(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ軸方向（Ｘ）に延びる複数のセル（１１）と、複数の上記セルを区画形成する多孔質の隔壁（１２）と、フィルタ両端部において複数の上記セルを交互に目封じする封止部（１３）と、を有する排ガス浄化フィルタ（１）であって、
上記隔壁は、
非接触式の面粗さ測定による上記隔壁表面の体積パラメータである突出谷部（１２３）の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部（１２４）の実体体積Ｖｍｐの合計値が、１．８μｍ３／μｍ２以下である、排ガス浄化フィルタ（１）。
【請求項２】
上記隔壁の平均気孔径が１２μｍ以上である、請求項１に記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項３】
上記隔壁の気孔率が５０％以上である、請求項１または２に記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項４】
上記隔壁は、
上記隔壁を挟んで隣接する上記セル間を連通させる連通気孔（１２１）を有しており、当該連通気孔の屈曲度が１．４未満である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の排ガス浄化フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、パティキュレートと呼ばれる粒子状物質（以下、適宜「ＰＭ」ということがある。）が含まれる。この排ガス中のＰＭを捕集して排ガスの浄化を行うため、内燃機関の排気通路には排ガス浄化フィルタが配置される。排ガス浄化フィルタは、一般に、フィルタ軸方向に延びる複数のセルと、複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、フィルタ両端部において複数のセルを交互に目封じする封止部と、を有している。
【０００３】
この種の排ガス浄化フィルタとしては、例えば、特許文献１には、多数の貫通孔（セル）が壁部（隔壁）を隔てて長手方向に並設された、多孔質セラミックからなる柱状体の貫通孔を隔てる壁部の一部または全部が粒子捕集用フィルタとして機能するように構成された排ガス浄化用ハニカムフィルタが開示されている。この排ガス浄化用ハニカムフィルタは、ディーゼルエンジンに好適に用いられる。この排ガス浄化用ハニカムフィルタでは、貫通孔の長手方向に垂直な断面の最長辺の長さｌと、柱状体の長手方向の長さＬとが、６０≦Ｌ／ｌ≦５００とされ、かつ、貫通孔の内壁のＪＩＳ  Ｂ  ０６０１による面粗度Ｒａが、Ｒａ≦１００μｍとされる。あるいは、貫通孔の長手方向に垂直な断面の面積Ｓと、柱状体の長手方向の長さＬとが、２０≦Ｌ／Ｓ≦４００とされ、かつ、貫通孔の内壁のＪＩＳ  Ｂ  ０６０１による面粗度Ｒａが、Ｒａ≦１００μｍとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００３／０７４８４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガソリンエンジンから排出されるＰＭ量は、ディーゼルエンジンから排出されるＰＭ量に比べて圧倒的に少ない。しかしながら、ＰＭの個数規制が導入されているため、ガソリンエンジンを有する車両（以下、「ガソリン車両」）にも、ガソリンエンジンから排出されるＰＭを捕集可能なガソリンパティキュレートフィルタ（以下、適宜「ＧＰＦ」ということがある。）の搭載が必要となっている。
【０００６】
ところで、ＰＭ中には、固体状炭素（スート）の他、エンジンオイル由来等の灰分（アッシュ、Ａｓｈ等と表記されることがある。）が含まれる。灰分は、ＰＭの再生処理後も残存する成分である。したがって、経年使用によって隔壁表面に灰分が堆積すると、隔壁のガス透過性が低下し、圧力損失（以下、適宜「圧損」という。）が上昇する。また、ガソリンエンジンは、ディーゼルエンジンに比べ、排ガスの温度が高く流速も速い。そのため、ガソリン車両では、経年使用によって堆積した残存灰分による圧損上昇を抑制することが重要となる。
【０００７】
なお、上述した特許文献において、貫通孔の内壁のＪＩＳ  Ｂ  ０６０１による面粗度Ｒａ（つまり、線粗さ測定による貫通孔の内壁の算術平均粗さ）が１００μｍ以下とされるのは、貫通孔の内壁の面粗度Ｒａが１００μｍを超えると、ハニカムフィルタの再生処理後に壁部に堆積した灰分が壁部から剥離し難く、再生処理において、貫通孔の内部に流入してきた高温のガスによって灰分が貫通孔の排ガス流出側へ移動することがないためとされている。つまり、この従来技術は、隔壁表面のＪＩＳ  Ｂ  ０６０１による面粗度Ｒａを１００μｍ以下とすることにより、排ガス流入側のセルに面する隔壁表面から剥がれた灰分を、隔壁内の気孔をすり抜けさせて排ガス流出側のセルへ移動させるようにする技術であるということができる。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、灰分堆積による圧損上昇を抑制することが可能な排ガス浄化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】
【０００９】
本発明の一態様は、フィルタ軸方向（Ｘ）に延びる複数のセル（１１）と、複数の上記セルを区画形成する多孔質の隔壁（１２）と、フィルタ両端部において複数の上記セルを交互に目封じする封止部（１３）と、を有する排ガス浄化フィルタ（１）であって、
上記隔壁は、
非接触式の面粗さ測定による上記隔壁表面の体積パラメータである突出谷部（１２３）の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部（１２４）の実体体積Ｖｍｐの合計値が、１．８μｍ３／μｍ２以下である、排ガス浄化フィルタ（１）にある。
【発明の効果】
【００１０】
上記排ガス浄化フィルタは、上記特定の構成を有しており、特に、隔壁表面における突出谷部の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部の実体体積Ｖｍｐの合計値が特定の範囲とされている。そのため、上記排ガス浄化フィルタによれば、灰分堆積による圧損上昇を抑制することができる。
【００１１】
なお、特許請求の範囲および課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態１に係る排ガス浄化フィルタの斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る排ガス浄化フィルタのフィルタ軸方向に沿う断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る排ガス浄化フィルタにおける排ガスの流れを示した図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る排ガス浄化フィルタにおける隔壁の厚さ方向に沿う断面を模式的に示した図である。
【図５】図５は、横軸が負荷面積率、縦軸が高さで表される、非接触式の面粗さ測定による負荷曲線の一例を示した図であって、隔壁表面の体積パラメータである突出谷部の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部の実体体積Ｖｍｐについて説明するための図である。
【図６】図６は、ＶｖｖおよびＶｍｐを測定する際に排ガス浄化フィルタから採取される隔壁体の形状を模式的に示した図である。
【図７】図７は、排ガス流入側の隔壁表面を観察方向から見た図の一部であって、隔壁表面の面粗さ測定時における観察領域を説明するための図である。
【図８】図８（ａ）は、実施形態１に係る排ガス浄化フィルタの外形状の一例を模式的に示した図であり、図８（ｂ）は、隔壁表面の面粗さ測定時において、排ガス浄化フィルタの径方向における隔壁体の採取位置を模式的に示した図（具体的には図８（ｃ）のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線矢視断面図）であり、図８（ｃ）は、排ガス浄化フィルタのフィルタ軸方向および径方向における隔壁体の採取位置を模式的に示した図（具体的には図８（ｂ）のＶＩＩＩｃ−ＶＩＩＩｃ線矢視断面図）である。
【図９】図９は、ＰＭの微構造を模式的に示した図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る排ガス浄化フィルタにおいて、灰分堆積による圧損上昇が抑制されるメカニズムを模式的に示した図であり、図１０（ａ）は、フィルタボトム部に灰分が輸送されて堆積した状態を示した図であり、図１０（ｂ）は、隔壁表面が平坦な場合にフィルタ軸方向のガス流れのせん断力が大きくなり、フィルタボトム部への灰分の輸送が促進される様子を示した図であり、図１０（ｃ）は、隔壁表面の凹凸が大きい場合にフィルタ軸方向のガス流れのせん断力が不十分となり、隔壁表面に灰分が張り付いたままの状態となることを示した図である。
【図１１】図１１は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される線粗さ測定による隔壁表面の算術平均粗さＲａにて隔壁表面の状態を規定した場合の問題点を説明するための図である。
【図１２】図１２は、隔壁における連通気孔の屈曲度を測定する際に用いられるｇｒａｙ  ｖａｌｕｅ図の一例を示した図である。
【図１３】図１３は、実験例における初期ＰＭ捕集率の測定方法について説明するための図である。
【図１４】図１４は、実験例における圧損の測定方法について説明するための図である。
【図１５】図１５は、実験例における面粗さ測定時に、試験体２の排ガス浄化フィルタについて得られた排ガス流入側の隔壁表面の三次元凹凸像を示した図である。
【図１６】図１６は、実験例における面粗さ測定時に、試験体１Ｃの排ガス浄化フィルタについて得られた排ガス流入側の隔壁表面の三次元凹凸像を示した図である。
【図１７】図１７は、実験例において得られた、非接触式の面粗さ測定による隔壁表面の突出谷部の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部の実体体積Ｖｍｐの合計値（横軸）−灰分堆積後の圧損変化率（縦軸）の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
実施形態１の排ガス浄化フィルタ１について、図１〜図１２を用いて説明する。なお、図１〜図３に示される両端矢印の方向を排ガス浄化フィルタ１のフィルタ軸方向Ｘとする。
【００１４】
図１〜図３に例示されるように、排ガス浄化フィルタ１は、複数のセル１１と、隔壁１２と、封止部１３と、を有している。
【００１５】
図１〜図３に例示されるように、複数のセル１１は、フィルタ軸方向Ｘに延びている。複数のセル１１は、具体的には、排ガスＧが流入する流入端面１５から排ガスＧが流出する流出端面１６まで延びている。フィルタ軸方向Ｘに垂直な断面視において、セル形状は、例えば、図１に例示されるように、四角形状とすることができる。セル形状は、これに限定されることなく、例えば、三角形状、六角形状等の多角形や円形状などであってもよい。また、セル形状は、２種以上の異なる形状の組み合わせより構成されていてもよい。
【００１６】
隔壁１２は、複数のセル１１を区画形成している。隔壁１２は、具体的には、円筒状等の筒状に形成されたスキン部１４の内側に、フィルタ軸方向Ｘに垂直な断面視において格子状等の形状を呈するように設けられることができる。排ガス浄化フィルタ１において、隔壁１２、スキン部１４は、例えば、コーディエライト等のセラミックスから形成されることができる。なお、隔壁１２の厚さは、例えば、１２０μｍ〜３６０μｍとすることができる。
【００１７】
複数のセル１１は、排ガスＧが流入する流入セル１１１と、排ガスＧが流出する流出セル１１２とを有している。流入セル１１１と流出セル１１２とは、フィルタ軸方向Ｘに直交する横方向においても、フィルタ軸方向Ｘおよび横方向の双方に直交する縦方向においても、例えば、互いに隣り合うように交互に並んで形成されることができる。この場合、フィルタ軸方向Ｘから流入端面１５または流出端面１６を見たとき、流入セル１１１と流出セル１１２とが、例えば、チェック模様状に配置される。流入セル１１１および流出セル１１２は、互いに隣接しており、隔壁１２を間に挟んで隔てられている。
【００１８】
封止部１３は、フィルタ両端部において複数のセル１１を交互に目封じしている。封止部１３は、具体的には、図２に例示されるように、流出セル１１２における流入端面１５側の開口部と流入セル１１１における流出端面１６側の開口部とを目封止している。したがって、流入セル１１１は、流入端面１５側にて開口し、流出端面１６側では開口部が流出側の封止部１３によって閉塞されている。また、流出セル１１２は、流出端面１６側にて開口し、流入端面１５側では開口部が流入側の封止部１３によって閉塞されている。封止部１３は、例えば、コーディエライト等のセラミックスから形成されることできるが、その他の材質であってもよい。
【００１９】
本実施形態では、図３に例示されるように、排ガスＧは、排ガス流入側となる流入端面１５より流入セル１１１内に流入する。流入セル１１１内に流入した排ガスＧは、流入セル１１１内を流れるとともに多孔質の隔壁１２内を流れて流出セル１１２に至る。流出セル１１２に至った排ガスＧは、流出セル１１２内を流れる。流出セル１１２内を流れた排ガスＧは、排ガス流出側となる流出端面１６より排出される。
【００２０】
隔壁１２は、図４に例示されるように、多孔質に形成されている。つまり、隔壁１２は、内部に気孔１２０を有している。具体的には、隔壁１２は、隔壁１２を挟んで隣接するセル１１間を連通させる連通気孔１２１を有することができる。連通気孔１２１は、具体的には、ガス流入側の隔壁１２表面およびガス流出側の隔壁１２表面に開口する。つまり、連通気孔１２１は、隔壁１２を貫通することにより、互いに隣接する流入セル１１１、流出セル１１２間を連通させている。隔壁１２では、連通気孔１２１が排ガスＧのガス流路とされる。なお、隔壁１２は、連通気孔１２１以外にも、隔壁１２を挟んで隣接するセル１１間を連通させない非連通気孔１２２を含んでいてもよい。
【００２１】
ここで、隔壁１２は、図５に例示されるように、非接触式の面粗さ測定による隔壁１２表面の体積パラメータである突出谷部１２３の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部１２４の実体体積Ｖｍｐの合計値（以下、単に「ＶｖｖおよびＶｍｐの合計値ということがある。」）が、１．８μｍ３／μｍ２以下とされている。隔壁１２表面のＶｖｖおよびＶｍｐは、排ガス流入側の隔壁１２表面について、ＩＳＯ２５１７８に準拠した三次元の粗さパラメータである体積パラメータを測定可能な非接触式表面粗さ測定機にて面粗さ測定を実施することにより測定することができる。詳しくは後述する。
【００２２】
図５を用いて、ＩＳＯ２５１７８にて定義される体積パラメータである突出谷部１２３の空間体積Ｖｖｖ、突出山部１２４の実体体積Ｖｍｐについて説明する。測定対象の表面について、非接触式表面粗さ測定機にて面粗さ測定を実施すると、図５に例示されるような、負荷面積率（横軸）−高さ（縦軸）の関係、すなわち、負荷曲線が得られる。隔壁１２表面のＶｖｖおよびＶｍｐの測定にあたっては、図５に示されるように、負荷面積率が１０％のときの高さがコア部１２５と突出山部１２４との境界とされる。また、負荷面積率が８０％のときの高さがコア部１２５と突出谷部１２３との境界とされる。つまり、図５に示される負荷曲線は、負荷面積率が１０％と８０％の位置を境界として、突出山部１２４、コア部１２５、突出谷部１２３に分けられる。突出山部１２４の実体体積がＶｍｐとされ、突出谷部１２３の空間体積がＶｖｖとされる。なお、コア部１２５の実体体積はＶｍｃとされ、コア部１２５の空間体積はＶｖｃとされる。
【００２３】
ＶｖｖおよびＶｍｐは、次のようにして測定される。具体的には、図６に示されるように、排ガス浄化フィルタ１から隔壁体１０１を切り出す。但し、封止部１３が存在する部分は除く。隔壁体１０１は、フィルタ軸方向Ｘに垂直な断面視で縦３セル×横３セルの合計９セル分からなり、フィルタ軸方向Ｘの長さが１０ｍｍであるブロック状体とされる。なお、図６に示した隔壁体１０１の端面に記されたドット領域１０２は、ドット領域１０２の記されたセル１１が流出セル１１２であることを示したものであり、隔壁体１０１が封止部１３を有していることを示すものではない。したがって、隔壁体１０１の端面にドット領域１０２が示されていないセル１１は、排ガスＧを流入させる流入セル１１１ということになる。また、隔壁体１０１における中心部には、流出セル１１２が配置されている。
【００２４】
次いで、図６に示されるように、隔壁体１０１の中心部に配置された流出セル１１２における排ガス流入側の隔壁１２表面を観察することができるように、図６の点線位置Ｐまで隔壁体１０１を削る。図７に、排ガス流入側の隔壁１２表面を観察方向から見た図の一部を示す。なお、図６に示した矢印Ｙ１が観察方向であり、図７に示した符合Ｙ２は、図６に示した矢印Ｙ１が紙面に対して垂直かつ奥行き方向に向いていることを示している。次いで、排ガス流入側の隔壁１２表面を観察できるように、上記削り出した隔壁体１０１を非接触式表面粗さ測定機にセットする。非接触式表面粗さ測定機としては、オリンパス社製のレーザー深度顕微鏡「ＯＬＳ４１００」を用いことができる。なお、レーザー深度顕微鏡「ＯＬＳ４１００」が廃番等の理由により入手できない場合には、同じ解析原理によって面粗さ測定を実施することができる後継機種、例えばオリンパス社製の「ＯＬＳ５０００」等を用いることができる。
【００２５】
次いで、非接触式表面粗さ測定機にて排ガス流入側の隔壁１２表面について面粗さ測定を行う。面粗さ測定条件は、倍率：５０倍、レーザー波長：４０５ｎｍ、走査速度：測定機の「高精度モード」使用、観察視野：フィルタ軸方向Ｘと同方向である横方向７００μｍ、フィルタ軸方向Ｘに垂直な方向である縦方向５００μｍを１視野として、連続する４つの視野とされる。図７に示されるように、隔壁１２表面の面粗さ測定時における観察領域Ｏは、連続する４つの視野Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、および、Ｏ４より構成される。
【００２６】
次いで、非接触式表面粗さ測定機の解析ソフトにて、４つの視野Ｏ１〜Ｏ４の各画像を読み込んで結合させる。次いで、結合させた画像を解析するにあたり、高さおよび深さ情報のノイズを除去する。次いで、高さ情報をカラースケールで示した排ガス流入側の隔壁表面の三次元凹凸像を取得する。次いで、上記のように前処理した三次元凹凸像に対し、解析ソフトにて「面粗さ計測」を実施し、隔壁体１０１におけるＶｖｖ、Ｖｍｐを導出する。
【００２７】
上述のように排ガス浄化フィルタ１から採取した６か所の各隔壁体１０１について求めた各Ｖｖｖの平均値と、各Ｖｍｐの平均値とを足した合わせたものが、非接触式の面粗さ測定による隔壁１２表面の突出谷部１２３の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部１２４の実体体積Ｖｍｐの合計値とされる。
【００２８】
隔壁体１０１は、具体的には、図８に示されるように、排ガス浄化フィルタ１における直径の中心部を通るフィルタ軸方向Ｘの、中央部分１ａ、フィルタ端面１５側の封止部１３寄りの上流側部分１ｂ、フィルタ端面１６側の封止部１３寄りの下流側部分１ｃ、排ガス浄化フィルタ１における半径の中心部を通るフィルタ軸方向Ｘの、中央部分１ｄ、フィルタ端面１５側の封止部１３寄りの上流側部分１ｅ、フィルタ端面１６側の封止部１３寄りの下流側部分１ｆの６か所から採取する。
【００２９】
排ガス浄化フィルタ１は、隔壁１２表面における突出谷部１２３の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部１２４の実体体積Ｖｍｐの合計値が上述した特定の範囲とされていることにより、灰分堆積による圧損上昇を抑制することができる。以下、このような効果が得られるメカニズムを、図９〜図１１を用いて説明する。
【００３０】
図９に示されるように、ＰＭ２は、主成分である固体状炭素（スート）２１の他、可溶有機成分（ＳＯＦ）２２やエンジンオイル由来等の灰分２３を含んでいる。排ガスＧが流入する側の隔壁１２表面（流入セル１１１に面する隔壁１２表面）に捕集されたＰＭ２が再生処理されると、ＰＭ２中に含まれていた灰分２３が隔壁１２表面に残存する。灰分２３を含むＰＭ２の堆積およびＰＭ２の再生処理が繰り返されると、隔壁１２表面に灰分２３が堆積していく。図１０（ａ）に示されるように、隔壁１２表面に堆積した灰分２３（以下、これをウォール灰分２３１ということがある。）は、隔壁１２表面における連通気孔１２１の表面開口を塞ぐため、隔壁１２のガス透過性を低下させ、圧損を上昇させる原因となる。
【００３１】
しかしながら、隔壁１２表面におけるＶｖｖおよびＶｍｐの合計値が上述した特定の範囲とされている排ガス浄化フィルタ１では、図１０（ｂ）に模式的に示されるように、隔壁１２表面の凹凸が小さいため（隔壁１２表面が平坦であるため）、排ガスＧによるフィルタ軸方向Ｘのせん断力Ｆが大きくなる。そして、隔壁１２表面とウォール灰分２３１との間の結合力よりも上記のせん断力Ｆが大きくなった場合に、ウォール灰分２３１が隔壁１２表面から剥離し、剥離したウォール灰分２３１は、ガス流出側の封止部１３の方へ輸送される。輸送されたウォール灰分２３１は、フィルタ最下流のフィルタボトム部１０（図３参照、流入セル１１１における最下流部ともいうことができる）に堆積される。以下、フィルタボトム部１０に堆積した灰分２３をボトム灰分２３２ということがある。ウォール灰分２３１は、隔壁１２のガス透過性を低下させるため圧損を上昇させるが、ボトム灰分２３２は、隔壁１２のガス透過性を低下させ難いため圧損を上昇させ難い。このように、排ガス浄化フィルタ１は、隔壁１２表面におけるＶｖｖおよびＶｍｐの合計値が上述した特定の範囲とされていることにより、ウォール灰分２３１よりもボトム灰分２３２を多くすることができる。つまり、排ガス浄化フィルタ１は、隔壁１２表面におけるＶｖｖおよびＶｍｐの合計値が上述した特定の範囲とされていることにより、ウォール灰分２３１のボトム灰分２３２化を促進させることができる。ボトム灰分２３２が多くなれば、経年使用によっても隔壁１２のガス透過性を維持することができ、低圧損となる。以上のメカニズムにより、排ガス浄化フィルタ１は、経年使用による灰分堆積に起因する圧損上昇を抑制することができる。
【００３２】
これに対し、隔壁１２表面におけるＶｖｖおよびＶｍｐの合計値が上述した特定の範囲とされていない排ガス浄化フィルタでは、図１０（ｃ）に模式的に示されるように、隔壁１２表面の凹凸が大きいため、この凹凸が障害となって排ガスＧによるフィルタ軸方向Ｘのせん断力Ｆが小さくなる。そのため、ウォール灰分２３１は、隔壁１２表面から剥離せず、連通気孔１２１の表面開口を覆ったままとなる。その結果、この場合には、隔壁１２のガス透過性が悪化し、圧損が上昇する。
【００３３】
なお、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される線粗さ測定による隔壁１２表面の算術平均粗さＲａの規定では、排ガスＧによるフィルタ軸方向Ｘのせん断力Ｆが生じない部分が現れるため、この場合には灰分堆積による圧損上昇を抑制することができない。すなわち、図１１に示されるように、図１１（ａ）の隔壁表面状態と図１１（ｂ）の隔壁表面状態とではＲａが同じになる。しかし、図１１（ｂ）の隔壁表面状態では、排ガスＧによるフィルタ軸方向Ｘのせん断力Ｆが生じ難いため、ウォール灰分２３１の剥離が生じず、灰分堆積による圧損上昇を抑制することができない。また、図示はしないが、例えば、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される線粗さ測定による隔壁１２表面の最大高さ粗さＲｚは、三次元的な情報が含まれない高さのみのパラメータであるため、隔壁１２表面の凸部高さが同じであっても凸部体積が大きい場合には、排ガスＧによるフィルタ軸方向Ｘのせん断力Ｆが生じ難いため、ウォール灰分２３１の剥離が生じず、灰分堆積による圧損上昇を抑制することができない。これらに対し、隔壁１２表面におけるＶｖｖおよびＶｍｐの合計値という指標によれば、上記のような問題が生じず、排ガスＧによるフィルタ軸方向Ｘのせん断力Ｆを効率的に向上させ、灰分堆積による圧損上昇を抑制することができる排ガスフィルタ１を得ることができる。
【００３４】
ＶｖｖおよびＶｍｐの合計値は、灰分堆積による圧損上昇の抑制効果を確実なものとするなどの観点から、好ましくは、１．７５μｍ３／μｍ２以下、より好ましくは、１．７μｍ３／μｍ２以下、さらに好ましくは、１．６５μｍ３／μｍ２以下、さらにより好ましくは、１．６μｍ３／μｍ２以下、さらにより一層好ましくは、１．５５μｍ３／μｍ２以下とすることができる。一方、ＶｖｖおよびＶｍｐの合計値は、好ましくは、１．１μｍ３／μｍ２以上とすることができる。これは次の理由による。ＶｖｖおよびＶｍｐの合計値が小さ過ぎる、つまり、隔壁１２の凹凸が過度に小さくなると、例えば、隔壁１２に触媒を担持させて使用する場合に、アンカー効果による触媒の担持力が低下し、隔壁１２から触媒が剥離する懸念が生じる。そのため、これらを考慮すると、ＶｖｖおよびＶｍｐの合計値は、１．１μｍ３／μｍ２以上とされることが好ましい。
【００３５】
排ガス浄化フィルタ１において、隔壁１２の平均気孔径は、１２μｍ以上とすることができる。この構成によれば、隔壁１２表面に堆積した灰分２３が排ガスＧのせん断力によって剥がれてフィルタボトム部１０へ輸送されるだけでなく、灰分２３が隔壁１２内をすり抜けやすくなるため、灰分２３の堆積による圧損上昇をさらに抑制しやすくなる。隔壁１２の平均気孔径は、灰分２３のすり抜けを生じさせやすくするなどの観点から、好ましくは、１４μｍ以上、より好ましくは、１６μｍ以上とすることができる。なお、隔壁１２の平均気孔径が過度に大きくなると、ＰＭ２のすり抜けが生じ、初期のＰＭ捕集性能が低下する。そのため、隔壁１２の平均気孔径は、２２μｍ以下であるとよい。隔壁１２の平均気孔径は、初期のＰＭ捕集性能の低下抑制などの観点から、好ましくは、２０μｍ以下、より好ましくは、１８μｍ以下、さらに好ましくは、１６μｍ以下とすることができる。
【００３６】
排ガス浄化フィルタ１において、隔壁１２の気孔率は、５０％以上とすることができる。この構成によれば、隔壁１２表面に堆積した灰分２３が排ガスＧのせん断力によって剥がれてフィルタボトム部１０へ輸送されるだけでなく、灰分２３が隔壁１２内をすり抜けやすくなるため、灰分２３の堆積による圧損上昇をさらに抑制しやすくなる。隔壁１２の気孔率は、灰分２３のすり抜けを生じさせやすくするなどの観点から、好ましくは、５５％以上、より好ましくは、６０％以上とすることができる。一方、隔壁１２の気孔率は、７０％以下とすることができる。この構成によれば、排ガス浄化フィルタ１自体の強度を確保しやすくなり、ケーシング時の応力やＰＭ２の再生処理時の発熱によるクラックを抑制しやすくなる。つまり、この構成によれば、排ガス浄化フィルタ１の構造信頼性を確保しやすくなる。隔壁１２の気孔率は、排ガス浄化フィルタ１の強度向上等の観点から、好ましくは、６７％以下、より好ましくは、６５％以下とすることができる。
【００３７】
隔壁１２の平均気孔径および気孔率は、水銀圧入法の原理を用いた水銀ポロシメータにより測定される。具体的には、排ガス浄化フィルタ１から試験片を切り出す。但し、封止部１３が存在する部分は除く。試験片は、フィルタ軸方向Ｘと直交方向の寸法が縦１５ｍｍ×横１５ｍｍであり、フィルタ軸方向Ｘの長さが２０ｍｍである直方体とされる。次いで、水銀ポロシメータの測定セル内に試験片を収納し、測定セル内を減圧する。その後、測定セル内に水銀を導入して加圧し、加圧時の圧力と試験片における隔壁１２の気孔内に導入された水銀の体積より、気孔径と気孔容積とを測定する。測定は、圧力０．５〜２００００ｐｓｉａの範囲で行う。なお、０．５ｐｓｉａは、０．３５×１０−３ｋｇ／ｍｍ２に相当し、２００００ｐｓｉａは１４ｋｇ／ｍｍ２に相当する。この圧力範囲に相当する気孔径の範囲は０．０１〜４２０μｍである。圧力から気孔径を算出する際の常数としては、接触角１４０°および表面張力４８０ｄｙｎ／ｃｍを使用する。隔壁１２の平均気孔径は、隔壁１２の気孔径分布において、気孔径が小さい側からの累積気孔容積が５０％となる気孔径（気孔容積の積算値５０％における気孔径）のことである。また、隔壁１２の気孔率は、次の関係式より算出することができる。
隔壁１２の気孔率（％）＝総気孔容積／（総気孔容積＋１／隔壁材料の真比重）×１００
なお、隔壁材料がコーディエライトの場合、コーディエライトの真比重としては２．５２を用いることができる。
【００３８】
排ガス浄化フィルタ１において、隔壁１２は、上述した連通気孔１２１の屈曲度が１．４未満とすることができる。連通気孔１２１の屈曲度は、隔壁１２の厚みＴμｍに対する連通気孔１２１の平均流路長Ｌμｍの比で定義される。この構成によれば、隔壁１２の厚み方向においてガス流路となる連通気孔１２１の屈曲が小さいことにより、灰分２３が隔壁１２をすり抜けやすくなる。つまり、上記構成によれば、ガス流路となる連通気孔１２１の抵抗が小さくなり、灰分２３が連通気孔１２１の孔壁面に引っ掛かり難くなり、灰分２３による連通気孔１２１の閉塞が抑制される。そのため、上記構成によれば、隔壁１２表面に堆積した灰分２３が剥がれてフィルタボトム部１０へ輸送されることによる圧損の上昇抑制効果だけでなく、灰分２３のすり抜け促進による圧損の上昇抑制効果も享受することが可能となる。それ故、上記構成によれば、灰分２３の堆積による圧損上昇をさらに抑制することができる。
【００３９】
連通気孔１２２の屈曲度は、灰分２３のすり抜けを生じさせやすくするなどの観点から、好ましくは、１．４以下、より好ましくは、１．３以下とすることができる。なお、連通気孔１２１の屈曲度が過度に小さくなると、ＰＭ２のすり抜けが生じ、初期のＰＭ捕集性能が低下するおそれがある。かかる観点から、連通気孔１２１の屈曲度は、好ましくは、１．０以上、より好ましくは、１．１以上、さらに好ましくは、１．２以上とすることができる。
【００４０】
連通気孔１２１の屈曲度は、次のようにして測定される。排ガス浄化フィルタ１から隔壁片を切り出す。但し、封止部１３が存在する部分は除く。隔壁片は、フィルタ軸方向Ｘの長さが約６００μｍ、フィルタ軸方向Ｘと直交する隔壁１２表面方向の幅が約６００μｍ、厚さが隔壁１２の厚さである直方体状（板状）とされる。次いで、隔壁片を真空脱気しながら樹脂包埋し、Ｘ線ＣＴ撮像サンプルとする。このサンプルについて、Ｘ線ＣＴ装置を用い、電圧：８０ｋＶ、ステップ：０．１°、分解能：０．６８４７８７μｍ／ｐｉｘｅｌの撮像条件にて連続断層画像を取得する。連続断層画像は、例えば、ＴＩＦＦ形式とされる。得られた連続断層画像を、Ｍａｔｈ２Ｍａｒｋｅｔ  ＧｍｂＨ社によって開発されたミクロ構造シミュレーションソフトである「ＧｅｏＤｉｃｔ」のインターフェースの一つである、ｉｍｐｏｒｔＧｅｏ−Ｖｏｌ機能を用いて、０．６８７４７８７μｍ／ｖｏｘｅｌの条件にて読み込む。次いで、読み込んだ画像の骨格部（具体的にはセラミックス部分）と空間部（具体的には気孔部分）とを分離するため、図１２に示されるようなｇｒａｙ  ｖａｌｕｅ図における二つの山に分離した際の交差部を閾値として、隔壁片を三次元モデル化する。次いで、三次元モデルにおけるノイズを除去し、９００ｖｏｘｅｌ×６００ｖｏｘｅｌ×隔壁１２厚さｖｏｘｅｌとなるように不要部分を除去する。次いで、この三次元モデルにつき、全ての連通気孔１２１の流路長（μｍ）を測定する。ここで、ＰＭ２は、ガスの流れに沿って流れる。ガスは、流体として、連通気孔１２１内で最短流路を通って流れようとする。上記にて長さを測定する流路は、連通気孔１２１内をガスが流れていく最短流路である。つまり、連通気孔１２１の流路長は、連通気孔１２１の孔径の中央を結んだ線の長さとは必ずしも一致しないパラメータであるといえる。ＧｅｏＤｉｃｔによれば、隔壁１２の三次元モデルにガスを流すシミュレーションを実施することができるため、ガスが流れる気孔のみを特定することができる。得られた全ての連通気孔１２１の流路長の平均値が、連通気孔１２１の平均流路長Ｌμｍとされる。また、三次元モデルの厚み（μｍ）が、屈曲度を算出する際の隔壁１２の厚みＴμｍとされる。そして、上記のようにして求めた連通気孔１２１の平均流路長Ｌμｍを隔壁１２の厚みＴμｍで除することにより、隔壁片の屈曲度が算出される。隔壁１２における連通気孔１２１の屈曲度は、排ガス浄化フィルタ１から採取した６か所、具体的には、上述したＶｖｖおよびＶｍｐの合計値の測定時と同様の図８に示される符合１ａ〜１ｆの部分の各隔壁片について、上述のようにして求めた各屈曲度の平均値とされる。
【００４１】
排ガス浄化フィルタ１は、ガソリンエンジンの排気通路に配置されて用いられる、つまり、ＧＰＦとして用いられることによりその効果を十分に発揮することができる。もっとも、排ガス浄化フィルタ１は、ディーゼルエンジンの排気通路に配置されて用いられる、つまり、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）として用いられることもできる。また、排ガス浄化フィルタ１は、隔壁１２に触媒が担持されていない状態にて使用されることもできるし、隔壁１２に触媒が担持された状態にて使用されることもできる。なお、隔壁１２に触媒を担持させる場合、触媒担持量は、例えば、５０ｇ/Ｌ以上１５０ｇ/Ｌ以下の範囲とすることができる。
【００４２】
上述した排ガス浄化フィルタ１は、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００４３】
排ガス浄化フィルタ１の製造にあたり、隔壁１２を形成するためのセラミックス原料粉と、バインダと、溶媒と、必要に応じて添加される造孔材と、分散剤、潤滑剤等の添加物などとを混合して坏土を調製する。隔壁１２を形成するためのセラミック原料粉は、隔壁１２を構成するセラミックスに合わせて適宜選択することができる。例えば、隔壁１２を構成するセラミックスがコーディエライトであれば、マグネシア等のマグネシウム源、アルミナ等のアルミニウム源、および、シリカ等のシリコン源を含むことができる。隔壁１２を構成するセラミックスがチタン酸アルミニウムであれば、チタニア等のチタン源、アルミナ等のアルミニウム源を含むことができる。隔壁１２を構成するセラミックスが炭化ケイ素であれば、炭素源、および、ケイ素源を含むことができる。各成分の配合量は、所望のセラミックスを得られるように適宜調節することができる。本実施形態では、排ガス浄化フィルタ１の隔壁１２をコーディエライトより構成する場合を例に用いて、排ガス浄化フィルタ１の製造方法を詳細に説明する。
【００４４】
先ず、コーディエライト形成原料を含む坏土を作製する。坏土は、シリカ、タルク、水酸化アルミニウムなどをコーディエライト組成となるように調整し、さらにメチルセルロースなどのバインダ、グラファイトなどの造孔材、アニオン性分散剤やカチオン性分散剤などの分散剤、潤滑油、水等を適宜加えて混合することにより作製することができる。コーディエライト組成となるように、アルミナ、カオリンを配合してもよい。シリカとしては、多孔質シリカを用いることができる。コーディエライト形成原料において、シリカ、タルクは、気孔形成原料となりうる。気孔形成原料は、気孔１２０を形成する材料である。気孔形成原料は、焼成時に液相成分を生成し、これにより気孔１２０が形成される。一方、コーディエライト形成原料において、水酸化アルミニウム、アルミナ、カオリンは、骨材原料となりうる。骨材原料は、気孔１２０以外のセラミックス部分を形成する材料である。
【００４５】
次いで、調製した坏土を、金型を用いて押出成形し、ハニカム成形体を成形する。次いで、ハニカム成形体を乾燥、焼成する。これにより、ハニカム構造部が形成される。ハニカム構造部は、セル１１と隔壁１２とスキン部１４とから構成される部分である。次いで、封止部１３は、ハニカム構造部の焼成後または焼成前に形成することができる。具体的には、例えば、封止部形成用のスラリーを用いて、焼成後のハニカム構造部または焼成前のハニカム成形体のセル１１の開口部を交互に目封止し、焼成することにより封止部１３を形成することができる。
【００４６】
ここで、隔壁１２表面における突出谷部１２３の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部１２４の実体体積Ｖｍｐの合計値は、例えば、ハニカム成形体を押出成形する際に用いられる金型のスリット部表面の最大高さ粗さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１に規定）を調整することなどにより上述の所望の範囲に制御することができる。なお、スリット部は、坏土が通過し、隔壁１２となる部分を成形するための部位である。また、隔壁１２の平均気孔径、気孔率は、例えば、気孔形成原料の粒子径ｄ５０、気孔形成原料の添加量を調整することなどにより上述の所望の範囲に制御することができる。なお、上記にいう粒子径ｄ５０は、レーザー回折式粒度分布計による体積基準の粒度分布に基づいて得ることができる（以下、同様のため、省略する。）。
【００４７】
また、隔壁１２における連通気孔１２１の屈曲度は、例えば、坏土中における気孔形成原料同士の接触を促すことなどにより上述の所望の範囲に制御することができる。これは、液相反応において気孔形成原料同士が接触している場合には、気孔形成原料が拡散して気孔１２０となるため、気孔１２０の連通性が向上し、その結果として屈曲度を小さくすることができるためである。坏土中において気孔形成原料同士を選択的に接触させるために、例えば、坏土調製時にアニオン性分散剤、カチオン性分散剤などを用いることができる。なお、アニオン性分散剤としては、例えば、ノプコスパース４４−Ｃ（三洋化成社製）などがあり、カチオン性分散剤としては、例えば、ノプコスパース０９２（三洋化成社製）などがある。
【００４８】
より具体的には、所定配合量の気孔形成原料（ここでは、シリカとタルクの混合粉）を二等分し、等分された一方の気孔形成原料にマイナスの電荷を付与すべく、一方の気孔形成原料とアニオン性分散剤と水とを予混練し、第１混合物を得る。第１混合物では、一方の気孔形成原料にアニオン性分散剤が付着している。また、等分された他方の気孔形成原料にプラスの電荷を付与すべく、他方の気孔形成原料とカチオン性分散剤と水とを予混練し、第２混合物を得る。第２混合物では、他方の気孔形成原料にカチオン性分散剤が付着している。そして、第１混合物と、第２混合物と、骨材原料と、必要に応じて配合されるその他の原料等とをさらに混練する。このようにして、気孔形成原料同士の接触状態が保たれた坏土を得ることができる。隔壁１２における連通気孔１２１の屈曲度は、分散剤の種類、分散剤の添加量、気孔形成原料と分散剤とを混合する予混練時間、押し出し成形時の回転数、坏土の乾燥時間などを調整することにより上述の所望の範囲に制御することができる。なお、気孔形成原料と分散剤とを混合する予混練の時間を長くしすぎると、連通気孔１２１の形成が損なわれるおそれがあるため、予混練の時間は、適正に調整されることが好ましい。また、気孔形成原料の周囲の骨材原料の粒子径が大きくなると、連通気孔１２１の形成が損なわれるおそれがあるため、気孔形成原料と骨材原料との粒径比も適正に調整することが好ましい。
【００４９】
＜実験例＞
−排ガス浄化フィルタの作製−
本実験例では、上述した排ガス浄化フィルタの製造方法に従い、後述する表１に示すコーディエライト製の排ガス浄化フィルタからなる試験体１〜１０を作製した。なお、本実験例では、隔壁に触媒層は形成していない。
【００５０】
具体的には、コージェライト形成原料として、多孔質シリカ、タルク、水酸化アルミニウムを準備した。多孔質シリカ、タルクが気孔形成原料であり、水酸化アルミニウムが骨材原料である。
【００５１】
次いで、多孔質シリカとタルクとの混合粉を二等分し、一方の混合粉にはアニオン性分散剤と水とを添加して混練し、もう一方の混合粉には、カチオン性分散剤と水とを添加して混練した。このようにして、マイナス電荷が付与された気孔形成原料を含有するスラリー状の第１混合物と、プラス電荷が付与された気孔形成原料を含有するスラリー状の第２混合物を得た。第１混合物におけるアニオン性分散剤の添加量は、多孔質シリカとタルクとの合計量１００ｗｔ％に対して２〜１５ｗｔ％であり、水の添加量は、坏土を作製するために必要な量の半量である。アニオン性分散剤としては、三洋化成工業社製の「ノプコスパース４４−Ｃ」を用いた。また、第２混合物におけるカチオン性分散剤の添加量は、多孔質シリカとタルクとの合計量１００ｗｔ％に対して２〜１５ｗｔ％である。水の添加量は、坏土を作製するために必要な量の半量である。カチオン性分散剤としては、三洋化成工業社製の「ノプコスパース０９２」を用いた。
【００５２】
次いで、第１混合物と第２混合物と水酸化アルミニウムと分散剤と潤滑油とをさらに混錬した。このようにして、坏土を作製した。分散剤としては、平均分子量が４５５０であるポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリセルエーテルを用いた。
【００５３】
次いで、金型を用いて坏土を押出成形し、成形されたハニカム成形体を１４１０℃で焼成した後、封止部を形成することにより、排ガス浄化フィルタを得た。
【００５４】
本実験例では、押出成形時に用いる金型のスリット部表面の最大高さ粗さＲｚを１〜１５μｍの範囲内で調整することにより、隔壁表面の凹凸を小さくし、隔壁表面における突出谷部の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部の実体体積Ｖｍｐの合計値を上述した所望の範囲に調整した。なお、金型のスリット部表面のＲｚは、研磨剤を流し込むことによって調整した。また、多孔質シリカとタルクとの混合粉（つまり、気孔形成材料）の粒子径ｄ５０を５〜３５μｍの範囲で変更することにより、隔壁の平均気孔径を上述した所望の範囲に調整した。また、多孔質シリカとタルクとの混合粉の量を原料全体の量に対して４０〜７０％の範囲内で変更することにより、隔壁の気孔率を上述した所望の範囲に調整した。また、カチオン性分散剤およびアニオン性分散剤の添加量をそれぞれ２〜１５ｗｔ％の範囲内で変更するとともに、第1混合物および第２混合物の予混練時間、坏土の混合時間をそれぞれ５〜１５０分の範囲で変更することにより、連通気孔の屈曲度を上述した所望の範囲に調整した。本実験例では、これらの調整の組み合わせにより、表１に示される試験体１〜１０の排ガス浄化フィルタを得た。
【００５５】
次に、比較のため、後述する表１に示すコーディエライト製の排ガス浄化フィルタからなる試験体１Ｃ、２Ｃを作製した。具体的には、金型のスリット部表面のＲｚを１５μｍ超とした点、多孔質シリカとタルクとの混合粉の粒子径ｄ５０を３５μｍ超とした点以外は試験体１〜１０の作製と同様にして、試験体１Ｃの排ガス浄化フィルタを得た。また、金型のスリット部表面のＲｚを、１５μｍ超（試験体１Ｃの作製時よりもＲｚ大）とした点、多孔質シリカとタルクとの混合粉の粒子径ｄ５０を３５μｍ超とした点以外は試験体１〜１０の作製と同様にして、試験体２Ｃの排ガス浄化フィルタを得た。
【００５６】
なお、本実験例において、各試験体の排ガス浄化フィルタは、体格がφ１１８．４ｍｍ（フィルタ直径）×Ｌ１２０ｍｍ（フィルタ長）であり、隔壁の厚さが８．５ｍｉｌ、セル数が３００ｃｐｓｉであるセル構造を有する。
【００５７】
−隔壁特性の測定−
各試験体について、上述した測定方法に従って、排ガス流入側の隔壁表面について非接触式の面粗さ測定を行い、隔壁表面における突出谷部の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部の実体体積Ｖｍｐの合計値を算出した。この際、非接触式の面粗さ測定は、オリンパス社製のレーザー深度顕微鏡（非接触式表面粗さ測定機）「ＯＬＳ４１００」を用いた。この際、ＯＬＳ４１００の解析ソフトによる４視野の画像の結合は、「データ処理」の中の「画像貼り合わせ」により実施した。画像貼り合わせ時には、「重なり幅」を３％とするとともに、「画像間のつなぎ目補正を行う」および「輝度画像の明るさを均一にする」を選択した。また、結合させた画像における高さおよび深さ情報のノイズ除去にあたり、除去対象とする輝度の閾値は「自動判定」とし、除去領域は「全領域」とした。
【００５８】
また、各試験体について、上述した測定方法に従って、隔壁の気孔率および平均気孔径を測定した。この際、水銀ポロシメータには、島津製作所社製のオートポアＩＶ９５００を用いた。また、各試験体について、上述した測定方法に従って、隔壁内部の連通気孔の屈曲度を測定した。この際、Ｘ線ＣＴ装置には、Ｘｒａｄｉａ社製の「Ｖｅｒｓａ  ＸＲＭ−５００」を用いた。また、ミクロ構造シミュレーションソフトには、ＳＣＳＫ社より販売される「ＧｅｏＤｉｃｔ  ２０１７」を用いた。
【００５９】
−初期ＰＭ捕集率、初期圧損、および、灰分堆積後の圧損変化率の測定−
（初期ＰＭ捕集率）
初期ＰＭ捕集率は、具体的には、次のように測定した。図１３に示されるように、配管部９１と、試験体の排ガス浄化フィルタ１が内部に収容されるケース部９２と、配管部９１とケース部９２との間を繋ぐコーン部９３と、を有する試験装置９を準備した。ケース部９２の上流側の配管部９１は、排ガスを発生させるエンジンＥに接続されている。本実験例では、エンジンＥには、ガソリン直噴エンジン（排気量２．０Ｌ、ターボ、４気筒）を用いた。また、ケース部９２の上流側の配管部９１には、上流側ＰＭ粒子数カウンタ９４１、および、温度センサ９５をそれぞれ設置した。一方、ケース部９２の下流側の配管部９１には、下流側ＰＭ粒子数カウンタ９５１を設置した。上流側ＰＭ粒子数カウンタ９４１、下流側ＰＭ粒子数カウンタ９５１には、ＡＶＬ社製の「ＡＶＬ−４８９」を用いた。そして、試験体の排ガス浄化フィルタ１にエンジンＥから排出される排ガスを流した。このとき、試験体の排ガス浄化フィルタ１に流入する前の排ガス中のＰＭ数であるＮｉｎ、試験体の排ガス浄化フィルタから流出する排ガス中のＰＭ数であるＮｏｕｔを測定し、１００×｛１−（Ｎｉｎ−Ｎｏｕｔ）／Ｎｉｎ｝の式より、初期ＰＭ捕集率を算出した。なお、測定条件は、温度約５００℃、吸入空気量２５ｇ／ｓｅｃとした。また、上記の測定には、ＰＭおよび灰分が堆積していない初期状態、かつ、触媒がコートされていない排ガス浄化フィルタ１を用いた。
【００６０】
（初期圧損）
初期圧損は、具体的には、次のように測定した。図１４に示されるように、配管部９１と、試験体の排ガス浄化フィルタ１が内部に収容されるケース部９２と、配管部９１とケース部９２との間を繋ぐコーン部９３と、を有する試験装置９を準備した。ケース部９２の上流側の配管部９１は、排ガスを発生させるエンジンＥに接続されている。本実験例では、エンジンＥには、ガソリン直噴エンジン（排気量２．０Ｌ、ターボ、４気筒）を用いた。また、試験装置９に上流側圧力センサ９６１および下流側圧力センサ９７１をそれぞれ設置し、試験体の排ガス浄化フィルタ１前後の圧力を測定可能に構成した。上流側圧力センサ９６１、下流側圧力センサ９７１には、いずれも、東京航空計器社製の「ＤＧ−９３２−Ｃ」を用いた。なお、符合９６１Ｔは、上流側圧力センサ９６１のためのサージタンク、符合９７１Ｔは、下流側圧力センサ９７１のためのサージタンクである。また、ケース部９２の上流側の配管部９１には、上流側Ａ／Ｆセンサ９８１、ケース部９２の下流側の配管部９１には、下流側Ａ／Ｆセンサ９９１がそれぞれ設置されている。そして、上流側圧力センサ９６１と下流側圧力センサ９７１とにより、試験体の排ガス浄化フィルタ１前（上流）の圧力と排ガス浄化フィルタ１後（下流）の圧力とを測定し、その差分を圧損とした。この際、測定条件は、Ａ／Ｆ：１４．６±０．３、吸入空気量：１００ｇ／ｓｅｃ、エンジンＥの回転数：４５００ｒｐｍの条件にて制御した。その際の温度は、排ガス温度が７００〜７５０℃、試験体の排ガス浄化フィルタの中心温度が６００〜６５０℃であった。また、上記の測定には、ＰＭおよび灰分が堆積していない初期状態、かつ、触媒がコートされていない排ガス浄化フィルタ１を用いた。
【００６１】
（灰分堆積後の圧損変化率）
灰分堆積後の圧損変化率は、具体的には、次のように測定した。ガソリン直噴エンジン（排気量２．０Ｌ、ターボ、４気筒）の排気通路に試験体の排ガス浄化フィルタを組付けた。そして、隔壁への灰分堆積を加速させるため、上記エンジンへ燃料（市販のハイオクガソリン）を供給する燃料供給系にエンジンオイル（トヨタ自動車社製、「ＣＡＳＴＬＥ  ＳＮ５Ｗ−３０」）を０．４８Ｌ/時間にて添加するようにした。そして、Ａ/Ｆを１４．５±０．４の範囲内にて制御し、試験体の排ガス浄化フィルタに、時間あたり１．３ｇ／Ｌの堆積レートにて灰分を堆積させた。具体的には、灰分の堆積は、エンジン回転数：２５００ｐｒｍ、インテークマニホールド圧：−１０ｋＰａにて９分間ＰＭを堆積させるというＰＭ堆積工程を実施した後、燃料供給をカットし、フィルタ温度が９００℃を超えないように、エンジン回転数：２５００ｐｒｍ、インテークマニホールド圧：−９０ｋＰａにて１分間ＰＭを燃焼させて再生処理を行うという再生処理工程とを繰り返すことにより実施した。この際、灰分堆積量は、適宜、排ガス浄化フィルタを排気通路から取り出し、オフラインの電子天秤にて重量を測定することにより把握した。このように、ＰＭおよび灰分が堆積していない初期状態、かつ、触媒がコートされていない排ガス浄化フィルタに対して、ＰＭの再生処理を繰り返し行いながら、灰分を６０ｇ/Ｌ堆積させた。
【００６２】
その後は、上述した初期圧損の測定と同様にして、排ガス浄化フィルタ前（上流）の圧力と排ガス浄化フィルタ後（下流）の圧力とを測定し、その差分を灰分堆積後の圧損とした。そして、初期圧損（ｋＰａ）をＰfresh、灰分堆積後の圧損（ｋＰａ）をＰash-loadedとしたとき、１００×（Ｐash-loaded−Ｐfresh）／Ｐfreshの式より算出される値の絶対値を、灰分堆積後の圧損変化率（％）として求めた。
【００６３】
本実験例では、灰分堆積後の圧損変化率が２５０％未満であった場合を、灰分堆積による圧損上昇を抑制できていると判断した。そして、灰分堆積後の圧損変化率が２２０％以上２５０％未満であった場合を「Ｂ」、灰分堆積後の圧損変化率が２１０％以上２２０％未満であった場合を「Ａ」、灰分堆積後の圧損変化率が２１０％未満であった場合を「Ａ＋」とした。但し、ガソリン車両において、初期ＰＭ捕集率は６０％以上であることが好ましいため、初期ＰＭ捕集率が６０％未満となったものについては、ランクを一つさげた。一方、灰分堆積後の圧損変化率が２５０％以上であった場合を、灰分堆積による圧損上昇を抑制できていないとして「Ｃ」とした。
【００６４】
上記実験の結果をまとめて表１に示す。また、図１５に、試験体１〜１０の代表として、試験体２の排ガス浄化フィルタについて得られた排ガス流入側の隔壁表面の三次元凹凸像を示す。また、図１６に、比較として、試験体１Ｃの排ガス浄化フィルタについて得られた排ガス流入側の隔壁表面の三次元凹凸像を示す。また、図１７に、突出谷部の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部の実体体積Ｖｍｐの合計値（横軸）−灰分堆積後の圧損変化率（縦軸）の関係を示す。
【００６５】
【表１】
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【００６６】
表１および図１５〜図１７によれば、次のことが分かる。排ガスが流入する隔壁表面における突出谷部の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部の実体体積Ｖｍｐの合計値が本開示にて規定される特定の範囲外とされている、隔壁表面の凹凸が大きな試験体１Ｃおよび試験体２Ｃの排ガス浄化フィルタは、灰分堆積による圧損上昇を抑制することができなかった。
【００６７】
これらに対し、排ガスが流入する隔壁表面における突出谷部の空間体積Ｖｖｖおよび突出山部の実体体積Ｖｍｐの合計値が本開示にて規定される特定の範囲とされている、隔壁表面の凹凸が小さな試験体１〜試験体１０の排ガス浄化フィルタは、灰分堆積による圧損上昇を抑制することができた。
【００６８】
これは、上述したように、排ガスによるフィルタ軸方向のせん断力が大きくなり、これによって隔壁表面に堆積したウォール灰分が剥離してフィルタボトム部へと輸送され、隔壁表面のガス透過性を維持することができたためである。なお、図１７に示されるように、ＶｖｖおよびＶｍｐの合計値が１．８μｍ３／μｍ２以下の領域において、灰分堆積による圧損上昇を抑制効果が飽和する理由は、以下によるものと考えられる。すなわち、上述のメカニズムによる隔壁表面に堆積した灰分の剥離は、隔壁表面とウォール灰分との間の結合力よりも上記のせん断力が大きくなった場合に発現する。したがって、ＶｖｖおよびＶｍｐの合計値が１．８μｍ３／μｍ２以下の領域においては、すでにそのクライテリアを超えるせん断力になっていることが考えられ、当該領域は、ウォール灰分のフィルタボトム部への輸送が十分に生じている領域であるために、隔壁表面の凹凸をより小さくしてもその効果が僅少になるものと考えられる。
【００６９】
また、表１によれば、隔壁１２の平均気孔径を１２μｍ以上とすることにより、灰分堆積による圧損上昇をさらに抑制することができることがわかる。これは、隔壁表面に堆積した灰分が排ガスのせん断力によって剥がれてフィルタボトム部へ輸送されるだけでなく、灰分が隔壁内をすり抜けやすくなったためである。但し、隔壁１２の平均気孔径が２２μｍ超になると、初期ＰＭ捕集率が低下する傾向が見られた。これは、隔壁の平均気孔径が過度に大きくなることにより、ＰＭのすり抜けが生じたためである。
【００７０】
また、表１によれば、隔壁の気孔率を５０％以上とすることにより、灰分堆積による圧損上昇をさらに抑制することができることがわかる。これは、隔壁表面に堆積した灰分が排ガスのせん断力によって剥がれてフィルタボトム部へ輸送されるだけでなく、灰分が隔壁内をすり抜けやすくなったためである。
【００７１】
また、表１によれば、隔壁における連通気孔１２１の屈曲度を１．４未満することにより、灰分堆積による圧損上昇をさらに抑制することができることがわかる。これは、ガス流路となる連通気孔の抵抗が小さくなり、灰分が連通気孔の孔壁面に引っ掛かり難くなり、灰分による連通気孔内の閉塞が抑制された結果、隔壁表面に堆積した灰分が剥がれてフィルタボトム部へ輸送されることによる圧損の上昇抑制効果だけでなく、灰分のすり抜け促進による圧損の上昇抑制効果も享受することができたためである。
【００７２】
本発明は、上記実施形態、上記実験例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１  排ガス浄化フィルタ
１１  セル
１２  隔壁
１３  封止部
１２３  非接触式の面粗さ測定による隔壁表面の突出谷部
１２４  非接触式の面粗さ測定による隔壁表面の突出山部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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