蜂窩結構體的制作方法

本發明涉及蜂窩結構體。更詳細地，涉及2個以上的孔格結構被邊界壁隔開的蜂窩結構體中，能夠緩和在邊界壁的附近產生的應力集中，并能夠抑制機械強度下降的蜂窩結構體。

背景技術：

以往，為了對從汽車等的引擎排出的廢氣中所含的hc、co、nox等有害物質進行凈化處理，使用在蜂窩結構體上擔載了催化劑的催化劑載體。此外，蜂窩結構體通過對由多孔質的隔壁劃分形成的孔格的開口部實施封孔，還可以作為廢氣凈化用的過濾器來使用。

蜂窩結構體是具有隔壁的柱狀結構體，所述隔壁劃分形成作為廢氣流路的多個孔格。這樣的蜂窩結構體在與孔格的延伸方向正交的面中，具有多個孔格以預定周期有序排列的孔格結構。以往，在1個蜂窩結構體中，所述面內的孔格結構為1種，但近年來，以提高廢氣凈化效率等為目的，提出了在所述面內具有2種以上的孔格結構的蜂窩結構體。例如，提出了一種蜂窩結構體，其通過在與孔格的延伸方向正交的面中使中央部分和外周部分的孔格密度、孔格形狀不同，從而在所述面內具有2種以上的孔格結構(例如，參考專利文獻1～3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2002-177794號公報

專利文獻2：日本特開2008-018370號公報

專利文獻3：日本特開2000-097019號公報

技術實現要素：

發明所要解決的課題

專利文獻1～3中，作為具有2種以上孔格結構的蜂窩結構體，例如，公開了在與孔格的延伸方向正交的面內以中央部分的孔格密度高、外周部分的孔格密度低的方式構成的蜂窩結構體等。這樣，以往提出了在蜂窩結構體的中央部分與外周部分具有孔格密度不同的2個以上孔格結構的蜂窩結構體。

對于如上所述的具有2個以上的不同孔格結構的蜂窩結構體，可考慮例如在各孔格結構的邊界部分配設多孔質的邊界壁。但是，在孔格結構的邊界部分配設了邊界壁的蜂窩結構體，在孔格結構轉變的邊界壁附近易于發生應力集中，存在易于在邊界壁產生破損這樣的問題。此外，具有如上所述的邊界壁的蜂窩結構體，在通過將含有陶瓷原料的坯土擠出成形來制作蜂窩成形體時，存在在蜂窩成形體的邊界壁附近易于發生孔格變形的問題。其結果是，通過燒成這樣的蜂窩成形體而得到的蜂窩結構體還存在如下問題：在使用時等，易于以變形的孔格作為起點而產生裂紋，其機械強度下降。

本發明是鑒于這樣的現有技術中存在的問題點而完成的。本發明提供一種在2個以上的孔格結構被邊界壁隔開的蜂窩結構體中，能夠緩和在邊界壁附近產生的應力集中，并能夠抑制機械強度下降的蜂窩結構體。

用于解決課題的方法

本發明人等為了實現上述課題而進行了深入研究，結果發現，外周壁的厚度對于在邊界壁附近的應力集中、成形時的孔格變形會帶來極大的影響。而且發現，通過使邊界壁的厚度比外周壁的厚度厚，能夠極其有效地抑制在邊界壁附近的應力集中、成形時的孔格變形，以至完成了本發明。根據本發明，提供如下所示的蜂窩結構體。

[1]一種蜂窩結構體，其具有柱狀的蜂窩結構部，

所述蜂窩結構部具有多孔質的隔壁、以及以圍繞所述隔壁的外周的方式配設的外周壁，所述隔壁劃分形成從流入端面延伸至流出端面并成為流體流路的多個孔格，

所述孔格中，將周圍全部由所述隔壁劃分的孔格作為完整孔格，

所述蜂窩結構部具有在所述蜂窩結構部的最外周形成的包含所述完整孔格的最外周孔格結構、在與所述最外周孔格結構相比靠內側的中央部分形成的由多個所述孔格所構成的中央孔格結構、以及在所述最外周孔格結構與所述中央孔格結構的邊界部分配設的邊界壁，

所述最外周孔格結構與所述中央孔格結構為不同的結構，并且，

所述邊界壁的厚度比所述外周壁的厚度厚。

[2]如所述[1]中記載的蜂窩結構體，其中，所述邊界壁的厚度為所述外周壁的厚度的150％以上的厚度。

[3]如所述[2]中記載的蜂窩結構體，其中，所述邊界壁的厚度為所述外周壁的厚度的150～300％的厚度。

[4]如所述[1]～[3]中任一項中記載的蜂窩結構體，其中，所述中央孔格結構的孔格密度比所述最外周孔格結構的孔格密度大。

[5]如所述[1]～[4]中任一項中記載的蜂窩結構體，其中，所述中央孔格結構中的所述孔格的重復單元的排列方向相對于所述最外周孔格結構中的所述孔格的重復單元的排列方向傾斜10°以上且小于50°。

[6]如所述[1]～[5]中任一項中記載的蜂窩結構體，其中，所述中央孔格結構由孔格密度不同的2個以上的孔格結構構成，在所述孔格密度不同的2個以上的孔格結構的邊界部分具有中央邊界壁。

發明效果

本發明的蜂窩結構體能夠獲得如下的效果：在2個以上的孔格結構被邊界壁隔開的蜂窩結構體中，能夠緩和在邊界壁的附近產生的應力集中，且能夠抑制機械強度下降。此外，本發明的蜂窩結構體在其制造中，不易發生邊界壁附近的孔格變形，因此機械強度優異。例如，如果邊界壁附近的孔格發生變形，則容易以變形的孔格為起點而產生裂紋，本發明的蜂窩結構體能夠有效地防止這樣的裂紋產生。

附圖說明

圖1是示意性地顯示本發明的蜂窩結構體的一個實施方式的立體圖。

圖2是示意性地顯示圖1所示的蜂窩結構體的流入端面的平面圖。

圖3是示意性地顯示圖2的x-x’截面的截面圖。

圖4是示意性地顯示本發明的蜂窩結構體的另一個實施方式的流入端面的平面圖。

圖5是示意性地顯示本發明的蜂窩結構體的又一個實施方式的流入端面的平面圖。

符號說明

1：隔壁，2：孔格，2a：孔格(中央孔格結構的孔格)，2b：孔格(最外周孔格結構的孔格)，2x：完整孔格，3：外周壁，4：蜂窩結構部，8：邊界壁，9：中央邊界壁，11：流入端面，12：流出端面，15：中央孔格結構，15a：第一中央孔格結構，15b：第二中央孔格結構，16：最外周孔格結構，100、200、300：蜂窩結構體。

具體實施方式

以下，對本發明的實施方式進行說明。但是，本發明不限于以下的實施方式。因此，應當理解在不脫離本發明宗旨的范圍內，基于本領域技術人員的通常知識，能對以下的實施方式加以適當變更、改良等。

(1)蜂窩結構體：

圖1～圖3所示，本發明的蜂窩結構體的一個實施方式是蜂窩結構體100，其具備柱狀的蜂窩結構部4，該蜂窩結構部4具有多孔質的隔壁1以及以圍繞該隔壁1的外周的方式配設的外周壁3。蜂窩結構部4的隔壁1劃分形成從流入端面11延伸至流出端面12并成為流體流路的多個孔格2。本實施方式的蜂窩結構體100所具有的特征在于，蜂窩結構部4以如下方式構成。蜂窩結構部4具有中央孔格結構15、最外周孔格結構16以及在最外周孔格結構16和中央孔格結構15的邊界部分配設的邊界壁8。而且，中央孔格結構15與最外周孔格結構16是不同的結構。這里，中央孔格結構15是在與蜂窩結構部4的孔格2的延伸方向正交的面中，在蜂窩結構部4的中央部分形成的由多個孔格2a構成的結構。最外周孔格結構16是在所述面中，在蜂窩結構部4的最外周形成的由包括完整孔格2x的多個孔格2b構成的結構。包括完整孔格2x的多個孔格2b是指在與中央孔格結構15相比靠外側的外周部分形成的多個孔格2b。并且，本實施方式的蜂窩結構體100構成為，在最外周孔格結構16與中央孔格結構15的邊界部分配設的邊界壁8的厚度比外周壁3的厚度厚。

本實施方式的蜂窩結構體100能夠實現如下的效果：在2個以上的孔格結構由邊界壁8隔開的蜂窩結構體100中，能夠緩和在邊界壁8的附近產生的應力集中，并能夠抑制機械強度下降。此外，本實施方式的蜂窩結構體100在其制造中，不易發生邊界壁8附近的孔格2的變形，因此機械強度優異。例如，如果邊界壁8附近的孔格2發生變形，則容易以變形的孔格2為起點而產生裂紋，本實施方式的蜂窩結構體100能夠有效地防止這樣的裂紋產生。

這里，圖1是示意性地顯示本發明的蜂窩結構體的一個實施方式的立體圖。圖2是示意性地顯示圖1所示的蜂窩結構體的流入端面的平面圖。圖3是示意性地顯示圖2的x-x’截面的截面圖。

本發明中，最外周孔格結構16是在蜂窩結構部4的最外周形成的包括完整孔格2x的孔格結構。以下，將孔格2的全部周圍被隔壁1劃分而成的孔格2有時稱為“完整孔格”。另一方面，將孔格2的全部周圍沒有被隔壁1劃分，而是孔格2的一部分被外周壁3劃分而成的孔格2有時稱為“不完整孔格”。此外，將孔格2的一部分被邊界壁8劃分而成的孔格2也有時稱為“不完整孔格”。蜂窩結構部4中形成的孔格2可以如上如上所述分類為“完整孔格”和“不完整孔格”。

本發明中，“孔格結構”是指在與孔格2的延伸方向正交的面中，被隔壁1劃分而成的1個孔格2或多個孔格2的組合構成1個重復單元，由這樣的重復單元的集合形成的結構。例如，在相同孔格形狀的孔格在所述面中有序排列的情況下，相同孔格形狀的孔格所存在的范圍將成為1個孔格結構。此外，即使是不同的孔格形狀的孔格，在多個孔格的組合構成1個重復單元的情況下，這樣的重復單元所存在的范圍也將成為1個孔格結構。

本發明中，2個孔格結構為“不同的結構”是指，在對2個孔格結構進行比較時，隔壁厚度、孔格密度、孔格形狀中的任一項不同。這里，“隔壁厚度不同”是指，在對2個孔格結構的隔壁厚度進行比較時，相差25μm以上。此外，“孔格密度不同”是指，在對2個孔格結構的孔格密度進行比較時，相差7個/cm²以上。

本發明中，“中央孔格結構15”由1個以上的孔格結構構成。另一方面，“最外周孔格結構16”是指位于與中央孔格結構15相比的外側，在蜂窩結構部4的最外周部分形成的孔格結構。而且，“最外周孔格結構16”通常由1種孔格結構構成。因此，對于“中央孔格結構15”，在與最外周孔格結構16相比的內側僅存在1個孔格結構時，這樣的1個孔格結構成為中央孔格結構15。此外，在與最外周孔格結構16相比的內側存在2個以上的孔格結構時，2個以上的孔格結構分別構成中央孔格結構15。需說明的是，構成最外周孔格結構16的孔格結構中，最外周的不完整孔格不包含于構成重復單元的孔格中。此外，構成中央孔格結構15的孔格結構中，孔格2的一部分由邊界壁8所劃分的不完整孔格也不包括在構成重復單元的孔格中。

圖1～圖3所示的蜂窩結構體100中，對于在與中央孔格結構15相比的外側形成的孔格2b，以其形狀、孔格密度、孔格間距成為相同的方式構成。因此，圖1～圖3所示的蜂窩結構體100的蜂窩結構部4由中央孔格結構15和最外周孔格結構16這2種孔格結構構成。需說明的是，中央孔格結構15具有多個孔格結構時的例子，在后敘述。

“外周壁3的厚度”可以通過用拍攝裝置對蜂窩結構部4的流入端面11或流出端面12進行拍攝，對拍攝得到的圖像進行圖像解析來求出。具體而言，首先，利用拍攝裝置對蜂窩結構體100的蜂窩結構部4的流入端面11或流出端面12進行拍攝。接著，在拍攝得到的圖像中，求出蜂窩結構部4的重心o1。蜂窩結構部4的重心o1可以作為蜂窩結構部4的流入端面11或流出端面12的重心來求出。接著，確定蜂窩結構部4的最外周的完整孔格2x中最接近蜂窩結構部4的重心o1的完整孔格2x。接著，求出所確定的完整孔格2x的重心o2的位置。接著，用直線連接蜂窩結構部4的重心o1和所確定的完整孔格2x的重心o2，測定其延長線上的外周壁3的厚度。這里，將連接蜂窩結構部4的重心o1與所確定的完整孔格2x的重心o2的直線稱為“直線o1-o2”。接著，以蜂窩結構部4的重心o1為中心，使“直線o1-o2”以45°的間隔順時針移動，分別測定移動后的“直線o1-o2”的延長線上的外周壁3的厚度。即，“直線o1-o2”移動45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°，在這7處測定外周壁3的厚度。將如此測定的8處外周壁3的厚度的平均值作為“外周壁3的厚度”。拍攝圖像的圖像解析可以使用例如尼康公司制的商品名“nexiv、vmr-1515”的圖像處理軟件。

對于“邊界壁8的厚度”，也可以通過用拍攝裝置對蜂窩結構部4的流入端面11或流出端面12進行拍攝，并對拍攝的圖像進行圖像解析來求出。具體而言，首先，通過拍攝裝置拍攝蜂窩結構體100的蜂窩結構部4的流入端面11或流出端面12。接著，在拍攝得到的圖像中，求出蜂窩結構部4的重心o1。接著，確定蜂窩結構部4的最外周的完整孔格2x中最接近蜂窩結構部4的重心o1的完整孔格2x。接著，求出所確定的完整孔格2x的重心o2的位置。接著，用直線連接蜂窩結構部4的重心o1和確定出的完整孔格2x的重心o2，測定該直線上的邊界壁8的厚度。接著，以蜂窩結構部4的重心o1為中心，使“直線o1-o2”以45°的間隔順時針移動，分別測定移動后的直線上的邊界壁8的厚度。將如此測定的8處邊界壁8的厚度的平均值作為“邊界壁8的厚度”。拍攝圖像的圖像解析可以采用與在測定外周壁3的厚度時使用的圖像處理軟件同樣的圖像處理軟件。

本實施方式的蜂窩結構體100中，邊界壁8的厚度需要比外周壁3的厚度厚。例如，邊界壁8與外周壁3為相同厚度時，難以緩和在邊界壁8附近產生的應力集中。本實施方式的蜂窩結構體100中，邊界壁8的厚度優選為外周壁3的厚度的150％以上的厚度。通過這樣構成，能夠有效地抑制蜂窩結構體100的機械強度下降。此外，邊界壁8的厚度更優選為外周壁3的厚度的150～300％的厚度，特別優選為外周壁3的厚度的200～250％的厚度。

在與孔格的延伸方向正交的面中，各孔格的形狀沒有特別限制。例如，作為構成中央孔格結構和最外周孔格結構的孔格的形狀，可以列舉三角形、四邊形、六邊形、八邊形等多邊形。此外，就構成中央孔格結構和最外周孔格結構的孔格而言，在各自的孔格結構內中，某一孔格與其他孔格的形狀也可以不同。

本實施方式的蜂窩結構體中，優選中央孔格結構的孔格密度比最外周孔格結構的孔格密度大。這樣構成的蜂窩結構體，在與孔格的延伸方向正交的面中，能夠使廢氣容易流入外周的孔格，能夠使蜂窩結構體與廢氣效率良好地接觸并進行凈化，就這點而言是優選的。

中央孔格結構中的孔格密度優選為40～155個/cm²，更優選為60～140個/cm²，特別優選為75～110個/cm²。如果中央孔格結構中的孔格密度小于40個/cm²，則有時無法確保蜂窩結構體的強度，難以使廢氣流入外周。此外，如果中央孔格結構中的孔格密度超過155個/cm²，則有時蜂窩結構體的壓力損失增大，在擔載催化劑時，會因所擔載的催化劑而發生孔格的堵塞。

最外周孔格結構中的孔格密度優選為15～95個/cm²，更優選為30～80個/cm²，特別優選為40～65個/cm²。如果最外周孔格結構中的孔格密度小于15個/cm²，則蜂窩結構體的強度有時不足。此外，如果最外周孔格結構中的孔格密度超過95個/cm²，則有時蜂窩結構體的壓力損失增大，在擔載催化劑時，會因所擔載的催化劑而發生孔格的堵塞。

中央孔格結構中的隔壁的厚度優選為0.05～0.21mm，更優選為0.05～0.16mm，特別優選為0.05～0.12mm。如果中央孔格結構中的隔壁的厚度過薄，則無法確保蜂窩結構體的強度，難以使廢氣流入外周，就這點而言不優選。如果中央孔格結構中的隔壁的厚度過厚，則蜂窩結構體的壓力損失增大，在擔載催化劑時，會因所擔載的催化劑而發生孔格的堵塞，就這點而言不優選。

最外周孔格結構中的隔壁的厚度優選為0.07～0.23mm，更優選為0.07～0.18mm，特別優選為0.07～0.15mm。如果最外周孔格結構中的隔壁的厚度過薄，則無法確保蜂窩結構體的強度，難以使廢氣流入外周，就這點而言不優選。如果最外周孔格結構中的隔壁的厚度過厚，則蜂窩結構體的壓力損失增大，在擔載催化劑時，會因所擔載的催化劑而發生孔格的堵塞，就這點而言不優選。

外周壁的厚度優選為0.2～1.0mm，更優選為0.3～0.8mm，特別優選為0.4～0.6mm。如果外周壁的厚度過薄，則蜂窩結構體整體的機械強度會下降，就這點而言不優選。如果外周壁的厚度過厚，則蜂窩結構體的孔格的開口面積減少，壓力損失有時會增大，就這點而言不優選。

蜂窩結構部的隔壁的氣孔率優選為10～55％，更優選為20～45％，特別優選為25～35％。如果隔壁的氣孔率小于10％，則在將蜂窩結構體用作過濾器時，壓力損失有時會增大。如果隔壁的氣孔率超過55％，則蜂窩結構體100的強度變得不充分，將蜂窩結構體收納于在廢氣凈化裝置中使用的罐體內時，難以以充分的把持力來保持蜂窩結構體。隔壁的氣孔率是用水銀孔度計(mercuryporosimeter)測量的值。作為水銀孔度計，可以列舉例如micromeritics公司制造的autopore9500(商品名)。

從強度、耐熱性、耐久性等角度考慮，隔壁的材料的主要成分優選為氧化物或非氧化物的各種陶瓷、金屬等。具體而言，作為陶瓷，優選包含如下材料，所述材料含有例如選自由堇青石、莫來石、氧化鋁、尖晶石、碳化硅、氮化硅和鈦酸鋁構成的材料組中的至少1種。作為金屬，可以考慮fe-cr-al系金屬和金屬硅等。優選以從這些材料中選擇的1種或2種以上作為主要成分。從高強度、高耐熱性等角度考慮，特別優選以選自由氧化鋁、莫來石、鈦酸鋁、堇青石、碳化硅和氮化硅構成的材料組中的1種或2種以上作為主要成分。此外，從高熱傳導率、高耐熱性等角度考慮，特別合適的是碳化硅或硅-碳化硅復合材料。這里，“主要成分”是指在其成分中存在50質量％以上的成分，優選為存在70質量％以上的成分，更優選為存在80質量％以上的成分。

從強度、耐熱性、耐久性等角度考慮，邊界壁的材料的主要成分優選為氧化物或非氧化物的各種陶瓷、金屬等。需說明的是，邊界壁的材料優選為與隔壁的材料相同的材料。

從強度、耐熱性、耐久性等角度考慮，外周壁的材料的主要成分優選為氧化物或非氧化物的各種陶瓷、金屬等。需說明的是，外周壁的材料優選為與隔壁的材料相同的材料。本實施方式的蜂窩結構體特別優選為隔壁、邊界壁和外周壁通過一次的擠出成形而形成的一體成形品。

蜂窩結構體的整體形狀沒有特別限制。對于本實施方式的蜂窩結構體的整體形狀，流入端面和流出端面的形狀優選為圓形或橢圓形，特別優選為圓形。此外，蜂窩結構體大小沒有特別限定，從流入端面至流出端面為止的長度優選為50～254mm。此外，蜂窩結構體的整體形狀為圓柱狀時，各端面的直徑優選為50～254mm。

本實施方式的蜂窩結構體可以適合地用作內燃機的廢氣凈化用部件。例如，可以適合地用作用于擔載廢氣凈化用的催化劑的催化劑載體。本實施方式的蜂窩結構體還可以在蜂窩結構部的隔壁的表面和隔壁的細孔中的至少一方擔載廢氣凈化用的催化劑。

此外，本實施方式的蜂窩結構體還可以進一步具有封孔部，該封孔部配設在由隔壁劃分形成的孔格的任一個端部。即，封孔部配設在孔格的流入端面側或流出端面側的開口部，對孔格的任一個端部進行封孔，這樣的蜂窩結構體可以用作除去廢氣中的粒子狀物質的過濾器。

接著，邊參照圖4邊對本發明的蜂窩結構體的另一個實施方式進行說明。圖4是示意性地顯示本發明的蜂窩結構體的另一個實施方式的流入端面的平面圖。如圖4所示，本實施方式的蜂窩結構體200具有柱狀的蜂窩結構部4，蜂窩結構部4具有多孔質的隔壁1和以圍繞隔壁1的外周的方式配設的外周壁3。蜂窩結構部4在與孔格2的延伸方向正交的面中具有中央孔格結構15、最外周孔格結構16和邊界壁8。此外，中央孔格結構15與最外周孔格結構16是不同的結構。而且，與圖1～圖3所示的蜂窩結構體100同樣地，構成為邊界壁8的厚度比外周壁3的厚度厚。

圖4所示的蜂窩結構體200中，中央孔格結構15中的孔格2a的重復單元的排列方向相對于最外周孔格結構16中的孔格2b的重復單元的排列方向處于傾斜的狀態。即，最外周孔格結構16中的孔格2b的重復單元在圖4的紙面橫向上排列，而另一方面，中央孔格結構15中的孔格2a的重復單元在相對于圖4的紙面橫向傾斜的方向上排列。例如，圖4所示的蜂窩結構體200，也可以說是在圖1～圖3所示的蜂窩結構體100中，將中央孔格結構15按照以其重心為中心在順時針方向上旋轉45°左右的狀態配設得到的。通過這樣構成，能夠抑制應力集中于特定部位，發揮確保強度的效果。

圖4所示的蜂窩結構體200中，對于最外周孔格結構16中的孔格2b的重復單元的排列方向與中央孔格結構15中的孔格2a的重復單元的排列方向所形成的角度的大小沒有特別限制。但是，中央孔格結構15中的孔格2a的重復單元的排列方向相對于最外周孔格結構16中的孔格2b的重復單元的排列方向傾斜時，優選傾斜10°以上且小于50°。通過使孔格2a、2b的重復單元的排列方向在如上所述的角度范圍內傾斜，能夠有效地實現上述的效果。

接著，邊參照圖5邊對本發明的蜂窩結構體的又一個實施方式進行說明。圖5是示意性地顯示本發明的蜂窩結構體的又一個實施方式的流入端面的平面圖。本實施方式的蜂窩結構體中，在與最外周孔格結構相比的內側存在的中央孔格結構是由2個以上的孔格結構構成的。即，如圖5所示，本實施方式的蜂窩結構體300具有柱狀的蜂窩結構部4，蜂窩結構部4具有多孔質的隔壁1以及以圍繞隔壁1的外周的方式配設的外周壁3。蜂窩結構部4在與孔格2的延伸方向正交的面中具有中央孔格結構15、最外周孔格結構16和邊界壁8。此外，中央孔格結構15與最外周孔格結構16是不同的結構。而且，與圖1～圖3所示的蜂窩結構體100同樣地，構成為邊界壁8的厚度比外周壁3的厚度厚。

在圖5所示的蜂窩結構體300中，中央孔格結構15由2個孔格結構構成。即，蜂窩結構體300中，中央孔格結構15具有在蜂窩結構部4的更靠內側存在的第一中央孔格結構15a和以圍繞該第一中央孔格結構15a的方式存在的第二中央孔格結構15b。而且，在第一中央孔格結構15a與第二中央孔格結構15b的邊界部分，具有劃分該邊界的中央邊界壁9。這里，“中央邊界壁9”是指雙重配置的2個中央孔格結構15中，存在于其邊界部分的邊界壁。

本實施方式的蜂窩結構體300中，中央邊界壁9的厚度沒有特別限制。例如，中央邊界壁9的厚度可以比外周壁3的厚度厚，也可以為與外周壁3的厚度相同的厚度。但是，本實施方式的蜂窩結構體300中，優選中央邊界壁9的厚度比外周壁3的厚度厚。此外，中央邊界壁9的厚度更優選為外周壁3的厚度的150～300％的厚度，特別優選為外周壁3的厚度的200～250％的厚度。中央邊界壁9的厚度可以通過與測定在最外周孔格結構16與中央孔格結構15的邊界部分配設的邊界壁8的厚度的方法同樣的方法來測定。

如上文中說明的那樣，圖5所示的蜂窩結構體300中，中央孔格結構15由2個孔格結構構成。在這樣中央孔格結構15由2個孔格結構構成的情況下，優選具有劃分其邊界的中央邊界壁9。但是，第一中央孔格結構15a與第二中央孔格結構15b的邊界部分也可以不具有中央邊界壁9，而由連續或不連續的隔壁1來構成。

(2)蜂窩結構體的制造方法：

接著，對制造本發明的蜂窩結構體的方法進行說明。

首先，制作用于制作蜂窩結構部的可塑性坯土。可以通過在作為原料粉末而從上述的隔壁的合適的材料組中選擇的材料中適當添加粘合劑等添加劑和水來制作用于制作蜂窩結構部的坯土。

接著，通過對所制作的坯土進行擠出成形，從而得到柱狀的蜂窩成形體，該蜂窩成形體具有劃分形成多個孔格的隔壁以及在最外周配設的外周壁。擠出成形時，作為擠出成形用的金屬模具，可以使用在坯土的擠出面形成具有所要成形的蜂窩成形體的反轉形狀的狹縫的模具。特別是，在制造本發明的蜂窩結構體時，作為擠出成形用的金屬模具，優選使用以所要擠出成形的蜂窩成形體在中央部分和外周部分的孔格結構不同的方式形成有狹縫的模具。而且，優選為在所使用的金屬模具中的孔格結構不同的中央部分與外周部分的邊界處形成有環狀狹縫的模具。通過這樣的環狀狹縫，能夠成形將最外周孔格結構與中央孔格結構隔開的邊界壁。

對所得到的蜂窩成形體還可以例如利用微波和熱風進行干燥。此外，可以通過利用與蜂窩成形體的制造中所用的材料相同的材料來對孔格的開口部進行封孔，從而配設封孔部。

接著，通過將所得到的蜂窩成形體燒成，得到蜂窩結構體。燒成溫度和燒成氣氛根據原料的不同而不同，本領域技術人員可以選擇對于所選擇的材料最佳的燒成溫度和燒成氣氛。需說明的是，本發明的蜂窩結構體的制造方法，不限于上述所說明的方法。

實施例

(實施例1)

在堇青石化原料100質量份中分別添加分散介質35質量份、有機粘合劑6質量份、分散劑0.5質量份，進行混合、混煉，調制坯土。作為堇青石化原料，使用氧化鋁、氫氧化鋁、高嶺土、滑石和二氧化硅。作為分散介質，使用水，作為造孔材，使用平均粒徑1～10μm的焦炭，作為有機粘合劑使用羥丙基甲基纖維素，作為分散劑，使用乙二醇。

接著，使用蜂窩成形體制作用的金屬模具將坯土進行擠出成形，得到整體形狀為圓柱形的蜂窩成形體。擠出成形時，作為擠出成形用的金屬模具，使用以所要進行擠出成形的蜂窩成形體在中央部分和外周部分的孔格結構不同的方式形成有狹縫的模具。此外，該金屬模具中，在孔格結構不同的中央部分與外周部分的邊界處形成有環狀狹縫。

接著，使用微波干燥機對蜂窩成形體進行干燥，進而用熱風干燥機使其完全干燥后，切斷蜂窩成形體的兩端面，調整至預定尺寸。

接著，將干燥后的蜂窩成形體進行脫脂、燒成，制造實施例1的蜂窩結構體。實施例1的蜂窩結構體是端面直徑為118mm的圓柱狀。實施例1的蜂窩結構體在孔格的延伸方向上的長度為127mm。

此外，實施例1的蜂窩結構體中，在與孔格的延伸方向正交的面中，最外周孔格結構與中央孔格結構是不同的結構。中央孔格結構是1種孔格結構，實施例1的蜂窩結構體是最外周孔格結構和中央孔格結構中具有合計2種孔格結構的結構體。對于如實施例1的蜂窩結構體這樣的具有合計2種孔格結構的結構體，在表1的“孔格結構的種類”一欄中，記為“2”。例如，在中央孔格結構由2種孔格結構構成，并且最外周孔格結構和中央孔格結構中具有合計3種孔格結構時，在表1的“孔格結構的種類”一欄中，記為“3”。此外，本實施例中，中央孔格結構為1種時，有時將其中央孔格結構稱為“第一中央孔格結構”。此外，本實施例中，中央孔格結構為2種時，有時將更靠內側的中央孔格結構稱為“第一中央孔格結構”，將與第一中央孔格結構相比靠外側的中央孔格結構稱為“第二中央孔格結構”。

此外，所得到的實施例1的蜂窩結構體在最外周孔格結構與中央孔格結構的邊界部分具有邊界壁。本實施例中，將如實施例1的蜂窩結構體那樣，在最外周孔格結構與中央孔格結構的邊界部分配設的邊界壁，簡稱為“邊界壁”。另一方面，在中央孔格結構由2種孔格結構構成的情況下，將在第一中央孔格結構與第二中央孔格結構的邊界部分配設的邊界壁稱為“中央邊界壁”。

就實施例1的蜂窩結構體中的中央孔格結構而言，隔壁厚度為0.102mm，孔格密度為93.0個/cm²，孔格形狀為四邊形。此外，就實施例1的蜂窩結構體中的最外周孔格結構而言，隔壁厚度為0.102mm，孔格密度為62.0個/cm²，孔格形狀為四邊形。表1的“孔格結構”一欄中顯示中央孔格結構和最外周孔格結構的隔壁厚度、孔格密度以及孔格形狀。

此外，實施例1的蜂窩結構體的中央孔格結構在蜂窩結構部的端面中為圓形，其直徑為84mm。

此外，蜂窩結構體的邊界壁的厚度和外周壁的厚度通過以下方法測定。首先，利用拍攝裝置對蜂窩結構體的蜂窩結構部的流入端面進行拍攝。接著，在拍攝得到的圖像中，求出蜂窩結構部的重心o1。接著，確定在蜂窩結構部的最外周的完整孔格中最接近蜂窩結構部的重心o1的完整孔格。接著，求出所確定的完整孔格的重心o2的位置。接著，用直線連接蜂窩結構部的重心o1和所確定的完整孔格的重心o2，測定該直線上的邊界壁的厚度。此外，延長所述直線，測定在該延長線上的外周壁的厚度。接著，以蜂窩結構部的重心o1為中心，使所述直線以45°的間隔順時針移動，分別測定移動后的直線上的邊界壁的厚度和在其延長線上的外周壁的厚度。將如此測定的8處邊界壁的厚度的平均值作為“邊界壁的厚度”。此外，將如此測定的8處外周壁的厚度的平均值作為“外周壁的厚度”。拍攝圖像的圖像解析使用尼康公司制造的商品名為“nexiv、vmr-1515”的圖像處理軟件來進行。

實施例1的蜂窩結構體中，邊界壁的厚度為0.35mm，外周壁的厚度為0.30mm。實施例1的蜂窩結構體中的“邊界壁的厚度”和“外周壁的厚度”示于表2。

此外，根據測定得到的“邊界壁的厚度”和“外周壁的厚度”，算出“邊界壁的厚度相對于外周壁的厚度的比率(％)”。“邊界壁的厚度相對于外周壁的厚度的比率(％)”是邊界壁的厚度(mm)除以外周壁的厚度(mm)而得到的值的百分比。在表2中顯示了實施例1的蜂窩結構體的“邊界壁的厚度相對于外周壁的厚度的比率(％)”的值。

實施例1的蜂窩結構體中，最外周孔格結構中的孔格的重復單元的排列方向與中央孔格結構中的孔格的重復單元的排列方向所形成的角為0°。在表2的“第一中央孔格結構的孔格排列的傾角(°)”一欄中，顯示上述2個排列方向所形成的角度的大小。

實施例1的蜂窩結構體的隔壁的氣孔率為35％。隔壁的氣孔率的測定值是由micromeritics公司制造的autopore9500(商品名)測定的值。隔壁的氣孔率的值顯示于表2的“隔壁的氣孔率(％)”一欄。

此外，對于實施例1的蜂窩結構體，按照如下方法進行“等靜壓強度評價”。評價結果記載于表2的“強度評價(相對評價)”一欄。

(等靜壓強度評價)

等靜壓(isostatic)強度的測定是基于社團法人汽車技術協會發行的汽車標準(jaso標準)的m505-87中規定的等靜壓破壞強度試驗來進行的。等靜壓破壞強度試驗是將蜂窩結構體放入橡膠的筒狀容器中，蓋上鋁制板，在水中進行等靜壓壓縮的試驗。即，等靜壓破壞強度試驗是模擬了蜂窩結構體被罐體把持外周面時的壓縮負荷載荷的試驗。由該等靜壓破壞強度試驗所測定的等靜壓強度，用蜂窩結構體破壞時的加壓壓力值(mpa)來表示。本實施例中的等靜壓強度評價中，將比較例1、7、11的蜂窩結構體的加壓壓力值(mpa)作為基準，與作為評價對象的蜂窩結構體的加壓壓力值(mpa)進行比較來進行相對評價。需說明的是，實施例1～23和比較例2～6以比較例1為基準。實施例24～36和比較例8～10以比較例7為基準。實施例37～44和比較例12～14以比較例11為基準。評價的判定基準如下所示。

評價a：等靜壓強度相對于基準提高超過30％時，將其評價記為“優”。

評價b：等靜壓強度與基準同等(±30％以內)時，將其評價記為“良”。

評價c：等靜壓強度小于基準的70％時，將其評價記為“差”。

表1

表2

(實施例2～23、比較例1～6)

如表1所示改變“孔格結構的種類”和“孔格結構”，并且如表2所示改變“邊界壁的厚度”，制作實施例2～23、比較例1～6的蜂窩結構體。

對于實施例7、8、16和比較例4、5，中央孔格結構具有如表1所示的“第一中央孔格結構”和“第二中央孔格結構”。需說明的是，第一中央孔格結構在蜂窩結構部的端面中為圓形狀，其直徑為68mm。第二中央孔格結構在蜂窩結構部的端面中為圓形狀，其直徑為96mm。對于實施例7、8、16和比較例4、5，還測定了中央邊界壁的厚度。此外，基于所測定的中央邊界壁的厚度和外周壁的厚度，求出“中央邊界壁的厚度相對于外周壁的厚度的比率(％)”。“中央邊界壁的厚度相對于外周壁的厚度的比率(％)”是指中央邊界壁的厚度(mm)除以外周壁的厚度(mm)而得到的值的百分比。在表2的“邊界壁的厚度相對于外周壁的厚度的比率(％)”中的“中央邊界壁”一欄中，顯示了實施例7、8、16和比較例4、5的蜂窩結構體的“中央邊界壁的厚度相對于外周壁的厚度的比率(％)”的值。

此外，對于實施例10～16和比較例6，如表2所示改變“第一中央孔格結構的孔格排列的傾角(°)”和“第二中央孔格結構的孔格排列的傾角(°)”。

此外，對于比較例1，蜂窩結構部的整體由1種孔格結構構成。表1的“最外周孔格結構”中記載的隔壁厚度、孔格密度、孔格形狀就是比較例1的蜂窩結構部的孔格結構。

(實施例24～36、比較例7～10)

如表3所示改變“孔格結構的種類”和“孔格結構”，并且如表4所示改變“邊界壁的厚度”，制作實施例24～36、比較例7～10的蜂窩結構體。

對于實施例28、29、33和比較例9、10，中央孔格結構具有如表3所示的“第一中央孔格結構”和“第二中央孔格結構”。需說明的是，第一中央孔格結構在蜂窩結構部的端面中為圓形狀，其直徑為68mm。第二中央孔格結構在蜂窩結構部的端面中為圓形狀，其直徑為96mm。

此外，對于實施例31～33，如表4所示改變“第一中央孔格結構的孔格排列的傾角(°)”和“第二中央孔格結構的孔格排列的傾角(°)”。

對于比較例7，蜂窩結構部的整體由1種孔格結構構成。表3的“最外周孔格結構”中記載的隔壁厚度、孔格密度、孔格形狀就是比較例7的蜂窩結構部的孔格結構。

(實施例37～44、比較例11～14)

如表5所示改變“孔格結構的種類”和“孔格結構”，并且如表6所示改變“邊界壁的厚度”和“隔壁的氣孔率”，制造實施例37～44、比較例11～14的蜂窩結構體。

此外，對于實施例41～44和比較例14，如表6所示改變“第一中央孔格結構的孔格排列的傾角(°)”。

對于比較例11，蜂窩結構部的整體由1種孔格結構構成。表5的“最外周孔格結構”中記載的隔壁厚度、孔格密度、孔格形狀就是比較例11的蜂窩結構部的孔格結構。

對于實施例2～44和比較例1～14的蜂窩結構體，按照與實施例1同樣的方法進行“等靜壓強度評價”。各評價結果記載于表2、表4和表6的“強度評價(相對評價)”一欄中。

表3

表4

表5

表6

(結果)

實施例1～44的蜂窩結構體是以邊界壁的厚度比外周壁的厚度厚的方式構成的蜂窩結構體，其與作為基準的各比較例的蜂窩結構體相比，等靜壓強度高。另一方面，對于如比較例2那樣具有厚度比外周壁薄的邊界壁的蜂窩結構體、如比較例3那樣具有與外周壁的厚度相同厚度的邊界壁的蜂窩結構體而言，與比較例1的蜂窩結構體相比，等靜壓強度下降。即，最外周孔格結構和中央孔格結構為不同結構的蜂窩結構體中，如果邊界壁的厚度與外周壁的厚度為同等程度或更小，則在與作為基準的比較例1相同的加壓條件下，在邊界壁的附近產生比在比較例1產生的最大應力值更高的最大應力值。因此可知，最外周孔格結構與中央孔格結構為不同結構的蜂窩結構體中，如各比較例那樣，如果邊界壁的厚度與外周壁的厚度為同等程度或更小，則等靜壓強度下降。

此外，對于“第一中央孔格結構的孔格排列的傾角(°)”和“第二中央孔格結構的孔格排列的傾角(°)”，發現該傾角越接近45°，則其等靜壓強度越提高。

進而發現，無論是如實施例1～36那樣隔壁的氣孔率低的蜂窩結構體，還是如實施例37～44那樣隔壁的氣孔率高的蜂窩結構體，通過使邊界壁的厚度比外周壁的厚度更厚，都能夠有效地提高等靜壓強度。

產業上的利用可能性

本發明的蜂窩結構體能夠用作用于擔載對從汽油機、柴油機等排出的廢氣進行凈化的催化劑的催化劑載體、用于凈化廢氣的過濾器。