(57)【要約】  排気浄化システム１０は、エンジン２０からの排気経路の長さ（マニホールド２２の最上流部からハニカムフィルタ３０の先端部までの長さ）が１ｍ以内の位置にハニカムフィルタ３０を配置し、エンジン２０からの排気経路の長さが３ｍ以内の位置にハニカム構造体４０を配置している。ハニカムフィルタ３０は、複数の貫通孔が形成された板状部材を長手方向に積層して形成され、ペロブスカイト型の酸化物を担持している。ハニカム構造体４０は、複数の貫通孔が形成された多孔質ハニカムユニットをシール材層により接合して形成され、貴金属とＮＯｘ吸蔵剤とを担持している。この排気浄化システム１０では、ハニカムフィルタ３０により排気中の粒状物質を除去・燃焼し、ハニカム構造体４０により、ＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣを浄化する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化システムであって、
所定の担持量の第１排気浄化触媒が担持され前記排気中の粒状物質を浄化する第１浄化装置と、
所定の担持量の第２排気浄化触媒が担持され前記第１浄化装置の下流を流通する排気を浄化する第２浄化装置と、
を備え、
前記第１浄化装置は、前記内燃機関からの排気経路の長さが１ｍ以内の位置に配置されている、
排気浄化システム。
【請求項２】
前記第１浄化装置は、気孔率が６０％以上である、
請求項１に記載の排気浄化システム。
【請求項３】
前記第１浄化装置は、複数の貫通孔が形成された２以上の板状部材を該貫通孔が連通した連通孔となるように長手方向に積層して形成されているハニカムフィルタである、
請求項１又は２に記載の排気浄化システム。
【請求項４】
前記ハニカムフィルタは、一方の端面が目封じされ他方の端面が開口された連通孔と一方の端面が開口され他方の端面が目封じされた連通孔とが交互に並ぶように形成されている、
請求項３に記載の排気浄化システム。
【請求項５】
前記ハニカムフィルタは、主として無機繊維及び無機フォームから選ばれる１種以上により形成されている、
請求項３又は４に記載の排気浄化システム。
【請求項６】
前記第２浄化装置は、前記内燃機関からの排気経路の長さが３ｍ以内の位置に配置されている、
請求項１〜５のいずれかに記載の排気浄化システム。
【請求項７】
前記第２浄化装置は、複数の貫通孔が形成され該貫通孔に対し直交する面の断面積が５０ｃｍ2以下である多孔質ハニカムユニットと、２以上の前記多孔質ハニカムユニットを前記貫通孔が開口していない外面で接合するシール材層と、を備えたハニカム構造体である、
請求項１〜６のいずれかに記載の排気浄化システム。
【請求項８】
前記多孔質ハニカムユニットは、前記貫通孔に対し直交する面の断面積が５ｃｍ2以上である、
請求項７に記載の排気浄化システム。
【請求項９】
前記ハニカム構造体の断面積に対する前記多孔質ハニカムユニットの総断面積の占める割合が８５％以上である、
請求項７又は８に記載の排気浄化システム。
【請求項１０】
前記多孔質ハニカムユニットは、少なくともセラミック粒子と無機繊維とを含んでなる、
請求項７〜９のいずれかに記載の排気浄化システム。
【請求項１１】
前記第１排気浄化触媒は、ペロブスカイト構造を有する酸化物である、
請求項１〜１０のいずれかに記載の排気浄化システム。
【請求項１２】
前記第２排気浄化触媒は、酸化触媒及びＮＯｘ吸蔵剤である、
請求項１〜１１に記載の排気浄化システム。
【請求項１３】
前記第２排気浄化触媒は、貴金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選ばれた１種以上を含む、
請求項１２に記載の排気浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気浄化システムとしては、排気が流通する上流にＮＯｘ吸蔵剤（バリウムなど）と酸化触媒（白金など）とを担持した担体を配置し、下流に酸化触媒（白金など）を担持したディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦと称する）を配置したものが提案されている。例えば、特開２００２−１５３７３３号公報に記載された装置は、ＮＯｘ吸蔵剤に吸蔵されたＮＯｘを酸化して生じたＮＯ2により下流に配置したＤＰＦに捕集された粒状物質を低温で燃焼させてＤＰＦを再生すると共に、ＤＰＦに担持した酸化触媒を用いて排気に含まれるＮＯｘ、ＨＣ及びＣＯを浄化する。
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、前記公報に記載された排気浄化システムでは、下流に配置したＤＰＦで捕集された粒状物質をＮＯ2によって酸化して燃焼させる際にＮＯが生成して車外に排出されたり、粒状物質が不完全燃焼した場合にはＣＯが生成して車外に排出されたりすることがあり、排気の浄化が十分ではなかった。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、粒状物質を除去する浄化装置を容易に再生すると共に排気に含まれる複数の有害物質を浄化することができる排気浄化システムを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の排気浄化システムは、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】
すなわち、本発明の排気浄化システムは、
内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化システムであって、
所定の担持量の第１排気浄化触媒が担持され前記排気中の粒状物質を浄化する第１浄化装置と、
所定の担持量の第２排気浄化触媒が担持され前記第１浄化装置の下流を流通する排気を浄化する第２浄化装置と、
を備え、
前記第１浄化装置は、前記内燃機関からの排気経路の長さが１ｍ以内の位置に配置されているものである。
【０００７】
この排気浄化システムは、内燃機関からの排気経路の長さが１ｍ以内の位置に第１浄化装置が配置されているため、排気は排気経路（例えば排気管など）にほとんど熱を奪われずに高温のまま第１浄化装置に到達する。この結果、第１浄化装置に担持された第１排気浄化触媒は排気によって速やかに昇温されて触媒機能を十分発揮するようになり、捕集された粒状物質を燃焼しやすい。また、第１浄化装置の下流には排気を浄化する第２浄化装置が配置されているため、内燃機関の燃焼により生成した有害物質（ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯなど）や第１浄化装置に捕集された粒状物質の一部が不完全燃焼して生成した有害物質（ＣＯなど）を浄化可能である。したがって、第１浄化装置を容易に再生すると共に複数の有害物質を浄化することができる。ここで、「内燃機関からの排気経路の長さ」とは、排気が流通する最上流部から第１浄化装置の先端部までの長さをいう。また、「所定の担持量」は、排気に含まれる有害物質を十分に浄化可能な担持量としてもよい。
【０００８】
本発明の排気浄化システムにおいて、前記第１浄化装置は、気孔率が６０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが最も好ましい。気孔率が６０％未満では第１浄化装置に捕集された粒状物質と第１浄化装置に担持された第１排気浄化触媒とが接触しにくいため、粒状物質を効率よく燃焼するには好ましくない。また、前記第１浄化装置は、気孔率が９５％以下であることが好ましい。気孔率が９５％を超えると第１浄化装置の壁を構成する材料が少なくなり強度が低下するため好ましくない。
【０００９】
本発明の排気浄化システムにおいて、前記第１浄化装置は、複数の貫通孔が形成された２以上の板状部材を該貫通孔が連通した連通孔となるように長手方向に積層して形成されているハニカムフィルタとしてもよい。こうすれば、粒状物質の燃焼熱により第１浄化装置の長手方向に温度差が生じて熱応力がかかったとしても、積層された板状部材同士の間でその応力を緩和するため、長手方向に一体成形されたものに比べ熱応力による損傷が生じにくい。このとき、前記ハニカムフィルタは、前記複数の貫通孔の端面で交互に目封じされていてもよい。
【００１０】
本発明の排気浄化システムにおいて、前記ハニカムフィルタは、主として無機繊維及び無機フォームから選ばれる１種以上により形成されていてもよい。こうすれば、無機繊維及び無機フォームを利用して気孔率が６０％以上（特に７５％以上）のフィルタを比較的容易に実現することができる。この無機繊維としては、例えば金属繊維、セラミック繊維などが挙げられる。このうち、金属繊維としては、例えば銅、鉄（クロム系ステンレス、クロムニッケル系ステンレスなど）及びアルミニウムなどから選ばれる１種以上の繊維が挙げられ、セラミック繊維としては、例えばアルミナ、シリカ、シリカアルミナ及びチタン酸カリウムなどの酸化物系繊維、炭化珪素などの炭化物系繊維などから選ばれる１種以上の繊維が挙げられる。無機フォームとしては、例えば金属フォームやセラミックフォームなどが挙げられ、このうち強度が高いことから金属フォームが好ましい。金属フォームとしては、例えば銅、鉄（クロム系ステンレス、クロムニッケル系ステンレスなど）及びアルミニウムなどから選ばれる１種以上のフォームが挙げられ、セラミックフォームとしては、例えばコージェライト、アルミナ、ムライト、シリカ、炭化珪素及びチタン酸アルミニウムなどから選ばれる１種以上のフォームが挙げられる。
【００１１】
本発明の排気浄化システムにおいて、前記第２浄化装置は、前記内燃機関からの排気経路の長さが３ｍ以内の位置に配置されてもよい。こうすれば、排気は排気経路（例えば排気管など）にあまり熱を奪われずに第２浄化装置に到達するため、排気の熱を利用して第２浄化装置に担持された第２排気浄化触媒を機能させ、排気に含まれる複数の有害物質を浄化しやすい。
【００１２】
本発明の排気浄化システムにおいて、前記第２浄化装置は、複数の貫通孔が形成され該貫通孔に対し直交する面の断面積が５０ｃｍ2以下である多孔質ハニカムユニットと、２以上の前記多孔質ハニカムユニットを前記貫通孔が開口していない外面で接合するシール材層と、を備えたハニカム構造体でもよい。こうすれば、複数の多孔質ハニカムユニットがシール材層を介して接合した構造をとるため、熱衝撃や振動に対する強度を高めることができる。このとき、多孔質ハニカムユニットの大きさは、貫通孔に対し直交する断面の面積が５０ｃｍ2を超えると、ユニットの大きさが大きすぎ、それぞれのハニカムユニットに発生する熱応力を十分に抑えることできないため好ましくない。また、貫通孔に対し直交する面の断面積が５ｃｍ2以上であることが好ましい。この断面積が５ｃｍ2未満では、複数の多孔質ハニカムユニットを接合するシール材層の断面積が大きくなるので、触媒を担持する比表面積が相対的に小さくなったり、圧力損失が大きくなったりするため好ましくない。ここで、多孔質ハニカムユニットの断面積とは、ハニカム構造体が断面積の異なる複数の多孔質ハニカムユニットを含むときには、ハニカム構造体を構成する基本ユニットとなっている多孔質ハニカムユニットの断面積をいい、通常、多孔質ハニカムユニットの断面積が最大のものをいう。また、ハニカム構造体の断面積に対する多孔質ハニカムユニットの総断面積の占める割合が８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。この割合が８５％未満ではハニカム構造体の断面積に対するシール材層の総断面積が大きくなり多孔質ハニカムユニットの総断面積が減るので、触媒を担持する比表面積が相対的に小さくなったり、圧力損失が大きくなったりするため好ましくない。
【００１３】
本発明の排気浄化システムにおいて、前記多孔質ハニカムユニットは、少なくともセラミック粒子と無機繊維とを含んでなるものでもよい。こうすれば、排気浄化触媒を高分散させると共に熱衝撃や振動に対する強度を高めたハニカム構造体を比較的容易に実現することができる。ここで、セラミック粒子としては、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、セリア及びムライトなどから選ばれる１種以上の粒子が挙げられ、このうちアルミナが好ましい。また、ハニカム構造体に含まれる無機繊維としては、上記ハニカムフィルタで説明した無機繊維としてもよく、このうちシリカアルミナ繊維が好ましい。また、ハニカム構造体は、原料として、更に無機バインダを含むものとしてもよい。こうすれば、比較的低温で焼成しても十分な強度が得られる。ハニカム構造体に含まれる無機バインダとしては、例えば無機ゾルや粘土系バインダなどが挙げられる。このうち、無機ゾルとしては、例えばアルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾル及び水ガラスなどから選ばれる１種以上の無機ゾルが挙げられる。粘土系バインダとしては、例えば白土、カオリン、モンモリロナイト、複鎖構造型粘土（セピオライト、アタパルジャイト）などから選ばれる１種以上の粘土系バインダが挙げられる。これらのうち無機バインダとしては、シリカゾルが好ましい。
【００１４】
本発明の排気浄化システムにおいて、前記第１浄化装置に担持された第１排気浄化触媒としては、粒状物質の燃焼エネルギを下げる酸化触媒であることが好ましく、例えば貴金属、酸化物などから選ばれた１種以上の酸化触媒が挙げられる。このうち、貴金属としては、例えば白金、パラジウム及びロジウムなどから選ばれる１種以上が挙げられ、酸化物としては、ＣｅＯ2やペロブスカイト構造を有するものなどが挙げられる。これらのうち、ペロブスカイト構造を有する酸化物であることが好ましい。触媒として用いられる白金などの貴金属は非常に高価であり、限られた貴重な資源であるため、その使用はできる限り少ない方が好ましいからである。ペロブスカイト構造を有する酸化物としては、例えばペロブスカイト構造（一般式ＡＢＯ3）のＡサイトがＬａ、Ｙ及びＣｅなどから選ばれる１種又は２種以上の元素であり、このうちＬａが好ましく、一般式のＢサイトがＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＭｎなどから選ばれる１種又は２種以上の元素であるものなどが挙げられる。なお、例えばＬａ0.75Ｋ0.25ＣｏＯ3などのようにＡサイトの元素の一部をＫ、Ｓｒ及びＡｇなどに置換してもよい。
【００１５】
本発明の排気浄化システムにおいて、前記第２浄化装置に担持された第２排気浄化触媒としては、排気に含まれる有害物質（ＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣなど）を浄化可能な酸化触媒及びＮＯｘ吸蔵剤であることが好ましい。このうち、酸化触媒としては、例えば貴金属などが挙げられ、ＮＯｘ吸蔵剤としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属からなる群より選ばれた１種以上などが挙げられる。ここで、貴金属としては、例えば白金、パラジウム及びロジウムから選ばれる１種以上が挙げられ、アルカリ金属としては、例えばカリウム、ナトリウムなどから選ばれる１種以上が挙げられ、アルカリ土類金属としては、例えばバリウムなどが挙げられる。
【００１６】
なお、本明細書で使用した各物性値は以下のようにして求めた。すなわち、無機繊維の平均径は、ＪＩＳ  Ａ９５０４を参考にしてＳＥＭにより求めた。また、無機繊維の長さも、ＳＥＭにより求めた。但し、ＳＥＭの代わりに光学顕微鏡やレーザ顕微鏡を用いてもよい。また、γアルミナ、α型炭化珪素粉末の平均粒径は、ＭＡＬＶＥＲＮ製マスターサイザーマイクロを用いてレーザ回折散乱法により求めた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の排気浄化システム１０の構成の概要を表す図である。
【図２】本実施形態のハニカムフィルタ３０の説明図である。
【図３】本実施形態のハニカムフィルタ３０の説明図である。
【図４】本実施形態のハニカム構造体４０の説明図である。
【図５】本実施形態のハニカムフィルタ３０による粒状物質の浄化の模式図である。
【図６】本実施形態のハニカム構造体による有害物質の浄化の模式図である。
【図７】別の実施形態の排気浄化システム５０の構成の概要を表す図である。
【図８】別の実施形態のハニカムフィルタ１３０の説明図である。
【図９】別の実施形態のハニカム構造体１４０の説明図である。
【図１０】排気浄化測定装置６０の説明図である。
【図１１】１０・１５モード排気測定試験の測定条件の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。
図１は、本実施形態の排気浄化システム１０の構成の概略図である。排気浄化システム１０は、エンジン２０に接続され燃料を燃焼した排気が流通するマニホールド２２と、マニホールド２２に接続された第１ケーシング３８と、第１排気浄化触媒が担持され第１ケーシング３８内にアルミナマット２３を介して保持された第１浄化装置としてのハニカムフィルタ３０と、第１ケーシング３８に接続され排気が流通する排気管２４と、排気管２４に接続された第２ケーシング４８と、第２排気浄化触媒が担持され第２ケーシング４８内にアルミナマット２５を介して保持された第２浄化装置としてのハニカム構造体４０とにより構成され、車両（自動車）に搭載されている。この排気浄化システム１０では、ハニカムフィルタ３０は、図１に示すように、エンジン２０からの排気経路の長さが１ｍ以内、つまり排気が流通するマニホールド２２の最上流部からハニカムフィルタ３０の先端部までの排気経路の長さが１ｍ以内の位置に配置されている。また、ハニカム構造体４０は、排気が流通するマニホールド２２の最上流部からハニカム構造体４０の先端部までの排気経路の長さが３ｍ以内の位置に配置されている。【００１９】
エンジン２０は、軽油などの炭化水素系の燃料をピストンにより圧縮した空気に噴射することにより燃焼させて駆動力を生じるディーゼルエンジン（内燃機関）として構成されている。エンジン２０からの排気には窒素酸化物（ＮＯｘ）、炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）が含まれると共に燃料に含まれる炭素などから発生する粒状物質（以下ＰＭと称する）が含まれる。【００２０】
ハニカムフィルタ３０は、エンジン２０の排気に含まれるＰＭを除去するフィルタである。図２はハニカムフィルタ３０の説明図であり、（ａ）はハニカムフィルタ３０の斜視図、（ｂ）は端部板状部材３４の斜視図、（ｃ）は板状部材３１の斜視図であり、図３は、ハニカムフィルタ３０及び第１ケーシング３８の説明図である。このハニカムフィルタ３０は、図２及び図３に示すように、複数の貫通孔３２が形成された２以上の円板状で無機繊維製の板状部材３１をこの貫通孔３２が連通して連通孔３６（図５参照）を形成するように長手方向に積層している。そして、その両端部に金属製の端部板状部材３４を配置し、この積層方向に圧力をかけて第１ケーシング３８内に固定して形成されている。ハニカムフィルタ３０は、この端部板状部材３４により、長手方向に沿って並列する複数の連通孔３６の端面で交互に目封じされている。このため、排気は、ハニカムフィルタ３０のうち上流側が開口している連通孔３６に流入し、そのあと壁部３３を通過して下流側が開口している連通孔３６へと移動し、その連通孔３２を通ってハニカムフィルタ３０から流出していく。このとき、排気に含まれるＰＭは、排気が壁部３３を通過するときに捕集される。また、ハニカムフィルタ３０の端面にはハニカムフィルタ３０の内面に比べて排気による熱や圧力が大きくかかることがあるが、端部板状部材３４が金属製であるため、ハニカムフィルタ３０の損傷を防ぐことができる。なお、板状部材３１及び端部板状部材３４の厚さは、０．１〜２０ｍｍであることが好ましい。また、この端部板状部材３４は、板状部材３１を積層した両端にそれぞれ１枚ずつ配置してもよいし、数枚ずつ配置してもよい。また、ここでは端部板状部材３４を金属により形成したが、板状部材３１と同じ材質で形成してもよいし、板状部材３１に使用可能な材質（後述する種々の材質）で形成してもよいし、どのような材質で形成してもよい。このとき、端部板状部材３４は、板状部材３１よりも高い強度を有するものであることが好ましい。特に板状部材３１が金属で形成されている場合は、悪条件下で使用してもハニカムフィルタ３０の損傷を防止しやすい。【００２１】
このハニカムフィルタ３０は、気孔率が７５〜９５％で形成されている。この範囲で、ＰＭを効率よく燃焼することができ、十分な強度を有するものとなる。また、このハニカムフィルタ３０の見掛け密度は、０．０５〜１．００ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、０．１０〜０．５０ｇ／ｃｍ3であることがより好ましい。【００２２】
ハニカムフィルタ３０に形成される貫通孔３２の断面の大きさは、１．４ｍｍ×１．４ｍｍ〜１６ｍｍ×１６ｍｍであることが好ましい。貫通孔３２同士の間の壁部３３の厚さ（壁厚）は、０．２〜１０．０ｍｍの範囲が好ましく、０．３〜６．０ｍｍがより好ましい。壁厚が０．２ｍｍ未満ではＰＭもれが起こるなど捕集効率が低下し、１０．０ｍｍを超えると、排気が壁部３３を通過しにくくなり圧力損失が大きくなるためである。また、単位断面積あたりの貫通孔３２の数（セル密度）は、０．１６〜６２個／ｃｍ2（１．０〜４００ｃｐｓｉ）が好ましく、０．６２〜３１個／ｃｍ2（４〜２００ｃｐｓｉ）がより好ましい。貫通孔の数が０．１６個／ｃｍ2未満では、ハニカムフィルタ３０内部の排気と接触する壁の面積が小さくなり、６２個／ｃｍ2を超えると、圧力損失も高くなるし、ハニカムフィルタ３０の作製が困難になるためである。なお、貫通孔３２の形状は、矩形であってもよいし、三角形や六角形であってもよい。【００２３】
ハニカムフィルタ３０の板状部材３１は、主として無機繊維により形成されている。この無機繊維としては、例えば金属繊維、セラミック繊維などが挙げられる。このうち、金属繊維としては、例えば銅、鉄（クロム系ステンレス、クロムニッケル系ステンレスなど）及びアルミニウムなどから選ばれる１種以上の繊維が挙げられ、セラミック繊維としては、例えばアルミナ、シリカ、シリカアルミナ及びチタン酸カリウムなどの酸化物系繊維や窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化硼素及び窒化チタンなどの窒化物系繊維、炭化珪素などの炭化物系繊維などから選ばれる１種以上の繊維が挙げられる。無機繊維の長さは、０．１〜３００μｍが好ましく０．５〜５０μｍがより好ましく、無機繊維の径は、１〜３０μｍが好ましく、２〜１０μｍがより好ましい。また、この板状部材３１は、無機繊維を結合する無機バインダを含んでいる。無機バインダとしては、例えば、珪酸ガラス、珪酸アルカリガラス及びホウ珪酸ガラスなどの無機ガラスや、アルミナゾル、シリカゾル、チタニアゾルなどのゾルから選ばれる１種以上のバインダが挙げられる。このハニカムフィルタ３０に含まれる無機バインダの量は、ハニカムフィルタ３０に含まれる固形分として、５〜５０重量％が好ましく、１０〜４０重量％がより好ましい。バインダの含有量が５重量％未満ではハニカムフィルタ３０の強度が低くなり、５０重量％を超えると高い気孔率を有するものを作製しにくくなる。【００２４】
板状部材３１に含まれる無機繊維は、貫通孔３２の形成方向に対して垂直な面に沿って多く配向している。このため、排気に含まれるＰＭが入り込み壁部３３の一方から他方に排気が通過可能な空間が形成されやすく、初期の圧力損失を低減できると共に排気に含まれるＰＭを壁部３３の内部まで侵入させて捕集することができる。【００２５】
また、板状部材３１は、無機繊維に加えて無機粒子を含んで形成してもよい。この無機粒子としては、金属粒子やセラミック粒子などが挙げられる。このうち、金属粒子としては、例えば金属シリコン、アルミニウム、鉄（クロム系ステンレス、クロムニッケル系ステンレスなど）及びチタンなどから選ばれる１種以上の粒子が挙げられる。また、セラミック粒子としては、例えばアルミナ、シリカ、シリカアルミナ、ジルコニア、コージェライト及びムライトなどの酸化物系の粒子や窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化硼素及び窒化チタンなどの窒化物系の粒子や炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル及び炭化タングステンなどの炭化物系の粒子などから選ばれる１種以上の粒子が挙げられる。【００２６】
ハニカムフィルタ３０には、第１排気浄化触媒としてペロブスカイト構造を有するＬａＣｏＯ3が担持されている。この第１排気浄化触媒の担持量は、ハニカムフィルタ３０の単位体積当たりの第１排気浄化触媒の重量が１０〜１００ｇ／Ｌであることが好ましい。ここで、第１排気浄化触媒を担持したハニカムフィルタ３０は、原料である無機繊維に第１排気浄化触媒を担持して作製してもよいし、板状部材３１及び端部板状部材３４に第１排気浄化触媒を担持して作製してもよいし、ハニカムフィルタ３０を作製したのちに第１排気浄化触媒を担持して作製してもよい。【００２７】
ここで、上述した無機繊維を含む板状部材３１の代わりに主として無機フォームで形成した板状部材３１を積層してハニカムフィルタ３０を作製してもよい。この無機フォームとしては、例えばセラミックフォームや金属フォームであってもよく、このうち強度が高いことから金属フォームが好ましい。セラミックフォームとしては、例えば、アルミナフォーム、シリカフォーム及び炭化珪素フォームなどから選ばれる１種以上のフォームが挙げられ、金属フォームとしては、例えば銅、鉄（ステンレスなど）及びアルミニウムなどから選ばれる１種以上のフォームが挙げられる。この無機フォームで形成したハニカムフィルタ３０の気孔率は、７５〜９５％（より好ましくは８０〜９５％）であることが好ましい。【００２８】
次に、ハニカム構造体４０について図４に基づいて説明する。ハニカム構造体４０は、エンジン２０の排気に含まれるＮＯｘを吸蔵して浄化するＮＯｘ吸蔵還元型触媒（以下ＮＳＣ（NOx Storage Catalyst）と称する）として構成されている。図４は、ハニカム構造体４０の説明図であり、（ａ）は多孔質ハニカムユニット４１の斜視図、（ｂ）はハニカム構造体４０の斜視図である。このハニカム構造体４０は、複数の貫通孔４２が形成された２以上の多孔質ハニカムユニット４１の貫通孔４２が開口していない外面４４でシール材層４５により接合されているものである。この多孔質ハニカムユニット４１は、セラミック粒子と無機繊維と無機バインダとを含んで形成されている。また、図４（ｂ）に示すように、このハニカム構造体４０は、シール材層４５で接合された２以上の多孔質ハニカムユニット４１のうち貫通孔４２が開口していない外周面を覆うコーティング材層４６を備えている。【００２９】
多孔質ハニカムユニット４１は、貫通孔４２に対して直交する面の断面が正方形に形成されており、この多孔質ハニカムユニット４１を複数接合したハニカム構造体４０は、外形が円柱状に形成されている。なお、多孔質ハニカムユニット４１の形状は、例えば貫通孔４２に対して直交する面の断面が長方形や六角形や扇状のものであってもよいし、ハニカム構造体４０の形状は、例えば貫通孔４２に対して直交する面の断面が角柱状又は楕円柱状のものであってもよい。【００３０】
多孔質ハニカムユニット４１に形成される貫通孔４２は、断面が正方形に形成されている。なお、断面を三角形や六角形としてもよい。貫通孔１２同士の間の壁厚は、０．０５〜０．３５ｍｍの範囲が好ましく、０．１０〜０．３０ｍｍがより好ましく、０．１５〜０．２５ｍｍが最も好ましい。壁厚が０．０５ｍｍ未満では多孔質ハニカムユニット４１の強度が低下し、０．３５ｍｍを超えると、排ガスとの接触面積が小さくなるため、触媒性能が低下することがある。また、単位断面積あたりの貫通孔の数は、１５．５〜１８６個／ｃｍ2（１００〜１２００ｃｐｓｉ）が好ましく、４６．５〜１７０．５個／ｃｍ2（３００〜１１００ｃｐｓｉ）がより好ましく、６２．０〜１５５個／ｃｍ2（４００〜１０００ｃｐｓｉ）が最も好ましい。貫通孔の数が１５．５個／ｃｍ2未満では、多孔質ハニカムユニット内部の排ガスと接触する壁の面積が小さくなり、１８６個／ｃｍ2を超えると、圧力損失も高くなるし、多孔質ハニカムユニットの作製が困難になるためである。【００３１】
多孔質ハニカムユニット４１の大きさとしては、ユニットの断面積が５〜５０ｃｍ2で形成するのが好ましく、６〜４０ｃｍ2で形成するのがより好ましく、８〜３０ｃｍ2で形成することが最も最も好ましい。この範囲では、ハニカム構造体４０の単位体積あたりの比表面積を大きく保つことができ、第２排気浄化触媒を高分散させることが可能となるとともに、熱衝撃や振動などの外力が加わってもハニカム構造体としての形状を保持することができる。また、ハニカム構造体４０の断面積に対する多孔質ハニカムユニット４１の総断面積の占める割合が８５％以上であることが好ましい。この割合が８５％未満では、第２排気浄化触媒を担持する比表面積が相対的に小さくなったり、圧力損失が大きくなったりしてしまうため好ましくない。【００３２】
多孔質ハニカムユニット４１は、セラミック粒子としてアルミナ粒子、無機繊維としてシリカアルミナ繊維及び無機バインダとしてシリカゾルを用いている。このセラミック粒子、無機繊維及び無機バインダは、上記ハニカムフィルタ３０で説明したものの中から選択してもよい。なお、無機バインダを用いずに多孔質ハニカムユニット４１を作製することができるが、無機バインダを用いる方が低い焼成温度でも十分な強度を得ることができる。【００３３】
多孔質ハニカムユニット４１に含まれるセラミック粒子の量は、３０〜９７重量％が好ましく、３０〜９０重量％がより好ましく、４０〜８０重量％が更に好ましく、５０〜７５重量％が最も好ましい。セラミック粒子の含有量が３０重量％未満では比表面積向上に寄与するセラミック粒子の量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体としての比表面積が小さく排気浄化触媒を担持する際に排気浄化触媒を高分散させることができなくなり、９０重量％を超えると強度向上に寄与する無機繊維や無機バインダの量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体の強度が低下する。【００３４】
多孔質ハニカムユニット４１に含まれる無機繊維の量は、３〜７０重量％が好ましく、３〜５０重量％がより好ましく、５〜４０重量％が更に好ましく、８〜３０重量％が最も好ましい。無機繊維の含有量が３重量％未満ではハニカム構造体の強度が低下し、７０重量％を超えると比表面積向上に寄与するセラミック粒子の量が相対的に少なくなるため、ハニカム構造体としての比表面積が小さく排気浄化触媒を担持する際に排気浄化触媒を高分散させることができなくなる。また、無機繊維のアスペクト比の平均値は、２〜１０００であることが好ましく、５〜８００であることがより好ましく、１０〜５００であることが最も好ましい。無機繊維のアスペクト比が２未満ではハニカム構造体の強度が低くなることがあり、１０００を超えると成型時に成型用金型に目詰まりなどを起こし成型性が悪くなることがある。【００３５】
多孔質ハニカムユニット４１に含まれる無機バインダの量は、多孔質ハニカムユニット４１に含まれる固形分として、５０重量％以下が好ましく、５〜５０重量％がより好ましく、１０〜４０重量％が更に好ましく、１５〜３５重量％が最も好ましい。無機バインダの含有量が５０重量％を超えると成型性が悪くなる。【００３６】
ハニカム構造体４０には、酸化触媒としての白金とＮＯｘ吸蔵剤としてのバリウムとが第２排気浄化触媒として担持されている。この第２排気浄化触媒の担持量は、ハニカム構造体４０の単位体積当たりの第２排気浄化触媒の重量で、白金が１〜５ｇ／Ｌであることが好ましく、バリウムが０．１〜１ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。【００３７】
ここで、ハニカム構造体４０は、セラミック粒子と無機繊維とを含むものとしたが、所定粒径のセラミック粒子と所定粒径よりも大きな粒径をもつセラミック粒子とを含むものとしてもよい。また、更に無機バインダを含むものとしてもよい。こうしても、排気浄化触媒を高分散させると共に熱衝撃や振動に対する強度を高めることができる。これらのセラミック粒子や無機バインダは、上述したものの中から選択してもよい。このとき、大きな粒径をもつセラミック粒子は、所定の粒径の５倍以上の粒径であることが好ましく、所定の粒径の１０〜３０倍の粒径であることがより好ましい。また、大きな粒径をもつセラミック粒子の粒径は、１０〜６０μｍが好ましく、２０〜５０μｍがより好ましい。１０μｍ未満では、ハニカム構造体４０の強度を十分高めることができず、６０μｍを超えると成型時に成型用金型に目詰まりなどを起こしやすくなり成型性が悪くなることがある。また、６０μｍを超えると、粒子同士の接触点が減りハニカム構造体４０の強度が弱くなることがある。ここで、所定粒径や所定粒径よりも大きな粒径に分布があるときには、その平均値としてもよい。また、所定粒径よりも大きな粒径をもつセラミック粒子は、上述した所定粒径のセラミック粒子と異なる種類のものを選択してもよいし、所定粒径のセラミック粒子と同種であって形状が異なるものや物性が異なるもの（例えば結晶形が異なり融解温度が異なるものなど）を選択してもよい。【００３８】
次に、本実施形態の排気浄化システム１０の作用について図５及び図６を用いて説明する。図５は、ハニカムフィルタ３０によるＰＭの浄化の模式図であり、図６は、ハニカム構造体４０による排気に含まれる有害物質の浄化の模式図であり、（ａ）はハニカム構造体４０の模式図、（ｂ）はＮＯｘ吸蔵時の模式図、（ｃ）はＮＯｘ放出時の模式図である。まず、エンジン２０を始動させる。すると、エンジン２０は、ピストンにより圧縮した空気に燃料を噴射して燃焼させ、駆動力を生じさせる。このとき、ＰＭ、ＮＯｘ、ＨＣ及びＣＯを含んだ排気がエンジン２０からマニホールド２２に排出されハニカムフィルタ３０に流入する。ハニカムフィルタ３０の壁部３３にはＰＭが入り込む空間が形成されており、排気に含まれるＰＭを排気浄化触媒３７が担持された壁部３３の内部まで侵入させて捕集する。ここで、ハニカムフィルタ３０に含まれる無機繊維３５が貫通孔３２の形成方向に対して垂直な面に沿って多く配向していると、より深い壁部３３の内部にＰＭが侵入して捕集できると考えられる。また、ハニカムフィルタ３０はエンジン２０から１ｍの位置に配置されており、排気は排気経路（例えば排気管など）にほとんど熱を奪われずに高温のままハニカムフィルタ３０に到達する。この結果、ハニカムフィルタ３０に担持された第１排気浄化触媒は排気によって速やかに昇温されて触媒機能を十分発揮する温度、特にＰＭを燃焼しやすい温度（例えば４００℃以上）になる。特に、ハニカムフィルタ３０は気孔率が８０％以上と大きく熱容量が小さいため、排気により速やかに昇温される。このとき、ハニカムフィルタ３０の壁部３３の内部に担持された排気浄化触媒３７にＰＭが接触すると、このＰＭが速やかに燃焼する。この結果、ハニカムフィルタ３０は、ＰＭが堆積しにくく、強制的な再生（過剰量の燃料噴射など）を行う頻度が少なくなる。なお、ＰＭの燃焼によりそのほとんどが二酸化炭素（ＣＯ2）となるが、一部不完全燃焼によってＣＯが生成することがある。【００３９】
そして、ハニカムフィルタ３０によりＰＭが除去された排気は、ハニカムフィルタ３０の下流に配置されたハニカム構造体４０に流入する（図６参照）。この排気には、ＮＯｘ（主にＮＯ）、ＨＣ及びＣＯが含まれる。このＣＯには、ＰＭの不完全燃焼により生じたものも含まれている。このハニカム構造体４０は、エンジン２０から３ｍの位置に配置されており、排気は排気経路（例えば排気管２４など）にあまり熱を奪われずにハニカム構造体４０に到達するため、ハニカム構造体４０に担持された第２排気浄化触媒は、排気によって昇温されて触媒機能を発揮する温度（例えば２００℃以上）になる。そして、空燃比がリーンのときには、排気に含まれるＮＯｘをＮＯ3+としてＮＯｘ吸蔵剤（バリウム）に吸蔵する（図６（ｂ））。一方、空燃比がリッチのときには、吸蔵されたＮＯ3+により酸化触媒（白金）がＨＣ及びＣＯを窒素（Ｎ2）、水（Ｈ2Ｏ）及び二酸化炭素（ＣＯ2）に浄化する（図６（ｃ））。このようにして、排気に含まれる有害物質（ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯなど）やハニカムフィルタ３０に捕集された粒状物質の燃焼により生成した有害物質（ＣＯなど）を浄化する。【００４０】
続いて、無機繊維、セラミックフォーム及び金属フォームをそれぞれ用いたハニカムフィルタ３０の製造方法及びセラミック粒子と無機繊維と無機バインダとを用いたハニカム構造体４０の製造方法の一例を以下説明する。【００４１】
１．ハニカムフィルタ３０の製造方法
（１）ハニカムフィルタ３０を無機繊維を用いて製造する方法の一例を説明する。水１Ｌに対し無機繊維（アルミナ繊維など）を５〜１００ｇの割合で分散させ無機バインダ（シリカゾルなど）を無機繊維１００重量部に対して１０〜４０重量部、有機バインダ（アクリル樹脂など）を１〜１０重量部の割合で添加し、更に、必要により硫酸アルミニウムなどの凝結剤、ポリアクリルアミドなどの凝集剤を少量添加し十分撹拌して抄造用スラリーを調製する。抄造用スラリーを所定形状の孔（正方形など）が互いに所定間隔で形成された孔あきメッシュにより抄き、得られたものを１００〜２００℃で乾燥することにより図２（ｃ）に示した板状部材３１を作製する。この無機繊維を含む板状部材３１は、圧力をかけることにより弾性変形可能であるため、必要に応じて圧縮して気孔率と厚さとを調節する。ここで、例えば金型を利用して押出成形によりハニカムフィルタ３０を一体成形する場合は、無機繊維は押出し方向（貫通孔３２の形成方向）に多く配向するが、この抄造工程で作製すると、図２に示すように、無機繊維が貫通孔３２の形成方向に対し垂直な面に沿ってより多く配向する。このため、無機繊維の配向する方向に壁部３３の内部にＰＭが入り込み排気が壁部３３の一方から他方に流通可能な空間が形成されやすく、壁部３３を排気が流通しやすくなる。次に、貫通孔３２の両端が交互に目封じされるように所定形状の孔を金属板に形成して端部板状部材３４を作製する（図２（ｂ）参照）。【００４２】
続いて、板状部材３１に第１排気浄化触媒を担持させる。まず、第１排気浄化触媒を含む溶液（例えばスラリーやゾル）を調製し、この溶液に板状部材３１を浸漬したのち、引き上げ、貫通孔３２などに残った余分な溶液を吸引によって取り除く。そして、８０〜２００℃で乾燥させ、５００〜７００℃で焼成を行うことにより第１排気浄化触媒が担持された板状部材３１を得ることができる。ここで、第１排気浄化触媒を含む溶液は、排気浄化触媒のスラリーとしてもよいし第１排気浄化触媒が担持された酸化物（アルミナなど）のスラリーとしてもよい。第１排気浄化触媒の種類や組み合わせは、使用目的に応じて適宜選択し、第１排気浄化触媒の担持量は、選択した触媒の種類や組み合わせなどに応じて十分排気を浄化可能な量を適宜選択する。最後に、板状部材３１及び端部板状部材３４を物理的に積層させてハニカムフィルタ３０を作製する。図３に示すように、金属製の第１ケーシング３８に端部板状部材３４を貫通孔３２が連通した連通孔３６を形成するように数枚積層して挿入したのち板状部材３１を同様に所定枚数（例えば１０〜２００枚）積層して挿入し、更に端部板状部材３４を数枚挿入して積層された方向にプレスにより圧力をかけて圧着し、押さえ金具を設置して固定することによりハニカムフィルタ３０を作製する。なお、積層された端部板状部材３４同士を接着剤を用いて接着固定してもよい。また、説明の便宜のため図３の第１ケーシング３８は、中空の円柱状である第１ケーシング３８を上下にカットした下側の部分だけを示している。【００４３】
（２）次に、ハニカムフィルタ３０をセラミックフォームを用いて製造する方法の一例を説明する。主にセラミック材料（例えばコージェライト、アルミナ、ムライト、炭化珪素及びチタン酸アルミニウムなど）からなる高気孔率セラミックフォーム板（例えばブリジストン製のセラミックフォームなど）に切削加工により貫通孔３２を形成し、上記（１）で述べた形状の板状部材３１を作製する。そして、得られた複数枚の板状部材３１に上記（１）で述べた方法で第１排気浄化触媒を担持し、上記（１）で述べた方法で積層させてハニカムフィルタ３０を作製する。なお、端部板状部材３４は、上記（１）で述べた金属製のものを使用する。【００４４】
（３）次に、ハニカムフィルタ３０を金属フォームを用いて製造する方法の一例を説明する。主に金属からなる高気孔率金属板（例えば住友電気工業製、セルメットなど）にレーザ加工により貫通孔３２を形成し、上記（１）で述べた形状の板状部材３１を作製する。そして、得られた複数枚の板状部材３１に上記（１）で述べた方法で第１排気浄化触媒を担持し、上記（１）で述べた方法で積層させてハニカムフィルタ３０を作製する。金属フォームにより形成された板状部材３１は、圧力をかけることにより変形可能であるため、必要に応じて圧縮して気孔率と厚さとを調節する。なお、端部板状部材３４は、上記（１）で述べた金属製のものを使用する。【００４５】
２．ハニカム構造体４０の製造方法
次に、上述した本発明のハニカム構造体４０の製造方法の一例について説明する。まず、セラミック粒子としてのアルミナ粒子、無機繊維としてのシリカアルミナ繊維及び無機バインダとしてのシリカゾルを混合して原料ペーストを調製する。原料ペーストには、これらのほかに有機バインダ、分散媒及び成形助剤を成形性にあわせて適宜加えてもよい。有機バインダとしては、例えばメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂から選ばれる１種以上の有機バインダが挙げられる。有機バインダの配合量は、アルミナ粒子、シリカアルミナ繊維及びシリカゾルの合計１００重量部に対して、１〜１０重量％が好ましい。分散媒としては、例えば水、有機溶媒（ベンゼンなど）及びアルコール（メタノールなど）などが挙げられる。成形助剤としては、例えばエチレングリコール、デキストリン、脂肪酸、脂肪酸石鹸及びポリアルコールなどが挙げられる。原料の混合は、ミキサーやアトライタなどを用いてもよく、ニーダーなどで十分に混練してもよい。原料ペーストを成型する方法は、例えば押出成形などによって貫通孔を有する形状に成形する。【００４６】
次に、得られた成形体を乾燥する。乾燥機は、例えばマイクロ波乾燥機、熱風乾燥機などを用いる。また、有機バインダなどを添加したときには、脱脂することが好ましい。脱脂条件は、成形体に含まれる有機物の種類や量によって適宜選択するが、おおよそ４００℃、２ｈｒが好ましい。次に、乾燥及び脱脂した成形体を６００〜１０００℃で焼成する。焼成温度が６００℃未満ではセラミック粒子などの焼結が進行せずハニカム構造体としての強度が低くなり、１０００℃を超えるとセラミック粒子などの焼結が進行しすぎて単位体積あたりの比表面積が小さくなり、担持させる排気浄化触媒を十分に高分散させることができなくなるためである。これらの工程を経て複数の貫通孔を有する多孔質ハニカムユニット４１を得る。【００４７】
次に、得られた多孔質ハニカムユニット４１にシール材層となるシール材ペーストを塗布して多孔質ハニカムユニット４１を順次接合させ、その後乾燥・固化させて、ハニカムユニット接合体を作製する。シール材としては、例えば無機バインダにセラミック粒子を混ぜたものや、無機バインダに無機繊維を混ぜたものや、無機バインダにセラミック粒子及び無機繊維を混ぜたものなどを用いることができる。また、これらのシール材に有機バインダを加えてもよい。有機バインダとしては、例えばポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース及びカルボキシメチルセルロースなどから選ばれる１種以上の有機バインダが挙げられる。多孔質ハニカムユニットを接合させるシール材層の厚さは、０．５〜２ｍｍが好ましい。シール材層の厚さが０．５ｍｍ未満では十分な接合強度が得られないため好ましくない。また、２ｍｍを超えるとハニカム構造体の単位体積あたりの比表面積が低下するため好ましくない。これは、シール材層は触媒担体として機能しない部分だからである。また、シール材層の厚さが２ｍｍを超えると、圧力損失が大きくなることがあるためである。なお、接合させる多孔質ハニカムユニットの数は、使用するハニカム構造体の大きさに合わせて適宜決めればよい。次に、ハニカムユニット接合体をハニカム構造体の大きさとなるように適宜切断・研磨などを行い、貫通孔が開口していない外周面（側面）にコーティング材を塗布して乾燥・固化させてコーティング材層を形成させる。こうすれば、外周面を保護して強度を高めることができる。コーティング材は、シール材と同様の組成及び配合比としてもよいし、異なる組成及び配合比としてもよい。コーティング材層の厚みは、０．１〜２ｍｍであることが好ましい。そして、この接合体を仮焼してハニカム担体（触媒を担持する前のハニカム構造体をいう）とする。仮焼する条
件は、含まれる有機物の種類や量によって適宜決めてもよいが、おおよそ７００℃で２ｈｒが好ましい。【００４８】
続いて、得られたハニカム担体に第２排気浄化触媒を担持させる。ここでは、酸化触媒としての白金とＮＯｘ吸蔵剤としてのバリウムとを担持する。まず、第２排気浄化触媒を含む溶液（例えばスラリーやゾル）を調製し、この溶液にハニカム担体を浸漬したのち、引き上げ、貫通孔４２などに残った余分な溶液を吸引によって取り除く。そして、８０〜２００℃で乾燥させ、５００〜７００℃で焼成を行うことにより第２排気浄化触媒が担持されたハニカム構造体４０を得ることができる。ここで、第２排気浄化触媒を含む溶液は、第２排気浄化触媒のスラリーとしてもよいし第２排気浄化触媒が担持された酸化物（アルミナなど）のスラリーとしてもよい。また、数種類の第２排気浄化触媒を担持させるときには、ハニカム担体を第２排気浄化触媒の溶液に浸漬させ焼成する工程をそれぞれの第２排気浄化触媒について繰り返し行ってもよい。第２排気浄化触媒の担持量は、その種類や組み合わせなどにより適宜選択する。なお、第２排気浄化触媒の担持は、ハニカム担体を作成した後に行ってもよいし、原料のセラミック粒子の段階で行ってもよい。【００４９】
以上詳述した本実施形態の排気浄化システム１０では、ハニカムフィルタ３０に担持された第１排気浄化触媒３７が排気によって速やかに昇温されて十分触媒機能を発揮するようになり、しかも気孔率が７５％以上でありＰＭと接触しやすいため、多くのＰＭを効率よく燃焼する。したがって、ハニカムフィルタ３０を容易に再生することができる。また、排気浄化触媒が担持された壁表面でのみＰＭを捕集する場合に比べ、第１排気浄化触媒が担持された壁部３３内部でＰＭを捕集するため、ＰＭと第１排気浄化触媒３７との接触確率を高めＰＭの燃焼効率を高めることができる。更にまた、ＰＭの燃焼熱によりハニカムフィルタ３０の長手方向に温度差が生じて熱応力がかかったとしても、積層された板状部材３２同士の間でその応力を緩和するため、長手方向に一体成形されたものに比べ熱応力による損傷が生じにくい。そして、ハニカムフィルタ３０は、気孔率が大きく熱容量が小さいため、速やかに温度が上昇しＰＭを燃焼可能とすることができる。そしてまた、ハニカムフィルタ３０に担持された第１排気浄化触媒３７は、ペロブスカイト構造を有する酸化物であるため、希少元素である貴金属（白金など）の使用量を低減させてＰＭを燃焼させることができる。【００５０】
また、ハニカム構造体４０は、エンジン２０からの排気経路の長さが３ｍ以内の位置に配置していることから、排気は排気管２４などにあまり熱を奪われずにハニカム構造体４０に到達するため、排気の熱を利用してハニカム構造体４０に担持された第２排気浄化触媒を機能させ、排気に含まれる複数の有害物質を浄化しやすい。更に、ハニカム構造体４０は、複数の多孔質ハニカムユニット４１がシール材層４５を介して接合した構造をとるため、排気浄化触媒を高分散させると共に熱衝撃や振動に対する高い強度を有する。【００５１】
更に、排気浄化システム１０では、上流側に配置されたハニカムフィルタ３０でＰＭが不完全燃焼して生成したＣＯも下流側に配置されたハニカム構造体４０で浄化されるため、ハニカム構造体４０の下流に更に有害物質を浄化する触媒担体などを配置しなくてもよい。【００５２】
なお、本発明は上述した実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。【００５３】
例えば、上述した実施形態では、ハニカムフィルタ３０を保持した第１ケーシング３８をマニホールド２２に接続した排気浄化システム１０としたが、図７に示すように、マニホールド２２の内部にハニカムフィルタ３０を配置した排気浄化システム４０としてもよい。【００５４】
また、上述した実施形態では、ハニカムフィルタ３０は、複数の貫通孔３２が形成された２以上の円板状の板状部材３１をこの貫通孔３２が連通するように長手方向に積層したものとしたが、一体成形により貫通孔を有する円柱状に成形し、貫通孔の端面を交互に目封じしたハニカムフィルタとしてもよい。また、図８に示すように、貫通孔１３２を有する角柱状のハニカムユニット１３１を成形し貫通孔１３２の端面を目封じ部１３３で交互に目封じしシール材層１３５により外面１３４で接合させ外形を円柱状に加工したハニカムフィルタ１３０としてもよい。【００５５】
更に、上述した実施形態では、ハニカム構造体４０は、複数の貫通孔４２が形成された２以上の多孔質ハニカムユニット４１の外面４４でシール材層４５により接合されているものとしたが、図９に示すように、貫通孔１４２を有する円柱状に一体成形したハニカム構造体１４０としてもよい。また、複数の貫通孔が形成された２以上の円板状の板状部材をこの貫通孔が連通するように長手方向に積層したハニカム構造体としてもよい。こうしても、ハニカム構造体により複数の有害物質を浄化することができる。【００５６】
更にまた、上述した実施形態では、排気浄化システム１０を自動車に搭載したが、例えば、列車、船舶、航空機などに搭載してもよいし、エンジン２０を用いた発電機などに適用してもよい。
【実施例】
【００５７】
［実験例１］
以下には、ハニカムフィルタ３０及びハニカム構造体４０を用いた排気浄化システム１０の例（実験例１）について説明する。【００５８】
・ハニカムフィルタ３０（ＤＰＦ−Ａ）の作製方法
無機繊維としてアルミナ繊維（平均径５μｍ、平均長さ３００μｍ）を含むハニカムフィルタ３０を作製した。水１Ｌに対しアルミナ繊維を１０ｇの割合で分散させシリカゾルをアルミナ繊維に対して５重量％、アクリル樹脂を３重量％の割合で添加し、更に、硫酸アルミニウム、ポリアクリルアミドを少量添加し十分撹拌して抄造用スラリーを調製した。この抄造用スラリーを正方形の孔が互いに所定間隔で形成された孔あきメッシュにより抄き、得られたものを１５０℃で乾燥し、直径１４３．８ｍｍ、厚さ１ｍｍ、貫通孔の大きさが４．５ｍｍ角、壁部３３の厚さ２ｍｍ、セル密度２．４個／ｃｍ2（１５．２ｃｐｓｉ）の板状部材３１を作製した。また、直径１４３．８ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのニッケルクロム系ステンレス製の金属板に貫通孔３２の両端が交互に目封じされるように貫通孔３２を形成した端部板状部材３４を作製した。【００５９】
次に、０．０１ｍｏｌのＬａ（ＮＯ3）3・６Ｈ2Ｏ、０．０１ｍｏｌのＣｏ（ＯＣＯＣＨ3）2・４Ｈ2Ｏ、０．０２４ｍｏｌのＣ6Ｈ8Ｏ7・Ｈ2Ｏ（クエン酸）を２０ｍｌのエタノール溶媒中で混合撹拌し、ＬａＣｏＯ3前駆体ゾルを調製した。このゾルに板状部材３１を浸漬させ、引き上げたのち余分なゾルを吸引によって取り除き、１００℃で乾燥させ、６００℃で１ｈ焼成した。排気浄化触媒の担持量は、ハニカムフィルタ３０の単位体積当たりの排気浄化触媒の重量で３０ｇ／Ｌ（ハニカムフィルタに対するＬａＣｏＯ3の重量で７２ｇ）であった。この排気浄化触媒の担持量は、ハニカムフィルタの重量増加から確認した。なお、Ｘ線回折測定により、ＬａＣｏＯ3のペロブスカイト構造が確認された。【００６０】
次に、金属製のケーシング３８に端部板状部材３４を貫通孔３２が連通するように３枚積層して挿入したのち板状部材３１を同様に１５０枚積層して挿入し、更に端部板状部材３４を３枚挿入して積層された方向にプレスにより圧力をかけて圧着し、押さえ金具を設置して固定することにより図３に示すハニカムフィルタ３０を得た（ＤＰＦ−Ａ）。得られたハニカムフィルタ３０（ＤＰＦ−Ａ）の気孔率は８０％であった。なお、気孔率は、後述の式１を用いて算出した。このＤＰＦ−Ａの構造、主たる構成材料、白金担持量、気孔率及びユニット面積割合（ハニカム構造体の断面積に対する多孔質ハニカムユニットの総断面積の占める割合）などの各数値等をまとめたものを表１に示す。この表１には後述するＤＰＦ−Ｂ〜Ｃ及びＮＳＣ−Ｄ〜Ｆに関する内容もまとめて示す。【００６１】
表１
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【００６２】
・ハニカム構造体４０（ＮＳＣ−Ｄ）の作製方法
まず、γアルミナ粒子（平均粒径２μｍ）４０重量％、シリカ−アルミナ繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１００μｍ、アスペクト比１０）１０重量％、シリカゾル（固体濃度３０重量％）５０重量％を混合し、得られた混合物１００重量部に対して有機バインダとしてメチルセルロース６重量部、可塑剤及び潤滑剤を少量加えて更に混合・混練して混合組成物を得た。次に、この混合組成物を長手方向に沿って並列する複数の貫通孔が形成された角柱状に押出成形機により押出成形を行い、生の成形体を得た。そして、マイクロ波乾燥機及び熱風乾燥機を用いて生の成形体を十分乾燥させ、４００℃で２ｈ保持して脱脂した。その後、８００℃で２ｈ保持して焼成を行い、角柱状（３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍ）、セル密度が９３個／ｃｍ2（６００ｃｐｓｉ）、壁厚が０．２ｍｍ、セル形状が四角形（正方形）の多孔質ハニカムユニット４１を得た。次に、γアルミナ粒子（平均粒径２μｍ）２９重量％、シリカ−アルミナ繊維（平均繊維径１０μｍ、平均繊維長１００μｍ）７重量％、シリカゾル（固体濃度３０重量％）３４重量％、カルボキシメチルセルロース５重量％及び水２５重量％を混合しシール材ペーストを調製した。このシール材ペーストの厚さが１ｍｍになるように多孔質ハニカムユニットの外面１３に塗布して多孔質ハニカムユニット４１を接合させ、接合体を得た。そして、この接合体の正面が略点対称になるように円柱状にダイヤモンドカッターを用いて切断し、貫通孔を有しない円形の外表面に上述のシール材ペーストを０．５ｍｍ厚となるように塗布し外表面をコーティングした。その後、１２０℃で乾燥を行い、７００℃で２ｈ保持してシール材層及びコーティング材層の脱脂を行い、円柱状（直径１４３．８ｍｍφ×高さ１５０ｍｍ）のハニカム担体を得た。【００６３】
得られたハニカム担体にバリウム及び白金を担持した。まず、０．５ｍｏｌ／Ｌの硝酸バリウム溶液を調製した。次に、バリウムの担持量がハニカム構造体の単位体積当たりのバリウムのモル数で０．３ｍｏｌ／Ｌとなるようにこの硝酸バリウム水溶液をハニカム構造体に吸水させ、２５０℃で１５分間乾燥し、５００℃で３０分焼成した。次に、０．２５ｍｏｌ／Ｌの硝酸白金溶液を調製した。白金の担持量がハニカム構造体の単位体積当たりの白金の重量で２．０ｇ／Ｌ（ハニカム構造体に対する白金の重量で４．８ｇ）となるようにこの硝酸白金水溶液をハニカム担体に吸水させ、６００℃で１ｈ焼成した。こうして図４に示すＮＯｘ吸蔵還元型触媒としてのハニカム構造体４０（ＮＳＣ−Ｄ）を得た。得られたハニカム構造体４０（ＮＳＣ−Ｄ）の気孔率は６０％であり、ハニカム構造体４０（ＮＳＣ−Ｄ）の単位体積当たりの比表面積は３９２７０ｍ2／Ｌであり、ユニット面積割合は、９３．５％であった。なお、単位体積当たりの比表面積は、後述の式２を用いて算出した。【００６４】
続いて、エンジン２０からの長さ（マニホールド２２の最上流部からＤＰＦ−Ａの先端部までの排気経路の長さをいう。以下同じ。）が１ｍの位置にＤＰＦ−Ａを配置し、エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＮＳＣ−Ｄを配置した。これを実験例１とした。なお、エンジン２０は２．０Ｌのディーゼルエンジンとした。この実験例１のエンジン２０からのＤＰＦ及びＮＳＣのエンジン２０からの長さ、白金担持量をまとめたものを表２に示す。なお、この表２には後述する実験例２〜１１に関する内容もまとめて示す。また、後述のＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ及びＰＭの浄化率、ＰＭの再生率、１０・１５モード測定中のＤＰＦの最高温度及び排気が最高温度となってからＤＰＦが最高温度になるまで要した時間もまとめて示す。【００６５】
表２
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【００６６】
［実験例２］
次に、ハニカムフィルタ１３０及びハニカム構造体１４０を用いた排気浄化システム１０の例（実験例２）について説明する。【００６７】
・ハニカムフィルタ１３０（ＤＰＦ−Ｂ）の作製方法
α型炭化珪素粉末（平均粒径１０μｍ）７０００重量部と、α型炭化珪素粉末（平均粒径０．５μｍ）３０００重量部と、造孔剤としてのアクリル粒子１０００重量部と、水３７００重量部とを混合し、更に有機バインダとしてのメチルセルロース２０００重量部と、可塑剤としてのグリセリン３００重量部と、潤滑剤（商品名ユニルーブ；日本油脂社製）６６０重量部を加えて混練して坏土を得た。この坏土を長手方向に沿って並列する複数の貫通孔が形成された角柱状になるように押出成形して生の成形体を得た。次に、得られた生の成形体をマイクロ波乾燥機により乾燥し、複数の貫通孔につき、一方の端面が目封じされ他方の端面が開口された貫通孔と一方の端面が開口され他方の端面が目封じされた貫通孔とが交互に並ぶように上記坏土を用いて目封じした。そして、空気中４００℃、３ｈで脱脂し常圧のアルゴン雰囲気下で２２００℃、３ｈで焼成を行うことにより３４．３ｍｍ×３４．３ｍｍ×１５０ｍｍで、壁部３３の厚さ０．３ｍｍ、セル密度４６．５個／ｃｍ2（３００ｃｐｓｉ）の炭化珪素からなる焼成体を作製した。次に、この焼成体の外面１３にシール材ペーストを厚み１ｍｍで塗布して複数の焼成体を１２０℃で乾燥・固化させたシール材層２６により接合させ、ダイヤモンドカッターなどを用いて円柱状（直径１４３．８ｍｍφ×高さ１５０ｍｍ）とした。この円柱状のものに、貫通孔１２が開口していない外周面をコーティング材ペーストにより厚み０．５ｍｍでコーティング材層２７を形成し、１２０℃で１ｈ乾燥する工程によりフィルタ担体（触媒を担持する前のハニカムフィルタをいう）を得た。ここで、シール材ペーストは、アルミナ繊維（繊維長２０μｍ）３０重量％、炭化珪素粒子（平均粒径０．６μｍ）２１重量％、シリカゾル（ゾル中のシリカ含有率が３０重量％）１５重量％、カルボキシメチルセルロース５．６重量％、水２８．４重量％の組成のものを用いた。また、コーティング材ペーストは、シリカ−アルミナ繊維（繊維長５〜１００μｍ）２３．３重量％、炭化珪素粒子（平均粒径０．３μｍ）３０．２重量％、シリカゾル（ゾル中のシリカ含有率が３０重量％）７重量％、カルボキシメチルセルロース０．５重量％、水３９重量％の組成のものを用いた。得られたハニカムフィルタ担体を上述したＤＰＦ−Ａと同様の方法で担持量が３０ｇ／ＬとなるようにＬａＣｏＯ3を担持し、図８に示すハニカムフィルタ１３０（ＤＰＦ−Ｂ）を得た。得られたハニカムフィルタ１３０（ＤＰＦ−Ｂ）の気孔率は６０％であり、ハニカムフィルタ１３０（ＤＰＦ−Ｂ）の断面積に対する焼成体の総断面積の占める割合（ユニット面積割合）は、９３．５％であった。【００６８】
・ハニカム構造体１４０（ＮＳＣ−Ｅ）の作製方法
市販のコージェライト担体を用意した。このコージェライト担体は、直径１４３．８ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、貫通孔の大きさが４．５ｍｍ角、壁部３３の厚さ２ｍｍ、セル密度２．４個／ｃｍ2（１５．２ｃｐｓｉ）であった。γアルミナ粉末（平均粒径２μｍ）１００重量部を水２００重量部に混合し、硝酸２０重量部を加えてウォッシュコート用スラリーを調製した。このスラリーにコージェライト担体を浸漬させ、引き上げたのち余分なスラリーを取り除き、２５０℃で１５分間乾燥させた。アルミナの担持量は、ハニカム構造体の単位体積当たりの重量で１２０ｇ／Ｌであった。次に、０．５ｍｏｌ／Ｌの硝酸バリウム溶液を調製し、バリウムの担持量がハニカム構造体の単位体積当たりのバリウムのモル数で０．３ｍｏｌ／Ｌとなるようにこの硝酸バリウム水溶液をコージェライト担体に吸水させ、２５０℃で１５分間乾燥し、５００℃で３０分焼成した。次に、０．２５ｍｏｌ／Ｌの硝酸白金溶液を調製した。白金の担持量がハニカム構造体の単位体積当たりの白金の重量で５．０ｇ／Ｌ（ハニカム構造体に対する白金の重量で１２ｇ）となるようにこの硝酸白金水溶液をハニカム担体に吸水させ、６００℃で１ｈ焼成した。こうして図９に示すＮＯｘ吸蔵還元型触媒としてのハニカム構造体１４０（ＮＳＣ−Ｅ）を得た。得られたハニカム構造体１４０（ＮＳＣ−Ｅ）の単位体積当たりの比表面積は２５０００ｍ2／Ｌであった。【００６９】
エンジン２０からの長さが１ｍの位置にＤＰＦ−Ｂを配置し、エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＮＳＣ−Ｅを配置したものを実験例２とした。エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＮＳＣ−Ｄを配置し、エンジン２０からの長さが３．２ｍの位置にＤＰＦ−Ａを配置した。これを実験例２とした。【００７０】
次に、ハニカムフィルタ３０及びハニカム構造体４０を用いた排気浄化システム１０の例（実験例３，６，９）について説明する。【００７１】
［実験例３，６，９］
実験例３，６，９は、実験例１と同じＤＰＦ−Ａ及びＮＳＣ−Ｄを用いた。エンジン２０からの長さが１ｍの位置にＤＰＦ−Ａサンプルを配置し、エンジン２０からの長さが１．２ｍの位置にＮＳＣ−Ｄサンプルを配置したものを実験例３とした。エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＮＳＣ−Ｄを配置し、エンジン２０からの長さが３．２ｍの位置にＤＰＦ−Ａを配置したものを実験例６とした。エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＤＰＦ−Ａサンプルを配置し、エンジン２０からの長さが３．２ｍの位置にＮＳＣ−Ｄサンプルを配置したものを実験例９とした。【００７２】
［実験例４］
次に、ハニカムフィルタ３０及びハニカム構造体１４０を用いた排気浄化システム１０の例（実験例４）について説明する。【００７３】
・ハニカム構造体１４０（ＮＳＣ−Ｆ）の作製方法
上述したＮＳＣ−Ｅと同様の市販のコージェライト担体を用意し、上述したＮＳＣ−Ｅと同様の方法でこのコージェライト担体にバリウムの担持量がハニカム構造体の単位体積当たりのバリウムで０．３ｍｏｌ／Ｌ、白金の担持量がハニカム構造体の単位体積当たりの白金の重量で２．０ｇ／Ｌ（ハニカム構造体に対する白金の重量で４．８ｇ）となるように担持して図９に示すＮＯｘ吸蔵還元型触媒としてのハニカム構造体（ＮＳＣ−Ｆ）を得た。得られたハニカム構造体１４０（ＮＳＣ−Ｆ）の単位体積当たりの比表面積は２５０００ｍ2／Ｌであった。実験例４は、ＤＰＦ−Ａ及びＮＳＣ−Ｆを用いた。エンジン２０からの長さが１ｍの位置にＤＰＦ−Ａサンプルを配置し、エンジン２０からの長さが３．０ｍの位置にＮＳＣ−Ｆサンプルを配置したものを実験例４とした。【００７４】
［実験例５］
次に、ハニカムフィルタ１３０及びハニカム構造体１４０を用いた排気浄化システム１０の例（実験例５）について説明する。この実験例５は、ＤＰＦ−Ｂ及びＮＳＣ−Ｆを用いた。エンジン２０からの長さが１ｍの位置にＤＰＦ−Ｂサンプルを配置し、エンジン２０からの長さが３．０ｍの位置にＮＳＣ−Ｆサンプルを配置したものを実験例５とした。【００７５】
［実験例７，１０］
次に、ハニカムフィルタ１３０及びハニカム構造体４０を用いた排気浄化システム１０の例（実験例７，１０）について説明する。【００７６】
・ハニカムフィルタ１３０（ＤＰＦ−Ｃ）の作製方法
上述したＤＰＦ−Ｂと同様に炭化珪素からなるフィルタ担体を作成した。次に、γアルミナ粉末（平均粒径２μｍ）１００重量部を水２００重量部に混合し、硝酸２０重量部を加えてスラリーを調製し、このスラリーにフィルタ担体を浸漬させ、引き上げたのち余分なスラリーを取り除き、２５０℃で１５分間乾燥させた。アルミナの担持量は、ハニカムフィルタの単位体積当たりの重量で１２０ｇ／Ｌであった。次に、０．２５ｍｏｌ／Ｌの硝酸白金水溶液を調製した。次に、白金の担持量がハニカムフィルタの単位体積当たりの排気浄化触媒の重量で２．０ｇ／Ｌ（ハニカム構造体に対する白金の重量で４．８ｇ）となるようにこの硝酸白金水溶液をフィルタ担体に吸水させ、６００℃で１ｈ焼成し、図８に示すハニカムフィルタ１３０（ＤＰＦ−Ｃ）を得た。得られたハニカムフィルタ１３０（ＤＰＦ−Ｃ）の気孔率は６０％であり、ハニカムフィルタ１３０（ＤＰＦ−Ｃ）の断面積に対する焼成体の総断面積の占める割合（ユニット面積割合）は、９３．５％であった。【００７７】
実験例７，１０は、ＤＰＦ−Ｃ及びＮＳＣ−Ｄを用いた。エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＮＳＣ−Ｄを配置し、エンジン２０からの長さが３．２ｍの位置にＤＰＦ−Ｃを配置したものを実験例７とした。また、エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＤＰＦ−Ｃを配置し、エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＮＳＣ−Ｄを配置したものを実験例１０とした。【００７８】
［実験例８，１１］
次に、ハニカムフィルタ１３０及びハニカム構造体１４０を用いた排気浄化システム１０の例（実験例８，１１）について説明する。実験例８，１１は、ＤＰＦ−Ｃ及びＮＳＣ−Ｅを用いた。エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＮＳＣ−Ｅを配置し、エンジン２０からの長さが３．２ｍの位置にＤＰＦ−Ｃを配置したものを実験例８とした。また、エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＤＰＦ−Ｃを配置し、エンジン２０からの長さが３ｍの位置にＮＳＣ−Ｅを配置したものを実験例１１とした。【００７９】
［気孔率測定］
ＤＰＦ−Ａ〜Ｃ及びＮＳＣ−Ｄの気孔率測定を行った。気孔率は、ハニカムフィルタの乾燥重量Ｇ（ｇ）、ハニカムフィルタの外形の体積Ｖ（ｃｍ3）、貫通孔の体積Ｋ（ｃｍ3）及び、ハニカムフィルタ３０を構成する材料の真密度Ｄ（ｇ／ｃｍ3）を測定し、次式
（１）から求めた。
気孔率％＝１００×（１−Ｇ／（（Ｖ−Ｋ）×Ｄ））…式（１）【００８０】
［比表面積測定］
ＮＳＣ−Ｄ〜Ｆの比表面積測定を行った。まず多孔質ハニカムユニット及びシール材の体積を実測し、ハニカム構造体の体積に対しユニットの材料が占める割合Ａ（体積％）を計算した。次に多孔質ハニカムユニットの単位重量あたりのＢＥＴ比表面積Ｂ（ｍ2／ｇ）を測定した。ＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ測定装置（島津製作所製Micromeriticsフロー
ソーブII−２３００）を用いて、日本工業規格で定められるＪＩＳ−Ｒ−１６２６（１９９６）に準じて１点法により測定した。測定には、円柱形状の小片（直径１５ｍｍφ×高さ１５ｍｍ）に切り出したサンプルを用いた。そして、多孔質ハニカムユニットの見掛け密度Ｃ（ｇ／Ｌ）を多孔質ハニカムユニットの重量と外形の体積から計算し、ハニカム構造体の比表面積Ｓ（ｍ2／Ｌ）を、次式（２）から求めた。なお、ここでのハニカム構造体の比表面積は、ハニカム構造体の見掛け体積あたりの比表面積のことをいう。
Ｓ（ｍ2／Ｌ）＝（Ａ／１００）×Ｂ×Ｃ；式（２）【００８１】
［排気の浄化率測定］
実験例１〜１１の排気の浄化率測定を行った。この測定は、図１０に示した排気浄化測定装置６０を用いて行った。排気浄化測定装置６０は、ハニカムフィルタ３０及びハニカム構造体４０を備えた排気浄化システム１０と、ハニカムフィルタ３０を流通する前の排気をサンプリングするガスサンプラー６１と、ハニカム構造体４０を流通した後の排気をサンプリングするガスサンプラー６２と、排気に含まれる有害物質の濃度を分析するガス分析計６３と、熱電対によりハニカムフィルタ３０の温度を測定する温度測定器６４と、ハニカムフィルタ３０の下流でＰＭの量を測定するＰＭカウンタ６５とにより構成されている。次に、測定手順を説明する。まず、上述した実験例１〜１１にエンジン２０からの排気を流通させた。この測定では、図１１に示したディーゼル自動車の１０・１５モード排出ガス測定方法に準じたサイクルを３回行うようにエンジン２０を運転した。そして、ガスサンプラー６１，６２によってサンプリングされた排気に含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度をガス分析計２９によって測定した。浄化率は、ＤＰＦ及びＮＳＣに接触する前の排気に含まれる濃度Ｃ０と、ＤＰＦ及びＮＳＣに接触した後の排気に含まれる濃度をＣｉとを用いて次式（３）より計算した。また、測定前と測定後のハニカムフィルタの重量の変化からＰＭの捕集率を測定した。ＰＭカウンタ６５（ＴＳＩ社製凝集粒子カウンタ３０２２Ａ−Ｓ）を用いて、ハニカムフィルタ３０で捕集できずに下流に排出されたＰＭ量をＰＭ粒子数から把握したところ、捕集率は全ての実験例で１００％であった。この試験で生成するＰＭの全生成量を予め調べたところ３．５ｇであった。よって、ＰＭの全生成量に対するＰＭの堆積量（測定前と測定後の重量の差）から再生率を算出した。また、排気温度を予め調べたところ、１５モードの１２０ｓで排気が最高温度となることがわかった。そして、温度測定器６４によりハニカムフィルタの温度を経時変化を測定し、ハニカムフィルタが最高温度になるまでの１２０ｓからの時間を求めた。
浄化率（％）＝（Ｃ０−Ｃｉ）／Ｃ０×１００；式（３）【００８２】
［測定結果］
実験例１〜１１のＤＰＦ及びＮＳＣの配置、白金担持量、ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘの浄化率、ＰＭの捕集率、ＤＰＦの再生率、１０・１５モード測定中のＤＰＦの最大温度、排気が最高温度となってからＤＰＦが最高温度になるまで要した時間をまとめたものを表２に示す。実験例１〜３は、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ及びＰＭの浄化率が９０％以上を示すと共に再生率が５０％以上と高かった。再生率が高い理由は、最高温度が高く、最高温度になるまでの時間が短いことから、ＤＰＦに担持された触媒が十分に作用する温度になりやすいためであると推察された。特に実施例１及び３のＤＰＦは、白金担持量が少なくても容易に再生できた。一方、実験例６〜１１では、実験例１〜３に比べて再生率が低かった。実験例６〜８のＮＳＣ及びＤＰＦの配置（特許文献１の構成に相当する）では、ＮＯ及びＣＯの浄化率が低かった。これは、ＮＯ2がＰＭを燃焼する際にＮＯが生成して排出され、ＰＭが不完全燃焼を起こしＣＯが生成して排出されるためであると推察された。これらの結果から、エンジン２０から排気経路の長さが１ｍ以内の位置にＤＰＦを配置し、エンジン２０から排気経路の長さが３ｍ以内の位置にＮＳＣを配置すると、ＰＭが燃焼しやすくなり、ハニカムフィルタを容易に再生すると共に複数の有害物質（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ及びＰＭ）を浄化できることがわかった。特に、ＤＰＦでは、ＤＰＦ−ＡがＰＭを燃焼して再生しやすく、ＮＳＣでは、ＮＳＣ−Ｄが少ない白金担持量で有害物質を浄化できることがわかった。【００８３】
本発明は、２００４年８月３１日に出願された日本国特許出願２００４−２５２８８９号を優先権主張の基礎としており、その内容のすべてが編入される。
【産業上の利用の可能性】
【００８４】
本発明の排気浄化システムは、内燃機関を搭載した動力機や車両などに関連する産業において利用可能であり、例えば自動車産業、自動二輪車産業などにおいて利用可能である。
【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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【国際調査報告】
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