JP2004154768A - 排ガス浄化フィルタ及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタ及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】外周壁２１と，外周壁２１の内側においてハニカム状に設けられた隔壁２２と，隔壁２２により仕切られていると共に両端面２４１，２４２に貫通してなる複数のセル２３とを備えたセラミックハニカム構造体２を有する排ガス浄化フィルタ１。セラミックハニカム構造体２の両端面２４１，２４２は，外周壁２１の内側面２１１からセル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線３を設けたとき，仮想線３よりも外側の外周領域２５を９０％以上栓材４によって閉塞してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は，内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集して排ガスの浄化を行う排ガス浄化フィルタ及びその製造方法に関する。
従来より，内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集して排ガスの浄化を行う排ガス浄化フィルタとして，セラミックハニカム構造体を有する排ガス浄化フィルタがある。
上記セラミックハニカム構造体は，外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを有する。
上記排ガス浄化フィルタの浄化効率を高めるべく，上記隔壁はより薄くかつ気孔率を高くすることが望まれる。ところが，隔壁を薄く，気孔率を高くすると，上記セラミックハニカム構造体の機械的強度が低下する。そのため，触媒を付与する際や内燃機関に取り付ける際などに，上記セラミックハニカム構造体の端部に欠けが生じ易くなるという問題がある。
これに対し，外周部付近のセルに，栓材を充填したセラミックハニカム構造体が提案されている（例えば，特許文献１，２参照）。
しかしながら，上記従来のセラミックハニカム構造体においては，上記栓材を充填する外周領域の範囲について何ら規定されていない。上記栓材を充填する外周領域の範囲が大きすぎると，排ガスの濾過面積が小さくなると共に圧力損失が増大するという問題がある。一方，上記栓材を充填する上記外周領域が小さすぎると，セラミックハニカム構造体の強度を確保することができない。
それ故，単に外周部付近に栓材を充填しただけでは，強度が高く，かつ浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを得ることは困難である。
特公昭６３−１２６５８号公報 特開平７−２４６３４１号公報
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタ及びその製造方法を提供しようとするものである。
第１の発明は，外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを備えたセラミックハニカム構造体を有する排ガス浄化フィルタにおいて，
上記セラミックハニカム構造体の両端面は，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線を設けたとき，該仮想線よりも外側の外周領域を９０％以上栓材によって閉塞してなることを特徴とする排ガス浄化フィルタにある（請求項１）。
次に，本発明の作用効果につき説明する。
上記セラミックハニカム構造体は，上述のごとく，両端面における上記外周領域を９０％以上栓材によって閉塞してなる。
そのため，上記セラミックハニカム構造体の両端面の外周部が補強される。そして，上記仮想線が，上記外周壁の内側面からセル１ピッチの１．０倍以上の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げたものであるため，上記栓材を詰める上記外周領域の幅がセル１ピッチの１．０倍以上となる。それ故，上記セラミックハニカム構造体の強度を充分に確保することができる。これにより，上記排ガス浄化フィルタの製造時，取り扱い時等における欠けの発生を防止することができる。
また，上記仮想線が，上記外周壁の内側面からセル１ピッチの３．０倍以下の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げたものであるため，上記栓材を詰める上記外周領域の幅がセル１ピッチの３．０倍以下となる。それ故，排ガス浄化フィルタにおいて，排ガスを通すことができない上記外周領域の面積を充分に小さくすることができる。これにより，排ガスの濾過面積を確保することができると共に，排ガスの圧力損失を抑制することができる。そのため，浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを得ることができる。
以上のごとく，本発明によれば，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを得ることができる。
第２の発明は，外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを有するセラミックハニカム構造体を成形する成形工程と，
該セラミックハニカム構造体の端面全体にマスクテープを貼付するマスキング工程と，
上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線を設け，少なくとも該仮想線が通るセル及び該仮想線よりも外側のセルの開口部に貼付されたマスクテープに穴明けを施す穴明け工程と，
その後，栓材ペーストに上記端面をディッピングして，上記マスクテープにより閉塞されているセル以外のセルの開口部に栓材を形成して，上記仮想線よりも外側の外周領域を，９０％以上栓材によって閉塞する栓詰め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にある（請求項９）。
本製造方法によれば，上記セラミックハニカム構造体における上記外周領域に，栓材を容易かつ確実に形成することができる。
従って，上記第２の発明によれば，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを容易かつ確実に製造することができる。
第３の発明は，外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを有するセラミックハニカム構造体を成形する成形工程と，
該セラミックハニカム構造体の端面に，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線を設け，該仮想線よりも内側の中央領域にマスクテープを貼付するマスキング工程と，
栓材ペーストに上記端面をディッピングして，上記マスクテープにより閉塞されているセル以外のセルの開口部に栓材を形成して，上記仮想線よりも外側の外周領域を，９０％以上栓材によって閉塞する栓詰め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にある（請求項１１）。
本製造方法によれば，上記外周領域にはマスクテープを貼付しないため，該マスクテープに穴明けを行うことなく，外周領域に栓材を形成することができる。そのため，工数を削減することができ，排ガス浄化フィルタを容易に製造することができると共に，製造コストを削減することができる。
第４の発明は，外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを有するセラミックハニカム構造体を成形する成形工程と，
該セラミックハニカム構造体の端面全体にマスクテープを貼付するマスキング工程と，
上記端面に，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線を設け，該仮想線よりも外側の外周領域に貼付されたマスクテープを切除するカッティング工程と，
栓材ペーストに上記端面をディッピングして，上記マスクテープにより閉塞されているセル以外のセルの開口部に栓材を形成して，上記仮想線よりも外側の外周領域を，９０％以上栓材によって閉塞する栓詰め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にある（請求項１３）。
本製造方法によれば，上記セラミックハニカム構造体の端面にマスクテープを貼付する際，厳密な位置合せをする必要がないため，貼付作業が容易である。それ故，上記第４の発明によれば，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを容易に製造することができる。
第５の発明は，外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを有するセラミックハニカム構造体を成形する成形工程と，
該セラミックハニカム構造体の端面全体にマスクテープを貼付するマスキング工程と，
上記端面に，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線を設け，該仮想線が通るセルの隔壁に沿ってマスクテープを切断すると共に，その外側のマスクテープを除去するカッティング工程と，
栓材ペーストに上記端面をディッピングして，上記マスクテープにより閉塞されているセル以外のセルの開口部に栓材を形成して，上記仮想線よりも外側の外周領域を，９０％以上栓材によって閉塞する栓詰め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にある（請求項１５）。
本製造方法によれば，上記仮想線が通るセルを被うマスクテープをも除去して，該セルの開口部の全体を開放することができる。そのため，上記仮想線が通るセルには，その開口部の全体に上記栓材を形成することができる。
また，上記仮想線が通るセルの開口部には，改めて穴明けを行う必要がない。
従って，第５の発明によれば，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを容易に製造することができる。
上記第１の発明（請求項１）において，上記セル１ピッチとは，下記の定義式（１）により定義される。
１ピッチ＝２５．４／（メッシュ数）1/2・・・（１）
ここで，メッシュ数とは，２５．４ｍｍ四方中に存在するセルの数をいう。
従って，上記セルが断面正方形状であれば，１ピッチとはセルの１辺の長さに隔壁の厚みを足した長さとなる。
また，上記栓材により閉塞する上記外周領域の９０％とは，上記外周領域にあるセルの開口部の総面積を基準としたものである。
また，上記仮想線が通る各セルの開口部は，その一部又は全部を上記栓材によって閉塞することができる（請求項２）。
上記セルの開口部の一部を栓材によって閉塞する場合には，製造が容易である。また，上記セルの開口部の全部を栓材によって閉塞する場合には，より強度に優れた排ガス浄化フィルタを得ることができる。
また，上記セラミックハニカム構造体は，上記外周壁及び隔壁の気孔率が５０％以上とすることができる（請求項３）。
この場合には，排ガスの濾過面積，触媒担持面積が大きくなり，浄化効率の高い排ガス浄化フィルタを得ることができる。
また，この場合には，仮に上記外周領域に栓材を設けないと，上記セラミックハニカム構造体の強度が低く，欠けが生じやすい。そこで，上述のごとく外周領域に栓材を形成することにより，セラミックハニカム構造体の強度を向上させ，ひいては排ガス浄化フィルタの強度を向上させることができる。
上記気孔率が５０％未満の場合には，排ガス浄化効率を充分に向上させることが困難となるおそれがある。
また，上記外周壁は，０．２〜０．８ｍｍの厚みを有することが好ましい（請求項４）。
この場合には，排ガス浄化フィルタの強度と排ガス浄化効率とを確保することができる。
上記厚みが０．２ｍｍ未満の場合には，排ガス浄化フィルタの強度を確保することが困難となるおそれがある。一方，上記厚みが０．８ｍｍを超える場合には，排ガスの濾過面積が小さくなると共に，圧力損失が大きくなり，排ガス浄化効率を充分確保することが困難となるおそれがある。
また，上記セラミックハニカム構造体は，コージェライトからなることが好ましい（請求項５）。
この場合には，所望の気孔率の外周壁及び隔壁を有するセラミックハニカム構造体を容易かつ安価に成形することができる。
また，上記排ガス浄化フィルタは，ディーゼルエンジンから排出される排ガスの浄化を行うディーゼルエンジン用排ガス浄化フィルタであって，上記セラミックハニカム構造体の端面における上記仮想線よりも内側の中央領域は，栓材を設けたセルの開口部と，栓材を設けないセルの開口部とが互いに隣り合うようにして混在しているものであってもよい（請求項６）。
この場合には，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れたディーゼルエンジン用排ガス浄化フィルタを提供することができる。
また、上記仮想線は，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜２．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた線であることが好ましい（請求項７）。
この場合には、，上記セラミックハニカム構造体の強度を充分に確保しつつ、浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを得ることができる（実施例７参照）。
また、上記隔壁は、０．２５〜０．４０ｍｍの厚みを有することが好ましい（請求項８）。
この場合には、排ガス中のパティキュレートを充分に捕集することができると共に、排ガスの圧力損失を抑制することができる。それ故、より浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを得ることができる。
上記隔壁の厚みが０．２５ｍｍ未満の場合には、上記パティキュレートが上記隔壁をすり抜けやすくなり、パティキュレートの捕集率が低下するおそれがある。一方、上記隔壁の厚みが０．４０ｍｍを超える場合には、上記排ガスの圧力損失が高くなるおそれがある（実施例８参照）。
次に，上記第２の発明（請求項９）において，上記マスキング工程，穴明け工程，及び栓詰め工程は，上記セラミックハニカム構造体の両方の端面に対してそれぞれ行うことができる。
また，上記穴明け工程においては，上記仮想線よりも内側の上記セルの開口部に貼付された上記マスクテープについては，互いに隣り合う上記セルの開口部のうちいずれか一方の開口部に貼付されたマスクテープに穴明けを施すことができる（請求項１０）。
この場合には，上記セラミックハニカム構造体の端面における上記仮想線よりも内側の中央領域は，栓材を設けたセルの開口部と，栓材を設けないセルの開口部とが互いに隣り合うようにして混在することとなる。その結果，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れたディーゼルエンジン用排ガス浄化フィルタを得ることができる。
次に，上記第３の発明（請求項１１）において，上記マスキング工程の後，上記栓詰め工程の前には，少なくとも上記仮想線が通るセルの開口部を被うマスクテープに穴明けを施す穴明け工程を行うことが好ましい（請求項１２）。
この場合には，上記仮想線が通るセルの開口部にも，その全部に栓材を形成することができる。そのため，一層強度の高い排ガス浄化フィルタを得ることができる。
また，上記第４の発明（請求項１３）において，上記カッティング工程の後，上記栓詰め工程の前には，少なくとも上記仮想線が通るセルの開口部を被うマスクテープに穴明けを施す穴明け工程を行うことが好ましい（請求項１４）。
この場合には，上記仮想線が通るセルの開口部にも，その全部に栓材を形成することができる。そのため，一層強度の高い排ガス浄化フィルタを得ることができる。
また，上記第３の発明（請求項１１）又は第４の発明（請求項１３）において，上記マスキング工程の後，上記栓詰め工程の前に，上記仮想線よりも内側の上記セルの開口部に貼付された上記マスクテープについては，互いに隣り合う上記セルの開口部のうちいずれか一方の開口部に貼付されたマスクテープに穴明けを施すことができる（請求項１６）。
この場合には，上記セラミックハニカム構造体の端面における上記仮想線よりも内側の中央領域は，栓材を設けたセルの開口部と，栓材を設けないセルの開口部とが互いに隣り合うようにして混在することとなる。その結果，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れたディーゼルエンジン用排ガス浄化フィルタを得ることができる。
（実施例１）
本発明にかかる排ガス浄化フィルタ及びその製造方法につき，図１〜図１１を用いて説明する。
図１〜図３に示すごとく，上記排ガス浄化フィルタ１は，外周壁２１と，該外周壁２１の内側においてハニカム状に設けられた隔壁２２と，該隔壁２２により仕切られていると共に両端面２４１，２４２に貫通してなる複数のセル２３とを備えたセラミックハニカム構造体２を有する。
上記セラミックハニカム構造体２の両端面２４１，２４２は，図１に示すごとく，上記外周壁２１の内側面２１１から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線３を設けたとき，該仮想線３よりも外側の外周領域２５を９０％以上栓材４によって閉塞してなる。
上記セル１ピッチとは，上述した定義式（１）により定義されるが，本例においては，図４に示すごとく，上記セル２３が断面正方形状であるため，１ピッチとはセル２３の１辺の長さａに隔壁２２の厚みｂを足した長さとなる。
具体的には，上記セル２３の一辺の長さａは，１．０７〜１．２７ｍｍであり，隔壁２２の厚みｂは０．２５〜０．３５ｍｍである。それ故，１ピッチは，１．３２〜１．６２ｍｍである。
また，上記外周壁２１は，０．２〜０．８ｍｍの厚みを有する。また，上記栓材４は，上記端面２４１，２４２から１〜６ｍｍの深さ分上記セル２３の開口部２３１に配設されている。
また，上記セラミックハニカム構造体２は，上記外周壁２１及び隔壁２２の気孔率が５０％以上である。
また，上記セラミックハニカム構造体２は，コージェライトからなる。また，栓材４もコージェライトからなる。
また，上記排ガス浄化フィルタ１は，ディーゼルエンジンから排出される排ガスの浄化を行うディーゼルエンジン用排ガス浄化フィルタである。そして，図１，図３に示すごとく，上記セラミックハニカム構造体２の端面２４１，２４２における上記仮想線３よりも内側の中央領域２６は，栓材４を設けたセル２３の開口部２３１と，栓材４を設けないセル２３の開口部２３１とが互いに隣り合うようにして混在している。
即ち，図３に示すごとく，上記中央領域２６におけるセル２３は，そのいずれか一方の開口部２３１が上記栓材４によって閉塞されており，隣り合うセル２３は，互いに反対側の開口部２３１に栓材４を形成してなる。
次に，本例の排ガス浄化フィルタ１の製造方法につき説明する。
まず，外周壁２１と，隔壁２２と，複数のセル２３とを有するセラミックハニカム構造体２を成形する成形工程を行う。
次いで，図５に示すごとく，該セラミックハニカム構造体２の端面２４１全体にマスクテープ５を貼付するマスキング工程を行う。
その後，図７に示すごとく，上記仮想線３（図１）が通るセル２３及び該仮想線３よりも外側のセル２３の開口部に貼付されたマスクテープ５に穴明けを施す。このとき，中央領域２６におけるセル２３の開口部２３１にも市松模様状にマスクテープ５に穴明けを施す穴明け工程を行う。
その後，図８に示すごとく，栓材ペースト４１に上記端面２４１をディッピングして，図９に示すごとく，上記マスクテープ５により閉塞されているセル以外のセル２３の開口部２３１に栓材４を形成する栓詰め工程を行う。
また，図１０，図１１に示すごとく，上記セラミックハニカム構造体２における他の端面２４２にも同様に，栓材４を形成する。
これにより，図１に示すごとく，上記セラミックハニカム構造体２の両端面２４１，２４２における上記仮想線３よりも外側の外周領域２５を，９０％以上栓材４によって閉塞する。
また，上記穴明けは，図６に示すごとく，まずカメラ５１によってセラミックハニカム構造体２の端面２４１（２４２）を撮像し，画像処理することにより，穴明けすべき位置の検出を行う。次いで，図７に示すごとく，レーザ５２によりマスクテープ５に穴明けを行う。
上記のごとく，所定のセル２３の開口部２３１に栓材４を形成した後，セラミックハニカム構造体２を焼成して，排ガス浄化フィルタ１を得る。
また，上記排ガス浄化フィルタ１における隔壁２３には，触媒を担持させることができる。
次に，本例の作用効果につき説明する。
上記セラミックハニカム構造体２は，上述のごとく，両端面２４１，２４２における上記外周領域２５を９０％以上栓材４によって閉塞してなる。
そのため，上記セラミックハニカム構造体２の両端面２４１，２４２の外周部，即ち角部が補強される。そして，上記仮想線３が，上記外周壁２１の内側面２１１からセル１ピッチの１．０倍以上の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げたものであるため，上記栓材４を詰める上記外周領域２５の幅がセル１ピッチの１．０倍以上となる。それ故，上記セラミックハニカム構造体２の強度を充分に確保することができる。これにより，上記排ガス浄化フィルタ１の製造時，取り扱い時等における欠けの発生を防止することができる。
また，上記仮想線３が，上記外周壁２１の内側面２１１からセル１ピッチの３．０倍以下の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げたものであるため，上記栓材４を詰める上記外周領域２５の幅がセル１ピッチの３．０倍以下となる。それ故，排ガス浄化フィルタ１において，排ガスを通すことができない上記外周領域２５の面積を充分に小さくすることができる。これにより，排ガスの濾過面積を確保することができると共に，排ガスの圧力損失を抑制することができる。そのため，浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタ１を得ることができる。
また，上記セラミックハニカム構造体２は，上記外周壁２１及び隔壁２２の気孔率が５０％以上であるため，浄化効率の高い排ガス浄化フィルタ１を得ることができる。
また，この場合には，仮に上記外周領域２５に栓材４を設けないと，上記セラミックハニカム構造体２の強度が低く，欠けが生じやすい。そこで，上述のごとく外周領域２５に栓材４を形成することにより，セラミックハニカム構造体２の強度を向上させ，ひいては排ガス浄化フィルタ１の強度を向上させることができる。
また，上記外周壁２１は，０．２〜０．８ｍｍの厚みを有するため，排ガス浄化フィルタ１の強度と排ガス浄化効率とを確保することができる。
また，上記セラミックハニカム構造体２は，コージェライトからなるため，所望の気孔率の外周壁２１及び隔壁２２を有するセラミックハニカム構造体２を容易かつ安価に成形することができる。
以上のごとく，本例によれば，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを得ることができる。
（実施例２）
本例は，図１２，図１３に示すごとく，実施例１とは異なる方法により，排ガス浄化フィルタ１を製造する例である。
即ち，実施例１において示したセラミックハニカム構造体２の端面２４１（２４２）に対し，図１２に示すごとく，仮想線３よりも内側の中央領域２６にマスクテープ５を貼付する。
従って，マスクテープ５は，上記仮想線３に沿った外形を有する。
その後，栓詰め工程の前に，図１３に示すごとく，上記仮想線３が通るセル２３の開口部２３１を被うマスクテープ５に穴明けを施す穴明け工程を行う。この穴明け工程においては，上記仮想線３よりも内側の中央領域２６におけるマスクテープ５にも，市松模様状に穴明けを施す。図１３において，符号５５が穴明けを施した穴明け部である。
その他は，実施例１と同様である。
本製造方法によれば，上記外周領域２５にはマスクテープ５を貼付しないため，該マスクテープ５に穴明けを行うことなく，外周領域２５に栓材４を形成することができる。そのため，穴明け工程における工数を削減することができ，排ガス浄化フィルタ１を容易に製造することができると共に，製造コストを削減することができる。
その他は，実施例１と同様である。
（実施例３）
本例は，図１４に示すごとく，仮想線３が通るセル３については栓材４を部分的に形成した排ガス浄化フィルタ１の例である。
即ち，まず，成形工程及びマスキング工程を，実施例２と同様に行う（図１２参照）。次いで，穴明け工程の際，上記仮想線３が通るセル２３については，穴明けを行わない。
その他は，実施例２と同様である。
これにより，図１４に示すごとく，仮想線３が通るセル３については栓材４が部分栓となって形成される。この場合には，穴明け個所を更に少なくすることにより，穴明け工程における工数を削減することができる。
その他は，実施例２と同様の作用効果を有する。
（実施例４）
本例は，マスキング工程において，セラミックハニカム構造体２の端面２４１（２４２）全体にマスクテープ５を貼付し，その後，仮想線３に沿って上記マスクテープ５を切断するカッティング工程を行う例である。
カッティング工程の後は，実施例２或いは実施例３と同様の方法により，排ガス浄化フィルタ１を製造する。
上記マスクテープ５の切断には，例えばレーザを用いる。
その他は，実施例１と同様である。
本製造方法によれば，上記セラミックハニカム構造体２の端面２４１，２４２にマスクテープ５を貼付する際，厳密な位置合せをする必要がないため，貼付作業が容易である。それ故，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを容易に製造することができる。
その他，実施例１と同様の作用効果を有する。
（実施例５）
本例は，図１５に示すごとく，マスキング工程においては，セラミックハニカム構造体２の端面２４１（２４２）全体にマスクテープ５を貼付し，カッティング工程において，仮想線３が通るセル２３の隔壁２２に沿ってマスクテープ５を切断すると共に，その外側のマスクテープ５を除去する例である。
従って，切断ラインは，仮想線３の内側にある隔壁２２に沿って描くことのできる最大面積を囲む閉曲線となる。
その後は，実施例１と同様の方法で，排ガス浄化フィルタ１を製造する。
上記マスクテープ５の切断には，例えばレーザを用いる。
その他は，実施例１と同様である。
本製造方法によれば，上記仮想線３が通るセル２３を被うマスクテープ５をも除去して，該セル２３の開口部２３１の全体を開放することができる。そのため，上記仮想線３が通るセル２３には，その開口部２３１の全体に上記栓材４を形成することができる。
また，上記仮想線３が通るセル２３の開口部２３１には，改めて穴明けを行う必要がない。
従って，本例によれば，強度が高く，かつ排ガスの浄化効率に優れた排ガス浄化フィルタを容易に製造することができる。
その他，実施例１と同様の作用効果を有する。
（実施例６）
本例は，図１６，図１７に示すごとく，本発明にかかる排ガス浄化フィルタの欠け発生度合を試験した例である。
本発明の排ガス浄化フィルタ，即ち，外周領域に栓材を形成した排ガス浄化フィルタを試料１とした。
また，試料１に用いたものと同様のセラミックハニカム構造体であって，外周領域に栓材を形成していないものを試料２とした。
また，比較的気孔率の低いモノリス３ｍｉｌ品を試料３とした。
各試料の各種データは，表１に示すとおりである。
Figure 2004154768
試験方法としては，図１６に示すごとく，各セラミックハニカム構造体６１を，セルの貫通方向Ｔが鉛直方向Ｓに対して４５°となるように傾斜させた状態で，支持台６２の上に載置する。
そして，底面の直径２０ｍｍ，高さ３０ｍｍ，質量１００ｇの円柱状の鉛の錘６３を，上記セラミックハニカム構造体６１の角部６１１へ，上方３０ｃｍの位置から自由落下させる。
なお，錘６３は，鉛直方向に配された円筒状のガイド６４の中を落下させる。
これにより，各セラミックハニカム構造体６１の角部６１１に生じた欠けの深さを測定した。また，この試験を各試料につき，各５回行った。
試験の結果を図１７に示す。同図に示す値は，５回の試験結果の平均値である。
図１７から分かるように，本発明に係る試料１は，外周領域に栓材を設けなかった試料２よりも，欠けの深さが大幅に小さい。
そして，試料１は，気孔率が６５％と大きいにもかかわらず，気孔率が３５％と小さいモノリスからなる試料３と略同等の欠け深さであった。
以上の結果から，本発明によれば，欠けの発生を充分に防止することができる強度に優れた排ガス浄化フィルタを得ることができることが分かる。
（実施例７）
本例は、図１８に示すごとく、栓材によって閉塞した外周領域の幅と、その排ガス浄化フィルタの圧損上昇率及び欠けの深さとの関係を評価した例である。
即ち、サンプルとしては、上記外周領域の幅をそれぞれ、セル１ピッチ分、２ピッチ分、３ピッチ分、４ピッチ分としたのものと、外周領域に栓詰めしないものとを用意した。
上記圧損上昇率とは、外周領域に栓詰めをしないものを基準にした圧力損失の上昇率である。該圧力損失は、排ガス浄化フィルタに５ｍ3／分で室温空気を流したとき、上記排ガス浄化フィルタの両端面における圧力差として求めた値である。後述する実施例８における圧力損失も同様に求めた値である。
また、欠けの深さは、上記実施例６に示した欠け試験方法により測定したものである。
図１８において、上記圧損上昇率を○にて表し、上記欠けの深さを●にて表す。
図１８から分かるように、圧損上昇率は、上記外周領域が２ピッチ分を超えると大きくなる。また、該外周領域が４ピッチ分となると、圧損上昇率が更に大きくなり、４０％を超える。
また、欠けについては、栓詰めなしのものに比べると外周領域１ピッチ分に栓詰めすることにより、欠け深さを小さくすることができる。更に、外周領域２ピッチ分とすることにより、欠け深さを更に小さくすることができる。
上記の結果から、上記外周領域の幅としては１〜３ピッチ分とする必要があり、好ましくは、１〜２ピッチ分とするのがよいことが分かる。
（実施例８）
本例は、図１９に示すごとく、セラミックハニカム構造体の隔壁の厚みと、排ガス中のパティキュレートの捕集率及び圧力損失との関係を評価した例である。
上記捕集率は、以下の手段によって測定した値である。
即ち、上記各排ガス浄化フィルタに対し，パティキュレートを含む排ガスを，２ｍ3／分の流量で流入させた。そして，排ガスを流入させる前後における排ガス浄化フィルタの質量Ｍ１，Ｍ２をそれぞれ測定すると共に，排ガス浄化フィルタを通過したパティキュレートの質量Ｎを計測した。そして，上記質量Ｍ１，Ｍ２，及びＮを基にして，計算式
Ｐ＝（Ｍ２−Ｍ１）／（Ｍ２−Ｍ１＋Ｎ）
により計算することにより，パティキュレートの捕集率Ｐを算出した。
図１９において、上記捕集率を●にて表し、上記圧力損失を○にて表す。
図１９に示すごとく、上記捕集率については、隔壁の厚みを０．２５ｍｍ以上とすることにより、充分に高くすることができる。ただし、隔壁の厚みが０．４０ｍｍを超えると、圧力損失が極端に大きくなる。
上記の結果から、上記隔壁の厚みとしては、０．２５〜０．４０ｍｍとすることが好ましいことが分かる。
実施例１における，排ガス浄化フィルタの正面図。 実施例１における，排ガス浄化フィルタの斜視図。 実施例１における，セルの貫通方向に沿った排ガス浄化フィルタの断面図。 実施例１における，セルの開口部の正面図。 実施例１における，セラミックハニカム構造体にマスクテープを貼付した状態を表す斜視説明図。 実施例１における，穴明けすべきマスクテープの位置を検出する様子を表す斜視説明図。 実施例１における，セラミックハニカム構造体に貼着したマスクテープに穴明けを行う様子を表す斜視説明図。 実施例１における，セラミックハニカム構造体の端面を栓材スラリーにディッピングする状態を表す断面説明図。 実施例１における，ディッピング後の状態を表す断面説明図。 実施例１における，セラミックハニカム構造体の他の端面を栓材スラリーにディッピングする状態を表す断面説明図。 実施例１における，セラミックハニカム構造体の両端面をディッピングした後の状態を表す断面説明図。 実施例２における，端面にマスクテープを貼付したセラミックハニカム構造体の正面図。 実施例２における，マスクテープに穴明けを施した状態を表す説明図。 実施例３における，排ガス浄化フィルタの正面図。 実施例５における，セラミックハニカム構造体の端面に貼着したマスクテープを切断した状態を表す説明図。 実施例６における，欠け試験方法の説明図。 実施例６における，試験結果を表す線図。 実施例７における，測定結果を表す線図。 実施例８における，測定結果を表す線図。
符号の説明
１ 排ガス浄化フィルタ
２ セラミックハニカム構造体
２１ 外周壁
２１１ 内側面
２２ 隔壁
２３ セル
２４１，２４２ 端面
２５ 外周領域
３ 仮想線
４ 栓材

Claims (18)

  1. 外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを備えたセラミックハニカム構造体を有する排ガス浄化フィルタにおいて，
    上記セラミックハニカム構造体の両端面は，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線を設けたとき，該仮想線よりも外側の外周領域を９０％以上栓材によって閉塞してなることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  2. 請求項１において，上記仮想線が通る各セルの開口部は，その一部又は全部を上記栓材によって閉塞されていることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  3. 請求項１または２において，上記セラミックハニカム構造体は，上記外周壁及び隔壁の気孔率が５０％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項において，上記外周壁は，０．２〜０．８ｍｍの厚みを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項において，上記セラミックハニカム構造体は，コージェライトからなることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項において，上記排ガス浄化フィルタは，ディーゼルエンジンから排出される排ガスの浄化を行うディーゼルエンジン用排ガス浄化フィルタであって，上記セラミックハニカム構造体の端面における上記仮想線よりも内側の中央領域は，栓材を設けたセルの開口部と，栓材を設けないセルの開口部とが互いに隣り合うようにして混在していることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  7. 請求項１〜６のいずれか一項において，上記仮想線は，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜２．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた線であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  8. 請求項１〜７のいずれか一項において，上記隔壁は、０．２５〜０．４０ｍｍの厚みを有することを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  9. 外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを有するセラミックハニカム構造体を成形する成形工程と，
    該セラミックハニカム構造体の端面全体にマスクテープを貼付するマスキング工程と，
    上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線を設け，少なくとも該仮想線が通るセル及び該仮想線よりも外側のセルの開口部に貼付されたマスクテープに穴明けを施す穴明け工程と，
    その後，栓材ペーストに上記端面をディッピングして，上記マスクテープにより閉塞されているセル以外のセルの開口部に栓材を形成して，上記仮想線よりも外側の外周領域を，９０％以上栓材によって閉塞する栓詰め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。
  10. 請求項９において，上記穴明け工程においては，上記仮想線よりも内側の上記セルの開口部に貼付された上記マスクテープについては，互いに隣り合う上記セルの開口部のうちいずれか一方の開口部に貼付されたマスクテープに穴明けを施すことを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
  11. 外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを有するセラミックハニカム構造体を成形する成形工程と，
    該セラミックハニカム構造体の端面に，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線を設け，該仮想線よりも内側の中央領域にマスクテープを貼付するマスキング工程と，
    栓材ペーストに上記端面をディッピングして，上記マスクテープにより閉塞されているセル以外のセルの開口部に栓材を形成して，上記仮想線よりも外側の外周領域を，９０％以上栓材によって閉塞する栓詰め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。
  12. 請求項１１において，上記マスキング工程の後，上記栓詰め工程の前には，少なくとも上記仮想線が通るセルの開口部を被うマスクテープに穴明けを施す穴明け工程を行うことを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
  13. 外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを有するセラミックハニカム構造体を成形する成形工程と，
    該セラミックハニカム構造体の端面全体にマスクテープを貼付するマスキング工程と，
    上記端面に，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線を設け，該仮想線よりも外側の外周領域に貼付されたマスクテープを切除するカッティング工程と，
    栓材ペーストに上記端面をディッピングして，上記マスクテープにより閉塞されているセル以外のセルの開口部に栓材を形成して，上記仮想線よりも外側の外周領域を，９０％以上栓材によって閉塞する栓詰め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。
  14. 請求項１３において，上記カッティング工程の後，上記栓詰め工程の前には，少なくとも上記仮想線が通るセルの開口部を被うマスクテープに穴明けを施す穴明け工程を行うことを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
  15. 外周壁と，該外周壁の内側においてハニカム状に設けられた隔壁と，該隔壁により仕切られていると共に両端面に貫通してなる複数のセルとを有するセラミックハニカム構造体を成形する成形工程と，
    該セラミックハニカム構造体の端面全体にマスクテープを貼付するマスキング工程と，
    上記端面に，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜３．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた仮想線を設け，該仮想線が通るセルの隔壁に沿ってマスクテープを切断すると共に，その外側のマスクテープを除去するカッティング工程と，
    栓材ペーストに上記端面をディッピングして，上記マスクテープにより閉塞されているセル以外のセルの開口部に栓材を形成して，上記仮想線よりも外側の外周領域を，９０％以上栓材によって閉塞する栓詰め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。
  16. 請求項１１〜１５のいずれか一項において，上記マスキング工程の後，上記栓詰め工程の前に，上記仮想線よりも内側の上記セルの開口部に貼付された上記マスクテープについては，互いに隣り合う上記セルの開口部のうちいずれか一方の開口部に貼付されたマスクテープに穴明けを施すことを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
  17. 請求項９〜１６のいずれか一項において，上記仮想線は，上記外周壁の内側面から上記セル１ピッチの１．０〜２．０倍の長さ分内側に入った部分を連続的に繋げた線であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
  18. 請求項９〜１７のいずれか一項において，上記隔壁は、０．２５〜０．４０ｍｍの厚み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。
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