(57)【要約】【課題】触媒による有害物質の除去能力が高く、かつ圧力損失が低い排気ガス用のフィルタを得る。【解決手段】このフィルタにおいては、流出側セル８１と流入側セル８２とが交互に配列されている。流出側セル８１、流入側セル８２共に、ガス（流体）が流れる方向と垂直な四方を主隔壁１０で囲まれて形成された矩形形状の断面形状をもつ。流出側セル８１においては、それぞれ対向する２つの主隔壁１０のそれぞれから副隔壁１１、１２が突出して設けられ、かつ副隔壁１１、１２は互いに接触しない設定とされる。このため、副隔壁１１、１２が形成された流出側セル８１内の空間は、副隔壁１１、１２によって分断されない。【選択図】  図１
2013056312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の４つの主隔壁で囲まれて形成され、流体を流通させる複数の流通路が隣接して平行に設けられたセラミックハニカム構造体の、前記流通路のうちの一部の流通路は前記流体流入側が封止され、かつ、前記流体流出側が封止されない流出側セル、前記流通路のうちの残余の流通路は流入側が封止されず流出側が封止された流入側セルとし、前記流出側セル及び流入側セルの内面に触媒が担持されたセラミックハニカムフィルタであって、
前記流通路において、前記主隔壁から突出しかつ前記主隔壁と一体に成形され、前記流通路内の空間を分断せずに前記流体の流通方向に延伸する副隔壁を、前記流出側セルに具備することを特徴とするセラミックハニカムフィルタ。
【請求項２】
前記流出側セルを構成する４つの前記主隔壁のうちの対向する２つの主隔壁のそれぞれから、前記副隔壁が、前記流出側セル内において互いに接触しないように突出して形成されたことを特徴とする請求項１に記載のセラミックハニカムフィルタ。
【請求項３】
前記流出側セルにおいて、前記流体の流通方向に垂直な断面における対向する２つの隔壁交差部のそれぞれから、前記副隔壁が、前記流出側セル内において互いに接触しないように突出して形成されたことを特徴とする請求項１に記載のセラミックハニカムフィルタ。
【請求項４】
前記副隔壁は隣接する前記流通路間の主隔壁よりも薄く形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のセラミックハニカムフィルタ。
【請求項５】
前記流出側セルにおける前記触媒の担持量が、前記流入側セルにおける前記触媒の担持量よりも多いことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のセラミックハニカムフィルタ。
【請求項６】
前記副隔壁における前記一方向に延伸して形成される表面には、凹凸が形成されたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のセラミックハニカムフィルタ。
【請求項７】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のセラミックハニカムフィルタにおける前記流通路が複数平行に設けられた構造を具備する成形体を、前記流通路に流体が流れる方向に沿って原料を加圧供給する押出成形によって得るために用いられる金型であって、
前記複数の主隔壁を形成する主隔壁成形溝と、
前記主隔壁成形溝へ連通した原料供給孔と、
前記原料供給孔と前記主隔壁成形溝との交差部よりも主隔壁成形溝側において、前記主隔壁成形溝と接続され、前記副隔壁を形成するための副隔壁成形溝と、
が形成されたことを特徴とする金型。
【請求項８】
前記副隔壁成形溝は、前記主隔壁成形溝を構成する前記金型の表面を前記原料が移動する方向において、上流側から下流側に向かって徐々に溝深さが大きく形成されたことを特徴とする請求項７に記載の金型。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の金型を用いて成形体を形成し、当該成形体を焼成して前記セラミックハニカムフィルタを製造することを特徴とする、セラミックハニカムフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス（排気ガス）の浄化に用いられるセラミックハニカムフィルタの構造及びその製造方法に関する。また、その製造方法に用いられる金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガソリンエンジンと比べて燃費が良好でかつＣＯ２排出量が少ないディーゼルエンジンは国際的にも新たに注目されている。しかしながら、ディーゼルエンジンの排気ガス中には、ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ：粒子状物質）とＮＯｘ（窒素酸化物）が多いという問題点がある。エンジン単体の技術でＰＭやＮＯｘを減少させる努力も行われているものの、その効果は不充分である。このため、排気ガスにおけるＰＭやＮＯｘを除去するためのフィルタが常時使用される。
【０００３】
このフィルタとしては、セラミックハニカムフィルタが広く用いられている。セラミックハニカムフィルタ（フィルタ）の構造は、例えば特許文献１に記載されている。図１０（ａ）はこの構造におけるガス流通方向に沿った断面図である。また、図１０（ｂ）はそのＧ−Ｇ方向における断面図、図１０（ｃ）はそのＨ−Ｈ方向における断面図であり、これらはガスの流通方向に沿った異なる位置でのガスの流通方向に垂直な断面図となっている。
【０００４】
この構造においては、主隔壁９０で仕切られた多数の流通路８０が隣接して平行に設けられたセラミックハニカム構造体の、図中左側から右側に、白矢印で示されるようにガス（排気ガス：流体）が流れる構成とされる。主隔壁９０は、多孔質のセラミックスで構成される。ここで、流通路８０のうちの一部の流通路においては入口側（左側）に流入口側封止材９１が設けられ、他方残余の流通路においては出口側（右側）に流出口側封止材９２が設けられる。この構成により、流通路のうちの一部の流通路は、流体の流入側が封止され、かつ、流体の流出側が封止されない流出側セル８１として機能する。また、残余の流通路は、流入側が封止されず流出側が封止された流入側セル８２として機能する。なお、図１０（ａ）においてはこの流通路が上下方向において平行に多数設けられているが、これと直交する方向においても同様に平行に多数設けられている。
【０００５】
この構成においては、流入側セル８２の入口側（左側）からガスが進入し、その中を流れる。しかしながら、この流入側セルの出口側は封止されているため、ガスは主隔壁９０を通って隣接する流通路（流出側セル８１）に流れる。流出側セルにおいては、入口側が封止され、出口側は封止されないため、ガスが出口側から外部に流れる。この構成において、主隔壁９０を多孔質のセラミックスで形成すれば、ＰＭを捕集するフィルタとして主隔壁９０を使用することができる。
【０００６】
一方、流通路の表面（主隔壁９０の表面）に触媒を塗布することにより、ＮＯｘを塩の形態に変化させてフィルタ内に溜め込む、あるいは化学反応を発生させて他の形態に変化させて排気ガスから除去することができる。すなわち、図１０の構成のセラミックハニカムフィルタを用いて、ＰＭ、ＮＯｘの除去を効率的に行うことができる。特に流出側セル８１においては排気ガスからＰＭが除去されているため、流出側セル８１の内部表面にＮＯｘ浄化用の触媒を塗布することが好ましい。
【０００７】
図１０の構成のフィルタを製造するに際しては、金型を用いた押出成形を用いることができる。この場合、図１０の構造における流入口側封止材９１、流出口側封止材９２が形成される前の形態は、原料（セラミックスの原料で構成された坏土）を金型に流す押出成形によって成形体として容易に得ることができる。その後、この成形体を乾燥、切断、焼成した後、あるいは焼成前に流入口側封止材９１、流出口側封止材９２を形成することによって、図１０の構造を得ることができる。その後、触媒を含む液体中にこの構造を浸漬することにより、流通路の内面に触媒を形成することが可能である。
【０００８】
特許文献１に記載の技術においては、主隔壁９０における気孔率等を最適化して、フィルタの小型化及び高効率化を達成している。この気孔率等は、セラミックスの原料やスラリー、坏土、焼成の条件を調整することによって行うことができる。
【０００９】
一方、特許文献２や特許文献３に記載の技術においては、図１０の構成における流通路８０を更に細分化する副隔壁を設けることにより、フィルタの高効率化を図っている。
【００１０】
ここで、図１１（ａ）（ｂ）は、それぞれ特許文献２、３に記載のセラミックハニカムフィルタにおける図１０（ｂ）に対応する箇所の断面図を示す。図１１（ａ）の例では、主隔壁９０に囲まれた領域の中に更に副隔壁９６、９７が交差して設けられることにより、流通路８０が更に細分化されている。これにより、流通路８０の内面の表面積を増大させ、担持する触媒量を増大させることができる。図１１（ｂ）の例では、矩形形状の断面形状をもつ流通路８０の対角線に沿って副隔壁９８が設けられている。
【００１１】
こうした技術を用いて、ＰＭやＮＯｘの除去を高効率で行うことのできるフィルタを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１６２５４４号公報
【特許文献２】特開２００３−２０５２４５号公報
【特許文献３】特開２００８−２６４６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載の技術においては、主隔壁９０に囲まれた領域の表面積が不充分であるために、触媒を担持できる表面積が不充分である。このため、特にＮＯｘの除去が不充分である。すなわち、ＰＭ除去は充分であるが、触媒による有害物質の除去が不充分である。
【００１４】
これに対して、特許文献２、３に記載の技術においては、図１１（ａ）（ｂ）に示すように副隔壁が設けられたことによって触媒を担持できる面積が増大しているために、ＮＯｘの除去能力を向上させることができる。しかしながら、流通路中の空間が細分化されるために、ガスがこの流通路を流れる際の抵抗が大きくなり、フィルタの圧力損失が大きくなる。
【００１５】
すなわち、触媒による有害物質の除去能力が高く、かつ圧力損失が低い排気ガス用のフィルタを得ることは困難であった。
【００１６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記の問題点を解決する発明を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明のセラミックハニカムフィルタは、多孔質の４つの主隔壁で囲まれて形成され、流体を流通させる複数の流通路が隣接して平行に設けられたセラミックハニカム構造体の、前記流通路のうちの一部の流通路は前記流体流入側が封止され、かつ、前記流体流出側が封止されない流出側セル、前記流通路のうちの残余の流通路は流入側が封止されず流出側が封止された流入側セルとし、前記流出側セル及び流入側セルの内面に触媒が担持されたセラミックハニカムフィルタであって、前記流通路において、前記主隔壁から突出しかつ前記主隔壁と一体に成形され、前記流通路内の空間を分断せずに前記流体の流通方向に延伸する副隔壁を、前記流出側セルに具備することを特徴とする。
本発明のセラミックハニカムフィルタは、前記流出側セルを構成する４つの前記主隔壁のうちの対向する２つの主隔壁のそれぞれから、前記副隔壁が、前記流出側セル内において互いに接触しないように突出して形成されたことを特徴とする。
本発明のセラミックハニカムフィルタは、前記流出側セルにおいて、前記流体の流通方向に垂直な断面における対向する２つの隔壁交差部のそれぞれから、前記副隔壁が、前記流出側セル内において互いに接触しないように突出して形成されたことを特徴とする。
本発明のセラミックハニカムフィルタにおいて、前記副隔壁は隣接する前記流通路間の主隔壁よりも薄く形成されたことを特徴とする。
本発明のセラミックハニカムフィルタは、前記流出側セルにおける前記触媒の担持量が、前記流入側セルにおける前記触媒の担持量よりも多いことを特徴とする。
本発明のセラミックハニカムフィルタにおいて、前記副隔壁における前記一方向に延伸して形成される表面には、凹凸が形成されたことを特徴とする。
本発明の金型は、前記セラミックハニカムフィルタにおける前記流通路が複数平行に設けられた構造を具備する成形体を、前記流通路に流体が流れる方向に沿って原料を加圧供給する押出成形によって得るために用いられる金型であって、前記複数の主隔壁を形成する主隔壁成形溝と、前記主隔壁成形溝へ連通した原料供給孔と、前記原料供給孔と前記主隔壁成形溝との交差部よりも主隔壁成形溝側において、前記主隔壁成形溝と接続され、前記副隔壁を形成するための副隔壁成形溝と、が形成されたことを特徴とする。
本発明の金型において、前記副隔壁成形溝は、前記主隔壁成形溝を構成する前記金型の表面を前記原料が移動する方向において、上流側から下流側に向かって徐々に溝深さが大きく形成されたことを特徴とする。
本発明のセラミックハニカムフィルタの製造方法は、前記金型を用いて成形体を形成し、当該成形体を焼成して前記セラミックハニカムフィルタを製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は以上のように構成されているので、触媒による有害物質の除去能力が高く、かつ圧力損失が低い排気ガス用のフィルタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施の形態に係るセラミックハニカムフィルタの断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係るセラミックハニカムフィルタの断面図である。
【図３】従来のセラミックハニカムフィルタを製造する際に用いられる金型の斜視図である。
【図４】従来のセラミックハニカムフィルタを製造する際に用いられる金型の上面図（ａ）及びそのＣ−Ｃ方向の断面図（ｂ）である。
【図５】第１の実施の形態に係るセラミックハニカムフィルタを製造する際に用いられる金型の斜視図である。
【図６】第１の実施の形態にセラミックハニカムフィルタを製造する際に用いられる金型の上面図（ａ）、そのＤ−Ｄ方向の断面図（ｂ）、Ｅ−Ｅ方向の断面図（ｃ）である。
【図７】第２の実施の形態に係るセラミックハニカムフィルタを製造する際に用いられる金型の斜視図である。
【図８】第２の実施の形態にセラミックハニカムフィルタを製造する際に用いられる金型の上面図（ａ）及びそのＦ−Ｆ方向の断面図（ｂ）である。
【図９】本発明の実施の形態に係るセラミックハニカムフィルタのガス流通方向に垂直な断面の拡大図（ａ）、第１の変形例における同方向の断面の拡大図（ｂ）、第２の変形例におけるＸ−Ｘ方向の断面図（ｃ）、第３の変形例におけるＹ−Ｙ方向の断面図（ｄ）である。
【図１０】従来のセラミックハニカムフィルタの構造を示す断面図である。
【図１１】特許文献２（ａ）、特許文献３（ｂ）に記載のセラミックハニカムフィルタのガス流通方向に垂直な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明について具体的な実施形態を示しながら説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。このセラミックハニカムフィルタ（フィルタ）においても、図１０に記載のフィルタと同様に、主隔壁によって多数の流通路が形成され、流通路のうちの一部の流通路は入口側が、残余の流通路は出口側が封止されることにより、前者は流出側セル、後者は流入側セルとして機能する。この流出側セル中には副隔壁が設けられていることにより、流通路内部の表面積は増大している。しかしながら、このフィルタの圧力損失は副隔壁が設けられないフィルタと同程度である。
【００２１】
（第１の実施の形態：セラミックハニカムフィルタ）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係るセラミックハニカムフィルタ（フィルタ）の排気ガスの流れる方向と垂直な方向の断面図である。ここでは、主隔壁１０に囲まれた流通路８０が多数隣接して形成されている。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ方向（排気ガスの流れる方向）に対応した断面図となっている。このフィルタにおいては、流出側セル８１と流入側セル８２とが交互に配列されている。また、流出側セル８１、流入側セル８２共に、ガス（流体）が流れる方向と垂直な四方を主隔壁１０で囲まれて形成された矩形形状の断面形状をもつ。
【００２２】
ここで、流出側セル８１において、１対の副隔壁１１、１２が設けられている。流出側セル８１においては、それぞれ対向する２つの主隔壁１０のそれぞれから副隔壁１１、１２が突出して設けられ、かつ副隔壁１１、１２は互いに接触しない設定とされる。このため、副隔壁１１、１２が形成された流出側セル８１内の空間は、副隔壁１１、１２によって分断されない。副隔壁１１、１２は排気ガスの流れる方向に沿って延伸して形成され、かつ副隔壁１１、１２は主隔壁１０と一体に成形されている。なお、図１（ａ）はガス（流体）の流通方向に垂直な断面を示しており、副隔壁１１、１２は、この流通方向に沿って延伸している。
【００２３】
副隔壁１１、１２は、流出側セル８１における排気ガスの流れを阻害しないように構成することが好ましい。このため、副隔壁１１、１２の図１における厚さは、隣接する流通路間における主隔壁１０よりも薄くすることが好ましい。
【００２４】
具体的には、主隔壁１０の厚さを０．２〜０．４５ｍｍ、主隔壁１０間のピッチを１．２〜２．０ｍｍ、副隔壁１１、１２の厚さは０．１〜０．３５ｍｍとすることが好ましい。主隔壁１０の厚さが０．２ｍｍ未満の場合、ハニカム構造体の強度が低下するので好ましくない。一方、この厚さが０．４５ｍｍを超えると、圧力損失が大きくなるので好ましくない。副隔壁１１、１２の厚さが０．１ｍｍ未満の場合、強度が低下し、触媒を担持できる表面積が不十分となり、ＮＯｘの除去が不十分となる場合があるので好ましくない。この厚さが０．３５ｍｍを超えると圧力損失が大きくなるので好ましくない。図１（ａ）中において副隔壁１１、１２が流通路内へ突出する長さＨは、その突出する方向における流通路の開口幅Ｗ１未満である必要があり、開口幅Ｗ１の０．１倍から０．８倍の長さが好ましい。この長さが０．１倍未満の場合は触媒できる表面積が不十分となり、０．８倍を超えると圧力損失が大きくなる。また、副隔壁１１、１２は、その突出する方向と垂直な方向において開口幅Ｗ２を等分する位置、例えば、副隔壁１１、１２の中心が主隔壁１０からＷ２／３の距離の位置に配置されることが好ましい。これにより、圧力損失の上昇を小さく抑えることができる。
【００２５】
この構成においては、副隔壁１１、１２が存在しても、単一の流出側セル８１内の空間は連結されている。ただし、副隔壁１１、１２が存在することによって、副隔壁１１、１２の表面積の分だけ流出側セル８１内の表面積が増大する。このため、この流出側セル８１においては、担持できる触媒量が多くなり、触媒の効果が大きくなる。すなわち、このフィルタにおいては、高いＮＯｘ除去能力が得られる。また、触媒を含む液体に上記の構造を浸漬することにより流通路内面に触媒を形成する場合、副隔壁１１、１２が設けられた流出側セルにおける触媒の担持量を、流入側セルにおける触媒の担持量よりも多くすることができる。
【００２６】
一方で、副隔壁１１、１２が薄く形成されれば、この流出側セル８１内におけるガスの流れに対する抵抗が大きくなり難く、副隔壁１１、１２が形成されない場合と比べてガスが流通路を流れる際の抵抗は大きくなり難い。このため、フィルタの圧力損失増大が抑制される。すなわち、触媒による有害物質の除去能力が高く、かつ圧力損失の増大が小さい排気ガス用のフィルタとなる。また、副隔壁１１、１２を薄く形成した場合でも、副隔壁１１、１２を主隔壁１０と一体化して形成することにより、充分な機械的強度が得られる。
【００２７】
（第２の実施の形態：セラミックハニカムフィルタ）
図２は、第２の実施の形態に係るセラミックハニカムフィルタ（フィルタ）の断面を、図１と同様に示した図である。このフィルタにおいても、図１の場合と同様に、主隔壁２０で囲まれて構成された一つの流通路（流出側セル）において、副隔壁２１、２２が設けられている。副隔壁２１、２２は流通路において対向する２つの隔壁交差部（主隔壁２０が交差する箇所）からセルの断面における中心側に向かって形成されている。ただし、副隔壁２１、２２は互いに接触せず、副隔壁２１、２２によって流通路内の空間は分断されない。副隔壁２１、２２の流通路内へ突出する長さＨは、図２（ａ）において対向する２つの隔壁交差部の対角線長さＴの１／２未満である必要があり、対角線長さＴの０．０５倍から０．４倍の長さが好ましい。この長さが０．０５倍未満の場合は触媒できる表面積が不十分となり、０．４倍を超えると圧力損失が大きくなる。また、副隔壁２１、２２は排気ガス（流体）の流れる方向に沿って延伸して形成され、かつ副隔壁２１、２２は主隔壁２０と一体に成形されている。
【００２８】
図２のフィルタが用いられた場合においても、第１の実施の形態の場合と同様に、ガスが流通路を流れる際の抵抗が大きくなることなしに流通路内の表面積を大きくすることができる。このため、このフィルタにおいては、触媒による有害物質の除去能力が高く、かつ低い圧力損失が得られることは明らかである。また、流通路の断面における対角線に沿って副隔壁２１、２２を設けるために、これらの表面積を大きくとることができる。
【００２９】
（第３の実施の形態：製造方法及びこれに用いる金型）
上記のセラミックハニカムフィルタは、以下に説明する製造方法によって特に容易に製造することができる。この製造方法においては、押出成形を適用できる可塑化された坏土が、金型に加圧供給されることによってハニカム構造の成形体が得られる。その後、この成形体に対して乾燥、切断、焼成が行われることにより、セラミックハニカム構造体とされる。その後、流入側と流出側の封止材が設けられる。この製造方法においては、この際に使用される金型としては、公知の金型が用いられる。原料やその他の製造工程については特許文献１に記載されたものと同様である。
【００３０】
まず、副隔壁が設けられない従来の構造（副隔壁が設けられない図１０に示された構造）のハニカム構造体を製造する際に用いられる金型の構成を示す斜視図を図３に、その上面図を図４（ａ）に、Ｃ−Ｃ方向の断面図を図４（ｂ）に示す。ここで、図３に示す金型においては、図における下側は坏土が圧入される坏土供給側とされ、図における上側は成形体が押出される成形側とされる。なお、図３、４はこの金型を部分的に示しており、実際にはこの金型は図示された範囲外で一体化された状態とされて使用される。この金型を用いて、図１０における流入口側封止材９１、流出口側封止材９２が形成される前の状態の形態のハニカム構造の成形体が得られる。
【００３１】
この従来の構造の金型においては、金型部材３０中に、主隔壁９０に対応した主隔壁成形溝３１が形成されている。また、坏土供給側（図３、４中下側）には原料供給孔３２が設けられ、ここから原料（坏土）が図４（ｂ）の白矢印の方向に加圧供給される構成とされる。この原料はこの金型において図の上下方向に延伸する主隔壁成形溝３１を通過する。主隔壁成形溝３１は、上面図（図４（ａ））における一方向とそれに直交する方向に格子状に形成され、図４（ｂ）中を上下方向に貫通するように形成される。一方、金型部材３０の坏土供給側においては、交差する主隔壁成形溝３１の交差部に連通して、金型部材３０の図４（ｂ）中の下側の表面から穿孔された原料供給孔３２が形成されている。このため、主隔壁成形溝３１は下面側で原料供給孔３２に接続されている。
【００３２】
この構成により、原料供給孔３２から供給された原料は、原料供給孔３２に接続された主隔壁成形溝３１を通り、図３、４の上側に向かって移動する。この金型の坏土供給側から成形側までの長さは例えば２０ｍｍ程度とすることが可能であるが、原料を原料供給孔３２から加圧供給し続けることにより、ハニカム構造の成形体を連続的に得ることが可能である。
【００３３】
また、図４（ａ）において、原料の供給が円滑に行われるように、原料供給孔３２は、一方向に形成された主隔壁成形溝３１とそれに直交する方向に形成された主隔壁成形溝３１の交点に形成されている。ただし、全ての交点に対応して形成する必要はなく、かつ原料供給孔３２の数が多いと金型の機械的強度が低下するため、１個おきの交点において形成されることもある。
【００３４】
金型における溝の形態を、図１、図２に対応した形態とすれば、図１、２の形態の成形体を得ることができ、これを用いてフィルタを製造することができることは明らかである。しかしながら、図１、図２の形態のように、副隔壁に対応した溝も主隔壁に対応する溝と同様に形成した場合には、金型部材３０の肉厚に微細な部分が発生し、金型の機械的強度が大きく低下するために、安定した製造が困難となる。
【００３５】
このため、本実施の形態に係る製造方法において用いられる金型においては、主隔壁に対応する溝は、図３、４と同様に原料供給孔に接続されるように形成される。しかしながら、副隔壁に対応する溝は、原料供給孔とは直接接続されず、主隔壁に対応する溝に連結するように形成される。
【００３６】
図５は図１の形態のフィルタを製造する際に用いられる金型の斜視図、図６（ａ）はその上面図、図６（ｂ）はそのＤ−Ｄ方向、図６（ｃ）はそのＥ−Ｅ方向の断面図である。なお、図３、４と同様に、これらの図はこの金型を部分的に示している。
【００３７】
この金型においては、金型部材４０中において、図１における主隔壁１０に対応した主隔壁成形溝４１が、図３、４の構造における主隔壁成形溝３１と同様に形成されている。また、原料供給孔４２も同様に下面側に形成されている。主隔壁成形溝４１は、押出成形時において原料が移動する方向において金型部材４０を貫通するように形成されている。主隔壁成形溝４１は図３、４の構造と同様に下面側（原料が供給される側）で原料供給孔４２と接続されている。
【００３８】
一方、図１における副隔壁１１、１２に対応した副隔壁成形溝４３は、主隔壁成形溝４１と接続されるように形成されているが、斜視図（図５）に示されるように、下面側、すなわち原料供給孔４２とは直接接続されていない。具体的には、副隔壁成形溝４３は、原料供給孔４２と主隔壁成形溝４１の交点よりも図の上側（原料が移動する方向における下流側：成形側）においてのみ形成されている。また、副隔壁成形溝４３を、主隔壁成形溝４１を構成する金型部材４０の表面に形成された溝と見ることもできる。この場合、図６（ｃ）に示されるように、この表面を原料が移動する方向において、上流側から下流側に向かって徐々に溝深さｄ４が大きくなるように形成されている。
【００３９】
上面図（図６（ａ））に示されるように、この場合においても、原料供給孔４２は、一方向に形成された主隔壁成形溝４１とそれに直行する方向に形成された主隔壁成形溝４１の交点の１個おきの箇所に形成されている。図６（ａ）に示されるように、一つの流通路に対応した箇所における２つの副隔壁成形溝４３のそれぞれは、最近接する原料供給孔４２に近い位置になるように設定される。
【００４０】
上記の構成の金型における原料供給孔４２から原料を供給した場合、主隔壁成形溝４１には原料供給孔４２から直接原料が供給され、主隔壁成形溝４１中を下面側から上面側に向かって原料が流れる。この際、副隔壁成形溝４３には原料供給孔４２からは直接原料は供給されないが、主隔壁成形溝４１から間接的に原料が供給される。このため、副隔壁成形溝４３にも原料が供給され、図１の断面形状をもった成形体が上面側で得られる。
【００４１】
その後、この成形体を焼成する前あるいは焼成後に流入口側封止材９１、流出口側封止材９２を形成することにより、図１に記載のセラミックハニカムフィルタが得られる。
【００４２】
すなわち、図５、６に記載の金型を用いた押出成形を行うことによって、第１の実施の形態に係るセラミックハニカムフィルタを容易に製造することができる。
【００４３】
また、図７は図２の形態のフィルタを製造する際に用いられる金型の斜視図、図８（ａ）はその上面図、図８（ｂ）はそのＦ−Ｆ方向の断面図である。なお、図３、４と同様に、これらの図はこの金型を部分的に示している。斜視図（図７）においては、金型における一つの流通路に対応した箇所（破線で囲まれた箇所）のみを向きを変えて拡大した拡大図も同時に示してある。
【００４４】
この金型においても、金型部材５０において、図２における主隔壁２０に対応した主隔壁成形溝５１が、図３、４の構造における主隔壁成形溝３１と同様に形成されている。また、原料供給孔５２も同様に下面側に形成されている。主隔壁成形溝５１は図３、４の構造と同様に原料供給孔５２と接続されている。
【００４５】
一方、図２における副隔壁２１、２２に対応した副隔壁成形溝５３は、主隔壁成形溝５１に接続されて形成されているが、斜視図（図７）に示されるように、下面側、すなわち原料供給孔５２がある側には形成されていない。具体的には、図７中の拡大図に示されるように、原料供給孔５２と主隔壁成形溝５１の交差部よりも上側（原料が移動する方向における下流側）においてのみ形成されている。また、主隔壁成形溝５１を構成する金型部材５０の表面に形成された副隔壁成形溝５３は、この表面を原料が移動する方向において、上流側から下流側に向かって徐々に溝が深くなるように形成されている。すなわち、副隔壁成形溝５３は、主隔壁成形溝５１を構成する側面において図７中の拡大図に示す溝深さｄ５が徐々に大きくなるように形成されている。ただし、図２の形態とするために、金型の最上面において一つの流通路に対応する箇所における２つの副隔壁成形溝５３は接しない設定とされる。
【００４６】
この金型を用いて、図２の形態のセラミックハニカムフィルタを安定して製造することが可能である。
【００４７】
図５〜８に示された金型を用いて、図１、２に示されたような副隔壁を具備するセラミックハニカムフィルタを製造することができる。この際、原料は原料供給孔４２、５２において図の下側から加圧供給される。この際の圧力は、図の下側から上側に向かって働くため、主隔壁成形溝４１、５１に原料が供給される際にこの圧力は有効に働く。しかしながら、副隔壁成形溝４３、５３は原料供給孔４２、５２とそれぞれ直接接続されておらず、副隔壁成形溝４３、５３への原料供給は、主隔壁成形溝４１、５１から横方向に向かってなされる。このため、副隔壁成形溝４３、５３を原料で空隙なく充填するためには、原料（坏土）の密度や粘度等を調整することが必要になる。
【００４８】
ただし、この充填の際に意図的に空隙を生成させることも可能である。これにより、図１における副隔壁１１（１２）の表面形状を平面状（直線状）から外れた曲面状（曲線状）とすることも可能である。流通路中における排気ガスの流れを阻害しない限りにおいて、この表面形状を曲線状とすることは、副隔壁１１（１２）の表面積を増大させて触媒担持量を多くすることができるため、有効である。
【００４９】
図９（ｂ）〜（ｄ）は、こうした場合の副隔壁１１（１２）の形状を示す例である。図９（ａ）は、図１（ａ）に示した流出側セル８１の排気ガスの流れる方向に垂直な断面の拡大図であり、ここでは副隔壁１１（１２）を構成する面はいずれも平面状である。図９（ｂ）〜（ｄ）は、これらの面を曲面状とした場合の例である。
【００５０】
図９（ｂ）は、主隔壁１０の表面と略直交する副隔壁１１（１２）の側面が、排気ガスの流れる方向に垂直な断面において曲線形状となった例を、図９（ａ）と同様に示した断面図である。この場合においては、副隔壁１１（１２）におけるこれらの側面が、主隔壁１０から突出した方向に沿ってうねっている。
【００５１】
また、図９（ｃ）は、図９（ａ）におけるＸ−Ｘ方向の断面に対応する断面図である。図９（ｃ）においては、これらの側面がこの断面において曲線状となっている。この場合には、これらの側面は、排気ガスの流れる方向に沿ってうねっている。
【００５２】
また、図９（ｄ）は、図９（ａ）におけるＹ−Ｙ方向の断面に対応する断面図である。図９（ｄ）においては、副隔壁１２の頂部を構成する面が、排気ガスの流れる方向に沿ってうねっている。
【００５３】
なお、図９（ｂ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態における副隔壁１１（１２）の変形例であるが、第２の実施の形態における副隔壁２１（２２）に対しても同様の構成を適用できることは明らかである。また、図９（ｂ）〜（ｄ）の形態を組み合わせることができることも明らかである。こうした場合には、副隔壁１１（１２）、２１（２２）の実効表面積が更に増大するため、より多くの触媒を担持させることが可能となる。
【００５４】
このうねりによる凹凸の存在により、凹凸が形成された表面（副隔壁の頂部が構成する、ガスの流れ方向に延伸する表面）の表面積が、凹凸がない場合の表面積と比べて１．０５〜１．３０倍とすることが好ましい。１．０５倍未満の場合、触媒を担持できる表面積が不十分となり、ＮＯｘの除去が不十分となる場合があるので好ましくない。一方、１．３０倍を超える場合、流路抵抗が大きくなり、圧力損失が大きくなる場合があるので好ましくない。
【００５５】
（実施例）
実際に、外径２７０ｍｍ、全長３００ｍｍで、結晶相の主成分がコーディエライトである上記の構造のセラミックハニカムフィルタ（図１、図２と同様の構成）を上記の製造方法によって製造し、流通路の内面にＴｉＯ２、ＷＯ３、Ｖ２Ｏ５からなる触媒を担持させてその特性を調べた。以下ではその結果について説明する。
【００５６】
主隔壁のピッチ、壁厚を変えた各種のセラミックハニカムフィルタを同様の材料で製造し、副隔壁を形成した場合（実施例）と、形成しない場合の圧力損失と浄化性能を比較した。なお、図１の構造の副隔壁１１、１２は、開口幅Ｗ２を等分する位置、即ち、副隔壁１１、１２の中心が主隔壁１０からＷ２／３の距離の位置に配置した。
【００５７】
圧力損失としては、圧力損失テストスタンドを用い、流量が１０Ｎｍ３／ｍｉｎの空気に対する流入側と流出側の圧力の差分を測定した。ここで、比較例１における圧力損失を基準として、この値が１５０％以上の場合を×、１２５％以上１５０％未満の場合を△、１００％以上１２５％未満の場合を○、１００％未満の場合を◎とした。
【００５８】
浄化性能を評価するために、内部に触媒が塗布されたこのセラミックハニカムフィルタに対して、排気ガス温度３００℃、ＮＯｘを４００ｐｐｍ含む排気ガスを導入した。この際、例えば特許文献１に記載のように、尿素をこの排気ガスに添加することにより、ＮＯｘが分解される。このため、Ｎ換算でこの排気ガスのＮＯｘ量と同量の尿素を添加し、セラミックハニカムフィルタ出口におけるガス中のＮＯｘ量を測定した。この測定されたＮＯｘの量に基づいて、除去されたＮＯｘの率（ＮＯｘ浄化率）を算出した。比較例１におけるＮＯｘ浄化率を基準として、この値が８０％未満の場合を×、８０％以上１００％未満の場合を△、１００％以上１２５％未満の場合を○、１２５％以上の場合を◎とした。
【００５９】
また、実施例においては上記の製造方法を用いたために、副隔壁の頂部が構成するガスの流れ方向に延伸する表面には凹凸が形成された。凹凸がない場合と比較したこの表面積の比率も測定した。凹凸の調整は押出成形圧力を変化させることにより行った。
【００６０】
比較例１〜４は、副隔壁を設けない図１０に示す構造のハニカムフィルタを、主隔壁のピッチ、壁厚を変えて作製したものである。比較例５は、副隔壁９６、９７が流通路内の空間を十字形状で分断した形態（図１１（ａ））、比較例６は、副隔壁９８が対角線上で流通路内の空間を分断した形態（図１１（ｂ））のハニカムフィルタとした。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
主隔壁のピッチ、壁厚が等しい実施例１〜３と比較例１、実施例４〜６と比較例２、実施例１１〜１３と比較例４をそれぞれ比較すると、副隔壁の厚さに関わらず、実施例１〜３、実施例４〜６、実施例１１〜１３が少ない圧力損失、高い浄化性能を有している。
【００６３】
また、凹凸以外のパラメータが同様である実施例１と実施例２、実施例５と実施例６においては、いずれも凹凸の大きな実施例１、実施例６の方が更に高い浄化性能が得られた。
【００６４】
すなわち、副隔壁を有した実施例において、比較例よりも低い圧力損失、高い浄化性能が得られることが確認された。この際、実施例においては、副隔壁表面に凹凸を形成させることにより、浄化性能を更に高めることができることも確認された。また、副隔壁を設けた場合でも、流通路内の空間が分断された比較例５、６においては、圧力損失が高くなった。
【００６５】
なお、上記の例では、一つの流通路（流出側セル）に１対の副隔壁を設ける構成としたが、流通路内部の空間を分断せず、ガスが流通路を流れる際の抵抗を大きくせずに、表面積を増大させることができる限りにおいて、この構成は任意である。例えば、副隔壁は１枚でもよく、薄い副隔壁を多数枚設けてもよい。また、１対の副隔壁を設ける場合でも、図１、２のような対称的な構成とする必要もない。
【００６６】
また、上記の金型（図６、８等）においては、副隔壁成形溝を上流側から下流側に向かって直線的に溝深さを大きくする設定としたが、押出成形で副隔壁の形状を得ることができる限りにおいて、この構成は任意である。
【符号の説明】
【００６７】
１０、２０、９０  主隔壁
１１、１２、２１、２２、９６、９７、９８  副隔壁
３０、４０、５０  金型部材
３１、４１、５１  主隔壁成形溝
３２、４２、５２  原料供給孔
４３、５３  副隔壁成形溝
８０  流通路
８１  流出側セル
８２  流入側セル
９１  流入口側封止材
９２  流出口側封止材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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