施例４と同様にして、ハニカムフィルタ（実施例７）を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００６８】
(比較例１)
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、常用対数標準偏差を０．１９とした以外は、実施例１と同様にして、ハニカムフィルタ(比較例１)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００６９】
(比較例２)
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、平均細孔径を２０μｍとした以外は、実施例４と同様にして、ハニカムフィルタ(比較例２)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００７０】
(比較例３)
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、平均細孔径を２３μｍとした以外は、実施例４と同様にして、ハニカムフィルタ(比較例３)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００７１】
(比較例４)
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、平均細孔径を２５μｍとした以外は、実施例４と同様にして、ハニカムフィルタ(比較例４)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００７２】
(比較例５)
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、常用対数標準偏差を０．５５とした以外は、実施例１と同様にして、ハニカムフィルタ(比較例５)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００７３】
(比較例６)
造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、常用対数標準偏差を０．６０とした以外は、実施例１と同様にして、ハニカムフィルタ(比較例６)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び細孔径分布における常用対数標準偏差を測定し、排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）及び初期圧力損失（初期圧損）を測定した。結果を表１に示す。
【００７４】
表１及び図１より、実施例１〜３のハニカムフィルタは、細孔径分布における常用対数標準偏差が、０．２〜０．５の範囲内であるため、初期圧損が３．０ｋＰａ以下という低い値であることがわかる。これに対し、比較例１のハニカムフィルタは、常用対数標準偏差が０．１９と低過ぎる値であったため、初期圧損が４．７ｋＰａという高い値となっていることがわかる。ここで、図１は、実施例１〜３及び比較例１についての常用対数標準偏差と初期圧損との関係を示すグラフであり、実施例１〜３についての結果を「○」で示し、比較例１についての結果を「×」で示したものである。
【００７５】
また、表１及び図２より、実施例４〜７のハニカムフィルタは、平均細孔径が８〜１８μｍの範囲内であるため、捕集効率が８２％以上という高い値であることがわかる。これに対し、比較例２〜４のハニカムフィルタは、平均細孔径が１８μｍより大きいため、捕集効率が６０％以下という低い値となっていることがわかる。ここで、図２は、実施例４〜７及び比較例２〜４についての平均細孔径と捕集効率との関係を示すグラフであり、実施例４〜７についての結果を「○」で示し、比較例２〜４についての結果を「×」で示したものである。
【００７６】
また、表１及び図３より、実施例１〜３のハニカムフィルタは、細孔径分布における常用対数標準偏差が０．２〜０．５の範囲内であるため、捕集効率が８２％以上という高い値であることがわかる。これに対し、比較例５，６のハニカムフィルタは、常用対数標準偏差が０．５を超える高い値であったため、捕集効率が６０％以下という低い値となっていることがわかる。ここで、図３は、実施例１〜３及び比較例５，６についての常用対数標準偏差と捕集効率との関係を示すグラフであり、実施例１〜３についての結果を「○」で示し、比較例５，６についての結果を「×」で示したものである。
【００７７】
（実施例８）
実施例１と同様の方法で、ハニカムフィルタ（実施例１）を作製した後に、実施例１でハニカム成形体の原料として使用した原料であって平均粒子径の小さい原料をスラリー化し、それを隔壁（支持層）の表面にコートし、乾燥、焼成してコート層（捕集層）を形成して、ハニカムフィルタ（実施例８）とした。スラリーに含有される造孔材の粒子径分布及び配合量、並びにコーディエライト化原料の粒子径分布を適宜コントロールすることにより、平均細孔径を調整した。焼成条件は、１３９０〜１４３０℃、５時間とした。スラリーをコートする方法としては、目封じされたハニカム構造体の片方の端面をスラリー液に浸し吸引することによって行った。また、捕集層の厚さのコントロールは、スラリー吸引、乾燥を繰り返し、このこり返し数によりコントロールした。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００７８】
【表２】
2007296512.tif 000004
【００７９】
（実施例９）
捕集層の厚さを５０μｍとし、支持層の厚さを２５０μｍとした以外は、実施例８と同様の方法で、ハニカムフィルタ(実施例９)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００８０】
（実施例１０）
捕集層の厚さを１００μｍとし、支持層の厚さを２００μｍとした以外は、実施例８と同様の方法で、ハニカムフィルタ(実施例１０)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００８１】
（実施例１１）
捕集層の厚さを３００μｍとし、支持層の厚さを０μｍとした（隔壁を捕集層１層とした）以外は、実施例８と同様の方法で、ハニカムフィルタ(実施例１１)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００８２】
（実施例１２）
捕集層の平均細孔径を１５μｍとした以外は、実施例８と同様の方法で、ハニカムフィルタ(実施例１２)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００８３】
（実施例１３）
捕集層の厚さを５０μｍとし、支持層の厚さを２５０μｍとした以外は、実施例１２と同様の方法で、ハニカムフィルタ(実施例１３)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００８４】
（実施例１４）
捕集層の厚さを１００μｍとし、支持層の厚さを２００μｍとした以外は、実施例１２と同様の方法で、ハニカムフィルタ(実施例１４)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００８５】
（実施例１５）
捕集層の厚さを３００μｍとし、支持層の厚さを０μｍとした（隔壁を捕集層１層とした）以外は、実施例１２と同様の方法で、ハニカムフィルタ(実施例１５)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００８６】
（比較例７）
捕集層の厚さを０μｍとし、支持層の厚さを３００μｍとした（隔壁を支持層１層とした）以外は、実施例８と同様の方法で、ハニカムフィルタ(比較例７)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００８７】
（比較例８）
捕集層の厚さを１０μｍとし、支持層の厚さを２９０μｍとした以外は、実施例８と同様の方法で、ハニカムフィルタ(比較例８)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００８８】
（比較例９）
捕集層の厚さを０μｍとし、支持層の厚さを３００μｍとした（隔壁を支持層１層とした）以外は、実施例１２と同様の方法で、ハニカムフィルタ(比較例９)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００８９】
（比較例１０）
捕集層の厚さを１０μｍとし、支持層の厚さを２９０μｍとした以外は、実施例１２と同様の方法で、ハニカムフィルタ(比較例１０)を作製した。実施例１の場合と同様にして、平均細孔径及び排ガス処理における初期捕集効率（捕集効率）を測定した。結果を表２に示す。
【００９０】
表２より、捕集層の厚さが２０μｍ以上になると、捕集効率に優れたハニカムフィルタになることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明のハニカムフィルタは、自動車用エンジン、建設機械用エンジン、産業機械用定置エンジン等の内燃機関、その他の燃焼機器等から排出される排ガス中の粒子状物質を排ガス中から除去するために利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施例１〜３及び比較例１についての常用対数標準偏差と初期圧損との関係を示すグラフである。
【図２】実施例４〜７及び比較例２〜４についての平均細孔径と捕集効率との関係を示すグラフである。
【図３】実施例１〜３及び比較例５，６についての常用対数標準偏差と捕集効率との関係を示すグラフである。
【図１】
2007296512.tif 000005
【図２】
2007296512.tif 000006
【図３】
2007296512.tif 000007