(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排ガス中の粒子状物質の浄化に用いられる排ガス浄化フィルタであって、
担体と、球状の造孔剤及び柱状の造孔剤を含む触媒スラリーにより形成され且つ前記担体に担持された触媒層と、を備え、
前記触媒層中には、前記球状の造孔剤により形成された複数の球状細孔と、前記柱状の造孔剤により形成され且つ前記複数の球状細孔同士を連結する複数の柱状細孔と、が設けられ、
前記複数の球状細孔の容量と、前記複数の柱状細孔の容量と、の合計容量は、前記触媒層の重量１ｇに対して、０．０８ｍｌ〜０．２ｍｌであることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
【請求項２】
前記担体は、長径が１μｍ〜５０μｍの気孔を有し、且つ気孔率が４０％〜６０％である請求項１記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項３】
前記触媒層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｒｕ、及びＩｒよりなる群から選ばれる少なくとも１種の活性触媒元素を含む請求項１又は２記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項４】
前記触媒層は、サポート触媒元素としてＣｅのみを含む請求項１から３いずれか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、内燃機関から排出される排ガス中の粒子状物質の浄化に用いられる排ガス浄化フィルタ及びその製造方法に関し、特に、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中の粒子状物質の浄化に好適に用いられる排ガス浄化フィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関、特に、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｍａｔｔｅｒ）の浄化には、ディーゼル微粒子除去装置（ＤＰＦ：ｄｉｅｓｅｌ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｆｉｌｔｅｒ）や、キャタライズドスートフィルタ（ＣＳＦ：ｃａｔａｌｙｚｅｄ  ｓｏｏｔ  ｆｉｌｔｅｒ）が用いられている。
【０００３】
ＰＭの燃焼温度は５５０℃〜６５０℃と高く、ＰＭの燃焼には高温を要する。このため、ＤＰＦにおけるＰＭの燃焼は、再生技術や添加剤等の付加技術を用いて強制的に行っているのが現状である。一方、ＣＳＦのように触媒を用いた場合にあっても、低温化はあまり期待できない。その理由としては、ＰＭと触媒の反応が固体−固体反応であるため、触媒との接触状態が悪いＰＭは燃焼し難いからである。
【０００４】
例えば、セル隔壁表面に存在するオープンポアの開口合計面積が、セル隔壁の全表面積に対して３０％以上であり、且つ開口の孔径が３０μｍ以上である大オープンポアの開口面積の合計が、オープンポアの全開口面積の５０％以上であることを特徴とするディーゼル排ガス浄化フィルタが提案されている（特許文献１参照）。このディーゼル排ガス浄化フィルタによれば、ＰＭをセル隔壁の表面のみならず、細孔内部においても捕集することができる。このため、細孔の内表面をも触媒の反応場として利用でき、ＰＭの燃焼効率を高めることができるとされている。
【０００５】
また、細孔のセル隔壁表面に開口する表面空孔の分布において、直接観察法で求めた最大直径１０μｍ〜５０μｍの表面空孔の合計開口面積が、全表面空孔の合計開口面積の８％以上を占め、ＣＴスキャンによる断面観察で求めた内部細孔の分布において、直径３００μｍ以上の円に相当する断面積を有する細孔の断面積の合計が、全細孔の合計断面積の２０％以上を占めることを特徴とする排ガス浄化フィルタ触媒用基材が提案されている（特許文献２参照）。この排ガス浄化フィルタ触媒用基材によれば、ＰＭが短時間に集中して多量に排出された場合であっても、ＰＭが各細孔に分散して捕集されるため捕集効率が高いうえ、ＰＭの堆積が抑制されるため圧損の増大を抑制できるとされている。
【０００６】
また、多孔質炭化珪素焼結体を構成する炭化珪素粒子表面に細孔を有するセラミックス酸化物粒子が設けられ、更にセラミック酸化物粒子中の細孔内に、捕集された排ガス中の粒子状物質を酸化燃焼するための酸化触媒が含有されているウォールフロー型の排ガス浄化用フィルタであって、セラミック酸化物粒子の平均粒径が炭化珪素粒子の平均粒径に対して０．００２倍〜０．２倍であることを特徴とする排ガス浄化用フィルタが提案されている（特許文献３参照）。この排ガス浄化用フィルタによれば、実用条件下においても、触媒が脱落することがなく、長時間に亘って高い触媒活性を維持できるとされている。また、ＰＭの捕集効率が高く、圧力損失も低い排ガス浄化用フィルタを提供できるとされている。
【０００７】
また、担体と、この担体上に形成された触媒層と、を少なくとも備えてなる排気ガス浄化触媒であって、触媒層中に空隙を有し、触媒層及び／又は担体が排気ガス中の微粒子状物質を補足可能とされてなるものであることを特徴とする排気ガス浄化触媒が提案されている（特許文献４参照）。この排気ガス浄化触媒によれば、排気ガスのガス拡散性、特に排気ガス中のガス性ＳＯＦ、及び分子サイズの大きい炭化水素の拡散性を向上させることができる結果、微粒子状物質を効率良く補足し、処理できるとされている。
【０００８】
また、連続した細孔を有する耐熱性多孔質体よりなる触媒担体基材と、触媒担体基材の表面上に形成されたＰＭを燃焼する触媒層と、を有するフィルタ触媒において、１μｍ〜２０μｍの細孔を１１％以上の気孔率で有することを特徴とするフィルタ触媒が提案されている（特許文献５参照）。このフィルタ触媒によれば、ＰＭが多量に堆積した場合であっても、圧損の上昇を抑制できるとされている。
【０００９】
上述の通り、特許文献１〜５いずれにおいても、触媒が担持されたＤＰＦ壁内の細孔を最適に制御することにより、ＰＭと触媒との接触性を高め、ＰＭの燃焼を促進することができるとされている。ここでいう「接触性」とは、堆積ＰＭ量に対するＰＭと触媒との接触比率を意味する。接触性が高い場合とは、堆積ＰＭのほとんどが触媒と接触点を有する場合であり、接触性が低い場合とは、堆積ＰＭのほとんどが触媒と接触点を有さない場合である。また、適切な径の細孔を設けることにより、ＰＭが堆積した場合であっても、ＰＭによる細孔の閉塞を抑制し、圧損上昇を抑制できるとされている。
【特許文献１】特開２００２−３４９２３４号公報
【特許文献２】特開２００４−２６１６４４号公報
【特許文献３】特開２００４−３３０１１８号公報
【特許文献４】特開２００５−２１８１８号公報
【特許文献５】特開２００５−２２４６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１〜５では、模式図４に示されるように、ＤＰＦ壁（担体壁）４３及び触媒層４２中にランダムに細孔４１が形成されているため、隣接する細孔４１同士が連結していない、独立した細孔４１が存在する。このような独立した細孔４１では、排ガスが通り抜けることができないため、ＰＭの燃焼に利用される頻度は小さい。
【００１１】
また、僅かな速度でしかＰＭを燃焼することができない細孔では、燃焼能力を大幅に上回るＰＭが流入した場合にあっては、ＰＭが堆積して流路が閉塞してしまう。流路が閉塞してしまうと排ガスが流入できなくなるため、ＰＭ燃焼に利用される細孔は減少し、結果としてＰＭの燃焼効率が低下してしまう。
【００１２】
更には、ＰＭの燃焼効率を向上させるため、全ての細孔を連結させるべく細孔を多く設けた場合にあっては、ＤＰＦ壁及び触媒層の機械的強度が低下してしまう。ひいては、ＤＰＦの破損や触媒の剥離といった問題を引き起こす。
【００１３】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来に比して効率良くＰＭを燃焼できる排ガス浄化フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、球状細孔同士を柱状細孔で連結してネットワーク化することにより、ＤＰＦや触媒層の機械的強度を低下させることなく、効率良くＰＭを燃焼できる排ガス浄化フィルタを提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１５】
（１）  内燃機関から排出される排ガス中の粒子状物質の浄化に用いられる排ガス浄化フィルタであって、担体と、この担体に担持された触媒層と、を備え、前記触媒層は、複数の球状細孔と、これら複数の球状細孔同士を連結する複数の柱状細孔と、を有することを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
【００１６】
（２）  前記複数の球状細孔の容量と、前記複数の柱状細孔の容量と、の合計容量は、前記触媒層の重量１ｇに対して、０．０８ｍｌ〜０．２ｍｌである（１）記載の排ガス浄化フィルタ。
【００１７】
（３）  前記担体は、長径が１μｍ〜５０μｍの気孔を有し、且つ気孔率が４０％〜６０％である（１）又は（２）記載の排ガス浄化フィルタ。
【００１８】
（４）  前記触媒層は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｒｕ、及びＩｒよりなる群から選ばれる少なくとも１種の活性触媒元素を含む（１）から（３）いずれか記載の排ガス浄化フィルタ。
【００１９】
（５）  前記触媒層は、サポート触媒元素を更に含み、前記サポート触媒元素は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、及びＣｅよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素と、希土類元素及びアルカリ金属元素よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素と、からなる（１）から（４）いずれか記載の排ガス浄化フィルタ。
【００２０】
（６）  内燃機関から排出される排ガス中の粒子状物質の浄化に用いられる排ガス浄化フィルタの製造方法であって、少なくとも活性触媒元素を含む触媒を調製する工程と、調製した触媒に、球状の造孔剤、柱状の造孔剤、及び無機バインダを所定量添加して混合し、触媒スラリーを調製する工程と、調製した触媒スラリーに、担体を浸漬させた後、引き上げて焼成することにより、前記球状の造孔剤及び柱状の造孔剤を燃焼消失させ、球状細孔及び柱状細孔を有する触媒層を形成する工程と、を有することを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
【００２１】
（７）  前記球状の造孔剤として、直径が１μｍ〜３０μｍである球状の造孔剤を用いる（６）記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【００２２】
（８）  前記柱状の造孔剤として、開口面の長径が３０μｍ以下であり、且つアスペクト比が１０〜１０００である柱状の造孔剤を用いる（６）又は（７）記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、触媒層中の球状細孔が柱状細孔で連結されてネットワーク化されているため、ＰＭの燃焼に対する細孔の利用率を向上させることができ、効率良くＰＭを燃焼させることができる。また、触媒層が十分な機械的強度を有するため、触媒層の剥離を抑制できるうえ、ＰＭの堆積による圧力損失も抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
本実施形態に係る排ガス浄化フィルタは、内燃機関の排気系に設けられ、内燃機関から排出される排ガス中の粒子状物質、特にカーボンを主成分とする粒子状物質の浄化に好適に用いられる。構成としては、担体と、この担体に担持された触媒層と、を備える。
【００２６】
＜担体＞
本実施形態に係る排ガス浄化フィルタの担体としては、特に限定されず、従来公知の担体を用いることができる。好ましくは、セラミックス製のウォールフロー型ハニカム状ＤＰＦ担体が用いられる。材質としては、コージェライト、シリコンカーバイド、ムライト、アルミナ等が好ましく用いられる。ウォールフロー型であれば、そのセル数、壁厚は特に限定されない。
【００２７】
担体は、濾過機能を有することが好ましく、長径が１μｍ〜５０μｍの気孔を有することが好ましい。気孔の長径が１μｍ未満である場合には、特に内燃機関から排出されるＰＭ２次粒子の粒度分布のメインピークよりも小さいため、ＰＭ２次粒子による細孔の閉塞を招き易くなり、圧損の上昇を招くため好ましくない。また、気孔の閉塞により、ＰＭと触媒の接触状態が悪化し、ＰＭ燃焼に関しても好ましくない。一方、５０μｍを超える場合には担体の強度、ＰＭの捕集率低下という問題があり、好ましくない。より好ましくは、９μｍ〜３０μｍである。
【００２８】
また、担体の気孔率は、４０％〜６０％であることが好ましい。気孔率が４０％未満である場合には、ＰＭ２次粒子による細孔の閉塞を招き易くなり、圧損の上昇を招くため好ましくない。また、気孔の閉塞により、ＰＭと触媒の接触状態が悪化し、ＰＭ燃焼に関しても好ましくない。より好ましくは、４５％〜５５％である。
【００２９】
＜触媒層＞
本実施形態に係る排ガス浄化フィルタの触媒層は、複数の球状細孔と、これら複数の球状細孔同士を連結する複数の柱状細孔と、を有する。即ち、隣接する複数の球状細孔同士が、複数の柱状細孔により連結され、ネットワーク化されている。
【００３０】
本実施形態に係る排ガス浄化フィルタにおいて、複数の球状細孔の容量と、複数の柱状細孔の容量と、の合計容量は、触媒層の重量１ｇに対して、０．０８ｍｌ〜０．２ｍｌであることが好ましい。０．０８ｍｌ未満である場合には、ＰＭ燃焼に適切な細孔の量が少ないため、ＰＭ燃焼には好ましくない。一方、０．２ｍｌを超える場合には、触媒層中の細孔容量が多くなりすぎるため、触媒層の強度が低下し、触媒が剥離するおそれがある。より好ましくは、０．１〜０．２ｍｌである。
【００３１】
本実施形態に係る排ガス浄化フィルタの触媒層は、活性触媒元素を含む。活性触媒元素としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｒｕ、及びＩｒよりなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。これらのうち、活性触媒元素としてＡｇがより好ましく用いられる。
【００３２】
また、本実施形態に係る排ガス浄化フィルタの触媒層は、サポート触媒元素を含む。サポート触媒元素は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、及びＣｅよりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素と、希土類元素及びアルカリ金属元素よりなる群から選ばれる少なくとも１種の元素と、からなる。前者の群からなる元素のうち、Ｃｅがより好ましく用いられる。
【００３３】
アルカリ金属元素は、炭酸塩や硫酸塩として用いられ、アルカリ金属元素以外は、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４のように、これら元素の酸化物をそのまま用いたり、Ｋ２ＮｉＯ４、Ｋ２ＭｎＯｘのように複合酸化物として用いるのが好ましい。また、アルミナ、シリカ等の高比表面積担体上に高分子担持して用いることもできる。
【００３４】
＜製造方法＞
本実施形態に係る排ガス浄化フィルタは、活性触媒元素及び助触媒元素を含む触媒を調製する工程と、調製した触媒に、球状の造孔剤、柱状の造孔剤、及び無機バインダを所定量添加して混合し、触媒スラリーを調製する工程と、調製した触媒スラリーに担体を浸漬させた後、引き上げて焼成することにより、球状の造孔剤及び柱状の造孔剤を燃焼消失させ、球状細孔及び柱状細孔を有する触媒層を形成する工程と、を経ることにより製造される。
【００３５】
即ち、本実施形態に係る排ガス浄化フィルタの特徴であるネットワーク細孔は、球状造孔剤と柱状造孔剤とを同時に触媒スラリーに混入させ、焼成時に消失させることにより形成される。触媒や触媒スラリーの調製方法、浸漬方法、乾燥方法、焼成方法は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。
【００３６】
球状造孔剤としては特に限定されないが、例えば、炭素粉末、木粉末、でんぷん粉末、樹脂粉末等の可燃性粉末を用いることができる。また、柱状造孔剤も特に限定されないが、炭素織維、樹脂繊維、羊毛等の可燃性繊維を用いることができる。
【００３７】
球状造孔剤の直径は、１μｍ〜３０μｍであることが好ましい。球状造孔剤の直径が１μｍ未満である場合には、ＰＭ燃焼効果が低く、３０μｍより大きい場合には、造孔剤がＤＰＦ内に進入しないためＰＭ燃焼効果が低い。より好ましくは、１μｍ〜２０μｍである。
【００３８】
柱状の造孔剤の開口面の長径は、３０μｍ以下であることが好ましい。長径が３０μｍを超える場合には、柱状細孔のサイズが大きくなってしまい、ＰＭ燃焼に適した細孔サイズではなくなるため、ＰＭ燃焼に悪影響を及ぼす。また、アスペクト比は、１０〜１０００であることが好ましい。アスペクト比が１０００を超える場合には、ＤＰＦ細孔内に進入しないため、細孔の連結率が低くなり、ＰＭ燃焼に悪影響を及ぼす。より好ましくは、１０〜１００である。
【００３９】
＜作用・効果＞
本実施形態に係る排ガス浄化フィルタ１０の作用・効果について、図１を参照しながら説明する。図１に示される通り、本実施形態に係る排ガス浄化フィルタ１０の触媒層１２中には、複数の球状細孔１１ａと、これら複数の球状細孔１１ａ同士を連結する複数の柱状細孔１１ｂとによりネットワーク化された複数の細孔１１が存在する。このため、内燃機関から排出された粒子状物質を含む排ガスがスムーズに流入でき、粒子状物質による流路の閉塞が抑制される。これにより、ＰＭの燃焼に対する細孔１１の利用率を向上させることができ、効率良くＰＭを燃焼させることができる。また、球状細孔を多量に形成する従来のものとは異なり、球状細孔１１ａ間を柱状細孔１１ｂが橋架けするような形態であり、トータルの細孔容量を抑えた構成となっている。このため、本実施形態に係る排ガス浄化フィルタ１０の触媒層１２は、十分な機械的強度を有し、触媒の剥離を抑制することができるうえ、ＰＭの堆積による圧力損失も抑制できる。
【実施例】
【００４０】
次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４１】
＜実施例１＞
［Ａｇ／ＣｅＯ２触媒の調製］
ＣｅＯ２に対するＡｇの重量が３０ｗｔ％となるように、所定量の硝酸銀を水に溶解させ、この硝酸銀水溶液とＣｅＯ２粉末とをナスフラスコに入れてロータリーエバポレータで蒸発乾固させた。これを７００℃で２時間焼成し、Ａｇ／ＣｅＯ２触媒を作製した。
【００４２】
［ハニカム担持］
上記のようにして調製したＡｇ／ＣｅＯ２触媒に対し、球状の造孔剤を触媒重量比で２５％、柱状の造孔剤を触媒重量比で２５％、及びＳｉＯ２バインダを触媒重量比で１０％となるように配合した後、所定量の水を加え、ボールミルで撹絆して触媒スラリーとした。球状の造孔剤としては、平均直径が３０μｍであり、且つ１μｍ〜１００μｍの径分布を有する球状のとうもろこしでんぷん粉末を用いた。また、球状の細孔を連結させるために、柱状の造孔剤として、平均直径が１５０ｎｍであり、且つアスペクト比が１０〜１０００である炭素繊維を用いた。
【００４３】
次いで、３００セルのＳｉＣ−ＤＰＦハニカムを用意し、上記で得られた触媒スラリーにハニカムを浸漬させた。浸漬後、ハニカムを引き上げて余分な触媒スラリーをエアーナイフで良く切った後、２００℃の乾燥工程を所定の重量になるまで繰り返し、セル内が触媒スラリー乾固物で充填されるようにした。
【００４４】
得られた触媒付きハニカムを６００℃で２時間焼成し、とうもろこしでんぷん粉末及び炭素繊維の造孔剤成分を燃焼除去させた。これにより、触媒付ＤＰＦ１Ｌ当たり３０ｇ／Ｌの触媒が充填され、ハニカムセル内において球状の細孔が柱状の細孔で連結された触媒層を有する触媒付ＤＰＦ（排ガス浄化フィルタ）を得た。
【００４５】
＜実施例２＞
触媒の調製は、実施例１と同様にして行った。ハニカムへの担持は、球状の造孔剤及び柱状の造孔剤いずれも、実施例１の２倍量を用いた以外は実施例１と同様の方法により行った。
【００４６】
＜比較例１＞
触媒の調製は、実施例１と同様にして行った。ハニカムへの担持は、球状の造孔剤及び柱状の造孔剤いずれも用いなかった以外は実施例１と同様の方法により行った。
【００４７】
＜比較例２＞
触媒の調製は、実施例１と同様にして行った。ハニカムへの担持は、柱状の造孔剤を用いなかった以外は実施例１と同様の方法により行った。
【００４８】
＜比較例３＞
触媒の調製は、実施例１と同様にして行った。ハニカムへの担持は、球状の造孔剤を用いなかった以外は実施例１と同様の方法により行った。
【００４９】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られた触媒付ＤＰＦについて、全て初期状態下で評価を実施した。
【００５０】
［ＰＭ捕集方法］
ＰＭの捕集は、ディーゼル発電機から排出される排ガスを、実施例及び比較例でそれぞれ得られた触媒付ＤＰＦに流通させることにより行った。捕集したＰＭの重量は、捕集前後の触媒付ＤＰＦの重量を測定することにより算出した。重量測定の際には、水、ハイドロカーボンの影響を除去するために、２００℃で１５ｍｉｎ、乾燥器内で保持して乾燥させてから行った。
【００５１】
［ＰＭ燃焼性能評価］
ＰＭを捕集した触媒付ＤＰＦに、Ｏ２を１０％、ＮＯｘを７００ｐｐｍ含み、Ｎ２をｂａｌａｎｃｅガスとするガスを５００℃で流通させ（ＳＶ＝５００００ｈ−１）、９０％のＰＭが燃焼するまでの時間（以下、Ｔ９０という）を指標として、触媒のＰＭ燃焼性能を評価した。目的の５００℃に到達するまでは、昇温中にＰＭが燃焼しないように、Ｎ２を流して昇温した。
【００５２】
［細孔容量測定］
実施例及び比較例で作製した触媒付ＤＰＦを所定の大きさに崩し、水銀ポロシメーターを用いて、ＤＰＦの細孔及び触媒層中の細孔分布を測定した。
【００５３】
＜評価結果＞
表１に、実施例及び比較例の触媒種、造孔剤種、造孔剤添加量、９０％ＰＭ燃焼時間（Ｔ９０）を示す。また、表２に、実施例及び比較例の造孔剤種、造孔剤によって形成された細孔容量を示す。また、表３に、実施例及び比較例の造孔剤によって形成された細孔容量、Ｔ９０を示す。
【００５４】
【表１】
0005094234.tif 000002
【００５５】
【表２】
0005094234.tif 000003
【００５６】
【表３】
0005094234.tif 000004
【００５７】
比較例１と比較例２、３とを比較すると、造孔剤を用いた比較例２、３の方が明らかに効率良くＰＭが燃焼していることが分かる。これは、ＰＭと触媒の接触性が良好となり、ＰＭの燃焼効率が向上したためであると考えられる。
【００５８】
実施例１と比較例２、３とを比較すると、比較例２又は３のように球状細孔又は柱状細孔を単独で生成させるよりも、実施例１のように球状細孔と柱状細孔とを同時に生成させた方が（図２参照）、排ガスがスムーズに流入し、ＰＭを効率的に燃焼できていることが分かる。また、ＰＭ燃焼効率は、触媒中の細孔容量によらない（表３参照）ことからも、球状細孔と柱状細孔とが同時に存在することが重要であることが分かる。
【００５９】
比較例２のＰＭ燃焼効率が実施例１より低い理由としては、図３に示すように、生成された細孔は球状細孔のみであるため、細孔の連結率が低く、ＰＭの燃焼に有効に利用される細孔の数が少ないためであると考えられる。
【００６０】
比較例３のＰＭ燃焼効率が実施例１より低い理由としては、柱状細孔はＰＭを燃焼させるのに適した形状ではないことが考えられる。柱状細孔は、その形状から、球状細孔と比較して開口部付近にＰＭが堆積し易いことから、内部の細孔は利用されず、比較例２と同様に、ＰＭ燃焼に有効に利用される細孔の数が少ないためであると考えられる。ただし、今回用いた柱状細孔生成用の炭素繊維は、同じ重量当たりの体積が大きいため（表２参照）に、連結率が高くなると考えられる。従って、柱状細孔はＰＭを燃焼させるには不向きな形状ではあるものの連結率が高いため、結果として比較例３は比較例２と同等のＰＭ燃焼効率が得られたと考えられる。
【００６１】
今回使用した球状造孔剤の直径は、１μｍ〜３０μｍ程度である。球状造孔剤の直径がこの範囲であれば、ＰＭ燃焼効率を高くできる。また、担体の気孔径が９μｍ〜３０μｍであり、担体が有する気孔径以上の細孔は原理的に生成できないことを考慮すると、その最大径よりも大きな造孔剤を用いることによる効果は小さいと考えられる。
【００６２】
柱状細孔を生成させる繊維状造孔剤は、球状細孔を連結させるという役割からも、球状細孔径よりも直径が小さいことが望ましいと考えられる。また、今回用いた炭素繊維造孔剤のアスペクト比は１０〜１０００であり、この範囲であれば、球状細孔の連結効果により、ＰＭの燃焼効率を向上できることが確認された。
【００６３】
実施例２は、造孔剤の量を実施例１の２倍量としたものであり、ＰＭの燃焼効率は実施例１と比較して更に向上していた。これは、ＰＭと触媒が接触できる細孔が増加したためであると考えられる。このことから、造孔剤の量は、触媒重量と同量まで配合しても効果があり、そのときの造孔剤によって形成された細孔の容量は、球状細孔と柱状細孔とを合わせて、触媒付ＤＰＦ１ｇ当たり０．１７ｍｌであった。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の排ガス浄化フィルタを説明するための模式図である。
【図２】本実施例の排ガス浄化フィルタを説明するための模式図である。
【図３】比較例２の排ガス浄化フィルタを説明するための模式図である。
【図４】従来の排ガス浄化フィルタを説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０、２０、３０、４０  排ガス浄化フィルタ
１１、２１、３１、４１  細孔
１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ  球状細孔
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ  柱状細孔
１２、２２、３２、４２  触媒層
１３、２３、３３、４３  担体壁
【図１】
0005094234.tif 000005
【図２】
0005094234.tif 000006
【図３】
0005094234.tif 000007
【図４】
0005094234.tif 000008