ハニカムフィルタ
【課題】燃焼再生において生じる熱応力を低減することが可能なハニカムフィルタを提供する。
【解決手段】ハニカムフィルタ１００は、隔壁１２０により仕切られた複数の流路１１０を有し、複数の流路１１０が複数の流路１１０ａと複数の流路１１０ｂとを有しており、複数の流路１１０ｂにおける一の流路１１０ｂと他の流路１１０ｂとが互いに隣接しており、流路１１０ｂの断面が長辺１５０ａと短辺１５０ｂとを有しており、流路１１０ａの辺１４０のそれぞれが、流路１１０ｂの長辺１５０ａと対向しており、流路１１０ｂの短辺１５０ｂのそれぞれが、隣接する流路１１０ｂの短辺１５０ｂと対向しており、隣接する流路１１０ｂ同士を仕切る隔壁１２０ｂの厚みが、流路１１０ａと流路１１０ｂとを仕切る隔壁１２０ａの厚みよりも大きい。
【解決手段】ハニカムフィルタ１００は、隔壁１２０により仕切られた複数の流路１１０を有し、複数の流路１１０が複数の流路１１０ａと複数の流路１１０ｂとを有しており、複数の流路１１０ｂにおける一の流路１１０ｂと他の流路１１０ｂとが互いに隣接しており、流路１１０ｂの断面が長辺１５０ａと短辺１５０ｂとを有しており、流路１１０ａの辺１４０のそれぞれが、流路１１０ｂの長辺１５０ａと対向しており、流路１１０ｂの短辺１５０ｂのそれぞれが、隣接する流路１１０ｂの短辺１５０ｂと対向しており、隣接する流路１１０ｂ同士を仕切る隔壁１２０ｂの厚みが、流路１１０ａと流路１１０ｂとを仕切る隔壁１２０ａの厚みよりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカムフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハニカムフィルタは、被捕集物を含む流体から当該被捕集物を除去するセラミックスフィルタとして用いられており、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関から排気される排気ガスを浄化するための排ガスフィルタとして用いられている。このようなハニカムフィルタは、多孔質の隔壁により仕切られた互いに平行な複数の流路を有している（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５３７７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被捕集物を含む流体がハニカムフィルタ内に供給されるに伴い、ハニカムフィルタにおける隔壁の表面や隔壁の内部に被捕集物が堆積する。この場合、被捕集物がハニカムフィルタ内に過剰に堆積すると、ハニカムフィルタ内における流体の移動が妨げられてハニカムフィルタの浄化性能が低下する。そのため、ハニカムフィルタ内に一定量の被捕集物を堆積させた後に、被捕集物を燃焼除去するためにハニカムフィルタの燃焼再生が行われる。
【０００５】
ここで、燃焼再生においてハニカムフィルタに過度の熱応力が負荷されると、ハニカムフィルタの熱破損や溶損が引き起こる場合がある。そのため、ハニカムフィルタに対しては、燃焼再生において生じる熱応力を低減することが求められている。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、燃焼再生において生じる熱応力を低減することが可能なハニカムフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るハニカムフィルタは、多孔質の隔壁により仕切られた互いに平行な複数の流路を有するハニカムフィルタであって、隔壁がチタン酸アルミニウムを含み、複数の流路が、第１の流路と、当該第１の流路に隣接する複数の第２の流路とを有しており、複数の第２の流路における一の第２の流路と他の第２の流路とが互いに隣接しており、第１の流路におけるハニカムフィルタの一端側の端部が封口されており、第２の流路におけるハニカムフィルタの他端側の端部が封口されており、第２の流路の軸方向に垂直な第２の流路の断面が、第１の辺と、当該第１の辺の両側にそれぞれ配置された第２の辺とを有しており、第１の流路の軸方向に垂直な第１の流路の断面を形成する辺のそれぞれが、第２の流路の第１の辺と対向しており、第２の流路の第２の辺のそれぞれが、隣接する第２の流路の第２の辺と対向しており、隔壁における隣接する第２の流路同士を仕切る部分の厚みが、隔壁における第１の流路と第２の流路とを仕切る部分の厚みよりも大きい。
【０００８】
本発明に係るハニカムフィルタでは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を低減することができる。本発明において上記効果が得られる原因は詳細には不明であるが、本発明者は以下のように推測している。但し、原因が以下の内容に限定されるものではない。
【０００９】
すなわち、本発明に係るハニカムフィルタでは、複数の流路が、第１の流路と、当該第１の流路に隣接する複数の第２の流路とを有しており、複数の第２の流路における一の第２の流路と他の第２の流路とが互いに隣接しており、第１の流路におけるハニカムフィルタの一端側の端部が封口されており、第２の流路におけるハニカムフィルタの他端側の端部が封口されており、第２の流路の軸方向に垂直な第２の流路の断面が、第１の辺と、当該第１の辺の両側にそれぞれ配置された第２の辺とを有しており、第１の流路の軸方向に垂直な第１の流路の断面を形成する辺のそれぞれが、第２の流路の第１の辺と対向しており、第２の流路の第２の辺のそれぞれが、隣接する第２の流路の第２の辺と対向している。このような構成を備える本発明では、例えば、被捕集物を含む流体をハニカムフィルタの一端側から第２の流路内に流入させた場合、被捕集物は、第２の流路の内壁に堆積し、第２の流路の軸方向に垂直な第２の流路の断面における第１の辺及び第２の辺のそれぞれに堆積する。このように被捕集物が堆積した状態においてハニカムフィルタの燃焼再生を行う場合、ハニカムフィルタ内に流入した酸素ガス等の支燃性ガスが、被捕集物が堆積した部分に供給される。そして、支燃性ガスの存在下で被捕集物が燃焼することにより、二酸化炭素ガスや一酸化炭素ガス等（以下、単に「二酸化炭素ガス等」という）が発生する。
【００１０】
ここで、本発明では、被捕集物の燃焼速度が、被捕集物の燃焼により発生する二酸化炭素ガス等のガス流出側の流路への拡散し易さに依存する傾向があるものと推測される。すなわち、本発明では、互いに隣接する第２の流路間の圧力差に比して、互いに隣接する第１の流路及び第２の流路間の圧力差が大きくなる傾向がある。これにより、一の第２の流路において被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、隣接する他の第２の流路に比して、隣接する第１の流路へ流れ易い。
【００１１】
そして、本発明では、第１の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、第２の流路の断面と第１の辺を共有する断面を有する第１の隔壁内を移動して第１の流路へ達する傾向があり、第２の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、第２の流路の断面と第２の辺を共有する断面を有する第２の隔壁内を当該隔壁に沿って移動して第１の流路へ達する傾向がある。この場合、第１の隔壁を通過する経路が第２の隔壁を通過する経路に比して短いことから、第１の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の方が、第２の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等よりもガス流出側の流路へ拡散し易い。
【００１２】
さらに、本発明では、隔壁における隣接する第２の流路同士を仕切る部分の厚みが、隔壁における第１の流路と第２の流路とを仕切る部分の厚みよりも大きい。この場合、第２の隔壁内における第２の流路から第１の流路へ連通する経路が長くなる傾向があるため、上記の流通経路の長さの差が大きくなる傾向がある。
【００１３】
このような流路間の圧力差及び隔壁内の流通経路の長さの差に起因して、本発明では、第１の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の方が、第２の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等よりもガス流出側の流路へ拡散し易い。そのため、第１の辺に堆積した被捕集物が、第２の辺に堆積した被捕集物に比して燃焼し易くなり、第１の辺に堆積した被捕集物と第２の辺に堆積した被捕集物とで燃焼速度が異なるものとなる。これにより、燃焼再生に際し被捕集物の燃焼が多くの部位において急激に生じてハニカムフィルタ内の温度が急激に変化することが抑制されている。したがって、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を低減することができる。
【００１４】
また、本発明に係るハニカムフィルタでは、被捕集物を含む流体を当該ハニカムフィルタの内部に供給した場合における圧力損失を低減することもできる。このような効果が得られる原因は詳細には不明であるが、本発明者は、被捕集物が局所的に堆積して流路を塞いでしまうことが抑制されていることに起因して圧力損失が低減されているものと推測している。但し、原因が当該内容に限定されるものではない。
【００１５】
隔壁における隣接する第２の流路同士を仕切る部分の厚みは、０．１〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００１６】
第１の流路の断面及び第２の流路の断面は、六角形状であってもよい。
【００１７】
第１の態様として、複数の流路が、複数の第１の流路を有しており、一つの第２の流路が、互いに隣接する第１の流路の間に配置されている構成であってもよい。この場合、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減することができる。
【００１８】
上記第１態様では、第２の流路の断面において互いに対向する辺の長さが互いに等しくてもよい。また、第２の流路の断面は、互いに長さの等しい二つの長辺と、互いに長さの等しい四つの短辺と、を有していてもよい。
【００１９】
第２の態様として、複数の流路が、複数の第１の流路を有しており、二つの第２の流路が、互いに隣接する第１の流路の間に配置されていると共に当該第１の流路の配列方向に直交する方向に互いに隣接している態様であってもよい。この場合、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減することができると共に、被捕集物を濾過する面積（有効濾過面積）が増加するために圧力損失を低減し易くなる。
【００２０】
上記第２態様において、第２の流路の断面は、互いに長さの等しい三つの長辺と、互いに長さの等しい三つの短辺と、を有しており、長辺及び短辺が互いに対向していてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るハニカムフィルタによれば、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を低減することができる。これにより、燃焼再生においてハニカムフィルタの熱破損や溶損が生じることを抑制することができる。また、本発明に係るハニカムフィルタによれば、圧力損失を低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るハニカムフィルタを模式的に示す図面である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態に係るハニカムフィルタを模式的に示す図面である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係るハニカムフィルタを模式的に示す図面である。
【図６】図６は、流路内に配置された被覆部を模式的に示す図面である。
【図７】図７は、流路内に配置された被覆部を模式的に示す図面である。
【図８】図８は、隔壁の壁面の形状を模式的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２４】
＜ハニカムフィルタ＞
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るハニカムフィルタを模式的に示す図面であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）における領域Ａ１の拡大図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。ハニカムフィルタ１００は、図１，２に示すように、互いに略平行に配置された複数の流路１１０を有する円柱体である。複数の流路１１０は、ハニカムフィルタ１００の中心軸に略平行に伸びる隔壁１２０により仕切られている。複数の流路１１０は、複数の流路（第１の流路）１１０ａと、流路１１０ａに隣接する複数の流路（第２の流路）１１０ｂとを有している。流路１１０ａ及び流路１１０ｂは、ハニカムフィルタ１００の両端面に略垂直に伸びている。
【００２５】
流路１１０のうちの一部を構成する流路１１０ａの一端は、ハニカムフィルタ１００の一端面１００ａにおいて封口部１３０により封口されており、流路１１０ａの他端は、ハニカムフィルタ１００の他端面１００ｂにおいて開口している。一方、複数の流路１１０のうちの残部を構成する流路１１０ｂの一端は、一端面１００ａにおいて開口しており、流路１１０ｂの他端は、他端面１００ｂにおいて封口部１３０により封口されている。ハニカムフィルタ１００において、例えば、流路１１０ｂにおける一端面１００ａ側の端部はガス流入口として開口しており、流路１１０ａにおける他端面１００ｂ側の端部はガス流出口として開口している。
【００２６】
流路１１０ａ及び流路１１０ｂの軸方向（長手方向）に略垂直な断面は、六角形状である。流路１１０ａの断面は、被捕集物を含む流体がガス流入側の流路からガス流出側の流路へ均等に流れ易くなることにより被捕集物の堆積時の圧力損失を低減し易くなる観点から、当該断面を形成する辺１４０の長さが互いに略等しい正六角形状が好ましいが、扁平六角形状であってもよい。流路１１０ｂの断面は、例えば扁平六角形状であるが、正六角形状であってもよい。流路１１０ｂの断面において互いに対向する辺の長さは、互いに略等しい。流路１１０ｂの断面は、当該断面を形成する辺１５０として、互いに長さの略等しい二つ（一対）の長辺（第１の辺）１５０ａと、互いに長さの略等しい四つ（二対）の短辺（第２の辺）１５０ｂと、を有している。短辺１５０ｂは、長辺１５０ａの両側にそれぞれ配置されている。長辺１５０ａ同士は、互いに略平行に対向しており、短辺１５０ｂ同士は、互いに略平行に対向している。長辺１５０ａの長さは、短辺１５０ｂの長さよりも長く調整されている。
【００２７】
隔壁１２０は、流路１１０ａ及び流路１１０ｂを仕切る部分として隔壁１２０ａを有している。すなわち、流路１１０ａ及び流路１１０ｂは、隔壁１２０ａを介して互いに隣接している。隣接する流路１１０ａの間に一つの流路１１０ｂが配置されることにより、流路１１０ａは、流路１１０ａの配列方向（辺１４０に略直交する方向）において流路１１０ｂと交互に配置されている。
【００２８】
流路１１０ａの辺１４０のそれぞれは、複数の流路１１０ｂのいずれか一つの流路の長辺１５０ａと略平行に対向している。すなわち、流路１１０ａを形成する壁面のそれぞれは、流路１１０ａ及び流路１１０ｂの間に位置する隔壁１２０ａにおいて、流路１１０ｂを形成する一壁面と略平行に対向している。また、流路１１０は、１つの流路１１０ａと、当該流路１１０ａを囲む６つの流路１１０ｂとを含む構成単位を有しており、当該構成単位において、流路１１０ａの辺１４０の全てが流路１１０ｂの長辺１５０ａと対向している。ハニカムフィルタ１００では、被捕集物の捕集効率を更に向上させる観点から、流路１１０ａの辺１４０の少なくとも一つの長さが、対向する長辺１５０ａの長さと略等しいことが好ましく、辺１４０のそれぞれの長さが、対向する長辺１５０ａの長さと略等しいことがより好ましい。
【００２９】
隔壁１２０は、互いに隣接する流路１１０ｂ同士を仕切る部分として隔壁１２０ｂを有している。すなわち、流路１１０ａを囲む流路１１０ｂ同士は、隔壁１２０ｂを介して互いに隣接している。
【００３０】
流路１１０ｂの短辺１５０ｂのそれぞれは、隣接する流路１１０ｂの短辺１５０ｂと略平行に対向している。すなわち、流路１１０ｂを形成する壁面は、隣接する流路１１０ｂの間に位置する隔壁１２０ｂにおいて互いに略平行に対向している。ハニカムフィルタ１００では、被捕集物の捕集効率を更に向上させる観点から、隣接する流路１１０ｂの間において、流路１１０ｂの短辺１５０ｂの少なくとも一つの長さが、対向する短辺１５０ｂの長さと略等しいことが好ましく、短辺１５０ｂのそれぞれの長さが、対向する短辺１５０ｂの長さと略等しいことがより好ましい。
【００３１】
流路１１０ａ，１１０ｂの長手方向におけるハニカムフィルタ１００の長さは、例えば５０〜３００ｍｍである。ハニカムフィルタ１００の外径は、例えば５０〜２５０ｍｍである。流路１１０ａ，１１０ｂの密度（セル密度）は、例えば５０〜４００ｃｐｓｉ（cell per square inch）である。なお、「ｃｐｓｉ」は、１平方インチ当たりの流路（セル）の数を表す。流路１１０ａ，１１０ｂの軸方向に略垂直なハニカムフィルタ１００の断面において、ガス流入側流路の合計面積はガス流出側流路の合計面積よりも大きいことが好ましく、すなわち、流路１１０ｂの合計面積は、流路１１０ａの合計面積よりも大きいことが好ましい。
【００３２】
１つの流路１１０ａと当該流路１１０ａを囲む流路１１０ｂとを含む構成単位において、辺１４０の長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．４ｍｍ以上がより好ましく、０．６ｍｍ以上が更に好ましい。辺１４０の長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下がより好ましい。上記構成単位における流路１１０ｂの長辺１５０ａの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．４ｍｍ以上が好ましく、０．６ｍｍ以上がより好ましい。流路１１０ｂの長辺１５０ａの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下がより好ましい。上記構成単位における流路１１０ｂの短辺１５０ｂの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましい。流路１１０ｂの短辺１５０ｂの長さは、圧力損失を更に低減させる観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましい。
【００３３】
隔壁１２０ｂの厚み（セル壁厚）は、隔壁１２０ａの厚みよりも大きい。上記構成単位における隔壁１２０ｂの厚みは、圧力損失を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましい。隔壁１２０ｂの厚みは、被捕集物の捕集効率及びハニカムフィルタ１００の強度を高く維持する観点から、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましい。上記構成単位における隔壁１２０ａの厚みは、圧力損失を更に低減する観点から、１．０ｍｍ以下が好ましく、０．５ｍｍ以下がより好ましい。隔壁１２０ａの厚みは、被捕集物の捕集効率及びハニカムフィルタ１００の強度を高く維持する観点から、０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。
【００３４】
上記構成単位における隔壁１２０の気孔率は、圧力損失を更に低減する観点から、２０体積％以上が好ましく、３０体積％以上がより好ましく、４０体積％以上が更に好ましい。隔壁１２０の気孔率は、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、６０体積％以下が好ましく、５０体積％以下がより好ましい。隔壁１２０の気孔率は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、水銀圧入法により測定することができる。
【００３５】
上記構成単位における隔壁１２０の気孔径（細孔直径）は、圧力損失を更に低減させる観点から、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。隔壁１２０の気孔径は、すすの捕集性能を向上させる観点から、３０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましい。隔壁１２０の気孔径は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、水銀圧入法により測定することができる。
【００３６】
ハニカムフィルタ１００の有効濾過面積は、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減すると共に圧力損失を更に低減する観点から、１．１ｍ２／Ｌ以上が好ましく、１．２ｍ２／Ｌ以上がより好ましく、１．３ｍ２／Ｌ以上が更に好ましい。「ハニカムフィルタの有効濾過面積」とは、ハニカムフィルタ１Ｌ（１リットル＝１０−３ｍ３：例えば１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍの立方体）あたりのガス流入側流路の内壁の面積の合計（封口部に接している部分を除く）を意味し、各ガス流入側流路における、ガス流入側流路の断面を形成する辺のそれぞれの長さと、ガス流入側流路の軸方向におけるガス流入側流路の長さとの積の合計をＳとしたときに、ハニカムフィルタ１リットルあたりに含まれる全てのガス流入側流路における上記Ｓの総和を意味する。例えば、ハニカムフィルタ１００における積の合計Ｓは、流路１１０ｂの長辺１５０ａの長さと流路１１０ｂの長手方向の長さとの積、及び、流路１１０ｂの短辺１５０ｂの長さと流路１１０ｂの長手方向の長さとの積の合計を意味する。なお、有効濾過面積の上限値は、例えば２．０ｍ２／Ｌである。
【００３７】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係るハニカムフィルタを模式的に示す図面であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）における領域Ａ２の拡大図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。ハニカムフィルタ２００は、図３，４に示すように、互いに略平行に配置された複数の流路２１０を有する円柱体である。複数の流路２１０は、ハニカムフィルタ２００の中心軸に略平行に伸びる隔壁２２０により仕切られている。複数の流路２１０は、複数の流路（第１の流路）２１０ａと、流路２１０ａに隣接する複数の流路（第２の流路）２１０ｂとを有している。流路２１０ａ及び流路２１０ｂは、ハニカムフィルタ２００の両端面に略垂直に伸びている。
【００３８】
流路２１０のうちの一部を形成する流路２１０ａの一端は、ハニカムフィルタ２００の一端面２００ａにおいて封口部２３０により封口されており、流路２１０ａの他端は、ハニカムフィルタ２００の他端面２００ｂにおいて開口している。一方、複数の流路２１０のうちの残部を形成する流路２１０ｂの一端は、一端面２００ａにおいて開口しており、流路２１０ｂの他端は、他端面２００ｂにおいて封口部２３０により封口されている。ハニカムフィルタ２００において、例えば、流路２１０ｂにおける一端面２００ａ側の端部はガス流入口として開口しており、流路２１０ａにおける他端面２００ｂ側の端部はガス流出口として開口している。
【００３９】
流路２１０ａ及び流路２１０ｂの軸方向（長手方向）に略垂直な断面は、六角形状である。流路２１０ａの断面は、被捕集物を含む流体がガス流入側の流路からガス流出側の流路へ均等に流れ易くなることにより被捕集物の堆積時の圧力損失を低減し易くなる観点から、当該断面を形成する辺２４０の長さが互いに略等しい正六角形状が好ましいが、扁平六角形状であってもよい。流路２１０ｂの断面は、例えば扁平六角形状であるが、正六角形状であってもよい。流路２１０ｂの断面において互いに対向する辺の長さは、互いに異なっている。流路２１０ｂの断面は、当該断面を形成する辺２５０として、互いに長さの略等しい三つの長辺（第１の辺）２５０ａと、互いに長さの略等しい三つの短辺（第２の辺）２５０ｂと、を有している。長辺２５０ａ及び短辺２５０ｂは、互いに略平行に対向しており、短辺２５０ｂは、長辺２５０ａの両側にそれぞれ配置されている。長辺２５０ａの長さは、短辺２５０ｂの長さよりも長く調整されている。
【００４０】
隔壁２２０は、流路２１０ａ及び流路２１０ｂを仕切る部分として隔壁２２０ａを有している。すなわち、流路２１０ａ及び流路２１０ｂは、隔壁２２０ａを介して互いに隣接している。隣接する流路２１０ａの間には、当該流路２１０ａの配列方向に略直交する方向に隣接する二つの流路２１０ｂが配置されており、当該隣接する二つの流路２１０ｂは、隣接する流路２１０ａの断面の中心同士を結ぶ線を挟んで対称に配置されている。
【００４１】
流路２１０ａの辺２４０のそれぞれは、複数の流路２１０ｂのいずれか一つの流路の長辺２５０ａと略平行に対向している。すなわち、流路２１０ａを形成する壁面のそれぞれは、流路２１０ａ及び流路２１０ｂの間に位置する隔壁２２０ａにおいて、流路２１０ｂを形成する一壁面と略平行に対向している。また、流路２１０は、１つの流路２１０ａと、当該流路２１０ａを囲む６つの流路２１０ｂとを含む構成単位を有しており、当該構成単位において、流路２１０ａの辺２４０の全てが流路２１０ｂの長辺２５０ａと対向している。流路２１０ａの断面の各頂点は、隣接する流路２１０ａの頂点と流路２１０ａの配列方向に対向している。ハニカムフィルタ２００では、被捕集物の捕集効率を更に向上させる観点から、流路２１０ａの辺２４０の少なくとも一つの長さが、対向する長辺２５０ａの長さと略等しいことが好ましく、辺２４０のそれぞれの長さが、対向する長辺２５０ａの長さと略等しいことが好ましい。
【００４２】
隔壁２２０は、互いに隣接する流路２１０ｂ同士を仕切る部分として隔壁２２０ｂを有している。すなわち、流路２１０ａを囲む流路２１０ｂ同士は、隔壁２２０ｂを介して互いに隣接している。
【００４３】
流路２１０ｂの短辺２５０ｂのそれぞれは、隣接する流路２１０ｂの短辺２５０ｂと略平行に対向している。すなわち、流路２１０ｂを形成する壁面は、隣接する流路２１０ｂの間に位置する隔壁２２０ｂにおいて互いに略平行に対向している。また、１つの流路２１０ｂは、３つの流路２１０ａに囲まれている。ハニカムフィルタ２００では、被捕集物の捕集効率を更に向上させる観点から、隣接する流路２１０ｂの間において、流路２１０ｂの短辺２５０ｂの少なくとも一つの長さが、対向する短辺２５０ｂの長さと略等しいことが好ましく、短辺２５０ｂのそれぞれの長さが、対向する短辺２５０ｂの長さと略等しいことがより好ましい。
【００４４】
流路２１０ａ，２１０ｂの長手方向におけるハニカムフィルタ２００の長さは、例えば５０〜３００ｍｍである。ハニカムフィルタ２００の外径は、例えば５０〜２５０ｍｍである。流路２１０ａ，２１０ｂの密度（セル密度）は、例えば５０〜４００ｃｐｓｉである。流路２１０ａ，２１０ｂの軸方向に略垂直なハニカムフィルタ２００の断面において、ガス流入側流路の合計面積はガス流出側流路の合計面積よりも大きいことが好ましく、すなわち、流路２１０ｂの合計面積は、流路２１０ａの合計面積よりも大きいことが好ましい。
【００４５】
１つの流路２１０ａと当該流路２１０ａを囲む流路２１０ｂとを含む構成単位において、辺２４０の長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．４ｍｍ以上がより好ましく、０．６ｍｍ以上が更に好ましい。辺２４０の長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下がより好ましい。上記構成単位における流路２１０ｂの長辺２５０ａの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．４ｍｍ以上が好ましく、０．６ｍｍ以上がより好ましい。流路２１０ｂの長辺２５０ａの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下がより好ましい。上記構成単位における流路２１０ｂの短辺２５０ｂの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましい。流路２１０ｂの短辺２５０ｂの長さは、圧力損失を更に低減させる観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましい。
【００４６】
隔壁２２０ｂの厚みは、隔壁２２０ａの厚みよりも大きい。上記構成単位における隔壁２２０ｂの厚みは、圧力損失を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましい。隔壁２２０ｂの厚みは、被捕集物の捕集効率及びハニカムフィルタ２００の強度を高く維持する観点から、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましい。上記構成単位における隔壁２２０ａの厚みは、圧力損失を更に低減する観点から、１．０ｍｍ以下が好ましく、０．５ｍｍ以下がより好ましい。隔壁２２０ａの厚みは、被捕集物の捕集効率及びハニカムフィルタ２００の強度を高く維持する観点から、０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。
【００４７】
上記構成単位における隔壁２２０の気孔率は、圧力損失を更に低減する観点から、２０体積％以上が好ましく、３０体積％以上がより好ましく、４０体積％以上が更に好ましい。隔壁２２０の気孔率は、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、６０体積％以下が好ましく、５０体積％以下がより好ましい。隔壁２２０の気孔率は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、水銀圧入法により測定することができる。
【００４８】
上記構成単位における隔壁２２０の気孔径（細孔直径）は、圧力損失を更に低減させる観点から、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。隔壁２２０の気孔径は、すすの捕集性能を向上させる観点から、３０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましい。隔壁２２０の気孔径は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、水銀圧入法により測定することができる。
【００４９】
ハニカムフィルタ２００の有効濾過面積は、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減すると共に圧力損失を更に低減する観点から、１．１ｍ２／Ｌ以上が好ましく、１．２ｍ２／Ｌ以上がより好ましく、１．３ｍ２／Ｌ以上が更に好ましい。なお、有効濾過面積の上限値は、例えば２．０ｍ２／Ｌである。
【００５０】
上記ハニカムフィルタ１００，２００において隔壁は、多孔質であり、例えば多孔質セラミックス（多孔質セラミックス焼結体）を含んでいる。隔壁は、流体（例えば、すす等の微粒子を含む排ガス）が透過できるような構造を有している。具体的には、流体が通過し得る多数の連通孔（流通経路）が隔壁内に形成されている。
【００５１】
隔壁は、チタン酸アルミニウムを含み、マグネシウムやケイ素を更に含んでいてもよい。隔壁は、例えば、主にチタン酸アルミニウム系結晶からなる多孔性のセラミックスから形成されている。「主にチタン酸アルミニウム系結晶からなる」とは、チタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を構成する主結晶相がチタン酸アルミニウム系結晶相であることを意味し、チタン酸アルミニウム系結晶相は、例えば、チタン酸アルミニウム結晶相、チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶相等であってもよい。
【００５２】
隔壁がマグネシウムを含有する場合、隔壁の組成式は、例えばＡｌ２（１−ｘ）ＭｇｘＴｉ（１＋ｘ）Ｏ５であり、ｘの値は、０．０３以上が好ましく、０．０３〜０．２０がより好ましく、０．０３〜０．１８が更に好ましい。隔壁は、原料由来の微量成分又は製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【００５３】
隔壁がケイ素を含有する場合、隔壁は、ケイ素源粉末由来のガラス相を含んでいてもよい。ガラス相は、ＳｉＯ２が主要成分である非晶質相を指す。この場合、ガラス相の含有量は、４質量％以下であることが好ましい。ガラス相の含有量が４質量％以下であることにより、パティキュレートフィルタ等のセラミックスフィルタに要求される細孔特性を充足するチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体が得られ易くなる。ガラス相の含有量は、２質量％以上であることが好ましい。
【００５４】
隔壁は、チタン酸アルミニウム系結晶相やガラス相以外の相（結晶相）を含んでいてもよい。このようなチタン酸アルミニウム系結晶相以外の相としては、チタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体の作製に用いる原料由来の相等を挙げることができる。原料由来の相とは、より具体的には、ハニカムフィルタの製造に際してチタン酸アルミニウム系結晶相を形成することなく残存したアルミニウム源粉末、チタン源粉末及び／又はマグネシウム源粉末由来の相である。原料由来の相としては、アルミナ、チタニア等の相が挙げられる。隔壁を形成する結晶相は、Ｘ線回折スペクトルにより確認することができる。
【００５５】
上記ハニカムフィルタは、例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関からの排ガス中に含まれるすす等の被捕集物を捕集するパティキュレートフィルタとして適する。例えば、ハニカムフィルタ１００では、図２に示すように、一端面１００ａから流路１１０ｂに供給されたガスＧが隔壁１２０内の連通孔を通過して隣の流路１１０ａに到達し、他端面１００ｂから排出される。このとき、ガスＧ中の被捕集物が隔壁１２０の表面や連通孔内に捕集されてガスＧから除去されることにより、ハニカムフィルタ１００はフィルタとして機能する。ハニカムフィルタ２００についても、同様にフィルタとして機能する。
【００５６】
従来のハニカムフィルタでは、隔壁の表面や隔壁の内部（連通孔内）に被捕集物が一旦堆積すると、被捕集物が堆積した流路と同一の流路に、新たな被捕集物が堆積し易いと考えられる。この場合、被捕集物が大量に堆積した流路では、ハニカムフィルタを燃焼再生させたときに被捕集物が短時間に燃焼して発熱量が大きくなり易いため、ハニカムフィルタに過度の熱応力が負荷されてしまう。
【００５７】
一方、ハニカムフィルタ１００，２００では、以下で述べるように、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を低減することができる。例えば、ハニカムフィルタ１００では、被捕集物の燃焼速度が、被捕集物の燃焼により発生する二酸化炭素ガス等のガス流出側の流路１１０ａへの拡散し易さに依存する傾向があるものと推測される。すなわち、ハニカムフィルタ１００では、互いに隣接する流路１１０ｂ間の圧力差に比して、互いに隣接する流路１１０ａ及び流路１１０ｂ間の圧力差が大きくなる傾向がある。これにより、一の流路１１０ｂにおいて被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、隣接する他の流路１１０ｂに比して、隣接する流路１１０ａへ流れ易い。
【００５８】
そして、ハニカムフィルタ１００では、流路１１０ｂの軸方向に垂直な流路１１０ｂの断面において、長辺１５０ａに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、流路１１０ｂの断面と長辺１５０ａを共有する断面を有する隔壁１２０ａ内を移動して流路１１０ａへ達する傾向があり（図１（ｂ）中の経路Ｒ１１）、短辺１５０ｂに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、流路１１０ｂの断面と短辺１５０ｂを共有する断面を有する隔壁１２０ｂ内を当該隔壁に沿って移動して流路１１０ａへ達する傾向がある（図１（ｂ）中の経路Ｒ１２）。この場合、隔壁１２０ａを通過する経路Ｒ１１が、隔壁１２０ｂを通過する経路Ｒ１２に比して短いことから、長辺１５０ａに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の方が、短辺１５０ｂに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等よりもガス流出側の流路１１０ａへ拡散し易い。
【００５９】
さらに、ハニカムフィルタ１００では、隔壁１２０ｂの厚みが隔壁１２０ａの厚みよりも大きい。この場合、隔壁１２０ｂ内における流路１１０ｂから流路１１０ａへ連通する経路が長くなる傾向があるため、流通経路の長さの差（経路Ｒ１１の長さと経路Ｒ１２の長さの差）が大きくなる傾向がある。
【００６０】
このような流路間の圧力差及び隔壁内の流通経路の長さの差に起因して、ハニカムフィルタ１００では、長辺１５０ａに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の方が、短辺１５０ｂに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等よりも流路１１０ａへ拡散し易い。そのため、長辺１５０ａに堆積した被捕集物が、短辺１５０ｂに堆積した被捕集物に比して燃焼し易くなり、長辺１５０ａに堆積した被捕集物と短辺１５０ｂに堆積した被捕集物とで燃焼速度が異なるものとなる。
【００６１】
また、ハニカムフィルタ１００では、隣接する流路１１０ｂ間の圧力差に比して流路１１０ａ及び流路１１０ｂ間の圧力差が大きくなる傾向があることから、流路１１０ｂの断面において短辺１５０ｂに比して長辺１５０ａに支燃性ガスが供給され易い。そのため、長辺１５０ａに堆積した被捕集物が、短辺１５０ｂに堆積した被捕集物に比して燃焼し易くなり、長辺１５０ａに堆積した被捕集物と短辺１５０ｂに堆積した被捕集物とで燃焼速度が更に異なるものとなり易い。
【００６２】
以上のように、ハニカムフィルタ１００では、被捕集物が堆積した部位（長辺１５０ａ及び短辺１５０ｂ）に応じて被捕集物の燃焼速度が異なるものとなることから、燃焼再生に際し被捕集物の燃焼が多くの部位において急激に生じてハニカムフィルタ１００内の温度が急激に変化することが抑制されている。これにより、燃焼再生においてハニカムフィルタ１００に生じる熱応力を低減することができる。
【００６３】
上記のハニカムフィルタ１００では、ハニカムフィルタ１００内に大量に被捕集物が堆積している状態で被捕集物を燃焼再生させた場合であっても、その際に発生する熱に起因する熱応力によってハニカムフィルタ１００が損傷することを抑制することができる。そのため、ハニカムフィルタ１００を頻繁に燃焼再生させる必要がないことから、被捕集物が大量に堆積するまで長時間連続してフィルタを使用することができる。したがって、メンテナンス性を向上させると共に、被捕集物の捕集効率を向上させることもできる。
【００６４】
なお、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００６５】
例えば、ハニカムフィルタ１００において流路１１０ａ及び流路１１０ｂの配置構成や断面構成は上記に限られるものではない。上記ハニカムフィルタ１００では、辺１４０と長辺１５０ａとが対向すると共に、隣接する流路１１０ｂにおいて短辺１５０ｂ同士が互いに対向しているが、辺１４０と短辺１５０ｂとが対向すると共に、隣接する流路１１０ｂにおいて長辺１５０ａ同士が互いに対向していてもよい。また、流路１１０ａ，１１０ｂの数は図１，２に示すものに限定されず、例えば、流路１１０ａと、当該流路１１０ａを囲む複数の流路１１０ｂとを有する構成単位が１つのみ含まれている構成であってもよく、複数の流路１１０が、流路１１０ａと、流路１１０ａに隣接する２つの流路１１０ｂとを有しており、且つ、一の流路１１０ｂと他の流路１１０ｂとが互いに隣接している構成が含まれていればよい。
【００６６】
さらに、互いに対向する辺１４０及び長辺１５０ａの長さが互いに異なっていてもよく、互いに対向する短辺１５０ｂの長さが互いに異なっていてもよい。互いに対向する辺１４０及び長辺１５０ａが略平行に対向しておらず、互いに交差する方向にそれぞれ伸びていてもよい。互いに対向する短辺１５０ｂが略平行に対向しておらず、互いに交差する方向にそれぞれ伸びていてもよい。流路１１０ｂの断面が扁平六角形状である場合、当該流路１１０ｂの断面において、互いに対向する辺の長さが互いに異なっていてもよい。
【００６７】
ハニカムフィルタ２００において流路２１０ａ及び流路２１０ｂの配置構成や断面構成は上記に限られるものではない。例えば、上記ハニカムフィルタ２００では、辺２４０と長辺２５０ａとが対向すると共に、隣接する流路２１０ｂにおいて短辺２５０ｂ同士が互いに対向しているが、辺２４０と短辺２５０ｂとが対向すると共に、隣接する流路２１０ｂにおいて長辺２５０ａ同士が互いに対向していてもよい。また、流路２１０ａ，２１０ｂの数は図３，４に示すものに限定されず、例えば、流路２１０ａと、当該流路２１０ａを囲む複数の流路２１０ｂとを有する構成単位が１つのみ含まれている構成であってもよく、複数の流路２１０が、流路２１０ａと、流路２１０ａに隣接する２つの流路２１０ｂとを有しており、且つ、一の流路２１０ｂと他の流路２１０ｂとが互いに隣接している構成が含まれていればよい。
【００６８】
さらに、互いに対向する辺２４０及び長辺２５０ａの長さが互いに異なっていてもよく、互いに対向する短辺２５０ｂの長さが互いに異なっていてもよい。互いに対向する辺２４０及び長辺２５０ａが略平行に対向しておらず、互いに交差する方向にそれぞれ伸びていてもよい。互いに対向する短辺２５０ｂが略平行に対向しておらず、互いに交差する方向にそれぞれ伸びていてもよい。流路２１０ｂの断面が扁平六角形状である場合、当該流路２１０ｂの断面において、互いに対向する辺の長さが互いに略等しくてもよい。
【００６９】
また、流路の軸方向（長手方向）に略垂直な当該流路の断面は六角形状であることに限定されず、矩形状、八角形状、三角形状、円形状、楕円形状等であってもよい。例えば、図５に示すハニカムフィルタ３００は、互いに略平行に配置された複数の流路３１０を有している。流路３１０は、複数の流路（第１の流路）３１０ａと、流路３１０ａと隣接する複数の流路（第２の流路）３１０ｂとを有しており、複数の流路３１０ｂにおける一の流路３１０ｂと他の流路３１０ｂとが互いに隣接している。一つの流路３１０ｂは、互いに隣接する流路３１０ａの間に配置されている。流路３１０ａにおけるハニカムフィルタ３００の一端側の端部、及び、流路３１０ｂにおけるハニカムフィルタ３００の他端側の端部は、封口部３３０によりそれぞれ封口されている。ハニカムフィルタ３００において、例えば、流路３１０ｂにおける一端側の端部はガス流入口として開口しており、流路３１０ａにおける他端側の端部はガス流出口として開口している。流路３１０は、ハニカムフィルタ３００の中心軸に略平行に伸びる隔壁３２０により仕切られている。隔壁３２０は、流路３１０ａ及び流路３１０ｂを仕切る部分として隔壁３２０ａを有しており、互いに隣接する流路３１０ｂ同士を仕切る部分として隔壁３２０ｂを有している。
【００７０】
流路３１０ａの軸方向に略垂直な断面は正方形状であり、流路３１０ｂの軸方向に略垂直な断面は正八角形状である。流路３１０ｂの軸方向に垂直な流路３１０ｂの断面は、第１の辺３５０ａと、辺３５０ａの両側にそれぞれ配置された第２の辺３５０ｂとを有している。流路３１０ｂの断面において、辺３５０ａ同士が互いに対向していると共に辺３５０ｂ同士が互いに対向しており、互いに対向する辺の長さが互いに等しい。流路３１０ａの軸方向に垂直な流路３１０ａの断面を形成する辺３４０のそれぞれは、複数の流路３１０ｂのいずれか一つの流路の辺３５０ａと対向している。流路３１０ｂの辺３５０ｂのそれぞれは、隣接する流路３１０ｂの辺３５０ｂと対向している。隔壁３２０ｂの厚みが隔壁３２０ａの厚みよりも大きい。流路３１０ａ，３１０ｂの軸方向に略垂直なハニカムフィルタ３００の断面において、ガス流入側流路の合計面積はガス流出側流路の合計面積よりも大きいことが好ましく、すなわち、流路３１０ｂの合計面積は、流路３１０ａの合計面積よりも大きいことが好ましい。
【００７１】
ハニカムフィルタ３００では、流路３１０ｂの断面において、辺３５０ａに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、流路３１０ｂの断面と辺３５０ａを共有する断面を有する隔壁３２０ａ内を移動して流路３１０ａへ達する傾向があり（図５中の経路Ｒ３１）、辺３５０ｂに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、流路３１０ｂの断面と辺３５０ｂを共有する断面を有する隔壁３２０ｂ内を当該隔壁に沿って移動して流路３１０ａへ達する傾向がある（図５中の経路Ｒ３２）。この場合、隔壁３２０ａを通過する経路Ｒ３１が隔壁３２０ｂを通過する経路Ｒ３２に比して短いことから、辺３５０ａに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の方が、辺３５０ｂに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等よりもハニカムフィルタ外部へ拡散し易い。したがって、辺３５０ａに堆積した被捕集物が辺３５０ｂに堆積した被捕集物に比して燃焼し易くなり、辺３５０ａに堆積した被捕集物と辺３５０ｂに堆積した被捕集物とで燃焼速度が異なるものとなる。
【００７２】
さらに、上記ハニカムフィルタでは、隔壁の表面の少なくとも一部を覆う被覆部が配置されていてもよい。被覆部は、ガス流入側の流路において隔壁の表面上に配置されていてもよく、ガス流出側の流路において隔壁の表面上に配置されていてもよい。また、被覆部は、隔壁におけるガス流入側の流路同士を仕切る部分、又は、隔壁におけるガス流入側の流路とガス流出側の流路とを仕切る部分の少なくとも一方の表面上に配置されていてもよい。被覆部は、隔壁の一壁面の全てを覆っていてもよい。被覆部は、例えば、隔壁と同様の材料により形成されて多孔質であってもよく、ガスの拡散を遮蔽する材料により形成されていてもよい。被覆部は、例えば、ハニカムフィルタの中心軸や流路に略平行に連続的に又は断続的に伸びている。被覆部は、後述する成形工程において予め流路内に形成されてもよく、成形工程の後続の工程において流路内に形成されてもよい。
【００７３】
ハニカムフィルタ１００に配置される被覆部の構成としては、例えば、図６に示す構成が挙げられる。図６において、被覆部１６０は、ガス流入側の流路１１０ｂにおいて隔壁の表面上に配置されている。図６（ａ），（ｂ）において、被覆部１６０は、流路１１０ａと流路１１０ｂとを仕切る隔壁１２０ａの表面に配置されている。図６（ｃ），（ｄ）において、被覆部１６０は、流路１１０ｂ同士を仕切る隔壁１２０ｂの表面に配置されている。図６（ａ），（ｃ）では、対向する隔壁の表面上にそれぞれ被覆部１６０が配置されており、被覆部１６０における長手方向に略垂直な断面は矩形状である。図６（ｂ）における被覆部１６０は、一対の対向する隔壁１２０ａ間において、一方の隔壁１２０ａから他方の隔壁１２０ａに伸びている。図６（ｄ）における被覆部１６０は、対向する隔壁１２０ｂ間のそれぞれにおいて、一方の隔壁１２０ｂから他方の隔壁１２０ｂに伸びており、被覆部１６０同士は流路１１０ｂの略中央において互いに接続している。
【００７４】
ハニカムフィルタ３００に配置される被覆部の構成としては、例えば、図７に示す構成が挙げられる。図７において、被覆部３６０は、ガス流入側の流路３１０ｂにおいて隔壁の表面上に配置されている。図７（ａ），（ｂ）において、被覆部３６０は、流路３１０ｂ同士を仕切る隔壁３２０ｂの表面に配置されている。図７（ｃ），（ｄ）において、被覆部３６０は、流路３１０ａと流路３１０ｂとを仕切る隔壁３２０ａの表面に配置されている。図７（ａ），（ｃ）では、対向する隔壁の表面上にそれぞれ被覆部３６０が配置されており、被覆部３６０における長手方向に略垂直な断面は矩形状である。図７（ｂ），（ｄ）における被覆部３６０は、対向する隔壁間のそれぞれにおいて、一方の隔壁から他方の隔壁に伸びており、被覆部３６０同士は流路３１０ｂの略中央において互いに接続している。
【００７５】
被覆部を隔壁の表面上に配置した場合、以下の現象が生じるものと推測される。例えば、ハニカムフィルタ１００における図６（ａ）の構成では、被覆部１６０に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の拡散経路が、当該被覆部１６０に被覆された隔壁１２０ａの壁面に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の拡散経路よりも、被覆部１６０内の拡散経路が加わることにより長くなる傾向がある。これにより、被覆部１６０に堆積した被捕集物の燃焼速度が、隔壁１２０ａの壁面に堆積した被捕集物の燃焼速度とは異なるものとなり、被捕集物の燃焼速度を流路１１０ｂ内の堆積箇所に応じて異なるものに調整し易くなる。そのため、燃焼再生においてハニカムフィルタ１００に生じる熱応力を低減し易くなる。
【００７６】
ハニカムフィルタ１００における図６（ｃ）の構成では、被覆部１６０に堆積した被捕集物の燃焼速度が、隔壁１２０ｂの壁面に堆積した被捕集物の燃焼速度とは異なるものとなり、被捕集物の燃焼速度を流路１１０ｂ内の堆積箇所に応じて異なるものに調整し易くなる。そのため、燃焼再生においてハニカムフィルタ１００に生じる熱応力を低減し易くなる。
【００７７】
また、隔壁の壁面（表面）は平坦面であることに限られず、凹凸面であってもよい。この場合、隔壁の有効濾過面積を増加させることが可能であり、圧力損失を更に低減することができる。例えば、図８に示すように、隔壁４００は、隔壁本体４００ａと、隔壁本体４００ａの表面に形成された複数の突起部４００ｂとを有している。突起部４００ｂは、例えば、錐状（円錐状や四角錐状等）（図８（ａ））、球状（図８（ｂ））又は波状（図８（ｃ））である。隔壁本体４００ａ及び突起部４００ｂは、別体として形成されていてもよく、一体として形成されていてもよい。凹凸面を有する隔壁は、後述する成形工程において予め形成されてもよく、成形工程の後続の工程において形成されてもよい。
【００７８】
＜ハニカムフィルタの製造方法＞
ハニカムフィルタの製造方法は、（ａ）セラミックス粉末と孔形成剤を含む原料混合物を調製する原料調製工程と、（ｂ）原料混合物を成形して、流路を有する成形体を得る成形工程と、（ｃ）成形体を焼成する焼成工程と、を備え、（ｄ）成形工程と焼成工程の間、又は、焼成工程の後に、各流路の一端を封口する封口工程を更に備える。以下、各工程について説明する。
【００７９】
（工程（ａ）：原料調製工程）
工程（ａ）では、セラミックス粉末と孔形成剤とを混合した後に混練して原料混合物を調製する。原料混合物には、セラミックス粉末と孔形成剤の他、種々の添加剤が混合される。添加剤は、例えばバインダ、可塑剤、分散剤、溶媒である。
【００８０】
以下、チタン酸アルミニウムを含む隔壁を備えるハニカムフィルタの製造方法を例として説明する。セラミックス粉末は、アルミニウム源粉末及びチタン源粉末を少なくとも含み、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末等を更に含んでいてもよい。
【００８１】
（アルミニウム源粉末）
アルミニウム源粉末は、隔壁を構成するアルミニウム成分となる化合物の粉末である。アルミニウム源粉末としては、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）の粉末が挙げられる。アルミナの結晶型としては、γ型、δ型、θ型、α型等が挙げられ、不定形（アモルファス）であってもよい。アルミナの結晶型は、α型が好ましい。
【００８２】
アルミニウム源粉末は、単独で空気中で焼成することによりアルミナに導かれる化合物の粉末であってもよい。かかる化合物としては、例えばアルミニウム塩、アルミニウムアルコキシド、水酸化アルミニウム、金属アルミニウム等が挙げられる。
【００８３】
アルミニウム塩は、無機酸とのアルミニウム無機塩であってもよく、有機酸とのアルミニウム有機塩であってもよい。アルミニウム無機塩の具体例としては、例えば、硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウムアルミニウム等のアルミニウム硝酸塩；炭酸アンモニウムアルミニウム等のアルミニウム炭酸塩などが挙げられる。アルミニウム有機塩としては、例えば、蓚酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム等が挙げられる。
【００８４】
アルミニウムアルコキシドの具体例としては、例えば、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムｓｅｃ−ブトキシド、アルミニウムｔｅｒｔ−ブトキシド等が挙げられる。
【００８５】
水酸化アルミニウムの結晶型としては、例えば、ギブサイト型、バイヤライト型、ノロソトランダイト型、ベーマイト型、擬ベーマイト型等が挙げられ、不定形（アモルファス）であってもよい。アモルファスの水酸化アルミニウムとしては、例えば、アルミニウム塩、アルミニウムアルコキシド等のような水溶性アルミニウム化合物の水溶液を加水分解して得られるアルミニウム加水分解物が挙げられる。
【００８６】
アルミニウム源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。アルミニウム源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【００８７】
アルミニウム源粉末は、好ましくはアルミナ粉末であり、より好ましくはα型のアルミナ粉末である。
【００８８】
アルミニウム源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（中心粒径、Ｄ５０）は、好ましくは２０〜６０μｍである。アルミニウム源粉末のＤ５０をこの範囲内に調整することにより、優れた多孔性を示すチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体が得られると共に、焼成収縮率をより効果的に低減させることができる。アルミニウム源粉末のＤ５０は、より好ましくは２５〜６０μｍである。
【００８９】
（チタン源粉末）
チタン源粉末は、隔壁を構成するチタン成分となる化合物の粉末であり、例えば酸化チタンの粉末である。酸化チタンは、例えば、酸化チタン（ＩＶ）、酸化チタン（ＩＩＩ）、酸化チタン（ＩＩ）であり、好ましくは酸化チタン（ＩＶ）である。酸化チタン（ＩＶ）の結晶型は、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型である。酸化チタンは不定形（アモルファス）であってもよい。酸化チタンは、より好ましくはアナターゼ型やルチル型の酸化チタン（ＩＶ）である。
【００９０】
チタン源粉末は、単独で空気中で焼成することによりチタニア（酸化チタン）に導かれる化合物の粉末であってもよく、例えば、チタニウム塩、チタニウムアルコキシド、水酸化チタニウム、窒化チタン、硫化チタン、チタン金属である。
【００９１】
チタニウム塩は、例えば三塩化チタン、四塩化チタン、硫化チタン（ＩＶ）、硫化チタン（ＶＩ）、硫酸チタン（ＩＶ）である。チタニウムアルコキシドは、例えばチタン（ＩＶ）エトキシド、チタン（ＩＶ）メトキシド、チタン（ＩＶ）ｔ−ブトキシド、チタン（ＩＶ）イソブトキシド、チタン（ＩＶ）ｎ−プロポキシド、チタン（ＩＶ）テトライソプロポキシド、及び、これらのキレート化物である。
【００９２】
チタン源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。チタン源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【００９３】
チタン源粉末は、好ましくは酸化チタン粉末であり、より好ましくは酸化チタン（ＩＶ）粉末である。
【００９４】
チタン源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、好ましくは０．１〜２５μｍである。チタン源粉末のＤ５０は、充分に低い焼成収縮率を達成するため、より好ましくは１〜２０μｍである。
【００９５】
チタン源粉末は、バイモーダルな粒径分布を示すことがある。このようなバイモーダルな粒径分布を示すチタニウム源粉末を用いる場合、レーザ回折法により測定される粒径が大きい方のピークを形成する粒子の粒径は、好ましくは２０〜５０μｍである。
【００９６】
レーザ回折法により測定されるチタン源粉末のモード径は、通常０．１〜６０μｍである。
【００９７】
原料混合物中におけるＡｌ2Ｏ3（アルミナ）換算でのアルミニウム源粉末とＴｉＯ2（チタニア）換算でのチタン源粉末のモル比（アルミニウム源粉末：チタン源粉末）は、好ましくは３５：６５〜４５：５５であり、より好ましくは４０：６０〜４５：５５である。このような範囲内で、チタン源粉末をアルミニウム源粉末に対して過剰に用いることにより、原料混合物の成形体の焼成収縮率をより効果的に低減させることが可能となる。
【００９８】
（マグネシウム源粉末）
原料混合物は、マグネシウム源粉末を更に含有していてもよい。原料混合物がマグネシウム源粉末を含む場合、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体は、チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶を含む焼成体である。マグネシウム源粉末は、マグネシア（酸化マグネシウム）の粉末のほか、単独で空気中で焼成することによりマグネシアに導かれる化合物の粉末である。このような化合物は、例えば、マグネシウム塩、マグネシウムアルコキシド、水酸化マグネシウム、窒化マグネシウム、金属マグネシウムである。
【００９９】
マグネシウム塩は、例えば塩化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、ピロりん酸マグネシウム、蓚酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、ミリスチン酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、ジメタクリル酸マグネシウム、安息香酸マグネシウムである。
【０１００】
マグネシウムアルコキシドは、例えばマグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド等である。
【０１０１】
マグネシウム源粉末として、マグネシウム源とアルミニウム源とを兼ねた化合物の粉末を用いることができる。このような化合物は、例えば、マグネシアスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）である。
【０１０２】
マグネシウム源粉末として、マグネシウム源とアルミニウム源とを兼ねた化合物の粉末を用いる場合、アルミニウム源粉末のＡｌ2Ｏ3（アルミナ）換算量、及び、マグネシウム源とアルミニウム源とを兼ねた化合物粉末に含まれるＡｌ成分のＡｌ2Ｏ3（アルミナ）換算量の合計量と、チタニウム源粉末のＴｉＯ2（チタニア）換算量とのモル比が、原料混合物中において上記範囲内となるように調整される。
【０１０３】
マグネシウム源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。マグネシウム源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【０１０４】
マグネシウム源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、好ましくは０．５〜３０μｍである。マグネシウム源粉末のＤ５０は、成形体の焼成収縮率を低減する観点から、より好ましくは３〜２０μｍである。
【０１０５】
原料混合物中におけるＭｇＯ（マグネシア）換算でのマグネシウム源粉末の含有量は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）換算でのアルミニウム源粉末とＴｉＯ２（チタニア）換算でのチタニウム源粉末との合計量に対して、モル比で、好ましくは０．０３〜０．１５であり、より好ましくは０．０３〜０．１２である。マグネシウム源粉末の含有量をこの範囲内に調整することにより、耐熱性がより向上された、大きい気孔径及び気孔率を有するチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を比較的容易に得ることができる。
【０１０６】
（ケイ素源粉末）
原料混合物は、ケイ素源粉末を更に含有していてもよい。ケイ素源粉末は、シリコン成分となってチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体に含まれる化合物の粉末であり、ケイ素源粉末の併用により、耐熱性がより向上されたチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を得ることが可能となる。ケイ素源粉末は、例えば、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素等の酸化ケイ素（シリカ）の粉末である。
【０１０７】
ケイ素源粉末は、単独で空気中で焼成することによりシリカに導かれる化合物の粉末であってもよい。かかる化合物は、例えば、ケイ酸、炭化ケイ素、窒化ケイ素、硫化ケイ素、四塩化ケイ素、酢酸ケイ素、ケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、長石、ガラスフリットであり、好ましくは長石、ガラスフリットであり、工業的に入手が容易であると共に組成が安定している点で、より好ましくはガラスフリットである。ガラスフリットは、ガラスを粉砕して得られるフレーク又は粉末状のガラスをいう。ケイ素源粉末として、長石とガラスフリットとの混合物からなる粉末を用いることも好ましい。
【０１０８】
ガラスフリットを用いる場合、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体の耐熱分解性をより向上させるという観点から、ガラスフリットの屈伏点は、６００℃以上であることが好ましい。本明細書において、ガラスフリットの屈伏点は、熱機械分析装置（ＴＭＡ：Ｔｈｅｒｍｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を用いて、低温からガラスフリットの膨張を測定し、膨張が止まり、次に収縮が始まる温度（℃）と定義される。
【０１０９】
ガラスフリットを構成するガラスには、ケイ酸〔ＳｉＯ2〕を主成分（全成分中５０質量％以上）とする一般的なケイ酸ガラスを用いることができる。ガラスフリットを構成するガラスは、その他の含有成分として、一般的なケイ酸ガラスと同様、アルミナ〔Ａｌ2Ｏ3〕、酸化ナトリウム〔Ｎａ2Ｏ〕、酸化カリウム〔Ｋ2Ｏ〕、酸化カルシウム〔ＣａＯ〕、マグネシア〔ＭｇＯ〕等を含んでいてもよい。また、ガラスフリットを構成するガラスは、ガラス自体の耐熱水性を向上させるために、ＺｒＯ2を含有していてもよい。
【０１１０】
ケイ素源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。ケイ素源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【０１１１】
ケイ素源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、好ましくは０．５〜３０μｍである。ケイ素源粉末のＤ５０は、成形体の充填率をより向上させて機械的強度が更に高い焼成体を得るため、より好ましくは１〜２０μｍである。
【０１１２】
原料混合物がケイ素源粉末を含む場合、原料混合物中におけるケイ素源粉末の含有量は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）換算でのアルミニウム源粉末とＴｉＯ２（チタニア）換算でのチタニウム源粉末との合計量１００質量部に対して、ＳｉＯ２（シリカ）換算で、通常０．１〜１０質量部であり、好ましくは０．１〜５質量部である。
【０１１３】
ハニカムフィルタの製造では、上記マグネシアスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）等の複合酸化物のように、チタニウム、アルミニウム、ケイ素及びマグネシウムのうち、２つ以上の金属元素を成分とする化合物を原料粉末として用いることができる。この場合、化合物は、それぞれの金属源化合物を混合した原料と同じであると考えることができる。このような考えに基づき、原料混合物中におけるアルミニウム源、チタニウム源、マグネシウム源及びケイ素源の含有量が上記範囲内に調整される。
【０１１４】
原料混合物にはチタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムが含まれていてもよい。例えば、原料混合物の構成成分としてチタン酸アルミニウムマグネシウムを使用する場合、チタン酸アルミニウムマグネシウムは、チタニウム源、アルミニウム源及びマグネシウム源を兼ね備えた原料混合物に相当する。
【０１１５】
チタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムは、本製造方法により得られるハニカムフィルタから調製してもよい。例えば、本製造方法により得られたハニカムフィルタが破損した場合、破損したハニカムフィルタやその破片等を粉砕して使用することができる。粉砕して得られる粉末をチタン酸アルミニウムマグネシウム粉末とすることができる。
【０１１６】
（孔形成剤）
孔形成剤としては、工程（ｃ）において成形体を焼成する焼成温度以下で消失する素材によって形成されたものを使用することができる。脱脂や焼成において、孔形成剤を含有する成形体が加熱されると、孔形成剤は燃焼等によって消滅する。これにより、孔形成剤が存在していた箇所に空間ができると共に、この空間同士の間に位置するセラミックス粉末が焼成の際に収縮することにより、流体を流すことができる連通孔をハニカムフィルタの隔壁内に形成することができる。
【０１１７】
ハニカムフィルタの製造方法では、所定の連通孔を形成するために、孔形成剤を使用することができる。孔形成剤は、例えば、トウモロコシ澱粉、大麦澱粉、小麦澱粉、タピオカ澱粉、豆澱粉、米澱粉、エンドウ澱粉、サンゴヤシ澱粉、カンナ澱粉、ポテト澱粉（馬鈴薯デンプン）である。孔形成剤の平均粒径は、好ましくは５〜２５μｍである。
【０１１８】
原料混合物における孔形成剤の含有量は、セラミックス粉末１００質量部に対して、好ましくは１〜２５質量部である。孔形成剤の含有量がこの範囲であると、初期圧力損失を低く抑えつつ被捕集物の漏れの発生を防ぐことが容易となる。孔形成剤の含有量がセラミックス粉末１００質量部に対して１質量部より少ないと、隔壁に形成される気孔が少なくなるため圧力損失が大きくなる傾向がある。一方、孔形成剤の含有量がセラミックス粉末１００質量部に対して２５質量部より多いと、隔壁に形成される気孔の割合が大きくなりすぎ、被捕集物の漏れが発生する傾向がある。
【０１１９】
ハニカムフィルタの製造では、原料混合物に、上述したセラミックス粉末と孔形成剤に加えて、バインダ、可塑剤、分散剤、溶媒等の有機成分（添加剤）が配合されていてもよい。
【０１２０】
バインダは、例えば、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロース等のセルロース類；ポリビニルアルコール等のアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の塩；パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等のワックスである。原料混合物におけるバインダの含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常２０質量部以下であり、好ましくは１５質量部以下である。
【０１２１】
可塑剤は、例えばグリセリン等のアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌ等のステアリン酸金属塩；ポリオキシアルキレンアルキルエーテルである。原料混合物における可塑剤の含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常０〜１０質量部であり、好ましくは１〜５質量部である。
【０１２２】
分散剤は、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等の無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸等の有機酸；メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤である。原料混合物における分散剤の含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常０〜２０質量部であり、好ましくは２〜８質量部である。
【０１２３】
溶媒は、通常水であり、不純物が少ない点で、好ましくはイオン交換水である。原料混合物における溶媒の含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常１０〜１００質量部、好ましくは２０〜８０質量部である。
【０１２４】
（工程（ｂ）：成形工程）
工程（ｂ）では、複数の流路が形成されたハニカム構造体をセラミックス成形体として得る。工程（ｂ）では、例えば、一軸押出機により原料混合物を混練しながらダイから押し出す、いわゆる押出成形法を採用することができる。
【０１２５】
原料混合物に添加剤として可塑剤を添加した場合、可塑剤の多くは、ダイから原料混合物を押し出す際に、原料混合物とダイとの間の摩擦を低減する潤滑剤としても機能させることができる。例えば、上述した各可塑剤であれば、潤滑剤として機能させることができる。
【０１２６】
（工程（ｃ）：焼成工程）
工程（ｃ）では、成形体の焼成前に、成形体中（原料混合物中）に含まれる孔形成剤等を除去するための脱脂（仮焼）が行われてもよい。脱脂は、酸素濃度０．１％以下の雰囲気下で行われる。
【０１２７】
本明細書において酸素濃度の単位として用いられる「％」は、「体積％」を意味する。脱脂工程（昇温時）の酸素濃度を０．１％以下の濃度に管理することにより、有機物の発熱が抑えられ、脱脂後の割れを抑制することができる。脱脂においては、脱脂が酸素濃度０．１％以下の雰囲気中で行われることにより、孔形成剤等の有機成分の一部が除去され、残部が炭化されてセラミック成形体中に残存することが好ましい。このように、セラミックス成形体中に微量のカーボンが残存することで、成形体の強度が向上し、セラミックス成形体の焼成工程への仕込みが容易になる。このような雰囲気としては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気や、一酸化炭素ガス、水素ガス等のような還元性ガス雰囲気、真空中等が挙げられる。また、水蒸気分圧を低くした雰囲気中で焼成を行なってもよく、炭と一緒に蒸し込んで酸素濃度を低減させてもよい。
【０１２８】
脱脂の最高温度は、好ましくは７００〜１１００℃であり、より好ましくは８００〜１０００℃である。脱脂の最高温度を従来の６００〜７００℃程度から、７００〜１１００℃に上昇させることで、粒成長によって、脱脂後のセラミックス成形体の強度が向上するため、セラミックス成形体の焼成への仕込みが容易になる。また、脱脂は、セラミックス成形体の割れを防止するために、最高温度に到達するまでの昇温速度を極力抑えることが好ましい。
【０１２９】
脱脂は、管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉、ガス燃焼炉等の通常の焼成に用いられるものと同様の炉を用いて行なわれる。脱脂は回分式で行なってもよいし、連続式で行なってもよい。また、脱脂は静置式で行なってもよいし、流動式で行なってもよい。
【０１３０】
脱脂に要する時間は、セラミックス成形体中に含まれる有機成分の一部が消失するのに充分な時間であればよく、好ましくは、セラミックス成形体中に含まれる有機成分の９０〜９９質量％が消失する時間である。具体的には、原料混合物の量、脱脂に用いる炉の形式、温度条件、雰囲気等により異なるが、最高温度でキープする時間は、通常１分〜１０時間であり、好ましくは１〜７時間である。
【０１３１】
セラミックス成形体は、上記の脱脂後、焼成される。焼成温度は、通常１３００℃以上であり、好ましくは１４００℃以上である。また、焼成温度は、通常１６５０℃以下であり、好ましくは１５５０℃以下である。焼成温度までの昇温速度は特に限定されるものではないが、通常１〜５００℃／時間である。ケイ素源粉末を用いる場合には、焼成工程の前に、１１００〜１３００℃の温度範囲で３時間以上保持する工程を設けることが好ましい。これにより、ケイ素源粉末の融解、拡散を促進させることができる。
【０１３２】
焼成は、酸素濃度１〜６％の雰囲気下で行われることが好ましい。酸素濃度を６％以下とすることによって脱脂で発生した残存炭化物の燃焼を抑制することができるため、焼成におけるセラミックス成形体の割れが生じにくくなる。また、適度な酸素が存在するため、最終的に得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス成形体の有機成分を完全に除去することができる。酸素濃度は、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体中に有機成分に由来する炭化物（すす）が残存しないことから、１％以上が好ましい。原料混合物、すなわちアルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の種類や使用量比によっては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で焼成してもよいし、一酸化炭素ガス、水素ガス等のような還元性ガス中で焼成してもよい。また、水蒸気分圧を低くした雰囲気中で焼成を行なってもよい。
【０１３３】
焼成は、通常、管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉、ガス燃焼炉等の従来の装置を用いて行なわれる。焼成は回分式で行なってもよいし、連続式で行なってもよい。また、焼成は静置式で行なってもよいし、流動式で行なってもよい。
【０１３４】
焼成時間は、セラミックス成形体がチタン酸アルミニウム系結晶に遷移するのに充分な時間であればよく、原料の量、焼成炉の形式、焼成温度、焼成雰囲気等により異なるが、通常は１０分〜２４時間である。
【０１３５】
（工程（ｄ）：封口工程）
工程（ｄ）は、工程（ｂ）と工程（ｃ）の間、又は、工程（ｃ）の後に行われる。工程（ｂ）と工程（ｃ）の間に工程（ｄ）を行う場合、工程（ｂ）において得られた未焼成のセラミックス成形体の各流路の一方の端部を封口物で封口した後、工程（ｃ）においてセラミックス成形体と共に封口物を焼成することにより、流路の一方の端部を封口する封口部が得られる。工程（ｃ）の後に工程（ｄ）を行う場合、工程（ｃ）において得られたセラミックス成形体の各流路の一方の端部を封口物で封口した後、セラミックス成形体と共に封口物を焼成することにより、流路の一方の端部を封口する封口部が得られる。封口物としては、上記原料混合物と同様の混合物を用いることができる。
【０１３６】
以上の工程によって、ハニカムフィルタを得ることができる。なお、ハニカムフィルタは、工程（ｂ）における成形直後の成形体の形状をほぼ維持した形状を有するが、工程（ｂ）、工程（ｃ）又は工程（ｄ）の後に研削加工等を行って、所望の形状に加工することもできる。
【符号の説明】
【０１３７】
１００，２００，３００…ハニカムフィルタ、１００ａ，１００ｂ，２００ａ，２００ｂ…ハニカムフィルタの端部、１１０ａ，２１０ａ，３１０ａ…流路（第１の流路）、１１０ｂ，２１０ｂ，３１０ｂ…流路（第２の流路）、１２０，２２０，３２０…隔壁、１４０，２４０，３４０…流路（第１の流路）の断面を形成する辺、１５０ａ，２５０ａ，３５０ａ…流路（第２の流路）の断面を形成する辺（第１の辺）、１５０ｂ，２５０ｂ，３５０ｂ…流路（第２の流路）の断面を形成する辺（第２の辺）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカムフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハニカムフィルタは、被捕集物を含む流体から当該被捕集物を除去するセラミックスフィルタとして用いられており、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関から排気される排気ガスを浄化するための排ガスフィルタとして用いられている。このようなハニカムフィルタは、多孔質の隔壁により仕切られた互いに平行な複数の流路を有している（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５３７７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被捕集物を含む流体がハニカムフィルタ内に供給されるに伴い、ハニカムフィルタにおける隔壁の表面や隔壁の内部に被捕集物が堆積する。この場合、被捕集物がハニカムフィルタ内に過剰に堆積すると、ハニカムフィルタ内における流体の移動が妨げられてハニカムフィルタの浄化性能が低下する。そのため、ハニカムフィルタ内に一定量の被捕集物を堆積させた後に、被捕集物を燃焼除去するためにハニカムフィルタの燃焼再生が行われる。
【０００５】
ここで、燃焼再生においてハニカムフィルタに過度の熱応力が負荷されると、ハニカムフィルタの熱破損や溶損が引き起こる場合がある。そのため、ハニカムフィルタに対しては、燃焼再生において生じる熱応力を低減することが求められている。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、燃焼再生において生じる熱応力を低減することが可能なハニカムフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るハニカムフィルタは、多孔質の隔壁により仕切られた互いに平行な複数の流路を有するハニカムフィルタであって、隔壁がチタン酸アルミニウムを含み、複数の流路が、第１の流路と、当該第１の流路に隣接する複数の第２の流路とを有しており、複数の第２の流路における一の第２の流路と他の第２の流路とが互いに隣接しており、第１の流路におけるハニカムフィルタの一端側の端部が封口されており、第２の流路におけるハニカムフィルタの他端側の端部が封口されており、第２の流路の軸方向に垂直な第２の流路の断面が、第１の辺と、当該第１の辺の両側にそれぞれ配置された第２の辺とを有しており、第１の流路の軸方向に垂直な第１の流路の断面を形成する辺のそれぞれが、第２の流路の第１の辺と対向しており、第２の流路の第２の辺のそれぞれが、隣接する第２の流路の第２の辺と対向しており、隔壁における隣接する第２の流路同士を仕切る部分の厚みが、隔壁における第１の流路と第２の流路とを仕切る部分の厚みよりも大きい。
【０００８】
本発明に係るハニカムフィルタでは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を低減することができる。本発明において上記効果が得られる原因は詳細には不明であるが、本発明者は以下のように推測している。但し、原因が以下の内容に限定されるものではない。
【０００９】
すなわち、本発明に係るハニカムフィルタでは、複数の流路が、第１の流路と、当該第１の流路に隣接する複数の第２の流路とを有しており、複数の第２の流路における一の第２の流路と他の第２の流路とが互いに隣接しており、第１の流路におけるハニカムフィルタの一端側の端部が封口されており、第２の流路におけるハニカムフィルタの他端側の端部が封口されており、第２の流路の軸方向に垂直な第２の流路の断面が、第１の辺と、当該第１の辺の両側にそれぞれ配置された第２の辺とを有しており、第１の流路の軸方向に垂直な第１の流路の断面を形成する辺のそれぞれが、第２の流路の第１の辺と対向しており、第２の流路の第２の辺のそれぞれが、隣接する第２の流路の第２の辺と対向している。このような構成を備える本発明では、例えば、被捕集物を含む流体をハニカムフィルタの一端側から第２の流路内に流入させた場合、被捕集物は、第２の流路の内壁に堆積し、第２の流路の軸方向に垂直な第２の流路の断面における第１の辺及び第２の辺のそれぞれに堆積する。このように被捕集物が堆積した状態においてハニカムフィルタの燃焼再生を行う場合、ハニカムフィルタ内に流入した酸素ガス等の支燃性ガスが、被捕集物が堆積した部分に供給される。そして、支燃性ガスの存在下で被捕集物が燃焼することにより、二酸化炭素ガスや一酸化炭素ガス等（以下、単に「二酸化炭素ガス等」という）が発生する。
【００１０】
ここで、本発明では、被捕集物の燃焼速度が、被捕集物の燃焼により発生する二酸化炭素ガス等のガス流出側の流路への拡散し易さに依存する傾向があるものと推測される。すなわち、本発明では、互いに隣接する第２の流路間の圧力差に比して、互いに隣接する第１の流路及び第２の流路間の圧力差が大きくなる傾向がある。これにより、一の第２の流路において被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、隣接する他の第２の流路に比して、隣接する第１の流路へ流れ易い。
【００１１】
そして、本発明では、第１の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、第２の流路の断面と第１の辺を共有する断面を有する第１の隔壁内を移動して第１の流路へ達する傾向があり、第２の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、第２の流路の断面と第２の辺を共有する断面を有する第２の隔壁内を当該隔壁に沿って移動して第１の流路へ達する傾向がある。この場合、第１の隔壁を通過する経路が第２の隔壁を通過する経路に比して短いことから、第１の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の方が、第２の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等よりもガス流出側の流路へ拡散し易い。
【００１２】
さらに、本発明では、隔壁における隣接する第２の流路同士を仕切る部分の厚みが、隔壁における第１の流路と第２の流路とを仕切る部分の厚みよりも大きい。この場合、第２の隔壁内における第２の流路から第１の流路へ連通する経路が長くなる傾向があるため、上記の流通経路の長さの差が大きくなる傾向がある。
【００１３】
このような流路間の圧力差及び隔壁内の流通経路の長さの差に起因して、本発明では、第１の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の方が、第２の辺に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等よりもガス流出側の流路へ拡散し易い。そのため、第１の辺に堆積した被捕集物が、第２の辺に堆積した被捕集物に比して燃焼し易くなり、第１の辺に堆積した被捕集物と第２の辺に堆積した被捕集物とで燃焼速度が異なるものとなる。これにより、燃焼再生に際し被捕集物の燃焼が多くの部位において急激に生じてハニカムフィルタ内の温度が急激に変化することが抑制されている。したがって、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を低減することができる。
【００１４】
また、本発明に係るハニカムフィルタでは、被捕集物を含む流体を当該ハニカムフィルタの内部に供給した場合における圧力損失を低減することもできる。このような効果が得られる原因は詳細には不明であるが、本発明者は、被捕集物が局所的に堆積して流路を塞いでしまうことが抑制されていることに起因して圧力損失が低減されているものと推測している。但し、原因が当該内容に限定されるものではない。
【００１５】
隔壁における隣接する第２の流路同士を仕切る部分の厚みは、０．１〜１．０ｍｍであることが好ましい。
【００１６】
第１の流路の断面及び第２の流路の断面は、六角形状であってもよい。
【００１７】
第１の態様として、複数の流路が、複数の第１の流路を有しており、一つの第２の流路が、互いに隣接する第１の流路の間に配置されている構成であってもよい。この場合、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減することができる。
【００１８】
上記第１態様では、第２の流路の断面において互いに対向する辺の長さが互いに等しくてもよい。また、第２の流路の断面は、互いに長さの等しい二つの長辺と、互いに長さの等しい四つの短辺と、を有していてもよい。
【００１９】
第２の態様として、複数の流路が、複数の第１の流路を有しており、二つの第２の流路が、互いに隣接する第１の流路の間に配置されていると共に当該第１の流路の配列方向に直交する方向に互いに隣接している態様であってもよい。この場合、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減することができると共に、被捕集物を濾過する面積（有効濾過面積）が増加するために圧力損失を低減し易くなる。
【００２０】
上記第２態様において、第２の流路の断面は、互いに長さの等しい三つの長辺と、互いに長さの等しい三つの短辺と、を有しており、長辺及び短辺が互いに対向していてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るハニカムフィルタによれば、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を低減することができる。これにより、燃焼再生においてハニカムフィルタの熱破損や溶損が生じることを抑制することができる。また、本発明に係るハニカムフィルタによれば、圧力損失を低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るハニカムフィルタを模式的に示す図面である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図３は、本発明の第２実施形態に係るハニカムフィルタを模式的に示す図面である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係るハニカムフィルタを模式的に示す図面である。
【図６】図６は、流路内に配置された被覆部を模式的に示す図面である。
【図７】図７は、流路内に配置された被覆部を模式的に示す図面である。
【図８】図８は、隔壁の壁面の形状を模式的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２４】
＜ハニカムフィルタ＞
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るハニカムフィルタを模式的に示す図面であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）における領域Ａ１の拡大図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。ハニカムフィルタ１００は、図１，２に示すように、互いに略平行に配置された複数の流路１１０を有する円柱体である。複数の流路１１０は、ハニカムフィルタ１００の中心軸に略平行に伸びる隔壁１２０により仕切られている。複数の流路１１０は、複数の流路（第１の流路）１１０ａと、流路１１０ａに隣接する複数の流路（第２の流路）１１０ｂとを有している。流路１１０ａ及び流路１１０ｂは、ハニカムフィルタ１００の両端面に略垂直に伸びている。
【００２５】
流路１１０のうちの一部を構成する流路１１０ａの一端は、ハニカムフィルタ１００の一端面１００ａにおいて封口部１３０により封口されており、流路１１０ａの他端は、ハニカムフィルタ１００の他端面１００ｂにおいて開口している。一方、複数の流路１１０のうちの残部を構成する流路１１０ｂの一端は、一端面１００ａにおいて開口しており、流路１１０ｂの他端は、他端面１００ｂにおいて封口部１３０により封口されている。ハニカムフィルタ１００において、例えば、流路１１０ｂにおける一端面１００ａ側の端部はガス流入口として開口しており、流路１１０ａにおける他端面１００ｂ側の端部はガス流出口として開口している。
【００２６】
流路１１０ａ及び流路１１０ｂの軸方向（長手方向）に略垂直な断面は、六角形状である。流路１１０ａの断面は、被捕集物を含む流体がガス流入側の流路からガス流出側の流路へ均等に流れ易くなることにより被捕集物の堆積時の圧力損失を低減し易くなる観点から、当該断面を形成する辺１４０の長さが互いに略等しい正六角形状が好ましいが、扁平六角形状であってもよい。流路１１０ｂの断面は、例えば扁平六角形状であるが、正六角形状であってもよい。流路１１０ｂの断面において互いに対向する辺の長さは、互いに略等しい。流路１１０ｂの断面は、当該断面を形成する辺１５０として、互いに長さの略等しい二つ（一対）の長辺（第１の辺）１５０ａと、互いに長さの略等しい四つ（二対）の短辺（第２の辺）１５０ｂと、を有している。短辺１５０ｂは、長辺１５０ａの両側にそれぞれ配置されている。長辺１５０ａ同士は、互いに略平行に対向しており、短辺１５０ｂ同士は、互いに略平行に対向している。長辺１５０ａの長さは、短辺１５０ｂの長さよりも長く調整されている。
【００２７】
隔壁１２０は、流路１１０ａ及び流路１１０ｂを仕切る部分として隔壁１２０ａを有している。すなわち、流路１１０ａ及び流路１１０ｂは、隔壁１２０ａを介して互いに隣接している。隣接する流路１１０ａの間に一つの流路１１０ｂが配置されることにより、流路１１０ａは、流路１１０ａの配列方向（辺１４０に略直交する方向）において流路１１０ｂと交互に配置されている。
【００２８】
流路１１０ａの辺１４０のそれぞれは、複数の流路１１０ｂのいずれか一つの流路の長辺１５０ａと略平行に対向している。すなわち、流路１１０ａを形成する壁面のそれぞれは、流路１１０ａ及び流路１１０ｂの間に位置する隔壁１２０ａにおいて、流路１１０ｂを形成する一壁面と略平行に対向している。また、流路１１０は、１つの流路１１０ａと、当該流路１１０ａを囲む６つの流路１１０ｂとを含む構成単位を有しており、当該構成単位において、流路１１０ａの辺１４０の全てが流路１１０ｂの長辺１５０ａと対向している。ハニカムフィルタ１００では、被捕集物の捕集効率を更に向上させる観点から、流路１１０ａの辺１４０の少なくとも一つの長さが、対向する長辺１５０ａの長さと略等しいことが好ましく、辺１４０のそれぞれの長さが、対向する長辺１５０ａの長さと略等しいことがより好ましい。
【００２９】
隔壁１２０は、互いに隣接する流路１１０ｂ同士を仕切る部分として隔壁１２０ｂを有している。すなわち、流路１１０ａを囲む流路１１０ｂ同士は、隔壁１２０ｂを介して互いに隣接している。
【００３０】
流路１１０ｂの短辺１５０ｂのそれぞれは、隣接する流路１１０ｂの短辺１５０ｂと略平行に対向している。すなわち、流路１１０ｂを形成する壁面は、隣接する流路１１０ｂの間に位置する隔壁１２０ｂにおいて互いに略平行に対向している。ハニカムフィルタ１００では、被捕集物の捕集効率を更に向上させる観点から、隣接する流路１１０ｂの間において、流路１１０ｂの短辺１５０ｂの少なくとも一つの長さが、対向する短辺１５０ｂの長さと略等しいことが好ましく、短辺１５０ｂのそれぞれの長さが、対向する短辺１５０ｂの長さと略等しいことがより好ましい。
【００３１】
流路１１０ａ，１１０ｂの長手方向におけるハニカムフィルタ１００の長さは、例えば５０〜３００ｍｍである。ハニカムフィルタ１００の外径は、例えば５０〜２５０ｍｍである。流路１１０ａ，１１０ｂの密度（セル密度）は、例えば５０〜４００ｃｐｓｉ（cell per square inch）である。なお、「ｃｐｓｉ」は、１平方インチ当たりの流路（セル）の数を表す。流路１１０ａ，１１０ｂの軸方向に略垂直なハニカムフィルタ１００の断面において、ガス流入側流路の合計面積はガス流出側流路の合計面積よりも大きいことが好ましく、すなわち、流路１１０ｂの合計面積は、流路１１０ａの合計面積よりも大きいことが好ましい。
【００３２】
１つの流路１１０ａと当該流路１１０ａを囲む流路１１０ｂとを含む構成単位において、辺１４０の長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．４ｍｍ以上がより好ましく、０．６ｍｍ以上が更に好ましい。辺１４０の長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下がより好ましい。上記構成単位における流路１１０ｂの長辺１５０ａの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．４ｍｍ以上が好ましく、０．６ｍｍ以上がより好ましい。流路１１０ｂの長辺１５０ａの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下がより好ましい。上記構成単位における流路１１０ｂの短辺１５０ｂの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましい。流路１１０ｂの短辺１５０ｂの長さは、圧力損失を更に低減させる観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましい。
【００３３】
隔壁１２０ｂの厚み（セル壁厚）は、隔壁１２０ａの厚みよりも大きい。上記構成単位における隔壁１２０ｂの厚みは、圧力損失を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましい。隔壁１２０ｂの厚みは、被捕集物の捕集効率及びハニカムフィルタ１００の強度を高く維持する観点から、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましい。上記構成単位における隔壁１２０ａの厚みは、圧力損失を更に低減する観点から、１．０ｍｍ以下が好ましく、０．５ｍｍ以下がより好ましい。隔壁１２０ａの厚みは、被捕集物の捕集効率及びハニカムフィルタ１００の強度を高く維持する観点から、０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。
【００３４】
上記構成単位における隔壁１２０の気孔率は、圧力損失を更に低減する観点から、２０体積％以上が好ましく、３０体積％以上がより好ましく、４０体積％以上が更に好ましい。隔壁１２０の気孔率は、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、６０体積％以下が好ましく、５０体積％以下がより好ましい。隔壁１２０の気孔率は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、水銀圧入法により測定することができる。
【００３５】
上記構成単位における隔壁１２０の気孔径（細孔直径）は、圧力損失を更に低減させる観点から、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。隔壁１２０の気孔径は、すすの捕集性能を向上させる観点から、３０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましい。隔壁１２０の気孔径は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、水銀圧入法により測定することができる。
【００３６】
ハニカムフィルタ１００の有効濾過面積は、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減すると共に圧力損失を更に低減する観点から、１．１ｍ２／Ｌ以上が好ましく、１．２ｍ２／Ｌ以上がより好ましく、１．３ｍ２／Ｌ以上が更に好ましい。「ハニカムフィルタの有効濾過面積」とは、ハニカムフィルタ１Ｌ（１リットル＝１０−３ｍ３：例えば１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍの立方体）あたりのガス流入側流路の内壁の面積の合計（封口部に接している部分を除く）を意味し、各ガス流入側流路における、ガス流入側流路の断面を形成する辺のそれぞれの長さと、ガス流入側流路の軸方向におけるガス流入側流路の長さとの積の合計をＳとしたときに、ハニカムフィルタ１リットルあたりに含まれる全てのガス流入側流路における上記Ｓの総和を意味する。例えば、ハニカムフィルタ１００における積の合計Ｓは、流路１１０ｂの長辺１５０ａの長さと流路１１０ｂの長手方向の長さとの積、及び、流路１１０ｂの短辺１５０ｂの長さと流路１１０ｂの長手方向の長さとの積の合計を意味する。なお、有効濾過面積の上限値は、例えば２．０ｍ２／Ｌである。
【００３７】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係るハニカムフィルタを模式的に示す図面であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）における領域Ａ２の拡大図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。ハニカムフィルタ２００は、図３，４に示すように、互いに略平行に配置された複数の流路２１０を有する円柱体である。複数の流路２１０は、ハニカムフィルタ２００の中心軸に略平行に伸びる隔壁２２０により仕切られている。複数の流路２１０は、複数の流路（第１の流路）２１０ａと、流路２１０ａに隣接する複数の流路（第２の流路）２１０ｂとを有している。流路２１０ａ及び流路２１０ｂは、ハニカムフィルタ２００の両端面に略垂直に伸びている。
【００３８】
流路２１０のうちの一部を形成する流路２１０ａの一端は、ハニカムフィルタ２００の一端面２００ａにおいて封口部２３０により封口されており、流路２１０ａの他端は、ハニカムフィルタ２００の他端面２００ｂにおいて開口している。一方、複数の流路２１０のうちの残部を形成する流路２１０ｂの一端は、一端面２００ａにおいて開口しており、流路２１０ｂの他端は、他端面２００ｂにおいて封口部２３０により封口されている。ハニカムフィルタ２００において、例えば、流路２１０ｂにおける一端面２００ａ側の端部はガス流入口として開口しており、流路２１０ａにおける他端面２００ｂ側の端部はガス流出口として開口している。
【００３９】
流路２１０ａ及び流路２１０ｂの軸方向（長手方向）に略垂直な断面は、六角形状である。流路２１０ａの断面は、被捕集物を含む流体がガス流入側の流路からガス流出側の流路へ均等に流れ易くなることにより被捕集物の堆積時の圧力損失を低減し易くなる観点から、当該断面を形成する辺２４０の長さが互いに略等しい正六角形状が好ましいが、扁平六角形状であってもよい。流路２１０ｂの断面は、例えば扁平六角形状であるが、正六角形状であってもよい。流路２１０ｂの断面において互いに対向する辺の長さは、互いに異なっている。流路２１０ｂの断面は、当該断面を形成する辺２５０として、互いに長さの略等しい三つの長辺（第１の辺）２５０ａと、互いに長さの略等しい三つの短辺（第２の辺）２５０ｂと、を有している。長辺２５０ａ及び短辺２５０ｂは、互いに略平行に対向しており、短辺２５０ｂは、長辺２５０ａの両側にそれぞれ配置されている。長辺２５０ａの長さは、短辺２５０ｂの長さよりも長く調整されている。
【００４０】
隔壁２２０は、流路２１０ａ及び流路２１０ｂを仕切る部分として隔壁２２０ａを有している。すなわち、流路２１０ａ及び流路２１０ｂは、隔壁２２０ａを介して互いに隣接している。隣接する流路２１０ａの間には、当該流路２１０ａの配列方向に略直交する方向に隣接する二つの流路２１０ｂが配置されており、当該隣接する二つの流路２１０ｂは、隣接する流路２１０ａの断面の中心同士を結ぶ線を挟んで対称に配置されている。
【００４１】
流路２１０ａの辺２４０のそれぞれは、複数の流路２１０ｂのいずれか一つの流路の長辺２５０ａと略平行に対向している。すなわち、流路２１０ａを形成する壁面のそれぞれは、流路２１０ａ及び流路２１０ｂの間に位置する隔壁２２０ａにおいて、流路２１０ｂを形成する一壁面と略平行に対向している。また、流路２１０は、１つの流路２１０ａと、当該流路２１０ａを囲む６つの流路２１０ｂとを含む構成単位を有しており、当該構成単位において、流路２１０ａの辺２４０の全てが流路２１０ｂの長辺２５０ａと対向している。流路２１０ａの断面の各頂点は、隣接する流路２１０ａの頂点と流路２１０ａの配列方向に対向している。ハニカムフィルタ２００では、被捕集物の捕集効率を更に向上させる観点から、流路２１０ａの辺２４０の少なくとも一つの長さが、対向する長辺２５０ａの長さと略等しいことが好ましく、辺２４０のそれぞれの長さが、対向する長辺２５０ａの長さと略等しいことが好ましい。
【００４２】
隔壁２２０は、互いに隣接する流路２１０ｂ同士を仕切る部分として隔壁２２０ｂを有している。すなわち、流路２１０ａを囲む流路２１０ｂ同士は、隔壁２２０ｂを介して互いに隣接している。
【００４３】
流路２１０ｂの短辺２５０ｂのそれぞれは、隣接する流路２１０ｂの短辺２５０ｂと略平行に対向している。すなわち、流路２１０ｂを形成する壁面は、隣接する流路２１０ｂの間に位置する隔壁２２０ｂにおいて互いに略平行に対向している。また、１つの流路２１０ｂは、３つの流路２１０ａに囲まれている。ハニカムフィルタ２００では、被捕集物の捕集効率を更に向上させる観点から、隣接する流路２１０ｂの間において、流路２１０ｂの短辺２５０ｂの少なくとも一つの長さが、対向する短辺２５０ｂの長さと略等しいことが好ましく、短辺２５０ｂのそれぞれの長さが、対向する短辺２５０ｂの長さと略等しいことがより好ましい。
【００４４】
流路２１０ａ，２１０ｂの長手方向におけるハニカムフィルタ２００の長さは、例えば５０〜３００ｍｍである。ハニカムフィルタ２００の外径は、例えば５０〜２５０ｍｍである。流路２１０ａ，２１０ｂの密度（セル密度）は、例えば５０〜４００ｃｐｓｉである。流路２１０ａ，２１０ｂの軸方向に略垂直なハニカムフィルタ２００の断面において、ガス流入側流路の合計面積はガス流出側流路の合計面積よりも大きいことが好ましく、すなわち、流路２１０ｂの合計面積は、流路２１０ａの合計面積よりも大きいことが好ましい。
【００４５】
１つの流路２１０ａと当該流路２１０ａを囲む流路２１０ｂとを含む構成単位において、辺２４０の長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．４ｍｍ以上がより好ましく、０．６ｍｍ以上が更に好ましい。辺２４０の長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下がより好ましい。上記構成単位における流路２１０ｂの長辺２５０ａの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．４ｍｍ以上が好ましく、０．６ｍｍ以上がより好ましい。流路２１０ｂの長辺２５０ａの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．６ｍｍ以下がより好ましい。上記構成単位における流路２１０ｂの短辺２５０ｂの長さは、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましい。流路２１０ｂの短辺２５０ｂの長さは、圧力損失を更に低減させる観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましい。
【００４６】
隔壁２２０ｂの厚みは、隔壁２２０ａの厚みよりも大きい。上記構成単位における隔壁２２０ｂの厚みは、圧力損失を更に低減する観点から、２．０ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましい。隔壁２２０ｂの厚みは、被捕集物の捕集効率及びハニカムフィルタ２００の強度を高く維持する観点から、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましい。上記構成単位における隔壁２２０ａの厚みは、圧力損失を更に低減する観点から、１．０ｍｍ以下が好ましく、０．５ｍｍ以下がより好ましい。隔壁２２０ａの厚みは、被捕集物の捕集効率及びハニカムフィルタ２００の強度を高く維持する観点から、０．０１ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。
【００４７】
上記構成単位における隔壁２２０の気孔率は、圧力損失を更に低減する観点から、２０体積％以上が好ましく、３０体積％以上がより好ましく、４０体積％以上が更に好ましい。隔壁２２０の気孔率は、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減する観点から、６０体積％以下が好ましく、５０体積％以下がより好ましい。隔壁２２０の気孔率は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、水銀圧入法により測定することができる。
【００４８】
上記構成単位における隔壁２２０の気孔径（細孔直径）は、圧力損失を更に低減させる観点から、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。隔壁２２０の気孔径は、すすの捕集性能を向上させる観点から、３０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以下がより好ましい。隔壁２２０の気孔径は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、水銀圧入法により測定することができる。
【００４９】
ハニカムフィルタ２００の有効濾過面積は、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を更に低減すると共に圧力損失を更に低減する観点から、１．１ｍ２／Ｌ以上が好ましく、１．２ｍ２／Ｌ以上がより好ましく、１．３ｍ２／Ｌ以上が更に好ましい。なお、有効濾過面積の上限値は、例えば２．０ｍ２／Ｌである。
【００５０】
上記ハニカムフィルタ１００，２００において隔壁は、多孔質であり、例えば多孔質セラミックス（多孔質セラミックス焼結体）を含んでいる。隔壁は、流体（例えば、すす等の微粒子を含む排ガス）が透過できるような構造を有している。具体的には、流体が通過し得る多数の連通孔（流通経路）が隔壁内に形成されている。
【００５１】
隔壁は、チタン酸アルミニウムを含み、マグネシウムやケイ素を更に含んでいてもよい。隔壁は、例えば、主にチタン酸アルミニウム系結晶からなる多孔性のセラミックスから形成されている。「主にチタン酸アルミニウム系結晶からなる」とは、チタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を構成する主結晶相がチタン酸アルミニウム系結晶相であることを意味し、チタン酸アルミニウム系結晶相は、例えば、チタン酸アルミニウム結晶相、チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶相等であってもよい。
【００５２】
隔壁がマグネシウムを含有する場合、隔壁の組成式は、例えばＡｌ２（１−ｘ）ＭｇｘＴｉ（１＋ｘ）Ｏ５であり、ｘの値は、０．０３以上が好ましく、０．０３〜０．２０がより好ましく、０．０３〜０．１８が更に好ましい。隔壁は、原料由来の微量成分又は製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【００５３】
隔壁がケイ素を含有する場合、隔壁は、ケイ素源粉末由来のガラス相を含んでいてもよい。ガラス相は、ＳｉＯ２が主要成分である非晶質相を指す。この場合、ガラス相の含有量は、４質量％以下であることが好ましい。ガラス相の含有量が４質量％以下であることにより、パティキュレートフィルタ等のセラミックスフィルタに要求される細孔特性を充足するチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体が得られ易くなる。ガラス相の含有量は、２質量％以上であることが好ましい。
【００５４】
隔壁は、チタン酸アルミニウム系結晶相やガラス相以外の相（結晶相）を含んでいてもよい。このようなチタン酸アルミニウム系結晶相以外の相としては、チタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体の作製に用いる原料由来の相等を挙げることができる。原料由来の相とは、より具体的には、ハニカムフィルタの製造に際してチタン酸アルミニウム系結晶相を形成することなく残存したアルミニウム源粉末、チタン源粉末及び／又はマグネシウム源粉末由来の相である。原料由来の相としては、アルミナ、チタニア等の相が挙げられる。隔壁を形成する結晶相は、Ｘ線回折スペクトルにより確認することができる。
【００５５】
上記ハニカムフィルタは、例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関からの排ガス中に含まれるすす等の被捕集物を捕集するパティキュレートフィルタとして適する。例えば、ハニカムフィルタ１００では、図２に示すように、一端面１００ａから流路１１０ｂに供給されたガスＧが隔壁１２０内の連通孔を通過して隣の流路１１０ａに到達し、他端面１００ｂから排出される。このとき、ガスＧ中の被捕集物が隔壁１２０の表面や連通孔内に捕集されてガスＧから除去されることにより、ハニカムフィルタ１００はフィルタとして機能する。ハニカムフィルタ２００についても、同様にフィルタとして機能する。
【００５６】
従来のハニカムフィルタでは、隔壁の表面や隔壁の内部（連通孔内）に被捕集物が一旦堆積すると、被捕集物が堆積した流路と同一の流路に、新たな被捕集物が堆積し易いと考えられる。この場合、被捕集物が大量に堆積した流路では、ハニカムフィルタを燃焼再生させたときに被捕集物が短時間に燃焼して発熱量が大きくなり易いため、ハニカムフィルタに過度の熱応力が負荷されてしまう。
【００５７】
一方、ハニカムフィルタ１００，２００では、以下で述べるように、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を低減することができる。例えば、ハニカムフィルタ１００では、被捕集物の燃焼速度が、被捕集物の燃焼により発生する二酸化炭素ガス等のガス流出側の流路１１０ａへの拡散し易さに依存する傾向があるものと推測される。すなわち、ハニカムフィルタ１００では、互いに隣接する流路１１０ｂ間の圧力差に比して、互いに隣接する流路１１０ａ及び流路１１０ｂ間の圧力差が大きくなる傾向がある。これにより、一の流路１１０ｂにおいて被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、隣接する他の流路１１０ｂに比して、隣接する流路１１０ａへ流れ易い。
【００５８】
そして、ハニカムフィルタ１００では、流路１１０ｂの軸方向に垂直な流路１１０ｂの断面において、長辺１５０ａに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、流路１１０ｂの断面と長辺１５０ａを共有する断面を有する隔壁１２０ａ内を移動して流路１１０ａへ達する傾向があり（図１（ｂ）中の経路Ｒ１１）、短辺１５０ｂに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、流路１１０ｂの断面と短辺１５０ｂを共有する断面を有する隔壁１２０ｂ内を当該隔壁に沿って移動して流路１１０ａへ達する傾向がある（図１（ｂ）中の経路Ｒ１２）。この場合、隔壁１２０ａを通過する経路Ｒ１１が、隔壁１２０ｂを通過する経路Ｒ１２に比して短いことから、長辺１５０ａに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の方が、短辺１５０ｂに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等よりもガス流出側の流路１１０ａへ拡散し易い。
【００５９】
さらに、ハニカムフィルタ１００では、隔壁１２０ｂの厚みが隔壁１２０ａの厚みよりも大きい。この場合、隔壁１２０ｂ内における流路１１０ｂから流路１１０ａへ連通する経路が長くなる傾向があるため、流通経路の長さの差（経路Ｒ１１の長さと経路Ｒ１２の長さの差）が大きくなる傾向がある。
【００６０】
このような流路間の圧力差及び隔壁内の流通経路の長さの差に起因して、ハニカムフィルタ１００では、長辺１５０ａに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の方が、短辺１５０ｂに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等よりも流路１１０ａへ拡散し易い。そのため、長辺１５０ａに堆積した被捕集物が、短辺１５０ｂに堆積した被捕集物に比して燃焼し易くなり、長辺１５０ａに堆積した被捕集物と短辺１５０ｂに堆積した被捕集物とで燃焼速度が異なるものとなる。
【００６１】
また、ハニカムフィルタ１００では、隣接する流路１１０ｂ間の圧力差に比して流路１１０ａ及び流路１１０ｂ間の圧力差が大きくなる傾向があることから、流路１１０ｂの断面において短辺１５０ｂに比して長辺１５０ａに支燃性ガスが供給され易い。そのため、長辺１５０ａに堆積した被捕集物が、短辺１５０ｂに堆積した被捕集物に比して燃焼し易くなり、長辺１５０ａに堆積した被捕集物と短辺１５０ｂに堆積した被捕集物とで燃焼速度が更に異なるものとなり易い。
【００６２】
以上のように、ハニカムフィルタ１００では、被捕集物が堆積した部位（長辺１５０ａ及び短辺１５０ｂ）に応じて被捕集物の燃焼速度が異なるものとなることから、燃焼再生に際し被捕集物の燃焼が多くの部位において急激に生じてハニカムフィルタ１００内の温度が急激に変化することが抑制されている。これにより、燃焼再生においてハニカムフィルタ１００に生じる熱応力を低減することができる。
【００６３】
上記のハニカムフィルタ１００では、ハニカムフィルタ１００内に大量に被捕集物が堆積している状態で被捕集物を燃焼再生させた場合であっても、その際に発生する熱に起因する熱応力によってハニカムフィルタ１００が損傷することを抑制することができる。そのため、ハニカムフィルタ１００を頻繁に燃焼再生させる必要がないことから、被捕集物が大量に堆積するまで長時間連続してフィルタを使用することができる。したがって、メンテナンス性を向上させると共に、被捕集物の捕集効率を向上させることもできる。
【００６４】
なお、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００６５】
例えば、ハニカムフィルタ１００において流路１１０ａ及び流路１１０ｂの配置構成や断面構成は上記に限られるものではない。上記ハニカムフィルタ１００では、辺１４０と長辺１５０ａとが対向すると共に、隣接する流路１１０ｂにおいて短辺１５０ｂ同士が互いに対向しているが、辺１４０と短辺１５０ｂとが対向すると共に、隣接する流路１１０ｂにおいて長辺１５０ａ同士が互いに対向していてもよい。また、流路１１０ａ，１１０ｂの数は図１，２に示すものに限定されず、例えば、流路１１０ａと、当該流路１１０ａを囲む複数の流路１１０ｂとを有する構成単位が１つのみ含まれている構成であってもよく、複数の流路１１０が、流路１１０ａと、流路１１０ａに隣接する２つの流路１１０ｂとを有しており、且つ、一の流路１１０ｂと他の流路１１０ｂとが互いに隣接している構成が含まれていればよい。
【００６６】
さらに、互いに対向する辺１４０及び長辺１５０ａの長さが互いに異なっていてもよく、互いに対向する短辺１５０ｂの長さが互いに異なっていてもよい。互いに対向する辺１４０及び長辺１５０ａが略平行に対向しておらず、互いに交差する方向にそれぞれ伸びていてもよい。互いに対向する短辺１５０ｂが略平行に対向しておらず、互いに交差する方向にそれぞれ伸びていてもよい。流路１１０ｂの断面が扁平六角形状である場合、当該流路１１０ｂの断面において、互いに対向する辺の長さが互いに異なっていてもよい。
【００６７】
ハニカムフィルタ２００において流路２１０ａ及び流路２１０ｂの配置構成や断面構成は上記に限られるものではない。例えば、上記ハニカムフィルタ２００では、辺２４０と長辺２５０ａとが対向すると共に、隣接する流路２１０ｂにおいて短辺２５０ｂ同士が互いに対向しているが、辺２４０と短辺２５０ｂとが対向すると共に、隣接する流路２１０ｂにおいて長辺２５０ａ同士が互いに対向していてもよい。また、流路２１０ａ，２１０ｂの数は図３，４に示すものに限定されず、例えば、流路２１０ａと、当該流路２１０ａを囲む複数の流路２１０ｂとを有する構成単位が１つのみ含まれている構成であってもよく、複数の流路２１０が、流路２１０ａと、流路２１０ａに隣接する２つの流路２１０ｂとを有しており、且つ、一の流路２１０ｂと他の流路２１０ｂとが互いに隣接している構成が含まれていればよい。
【００６８】
さらに、互いに対向する辺２４０及び長辺２５０ａの長さが互いに異なっていてもよく、互いに対向する短辺２５０ｂの長さが互いに異なっていてもよい。互いに対向する辺２４０及び長辺２５０ａが略平行に対向しておらず、互いに交差する方向にそれぞれ伸びていてもよい。互いに対向する短辺２５０ｂが略平行に対向しておらず、互いに交差する方向にそれぞれ伸びていてもよい。流路２１０ｂの断面が扁平六角形状である場合、当該流路２１０ｂの断面において、互いに対向する辺の長さが互いに略等しくてもよい。
【００６９】
また、流路の軸方向（長手方向）に略垂直な当該流路の断面は六角形状であることに限定されず、矩形状、八角形状、三角形状、円形状、楕円形状等であってもよい。例えば、図５に示すハニカムフィルタ３００は、互いに略平行に配置された複数の流路３１０を有している。流路３１０は、複数の流路（第１の流路）３１０ａと、流路３１０ａと隣接する複数の流路（第２の流路）３１０ｂとを有しており、複数の流路３１０ｂにおける一の流路３１０ｂと他の流路３１０ｂとが互いに隣接している。一つの流路３１０ｂは、互いに隣接する流路３１０ａの間に配置されている。流路３１０ａにおけるハニカムフィルタ３００の一端側の端部、及び、流路３１０ｂにおけるハニカムフィルタ３００の他端側の端部は、封口部３３０によりそれぞれ封口されている。ハニカムフィルタ３００において、例えば、流路３１０ｂにおける一端側の端部はガス流入口として開口しており、流路３１０ａにおける他端側の端部はガス流出口として開口している。流路３１０は、ハニカムフィルタ３００の中心軸に略平行に伸びる隔壁３２０により仕切られている。隔壁３２０は、流路３１０ａ及び流路３１０ｂを仕切る部分として隔壁３２０ａを有しており、互いに隣接する流路３１０ｂ同士を仕切る部分として隔壁３２０ｂを有している。
【００７０】
流路３１０ａの軸方向に略垂直な断面は正方形状であり、流路３１０ｂの軸方向に略垂直な断面は正八角形状である。流路３１０ｂの軸方向に垂直な流路３１０ｂの断面は、第１の辺３５０ａと、辺３５０ａの両側にそれぞれ配置された第２の辺３５０ｂとを有している。流路３１０ｂの断面において、辺３５０ａ同士が互いに対向していると共に辺３５０ｂ同士が互いに対向しており、互いに対向する辺の長さが互いに等しい。流路３１０ａの軸方向に垂直な流路３１０ａの断面を形成する辺３４０のそれぞれは、複数の流路３１０ｂのいずれか一つの流路の辺３５０ａと対向している。流路３１０ｂの辺３５０ｂのそれぞれは、隣接する流路３１０ｂの辺３５０ｂと対向している。隔壁３２０ｂの厚みが隔壁３２０ａの厚みよりも大きい。流路３１０ａ，３１０ｂの軸方向に略垂直なハニカムフィルタ３００の断面において、ガス流入側流路の合計面積はガス流出側流路の合計面積よりも大きいことが好ましく、すなわち、流路３１０ｂの合計面積は、流路３１０ａの合計面積よりも大きいことが好ましい。
【００７１】
ハニカムフィルタ３００では、流路３１０ｂの断面において、辺３５０ａに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、流路３１０ｂの断面と辺３５０ａを共有する断面を有する隔壁３２０ａ内を移動して流路３１０ａへ達する傾向があり（図５中の経路Ｒ３１）、辺３５０ｂに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等は、流路３１０ｂの断面と辺３５０ｂを共有する断面を有する隔壁３２０ｂ内を当該隔壁に沿って移動して流路３１０ａへ達する傾向がある（図５中の経路Ｒ３２）。この場合、隔壁３２０ａを通過する経路Ｒ３１が隔壁３２０ｂを通過する経路Ｒ３２に比して短いことから、辺３５０ａに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の方が、辺３５０ｂに堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等よりもハニカムフィルタ外部へ拡散し易い。したがって、辺３５０ａに堆積した被捕集物が辺３５０ｂに堆積した被捕集物に比して燃焼し易くなり、辺３５０ａに堆積した被捕集物と辺３５０ｂに堆積した被捕集物とで燃焼速度が異なるものとなる。
【００７２】
さらに、上記ハニカムフィルタでは、隔壁の表面の少なくとも一部を覆う被覆部が配置されていてもよい。被覆部は、ガス流入側の流路において隔壁の表面上に配置されていてもよく、ガス流出側の流路において隔壁の表面上に配置されていてもよい。また、被覆部は、隔壁におけるガス流入側の流路同士を仕切る部分、又は、隔壁におけるガス流入側の流路とガス流出側の流路とを仕切る部分の少なくとも一方の表面上に配置されていてもよい。被覆部は、隔壁の一壁面の全てを覆っていてもよい。被覆部は、例えば、隔壁と同様の材料により形成されて多孔質であってもよく、ガスの拡散を遮蔽する材料により形成されていてもよい。被覆部は、例えば、ハニカムフィルタの中心軸や流路に略平行に連続的に又は断続的に伸びている。被覆部は、後述する成形工程において予め流路内に形成されてもよく、成形工程の後続の工程において流路内に形成されてもよい。
【００７３】
ハニカムフィルタ１００に配置される被覆部の構成としては、例えば、図６に示す構成が挙げられる。図６において、被覆部１６０は、ガス流入側の流路１１０ｂにおいて隔壁の表面上に配置されている。図６（ａ），（ｂ）において、被覆部１６０は、流路１１０ａと流路１１０ｂとを仕切る隔壁１２０ａの表面に配置されている。図６（ｃ），（ｄ）において、被覆部１６０は、流路１１０ｂ同士を仕切る隔壁１２０ｂの表面に配置されている。図６（ａ），（ｃ）では、対向する隔壁の表面上にそれぞれ被覆部１６０が配置されており、被覆部１６０における長手方向に略垂直な断面は矩形状である。図６（ｂ）における被覆部１６０は、一対の対向する隔壁１２０ａ間において、一方の隔壁１２０ａから他方の隔壁１２０ａに伸びている。図６（ｄ）における被覆部１６０は、対向する隔壁１２０ｂ間のそれぞれにおいて、一方の隔壁１２０ｂから他方の隔壁１２０ｂに伸びており、被覆部１６０同士は流路１１０ｂの略中央において互いに接続している。
【００７４】
ハニカムフィルタ３００に配置される被覆部の構成としては、例えば、図７に示す構成が挙げられる。図７において、被覆部３６０は、ガス流入側の流路３１０ｂにおいて隔壁の表面上に配置されている。図７（ａ），（ｂ）において、被覆部３６０は、流路３１０ｂ同士を仕切る隔壁３２０ｂの表面に配置されている。図７（ｃ），（ｄ）において、被覆部３６０は、流路３１０ａと流路３１０ｂとを仕切る隔壁３２０ａの表面に配置されている。図７（ａ），（ｃ）では、対向する隔壁の表面上にそれぞれ被覆部３６０が配置されており、被覆部３６０における長手方向に略垂直な断面は矩形状である。図７（ｂ），（ｄ）における被覆部３６０は、対向する隔壁間のそれぞれにおいて、一方の隔壁から他方の隔壁に伸びており、被覆部３６０同士は流路３１０ｂの略中央において互いに接続している。
【００７５】
被覆部を隔壁の表面上に配置した場合、以下の現象が生じるものと推測される。例えば、ハニカムフィルタ１００における図６（ａ）の構成では、被覆部１６０に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の拡散経路が、当該被覆部１６０に被覆された隔壁１２０ａの壁面に堆積した被捕集物の燃焼により発生した二酸化炭素ガス等の拡散経路よりも、被覆部１６０内の拡散経路が加わることにより長くなる傾向がある。これにより、被覆部１６０に堆積した被捕集物の燃焼速度が、隔壁１２０ａの壁面に堆積した被捕集物の燃焼速度とは異なるものとなり、被捕集物の燃焼速度を流路１１０ｂ内の堆積箇所に応じて異なるものに調整し易くなる。そのため、燃焼再生においてハニカムフィルタ１００に生じる熱応力を低減し易くなる。
【００７６】
ハニカムフィルタ１００における図６（ｃ）の構成では、被覆部１６０に堆積した被捕集物の燃焼速度が、隔壁１２０ｂの壁面に堆積した被捕集物の燃焼速度とは異なるものとなり、被捕集物の燃焼速度を流路１１０ｂ内の堆積箇所に応じて異なるものに調整し易くなる。そのため、燃焼再生においてハニカムフィルタ１００に生じる熱応力を低減し易くなる。
【００７７】
また、隔壁の壁面（表面）は平坦面であることに限られず、凹凸面であってもよい。この場合、隔壁の有効濾過面積を増加させることが可能であり、圧力損失を更に低減することができる。例えば、図８に示すように、隔壁４００は、隔壁本体４００ａと、隔壁本体４００ａの表面に形成された複数の突起部４００ｂとを有している。突起部４００ｂは、例えば、錐状（円錐状や四角錐状等）（図８（ａ））、球状（図８（ｂ））又は波状（図８（ｃ））である。隔壁本体４００ａ及び突起部４００ｂは、別体として形成されていてもよく、一体として形成されていてもよい。凹凸面を有する隔壁は、後述する成形工程において予め形成されてもよく、成形工程の後続の工程において形成されてもよい。
【００７８】
＜ハニカムフィルタの製造方法＞
ハニカムフィルタの製造方法は、（ａ）セラミックス粉末と孔形成剤を含む原料混合物を調製する原料調製工程と、（ｂ）原料混合物を成形して、流路を有する成形体を得る成形工程と、（ｃ）成形体を焼成する焼成工程と、を備え、（ｄ）成形工程と焼成工程の間、又は、焼成工程の後に、各流路の一端を封口する封口工程を更に備える。以下、各工程について説明する。
【００７９】
（工程（ａ）：原料調製工程）
工程（ａ）では、セラミックス粉末と孔形成剤とを混合した後に混練して原料混合物を調製する。原料混合物には、セラミックス粉末と孔形成剤の他、種々の添加剤が混合される。添加剤は、例えばバインダ、可塑剤、分散剤、溶媒である。
【００８０】
以下、チタン酸アルミニウムを含む隔壁を備えるハニカムフィルタの製造方法を例として説明する。セラミックス粉末は、アルミニウム源粉末及びチタン源粉末を少なくとも含み、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末等を更に含んでいてもよい。
【００８１】
（アルミニウム源粉末）
アルミニウム源粉末は、隔壁を構成するアルミニウム成分となる化合物の粉末である。アルミニウム源粉末としては、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）の粉末が挙げられる。アルミナの結晶型としては、γ型、δ型、θ型、α型等が挙げられ、不定形（アモルファス）であってもよい。アルミナの結晶型は、α型が好ましい。
【００８２】
アルミニウム源粉末は、単独で空気中で焼成することによりアルミナに導かれる化合物の粉末であってもよい。かかる化合物としては、例えばアルミニウム塩、アルミニウムアルコキシド、水酸化アルミニウム、金属アルミニウム等が挙げられる。
【００８３】
アルミニウム塩は、無機酸とのアルミニウム無機塩であってもよく、有機酸とのアルミニウム有機塩であってもよい。アルミニウム無機塩の具体例としては、例えば、硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウムアルミニウム等のアルミニウム硝酸塩；炭酸アンモニウムアルミニウム等のアルミニウム炭酸塩などが挙げられる。アルミニウム有機塩としては、例えば、蓚酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム等が挙げられる。
【００８４】
アルミニウムアルコキシドの具体例としては、例えば、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムｓｅｃ−ブトキシド、アルミニウムｔｅｒｔ−ブトキシド等が挙げられる。
【００８５】
水酸化アルミニウムの結晶型としては、例えば、ギブサイト型、バイヤライト型、ノロソトランダイト型、ベーマイト型、擬ベーマイト型等が挙げられ、不定形（アモルファス）であってもよい。アモルファスの水酸化アルミニウムとしては、例えば、アルミニウム塩、アルミニウムアルコキシド等のような水溶性アルミニウム化合物の水溶液を加水分解して得られるアルミニウム加水分解物が挙げられる。
【００８６】
アルミニウム源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。アルミニウム源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【００８７】
アルミニウム源粉末は、好ましくはアルミナ粉末であり、より好ましくはα型のアルミナ粉末である。
【００８８】
アルミニウム源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（中心粒径、Ｄ５０）は、好ましくは２０〜６０μｍである。アルミニウム源粉末のＤ５０をこの範囲内に調整することにより、優れた多孔性を示すチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体が得られると共に、焼成収縮率をより効果的に低減させることができる。アルミニウム源粉末のＤ５０は、より好ましくは２５〜６０μｍである。
【００８９】
（チタン源粉末）
チタン源粉末は、隔壁を構成するチタン成分となる化合物の粉末であり、例えば酸化チタンの粉末である。酸化チタンは、例えば、酸化チタン（ＩＶ）、酸化チタン（ＩＩＩ）、酸化チタン（ＩＩ）であり、好ましくは酸化チタン（ＩＶ）である。酸化チタン（ＩＶ）の結晶型は、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型である。酸化チタンは不定形（アモルファス）であってもよい。酸化チタンは、より好ましくはアナターゼ型やルチル型の酸化チタン（ＩＶ）である。
【００９０】
チタン源粉末は、単独で空気中で焼成することによりチタニア（酸化チタン）に導かれる化合物の粉末であってもよく、例えば、チタニウム塩、チタニウムアルコキシド、水酸化チタニウム、窒化チタン、硫化チタン、チタン金属である。
【００９１】
チタニウム塩は、例えば三塩化チタン、四塩化チタン、硫化チタン（ＩＶ）、硫化チタン（ＶＩ）、硫酸チタン（ＩＶ）である。チタニウムアルコキシドは、例えばチタン（ＩＶ）エトキシド、チタン（ＩＶ）メトキシド、チタン（ＩＶ）ｔ−ブトキシド、チタン（ＩＶ）イソブトキシド、チタン（ＩＶ）ｎ−プロポキシド、チタン（ＩＶ）テトライソプロポキシド、及び、これらのキレート化物である。
【００９２】
チタン源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。チタン源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【００９３】
チタン源粉末は、好ましくは酸化チタン粉末であり、より好ましくは酸化チタン（ＩＶ）粉末である。
【００９４】
チタン源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、好ましくは０．１〜２５μｍである。チタン源粉末のＤ５０は、充分に低い焼成収縮率を達成するため、より好ましくは１〜２０μｍである。
【００９５】
チタン源粉末は、バイモーダルな粒径分布を示すことがある。このようなバイモーダルな粒径分布を示すチタニウム源粉末を用いる場合、レーザ回折法により測定される粒径が大きい方のピークを形成する粒子の粒径は、好ましくは２０〜５０μｍである。
【００９６】
レーザ回折法により測定されるチタン源粉末のモード径は、通常０．１〜６０μｍである。
【００９７】
原料混合物中におけるＡｌ2Ｏ3（アルミナ）換算でのアルミニウム源粉末とＴｉＯ2（チタニア）換算でのチタン源粉末のモル比（アルミニウム源粉末：チタン源粉末）は、好ましくは３５：６５〜４５：５５であり、より好ましくは４０：６０〜４５：５５である。このような範囲内で、チタン源粉末をアルミニウム源粉末に対して過剰に用いることにより、原料混合物の成形体の焼成収縮率をより効果的に低減させることが可能となる。
【００９８】
（マグネシウム源粉末）
原料混合物は、マグネシウム源粉末を更に含有していてもよい。原料混合物がマグネシウム源粉末を含む場合、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体は、チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶を含む焼成体である。マグネシウム源粉末は、マグネシア（酸化マグネシウム）の粉末のほか、単独で空気中で焼成することによりマグネシアに導かれる化合物の粉末である。このような化合物は、例えば、マグネシウム塩、マグネシウムアルコキシド、水酸化マグネシウム、窒化マグネシウム、金属マグネシウムである。
【００９９】
マグネシウム塩は、例えば塩化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、ピロりん酸マグネシウム、蓚酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、ミリスチン酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、ジメタクリル酸マグネシウム、安息香酸マグネシウムである。
【０１００】
マグネシウムアルコキシドは、例えばマグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド等である。
【０１０１】
マグネシウム源粉末として、マグネシウム源とアルミニウム源とを兼ねた化合物の粉末を用いることができる。このような化合物は、例えば、マグネシアスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）である。
【０１０２】
マグネシウム源粉末として、マグネシウム源とアルミニウム源とを兼ねた化合物の粉末を用いる場合、アルミニウム源粉末のＡｌ2Ｏ3（アルミナ）換算量、及び、マグネシウム源とアルミニウム源とを兼ねた化合物粉末に含まれるＡｌ成分のＡｌ2Ｏ3（アルミナ）換算量の合計量と、チタニウム源粉末のＴｉＯ2（チタニア）換算量とのモル比が、原料混合物中において上記範囲内となるように調整される。
【０１０３】
マグネシウム源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。マグネシウム源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【０１０４】
マグネシウム源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、好ましくは０．５〜３０μｍである。マグネシウム源粉末のＤ５０は、成形体の焼成収縮率を低減する観点から、より好ましくは３〜２０μｍである。
【０１０５】
原料混合物中におけるＭｇＯ（マグネシア）換算でのマグネシウム源粉末の含有量は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）換算でのアルミニウム源粉末とＴｉＯ２（チタニア）換算でのチタニウム源粉末との合計量に対して、モル比で、好ましくは０．０３〜０．１５であり、より好ましくは０．０３〜０．１２である。マグネシウム源粉末の含有量をこの範囲内に調整することにより、耐熱性がより向上された、大きい気孔径及び気孔率を有するチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を比較的容易に得ることができる。
【０１０６】
（ケイ素源粉末）
原料混合物は、ケイ素源粉末を更に含有していてもよい。ケイ素源粉末は、シリコン成分となってチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体に含まれる化合物の粉末であり、ケイ素源粉末の併用により、耐熱性がより向上されたチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体を得ることが可能となる。ケイ素源粉末は、例えば、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素等の酸化ケイ素（シリカ）の粉末である。
【０１０７】
ケイ素源粉末は、単独で空気中で焼成することによりシリカに導かれる化合物の粉末であってもよい。かかる化合物は、例えば、ケイ酸、炭化ケイ素、窒化ケイ素、硫化ケイ素、四塩化ケイ素、酢酸ケイ素、ケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、長石、ガラスフリットであり、好ましくは長石、ガラスフリットであり、工業的に入手が容易であると共に組成が安定している点で、より好ましくはガラスフリットである。ガラスフリットは、ガラスを粉砕して得られるフレーク又は粉末状のガラスをいう。ケイ素源粉末として、長石とガラスフリットとの混合物からなる粉末を用いることも好ましい。
【０１０８】
ガラスフリットを用いる場合、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体の耐熱分解性をより向上させるという観点から、ガラスフリットの屈伏点は、６００℃以上であることが好ましい。本明細書において、ガラスフリットの屈伏点は、熱機械分析装置（ＴＭＡ：Ｔｈｅｒｍｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を用いて、低温からガラスフリットの膨張を測定し、膨張が止まり、次に収縮が始まる温度（℃）と定義される。
【０１０９】
ガラスフリットを構成するガラスには、ケイ酸〔ＳｉＯ2〕を主成分（全成分中５０質量％以上）とする一般的なケイ酸ガラスを用いることができる。ガラスフリットを構成するガラスは、その他の含有成分として、一般的なケイ酸ガラスと同様、アルミナ〔Ａｌ2Ｏ3〕、酸化ナトリウム〔Ｎａ2Ｏ〕、酸化カリウム〔Ｋ2Ｏ〕、酸化カルシウム〔ＣａＯ〕、マグネシア〔ＭｇＯ〕等を含んでいてもよい。また、ガラスフリットを構成するガラスは、ガラス自体の耐熱水性を向上させるために、ＺｒＯ2を含有していてもよい。
【０１１０】
ケイ素源粉末は、１種又は２種以上のいずれでもよい。ケイ素源粉末は、その原料由来あるいは製造工程において不可避的に含まれる微量成分を含有し得る。
【０１１１】
ケイ素源粉末において、レーザ回折法により測定される体積基準の累積百分率５０％相当粒径（Ｄ５０）は、好ましくは０．５〜３０μｍである。ケイ素源粉末のＤ５０は、成形体の充填率をより向上させて機械的強度が更に高い焼成体を得るため、より好ましくは１〜２０μｍである。
【０１１２】
原料混合物がケイ素源粉末を含む場合、原料混合物中におけるケイ素源粉末の含有量は、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）換算でのアルミニウム源粉末とＴｉＯ２（チタニア）換算でのチタニウム源粉末との合計量１００質量部に対して、ＳｉＯ２（シリカ）換算で、通常０．１〜１０質量部であり、好ましくは０．１〜５質量部である。
【０１１３】
ハニカムフィルタの製造では、上記マグネシアスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）等の複合酸化物のように、チタニウム、アルミニウム、ケイ素及びマグネシウムのうち、２つ以上の金属元素を成分とする化合物を原料粉末として用いることができる。この場合、化合物は、それぞれの金属源化合物を混合した原料と同じであると考えることができる。このような考えに基づき、原料混合物中におけるアルミニウム源、チタニウム源、マグネシウム源及びケイ素源の含有量が上記範囲内に調整される。
【０１１４】
原料混合物にはチタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムが含まれていてもよい。例えば、原料混合物の構成成分としてチタン酸アルミニウムマグネシウムを使用する場合、チタン酸アルミニウムマグネシウムは、チタニウム源、アルミニウム源及びマグネシウム源を兼ね備えた原料混合物に相当する。
【０１１５】
チタン酸アルミニウムやチタン酸アルミニウムマグネシウムは、本製造方法により得られるハニカムフィルタから調製してもよい。例えば、本製造方法により得られたハニカムフィルタが破損した場合、破損したハニカムフィルタやその破片等を粉砕して使用することができる。粉砕して得られる粉末をチタン酸アルミニウムマグネシウム粉末とすることができる。
【０１１６】
（孔形成剤）
孔形成剤としては、工程（ｃ）において成形体を焼成する焼成温度以下で消失する素材によって形成されたものを使用することができる。脱脂や焼成において、孔形成剤を含有する成形体が加熱されると、孔形成剤は燃焼等によって消滅する。これにより、孔形成剤が存在していた箇所に空間ができると共に、この空間同士の間に位置するセラミックス粉末が焼成の際に収縮することにより、流体を流すことができる連通孔をハニカムフィルタの隔壁内に形成することができる。
【０１１７】
ハニカムフィルタの製造方法では、所定の連通孔を形成するために、孔形成剤を使用することができる。孔形成剤は、例えば、トウモロコシ澱粉、大麦澱粉、小麦澱粉、タピオカ澱粉、豆澱粉、米澱粉、エンドウ澱粉、サンゴヤシ澱粉、カンナ澱粉、ポテト澱粉（馬鈴薯デンプン）である。孔形成剤の平均粒径は、好ましくは５〜２５μｍである。
【０１１８】
原料混合物における孔形成剤の含有量は、セラミックス粉末１００質量部に対して、好ましくは１〜２５質量部である。孔形成剤の含有量がこの範囲であると、初期圧力損失を低く抑えつつ被捕集物の漏れの発生を防ぐことが容易となる。孔形成剤の含有量がセラミックス粉末１００質量部に対して１質量部より少ないと、隔壁に形成される気孔が少なくなるため圧力損失が大きくなる傾向がある。一方、孔形成剤の含有量がセラミックス粉末１００質量部に対して２５質量部より多いと、隔壁に形成される気孔の割合が大きくなりすぎ、被捕集物の漏れが発生する傾向がある。
【０１１９】
ハニカムフィルタの製造では、原料混合物に、上述したセラミックス粉末と孔形成剤に加えて、バインダ、可塑剤、分散剤、溶媒等の有機成分（添加剤）が配合されていてもよい。
【０１２０】
バインダは、例えば、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロース等のセルロース類；ポリビニルアルコール等のアルコール類；リグニンスルホン酸塩等の塩；パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等のワックスである。原料混合物におけるバインダの含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常２０質量部以下であり、好ましくは１５質量部以下である。
【０１２１】
可塑剤は、例えばグリセリン等のアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌ等のステアリン酸金属塩；ポリオキシアルキレンアルキルエーテルである。原料混合物における可塑剤の含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常０〜１０質量部であり、好ましくは１〜５質量部である。
【０１２２】
分散剤は、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等の無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸等の有機酸；メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウムなどの界面活性剤である。原料混合物における分散剤の含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常０〜２０質量部であり、好ましくは２〜８質量部である。
【０１２３】
溶媒は、通常水であり、不純物が少ない点で、好ましくはイオン交換水である。原料混合物における溶媒の含有量は、アルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の合計量１００質量部に対して、通常１０〜１００質量部、好ましくは２０〜８０質量部である。
【０１２４】
（工程（ｂ）：成形工程）
工程（ｂ）では、複数の流路が形成されたハニカム構造体をセラミックス成形体として得る。工程（ｂ）では、例えば、一軸押出機により原料混合物を混練しながらダイから押し出す、いわゆる押出成形法を採用することができる。
【０１２５】
原料混合物に添加剤として可塑剤を添加した場合、可塑剤の多くは、ダイから原料混合物を押し出す際に、原料混合物とダイとの間の摩擦を低減する潤滑剤としても機能させることができる。例えば、上述した各可塑剤であれば、潤滑剤として機能させることができる。
【０１２６】
（工程（ｃ）：焼成工程）
工程（ｃ）では、成形体の焼成前に、成形体中（原料混合物中）に含まれる孔形成剤等を除去するための脱脂（仮焼）が行われてもよい。脱脂は、酸素濃度０．１％以下の雰囲気下で行われる。
【０１２７】
本明細書において酸素濃度の単位として用いられる「％」は、「体積％」を意味する。脱脂工程（昇温時）の酸素濃度を０．１％以下の濃度に管理することにより、有機物の発熱が抑えられ、脱脂後の割れを抑制することができる。脱脂においては、脱脂が酸素濃度０．１％以下の雰囲気中で行われることにより、孔形成剤等の有機成分の一部が除去され、残部が炭化されてセラミック成形体中に残存することが好ましい。このように、セラミックス成形体中に微量のカーボンが残存することで、成形体の強度が向上し、セラミックス成形体の焼成工程への仕込みが容易になる。このような雰囲気としては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気や、一酸化炭素ガス、水素ガス等のような還元性ガス雰囲気、真空中等が挙げられる。また、水蒸気分圧を低くした雰囲気中で焼成を行なってもよく、炭と一緒に蒸し込んで酸素濃度を低減させてもよい。
【０１２８】
脱脂の最高温度は、好ましくは７００〜１１００℃であり、より好ましくは８００〜１０００℃である。脱脂の最高温度を従来の６００〜７００℃程度から、７００〜１１００℃に上昇させることで、粒成長によって、脱脂後のセラミックス成形体の強度が向上するため、セラミックス成形体の焼成への仕込みが容易になる。また、脱脂は、セラミックス成形体の割れを防止するために、最高温度に到達するまでの昇温速度を極力抑えることが好ましい。
【０１２９】
脱脂は、管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉、ガス燃焼炉等の通常の焼成に用いられるものと同様の炉を用いて行なわれる。脱脂は回分式で行なってもよいし、連続式で行なってもよい。また、脱脂は静置式で行なってもよいし、流動式で行なってもよい。
【０１３０】
脱脂に要する時間は、セラミックス成形体中に含まれる有機成分の一部が消失するのに充分な時間であればよく、好ましくは、セラミックス成形体中に含まれる有機成分の９０〜９９質量％が消失する時間である。具体的には、原料混合物の量、脱脂に用いる炉の形式、温度条件、雰囲気等により異なるが、最高温度でキープする時間は、通常１分〜１０時間であり、好ましくは１〜７時間である。
【０１３１】
セラミックス成形体は、上記の脱脂後、焼成される。焼成温度は、通常１３００℃以上であり、好ましくは１４００℃以上である。また、焼成温度は、通常１６５０℃以下であり、好ましくは１５５０℃以下である。焼成温度までの昇温速度は特に限定されるものではないが、通常１〜５００℃／時間である。ケイ素源粉末を用いる場合には、焼成工程の前に、１１００〜１３００℃の温度範囲で３時間以上保持する工程を設けることが好ましい。これにより、ケイ素源粉末の融解、拡散を促進させることができる。
【０１３２】
焼成は、酸素濃度１〜６％の雰囲気下で行われることが好ましい。酸素濃度を６％以下とすることによって脱脂で発生した残存炭化物の燃焼を抑制することができるため、焼成におけるセラミックス成形体の割れが生じにくくなる。また、適度な酸素が存在するため、最終的に得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス成形体の有機成分を完全に除去することができる。酸素濃度は、得られるチタン酸アルミニウム系セラミックス焼成体中に有機成分に由来する炭化物（すす）が残存しないことから、１％以上が好ましい。原料混合物、すなわちアルミニウム源粉末、チタン源粉末、マグネシウム源粉末及びケイ素源粉末の種類や使用量比によっては、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス中で焼成してもよいし、一酸化炭素ガス、水素ガス等のような還元性ガス中で焼成してもよい。また、水蒸気分圧を低くした雰囲気中で焼成を行なってもよい。
【０１３３】
焼成は、通常、管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉、ガス燃焼炉等の従来の装置を用いて行なわれる。焼成は回分式で行なってもよいし、連続式で行なってもよい。また、焼成は静置式で行なってもよいし、流動式で行なってもよい。
【０１３４】
焼成時間は、セラミックス成形体がチタン酸アルミニウム系結晶に遷移するのに充分な時間であればよく、原料の量、焼成炉の形式、焼成温度、焼成雰囲気等により異なるが、通常は１０分〜２４時間である。
【０１３５】
（工程（ｄ）：封口工程）
工程（ｄ）は、工程（ｂ）と工程（ｃ）の間、又は、工程（ｃ）の後に行われる。工程（ｂ）と工程（ｃ）の間に工程（ｄ）を行う場合、工程（ｂ）において得られた未焼成のセラミックス成形体の各流路の一方の端部を封口物で封口した後、工程（ｃ）においてセラミックス成形体と共に封口物を焼成することにより、流路の一方の端部を封口する封口部が得られる。工程（ｃ）の後に工程（ｄ）を行う場合、工程（ｃ）において得られたセラミックス成形体の各流路の一方の端部を封口物で封口した後、セラミックス成形体と共に封口物を焼成することにより、流路の一方の端部を封口する封口部が得られる。封口物としては、上記原料混合物と同様の混合物を用いることができる。
【０１３６】
以上の工程によって、ハニカムフィルタを得ることができる。なお、ハニカムフィルタは、工程（ｂ）における成形直後の成形体の形状をほぼ維持した形状を有するが、工程（ｂ）、工程（ｃ）又は工程（ｄ）の後に研削加工等を行って、所望の形状に加工することもできる。
【符号の説明】
【０１３７】
１００，２００，３００…ハニカムフィルタ、１００ａ，１００ｂ，２００ａ，２００ｂ…ハニカムフィルタの端部、１１０ａ，２１０ａ，３１０ａ…流路（第１の流路）、１１０ｂ，２１０ｂ，３１０ｂ…流路（第２の流路）、１２０，２２０，３２０…隔壁、１４０，２４０，３４０…流路（第１の流路）の断面を形成する辺、１５０ａ，２５０ａ，３５０ａ…流路（第２の流路）の断面を形成する辺（第１の辺）、１５０ｂ，２５０ｂ，３５０ｂ…流路（第２の流路）の断面を形成する辺（第２の辺）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の隔壁により仕切られた互いに平行な複数の流路を有するハニカムフィルタであって、
前記隔壁がチタン酸アルミニウムを含み、
前記複数の流路が、第１の流路と、当該第１の流路に隣接する複数の第２の流路とを有しており、
前記複数の第２の流路における一の第２の流路と他の第２の流路とが互いに隣接しており、
前記第１の流路における前記ハニカムフィルタの一端側の端部が封口されており、
前記第２の流路における前記ハニカムフィルタの他端側の端部が封口されており、
前記第２の流路の軸方向に垂直な前記第２の流路の断面が、第１の辺と、当該第１の辺の両側にそれぞれ配置された第２の辺とを有しており、
前記第１の流路の軸方向に垂直な前記第１の流路の断面を形成する辺のそれぞれが、前記第２の流路の前記第１の辺と対向しており、
前記第２の流路の前記第２の辺のそれぞれが、隣接する前記第２の流路の前記第２の辺と対向しており、
前記隔壁における前記隣接する第２の流路同士を仕切る部分の厚みが、前記隔壁における前記第１の流路と前記第２の流路とを仕切る部分の厚みよりも大きい、ハニカムフィルタ。
【請求項２】
前記隔壁における前記隣接する第２の流路同士を仕切る部分の厚みが０．１〜１．０ｍｍである、請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項３】
前記第１の流路の前記断面及び前記第２の流路の前記断面が六角形状である、請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項４】
前記複数の流路が、複数の前記第１の流路を有しており、
一つの前記第２の流路が、互いに隣接する前記第１の流路の間に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項５】
前記第２の流路の前記断面において互いに対向する辺の長さが互いに等しい、請求項４に記載のハニカムフィルタ。
【請求項６】
前記第２の流路の前記断面が、互いに長さの等しい二つの長辺と、互いに長さの等しい四つの短辺と、を有している、請求項５に記載のハニカムフィルタ。
【請求項７】
前記複数の流路が、複数の前記第１の流路を有しており、
二つの前記第２の流路が、互いに隣接する前記第１の流路の間に配置されていると共に当該第１の流路の配列方向に直交する方向に互いに隣接している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項８】
前記第２の流路の前記断面が、互いに長さの等しい三つの長辺と、互いに長さの等しい三つの短辺と、を有しており、前記長辺及び前記短辺が互いに対向している、請求項７に記載のハニカムフィルタ。
【請求項１】
多孔質の隔壁により仕切られた互いに平行な複数の流路を有するハニカムフィルタであって、
前記隔壁がチタン酸アルミニウムを含み、
前記複数の流路が、第１の流路と、当該第１の流路に隣接する複数の第２の流路とを有しており、
前記複数の第２の流路における一の第２の流路と他の第２の流路とが互いに隣接しており、
前記第１の流路における前記ハニカムフィルタの一端側の端部が封口されており、
前記第２の流路における前記ハニカムフィルタの他端側の端部が封口されており、
前記第２の流路の軸方向に垂直な前記第２の流路の断面が、第１の辺と、当該第１の辺の両側にそれぞれ配置された第２の辺とを有しており、
前記第１の流路の軸方向に垂直な前記第１の流路の断面を形成する辺のそれぞれが、前記第２の流路の前記第１の辺と対向しており、
前記第２の流路の前記第２の辺のそれぞれが、隣接する前記第２の流路の前記第２の辺と対向しており、
前記隔壁における前記隣接する第２の流路同士を仕切る部分の厚みが、前記隔壁における前記第１の流路と前記第２の流路とを仕切る部分の厚みよりも大きい、ハニカムフィルタ。
【請求項２】
前記隔壁における前記隣接する第２の流路同士を仕切る部分の厚みが０．１〜１．０ｍｍである、請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項３】
前記第１の流路の前記断面及び前記第２の流路の前記断面が六角形状である、請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項４】
前記複数の流路が、複数の前記第１の流路を有しており、
一つの前記第２の流路が、互いに隣接する前記第１の流路の間に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項５】
前記第２の流路の前記断面において互いに対向する辺の長さが互いに等しい、請求項４に記載のハニカムフィルタ。
【請求項６】
前記第２の流路の前記断面が、互いに長さの等しい二つの長辺と、互いに長さの等しい四つの短辺と、を有している、請求項５に記載のハニカムフィルタ。
【請求項７】
前記複数の流路が、複数の前記第１の流路を有しており、
二つの前記第２の流路が、互いに隣接する前記第１の流路の間に配置されていると共に当該第１の流路の配列方向に直交する方向に互いに隣接している、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項８】
前記第２の流路の前記断面が、互いに長さの等しい三つの長辺と、互いに長さの等しい三つの短辺と、を有しており、前記長辺及び前記短辺が互いに対向している、請求項７に記載のハニカムフィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５４４４０（Ｐ２０１２−２５４４４０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１００１８４（Ｐ２０１２−１００１８４）
【出願日】平成２４年４月２５日（２０１２．４．２５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２５日（２０１２．４．２５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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