排ガス浄化フィルタおよびその製造方法
【課題】ディーゼルエンジン排ガス中のパティキュレートを燃焼浄化する排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス程度の温度でもパティキュレートを燃焼し、パティキュレートの捕集効率が高い排ガス浄化フィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】酸化触媒を担持した多孔質材料からなる隔壁よって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上とすることで、排ガス温度程度でパティキュレートを燃焼浄化し、パティキュレートの捕集効率を向上させる排ガス浄化フィルタが得られる。
【解決手段】酸化触媒を担持した多孔質材料からなる隔壁よって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上とすることで、排ガス温度程度でパティキュレートを燃焼浄化し、パティキュレートの捕集効率を向上させる排ガス浄化フィルタが得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含まれるパティキュレート（固体状炭素微粒子、液体あるいは固体状の高分子量炭化水素微粒子）を捕集・燃焼して排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出される排ガスに含まれるパティキュレートは、その粒子径がほぼ１μｍ以下で大気中に浮遊しやすく、呼吸時に人体に取り込まれやすい。
【０００３】
また、このパティキュレートは発ガン性物質も含んでいることから、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレートに対する規制が強化されつつある。
【０００４】
排ガスからのパティキュレートを除去する排ガス浄化フィルタとして、排ガス流にディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦ）がある。ＤＰＦとは、セラミックスなどの多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体であり、セル両端のうち一方を交互にプラグで栓詰めされているハニカムフィルタである。ディーゼルエンジンから排出される排ガスがＤＰＦの多数のセル内に流入し、多孔質材料の隔壁を排ガスが通過する際に隔壁表面及び隔壁に存在する細孔内の壁面に排ガス中に含まれるパティキュレートが捕集される仕組みになっている。
【０００５】
しかしながら、ディーゼルエンジンから排出される排ガスに含まれるパティキュレートは１００ｎｍ以下の非常に微細な粒子を含むため、ＤＰＦの多孔質材料の隔壁を通過してしまうという課題があった。また、ＤＰＦはパティキュレートが連続的に捕集され続けると、ＤＰＦ前後の差圧が上昇してエンジン出力の低下に繋がるという課題があった。
【０００６】
このような課題を克服するべく、特許文献１には、ＤＰＦの多孔質材料の隔壁厚みを２５０μｍ以下とし、気孔率を４０％以上とし、平均細孔径を３〜７μｍとし、細孔径が１０μｍ以上の細孔の容積を全細孔容積の２０％以下とする排ガス浄化フィルタが開示されており、圧力損失を上昇させることなく、０．０８μｍ以下の細かい固体微粒子の捕集特性を向上させている。
【特許文献１】特開２００１−２６９５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の排ガス浄化フィルタには、以下の課題があった。
【０００８】
ＤＰＦの多孔質材料の隔壁厚み、気孔率、平均細孔径、細孔容積を制御することによって、パティキュレートが捕集されていない状態における排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く抑えることは可能になるが、実際のディーゼルエンジンから排出される排ガス流にＤＰＦを配置した場合、ＤＰＦの多孔質材料の隔壁表面及び隔壁に存在する細孔内の壁面にパティキュレートが捕集され、堆積層が形成されるに従ってＤＰＦの圧損が上昇するという課題があった。
【０００９】
さらに、ＤＰＦの隔壁表面及び隔壁に存在する細孔内の壁面に捕集することによってパティキュレートの堆積層が形成され、それによって細かい固体微粒子の捕集特性を向上させることは可能であるが、ディーゼルエンジンから排出される排ガス温度程度では燃焼除去させることができず、ＤＰＦの圧損の上昇に繋がるため、電気ヒータで排ガス温度を上昇させたり、排ガス中に燃料を噴射して排ガス温度を上昇させたりして堆積したパティキュレートを燃焼除去した際に、パティキュレートの堆積層が燃焼除去されるとパティキュレートの捕集効率が低下してしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、ディーゼルエンジンの排ガス温度程度で堆積したパティキュレートを燃焼除去することで堆積層が形成されるに従ってＤＰＦの圧損が上昇することを防止できると共に、堆積したパティキュレートが燃焼除去されても高い捕集効率を維持することができる排ガス浄化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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明においては、多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、前記隔壁の表面及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の内、平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上とすることにより、ディーゼルエンジンの排ガス温度程度で堆積したパティキュレートを燃焼除去し、堆積したパティキュレートが燃焼除去されても高い捕集効率を維持することができるようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、隔壁の表面及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒によってディーゼルエンジン排ガス温度程度でも堆積したパティキュレートを燃焼除去することができるためＤＰＦの圧損上昇を低く抑え、また、細孔径を制御することによって隔壁表面にパティキュレートが衝突する確率が上昇し、堆積したパティキュレートが燃焼除去されてもパティキュレートの捕集効率を高く維持できる排ガス浄化フィルタが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明は、多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタである。
【００１４】
この構成によって、隔壁の表面及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒によってディーゼルエンジン排ガス温度程度でも堆積したパティキュレートを燃焼除去することができるため排ガス浄化フィルタの圧力損失の上昇を低く抑え、また、排ガス浄化フィルタが有する細孔の細孔径を制御することによって隔壁表面にパティキュレートが衝突する確率が上昇し、堆積したパティキュレートが燃焼除去されてもパティキュレートの捕集効率を高く維持できる排ガス浄化フィルタが得られる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１０μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から１５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタである。
【００１６】
この構成によって、請求項１の作用に加えてディーゼルエンジンを高負荷運転した際に発生する比較的高温の排ガスによって、排ガス浄化フィルタに担持された酸化触媒が活性化し、排ガス浄化フィルタに堆積したパティキュレートが燃焼除去してしまった場合にも、高い捕集効率を維持することが可能になる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、平均細孔径が８〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス浄化フィルタである。
【００１８】
この構成によって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、排ガス浄化フィルタの気孔率が４０％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタである。
【００２０】
この構成によって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の発明は、排ガス浄化フィルタの隔壁厚みが４５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタである。
【００２２】
この構成によって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことができるようになる。
【００２３】
本発明の請求項６に記載の発明は、排ガス浄化フィルタのセル数が１平方インチ当たり１００セル以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタである。
【００２４】
この構成によって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００２５】
本発明の請求項７に記載の発明は、多孔質材料がコージェライト、炭化珪素、ステンレスの内のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタである。
【００２６】
この構成によって、長期に渡って排ガスに暴露されることになる排ガス浄化フィルタの排ガス温度に対する熱耐久性が確保できると共に、機械的振動に対する耐振動性が確保でき、排ガス中に含まれる腐食性ガスに対する耐腐食性を確保することができるようになる。また、酸化触媒と多孔質材料との密着性が向上するため排ガス浄化フィルタから酸化触媒が剥離することを防止することができる。また、比較的安価に入手することができるため製品コストを低減することできるし、機械的強度が高いことによって排ガス浄化フィルタの製造プロセスにおけるハンドリング性が向上する。
【００２７】
本発明の請求項８に記載の発明は、酸化触媒が金属酸化物と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、含むことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタである。
【００２８】
この構成によって、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩を含むことにより、金属酸化物の触媒活性を高めることができ、堆積したパティキュレートを排ガス温度程度で燃焼除去させることできるようになる。また、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩を選択することによって、硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩、塩化物等に比べて熱的に最も安定で高い耐熱性を有し、かつ硫黄酸化物による耐被毒性に優れた硫酸塩を使用することで、パティキュレートの燃焼に対して高い触媒活性を維持することができるようになる。
【００２９】
本発明の請求項９に記載の発明は、金属酸化物がＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｂの内の、一つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項８に記載の排ガス浄化フィルタである。
【００３０】
この構成によって、種々の金属酸化物の中でも、パティキュレートの燃焼に対してより触媒活性の高い排ガス浄化用触媒が得られるため、堆積したパティキュレートを排ガス温度程度で燃焼除去させることできるようになる。
【００３１】
本発明の請求項１０に記載の発明は、１族の金属の硫酸塩が硫酸セシウムであることを特徴とする、請求項８または９に記載の排ガス浄化フィルタが得られる。
【００３２】
この構成によって、堆積したパティキュレートに対する触媒燃焼活性を最大にすることができるようになり、排ガス温度程度で燃焼除去することが可能になる。
【００３３】
本発明の請求項１１に記載の発明は、多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００３４】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、隔壁の表面及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒によってディーゼルエンジン排ガス温度程度でも堆積したパティキュレートを燃焼除去することができるため排ガス浄化フィルタの圧力損失の上昇を低く抑え、また、排ガス浄化フィルタが有する細孔の細孔径を制御することによって隔壁表面にパティキュレートが衝突する確率が上昇し、堆積したパティキュレートが燃焼除去されてもパティキュレートの捕集効率を高く維持できる排ガス浄化フィルタが得られる。
【００３５】
本発明の請求項１２に記載の発明は、多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１０μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から１５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００３６】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、ディーゼルエンジンを高負荷運転した際に発生する比較的高温の排ガスによって、排ガス浄化フィルタに担持された酸化触媒が活性化し、排ガス浄化フィルタに堆積したパティキュレートが燃焼除去してしまった場合にも、高い捕集効率を維持することが可能になる。
【００３７】
本発明の請求項１３に記載の発明は、平均細孔径が８〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００３８】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００３９】
本発明の請求項１４に記載の発明は、排ガス浄化フィルタの気孔率が４０％以上であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００４０】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００４１】
本発明の請求項１５に記載の発明は、排ガス浄化フィルタの隔壁厚みが４５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００４２】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことができるようになる。
【００４３】
本発明の請求項１６に記載の発明は、排ガス浄化フィルタのセル数が１平方インチ当たり１００セル以上であることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００４４】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００４５】
本発明の請求項１７に記載の発明は、多孔質材料がコージェライト、炭化珪素、ステンレスの内のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、請求項１１乃至１６のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００４６】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、長期に渡って排ガスに暴露されることになる排ガス浄化フィルタの排ガス温度に対する熱耐久性が確保できると共に、機械的振動に対する耐振動性が確保でき、排ガス中に含まれる腐食性ガスに対する耐腐食性を確保することができるようになる。また、酸化触媒と多孔質材料との密着性が向上するため排ガス浄化フィルタから酸化触媒が剥離することを防止することができる。また、比較的安価に入手することができるため製品コストを低減することできるし、機械的強度が高いことによって排ガス浄化フィルタの製造プロセスにおけるハンドリング性が向上する。
【００４７】
本発明の請求項１８に記載の発明は、酸化触媒が金属酸化物と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、含むことを特徴とする、請求項１１乃至１７のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００４８】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩を含むことにより、金属酸化物の触媒活性を高めることができ、堆積したパティキュレートを排ガス温度程度で燃焼除去させることできるようになる。また、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩を選択することによって、硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩、塩化物等に比べて熱的に最も安定で高い耐熱性を有し、かつ硫黄酸化物による耐被毒性に優れた硫酸塩を使用することで、パティキュレートの燃焼に対して高い触媒活性を維持することができるようになる。
【００４９】
本発明の請求項１９に記載の発明は、金属酸化物がＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｂの内の、一つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００５０】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、種々の金属酸化物の中でも、パティキュレートの燃焼に対してより触媒活性の高い排ガス浄化用触媒が得られるため、堆積したパティキュレートを排ガス温度程度で燃焼除去させることできるようになる。
【００５１】
本発明の請求項２０に記載の発明は、１族の金属の硫酸塩が硫酸セシウムであることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法が得られる。
【００５２】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、堆積したパティキュレートに対する触媒燃焼活性を最大にすることができるようになり、排ガス温度程度で燃焼除去することが可能になる。
【００５３】
本発明の請求項２１に記載の発明は、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させることを特徴とする、請求項１１乃至２０のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００５４】
この構成によって、三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内の壁面に均一に酸化触媒を担持することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。種々の金属を酸化触媒として利用する際に、種々の金属を含む粒子を水に分散させたスラリーを用いて三次元構造体に添着することもできるが、粒子をナノオーダーレベルの非常に細かい粒子径にまで微粉砕しなければならないし、また、微粉化できたとしてもスラリー中で種々の金属を含む粒子を１次粒子として分散させなければ均一に担持させることは実現できない。これに対して、種々の金属の塩を水溶液として溶解することができれば粒子の分散スラリーと比べて非常に均一な水溶液となり、三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内の壁面に均一に添着することが可能になる。
【００５５】
また、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させる方法として、三次元構造体を水溶液中に浸漬することで添着させても良いし、三次元構造体は固定したまま水溶液を上昇および／または下降や、平行移送させることで添着させても良いし、三次元構造体は固定したまま水溶液を吹き付けや滴下によって添着させても良い。
【００５６】
本発明の請求項２２に記載の発明は、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させる際に、三次元構造体及び水溶液の周囲の雰囲気を減圧することを特徴とする、請求項１１乃至２１のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００５７】
この構成によって、三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内の気体や水溶液に含まれる気体を減圧することによって除去し、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を効率良く三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内に浸透させることによって均一に酸化触媒を担持することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。
【００５８】
三次元構造体の隔壁には非常に多くの細孔が存在するためそのまま水溶液と接触させても細孔内の気体が押出されないまま留まってしまい、気体が留まってしまった空間には水溶液が充填されず、言い換えれば充填されない隔壁の表面は水溶液で濡れないことになり酸化触媒を均一に担持することは実現できない。このような理由から減圧操作することは非常に重要な製造プロセスとなる。
【００５９】
本発明の請求項２３に記載の発明は、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、三次元構造体を吸湿性材料と接触させて、余剰な水溶液を除去することを特徴とした、請求項１１乃至２２のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００６０】
この構成によって、三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内に浸透した金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを溶解させた水溶液を均一に除去することによって均一に酸化触媒を担持することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。
【００６１】
一般的に余剰液の除去方法としてエアブローなどが挙げられるが、エアブローで余剰な水溶液を除去すると、三次元構造体に保持されている水溶液の一部がエアへと蒸発し、三次元構造体の部分的な乾燥が進行する。部分的な乾燥が進行すると乾燥した部分に水溶液が移動するためそれに伴って水溶液中の金属塩も移動し、結局、三次元構造体への金属の担持ムラが生じる。排ガスが均等に排ガス浄化フィルタ内に流入したとしても、排ガス浄化フィルタ内の触媒の担持にムラが存在する場合、パティキュレートの燃焼が不均一になり、燃焼不十分な箇所においてはパティキュレートが目詰まりし、排ガス浄化フィルタの圧力損失が上昇したり、最悪は溶損したりする恐れがある。
【００６２】
こういったパティキュレートの不均一な燃焼を防止するために三次元構造体には均一に触媒成分の金属を担持する必要が有る。金属塩を含む水溶液が浸透した三次元構造体を吸湿性材料と接触させることにより、部分的な乾燥を防止しながら余剰の水溶液を三次元構造体から吸湿性材料へと移動させることができる。吸湿性材料としては、不織布などを用いることができる。
【００６３】
本発明の請求項２４に記載の発明は、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、三次元構造体に遠心力を加えることによって、余剰な水溶液を除去することを特徴とした、請求項１１乃至２３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００６４】
この構成によって、三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内に浸透した金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを溶解させた水溶液を均一に除去することによって均一に酸化触媒を担持することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。
【００６５】
三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内に浸透した水溶液に直接遠心力が加わることによって水溶液がバルクとして三次元構造体の外に押出されるため、蒸発を防止し部分的な乾燥をさせることなく三次元構造体から余剰の水溶液を除去することが可能になる。なお、三次元構造体から余剰の水溶液を遠心力によって除去し、さらに三次元構造体を吸湿性材料と接触させることで余剰液を完全に除去しても良い。
【００６６】
本発明の請求項２５に記載の発明は、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、余剰な水溶液を除去し、凍結乾燥することを特徴とする、請求項１１乃至２４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００６７】
この構成によって、三次元構造体に保持された水溶液を凍結させた後、凍結した水溶液が減圧することによって、固体状態から気体状態へと昇華しながら乾燥するため、三次元構造体の部分的な乾燥を防止し、乾燥時の触媒成分の移動を抑制することができ、より均一に触媒を担持することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。
【００６８】
フィルタを凍結させる手段としては、真空凍結乾燥装置などを用い、減圧して溶媒を気化させることでその際に奪われる気化熱によりよって三次元構造体及び保持された水溶液を凍結させることができる。
【００６９】
本発明の請求項２６に記載の発明は、凍結乾燥する際、乾燥前に液体窒素に含浸し、予めフィルタを凍結させ、減圧乾燥することを特徴とする、請求項２５に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００７０】
この構成によって、瞬間的に三次元構造体を凍結させることができ、三次元構造体に保持される水溶液の蒸発を防止し、それによって乾燥時の触媒成分の移動を抑制することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。
【００７１】
本発明の請求項２７に記載の発明は、排ガス流路の上流側に酸化触媒ハニカムを備え、下流側に請求項１乃至１０のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタを備えたことを特徴とする排ガス浄化装置である。
【００７２】
この構成によって、酸化触媒ハニカムに担持された酸化触媒の効果によってパティキュレートに含まれる揮発成分が燃焼除去されるので、請求項１乃至１０のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタと組み合わせることによって、非常に高いパティキュレート浄化能力を発揮できる。ここで、パティキュレートは、未燃の燃料や潤滑油由来の揮発成分と、固体成分であるスートで構成されており、揮発成分はスートに吸着や凝集した形で存在したり、そのままの状態で排ガス中に存在したりしており、酸化触媒ハニカムと排ガス浄化フィルタとを組合せて使用することで様々な状態のパティキュレートを燃焼除去することが可能になる。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００７４】
（実施例１）
直径が７．５インチ、高さが７インチ、セル数が１平方インチ当り１００セル、壁厚みが４３０μｍのコージェライト製ＤＰＦをチタニアゾルに浸漬し、浸漬した状態で減圧装置内に設置した。減圧装置内を約１０ｋＰａまで減圧し、その状態を５分間維持した。次に、ＤＰＦをチタニアゾルから引き上げた後、ＤＰＦを不織布と接触させ、余剰のチタニアゾルを除去した。次に、チタニアゾルを添着したＤＰＦを液体窒素に浸漬して、添着したチタニアゾルを凍結させた後、真空凍結乾燥装置を用いて乾燥させた。次に、電気炉を用いて、チタニアゾルを添着したＤＰＦを６００℃で５時間酸化焼成して、チタニアを均一にＤＰＦの隔壁表面及び隔壁に存在する細孔内の壁面に担持した。次に、純水３Ｌに、硫酸セシウムを１１４０ｇと、硫酸銅五水和物を６００ｇと、酸化硫酸バナジウムを７９０ｇと、酢酸マンガン四水和物を３ｇとを溶解させ、触媒成分を含む水溶液を調製した。
【００７５】
次に、調製した水溶液にチタニアを均一に担持したＤＰＦを浸漬した状態で減圧装置内に設置した。減圧装置内を約１０ｋＰａまで減圧し、その状態を５分間維持した。その後、ＤＰＦを不織布と接触させ、余剰の触媒成分を含む水溶液を除去した。次に、ＤＰＦを液体窒素に浸漬して、添着した触媒成分を含む水溶液を凍結させた後、真空凍結乾燥装置を用いて乾燥させた。次に、電気炉を用いて、ＤＰＦを７００℃で５時間焼成して、酸化触媒が均一に担持された実施例１の排ガス浄化フィルタを製造した。実施例１の排ガス浄化フィルタは、チタニア担持量がＤＰＦ重量に対して１１．４％で、酸化触媒担持量がＤＰＦ重量に対して１５．１％であった。
【００７６】
なお、実施例１、実施例２および実施例３ではチタニアゾルを用いてＤＰＦの隔壁が有する細孔を制御したが、その他の無機材料を用いて細孔を制御しても良いし、ＤＰＦ製造の原料である骨材や造孔材の種類、粒子径、配合割合を調整することによって細孔制御したものでも良く、重要なことは三次元構造体の隔壁及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に酸化触媒を担持した際に形成される排ガス浄化フィルタが有する細孔が制御されているかどうかである。
【００７７】
また、実施例１では多孔質材料からなるＤＰＦとしてコージェライト製ＤＰＦを用いたが、炭化珪素製ＤＰＦでも良いし、連通した気孔構造を有する発泡金属製ＤＰＦや金属繊維製ＤＰＦなどでも良い。
【００７８】
また、実施例１ではＤＰＦを凍結させる際、液体窒素に浸漬したが、その他の冷温液体を用いても良いし、真空凍結乾燥装置などを用いて減圧して溶媒を気化させ、その気化熱により凍結させてもよい。
【００７９】
（実施例２）
実施例１と同様のＤＰＦにチタニア濃度を変更してＤＰＦに担持し、チタニアの担持量はＤＰＦ重量に対して２１．３％で、酸化触媒の担持量はＤＰＦ重量に対して１４．１％とし、これを実施例２とした。
【００８０】
（実施例３）
実施例１と同様のＤＰＦにチタニア濃度を変更してＤＰＦに担持し、チタニアの担持量はＤＰＦ重量に対して３０．７％で、酸化触媒の担持量はＤＰＦ重量に対して１２．４％とし、これを実施例３とした。
【００８１】
（比較例１）
実施例１と同様のＤＰＦに、チタニアを担持せずに、酸化触媒のみを担持し、酸化触媒の担持量はＤＰＦ重量に対して１６．０％とし、これを比較例１とした。
【００８２】
（評価例１）
実施例１、実施例２、実施例３及び比較例１で得た排ガス浄化フィルタを用いて、以下のような排ガス試験を行った。行った排ガス試験を、図１を参照しながら説明する。
【００８３】
排気量４．３Ｌのディーゼルエンジン１を使用し、ディーゼルエンジン１からの排気ラインには切替え弁２を設けてバイパスライン３と本ライン４の二ラインを設置し、本ライン４側には酸化触媒ハニカム５を前段に、排ガス浄化フィルタ６を後段に設置した。本排ガス試験で使用した酸化触媒ハニカム５は、直径が７．５インチ、高さが３インチ、セル数が１平方インチ当り３００セル、壁厚みが２００μｍのコージェライト製ハニカムで、ハニカムの表面には酸化触媒である白金をハニカム容積１Ｌ当り約５ｇの割合で担持したものである。バイパスライン３側に排気しながらディーゼルエンジン１を１，５００ｒｐｍ、トルク２１ｋｇｍの条件で１時間作動させて排気を安定させた後、切替え弁２によって排ガス浄化フィルタ６を設置した本ライン４側に排ガスを導入した。
【００８４】
エンジン回転数は１，５００ｒｐｍ一定の状態で、排ガス温度は、酸化触媒ハニカム５に流入する直前の排ガス温度を熱電対で測定し、２５０℃から４６０℃の範囲で８段階の設定温度を設け、ディーゼルエンジン１への負荷をダイナモで変えていくことで各設定温度を３０℃刻みで昇温して排ガス試験を行った。各設定温度の保持時間は、４０分間とした。ここで、設定温度の２５０℃から４６０℃は、ディーゼルエンジン１を通常作動させる際に発生する排ガス温度レベルである。排ガス試験中は、圧力センサー７を用いて酸化触媒ハニカム５上流と排ガス浄化フィルタ６下流の位置における静圧を測定し、酸化触媒ハニカム５と排ガス浄化フィルタ６とを合せた前後の差圧を算出すると共に、酸化触媒ハニカム５上流と排ガス浄化フィルタ６下流の位置におけるパティキュレート濃度をスモークメータ８を用いて測定した。
【００８５】
排ガスに含まれるパティキュレートが排ガス浄化フィルタ６に捕集されるにつれて、酸化触媒ハニカム５と排ガス浄化フィルタ６とを合せた前後の差圧が上昇していくが、排ガス温度が上昇するに従って触媒活性が上がるため、捕集されたパティキュレートが燃焼除去されることで差圧が下がる。このような差圧のプロファイルから各温度における単位時間当りの差圧変化率を算出し差圧変化率がゼロとなった時の温度をＢＰＴ（Ｂａｌａｎｃｅ Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）と定義し、このＢＰＴが低いほど触媒浄化フィルタ６の触媒活性が高いものとして評価した。また、酸化触媒ハニカム５上流と排ガス浄化フィルタ６下流の位置で測定したパティキュレート濃度から２５０℃から４６０℃全域における平均捕集効率を算出した。また、排ガス温度が高温になるほどパティキュレートを燃焼する触媒の活性が向上し、排ガス浄化フィルタ６におけるパティキュレートの堆積層が減少して捕集効率が低下する虞があるので４６０℃における平均捕集効率も算出した。結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】
今回排ガス浄化フィルタ６の前段に配置している酸化触媒ハニカム５は全ての例において同じものであるため、単純に今回のＢＰＴの結果を排ガス浄化フィルタ６の触媒活性の指標として見た時、実施例１が３０７℃、実施例２が３０５℃、実施例が２９０℃、比較例１が３１０℃となり、全ての例においてディーゼルエンジン１の排ガス温度程度でパティキュレートを燃焼除去できることが分かった。ＢＰＴの結果を詳細に比較すると、チタニアの担持量が増えるほどＢＰＴは低くなっていることから、チタニアを担持することによってパティキュレートと接触できる面積が増大し、パティキュレートをより低温から燃焼除去できるようになったと考えられる。
【００８８】
また、２５０℃から４６０℃全域におけるパティキュレートの平均捕集効率の結果は、実施例１が９０％、実施例２が９６％、実施例３が９９％、比較例１が８７％となり、チタニアを担持して排ガス浄化フィルタ６として有する細孔の細孔径を制御することによって平均捕集効率が向上することが分かった。さらに、排ガス浄化フィルタの隔壁が有する細孔を制御することによって平均捕集効率が向上する効果は、４６０℃の時に明確に現れ、実施例１が８４％、実施例２が９７％、実施例３が１００％、比較例１が７１％となり細孔制御した場合と細孔制御していない場合とで平均捕集効率に顕著な差が生じた。
【００８９】
なお、本発明を開示するに当たってはチタニアゾルを用いてＤＰＦの隔壁が有する細孔を制御したが、その他無機材料を用いても良いし、ＤＰＦ製造の原料である骨材や造孔材の種類、粒子径、配合割合を調整することによって細孔制御したものでも良く、重要なことは三次元構造体の隔壁及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に酸化触媒を担持した際に形成される排ガス浄化フィルタが有する細孔が制御されているかどうかである。
【００９０】
本発明の効果は評価例１の排ガス試験結果によって示すことができた。さらに評価例２では、実施例１、実施例２、実施例３および比較例１における排ガス浄化フィルタ６がどのような特徴を有する構造体になっているかを明確にするために評価例２に示す試験を行った。
【００９１】
（評価例２）
実施例１、実施例２、実施例３および比較例１で用いたコージェライト製ＤＰＦから、プラグで栓詰めされた部分を除いた箇所で、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５０ｍｍ程度のテストピースを切出し、実施例１、実施例２、実施例３、比較例１と同じ製法によってチタニア及び酸化触媒を担持した排ガス浄化フィルタのテストピースを用意した。これらのテストピースが有する細孔特性（平均細孔径、気孔率、細孔容積）に関して水銀圧入法により評価した。
【００９２】
図２には実施例１、実施例２、実施例３および比較例１と同じ製法によってチタニア及び酸化触媒を担持した排ガス浄化フィルタのテストピースの隔壁が有する細孔の細孔径に対する相対細孔容積を示したグラフである。ここで相対細孔容積とは、各例におけるテストピースが有する細孔の細孔容積を比較例１の全細孔容積で除した値である。実施例１、実施例２、実施例３の細孔分布は比較例１の細孔分布と比較して、チタニアを担持しているため細孔径は小さく、かつ、細孔分布は狭く制御できていることが分かる。
【００９３】
表２には実施例１、実施例２、実施例３、比較例１と同じ製法によってチタニア及び酸化触媒を担持した排ガス浄化フィルタのテストピースの平均細孔径、気孔率、及び各例のテストピースが有する細孔の細孔容積の全細孔容積に対する割合を表している。
【００９４】
【表２】
【００９５】
比較例１は、１５μｍ未満の細孔径が存在しないのに対して、実施例１は７２％、実施例２は９２％、実施例３は９６％存在し、パティキュレートの捕集効率を向上させるためには平均細孔径が１５μｍ以下であることが重要であることが分かる。さらに例え平均細孔径が１５μｍ以下でも幅広い細孔分布であればパティキュレートの捕集効率は向上させることはできないため、実施例１の結果からも分かるように５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上となるような細孔分布であることも重要である。
【００９６】
また、実施例２の結果から分かるように、平均細孔径が１０μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から１５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上であると捕集効率をさらに向上させることができることが分かる。ここで、実施例３の結果は、平均細孔径が７μｍ、気孔率が３４％と非常に小さいものであるが、パティキュレートの捕集効率は実施例２のそれと比べてさほど大きな向上が見られないことから、細孔径や気孔率が小さくなるほど排ガス浄化フィルタ自体の圧力損失が増大してくることから、実施例３までの平均細孔径や気孔率にはする必要が無い。
【００９７】
また、データとしては示さないが、排ガス浄化フィルタの隔壁の厚みが小さくなるほど、排ガス浄化フィルタ自体の圧力損失は下げられるため本発明で用いた４５０μｍの壁厚みより小さくなるほど良い。また、データには示さないが、排ガス浄化フィルタの単位断面積当りのセル数が大きいほど排ガスの通気抵抗は大きくなるが、パティキュレートの濾過面積が増大するためパティキュレートと酸化触媒との接触確率が向上し、燃焼除去性能が高まるため、本発明で用いた１平方インチ当り１００セルよりセル数は大きいほど良い。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の排ガス浄化フィルタは、隔壁の表面及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒によってディーゼルエンジン排ガス温度程度でも堆積したパティキュレートを燃焼除去することができるためＤＰＦの圧力損失の上昇を低く抑え、また、細孔径を制御することによって隔壁表面にパティキュレートが衝突する確率が上昇し、高い捕集効率が維持できるなど、非常に有用であり、自動車だけでなく、建設機械、発電機、フォークリフト、耕運機、船舶などの排ガス浄化などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の評価例１の排ガス試験を表す図
【図２】本発明の実施例１、実施例２、実施例３および比較例１の評価例２における細孔分布評価の結果を示す図
【符号の説明】
【０１００】
１ ディーゼルエンジン
２ 切替え弁
３ バイパスライン
４ 本ライン
５ 酸化触媒ハニカム
６ 排ガス浄化フィルタ
７ 圧力センサー
８ スモークメータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンから排出される排ガス中に含まれるパティキュレート（固体状炭素微粒子、液体あるいは固体状の高分子量炭化水素微粒子）を捕集・燃焼して排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出される排ガスに含まれるパティキュレートは、その粒子径がほぼ１μｍ以下で大気中に浮遊しやすく、呼吸時に人体に取り込まれやすい。
【０００３】
また、このパティキュレートは発ガン性物質も含んでいることから、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレートに対する規制が強化されつつある。
【０００４】
排ガスからのパティキュレートを除去する排ガス浄化フィルタとして、排ガス流にディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、ＤＰＦ）がある。ＤＰＦとは、セラミックスなどの多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体であり、セル両端のうち一方を交互にプラグで栓詰めされているハニカムフィルタである。ディーゼルエンジンから排出される排ガスがＤＰＦの多数のセル内に流入し、多孔質材料の隔壁を排ガスが通過する際に隔壁表面及び隔壁に存在する細孔内の壁面に排ガス中に含まれるパティキュレートが捕集される仕組みになっている。
【０００５】
しかしながら、ディーゼルエンジンから排出される排ガスに含まれるパティキュレートは１００ｎｍ以下の非常に微細な粒子を含むため、ＤＰＦの多孔質材料の隔壁を通過してしまうという課題があった。また、ＤＰＦはパティキュレートが連続的に捕集され続けると、ＤＰＦ前後の差圧が上昇してエンジン出力の低下に繋がるという課題があった。
【０００６】
このような課題を克服するべく、特許文献１には、ＤＰＦの多孔質材料の隔壁厚みを２５０μｍ以下とし、気孔率を４０％以上とし、平均細孔径を３〜７μｍとし、細孔径が１０μｍ以上の細孔の容積を全細孔容積の２０％以下とする排ガス浄化フィルタが開示されており、圧力損失を上昇させることなく、０．０８μｍ以下の細かい固体微粒子の捕集特性を向上させている。
【特許文献１】特開２００１−２６９５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような従来の排ガス浄化フィルタには、以下の課題があった。
【０００８】
ＤＰＦの多孔質材料の隔壁厚み、気孔率、平均細孔径、細孔容積を制御することによって、パティキュレートが捕集されていない状態における排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く抑えることは可能になるが、実際のディーゼルエンジンから排出される排ガス流にＤＰＦを配置した場合、ＤＰＦの多孔質材料の隔壁表面及び隔壁に存在する細孔内の壁面にパティキュレートが捕集され、堆積層が形成されるに従ってＤＰＦの圧損が上昇するという課題があった。
【０００９】
さらに、ＤＰＦの隔壁表面及び隔壁に存在する細孔内の壁面に捕集することによってパティキュレートの堆積層が形成され、それによって細かい固体微粒子の捕集特性を向上させることは可能であるが、ディーゼルエンジンから排出される排ガス温度程度では燃焼除去させることができず、ＤＰＦの圧損の上昇に繋がるため、電気ヒータで排ガス温度を上昇させたり、排ガス中に燃料を噴射して排ガス温度を上昇させたりして堆積したパティキュレートを燃焼除去した際に、パティキュレートの堆積層が燃焼除去されるとパティキュレートの捕集効率が低下してしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、ディーゼルエンジンの排ガス温度程度で堆積したパティキュレートを燃焼除去することで堆積層が形成されるに従ってＤＰＦの圧損が上昇することを防止できると共に、堆積したパティキュレートが燃焼除去されても高い捕集効率を維持することができる排ガス浄化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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明においては、多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、前記隔壁の表面及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の内、平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上とすることにより、ディーゼルエンジンの排ガス温度程度で堆積したパティキュレートを燃焼除去し、堆積したパティキュレートが燃焼除去されても高い捕集効率を維持することができるようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、隔壁の表面及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒によってディーゼルエンジン排ガス温度程度でも堆積したパティキュレートを燃焼除去することができるためＤＰＦの圧損上昇を低く抑え、また、細孔径を制御することによって隔壁表面にパティキュレートが衝突する確率が上昇し、堆積したパティキュレートが燃焼除去されてもパティキュレートの捕集効率を高く維持できる排ガス浄化フィルタが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明は、多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタである。
【００１４】
この構成によって、隔壁の表面及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒によってディーゼルエンジン排ガス温度程度でも堆積したパティキュレートを燃焼除去することができるため排ガス浄化フィルタの圧力損失の上昇を低く抑え、また、排ガス浄化フィルタが有する細孔の細孔径を制御することによって隔壁表面にパティキュレートが衝突する確率が上昇し、堆積したパティキュレートが燃焼除去されてもパティキュレートの捕集効率を高く維持できる排ガス浄化フィルタが得られる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１０μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から１５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタである。
【００１６】
この構成によって、請求項１の作用に加えてディーゼルエンジンを高負荷運転した際に発生する比較的高温の排ガスによって、排ガス浄化フィルタに担持された酸化触媒が活性化し、排ガス浄化フィルタに堆積したパティキュレートが燃焼除去してしまった場合にも、高い捕集効率を維持することが可能になる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、平均細孔径が８〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス浄化フィルタである。
【００１８】
この構成によって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、排ガス浄化フィルタの気孔率が４０％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタである。
【００２０】
この構成によって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の発明は、排ガス浄化フィルタの隔壁厚みが４５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタである。
【００２２】
この構成によって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことができるようになる。
【００２３】
本発明の請求項６に記載の発明は、排ガス浄化フィルタのセル数が１平方インチ当たり１００セル以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタである。
【００２４】
この構成によって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００２５】
本発明の請求項７に記載の発明は、多孔質材料がコージェライト、炭化珪素、ステンレスの内のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタである。
【００２６】
この構成によって、長期に渡って排ガスに暴露されることになる排ガス浄化フィルタの排ガス温度に対する熱耐久性が確保できると共に、機械的振動に対する耐振動性が確保でき、排ガス中に含まれる腐食性ガスに対する耐腐食性を確保することができるようになる。また、酸化触媒と多孔質材料との密着性が向上するため排ガス浄化フィルタから酸化触媒が剥離することを防止することができる。また、比較的安価に入手することができるため製品コストを低減することできるし、機械的強度が高いことによって排ガス浄化フィルタの製造プロセスにおけるハンドリング性が向上する。
【００２７】
本発明の請求項８に記載の発明は、酸化触媒が金属酸化物と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、含むことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタである。
【００２８】
この構成によって、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩を含むことにより、金属酸化物の触媒活性を高めることができ、堆積したパティキュレートを排ガス温度程度で燃焼除去させることできるようになる。また、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩を選択することによって、硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩、塩化物等に比べて熱的に最も安定で高い耐熱性を有し、かつ硫黄酸化物による耐被毒性に優れた硫酸塩を使用することで、パティキュレートの燃焼に対して高い触媒活性を維持することができるようになる。
【００２９】
本発明の請求項９に記載の発明は、金属酸化物がＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｂの内の、一つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項８に記載の排ガス浄化フィルタである。
【００３０】
この構成によって、種々の金属酸化物の中でも、パティキュレートの燃焼に対してより触媒活性の高い排ガス浄化用触媒が得られるため、堆積したパティキュレートを排ガス温度程度で燃焼除去させることできるようになる。
【００３１】
本発明の請求項１０に記載の発明は、１族の金属の硫酸塩が硫酸セシウムであることを特徴とする、請求項８または９に記載の排ガス浄化フィルタが得られる。
【００３２】
この構成によって、堆積したパティキュレートに対する触媒燃焼活性を最大にすることができるようになり、排ガス温度程度で燃焼除去することが可能になる。
【００３３】
本発明の請求項１１に記載の発明は、多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００３４】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、隔壁の表面及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒によってディーゼルエンジン排ガス温度程度でも堆積したパティキュレートを燃焼除去することができるため排ガス浄化フィルタの圧力損失の上昇を低く抑え、また、排ガス浄化フィルタが有する細孔の細孔径を制御することによって隔壁表面にパティキュレートが衝突する確率が上昇し、堆積したパティキュレートが燃焼除去されてもパティキュレートの捕集効率を高く維持できる排ガス浄化フィルタが得られる。
【００３５】
本発明の請求項１２に記載の発明は、多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１０μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から１５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００３６】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、ディーゼルエンジンを高負荷運転した際に発生する比較的高温の排ガスによって、排ガス浄化フィルタに担持された酸化触媒が活性化し、排ガス浄化フィルタに堆積したパティキュレートが燃焼除去してしまった場合にも、高い捕集効率を維持することが可能になる。
【００３７】
本発明の請求項１３に記載の発明は、平均細孔径が８〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００３８】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００３９】
本発明の請求項１４に記載の発明は、排ガス浄化フィルタの気孔率が４０％以上であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００４０】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００４１】
本発明の請求項１５に記載の発明は、排ガス浄化フィルタの隔壁厚みが４５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００４２】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことができるようになる。
【００４３】
本発明の請求項１６に記載の発明は、排ガス浄化フィルタのセル数が１平方インチ当たり１００セル以上であることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００４４】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、排ガス浄化フィルタの高い捕集効率を維持したまま、排ガス浄化フィルタの圧力損失を低く保つことが可能になる。
【００４５】
本発明の請求項１７に記載の発明は、多孔質材料がコージェライト、炭化珪素、ステンレスの内のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、請求項１１乃至１６のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００４６】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、長期に渡って排ガスに暴露されることになる排ガス浄化フィルタの排ガス温度に対する熱耐久性が確保できると共に、機械的振動に対する耐振動性が確保でき、排ガス中に含まれる腐食性ガスに対する耐腐食性を確保することができるようになる。また、酸化触媒と多孔質材料との密着性が向上するため排ガス浄化フィルタから酸化触媒が剥離することを防止することができる。また、比較的安価に入手することができるため製品コストを低減することできるし、機械的強度が高いことによって排ガス浄化フィルタの製造プロセスにおけるハンドリング性が向上する。
【００４７】
本発明の請求項１８に記載の発明は、酸化触媒が金属酸化物と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、含むことを特徴とする、請求項１１乃至１７のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００４８】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩を含むことにより、金属酸化物の触媒活性を高めることができ、堆積したパティキュレートを排ガス温度程度で燃焼除去させることできるようになる。また、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩を選択することによって、硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩、塩化物等に比べて熱的に最も安定で高い耐熱性を有し、かつ硫黄酸化物による耐被毒性に優れた硫酸塩を使用することで、パティキュレートの燃焼に対して高い触媒活性を維持することができるようになる。
【００４９】
本発明の請求項１９に記載の発明は、金属酸化物がＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｂの内の、一つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００５０】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、種々の金属酸化物の中でも、パティキュレートの燃焼に対してより触媒活性の高い排ガス浄化用触媒が得られるため、堆積したパティキュレートを排ガス温度程度で燃焼除去させることできるようになる。
【００５１】
本発明の請求項２０に記載の発明は、１族の金属の硫酸塩が硫酸セシウムであることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法が得られる。
【００５２】
このような排ガス浄化フィルタを製造することによって、堆積したパティキュレートに対する触媒燃焼活性を最大にすることができるようになり、排ガス温度程度で燃焼除去することが可能になる。
【００５３】
本発明の請求項２１に記載の発明は、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させることを特徴とする、請求項１１乃至２０のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００５４】
この構成によって、三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内の壁面に均一に酸化触媒を担持することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。種々の金属を酸化触媒として利用する際に、種々の金属を含む粒子を水に分散させたスラリーを用いて三次元構造体に添着することもできるが、粒子をナノオーダーレベルの非常に細かい粒子径にまで微粉砕しなければならないし、また、微粉化できたとしてもスラリー中で種々の金属を含む粒子を１次粒子として分散させなければ均一に担持させることは実現できない。これに対して、種々の金属の塩を水溶液として溶解することができれば粒子の分散スラリーと比べて非常に均一な水溶液となり、三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内の壁面に均一に添着することが可能になる。
【００５５】
また、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させる方法として、三次元構造体を水溶液中に浸漬することで添着させても良いし、三次元構造体は固定したまま水溶液を上昇および／または下降や、平行移送させることで添着させても良いし、三次元構造体は固定したまま水溶液を吹き付けや滴下によって添着させても良い。
【００５６】
本発明の請求項２２に記載の発明は、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させる際に、三次元構造体及び水溶液の周囲の雰囲気を減圧することを特徴とする、請求項１１乃至２１のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００５７】
この構成によって、三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内の気体や水溶液に含まれる気体を減圧することによって除去し、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を効率良く三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内に浸透させることによって均一に酸化触媒を担持することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。
【００５８】
三次元構造体の隔壁には非常に多くの細孔が存在するためそのまま水溶液と接触させても細孔内の気体が押出されないまま留まってしまい、気体が留まってしまった空間には水溶液が充填されず、言い換えれば充填されない隔壁の表面は水溶液で濡れないことになり酸化触媒を均一に担持することは実現できない。このような理由から減圧操作することは非常に重要な製造プロセスとなる。
【００５９】
本発明の請求項２３に記載の発明は、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、三次元構造体を吸湿性材料と接触させて、余剰な水溶液を除去することを特徴とした、請求項１１乃至２２のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００６０】
この構成によって、三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内に浸透した金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを溶解させた水溶液を均一に除去することによって均一に酸化触媒を担持することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。
【００６１】
一般的に余剰液の除去方法としてエアブローなどが挙げられるが、エアブローで余剰な水溶液を除去すると、三次元構造体に保持されている水溶液の一部がエアへと蒸発し、三次元構造体の部分的な乾燥が進行する。部分的な乾燥が進行すると乾燥した部分に水溶液が移動するためそれに伴って水溶液中の金属塩も移動し、結局、三次元構造体への金属の担持ムラが生じる。排ガスが均等に排ガス浄化フィルタ内に流入したとしても、排ガス浄化フィルタ内の触媒の担持にムラが存在する場合、パティキュレートの燃焼が不均一になり、燃焼不十分な箇所においてはパティキュレートが目詰まりし、排ガス浄化フィルタの圧力損失が上昇したり、最悪は溶損したりする恐れがある。
【００６２】
こういったパティキュレートの不均一な燃焼を防止するために三次元構造体には均一に触媒成分の金属を担持する必要が有る。金属塩を含む水溶液が浸透した三次元構造体を吸湿性材料と接触させることにより、部分的な乾燥を防止しながら余剰の水溶液を三次元構造体から吸湿性材料へと移動させることができる。吸湿性材料としては、不織布などを用いることができる。
【００６３】
本発明の請求項２４に記載の発明は、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、三次元構造体に遠心力を加えることによって、余剰な水溶液を除去することを特徴とした、請求項１１乃至２３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００６４】
この構成によって、三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内に浸透した金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを溶解させた水溶液を均一に除去することによって均一に酸化触媒を担持することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。
【００６５】
三次元構造体の隔壁の表面や隔壁に存在する細孔内に浸透した水溶液に直接遠心力が加わることによって水溶液がバルクとして三次元構造体の外に押出されるため、蒸発を防止し部分的な乾燥をさせることなく三次元構造体から余剰の水溶液を除去することが可能になる。なお、三次元構造体から余剰の水溶液を遠心力によって除去し、さらに三次元構造体を吸湿性材料と接触させることで余剰液を完全に除去しても良い。
【００６６】
本発明の請求項２５に記載の発明は、金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、余剰な水溶液を除去し、凍結乾燥することを特徴とする、請求項１１乃至２４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００６７】
この構成によって、三次元構造体に保持された水溶液を凍結させた後、凍結した水溶液が減圧することによって、固体状態から気体状態へと昇華しながら乾燥するため、三次元構造体の部分的な乾燥を防止し、乾燥時の触媒成分の移動を抑制することができ、より均一に触媒を担持することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。
【００６８】
フィルタを凍結させる手段としては、真空凍結乾燥装置などを用い、減圧して溶媒を気化させることでその際に奪われる気化熱によりよって三次元構造体及び保持された水溶液を凍結させることができる。
【００６９】
本発明の請求項２６に記載の発明は、凍結乾燥する際、乾燥前に液体窒素に含浸し、予めフィルタを凍結させ、減圧乾燥することを特徴とする、請求項２５に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法である。
【００７０】
この構成によって、瞬間的に三次元構造体を凍結させることができ、三次元構造体に保持される水溶液の蒸発を防止し、それによって乾燥時の触媒成分の移動を抑制することができるようになり、堆積したパティキュレートと酸化触媒との接触性が向上し、排ガス温度程度でもパティキュレートを燃焼除去することができる排ガスフィルタを製造することができるようになる。
【００７１】
本発明の請求項２７に記載の発明は、排ガス流路の上流側に酸化触媒ハニカムを備え、下流側に請求項１乃至１０のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタを備えたことを特徴とする排ガス浄化装置である。
【００７２】
この構成によって、酸化触媒ハニカムに担持された酸化触媒の効果によってパティキュレートに含まれる揮発成分が燃焼除去されるので、請求項１乃至１０のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタと組み合わせることによって、非常に高いパティキュレート浄化能力を発揮できる。ここで、パティキュレートは、未燃の燃料や潤滑油由来の揮発成分と、固体成分であるスートで構成されており、揮発成分はスートに吸着や凝集した形で存在したり、そのままの状態で排ガス中に存在したりしており、酸化触媒ハニカムと排ガス浄化フィルタとを組合せて使用することで様々な状態のパティキュレートを燃焼除去することが可能になる。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００７４】
（実施例１）
直径が７．５インチ、高さが７インチ、セル数が１平方インチ当り１００セル、壁厚みが４３０μｍのコージェライト製ＤＰＦをチタニアゾルに浸漬し、浸漬した状態で減圧装置内に設置した。減圧装置内を約１０ｋＰａまで減圧し、その状態を５分間維持した。次に、ＤＰＦをチタニアゾルから引き上げた後、ＤＰＦを不織布と接触させ、余剰のチタニアゾルを除去した。次に、チタニアゾルを添着したＤＰＦを液体窒素に浸漬して、添着したチタニアゾルを凍結させた後、真空凍結乾燥装置を用いて乾燥させた。次に、電気炉を用いて、チタニアゾルを添着したＤＰＦを６００℃で５時間酸化焼成して、チタニアを均一にＤＰＦの隔壁表面及び隔壁に存在する細孔内の壁面に担持した。次に、純水３Ｌに、硫酸セシウムを１１４０ｇと、硫酸銅五水和物を６００ｇと、酸化硫酸バナジウムを７９０ｇと、酢酸マンガン四水和物を３ｇとを溶解させ、触媒成分を含む水溶液を調製した。
【００７５】
次に、調製した水溶液にチタニアを均一に担持したＤＰＦを浸漬した状態で減圧装置内に設置した。減圧装置内を約１０ｋＰａまで減圧し、その状態を５分間維持した。その後、ＤＰＦを不織布と接触させ、余剰の触媒成分を含む水溶液を除去した。次に、ＤＰＦを液体窒素に浸漬して、添着した触媒成分を含む水溶液を凍結させた後、真空凍結乾燥装置を用いて乾燥させた。次に、電気炉を用いて、ＤＰＦを７００℃で５時間焼成して、酸化触媒が均一に担持された実施例１の排ガス浄化フィルタを製造した。実施例１の排ガス浄化フィルタは、チタニア担持量がＤＰＦ重量に対して１１．４％で、酸化触媒担持量がＤＰＦ重量に対して１５．１％であった。
【００７６】
なお、実施例１、実施例２および実施例３ではチタニアゾルを用いてＤＰＦの隔壁が有する細孔を制御したが、その他の無機材料を用いて細孔を制御しても良いし、ＤＰＦ製造の原料である骨材や造孔材の種類、粒子径、配合割合を調整することによって細孔制御したものでも良く、重要なことは三次元構造体の隔壁及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に酸化触媒を担持した際に形成される排ガス浄化フィルタが有する細孔が制御されているかどうかである。
【００７７】
また、実施例１では多孔質材料からなるＤＰＦとしてコージェライト製ＤＰＦを用いたが、炭化珪素製ＤＰＦでも良いし、連通した気孔構造を有する発泡金属製ＤＰＦや金属繊維製ＤＰＦなどでも良い。
【００７８】
また、実施例１ではＤＰＦを凍結させる際、液体窒素に浸漬したが、その他の冷温液体を用いても良いし、真空凍結乾燥装置などを用いて減圧して溶媒を気化させ、その気化熱により凍結させてもよい。
【００７９】
（実施例２）
実施例１と同様のＤＰＦにチタニア濃度を変更してＤＰＦに担持し、チタニアの担持量はＤＰＦ重量に対して２１．３％で、酸化触媒の担持量はＤＰＦ重量に対して１４．１％とし、これを実施例２とした。
【００８０】
（実施例３）
実施例１と同様のＤＰＦにチタニア濃度を変更してＤＰＦに担持し、チタニアの担持量はＤＰＦ重量に対して３０．７％で、酸化触媒の担持量はＤＰＦ重量に対して１２．４％とし、これを実施例３とした。
【００８１】
（比較例１）
実施例１と同様のＤＰＦに、チタニアを担持せずに、酸化触媒のみを担持し、酸化触媒の担持量はＤＰＦ重量に対して１６．０％とし、これを比較例１とした。
【００８２】
（評価例１）
実施例１、実施例２、実施例３及び比較例１で得た排ガス浄化フィルタを用いて、以下のような排ガス試験を行った。行った排ガス試験を、図１を参照しながら説明する。
【００８３】
排気量４．３Ｌのディーゼルエンジン１を使用し、ディーゼルエンジン１からの排気ラインには切替え弁２を設けてバイパスライン３と本ライン４の二ラインを設置し、本ライン４側には酸化触媒ハニカム５を前段に、排ガス浄化フィルタ６を後段に設置した。本排ガス試験で使用した酸化触媒ハニカム５は、直径が７．５インチ、高さが３インチ、セル数が１平方インチ当り３００セル、壁厚みが２００μｍのコージェライト製ハニカムで、ハニカムの表面には酸化触媒である白金をハニカム容積１Ｌ当り約５ｇの割合で担持したものである。バイパスライン３側に排気しながらディーゼルエンジン１を１，５００ｒｐｍ、トルク２１ｋｇｍの条件で１時間作動させて排気を安定させた後、切替え弁２によって排ガス浄化フィルタ６を設置した本ライン４側に排ガスを導入した。
【００８４】
エンジン回転数は１，５００ｒｐｍ一定の状態で、排ガス温度は、酸化触媒ハニカム５に流入する直前の排ガス温度を熱電対で測定し、２５０℃から４６０℃の範囲で８段階の設定温度を設け、ディーゼルエンジン１への負荷をダイナモで変えていくことで各設定温度を３０℃刻みで昇温して排ガス試験を行った。各設定温度の保持時間は、４０分間とした。ここで、設定温度の２５０℃から４６０℃は、ディーゼルエンジン１を通常作動させる際に発生する排ガス温度レベルである。排ガス試験中は、圧力センサー７を用いて酸化触媒ハニカム５上流と排ガス浄化フィルタ６下流の位置における静圧を測定し、酸化触媒ハニカム５と排ガス浄化フィルタ６とを合せた前後の差圧を算出すると共に、酸化触媒ハニカム５上流と排ガス浄化フィルタ６下流の位置におけるパティキュレート濃度をスモークメータ８を用いて測定した。
【００８５】
排ガスに含まれるパティキュレートが排ガス浄化フィルタ６に捕集されるにつれて、酸化触媒ハニカム５と排ガス浄化フィルタ６とを合せた前後の差圧が上昇していくが、排ガス温度が上昇するに従って触媒活性が上がるため、捕集されたパティキュレートが燃焼除去されることで差圧が下がる。このような差圧のプロファイルから各温度における単位時間当りの差圧変化率を算出し差圧変化率がゼロとなった時の温度をＢＰＴ（Ｂａｌａｎｃｅ Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）と定義し、このＢＰＴが低いほど触媒浄化フィルタ６の触媒活性が高いものとして評価した。また、酸化触媒ハニカム５上流と排ガス浄化フィルタ６下流の位置で測定したパティキュレート濃度から２５０℃から４６０℃全域における平均捕集効率を算出した。また、排ガス温度が高温になるほどパティキュレートを燃焼する触媒の活性が向上し、排ガス浄化フィルタ６におけるパティキュレートの堆積層が減少して捕集効率が低下する虞があるので４６０℃における平均捕集効率も算出した。結果を表１に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】
今回排ガス浄化フィルタ６の前段に配置している酸化触媒ハニカム５は全ての例において同じものであるため、単純に今回のＢＰＴの結果を排ガス浄化フィルタ６の触媒活性の指標として見た時、実施例１が３０７℃、実施例２が３０５℃、実施例が２９０℃、比較例１が３１０℃となり、全ての例においてディーゼルエンジン１の排ガス温度程度でパティキュレートを燃焼除去できることが分かった。ＢＰＴの結果を詳細に比較すると、チタニアの担持量が増えるほどＢＰＴは低くなっていることから、チタニアを担持することによってパティキュレートと接触できる面積が増大し、パティキュレートをより低温から燃焼除去できるようになったと考えられる。
【００８８】
また、２５０℃から４６０℃全域におけるパティキュレートの平均捕集効率の結果は、実施例１が９０％、実施例２が９６％、実施例３が９９％、比較例１が８７％となり、チタニアを担持して排ガス浄化フィルタ６として有する細孔の細孔径を制御することによって平均捕集効率が向上することが分かった。さらに、排ガス浄化フィルタの隔壁が有する細孔を制御することによって平均捕集効率が向上する効果は、４６０℃の時に明確に現れ、実施例１が８４％、実施例２が９７％、実施例３が１００％、比較例１が７１％となり細孔制御した場合と細孔制御していない場合とで平均捕集効率に顕著な差が生じた。
【００８９】
なお、本発明を開示するに当たってはチタニアゾルを用いてＤＰＦの隔壁が有する細孔を制御したが、その他無機材料を用いても良いし、ＤＰＦ製造の原料である骨材や造孔材の種類、粒子径、配合割合を調整することによって細孔制御したものでも良く、重要なことは三次元構造体の隔壁及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に酸化触媒を担持した際に形成される排ガス浄化フィルタが有する細孔が制御されているかどうかである。
【００９０】
本発明の効果は評価例１の排ガス試験結果によって示すことができた。さらに評価例２では、実施例１、実施例２、実施例３および比較例１における排ガス浄化フィルタ６がどのような特徴を有する構造体になっているかを明確にするために評価例２に示す試験を行った。
【００９１】
（評価例２）
実施例１、実施例２、実施例３および比較例１で用いたコージェライト製ＤＰＦから、プラグで栓詰めされた部分を除いた箇所で、３０ｍｍ×３０ｍｍ×５０ｍｍ程度のテストピースを切出し、実施例１、実施例２、実施例３、比較例１と同じ製法によってチタニア及び酸化触媒を担持した排ガス浄化フィルタのテストピースを用意した。これらのテストピースが有する細孔特性（平均細孔径、気孔率、細孔容積）に関して水銀圧入法により評価した。
【００９２】
図２には実施例１、実施例２、実施例３および比較例１と同じ製法によってチタニア及び酸化触媒を担持した排ガス浄化フィルタのテストピースの隔壁が有する細孔の細孔径に対する相対細孔容積を示したグラフである。ここで相対細孔容積とは、各例におけるテストピースが有する細孔の細孔容積を比較例１の全細孔容積で除した値である。実施例１、実施例２、実施例３の細孔分布は比較例１の細孔分布と比較して、チタニアを担持しているため細孔径は小さく、かつ、細孔分布は狭く制御できていることが分かる。
【００９３】
表２には実施例１、実施例２、実施例３、比較例１と同じ製法によってチタニア及び酸化触媒を担持した排ガス浄化フィルタのテストピースの平均細孔径、気孔率、及び各例のテストピースが有する細孔の細孔容積の全細孔容積に対する割合を表している。
【００９４】
【表２】
【００９５】
比較例１は、１５μｍ未満の細孔径が存在しないのに対して、実施例１は７２％、実施例２は９２％、実施例３は９６％存在し、パティキュレートの捕集効率を向上させるためには平均細孔径が１５μｍ以下であることが重要であることが分かる。さらに例え平均細孔径が１５μｍ以下でも幅広い細孔分布であればパティキュレートの捕集効率は向上させることはできないため、実施例１の結果からも分かるように５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上となるような細孔分布であることも重要である。
【００９６】
また、実施例２の結果から分かるように、平均細孔径が１０μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から１５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上であると捕集効率をさらに向上させることができることが分かる。ここで、実施例３の結果は、平均細孔径が７μｍ、気孔率が３４％と非常に小さいものであるが、パティキュレートの捕集効率は実施例２のそれと比べてさほど大きな向上が見られないことから、細孔径や気孔率が小さくなるほど排ガス浄化フィルタ自体の圧力損失が増大してくることから、実施例３までの平均細孔径や気孔率にはする必要が無い。
【００９７】
また、データとしては示さないが、排ガス浄化フィルタの隔壁の厚みが小さくなるほど、排ガス浄化フィルタ自体の圧力損失は下げられるため本発明で用いた４５０μｍの壁厚みより小さくなるほど良い。また、データには示さないが、排ガス浄化フィルタの単位断面積当りのセル数が大きいほど排ガスの通気抵抗は大きくなるが、パティキュレートの濾過面積が増大するためパティキュレートと酸化触媒との接触確率が向上し、燃焼除去性能が高まるため、本発明で用いた１平方インチ当り１００セルよりセル数は大きいほど良い。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の排ガス浄化フィルタは、隔壁の表面及び／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒によってディーゼルエンジン排ガス温度程度でも堆積したパティキュレートを燃焼除去することができるためＤＰＦの圧力損失の上昇を低く抑え、また、細孔径を制御することによって隔壁表面にパティキュレートが衝突する確率が上昇し、高い捕集効率が維持できるなど、非常に有用であり、自動車だけでなく、建設機械、発電機、フォークリフト、耕運機、船舶などの排ガス浄化などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の評価例１の排ガス試験を表す図
【図２】本発明の実施例１、実施例２、実施例３および比較例１の評価例２における細孔分布評価の結果を示す図
【符号の説明】
【０１００】
１ ディーゼルエンジン
２ 切替え弁
３ バイパスライン
４ 本ライン
５ 酸化触媒ハニカム
６ 排ガス浄化フィルタ
７ 圧力センサー
８ スモークメータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
【請求項２】
多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１０μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から１５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
【請求項３】
平均細孔径が８〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項４】
排ガス浄化フィルタの気孔率が４０％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項５】
排ガス浄化フィルタの隔壁の厚みが４５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項６】
排ガス浄化フィルタのセル数が１平方インチ当たり１００セル以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項７】
多孔質材料がコージェライト、炭化珪素、ステンレスの内のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項８】
酸化触媒が金属酸化物と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、含むことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項９】
金属酸化物がＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｂの内の、いずれか一つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項８に記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項１０】
１族の金属の硫酸塩が硫酸セシウムであることを特徴とする、請求項８または９に記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項１１】
多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１２】
多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１０μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から１５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１３】
平均細孔径が８〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１４】
排ガス浄化フィルタの気孔率が４０％以上であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１５】
排ガス浄化フィルタの隔壁の厚みが４５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１６】
排ガス浄化フィルタのセル数が１平方インチ当たり１００セル以上であることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１７】
多孔質材料がコージェライト、炭化珪素、ステンレスの内のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、請求項１１乃至１６のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１８】
酸化触媒が金属酸化物と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、含むことを特徴とする、請求項１１乃至１７のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１９】
金属酸化物がＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｂの内の、いずれか一つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２０】
１族の金属の硫酸塩が硫酸セシウムであることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２１】
金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させることを特徴とする、請求項１１乃至２０のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２２】
金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させる際、三次元構造体及び水溶液の周囲の雰囲気を減圧することを特徴とする、請求項１１乃至２１のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２３】
金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、三次元構造体を吸湿性材料と接触させて、余剰な水溶液を除去することを特徴とした、請求項１１乃至２２のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２４】
金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、三次元構造体に遠心力を加えることによって、余剰な水溶液を除去することを特徴とした、請求項１１乃至２３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２５】
金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、余剰な水溶液を除去し、凍結乾燥することを特徴とする、請求項１１乃至２４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２６】
凍結乾燥する際、乾燥前に液体窒素に浸漬させ、予め三次元構造体を凍結させ、減圧乾燥することを特徴とする、請求項２５に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２７】
排ガス流路の上流側に酸化触媒ハニカムを備え、下流側に請求項１乃至１０のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタを備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項１】
多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
【請求項２】
多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１０μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から１５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
【請求項３】
平均細孔径が８〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項４】
排ガス浄化フィルタの気孔率が４０％以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項５】
排ガス浄化フィルタの隔壁の厚みが４５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項６】
排ガス浄化フィルタのセル数が１平方インチ当たり１００セル以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項７】
多孔質材料がコージェライト、炭化珪素、ステンレスの内のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項８】
酸化触媒が金属酸化物と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、含むことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項９】
金属酸化物がＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｂの内の、いずれか一つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項８に記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項１０】
１族の金属の硫酸塩が硫酸セシウムであることを特徴とする、請求項８または９に記載の排ガス浄化フィルタ。
【請求項１１】
多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１５μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から２５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８５％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１２】
多孔質材料からなる隔壁によって区画された排ガス流路となる複数のセルを有する三次元構造体と、隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に担持された酸化触媒とを備えた排ガス浄化フィルタにおいて、排ガス浄化フィルタが有する細孔の平均細孔径が１０μｍ以下で、かつ、５μｍ以上から１５μｍ以下の細孔における細孔容積の合計が、全細孔容積の８０％以上であることを特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１３】
平均細孔径が８〜１０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１４】
排ガス浄化フィルタの気孔率が４０％以上であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１５】
排ガス浄化フィルタの隔壁の厚みが４５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１６】
排ガス浄化フィルタのセル数が１平方インチ当たり１００セル以上であることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１７】
多孔質材料がコージェライト、炭化珪素、ステンレスの内のいずれか一つ以上の材料であることを特徴とする、請求項１１乃至１６のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１８】
酸化触媒が金属酸化物と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、含むことを特徴とする、請求項１１乃至１７のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項１９】
金属酸化物がＶ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｂの内の、いずれか一つ以上の金属を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２０】
１族の金属の硫酸塩が硫酸セシウムであることを特徴とする、請求項１８または１９に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２１】
金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させることを特徴とする、請求項１１乃至２０のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２２】
金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させる際、三次元構造体及び水溶液の周囲の雰囲気を減圧することを特徴とする、請求項１１乃至２１のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２３】
金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、三次元構造体を吸湿性材料と接触させて、余剰な水溶液を除去することを特徴とした、請求項１１乃至２２のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２４】
金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、三次元構造体に遠心力を加えることによって、余剰な水溶液を除去することを特徴とした、請求項１１乃至２３のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２５】
金属塩と、１族の金属の硫酸塩および／または２族の金属の硫酸塩とを、溶解させた水溶液を用いて三次元構造体の隔壁の表面および／または隔壁に存在する細孔内の壁面に添着させた後、余剰な水溶液を除去し、凍結乾燥することを特徴とする、請求項１１乃至２４のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２６】
凍結乾燥する際、乾燥前に液体窒素に浸漬させ、予め三次元構造体を凍結させ、減圧乾燥することを特徴とする、請求項２５に記載の排ガス浄化フィルタの製造方法。
【請求項２７】
排ガス流路の上流側に酸化触媒ハニカムを備え、下流側に請求項１乃至１０のいずれかに記載の排ガス浄化フィルタを備えたことを特徴とする排ガス浄化装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２２９４９０（Ｐ２００８−２２９４９０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７２３０５（Ｐ２００７−７２３０５）
【出願日】平成１９年３月２０日（２００７．３．２０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２０日（２００７．３．２０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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