WO2003093657A1

WO2003093657A1 - Filtre a alveoles servant a clarifier un gaz d'echappement

Info

Publication number: WO2003093657A1
Application number: PCT/JP2003/004479
Authority: WO
Inventors: Kazushige Ohno
Original assignee: Ibiden Co., Ltd.
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2003-11-13
Also published as: EP2020486A2; US7648547B2; CN100371562C; EP1493904A4; EP1493904A1; CN1643240A; US20050175514A1; JPWO2003093657A1; EP1493904B1; EP2020486A3

Description

明細書

排気ガス浄化用ハニカムフィルタ関連出願の記載

本出願は、 2 0 0 2年 4月 1 0日に出願された日本国特許出願 2 0 0 2 _ 1 0 8 5 3 8号を基礎出願として優先権主張する出願である。

技術分野 .

本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガス中のパティキユレ一ト等を除去するフィルタとして用いられる排気ガス浄化用ハ-カムフィルタに関する。背景技術

バス、トラック等の車両や建設機械等の内燃機関から排出される排気ガス中に含有されるパティキュレート（微粒子）が環境や人体に害を及ぼすことが最近問題となっている。

この排気ガスを多孔質セラミックに通過させ、排気ガス中のパティキュレートを捕集して、排気ガスを浄化することができるセラミックフィルタが種々提案されている。

このようなセラミックフィルタは、通常、一方向に多数の貫通孔が並設され、貫通孔同士を隔てる隔壁がフィルタとして機能するようになっている。

即ち、セラミックフィルタに形成された貫通孔は、排気ガスの入り口側又は出口側の端部のいずれかが充填材により、所謂、市松模様となるように目封じされ、一の貫通孔に流入した排気ガスは、必ず貫通孔を隔てる隔壁を通過した後、他の貫通孔から流出するようになっており、排気ガスがこの隔壁を通過する際、パティキュレートが隔壁部分で捕捉され、排気ガスが浄化される。

このような排気ガスの浄化作用に伴い、ハニカムフィルタの貫通孔を隔てる隔壁部分には、次第にパティキュレートが堆積し、目詰まりを起こして通気を妨げるようになる。

これに対して、パティキュレートを捕集した後に、排気ガスの流入方向とは逆方向に気流を流してパティキュレートを除去する逆洗浄方式のハ二カムフィルタが開発されているものの、システムが煩雑となるために実用的でない（特開平 7 - 3 3 2 0 6 4号公報参照）。

このため、上記ハニカムフィルタでは、定期的にヒータ等の加熱手段を用いて目詰まりの原因となっているパティキュレートを燃焼除去して再生する再生処理を行う必要がある。

ところで、このような構造からなる従来のハニカムフィルタにおいて、上記排気ガスの浄化が可能な領域（以下、濾過可能領域ともいう）は、排気ガス流入側に開口した貫通孔の内壁部分であり、このハニカムフィルタの濾過可能領域をできるだけ広く確保し、パティキュレート捕集中の背圧を低く保っためには、上記充填材の貫通孔の長手方向の長さをできる限り短くすることが有益であった。また、上記ハニカムフィルタの気孔率が低いものであると、パティキュレート捕集中の背圧がすぐに高くなるため、上述したようなヒータ等の加熱手段を用いた再生処理を頻繁に行う必要があり、従来からハニカムフィルタの高気孔率化が図られていた。

さらに、昨今、上記ハニカムフィルタの再生処理を、上述したようなヒータ等の加熱手段を用いる方法に代えて、ハニカムフィルタの気孔中に酸化触媒を担持させることで、上記ハニカムフィルタに流入してくる排気ガスに含まれる炭化水素と、上記酸化触媒とを反応させ、その際に発生する熱を利用したハニカムフィルタの再生処理を行う考え方がある。このようにして再生処理を行うハニカムフィルタでは、ハ-カムフィルタの気孔中に酸化触媒を担持させているため、パティキュレートによる気孔の目詰まりが発生しやすいこと、及び、大量の熱を発生させるためには、できるだけ多くの酸化触媒を担持させる必要があること等の理由から、その気孔率を高くする必要があった。

このようにハ-カムフィルタの気孔率を高くすることは、背圧が高くなりにくく、パティキュレートの捕集に優れたものとなり、また、酸化触媒を大量に担持させることができるようになる。

しかしながら、上記ハニカムフィルタの気孔率を高くすることは、ハニカムフィルタ自体の強度を低下させることとなる。そのため、上記ハニカムフィルタを取り付けた排気ガス浄化装置をエンジン等の内燃機関の排気通路に設置し、実際に使用すると、排気ガスの圧力等の衝撃により隔壁にクラックが発生しやすくなつていた。

また、上述した通り、貫通孔の端部に充填された充填材は、ハニカムフィルタの濾過可能領域をできるだけ広く確保する目的で、上記充填材の貫通孔の長手方向の長さはできるだけ短くなるように形成されていたが、このようなハニカムフィルタでは、上記充填材と隔壁との接触面積が小さく、上記充填材の隔壁に対する接着強度が低くなっていた（特開 2 0 0 3— 3 8 2 3号公報参照）。

ところが、排気ガス流出側の充填材が充填された部分の隔壁は、排気ガスにより最も圧力等の衝撃を受ける部分であったため、上述したような高気孔率化に伴つて曲げ強度が低下したハニカムフィルタでは、排気ガスの圧力等の衝撃により上記充填材が充填された部分の隔壁に容易にクラックが発生したり、上記充填材が抜け落ちたりし、耐久性に劣るものとなりがちであった。発明の要約

本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、使用中にクラックや充填材の抜け落ちが発生することがなく、耐久性に優れる排気ガス浄ィヒ用ハニカムフィルタを提供することを目的とするものである。

本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタは、多数の貫通孔が壁部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一方の端部で、上記貫通孔のうち、所定の貫通孔が充填材により充填され、一方、上記柱状体の他方の端部で、上記一方の端部で前記充填材により充填されていない貫通孔が充填材により充填され、上記壁部の一部又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気ガス浄化用ハエカムフィルタであって、

上記排気ガス浄化用ハニカムフィルタの曲げ強度 F α (M P a ) と、上記充填材の上記貫通孔の長手方向の長さ L (mm) とが、 F X L 30の関係を有することを特徴とするものである。図面の簡単な説明

図 1 (a) は、本発明の排気ガス浄化用ハュカムフィルタの一例を模式的に示した斜視図であり、図 1 (b) は、図 1 (a) に示したハニカムフィルタの A— A線断面図である。

図 2は、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタの別の一例を模式的に示した斜視図である。

図 3 (a) は、図 2に示した本発明の排気ガス浄化用ハ-カムフィルタに用いる多孔質セラミック部材を模式的に示した斜視図であり、図 3 (b) は、その B 一 B線縦断面図である。

図 4 (a) は、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタを製造する際に使用する封口装置の一例を模式的に示した断面図であり、図 4 (b) は、図 4 (a) に示した封口装置の部分拡大断面図である。

図 5は、本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタを製造する様子を模式的に示した側面図である。

図 6は、本発明の排気ガス浄化用ハ-カムフィルタを取り付けた排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。

図 7 (a) は、図 6に示した排気ガス浄化装置に用いるケーシングの一例を模式的に示した斜視図であり、図 7 (b) は、別のケーシングの一例を模式的に示した斜視図である。.

図 8 (a) は、実施例に係るハニカムフィルタの曲げ強度と、充填材の長さとの関係を示したグラフであり、図 8 (b) は、比較例及び試験例に係るハニカムフィルタの曲げ強度と、充填材の長さとの関係を示したグラフである。符号の説明

1 0、 20 排気ガス浄化用ハニカムフィルタ 1 1 , 3 1 貫通孔

1 2、 3 2 充填材

1 3 壁部

2 4 シーノレ材層

2 5 セラミックプロック

2 6 シール材層

3 0 多孔質セラミック部材

3 3 隔壁発明の詳細な開示

本発明は、多数の貫通孔が壁部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一方の端部で、上記貫通孔のうち、所定の貫通孔が充填材により充填され、一方、上記柱状体の他方の端部で、上記一方の端部で前記充填材により充填されていない貫通孔が充填材により充填され、上記壁部の一部又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気ガス浄化用ハニカムフイノレタであって、

上記排気ガス浄化用ハニカムフィルタの曲げ強度 F _α (M P a ) と、上記充填材の上記貫通孔の長手方向の長さ L (mm) とが、 F a X L 3 0の関係を有することを特徴とする排気ガス浄化用ハニカムフィルタである。

なお、以下の説明において、「本発明の排気ガス浄化用ハ-カムフィルタ」のことを、単に「本発明のハニカムフィルタ」ともいい、「充填材の上記貫通孔の長手方向の長さ」のことを、単に「充填材の長さ」ともいうこととする。

図 1 ( a ) は、本発明ハ-カムフィルタの一例を模式的に示した斜視図であり、 ( b ) は、その A— A線断面図である。

図 1 ( a ) に示したように、本発明のハニカムフィルタ 1 0は、多数の貫通孔 1 1が壁部 1 3を隔てて長手方向に並設された一の多孔質セラミック焼結体からなる柱状体であり、壁部 1 3の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ている。即ち、ハニカムフィルタ 1 0に形成された貫通孔 1 1は、図 1 ( b ) に示したように、排気ガスの入り口側又は出口側のいずれかが充填材 1 2により目封じされ、一の貫通孔 1 1に流入した排気ガスは、必ず貫通孔 1 1を隔てる壁部 1 3を通過した後、他の貫通孔 1 1から流出されるようになっている。

そして、本発明のハニカムフィルタ 1 0に流入された排気ガス中に含まれるパティキュレートは、壁部 1 3を通過する際、壁部 1 3で捕捉され、排気ガスが浄ィ匕されるようになっている。

このような構成のハニカムフィルタ 1 0が内燃機関の排気通路に配設される排気ガス浄化装置に設置されて使用される。

なお、上記排気ガス浄化装置については後述する。

本発明のハニカムフィルタ 1 0では、ハニカムフィルタ 1 0の曲げ強度 F α ( M P a ) と、充填材 1 2の長さ L (mm) との積、 F X Lが 3 0以上である。本発明のハニカムフィルタ 1 0の曲げ強度 F aとは、本発明のハニカムフィノレタ 1 0を構成する多孔質セラミック材料の曲げ強度のことであり、この曲げ強度 F aは、通常、貫通孔 1 1の長手方向に垂直な面の大きさが 3 4 (mm) X 3 4 (mm) 程度であり、貫通孔 1 1の内壁に沿うように図 3 ( a ) に示すような角柱状のサンプルを切り出し、このサンプルを用いて J I S R 1 6 0 1に準じた 3点曲げ試験を行い、破壌荷重、サンプルの大きさ、ハエカムの断面 2次モーメント、スパン間距離から算出する。

本発明のハニカムフィルタ 1 0では、上記 F a X Lの下限を 3 0に設定しているため、ハニカムフィルタ 1 0の気孔率を高くすることによりその曲げ強度が低下した場合、即ち、上記 F aが小さくなつた場合、充填材 1 2の長さ Lを曲げ強度が大きいハニカムフィルタに比べて長くする。

その結果、貫通孔 1 1の端部に充填された充填材 1 2と壁部 1 3との接触面積が大きくなり、これらの接着強度がより優れたものとなる。そのため、貫通孔 1 1の内部に流入してきた排気ガスによって、壁部 1 3の充填材 1 2が充填された部分にクラックが発生したり、充填材 1 2が抜け落ちたりすることはない。上記 F a X Lが 3 0未満であると、ハニカムフィルタ 1 0の曲げ強度 Fひが小さくなりすぎる力 \ 又は、充填材 1 2の長さ Lが短くなりすぎる。

上記 F が小さくなりすぎる場合、本発明のハニカムフィルタに流入してくる排気ガスによって、すぐにクラックが発生してしまい排気ガス浄化用のフィルタとして使用することができない。また、上記 Lが短くなりすぎる場合、貫通孔の端部に充填された充填材の接着強度が低く、本発明のハニカムフィルタに排気ガスが流入してきた際の熱衝撃等によつて上記充填材が抜け落ちてしまう。

また、本発明のハニカムフィルタ 1 0において、上記 F a X Lは 2 0 0以下であることが望ましい。上記 F a X Lが 2 0 0を超えると、ハニカムフィルタ 1 0 の曲げ強度 F _αが大きくなりすぎる力 \ 又は、充填材 1 2の長さ Lが長くなりすぎることとなる。

上記 F aが大きくなりすぎる場合、即ち曲げ強度が非常に大きなハニカムフィルタ 1 0が製造された場合、このハニカムフィルタ 1 0の気孔率が低くなる場合があるため、パティキュレート捕集中の背圧がすぐに高くなることがあり、頻繁にハニカムフィルタ 1 0の再生処理を行う必要がある。また、充填材の長さ乙が長くなりすぎると、本発明のハニカムフィルタ 1 0における排気ガスの濾過可能領域が小さくなり、やはりパティキュレート捕集中の背圧がすぐに高くなることがあり、頻繁にハニカムフィルタ 1 0の再生処理を行う必要がある。

また、このような F α X Lが 2 0 0を超えるようなハニカムフィルタでは、使用中に背圧が急激に上昇し、ハニカムフィルタの破壌やエンジン等の内燃機関にトラブルが発生することがある。

本発明のハニカムフィルタ 1 0において、ハニカムフィルタ 1 0の曲げ強度 F ひの大きさとしては特に限定されず、使用するセラミック材料や目的とするハニカムフィルタ 1 0の気孔率等により決定されるが、 1〜6 O M P aであることが望ましい。上記 F αが I M P a未満であると、上記 F a X L 3 0の関係を満たすためには、充填材の長さ Lを非常に長くする必要があり、ハ-カムフィルタの濾過可能領域が小さくなり、パティキュレート捕集中の背圧がすぐに高くなることがあり、頻繁にハエカムフィルタの再生処理を行う必要がある。また、排気ガスの圧力等の衝撃によって容易に破壌されることがあり、さらに、このような低強度のハニカムフィルタは、製造すること自体が困難となることがある。一方、上記 Fひが 6 O M P aを超えると、ハニカムフィルタ 1 0の気孔率が低くなってしまい、パティキュレート捕集中の背圧がすぐに高くなることがあり、頻繁にハ二カムフィルタの再生処理を行う必要がある。

また、本発明のハニカムフィルタ 1 0において、充填材 1 2の長さ Lとしては特に限定されず、例えば、 0 . 5〜4 0 mmであることが望ましい。

上記 Lが 0 . 5 mm未'満であると、ハニカムフィルタ 1 0の貫通孔 1 1に充填された充填材 1 2と、壁部 1 3との接触面積が小さく、これらの接着強度が低くなり、流入してくる排気ガスの圧力等の衝擊により充填材 1 2が充填された部分の壁部 1 3にクラックが生じたり、充填材 1 2が抜け落ちたりすることがある。一方、上記 Lが 4 O mmを超えると、ハニカムフィルタ 1 0の排気ガスの濾過可能領域が少なくなってしまい、パティキュレート捕集中の背圧がすぐに高くなることがあり、ハニカムフィルタ 1 0の再生処理を頻繁に行う必要がある。さらに、このようなハ-カムフィルタは、使用中に背圧が急激に上昇し、ハニカムフィルタの破壌やエンジン等の内燃機関にトラプルが発生することがある。

本発明のハニカムフィルタ 1 0は多孔質セラミックからなるものである。上記セラミックとしては特に限定されず、例えば、コージエライト、アルミナ、シリカ、ムライト等の酸化物セラミック、炭化ケィ素、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン等の炭化物セラミック、及び、窒化ァノレミニゥム、窒化ケィ素、窒化ホウ素、窒化チタン等の窒化物セラミックを挙げることができるが、通常、コージエライト等の酸化物セラミックが使用される。安価に製造することができるとともに、比較的熱膨張係数が小さく、使用中に酸化されることがないからである。なお、上述したセラミックに金属珪素を配合した珪素含有セラミック、珪素や珪酸塩化合物で結合されたセラミックも用いることができる。

また、本発明のハ-カムフィルタ 1 0の気孔率は、上記したハニカムフィルタ 1 0の強度と大きな関連性を有し、その強度により変化するため、上述した強度の範囲内となるように設定されるが、通常、 3 0〜8 0 %程度であることが望ましい。気孔率が 3 0 %未満であると、ハニカムフィルタ 1 0がすぐに目詰まりを起こすことがあり、一方、気孔率が 8 0 %を超えると、ハ-カムフィルタ 1 0の強度が低下して容易に破壌されることがある。

なお、上記気孔率は、例えば、水銀圧入法、アルキメデス法及び走査型電子顕微鏡（S E M) による観測等、従来公知の方法により測定することができる。また、ハニカムフィルタ 1 0の平均気孔径は 5〜1 0 0 μ πι程度であることが望ましい。平均気孔径が 5 / m未満であると、パティキュレートが容易に目詰まりを起こすことがある。一方、平均気孔径が 1 0 0 μ mを超えると、パティキュレートが気孔を通り抜けてしまい、該パティキュレートを捕集することができず、フィルタとして機能することができないことがある。

また、図 1 ( b ) に示した通り、ハエカムフィルタ 1 0には、排気ガスを流通させるための多数の貫通孔 1 1が壁部 1 3を隔てて長手方向に並設されており、この貫通孔 1 1の入り口側又は出口側のいずれかが充填材 1 2により目封じされている。

充填材 1 2を構成する材料としては特に限定されず、例えば、上述したセラミックを主成分とする材料を挙げることかできる。特に、ハニカムフィルタ 1 0を構成するセラミック材料と同様の材料であることが望ましい。熱膨張率を同じものとすることができるため、使用時や再生処理時における温度変化に起因するクラックの発生を防止することができるからである。

ハニカムフィルタ 1 0の大きさとしては特に限定されず、使用する内燃機関の排気通路の大きさ等を考慮して適宜決定される。

また、その形状としては、柱状であれば特に限定されず、例えば、円柱状、楕円柱状、角柱状等任意の形状を挙げることができるが、通常、図 1に示したように円柱状のものがよく用いられる。

また、本発明のハエカムフィルタにおいて、柱状体は、複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された角柱形状の多孔質セラミック部材がシール材層を介して複数個結束されて構成されていることが望ましい。上記柱状体が複数の多孔質セラミック部材に分割されているため、使用中に多孔質セラミック部材に作用する熱応力を低減させることができ、本発明のハニカムフィルタを非常に耐熱性に優れたものとすることができる。また、多孔質セラミック部材の個数を増減させることで自由にその大きさを調整することができる。

図 2は、本発明のハニカムフィルタの別の一例を模式的に示した斜視図であり、図 3 ( a ) は、図 2に示したハニカムフィルタを構成する多孔質セラミック部材の一例を模式的に示した斜視図であり、（b ) は、その B— B線断面図である。図 2に示したように、本発明のハニカムフィルタ 2 0は、多孔質セラミック部材 3 0がシール材層 2 4を介して複数個結束されてセラミックブロック 2 5を構成し、このセラミックプロック 2 5の周囲にもシール材層 2 6が形成されている。また、この多孔質セラミック部材 3 0は、図 3に示したように、長手方向に多数の貫通孔 3 1が並設され、貫通孔 3 1同士を隔てる隔壁 3 3がフィルタとして機能するようになっている。

即ち、多孔質セラミック部材 3 0に形成された貫通孔 3 1は、図 3 ( b ) に示したように、排気ガスの入り口側又は出口側の端部のいずれかが充填材 3 2により目封じされ、一の貫通孔 3 1に流入した排気ガスは、必ず貫通孔 3 1を隔てる隔壁 3 3を通過した後、他の貫通孔 3 1から流出されるようになっている。また、セラミックブロック 2 5の周囲に形成されたシール材層 2 6は、ハニカムフィルタ 2 0を内燃機関の排気通路に設置した際、セラミックプロック 2 5の外周部から排気ガスが漏れ出すことを防止する目的で設けられているものである。なお、図 3 ( b ) 中、矢印は排気ガスの流れを示している。

このような構成のハ-カムフィルタ 2 0が内燃機関の排気通路に配設された排気ガス浄化装置に設置され、内燃機関より排出された排気ガス中のパティキユレートは、このハニカムフィルタ 2 0を通過する際に隔壁 3 3により捕捉され、排気ガスが浄化される。

このようなハニカムフィルタ 2 0は、極めて耐熱性に優れ、再生処理等も容易であるため、種々の大型車両ゃディ一ゼルェンジン搭載車両等に使用されている。このような構造の本発明のハニカムフィルタ 2 0の曲げ強度を F o^ とし、充填材 3 2の長さを L' とすると、ハニカムフィルタ 2 0の曲げ強度 F ひ ' と、充填材 3 2の長さ L ' と力 F α ' X I ≥ 3 0の関係を有する。

なお、本発明のハニカムフィルタ 2 0の曲げ強度 F とは、本発明のハニカムフィルタ 2 0を構成する多孔質セラミック材料の曲げ強度のことであり、この曲げ強度 F α ' は、通常、角柱状の多孔質セラミック部材 3 0を用いて J I S R 1 6 0 1に準じた 3点曲げ試験を行い、破壊荷重、サンプルの大きさ、ハニカムの断面 2次モーメント、スパン間距離から算出する。

多孔質セラミック部材 3 0の材料としては特に限定されず、上述したセラミツク材料と同様の材料を挙げることができるが、これらのなかでは、耐熱性が大きく、機械的特性に優れ、かつ、熱伝導率も大きい炭化ケィ素が望ましい。

また、多孔質セラミック部材 3 0の気孔率及び平均気孔径は、上記図 1を用いて説明した本発明のハニカムフィルタ 1 0と同様の気孔率及び平均気孔径を挙げることができる。

このような多孔質セラミック部材 3 0を製造する際に使用するセラミックの粒径としては特に限定されないが、後の焼成工程で収縮が少ないものが望ましく、例えば、 0 . 3〜 5 0 μ m程度の平均粒径を有する粉末 1 0 0重量部と、 0 . 1 〜 1 . 0 μ m程度の平均粒径を有する粉末 5〜 6 5重量部とを組み合わせたものが望ましい。上記粒径のセラミック粉末を上記配合で混合することで、多孔質セラミック部材 3 0を製造することができるからである。

本発明のハニカムフィルタ 2 0では、このような多孔質セラミック部材 3 0がシーノレ材層 2 4を介して複数個結束されてセラミックブロック 2 5が構成されており、このセラミックプロック 2 5の外周にもシール材層 2 6が形成されている。即ち、本発明のハニカムフィルタ 2 0において、シール材層は、多孔質セラミック部材 3 0間、及び、セラミックブロック 2 5の外周に形成されており、多孔質セラミック部材 3 0間に形成されたシール材層（シール材層 2 4 ) は、複数の多孔質セラミック部材 3 0同士を結束する接着剤層として機能し、一方、セラミックブロック 2 5の外周に形成されたシール材層（シール材層 2 6 ) は、本発明のハ-カムフィルタ 2 0を内燃機関の排気通路に設置した際、セラミックブロック 2 5の外周から排気ガスが漏れ出すことを防止するための封止材として機能する。

上記シール材層（シール材層 2 4及びシール材層 2 6 ) を構成する材料としては特に限定されず、例えば、無機バインダー、有機バインダー、無機繊維及び無機粒子からなるもの等を挙げることができる。

なお、上述した通り、本発明のハニカムフィルタ 2 0において、シール材層は、多孔質セラミック部材 3 0間、及び、セラミックプロック 2 5の外周に形成されているが、これらのシール材層（シール材層 2 4及びシール材層 2 6 ) は、同じ材料からなるものであってもよく、異なる材料からなるものであってもよい。さらに、上記シール材層が同じ材料からなるものである場合、その材料の配合比は同じものであってもよく、異なるものであってもよい。

上記無機バインダーとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。上記無機バインダ一のなかでは、シリカゾルが望ましい。

上記有機バインダーとしては、例えば、ポリビエルアルコール、メチルセル口ース、ェチルセルロース、カルポキシメチルセルロース等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。上記有機バインダ一のなかでは、カルポキシメチルセルロースが望ましい。

上記無機繊維としては、例えば、シリカ一アルミナ、ムライト、アルミナ、シリカ等のセラミックファイバ一等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。上記無機繊維のなかでは、シリカ—アルミナファイバーが望ましい。

上記無機粒子としては、例えば、炭化物、窒化物等を挙げることができ、具体的には、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素等からなる無機粉末又はウイスカ一等を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。上記無機粒子のなかでは、熱伝導性に優れる炭化珪素が望ましい。

図 2に示したハニカムフィルタ 2 0では、セラミックプロック 2 5の形状は円柱状であるが、本発明のハニカムフィルタにおいては、セラミックブロックの形状は円柱状に限定されることはなく、例えば、楕円柱状や角柱状等任意の形状のものを挙げることができる。

セラミックブ口ック 2 5の外周に形成されたシール材層 2 6の厚さとしては特に限定されず、例えば、 0 . 3〜1 . O mm程度であることが望ましい。 0 . 3 mm未満であると、セラミックブロック 2 5の外周から排気ガスが漏れ出す場合があり、一方、 1 . 0 mmを超えると、排気ガスの漏れ出しは充分に防止することができるものの、経済性に劣るものとなる。

また、本発明のハニカムフィルタには、触媒が付与されていることが望ましい。触媒が担持されていることで、本発明のハニカムフィルタは、排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタとして機能するとともに、気ガスに含有される上記 C O、 H C及び N O X等を浄化するための触媒担持体として機能することができる。

上記触媒としては、排気ガス中の C O、 H C及び N O x等を浄化することができる触媒であれば特に限定されず、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属等を挙げることができる。また、貴金属に加えて、アルカリ金属（元素周期表 1族）、アルカリ土類金属（元素周期表 2族）、希土類元素（元素周期表 3族 ) 、遷移金属元素が加わることもある。

また、本発明のハニカムフィルタに上記触媒を付与する際には、予めその表面に触媒担持膜を形成した後に、上記触媒を付与することが好ましい。これにより、比表面積を大きくして、触媒の分散度を高め、触媒の反応部位を増やすことができる。また、触媒担持膜によって触媒金属のシンタリングを防止することができるので、触媒の耐熱性も向上する。加えて、圧力損失を下げることを可能にする。

上記触媒担持膜としては、例えば、アルミナ、ジルコニァ、チタ二了、シリカ等から構成される膜を挙げることができる。

上記触媒担持膜を形成する方法としては特に限定されないが、例えば、アルミナからなる触媒担持膜を形成する場合には、 γ - A 1 ₂ 0 ₃粉末を溶媒に分散させたスラリ一状溶液に浸漬する方法、ゾルゲル法等を挙げることができる。なお、上記触媒を付与する場合には、本発明のハニカムフィルタの曲げ強度 F ひは、触媒付与後に測定することが望ましい。本発明のハニカムフィルタにおける上記 F a X L≥ 3 0の関係は、排気ガス浄化装置に設置されて使用された際にハニカムフィルタが破損してしまうことを防止するための条件であるので、排気ガス浄化装置に設置される状態で測定することが望ましいからである。

上記触媒が担持された本発明のハニカムフィルタは、従来公知の触媒付 D P F (ディーゼル ·パティキュレート■フィルタ）と同様のガス浄化装置として機能するものである。従って、ここでは、本発明のハニカムフィルタが触媒担持体としても機能する場合の詳しい説明を省略する。

上述した通り、本発明のハニカムフィルタは、ハニカムフィルタの曲げ強度 F ひと、充填材の貫通孔の長手方向の長さ Lとが、 F a X L≥ 3 0の関係を有する。即ち、本発明のハニカムフィルタでは、気孔率を高くすることでハニカムフィルタの曲げ強度 F _αが低下した場合であっても、上記 F a X Lが 3 0以上となるように、充填材の貫通孔の長手方向の長さ Lを長くするため、充填材が充填された部分の壁部と該充填材との接触面積が大きくなり、これらの接着強度が優れたものとなる。

従って、本発明のハニカムフィルタを設置した排気ガス浄化装置をエンジン等の内燃機関の排気通路に取り付け、上記ハ-カムフィルタの貫通孔に排気ガスを流入させても、貫通孔に流入してくる排気ガスの圧力等の衝撃により上記充填材が充填された部分の壁部にクラックが発生したり、上記充填材が抜け落ちたりすることがなく、本発明のハニカムフィルタは、耐久性に優れたものとなる。次に、上述した本発明のハニカムフィルタの製造方法の一例について説明する。本発明のハニカムフィルタの構造が図 1に示したような、その全体が一の焼結体から構成されたものである場合、まず、上述したようなセラミックを主成分とする原料ペーストを用いて押出成形を行い、図 1に示したハニカムフィルタ 1 0 と略同形状のセラミック成形体を作製する。

上記原料ペーストとしては、例えば、上述したようなセラミックからなる粉末にバインダー及び分散媒液を加えたものを挙げることができる。

上記バインダーとしては特に限定されず、例えば、メチルセルロース、力ルポキシメチノレセノレロース、ヒドロキシェチノレセ /レロース、ポリエチレングリコーノレ、フエノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。

上記バインダーの配合量は、通常、セラミック粉末 1 0 0重量部に対して、 1 〜 1 0重量部程度が望ましい。

上記分散媒液としては特に限定されず、例えば、ベンゼン等の有機溶媒；メタノール等のアルコール、水等を挙げることができる。

上記分散媒液は、原料ペーストの粘度が一定範囲内となるように、適量配合される。

これらセラミック粉末、バインダー及び分散媒液は、アトライター等で混合し、ニーダ一等で充分に混練した後、押出成形して上記セラミック成形体を作製する。また、上記原料ペーストには、必要に応じて成形助剤を添加してもよい。上記成形助剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹼、ポリアルコール等を挙げることができる。

さらに、上記原料ペーストには、必要に応じて酸化物系セラミックを成分とする微小中空球体であるバルーンや、球状アクリル粒子、グラフアイト等の造孔剤を添加してもよい。

上記バルーンとしては特に限定されず、例えば、アルミナバルーン、ガラスマイクロバノレーン、シラスバノレーン、フライアッシュバノレーン（F Aバノレーン）及ぴムライトバルーン等を挙げることができる。これらのなかでは、フライアツシュバルーンが望ましい。

また、上記原料ペーストに使用する材料や配合比等は、後工程を経て製造するハ-カムフィルタの曲げ強度 F αが 1〜6 O M P aとなるように調整しておくことが望ましい。上述した本発明のハニカムフィルタにおいて説明した通り、このようなハニカムフィルタは、貫通孔に流入してくる排気ガスによって容易に破壌されることがなく、また、パティキュレート捕集中の背圧がすぐに高くなることがないからである。

なお、上記ハニカムフィルタの曲げ強度 F o;は、主に、使用するセラミック材料やその気孔率によつて決定される値であり、このハニカムフィルタの気孔率の制御は、上記原科ペーストに使用する材科、配合比等を調整することで可能となるのである'。

ただし、上記ハニカムフィルタの気孔率は、上記セラミック成形体の焼成条件等によってもある程度制御することは可能である。

そして、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機、熱風乾燥機、誘電乾燥機、減圧乾燥機、真空乾燥機及び凍結乾燥機等を用いて乾燥させてセラミック乾燥体とした後、所定の貫通孔に充填材となる充填材ペーストを充填し、上記貫通孔を目封じする封口処理を施す。

図 4 ( a ) は、上記封口処理を行う際に使用する封口装置の一例を模式的に示した断面図であり、（b ) は、その一部を示す部分拡大断面図である。

図 4に示したように、上記封口処理で用いる封口装置 1 0 0は、所定のパターンに開口部 1 1 1 aが形成されたマスク 1 1 1が側面に設置され、その内部が充填材ペースト 1 2 0で満たされた二組の密閉式の充填材吐出槽 1 1 0が、マスク 1 1 1が形成された側面同士を向かい合うように配設されている。

このような封口装置 1 0 0を用いて上記セラミック乾燥体の封口処理を行うには、まず、セラミック乾燥体 4 0の端面 4 0 aと、充填材吐出槽 1 1 0の側面に形成されたマスク 1 1 1とが当接するようにセラミック乾燥体 4 0を充填材吐出槽 1 1 0の間に固定する。

このとき、マスク 1 1 1の開口部 1 1 1 aとセラミック乾燥体 4 0の貫通孔 4 2とは、ちょうど対向する位置関係となっている。

続いて、充填材吐出槽 1 1 0に、例えば、モノポンプ等のポンプを用いて一定の圧力を加えて、充填材ペースト 1 2 0をマスク 1 1 1の開口部 1 1 1 aより吐出させ、セラミック乾燥体 4 0の貫通孔 4 2の端部に充填材ペースト 1 2 0を侵入させることで、セラミック乾燥体 4 0の所定の貫通孔 4 2に、充填材となる充填材ペースト 1 2 0を充填することができる。

なお、上記封口処理で使用する封口装置は、上述したような封口装置 1 0 0に限定されることはなく、例えば、その内部に攪拌片が配設された開放式の充填材吐出槽を備え、上記攪拌片を上下方向に移動させることにより、上記充填材吐出槽に満たされた充填材ペーストを流動させ、該充填材ペーストの充填を行う方式であってもよい。

なお、上記充填材ペーストのセラミック乾燥体の端面からの距離は、後工程を経て製造するハニカムフィルタの曲げ強度 F aと、充填材の長さ Lとが F a X L ≥ 3 0の関係を有するものとなるように調整する。

具体的には、セラミック乾燥体の端面から 0 . 5〜 4 0 mmの範囲で充填材ぺーストを充填することが望ましい。

上記充填材ペーストとしては特に限定されず、例えば、上記原料ペーストと同様のものを用いることができるが、上記原料ペーストで用いたセラミック粉末に潤滑剤、溶剤、分散剤及びバインダーを添加したものであることが望ましい。上記封口処理の途中で充填材ペースト中のセラミック粒子が沈降することを防止することができるからである。

このような充填材ペーストにおいて、上記セラミック粉末は、その平均粒径が大きな粗粉に、その平均粒径が小さな微粉が少量添加されたものであることが望ましい。上記微粉がセラミック粒子同士を接着させるからである。また、上記粗粉の平均粒径の下限は 5 μ πιであることが望ましく、 1 0 μ ηιであることがより望ましい。また、上記粗粉の平均粒径の上限は 1 0 0 1 mであることが望ましく、 5 0 μ mであることがより望ましい。一方、上記微粉の平均粒径はサブミクロンであることが望ましい。

上記潤滑剤としては特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルェ一テル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル等からなるものを挙げることができる。

このような潤滑剤は、セラミック粉末 1 0 0重量部に対して 0 . 5〜8重量部添加されることが望ましい。 0 . 5重量部未満であると、充填材ペースト中のセラミック粒子の沈降速度が大きくなり、すぐに分離してしまうことがある。また、充填材ペーストの流路抵抗が高くなるためセラミック乾燥体の貫通孔内に充分に充填材ペーストを進入させることが困難となることがある。一方、 8重量部を超えると、セラミック乾燥体を焼成する際の収縮が大きくなりクラックが発生しゃすくなる。

上記ポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシプロピレンアルキルエーテルは、アルコールに酸化エチレン又は酸化プロピレンを付加重合させて製造されるものであり、ポリオキシエチレン（ポリオキシプロピレン）の一端の酸素にアルキル基が結合したものである。上記アルキル基としては特に限定されず、例えば、炭素数が 3〜 2 2のものを挙げることができる。このアルキル基は、直鎖状のものでも、側鎖を有するものでもよい。

また、上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルと、ポリオキシプロピレンァルキルエーテルとは、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンとからなるブロックコポリマーにアルキル基が結合したものであってもよい。

上記溶剤としては特に限定されず、例えば、ジエチレングリコールモノー 2— ェチノレへキシルエーテル等を挙げることができる。

このような溶剤は、セラミック粉末 1 0 0重量部に対して 5〜 2 0重量部添カロされることが望ましい。この範囲を外れるとセラミック乾燥体の貫通孔に充填材ペーストを充填することが困難となる。

上記分散剤としては特に限定されず、例えば、リン酸エステル塩からなる界面活性剤を挙げることができる。上記リン酸エステル塩としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフエニルエーテルリン酸塩、アルキルリン酸塩等を挙げることができる。

このような分散剤は、セラミック粉末 1 0 0重量部に対して 0 . 1 〜 5重量部添加されることが望ましい。 0 . 1重量部未満であると、セラミック粒子を充填材ペースト中に均一に分散させることができないことがあり、一方、 5重量部を超えると、充填材ペーストの密度が低下するため、焼成時の収縮量が大きくなつてクラック等が発生しやすくなる。

上記バインダーとしては特に限定されず、例えば、（メタ）アクリル酸 n—ブチル、（メタ）アクリル酸 n—ペンチル、（メタ）アクリル酸 n—へキシル等の (メタ）アクリル酸エステル系化合物等を挙げることができる。

このようなバインダーは、セラミック粉末 1 0 0重量部に対して 1〜 1 0重量部添加されることが望ましい。 1重量部未満であると、セラミック粒子と他の添加剤との結合力を充分に確保することができないことがある。一方、 1 0重量部を超えると、バインダーの量が多くなりすぎるため、焼成工程において収縮量が大きくなってクラック等が発生しやすくなる。

そして、上記充填材ペーストが充填されたセラミック乾燥体に、所定の条件で脱脂、焼成を行うことにより、多孔質セラミックからなり、その全体が一の焼結体から構成されたハニカムフィルタを製造する。

なお、上記セラミック乾燥体の脱脂及び焼成の条件等は、従来から多孔質セラミックからなるハニカムフィルタを製造する際に用いられている条件を適用することができる。

また、本発明のハニカムフィルタの構造が、図 2に示したような、多孔質セラミック部材がシール材層を介して複数個結束されて構成されたものである場合、まず、上述したセラミックを主成分とする原料ペーストを用いて押出成形を行い、図 3に示した多孔質セラミック部材 3 0のような形状の生成形体を作製する。なお、上記原料ペーストは、上述した一の焼結体からなるハニカムフィルタにおいて説明した原料ペーストと同様のものを挙げることができるが、その配合比は、上記一の焼結体からなるハニカムフィルタの場合と同様のものであってもよく、異なった配合比のものであってもよい。

次に、上記生成形体を、マイクロ波乾燥機等を用いて乾燥させて乾燥体とした後、該乾燥体の所定の貫通孔に充填材となる充填材ペーストを充填し、上記貫通孔を目封じする封口処理を施す。

なお、上記封口処理は、充填材ペーストを充填する対象が異なるほかは、上述したハニカムフィルタ 1 0の場合と同様の方法を挙げることができる。

次に、上記封口処理を経た乾燥体に所定の条件で脱脂、焼成を行うことにより、複数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された多孔質セラミック部材を製造する。

なお、上記生成形体の脱脂及び焼成の条件等は、従来から多孔質セラミック部材がシール材層を介して複数個結束されて構成されたハ二カムフィルタを製造する際に用いられている条件等を適用することができる。

次に、図 5に示したように、多孔質セラミック部材 3 0が斜めに傾斜した状態で積み上げることができるように、断面 V字形状に構成された台 8 0の上に、多孔質セラミック部材 3 0を傾斜した状態で載置した後、上側を向いた 2つの側面 3 0 a、 3 0 bに、シール材層 2 4となるシール材ペーストを均一な厚さで塗布してシール材ペースト層 8 1を开成し、このシ一/レ材ペースト層 8 1の上に、 j頃次他の多孔質セラミック部材 3 0を積層する工程を繰り返し、所定の大きさの角柱状の多孔質セラミック部材 3 0の積層体を作製する。この際、角柱状の多孔質セラミック部材 3 0の積層体の 4隅にあたる多孔質セラミック部材 3 0には、四角柱形状の多孔質セラミック部材 3 0を 2つに切断して作製した三角柱状の多孔質セラミック部材 3 0 cと、三角柱状の多孔質セラミック部材 3 0 cと同じ形状の樹脂部材 8 2とを易剥離性の両面テープ等で貼り合わせてなるものを使用し、多孔質セラミック部材 3 0の積層が完了した後に、角柱状の多孔質セラミック部材 3 0の積層体の 4隅を構成する樹脂部材 8 2を全て取り除くことによって、角柱状の多孔質セラミック部材 3 0の積層体を断面多角柱状にしてもよい。これにより、角柱状の多孔質セラミック部材 3 0の積層体の外周部を切削加工してセラミックブロック 2 5を作製した後に廃棄されることとなる多孔質セラミック部材からなる廃棄物の量を減らすことができる。

上記図 5に示した方法以外であっても、断面多角柱状の多孔質セラミック部材 3 0の積層体を作製する方法としては、作製するハ-カムフィルタの形状に合わせて、例えば、 4隅の多孔質セラミック部材を省略する方法、三角柱状の多孔質セラミック部材を糸且み合わせる方法等を用いることができる。また、もちろん四角柱状の多孔質セラミック部材 3 0の積層体を作製してもよい。

なお、上記シ一/レ材ペーストを構成する材料としては、上述した本発明のハニカムフィルタにおいて説明した通りであるのでここではその説明を省略する。次に、この多孔質セラミック部材 3 0の積層体を加熱してシール材ペースト層 8 1を乾燥、固化させてシール材層 2 4とし、その後、例えば、ダイヤモンド力ッタ一等を用いて、その外周部を図 2に示したような形状に切削することで、セラミックブロック 2 5を作製する。

そして、セラミックプロック 2 5の外周に上記シール材ペーストを用いてシール材層 2 6を形成することで、多孔質セラミック部材がシール材層を介して複数個結束されて構成されたハニカムフィルタを製造することができる。

このようにして製造したハニカムフィルタはいずれも柱状であり、その構造は、多数の貫通孔が壁部を隔てて並設されている。

ただし、ハニカムフィルタが、図 1に示したような、その全体が一の焼結体からなる構造である場合、多数の貫通孔を隔てる壁部は、その全体が粒子捕集用フィルタとして機能するのに対し、ハニカムフィルタが、図 2に示したような、多孔質セラミック部材がシール材層を介して複数個結束された構造である場合、多数の貫通孔を隔てる壁部は、多孔質セラミック部材を構成する隔壁と、当該多孔質セラミック部材を結束するシール材層とからなるため、その一部、即ち、多孔質セラミック部材のシール材層と接していない隔壁部分が粒子捕集用フィルタとして機能する。

本発明のハニカムフィルタは、エンジン等の内燃機関の排気通路に配設される排気ガス浄化装置に設置されて使用される。なお、本発明のハニカムフィルタでは、捕集して堆積した微粒子を除去する再生処理の方法として、例えば、気流により逆洗浄を行う方法、排気ガスを加熱して流入させる方法等が好適に用いられる。

図 6は、本発明のハニカムフィルタが設置された排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図である。なお、図 6に示す本発明のハニカムフィルタでは、捕集して堆積した微粒子を除去する再生処理の方法として、排気ガスを加熱して流入させる方法が用いられている。

図 6に示したように、排気ガス浄化装置 6 0 0は、主に、本発明のハニカムフィルタ 6 0、ハュカムフィルタ 6 0の外方を覆うケーシング 6 3 0、ハエカムフィルタ 6 0とケーシング 6 3 0との間に配置された保持シール材 6 2 0、及ぴ、ハニカムフィル 6 0の排気ガス流入側に設けられた加熱手段 6 1 0から構成されており、ケーシング 6 3 0の排気ガスが導入される側の端部には、エンジン等の内燃機関に連結された導入管 6 4 0が接続されており、ケーシング 6 3 0の他端部には、外部に連結された排出管 6 5 0が接続されている。なお、図 6中、矢印は排気ガスの流れを示している。

また、図 6において、ハニカムフイノレタ.6 0は、図 1に示したハニカムフィノレタ 1 0であってもよく、図 2に示したハニカムフィルタ 2 0であってもよい。このような構成からなる排気ガス浄化装置 6 0 0では、エンジン等の内燃機関から排出された排気ガスは、導入管 6 4 0を通ってケーシング 6 3 0内に導入され、ハニカムフィルタ 6 0の貫通孔から壁部（隔壁）を通過してこの壁部（隔壁 ) でパティキュレートが捕集されて浄化された後、排出管 6 5 0を通って外部へ排出されることとなる。

そして、ハニカムフィルタ 6 0の壁部（隔壁）に大量のパティキュレートが堆積し、背圧が高くなると、ハニカムフィルタ 6 0の再生処理が行われる。

上記再生処理では、加熱手段 6 1 0を用いて加熱されたガスをハニカムフィルタ 6 0の貫通孔の内部へ流入させることで、ハニカムフィルタ 6 0を加熱し、壁部（隔壁）に堆積したパティキュレートを燃焼除去させるのである。

保持シール材 6 2 0を構成する材料としては特に限定されず、例えば、結晶質アルミナ繊維、アルミナ一シリカ繊維、シリカ繊維等の無機繊維や、これらの無機繊維を一種以上含む繊維等を挙げることができる。

また、保持シーノレ材 6 2 0には、アルミナ及び Z又はシリカが含有されていることが望ましい。保持シール材 6 2 0の耐熱性及び耐久性が優れたものとなるからである。特に、保持シール材 6 2 0は、 5 0重量％以上のアルミナが含有されていることが望ましい。 9 0 0 ~ 9 5 0 °C程度の高温下であっても、弾性力が高くなり、ハニカムフィルタ 6 0を保持する力が高まるからである。

また、保持シール材 6 2 0には、ニードルパンチ処理が施されていることが望ましい。保持シール材 6 2 0を構成する繊維同士が絡み合い、弾性力が高くなり、ハニカムフィルタ 6 0を保持する力が向上するからである。

保持シール材 6 2 0の形状としては、ハニカムフィルタ 6 0の外周に被覆することができる形状であれば特に限定されず、任意の形状を挙げることができるが、矩形状の基材部の一の辺に凸部が形成され、該一の辺に対向する辺に凹部が形成され、ハニカムフィルタ 6 0の外周に被覆した際、上記凸部と凹部とがちようど嵌合されるような形状であることが望ましい。ハニカムフィルタ 6 0の外周に被覆した保持シール材 6 2 0にズレが発生しにくくなるからである。

ケーシング 6 3 0の材質としては特に限定されず、例えば、ステンレス等を挙げることができる。

また、その形状は特に限定されず、図 7 ( a ) に示したケーシング 7 1のような筒状であってもよく、（b ) に示したケ一シング 7 2のような筒をその軸方向に 2分割した 2分割シェル状であってもよい。

また、ケーシング 6 3 0の大きさは、ハニカムフィルタ 6 0を、保持シール材 6 2 0を介して内部に設置することができるように適宜調整される。そして、図 6に示したように、ケーシング 6 3 0の一端面には、排気ガスを導入させる導入管 6 4 0が接続され、他端面には、排気ガスを排出させる排出管 6 5 0が接続されるようになっている。

加熱手段 6 1 0は、上述した通り、ハニカムフィルタ 6 0の再生処理において、ハニカムフィルタ 6 0の壁部（隔壁）に堆積したパティキュレートを燃焼除去させるために、貫通孔の内部に流入させるガスを加熱するために設けられており、このような加熱手段 6 1 0としては特に限定されず、例えば、電気ヒータやバーナ一等を挙げることができる。

なお、上記貫通孔の内部に流入させるガスとしては、例えば、排気ガスや空気等を挙げることができる。

また、このような排気ガス浄化装置では、図 6に示したように、ハ-カムフィルタ 6 0の排気ガス流入側に設けた加熱手段 6 1 0によりハニカムフィルタ 6 0 を加熱するような方式であってもよく、例えば、ハニカムフィルタに酸化触媒を担持させ、この酸化触媒を担持させたハニカムフィルタに炭化水素を流入させることで、上記ハニカムフィルタを発熱させる方式であってもよく、また、ハ-カムフィルタの排気ガス流入側に酸化触媒を配置し、該酸ィヒ触媒に炭化水素を供給することで発熱させ、上記ハニカムフィルタを加熱する方式であってもよい。酸化触媒と炭化水素との反応は、発熱反応であるので、この反応時に発生する多量の熱を利用することにより、排気ガスの浄化と並行して、ハニカムフィルタの再生を行うことができる。

このような本発明のハニカムフィルタを設置した排気ガス浄化装置を製造するには、まず、本発明のハニカムフィルタの外周に被覆する保持シール材を作製する。

上記保持シール材を作製するには、まず、結晶質アルミナ繊維、アルミナ—シリカ繊維、シリカ繊維等の無機繊維や、これらの無機繊維を一種以上含む繊維等を用いて無機質マット状物（ウエッブ）を形成する。

また、上記無機質マット状物を形成する方法としては特に限定されず、例えば、上述した繊維等を、接着剤を含んだ溶液中に分散させ、紙を作る抄紙機等を利用して無機質マツト状物を形成する方法等を挙げることができる。

また、上記無機質マット状物にエードルパンチ処理を施すことが望ましい。二一ドルパンチ処理を施すことにより、繊維同士を絡み合わせることができ、弾性力が高く、ハニカムフィルタを保持する力に優れる保持シール材を作製することができるからである。

その後、上記無機質マット状物に切断加工を施して、例えば、上述したような矩形状の基材部の一の辺に凸部が設けられ、該一の辺に対向する辺に凹部が設けられたような形状の保持シール材を作製する。

次に、本発明のハニカムフィルタの外周に上記保持シール材を被覆し、該保持シール材を固定する。

上記保持シール材を固定する手段としては特に限定されず、例えば、接着剤で貼着したり、紐状体で縛る手段等を挙げることができる。また、特別な手段で固定をせず、ハニカムフィルタに被覆しただけの状態で、次の工程に移行しても差し支えない。なお、上記紐状体は、熱で分解する材料であってもよい。ケーシング内にハニカムフィルタを設置した後であれば、紐状体が熱により分解してもハ二カムフィルタはケーシング内に設置されているので、保持シール材が剥がれてしまうことはないからである。次に、上記工程を経たハニカムフィルタをケーシング内に設置する。

なお、上記ケーシングの材料、形状及び構成等については、上述した通りであるのでここでは、その説明を省略する。

ハニカムフィルタを、ケーシング内に設置する方法としては、上記ケーシンク、' が筒状のケーシング 7 1である場合 (図 7 ( a ) ) 、例えば、保持シール材が被覆されたハニカムフィルタをその一端面から押し込み、所定の位置に設置した後、導入管、配管及び排出管等と接続するための端面を、ケーシング 7 1の両端部に形成する方法を挙げることができる。なお、ケーシング 7 1は有底の筒状であつてもよい。

この際、固定したハニカムフィルタが容易に移動しないように、かなりの力を加えた状態で、ようやく押し込むことができる程度に、保持シール材の厚さ、ハ二カムフィルタの大きさ、ケーシング 7 1の大きさ等を調整する必要がある。また、図 7 ( b ) に示したように、上記ケーシングの形状が 2分割シェル状のケーシング 7 2である場合には、例えば、ハニカムフィルタを半筒状の下部シェル 7 2 b内の所定箇所に設置した後、上部固定部 7 3に形成した貫通孔 7 3 aと、下部固定部 7 4に形成した貫通孔 7 4 aとがちようど重なるように、半筒状の上部シェル 7 2 aを下部シェル 7 2 bの上に載置する。そして、ボルト 7 5を貫通孔 7 3 a、 7 4 aに揷通しナツト等で固定することで、上部シェル 7 2 aと下部シェル 7 2 bとを固定する。そして、導入管、配管及び排出管等と接続するための開口を有する端面を、ケーシング 7 2の両端部に形成する方法を挙げることができる。この場合にも、固定したハニカムフィルタが移動しないように、保持シ一ル材の厚さ、ハニカムフィルタの大きさ、ケーシング 7 2の大きさ等を調整する必要がある。

この 2分割シェル状のケーシング 7 2は、内部に設置したハニカムフィルタの取替えが、筒状のケーシング 7 1よりも容易である。

次に、本発明のハニカムフィルタの再生処理を行う際に、ハ-カムフィルタの貫通孔内に流入させるガスを加熱するための加熱手段を設ける。

上記加熱手段としては特に限定されず、例えば、電気ヒータやバーナー等を挙げることがでる。

また、上記加熱手段は、通常、ケーシング内に設置したハニカムフィルタの排気ガス流入側の端面近傍に設ける。

なお、上記排気ガス浄化装置において説明した通り、上述したような加熱手段を設けずに、本発明のハュカムフィルタに酸化触媒を担持させてもよく、ハニカムフィルタの排気ガス流入側に酸化触媒を配置してもよい。

次に、本発明のハニカムフィルタと加熱手段とを内部に設置したケーシングを内燃機関の排気通路に接続することで本発明のハニカムフィルタを設置した排気ガス浄化装置を製造することができる。

具体的には、上記ケーシングの加熱手段が設けられた側の端面をエンジン等の内燃機関に連結された導入管に接続し、他端面を外部へ連結された排出管に接続する。発明を実施するための最良の形態

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

(実施例 1 )

( 1 ) 平均粒径 1 0 μ mの α型炭化珪素粉末 7 0重量。 /₀と、平均粒径 0 . 5 μ mの型炭化珪素粉末 3 0重量％とを湿式混合し、得られた混合物 1 0 0重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を 1 0重量部、水を 1 8重量部、造孔剤（球状アクリル粒子、平均粒径 1 0 / m) を 3重量部加えて混練して原料ペーストを調製した。

次に、上記原料ペーストを押出成形機に充填し、押出速度 1 0 c mZ分にて図 3に示した多孔質セラミック部材 3 0と略同形状のセラミック成形体を作製し、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機を用いて乾燥させてセラミック乾燥体とした。

次に、平均粒径 1 0 mの α型炭化珪素粉末 6 0重量％と、平均粒径 0 . 5 μ mの β型炭化珪素粉末 40重量％とを混合し、得られた組成物 100重量部に、ポリオキシエチレンモノブチルエーテルからなる潤滑剤（日本油脂社製、商品名：ュニルーブ） 4重量部、ジエチレングリコールモノー 2—ェチルへキシノレエーテルからなる溶剤（協和発酵社製、商品名： ΟΧ—20) 1 1重量部、リン酸ェステル系化合物からなる分散剤（第一工業製薬社製、商品名：プライサーフ） 2 重量部、及び、メタクリル酸 η—ブチルを ΟΧ— 20で溶解したバインダー（東栄化成社製、商品名：バインダー D) 5重量部を配合して均一に混合することにより充填材ペーストを調製した。

この充填材ペーストを図 4に示した封口装置 100の充填材吐出槽 1 10に充填し、上記工程で作製したセラミック乾燥体を所定の位置に移動、固定し、充填材吐出槽 1 10を移動させることにより、マスク 1 1 1をセラミック乾燥体の端面に当接させた。このとき、マスク 1 1 1の開口部 1 1 1 aとセラミック乾燥体の貫通孔とは、ちょうど対向する位置関係となっている。

続いて、モノポンプを用いて充填材吐出槽 110に所定の圧力を印加することにより、充填材ペーストをマスク 1 1 1の開口部 1 1 1 aより吐出させ、セラミック乾燥体の貫通孔の端部に進入させる封口処理を行った。

このとき、上記充填材ペーストは、焼成後に形成される充填材の貫通孔の長手方向の長さが 0. 75 mmとなるように充填した。

そして、上記封口処理を行ったセラミック乾燥体を、再びマイクロ波乾燥機を用いて乾燥させた後、 400°Cで脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下 2200°C、 4時間で焼成を行うことにより、図 2に示したような、その大きさが 33 mm X 33mmX 30 Ommで、貫通孔の数が 3 1個 Zcm²、隔壁の厚さが 0. 3 m mの炭化珪素焼結体からなる多孔質セラミック部材を製造した。

(2) 繊維長 0. 2mmのアルミナファイバー 19· 6重量⁰ /₀、平均粒径 0. 6 μ mの炭化珪素粒子 67. 8重量％、シリ力ゾル 10. 1重量％及びカルボキシメチルセルロース 2. 5重量 °/。を含む耐熱性の接着剤ペーストを用いて上記多孔質セラミック部材を、図 5を用いて説明した方法により多数結束させ、続いて、ダイヤモンドカッターを用いて切断することにより、図 2に示したような直径が 1 6 5 mmで円柱形状のセラミックプロックを作製した。

次に、無機繊維としてアルミナシリケートからなるセラミックファイバー（ショット含有率： 3 %、繊維長： 0 . 1〜： L 0 0 mm) 2 3 . 3重量。/。、無機粒子として平均粒径 0 . 3 μ mの炭化珪素粉末 3 0 . 2重量％、無機バインダ一としてシリカゾノレ (ゾル中の S i 〇₂の含有率： 3 0重量％) 7重量％、有機バインダ一としてカルボキシメチルセルロース.0 . 5重量％及び水 3 9重量％を混合、混練してシール材ペーストを調製した。

次に、上記シール材ペーストを用いて、上記セラミックブロックの外周部に厚さ 1 . 0 mmのシール材ペースト層を形成した。そして、このシール材ペースト層を 1 2 0 °Cで乾燥して、図 2に示したような円柱形状の炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

このようにして製造したハニカムフィルタの平均気孔径は 1 0 u mであり、気孔率は 4 0 %であり、曲げ強度は 4 O M P aであった。また、充填材の貫通孔の長手方向の長さは 0 . 7 5 mmであり、上記ハニカムフィルタの曲げ強度と、充填材の長さとの積は 3 0であった。

(実施例 2 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 3 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1と同様に炭化珪素からなるハエカムフィルタを製造した。

本実施例 2に係るハ-カムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 1 2 0 であった。

(実施例 3 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 5 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 3に係るハ-カムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 0 0 であった。

(比較例 1 ) 充填材の貫通孔の長手方向の長さが 0 . 5 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本比較例 1に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 0であった。

(試験例 1 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 6 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本試験例 1に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 4 0 であった。

(実施例 4 )

平均粒径 1 0 μ mの a型炭化珪素粉末 8 0重量 °/₀と、平均粒径 0 . 5 /i mの ]3 型炭化珪素粉末 2 0重量％とを湿式混合し、得られた混合物 1 0 0重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を 2 0重量部、水を 3 0重量部、造孔剤（球状ァクリル粒子、平均粒径 1 0 /i m) を 2 0重量部加えて混練して原料ぺーストを調製した。

次に、上記原料ペーストを押出成形機に充填し、押出速度 1 0 c m/分にてセラミック成形体を作製し、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機を用いて乾燥させて図 3に示した多孔質セラミック部材 3 0と略同形状のセラミック乾燥体とした。

次に、実施例 1と同様にして充填材ペーストを調製し、上記セラミック乾燥体の封口処理を行つた。このとき、上記充填材ペーストは、焼成後に形成された充填材の貫通孔の長手方向の長さが 4 . 3 mmとなるように充填した。

そして、上記封口処理を行ったセラミック乾燥体を、実施例 1と同条件で脱脂、焼成処理を行って多孔質セラミック部材を製造した。

そして、実施例 1の ( 2 ) と同様にして、図 2に示したような円柱形状の炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。このようにして製造したハニカムフィルタの平均気孔径は 1 0 μ πιであり、気孔率は 6 0 %であり、曲げ強度は 7 M P aであった。また、充填材の貫通孔の長手方向の長さは 4 . 3 mmであり、上記ハニカムフィルタの曲げ強度と、充填材の長さとの積-は 3 0 . 1であった。

(実施例 5 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 1 5 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 4と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 5に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 1 0 5 であった。

(実施例 6 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 2 8 . 5 mmとなるように充填材ペーストの充填を行つたほかは、実施例 4と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 6に係るハエカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 1 9 9 . 5であった。

(比較例 2 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 4 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 4と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本比較例 2に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 8でめった。

(試験例 2 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 3 O mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 4と同様に炭化珪素からなるハ-カムフィタを製造した。

本試験例 2に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 1 0 であった。 (実施例 7 )

平均粒径 1 0 μ mのひ型炭化珪素粉末 7 0重量％と、平均粒径 0 . 5 mの型炭化珪素粉末 3 0重量％とを湿式混合し、得られた混合物 1 0 0重量部に対して、有機バインダー（メチルセルロース）を 1 5重量部、水を 2 2重量部、造孔剤（球状ァクリル粒子、平均粒径 1 0 _μ m) を 5重量部加えて混練して原料ぺーストを調製した。

次に、実施例 1と同様にして充填材ペーストを調製し、上記セラミック乾燥体の封口処理を行った。このとき、上記充填材ペーストは、焼成後に形成された充填材の貫通孔の長手方向の長さが 1 . 5 mmとなるように充填した。

そして、実施例 1の（2 ) と同様にして、図 2に示したような円柱形状の炭化珪素からなるハエカムフィルタを製造した。

このようにして製造したハニカムフィルタめ平均気孔径は 1 0 μ πιであり、気孔率は 5 0 %であり、曲げ強度は 2 O M P aであった。また、充填材の貫通孔の長手方向の長さは 1 . 5 mmであり、上記ハ-カムフィルタの曲げ強度と、充填材の長さとの積は 3 0であった。

(実施例 8 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 6 mmとなるように充填材ペーストの充填を行つたほかは、実施例 7と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 8に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 1 2 0 であった。

(実施例 9 ) 充¾材の貫通孔の長手方向の長さが 1 O mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 7と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 9に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 0 0 であった。

(比較例 3 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 1 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 7と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本比較例 3に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 0であった。

(試験例 3 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 1 2 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 7と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本試験例 3に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 4 0 であった。

(実施例 1 0 )

平均粒径 1 0 i mの α型炭化珪素粉末 6 0重量 °/₀と、平均粒径 0 . 5 /i mの |3 型炭化珪素粉末 4 0重量％とを湿式混合し、得られた混合物 1 0 0重量部に対して、有機バインダー (メチルセルロース) を 5重量部、水を 1 0重量部加えて混練して原料ペーストを調製した。

次に、上記原料ペーストを押出成形機に充填し、押出速度 1 0 c mZ分にてセラミック成形体を作製し、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機を用いて乾燥させて図 3に示した多孔質セラミック部材 3 0と略同形状のセラミック乾燥体とした。

次に、実施例 1と同様にして充填材ペーストを調製し、上記セラミック乾燥体の封口処理を行った。このとき、上記充填材ペーストは、焼成後に形成された充填材の貫通孔の長手方向の長さが 0 . 5 mmとなるように充填した。

そして、実施例 1の（2 ) と同様にして、図 2に示したような円柱形状の炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

このようにして製造したハニカムフィルタの平均気孔径は 1 0 i mであり、気孔率は 3 0 %であり、曲げ強度は 6 O M P aであった。また、充填材の貫通孔の長手方向の長さは 0 . 5 mmであり、上記ハニカムフィルタの曲げ強度と、充填材の長さとの積は 3 0であった。

(実施例 1 1 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 2 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 0と同様に炭化珪素からなるハエカムフィルタを製造した。

本実施例 1 1に係るハ-カムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 1 2 0であった。 '

(実施例 1 2 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 3 . 3 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 0と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 1 2に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 1 9 8であった。

(比較例 4 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 0 . 3 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 0と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本比較例 4に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 1 8であつに。

(試験例 4 ) 充填材の貫通孔の長手方向の長さが 4 mmとなるように充填材ペーストの充填 ^ を行ったほかは、実施例 1 0と同様に炭化珪素からなるハニカムフィルタを製造した。

本試験例 4に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 4 0 であった。

(実施例 1 3 )

( 1 ) 平均粒径 1 Ο μ πιのタルク 4 0重量部、平均粒径 9 /i mのカオリン 1 0 重量部、平均粒径 9 . 5 μ mのアルミナ 1 7重量部、平均粒径 5 μ mの水酸化ァルミニゥム 1 6重量部、平均粒径 1 0 // mのシリカ 1 5重量部、平均粒径 1 0 mのグラフアイト 3 0重量部、成形助剤（エチレングリコール） 1 7重量部、水 2 5重量部加えて混練して原料ペーストを調製した。

次に、上記原料ペーストを押出成形機に充填し、押出速度 1 0 c mZ分にて図 1に示したハニカムフィルタ 1 0と略同形状のセラミック成形体を作製し、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機を用いて乾燥させてセラミック乾燥体とした。

次に、平均粒径 1 0 / mのタルク 4 0重量部、平均粒径 9 μ mのカオリン 1 0 重量部、平均粒径 9 . 5 u mのアルミナ 1 7重量部、平均粒径 5 μ mの水酸化ァノレミニゥム 1 6重量部、平均粒径 1 0 μ mのシリカ 1 5重量部、ポリォキシェチレンモノプチルエーテルからなる潤滑剤（日本油脂社製、商品名：ュニループ） 4重量部、ジエチレングリコールモノー 2—ェチルへキシルエーテルからなる溶剤（協和発酵社製、商品名： O X— 2 0 ) 1 1重量部、リン酸エステル系化合物からなる分散剤（第一工業製薬社製、商品名：プライサーフ） 2重量部、及び、メタクリル酸 n -プチルを O X— 2 0で溶解したバインダー（東栄化成社製、商品名：バインダー D) 5重量部を配合して均一に混合することにより充填材ぺーストを調製した。

この充填材ペーストを用いて実施例 1と同様の方法により、上記セラミック乾燥体の封口処理を行った。

このとき、上記充填材ペーストは、焼成後に形成される充填材の貫通孔の長手方向の長さが 7 . 5 mmとなるように充填した。

ただし、本実施例 1 3に係るセラミック乾燥体の端面形状と、実施例 1に係るセラミック乾燥体の端面形状とは、全く異なる形状であるため、上記封口処理では、実施例 1に係るセラミック乾燥体の封口処理に用いたマスクとは異なるマスクを用いた。

即ち、本実施例 1 3に係るセラミック乾燥体の封口処理では、該セラミック乾燥体の貫通孔と、ちょうど対向する位置に開口部を有するマスクを用いた。そして、上記封口処理を行ったセラミック乾燥体を、； Sびマイクロ波乾燥機を用いて乾燥させた後、 4 0 0 °Cで脱脂し、常圧のアルゴン雰囲気下 1 4 0 0 °C、 3時間で焼成を行うことにより、図 1に示したような、直径 1 6 5 mm、幅 3 0 O mmで円柱形状のコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。このようにして製造したハニカムフィルタの気孔率は 6 0 %であり、曲げ強度は 4 M P aであった。また、充填材の貫通孔の長手方向の長さは 7 . 5 mmであり、上記ハニカムフィルタの曲げ強度と、充填材の長さとの積は 3 0であった。

(実施例 1 4 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 2 0 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 3と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 1 4に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 8 0 であった。

(実施例 1 5 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 5 0 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 3と同様にコージェライトからなるハエカムフィルタを製造した。

本実施例 1 5に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 0 0であった。

(比較例 5 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 7 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 3と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本比較例 5に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 8であった。

(試験例 5 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 6 0 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 3と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本試験例 5に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 4 0 であった。

(実施例 1 6 )

平均粒径 1 0 μ mのタルク 4 0重量部、平均粒径 9 μ ιηのカオリン 1 0重量部、平均粒径 9 . 5 μ mのアルミナ 1 7重量部、平均粒径 5 μ mの水酸化アルミニゥム 1 6重量部、平均粒径 1 0 /z mのシリカ 1 5重量部、平均粒径 1 0 ^ mのグラフアイト 3重量部、成形助剤（エチレングリコール） 1 0重量部、水 1 8重量部加えて混練して原料ペーストを調製した。

次に、上記原料ペーストを押出成形機に充填し、押出速度 1 0 c mZ分にてセラミック成形体を作製し、上記セラミック成形体を、マイク口波乾燥機を用いて乾燥させて図 1に示したハニカムフィルタ 1 0と略同形状のセラミック乾燥体とした。

次に、実施例 1 3と同様にして充填材ペーストを調製し、上記セラミック乾燥体の封口処理を行った。このとき、上記充填林ペーストは、焼成後に形成された充填材の貫通孔の長手方向の長さが 3 . 7 5 mmとなるように充填した。

そして、上記封口処理を行ったセラミック乾燥体を、実施例 1 3と同条件で脱脂、焼成処理を行って図 1に示したような円柱形状のコージエライトからなるハ二カムフィルタを製造した。

このようにして製造したハニカムフィルタの気孔率は 4 0 %であり、曲げ強度は 8 M P aであった。また、充填材の貫通孔の長手方向の長さは 3 . 7 5 mmであり、上記ハニカムフィルタの曲げ強度と、充填材の長さとの積は 3 0であった。 (実施例 1 7 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 1 2 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 6と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 1 7に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 9 6 であった。

(実施例 1 8 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 2 5 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 6と同様にコージエライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 1 8に係るハ-カムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 0 0であった。

(比較例 6 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 3 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 6と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本比較例 6に係るハ-カムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 4でめった。

(試験例 6 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 2 8 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 6と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本試験例 6に係るハエカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 2 4 であった。

(実施例 1 9 )

平均粒径 1 Ο μ πιのタルク 4 0重量部、平均粒径 9 / mのカオリン 1 0重量部、平均粒径 9 . 5 μ πιのアルミナ 1 7重量部、平均粒径 5 Ai mの水酸化アルミニゥ 9

3 8

ム 1 6重量部、平均粒径のシリカ 1 5重量部、平均粒径 1 0 / mのグラファイト 2 5重量部、成形助剤（エチレンダリコール） 1 5重量部、及び、水 2 0重量部を混練して原料ペーストを調製した。

次に、上記原料ペーストを押出成形機に充填し、押出速度 1 0 c m/分にて図 1に示したハニカムフィルタ 1 0と略同形状のセラミック成形体を作製し、上記セラミック成形体を、マイクロ波乾燥機を用いて乾燥させてセラミック乾燥体とした。

次に、実施例 1 3と同様にして、充填材ペーストを調製し、上記セラミック乾燥体の封口処理を行つた。このとき、上記充填材ペーストは、焼成後に形成される充填材の貫通孔の長手方向の長さが 6 . 3 mmとなるように充填した。

そして、実施例 1 3と同条件で、上記封口処理を行ったセラミック乾燥体の脱月旨、焼成処理を行うことにより、図 1に示したような、円柱形状のコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

このようにして製造したハニカムフィルタの気孔率は 5 5 %であり、曲げ強度は 4 . 7 M P aであった。また、 '充填材の貫通孔の長手方向の長さは 6 . 3 mm であり、上記ハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 3 0であった。

(実施例 2 0 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 2 3 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 9と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 2 0に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 1 0 8であった。

(実施例 2 1 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 4 2 . 6 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 9と同様にコージェライトからなるハ-カムフィルタを製造した。

本実施例 2 1に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 0 0であった。 (比較例 7 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 6 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 9と同様にコージェライトからなるハ-カムフィルタを製造した。

本比較例 7に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 8でめった。

(試験例 7 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 4 3 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 1 9と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本試験例 7に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 0 2 であった。

(実施例 2 2 )

平均粒径 Ι Ο μ πιのタルク 4 0重量部、平均粒径 9 μ mのカオリン 1 0重量部、平均粒径 9 . 5 μ πιのアルミナ 1 7重量部、平均粒径 5 μ πιの水酸化アルミニゥム 1 6重量部、平均粒径 1 0 /z mのシリカ 1 5重量部、平均粒径 1 0 μ mのダラフアイト 4 0重量部、成形助剤（エチレングリコール） 2 5重量部、及ぴ、水 3 0重量部を混練して原料ペーストを調製した。

次に、実施例 1 3と同様にして、充填材ペーストを調整し、上記セラミック乾燥体の封口処理を行った。このとき、上記充填材ペーストは、焼成後に形成される充填材の貫通孔の長手方向の長さが 1 O mmとなるように充填した。

そして、実施例 1 3と同条件で、上記封口処理を行ったセラミック乾燥体の脱月旨、焼成処理を行うことにより、図 1に示したような、円柱形状のコージェライトからなるハ-カムフィルタを製造した。 03 04479

40

このようにして製造したハニカムフィルタの気孔率は 7 0 %であり、曲げ強度は 3 . O M P aであった。また、充填材の貫通孔の長手方向の長さは 1 O mmであり、上記ハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 3 0であった。

(実施例 2 3 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 3 8 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 2 2と同様にコージェライトからなるハ-カムフィルタを製造した。

本実施例 2 3に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 1 1 4であった。 .

(実施例 2 4 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 6 6 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 2 2と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本実施例 2 4に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 1 9 8であった。

(比較例 8 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 9 mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 2 2と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本比較例 8に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 7であった

(試験例 8 )

充填材の貫通孔の長手方向の長さが 7 O mmとなるように充填材ペーストの充填を行ったほかは、実施例 2 2と同様にコージェライトからなるハニカムフィルタを製造した。

本試験例 8に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの積は 2 1 0 であった„ このようにして製造した実施例 1〜 2 4、比較例 1〜 8、及び、試験例 1〜 8 に係るハニカムフィルタを主に構成するセラミック材料、曲げ強度（M P a ) 、気孔率（％) 及ぴ充填材の長さ（mm) を下記表 1にまとめる。

表 1

注 1 )積：ハニカムフィルタの曲げ強度 X充填材の長さ実施例 1〜 2 4、比較例 1〜 8、及び、試験例 1〜 8に係るハニカムフィルタの性状評価試験として、各実施例、比較例、及び、試験例に係るハニカムフィルタの初期背圧を流速が 1 3 mZ sのエアーを吹き込むことで測定した。

次に、各実施例、比較例、及び、試験例に係るハニカムフィルタをエンジンの排気通路に配設した図 6に示したような排気ガス浄化装置に設置し、上記ェンジンを回転数 3 0 0 O m i n ~ \ トルク 5 0 N mで 1 0時間運転して排気ガスの浄化を行った。そして、上記耐久性試験を行った後、各ハニカムフィルタを取り出し、目視によりクラックの有無等を確認した。さらに、上記耐久試験後に、クラックが発生していなかったハエカムフィルタについて、上記耐久試験を 3 0 0 回繰り返すヒートサイクル試験を行い、各ハ-カムフィルタを取り出し、目視によりクラックの有無を確認した。

結果を下記表 2に示す。

2

初期背圧クラックの有無

(kPa) 耐久式験後ヒ-トサイクル試験後実施例 1 10.0

実施例 2 10.5 ίκ 実施例 3 11.0 "»、

実施例 4 8.0 to

実施例 5 8.3 ，》、

実施例 6 8.5 ，、実施例 7 8.5

実施例 8 8.8 、実施例 9 9.0

実施例 10 12.0 、、

実施例 11 12.5 m、- 実施例 12 13.2 m m 実施例 13 7.0 ί，κ、、 & 実施例 14 7.5

実施例 15 7.8 to ί，κ》、実施例 16 8.0

実施例 17 8.2

実施例 18 9.0 to to，》、実施例 19 7.7 ，" 、実施例 20 7.9 to "、\

実施例 21 8.3 、実施例 22 7.0

実施例 23 7.3

実施例 24 7.5

比較例 1 5.0 有 ― 比較例 2 7.0 有一比較例 3 8.0 有一比較例 4 10.0 有 ― 比較例 5 6.0 有 ― 比較例 6 7.0 有一比較例 7 6.3 有 ― 比較例 8 5.3 有 ― 試験例 1 15.0 有試験例 2 12.0 to 有試験例 3 14.0 有試験例 4 18.0 有

5 験例 5 10.0 to 有試験例 6 11.0 有試験例フ 10.2 、有試験例 8 10.0 te、有表 2に示した通り、実施例 1〜2 4に係るハニカムフィルタは、初期背圧の値が 7〜1 3 . 2 k P aと低く、また、貫通孔の内部に流入してきた排気ガスの圧力による衝撃に起因するクラックも観察されず、上記耐久試験後の背圧もさほど高くなつていなかった。さらに、ヒートサイクノレ試験後においても、クラックは観察されなかった。

一方、比較例 1〜8に係るハ-カムフィルタには、初期背圧の値が 5 ~ 1 O k P aと低いものであつたが、貫通孔の内部に流入してきた排気ガスの圧力による衝擊に起因するクラックが、最も衝擊を受ける排気ガス流出側の充填材が充填された部分の壁部（隔壁）を中心に発生していた。

また、気孔率が最も低く、充填材の長さが最も短い比較例 4に係るハ-カムフィルタでは、上記充填材が排気ガスの圧力により抜け落ちてしまっていた。

また、試験例 1〜8に係るハニカムフィルタは、初期背圧の値が 1 0 ~ 1 8 k P aと高く、また、貫通孔の内部に流入してきた排気ガスの圧力による衝撃に起因するクラックは観察されなかったが、上記耐久性試験後の背圧が非常に高くなつており、ヒートサイクル試験後ではクラックが発生していた。

即ち、実施例 1〜2 4に係るハニカムフィルタは、エンジンから排出される排気ガスの圧力による衝撃によってはクラックが発生することがなく、耐久性に優れるとともに、パティキュレート捕集中の背圧がすぐに高くなることもないため、ハニカムフィルタの再生処理を頻繁に行う必要がなく、フィルタとして充分に機能するものであった。

一方、比較例 1〜8に係るハ-カムフィルタは、エンジンから排出される排気ガスの圧力による衝撃により、充填材が充填された部分の壁部（隔壁）にクラックが発生したり、充填材の抜け落ちが発生したりし、耐久性に劣るものであった。また、充填材の抜け落ちが発生していないハ-カムフィルタであっても、発生したクラックから排気ガスが漏出してしまい、フィルタとして充分に機能することができないものであった。

また、試験例 1〜8に係るハニカムフィルタは、エンジンから排出される排気ガスの圧力による衝撃によりすぐにクラックが発生することはないが、実施例 1 〜1 8に係るハニカムフィルタに比べて、濾過可能領域が小さくなつていたため、初期背圧が高く、パティキユレ一ト捕集中の背圧がすぐに高くなり、長期間使用しているとクラックが発生するものであった。

なお、実施例 1 9〜2 1及び比較例 7の結果から、気孔率 5 5 %のコージエライトからなるハエカムフィルタは、曲げ強度が 4. 7MP aであり、耐久試験においてクラックを生じないためには、充填材の長さを 6. 3 mm以上にする必要があることが分かった。また、実施例 1 3〜1 5及び比較例 5の結果から、気孔率 6 0%のコージェライトからなるハニカムフィルタは、曲げ強度が 4MP aであり、耐久試験においてクラックを生じないためには、充填材の長さを 7. 5m m以上にする必要があることが分かった。また、実施例 2 2〜24及び比較例 8 の結果から、気孔率 7 0%のコージエライトからなるハニカムフィルタは、曲げ強度が 4 MP aであり、耐久試験においてクラックを生じないためには、充填材の長さを 1 Omm以上にする必要があることが分かった。

従って、特開 2 0 0 3— 3 8 2 3号公報の実施例に記載されているハニカムフィルタは、コージエライトからなり、隔壁の気孔率が 5 5〜 7 0 °/₀、充填材の長さが 2〜6mmであることから、いずれも充填材の長さが短く、耐久試験においてクラックを生じてしまうと推定される。

また、図 8 ( a) は、実施例 1〜2 4に係るハニカムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの関係を示したグラフであり、（b) は、比較例 1〜8、及び、試験例 1〜8に係る八-カムフィルタの曲げ強度と充填材の長さとの関係を示したグラフである。なお、図 8 (a ) 、 (b) において、下側の曲線が、ハニカムフィルタの曲げ強度 F と、充填材の長さとの積が 3 0となる曲線であり、上側の曲線が、ハニカムフィルタの曲げ強度 F αと、充填材の長さ Lとの積が 2 0 0 となる曲線である。

図 8 (a ) に示したように、実施例 1〜24に係るハニカムフィルタの曲げ強度 F αと、充填材の長さ Lとの積の値は、いずれも上下の曲線の間に存在しており、一方、図 8 (b) に示したように、比較例 1〜8に係るハニカムフィルタの曲げ強度 F aと、充填材の長さ Lとの積の値は、いずれも下側の曲線よりも下に存在している。また、試験例 1 ~ 8に係るハニカムフィルタ曲げ強度 F αと、充填材の長さ Lとの積の値は、いずれも上側の曲線よりも上に存在している。上記実施例及び比較例についての性状評価試験の結果と、図 8に示したグラフとにより、ハ-カムフィルタの曲げ強度 F αと、充填材の長さ Lとの積の値を、図 8に示した下側の曲線よりも上に存在するようにすることで（即ち、 F a X L を 3 0以上とすることで）、エンジンから排出される排気ガスの圧力による衝撃により、充填材が充填された部分の壁部（隔壁）にクラックが発生したり、充填材の抜け落ちが発生したりすることがなく、耐久性に優れるハニカムフィルタとすることができる。

さらに、上記試験例についての性状評価試験の結果と、図 8に示したグラフとにより、ハニカムフィルタの曲げ強度 F と、充填材の長さ Lとの積の値を、図 8に示した上側の曲線よりも下に存在するようにすることで（即ち、 F a X Lを 2 0 0以下とすることで）、初期背圧が低く、パティキュレート捕集.中の背圧がすぐに高くならず、長期間使用可能なハニカムフィルタとすることができる。産業上の利用可能性

本発明の排気ガス浄化用ハニカムフィルタは、上述の通りであるので、使用中にクラックゃ充填材の抜け落ちが発生することがなく、耐久性に優れたものとなる。

Claims

請求の範囲

1 . 多数の貫通孔が壁部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一方の端部で、前記貫通孔のうち、所定の貫通孔が充填材により充填され、一方、前記柱状体の他方の端部で、前記一方の端部で前記充填材により充填されていない貫通孔が充填材により充填され、前記壁部の一部又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気ガス浄化用ハニカムフィノレタであって、

前記排気ガス浄ィヒ用ハニカムフィルタの曲げ強度 Fひ (M P a ) と、前記充填材の前記貫通孔の長手方向の長さ L (mm) とが、 F a X L 3 0の関係を有することを特徴とする排気ガス浄化用ハエカムフィルタ。

2 . 排気ガス浄化用ハニカムフィルタの曲げ強度 F c¾ (M P a ) と、充填材の貫通孔の長手方向の長さ L (mm) とが、 F a 2 0 0の関係を有する請求の範囲第 1項記載の排気ガス浄化用ハこ

3 . 触媒が付与されている請求の範囲第 1又は 2項に記載の排気ガス浄化用ハニ

4 . 気流により逆洗浄を行うことにより、捕集して堆積した微粒子が除去される請求の範囲第 1〜 3項のいずれかに記載の排気ガス浄化用ハニカムフィルタ。

5 . 排気ガスを加熱して流入させることにより、捕集して堆積した ί敫粒子が除去される請求の範囲第 1〜 3項のいずれかに記載の排気ガス浄化用ハ二：タ。