CN101076404A - 蜂窝结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蜂窝结构体。本发明的蜂窝结构体(10)是将多个具有多个贯穿孔(12)的蜂窝单元(11)通过密封材料层(14)以没有开设贯穿孔(12)的外表面(13)接合而成，该蜂窝单元(11)至少含有无机颗粒和无机纤维和/或晶须，并且与贯穿孔(12)相垂直的面的截面面积为5－50cm2，蜂窝单元(11)通过密封材料层(14)接合，且开设有贯穿孔(12)的端面整体的平面度为2.5mm以下，蜂窝单元(11)彼此的端面的高低差为2.0mm以下。根据本发明的蜂窝结构体(10)，可以通过密封材料层(14)来对施加给各个蜂窝单元(11)的热应力和振动进行缓冲，并且可以抑制端面上的破损。

Description

蜂窝结构体
技术领域
本发明涉及蜂窝结构体。
背景技术
以往，一般地，用于汽车排气净化的蜂窝催化剂为一体结构，而且通过在热膨胀性低的堇青石材质的蜂窝结构体的表面担载活性氧化铝等的高比表面积材料和铂等催化剂金属而制造的。另外，为了在贫燃发动机(lean engine)和柴油发动机那样的过氧环境下进行NOx处理，而担载了Ba等的碱土金属作为NOx吸收剂。另外，为了进一步提高净化性能，需要提高排气与催化剂贵金属以及与NOx吸收剂的接触概率。为此，需要进一步提高载体比表面积，减小贵金属颗粒的尺寸而且使贵金属颗粒高度分散。但是，单纯地仅增加活性氧化铝等的高比表面积材料的担载量，则只会招致氧化铝层的厚度增加，产生不会提高接触概率、压力损失变得过高等的不良情况，所以对蜂窝室(cell)形状、蜂窝室密度和蜂窝室壁的厚度等作出了改进(参照例如日本特开平10-263416号公报)。另一方面，作为由高比表面积材料构成的蜂窝结构体，公知有将高比表面积材料与无机纤维和无机粘结剂一起挤压成形的蜂窝结构体(参照例如日本特开平5-213681号公报)。进而，公知有下述的蜂窝结构体：为了将上述蜂窝结构体进行大型化，通过粘结层将蜂窝单元进行接合而形成的结构(参照例如DE4341159号公报)。
但是，在上述的现有技术中具有下面的问题。氧化铝等高比表面积材料由于热老化而产生烧结现象，导致比表面积降低。进而，伴随于此，所担载的铂等催化剂金属发生凝聚，粒径变大，比表面积变小。即，为了在热老化(作为催化剂载体进行使用)之后仍具有较高的比表面积，有必要在初始阶段提高其比表面积。另外，如上所述，为了进一步提高净化性能，有必要提高排气与催化剂贵金属以及与NOx吸收剂的接触概率。总之重点在于，进一步使载体高比表面积化，减小催化剂金属的颗粒，并且使催化剂金属进一步高度分散，但在日本特开平10-263416号公报那样的堇青石材质的蜂窝结构体的表面担载有活性氧化铝等高比表面积材料和铂等催化剂金属的蜂窝结构体的情况下，为了提高与排气的接触概率，虽然对蜂窝室形状、蜂窝室密度和蜂窝室壁的厚度等进行了改进，使催化剂载体高比表面积化，但即使如此，催化剂载体的比表面积也不足够大，因此，催化剂金属没有被充分地高度分散，热老化后排气净化性能不足。于是，为了补偿这种不足，可以通过大量地担载催化剂金属或通过将催化剂载体本身大型化来解决。但是，铂等贵金属非常昂贵，是有限的宝贵资源。另外，当将蜂窝结构体设置在汽车上时，由于设置空间非常有限，所以哪种方法都不能算是合适的方法。
进而，对于日本特开平5-213681号公报所公开的高比表面积材料与无机纤维和无机粘结剂一起挤压而成形的蜂窝结构体，由于基材自身由高比表面积材料形成，所以，即使作为载体也具有高比表面积，并且可以充分地高度分散催化剂金属，但为了保持基材氧化铝等的比表面积，就不能进行充分地烧结，从而导致基材的强度非常差。进而，如上所述，当将蜂窝结构体用于汽车的情况下，用于设置的空间非常有限。因此，为了提高每单位体积载体的比表面积而使用了将蜂窝室隔壁变薄等方法，但由于这样，基材的强度进一步变差。另外，氧化铝等是热膨胀率较大的材料，在烧制(预烧)时和使用时，由于热应力而容易产生裂纹。考虑到这些，在将其用于汽车时，由于使用时会将温度急剧变化产生的热应力和较大的振动等的外力施加到该蜂窝结构体，所以具有如下问题：容易破损，具有不能保持作为蜂窝结构体的形状，无法发挥作为催化剂载体的功能等。
进而，在DE4341159号公报的汽车用催化剂载体中，公开了使蜂窝单元的截面面积为200cm2以上以使蜂窝结构体大型化，但是由于受到了温度急剧变化导致的热应力以及较大的振动等，在这种情况下，使用该蜂窝结构体时，如上所述，具有容易破损，不能保持形状，无法发挥作为催化剂载体的功能的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种蜂窝结构体，该蜂窝结构体可以使催化剂成分高度分散，并且提高对于热冲击和振动的强度。
本发明的蜂窝结构体为了达到上述的目的而采用了以下方法。
即，本发明的蜂窝结构体是将多个具有多个贯穿孔的蜂窝单元通过密封材料层以未开口该贯穿孔的外表面接合而成，
上述蜂窝单元至少含有无机颗粒和无机纤维和/或晶须，并且上述蜂窝单元中的与上述贯穿孔相垂直的面的截面面积为5-50cm2，
上述蜂窝单元通过上述密封材料层而接合，开设有上述贯穿孔的端面整体的平面度为2.5mm以下，通过上述密封材料层而接合的上述蜂窝单元彼此的端面的高低差为2.0mm以下。
所谓平面度是指，蜂窝结构体的开设有贯穿孔的面中多个单元端面的整体的端面中最高的单元端面的最高点和最低的单元端面的最低点之间的差。另外，所谓蜂窝单元彼此的端面的高低差是指由密封材料层接合的2个蜂窝单元中一个单元的最高点和另一个单元的最低点之间的差、即2个单元端面的最大高低差。在该蜂窝结构体中，由于采用了多个蜂窝单元通过密封材料层接合而成的结构，所以可以提高对于热冲击和振动的强度。作为其理由可以推测为，因为在由于急剧的温度变化等而对蜂窝结构体施以温度分布的情况下，可以将各个的蜂窝单元的温度差抑制得较小。或者可以推测为，因为通过密封材料层而可以缓和热冲击和振动。另外，可以认为即使在由于热应力等而在蜂窝单元产生裂纹的情况下，该密封材料层也能防止裂纹在整个蜂窝结构体上延展，进而该密封材料层还作为蜂窝结构体的框架发挥作用，保持作为蜂窝结构体的形状，而不会失去作为催化剂载体的功能。蜂窝单元的大小为，当开设有贯穿孔的面的截面面积为5cm2以上时，则接合多个蜂窝单元的密封材料层的截面面积变小，所以担载催化剂的比表面积相对变大并且压力损失变小，当截面面积为50cm2以下时，则单元的大小不会过大，可以充分抑制产生于各蜂窝单元上的热应力。另外，通过密封材料层而接合的蜂窝单元的开设有贯穿孔的面的平面度为2.5mm以下，通过密封材料层而接合的蜂窝单元彼此的高低差为2.0mm以下，所以能够抑制通过密封材料层而接合的蜂窝单元彼此的高低差所造成的蜂窝结构体的破损。当该平面度为2.5mm以下，而且该蜂窝单元彼此的高低差为2.0mm以下时，可以抑制例如在搬运蜂窝结构体的过程中或者固定在壳体上进行使用时在高低差部分上产生破损。即，使蜂窝单元的开设有贯穿孔的面的截面面积为5-50cm2的范围内，蜂窝单元中的与贯穿孔相垂直的面的平面度为2.5mm以下，通过密封材料层而接合的蜂窝单元彼此的高低差为2.0mm以下，从而将比表面积保持得较大，同时将压力损失抑制得较小，对热应力保持足够的强度，得到较高耐久性而成为可实用的水平。因此，根据该蜂窝结构体，可以使催化剂成分高分散，并且提高对于热冲击和振动的强度。此处，所谓截面面积，当蜂窝结构体包含截面面积不同的多个蜂窝单元的时候，是指成为构成蜂窝结构体的基本单元的蜂窝单元的截面面积，一般指蜂窝单元的截面面积最大的一方。
本发明的蜂窝结构体优选为，上述蜂窝单元中的与上述贯穿孔相垂直的面的总截面面积占蜂窝结构体中的与上述贯穿孔相垂直的面的截面面积的比例为85％以上，更优选为90％以上。当该比例为85％以上时，密封材料层的截面面积变小，蜂窝单元的总截面面积变大，所以担载催化剂的比表面积相对变大，并且可以减小压力损失。另外，当该比例为90％以上时，可以进一步减小压力损失。
本发明的蜂窝结构体，还可以具有覆盖没有开设贯穿孔的外周面的涂敷材料层。这样，可以保护外周面，提高强度。
在本发明的蜂窝结构体中，上述无机颗粒可以举出选自由氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化铈、莫来石和沸石组成的组中的1种以上，其中优选氧化铝。这样可以比较容易地制作比表面积较大的蜂窝单元。
在本发明的蜂窝结构体中，上述无机纤维和上述晶须可以举出选自由氧化铝、氧化硅、碳化硅、氧化硅-氧化铝(silica alumina)、玻璃、钛酸钾和硼酸铝组成的组中的1种以上的纤维和晶须，其中优选氧化硅-氧化铝纤维。另外，上述无机纤维和上述晶须也可以具有作为蜂窝单元的加强材料的功能。这样，可以比较容易地制作出强度提高了的蜂窝单元。
在本发明的蜂窝结构体中，优选上述蜂窝单元被制造成还包括无机粘接剂。这样，即使烧成蜂窝单元的温度较低，也能得到足够的强度。作为蜂窝结构体所含的无机粘结剂，可以举出例如无机溶胶或者粘土类粘结剂等。其中，作为无机溶胶，可以举出选自例如氧化铝溶胶、氧化硅溶胶、氧化钛溶胶和水玻璃等中的1种以上的无机溶胶。作为粘土类粘结剂，可以举出选自例如陶土、高岭土、蒙脱土、多链结构型粘土(海泡石、凹凸棒石)等中的1种以上的粘土类粘结剂等。
本发明的蜂窝结构体优选担载有催化剂成分。上述催化剂成分可以含有选自贵金属、碱金属、碱土金属和氧化物中的1种以上的成分。作为贵金属可举出例如选自铂、钯、铑等中的1种以上，作为碱金属可举出例如选自钾、钠等中的1种以上，作为碱土金属可以举出例如钡等。而且，碱金属和碱土金属，作为催化剂成分只要含有即可，例如也可以为化合物(盐等)的状态。另外，作为氧化物可以举出例如选自具有钙钛矿结构的物质(LaCoO3、LaMnO3等)和CeO2等中的1种以上。作为具有钙钛矿结构的氧化物，可以举出例如钙钛矿结构(通式为ABO3)的A位为选自La、Y和Ce等中的1种以上的元素，其中优选La，通式的B位为选自Fe、Co、Ni和Mn等中的1种或者2种以上的元素的氧化物等。而且，也可以像La0.75K0.25CoO3等那样将A位的元素的一部分置换为K、Sr和Ag等。
本发明的蜂窝结构体优选用于车辆的排气净化用的催化转化器(例如三元催化剂和NOx吸收催化剂)。
附图说明
图1是蜂窝结构体10的说明图，(a)是蜂窝单元11的立体图，(b)是蜂窝结构体10的立体图；
图2是蜂窝结构体10的侧面上的平面度和单元高低差的说明图；
图3是本发明的蜂窝单元11的外表面13的SEM照片；
图4是接合了多个蜂窝单元11的实验例的说明图，(a)是实验例1的图，(b)是实验例2的图，(c)是实验例3的图，(d)是实验例4的图；
图5是接合了多个蜂窝单元11的实验例的说明图，(a)是实验例5的图，(b)是实验例6的图，(c)是实验例7的图；
图6是振动装置20的说明图，(a)是主视图，(b)是侧视图；
图7是压力损失测量装置40的说明图；
图8是平面度测定的说明图，(a)是虚拟基准点的设定，(b)是XY轴的设定图；
图9是表示蜂窝单元的截面面积和重量减少率以及压力损失之间的关系的图；
图10是表示单元面积比例和重量减少率以及压力损失之间的关系的图；
图11是表示氧化硅-氧化铝纤维的长径比与重量减少率的关系的图；
图12是表示平面度和气体流通后的重量减少率的关系的图。
图13是表示单元高低差和气体流通后的重量减少率的关系的图。
具体实施方式
下面，使用附图说明用于实施本发明的最佳实施方式。
首先，说明本实施方式的蜂窝结构体。图1是本实施方式的蜂窝结构体10的说明图，(a)是蜂窝单元11的立体图，(b)是蜂窝结构体10的立体图。该蜂窝结构体10是构成为具有如下功能的催化转化器用的蜂窝结构体，即具有对发动机的排气中的有害物质(例如烃HC、一氧化碳CO、氮氧化物NOx等)进行净化的功能。该蜂窝结构体10具有：多个蜂窝单元11，其具有沿纵长方向并列的多个贯穿孔12；密封材料层14，其将蜂窝单元11以没有开设贯穿孔12的外表面13进行接合；和涂敷材料层16，其覆盖由密封材料层14所接合的多个蜂窝单元11中的没有开设贯穿孔12的外周面。此处，蜂窝单元11具有长方体形状的基本单元11a和被切削成长方体形状的角成为曲面的变形单元11b。其中，基本单元11a在蜂窝结构体10的中心配置成纵向2个、横向2个，相邻的基本单元11a的外表面13彼此通过密封材料层14而接合。另外，变形单元11b配置在布置成纵向2个、横向2个的基本单元11a的周围，相邻的变形单元11b的外表面13彼此、或者相邻的变形单元11b和基本单元11a的外表面13彼此通过密封材料层14而接合。这样地，基本单元11a和变形单元11b接合而使蜂窝结构体10的外形形成为圆柱形。而且，构成蜂窝结构体10的基本单元11a和变形单元11b的数量根据蜂窝结构体10和蜂窝单元11的大小而可以为任意数量。另外，蜂窝结构体10的外形可以为任意形状、大小，例如也可以为棱柱状或者椭圆柱状。
蜂窝结构体10的每单位体积的比表面积优选为28000m2/L以上，更优选为35000m2/L以上，最优选为38000m2/L。另外，如果考虑催化剂的分散的界限，则优选为每单位体积的比表面积满足70000m2/L以下。该每单位体积的比表面积按如下计算：根据蜂窝单元10的在BET比表面积测量下的每单位重量的比表面积，来计算蜂窝单元的每单位体积的比表面积，再乘以蜂窝单元10的体积占蜂窝结构体20的整体体积的比例。即，由于密封材料层26是几乎不对排气净化做出贡献的部分，所以排除该密封材料层26的体积来求出蜂窝结构体20的每体积的比表面积。该每单位体积的比表面积可以通过后述的算式(1)求出。
蜂窝结构体10形成为：由密封材料层14所接合的蜂窝单元11的开设有贯穿孔12的面的平面度(下面简称为平面度)为2.5mm以下，由密封材料层14所接合的蜂窝单元11彼此的高低差(以下称为单元高低差)为2.0mm以下。如果该平面度为2.5mm以下，而且该蜂窝单元彼此的高低差为2.0mm以下，则可以抑制例如在搬运蜂窝结构体过程中或者固定于金属壳体上进行使用时在高低差部分上产生破损。图2是从侧面观察蜂窝结构体10时的平面度和单元高低差的说明图。而且，图2中的蜂窝结构体10为了方便说明而夸张地予以表现。在本说明书中，所谓平面度是指，蜂窝结构体10的开设有贯穿孔12的端面中最高点和最低点之间的差。例如，在图2中，蜂窝单元B的最高点和蜂窝单元D的最低点的差L为平面度。另外，所谓蜂窝单元彼此的高低差(单元高低差)是指，由密封材料层接合的2个蜂窝单元中一个单元的端面的最高点和另一个单元的端面的最低点之间的差，即，是指2个单元的端面中最大的高低差。例如，在图2中，蜂窝单元A和蜂窝单元B的单元高低差为X，蜂窝单元B和蜂窝单元C的单元高低差为Y，蜂窝单元C和蜂窝单元D的单元高低差为Z。该平面度进一步优选为2.0mm以下，最优选为1.0mm以下。另外，单元高低差进一步优选为1.0mm以下，最优选为0.5mm以下。
构成该蜂窝结构体10的蜂窝单元11以开设有贯穿孔12的面的截面面积为5-50cm2而形成。当该截面面积为5cm2以上时，由于将多个蜂窝单元11接合的密封材料层14的截面面积变小，所以担载催化剂的比表面积相对变大并且压力损失变小，当截面面积为50cm2以下时，则单元的大小不会过大，可以充分抑制产生于各蜂窝单元上的热应力。当截面面积为5-50cm2的范围内时，可以调整密封材料层占蜂窝结构体的比例。由此，可以将蜂窝结构体的每单位体积的比表面积保持得较大，能够使催化剂成分高度分散，并且即使施加了热冲击和振动等的外力，也可以保持作为蜂窝结构体的形状。而且，从压力损失变小的角度来考虑也优选截面面积为5cm2以上。
蜂窝单元11的形状优选为使蜂窝单元11彼此容易地接合的形状，开设有贯穿孔12的面的截面还可以为正方形、长方形、六边形和扇形。蜂窝单元11在图1(a)中具有多个从近前侧朝向进深侧的贯穿孔12，并且具备不具有贯穿孔12的外表面13。贯穿孔12彼此之间的蜂窝室壁的厚度优选为0.05-0.35mm的范围，进一步优选为0.10-0.30mm的范围，最优选为0.15-0.25mm的范围。这是因为，当蜂窝室壁的厚度为0.05mm以上时，则蜂窝单元11的强度提高，当蜂窝室壁的厚度为0.35mm以下时，则由于与排气的接触面积变大所以催化性能提高。另外，每单位截面面积的贯穿孔的数量优选为15.5-186个/cm2(100-1200cpsi)，进一步优选为46.5-170.5个/cm2(300-1100cpsi)，最优选为62.0-155个/cm2(400-1000cpsi)。这是因为贯穿孔的数量为15.5个/cm2以上时，蜂窝单元11内部的与排气接触的壁的面积变大，当为186个/cm2以下时，压力损失降低，易于制作蜂窝单元11。形成于蜂窝单元上的贯穿孔的形状也可以是截面为大致三角形或者大致六边形。
该蜂窝单元11包含作为无机颗粒的氧化铝和作为无机纤维的氧化硅-氧化铝纤维和作为无机粘结剂的氧化硅溶胶源的氧化硅。而且，蜂窝单元11所包含的无机颗粒也可以为例如氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化铈、莫来石和沸石等。蜂窝结构体10所包含的无机颗粒的量优选为30-97重量％，进一步优选为30-90重量％，更加优选为40-80重量％，最优选为50-75重量％。由于当无机颗粒的含量为30重量％以上时，可以相对增多有助于提高比表面积的无机颗粒的量，所以可以增大蜂窝结构体的比表面积，并且当担载催化剂成分时可以使催化剂成分高度分散；由于当无机颗粒的含量为90重量％以下时，可以相对增多有助于提高强度的无机纤维的量，所以可以提高蜂窝结构体的强度。
蜂窝单元11所包含的无机纤维除了氧化铝之外，还可以是例如氧化硅、碳化硅、玻璃、钛酸钾和硼酸铝等无机纤维，也可以是它们的晶须等。蜂窝结构体10所包含的无机纤维的量优选为3-70重量％，进一步优选为3-50重量％，更加优选为5-40重量％，最优选为8-30重量％。由于当无机纤维的含量为3重量％以上时，可以提高蜂窝结构体的强度；由于当无机纤维的含量为50重量％以下时，可以相对增多有助于提高比表面积的无机颗粒等的量，所以可以增大蜂窝结构体的比表面积，并且在担载催化剂成分时使催化剂成分高度分散。另外，无机纤维和晶须的长径比优选为2-1000，进一步优选为5-800，最优选为10-500。当无机纤维和晶须的长径比为2以上时，可以提高蜂窝结构体10的强度；当无机纤维和晶须的长径比为1000以下时，在成型时难以堵塞成型用模具等而易于成型。此处，当无机纤维和晶须的长径比存在分布时，还可取其平均值。
作为制造时蜂窝结构体11中所包含的无机粘结剂，例如可以举出无机溶胶和粘土类粘结剂等。其中，无机溶胶也可以是例如氧化铝溶胶、氧化钛溶胶和水玻璃等。粘土类粘结剂也可以是例如陶土、高岭土、蒙脱土、多链结构型粘土(海泡石、凹凸棒石)等。而且，氧化铝溶胶、氧化硅溶胶和水玻璃、氧化钛溶胶通过其后的处理分别成为氧化铝、氧化硅、氧化钛等。蜂窝结构体10所包含的无机粘结剂的量，作为蜂窝结构体10所含的固体成分，优选为50重量％以下，进一步优选为5-50重量％，更加优选为10-40重量％，最优选为15-35重量％。当无机粘结剂的含量为50重量％以下时，可以提高成型性。而且，蜂窝结构体10也可以不包含无机粘结剂。
接着，说明上述的本发明的蜂窝结构体10的制造方法的一个例子。首先，使用以上述的无机颗粒和无机纤维和/或晶须以及无机粘结剂为主要成分的原料膏进行挤压成形等，制作蜂窝单元成形体。除了上述以外，还可以在原料膏中按照成形性而适当地加入分散介质和成形助剂。作为有机粘结剂，例如可以举出选自甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙二醇、酚醛树脂和环氧树脂中的1种或2种以上的有机粘结剂。相对于无机颗粒和无机纤维和/或晶须和无机粘结剂的合计量为100重量份，有机粘结剂的配合量优选为1-10重量％。作为分散介质，可以举出例如水、有机溶剂(苯等)和醇(甲醇等)等。作为成形助剂可以举出例如乙二醇、糊精、脂肪酸、脂肪酸皂和多元醇。
原料膏优选进行混合和混炼，例如可以使用搅拌机或粉碎机等进行混合，也可以使用混砂机等充分进行混炼。将原料膏进行成形的方法优选为，例如通过挤压成形等而成形为具有贯穿孔的形状。此时成形为：开设有贯穿孔12的面的截面面积为5-50cm2。而且，成形形状可以为任意的形状，但优选为棱柱状等。
接着，优选对所得到的成形体进行干燥。用于干燥的干燥机可以举出例如微波干燥机、热风干燥机、电介质干燥机、减压干燥机、真空干燥机和冷冻干燥机等。另外，优选对所得到的成形体进行脱脂。进行脱脂的条件根据成形体所包含的有机物的种类和量来适当选择，优选为在大约400℃下进行2hr。优选进一步对所得到的成形体进行烧制。作为烧制条件，并没有特别的限定，但优选为600-1200℃，进一步优选为600-1000℃。其理由在于，当烧制温度为600℃以上时，可以进行无机颗粒等的烧结，可以提高蜂窝结构体10的强度；当烧制温度为1200℃以下时，不会过于进行无机颗粒等的烧结，可以抑制每单位体积的比表面积减小，能够使担载的催化剂成分充分地进行高度分散。经过这些工序，可以得到具有多个贯穿孔的蜂窝单元11。
接着，可以在所得到的蜂窝单元11上涂敷作为密封材料层14的密封材料膏来依次接合蜂窝单元11，之后进行干燥，使它们固定，从而制作出预定大小的蜂窝单元接合体。在接合蜂窝单元11时，优选选择单元长度大致相同的单元进行接合。这样，易于使蜂窝结构体10的两端的平面度为2.5mm以下。另外，在接合蜂窝单元11时，可以使蜂窝单元11一面对齐并用密封材料膏进行接合，以便在蜂窝单元11彼此之间不会产生高低差。这样，例如可以在排气的上游侧配置平面度为2.5mm以下、单元高低差为2.0mm以下的端面，抑制使用之中的蜂窝结构体10的破损。作为密封材料，可以使用例如混合了上述的无机粘结剂和无机颗粒的材料、混合了无机粘结剂和无机纤维的材料、混合了无机粘结剂和无机颗粒以及无机纤维的材料等。另外，也可以在这些密封材料中添加有机粘结剂。作为有机粘结剂，例如可以举出选自聚乙烯醇、甲基纤维素、乙基纤维素和羧甲基纤维素等中的1种或2种以上的有机粘结剂。
使蜂窝单元11接合的密封材料层14的厚度优选为0.5-2mm。这是因为，当密封材料层14的厚度为0.5mm以上时，能够得到足够的接合强度。另外，由于密封材料层14是不作为催化剂载体发挥作用的部分，所以当密封材料层14的厚度为2mm以下时，可以抑制蜂窝结构体10的每单位体积的比表面积的下降，所以可以在担载催化剂成分时使其充分地高度分散。另外，当密封材料层14的厚度为2mm以下时，压力损失变小。而且，进行接合的蜂窝单元11的数量根据作为蜂窝催化剂使用的蜂窝结构体10的大小来适当确定即可。另外，将蜂窝单元11用密封材料接合而成的接合体，也可以按照蜂窝结构体10的大小来适当进行切断/研磨等。而且，此处，在接合蜂窝单元11的时候，使平面度为2.5mm以下，单元高低差为2.0mm以下，但也可以在接合蜂窝单元11之后使用金刚石切断器等的切断机将至少一个端面切断，或者使用研磨装置等进行研磨，从而形成为平面度为2.5mm以下，单元高低差为2.0mm以下。
也可以在蜂窝结构体10的没有开设贯穿孔12的外周面(侧面)上涂布、干燥涂敷材料而使该涂敷材料固定，来形成涂敷材料层16。这样就可以保护外周面且可以提高强度。涂敷材料例如可以由与密封材料相同的材料来构成，也可以由不同于密封材料的材料来构成。另外，涂敷材料可以是与密封材料相同的配合比，也可以是不同的配合比。涂敷材料层16的厚度优选为0.1-2mm。当为0.1mm以上时，可以保护外周面，提高强度；当涂敷材料层16的厚度为2mm以下时，作为蜂窝结构体10的每单位体积的比表面积不会下降，可以在担载催化剂成分时使其充分地高度分散。
使多个蜂窝单元11通过密封材料进行了接合之后(其中，设置涂敷材料层16的情况下，在形成了涂敷材料层16之后)，优选进行预烧。这是因为，这样的话，当在密封材料、涂敷材料中含有有机粘结剂时等，能够使其脱脂除去。预烧的条件可以根据所含的有机物的种类和数量来适当决定，但优选为在大约700℃下进行2hr。这样可以得到图1(b)所示的蜂窝结构体10。该蜂窝结构体10是这样的结构：通过密封材料层14来接合蜂窝单元11，切断为圆柱状之后，用涂敷材料层16覆盖蜂窝结构体10的没有开设贯穿孔12的外周面。而且，也可以将蜂窝单元11成形为例如截面是扇形的形状或截面是正方形的形状，并使这些蜂窝单元11接合而形成预定的蜂窝结构体的形状(在图1(b)中为圆柱状)，从而省略切断、研磨工序。
所得到的蜂窝结构体10的用途优选用作车辆的排气净化用的催化转化器的催化剂载体。另外，也可以在蜂窝结构体10上担载催化剂成分而作为蜂窝催化剂。作为催化剂成分，例如可以为贵金属、碱金属、碱土金属、氧化物等。作为贵金属，可举出例如选自铂、钯、铑中的1种以上；作为碱金属，可举出例如选自钾、钠等中的1种以上；作为碱土金属，可以举出例如钡等；作为氧化物，可以举出钙钛矿(La0.75K0.25MnO3等)和CeO2等。而且，碱金属和碱土金属，作为催化剂成分只要含有即可，例如也可以为化合物(盐等)的状态。所得到的蜂窝催化剂可以用作例如汽车的废气净化用的催化转化器(三元催化剂和NOx吸收催化剂)。而且，催化剂成分的担载可以在制作了蜂窝结构体之后进行担载，也可以在原料的无机颗粒的阶段进行担载。催化剂成分的担载方法还可以例如使用浸渍法等来进行。
此处，在用作柴油发动机的排气净化用的催化剂载体的情况下，有时并用柴油颗粒过滤器(DPF)，该DPF具有碳化硅等的蜂窝结构，并具有将排气中的颗粒状物质(PM)过滤后进行燃烧净化的功能，但此时蜂窝结构体10和DPF的位置关系是，蜂窝结构体10在前侧在后侧都可以。在蜂窝结构体10设置在前侧的情况下，蜂窝结构体10在表示伴随有放热的反应时，将热量传递给后侧的DPF，从而可以促进DPF再生时的升温。另外，在蜂窝结构体10设置在后侧的情况下，由于排气中的PM通过DPF被过滤，然后穿过本发明的蜂窝结构体的贯穿孔，所以不易产生堵塞，进而，对于在DPF中在燃烧PM时由于不完全燃烧而产生的气体成分，也可以使用蜂窝结构体10进行处理。而且，该蜂窝结构体10当然可以应用于上述技术背景中所述的用途等，而且没有特别限制也可以应用于不担载催化剂成分而进行使用的用途(例如吸附气体成分或液体成分的吸附材料等)。
根据以上详细叙述的本实施方式的蜂窝结构体10，由于形成为蜂窝单元11中的与贯穿孔12相垂直的面的截面面积为5-50cm2，蜂窝结构体10的端面整体的平面度为2.5mm以下，单元高低差为2.0mm以下，所以可以使催化剂成分高度分散，并且提高对于热冲击和振动的强度。
实施例
接着，使用实验例说明本发明的实施例。下面说明在各种条件下制作的蜂窝结构体的实验例，但本发明不受这些实验例的任何限定。
[实验例1]
首先，将作为无机颗粒的γ氧化铝颗粒(平均粒径：2μm)40重量％，作为无机纤维的氧化硅-氧化铝纤维(平均纤维直径：10μm、平均纤维长度：100μm、长径比：10)10重量％，作为无机粘结剂的氧化硅溶胶(固体浓度：30重量％)50重量％进行混合，对所得到的混合物100重量份添加甲基纤维素6重量份作为有机粘结剂以及少量的可塑剂和润滑剂，来进一步混合和混炼，得到混合组合物。接着，通过挤压成形机对该混合组合物进行挤压成形，从而得到粗制成形体。
然后，使用微波干燥机和热风干燥机来使粗制成形体充分干燥，在400℃下保持2hr以进行脱脂。之后，在800℃保持2hr以进行烧制，从而得到如下所述的蜂窝单元11：棱柱状(34.3mm×34.3mm×150mm)、蜂窝室密度为93个/cm2(600cpsi)、蜂窝室壁的厚度为0.2mm，蜂窝室形状为四边形(正方形)。图3示出了该蜂窝单元11的外表面13的电子显微镜(SEM)照片。可知在该蜂窝单元11中，氧化硅-氧化铝纤维沿着原料膏的挤压方向进行定向。
接着，将γ氧化铝颗粒(平均粒径：2μm)29重量％，氧化硅-氧化铝纤维(平均纤维直径：10μm、平均纤维长度：100μm)7重量％，氧化硅溶胶(固体浓度：30重量％)34重量％、羧甲基纤维素5重量％和水25重量％进行混合，来作为耐热性的密封材料膏。使用该密封材料膏将蜂窝单元11接合。图4(a)示出了从具有贯穿孔的面(作为正面。以下相同。)所观察到的使多个蜂窝单元11接合起来的接合体。该接合体是这样形成的：在上述的蜂窝单元11的外表面13上涂敷密封材料膏以使密封材料层14的厚度为1mm，并将多个密封单元11接合并固定。这样地制作接合体，以接合体的正面大致为点对称的方式使用金刚石切断器将该接合体切断为圆柱体，在不具有贯穿孔的圆形外表面上以0.5mm厚度涂敷上述的密封材料膏，以对外表面进行涂敷。之后，在120℃下进行干燥，在700℃保持2hr进行密封材料层和涂敷材料层的脱脂，得到圆柱状(直径143.8mmφ×高度150mm)的蜂窝结构体10。表1表示将该蜂窝结构体10的如下各数值等进行了汇总的内容：无机颗粒成分、单元形状、单元截面面积、单元面积比例(是指蜂窝单元的总截面面积占蜂窝结构体的截面面积的比例。下面相同。)、密封材料层面积比例(是指密封材料层和涂敷材料层的总截面面积占蜂窝结构体的截面面积的比例。下面相同。)等。该表1汇总地表示后述的实验例2-29的相关内容。表1所示的所有样品中，无机纤维是氧化硅-氧化铝纤维(平均纤维直径：10μm、平均纤维长度：100μm，长径比：10)，无机粘结剂为氧化硅溶胶(固体浓度：30重量％)。
表1
  样品1)   无机颗粒   单元形状cm   单元截面面积cm2   单元面积比例％   密封材料层2)面积比例％
  实验例1实验例2实验例3实验例4实验例5实验例6实验例7   氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝   3.43cm棱2.00cm棱2.24cm棱7.09cm扇7.10cm棱7.41cm棱一体物   11.84.05.039.550.055.0162.0   93.589.790.296.995.595.6100.0   6.510.39.83.14.54.40
  实验例8实验例9实验例10实验例11实验例12实验例13实验例14   氧化钛氧化钛氧化钛氧化钛氧化钛氧化钛氧化钛   3.43cm棱2.00cm棱2.24cm棱7.09cm扇7.10cm棱7.41cm棱一体物   11.84.05.039.550.055.0162.0   93.589.790.296.995.595.6100.0   6.510.39.83.14.54.40
  实验例15实验例16实验例17实验例18实验例19实验例20实验例21   氧化硅氧化硅氧化硅氧化硅氧化硅氧化硅氧化硅   3.43cm棱2.00cm棱2.24cm棱7.09cm扇7.10cm棱7.41cm棱一体物   11.84.05.039.550.055.0162.0   93.589.790.296.995.595.6100.0   6.510.39.83.14.54.40
  实验例22实验例23实验例24实验例25实验例26实验例27实验例28   氧化锆氧化锆氧化锆氧化锆氧化锆氧化锆氧化锆   3.43cm棱2.00cm棱2.24cm棱7.09cm扇7.10cm棱7.41cm棱一体物   11.84.05.039.550.055.0162.0   93.589.790.296.995.595.6100.0   6.510.39.83.14.54.40
  实验例29   堇青石+氧化铝   一体物   162.0   100.0   0
1)无机纤维＝氧化硅-氧化铝纤维(直径：10μm、长度：100μm，长径比：10)
2)包含涂敷材料层的面积
[实验例2-7]
除了成为表1所示的形状之外，与实验例1同样地制作蜂窝结构体10。图4(b)、(c)、(d)分别表示实验例2、3、4的接合体的形状，图5(a)、(b)、(c)分别表示实验例5、6、7的接合体的形状。由于实验例7是一体成形蜂窝结构体10的结构，所以没有进行接合工序和切断工序。
[实验例8-14]
除了将无机颗粒定为氧化钛颗粒(平均粒径：2μm)并成为表1所示的形状之外，与实验例1同样地制作蜂窝单元11，接着，除了将密封材料层和涂敷材料层的无机颗粒定为氧化钛颗粒(平均粒径：2μm)之外，与实验例1同样地制作蜂窝结构体10。而且，实验例8-11的接合体的形状分别与图4(a)-(d)相同，实验例12-14的接合体的形状分别与图5(a)-(c)相同。另外，实验例14是一体成形蜂窝结构体10的结构。
[实验例15-21]
除了将无机颗粒定为氧化硅颗粒(平均粒径：2μm)并成为表1所示的形状之外，与实验例1同样地制作蜂窝单元11，接着，除了将密封材料层和涂敷材料层的无机颗粒定为氧化硅颗粒(平均粒径：2μm)之外，与实验例1同样地制作蜂窝结构体10。而且，实验例15-18的接合体的形状分别与图4(a)-(d)相同，实验例19-21的接合体的形状分别与图5(a)-(c)相同。另外，实验例21是一体成形蜂窝结构体10的结构。
[实验例22-28]
除了将无机颗粒定为氧化锆颗粒(平均粒径：2μm)并成为表1所示的形状之外，与实验例1同样地制作蜂窝单元11，接着，除了将密封材料层和涂敷材料层的无机颗粒定为氧化锆颗粒(平均粒径：2μm)之外，与实验例1同样地制作蜂窝结构体10。而且，实验例22-25的接合体的形状分别与图4(a)-(d)相同，实验例26-28的接合体的形状分别与图5(a)-(c)相同。另外，实验例28是一体成形蜂窝结构体10的结构。
[实验例29]
在贯穿孔内部形成作为催化剂担载层的氧化铝。将市售的圆柱状(直径143.8mmφ×高度150mm)的堇青石蜂窝结构体10作为实验例29。而且，蜂窝室形状为六边形，蜂窝室密度为62个/cm2(400cpsi)，蜂窝室壁的厚度为0.18mm。而且，从正面观察到的蜂窝结构体的形状与图5(c)相同。
[实验例30-34]
除了使用表2所示的形状的氧化硅-氧化铝纤维作为无机纤维之外，与实验例1同样地制作蜂窝单元11，接着，除了使密封材料层14和涂敷材料层16的氧化硅-氧化铝纤维为与蜂窝单元11相同的氧化硅-氧化铝纤维之外，与实验例1同样地制作蜂窝结构体10。表2表示将实验例30-34的无机纤维(种类、直径、长度、长径比、粒径)、单元形状和单元截面面积等的各数值等汇总的内容。表2所示的所有样品中，无机颗粒是γ氧化铝颗粒，无机粘结剂为氧化硅溶胶(固体浓度：30重量％)，单元面积比例为93.5％，密封材料层面积比例为6.5％。而且，实验例30-34的接合体的形状与图4(a)相同。
表2
  样品1)   种类   无机纤维   长径比   单元形状cm   单元截面面积2)cm2
  直径μm   长度μm
  实验例1实验例30实验例31实验例32实验例33实验例34   氧化硅-氧化铝纤维氧化硅-氧化铝纤维氧化硅-氧化铝纤维氧化硅-氧化铝纤维氧化硅-氧化铝纤维氧化硅-氧化铝纤维   10510101010   100502050001000020000   1010250010002000   3.43cm棱3.43cm棱3.43cm棱3.43cm棱3.43cm棱3.43cm棱   11.811.811.811.811.811.8
1)无机颗粒＝γ氧化铝颗粒
2)单元面积比例＝93.5％
密封材料层+涂敷材料层的面积比例＝6.5％
[实验例35-38]
如表3所示，除了改变了蜂窝单元11的截面面积和使蜂窝单元11接合的密封材料层的厚度之外，与实验例1同样地制作蜂窝结构体10。表3表示将实验例35-42的蜂窝结构体10的如下各数值等进行了汇总的内容：无机粘结剂的种类、单元截面面积、密封材料层的厚度、单元面积比例、密封材料层面积比例和蜂窝单元11的烧制温度。表3所示的所有样品中，无机颗粒是γ氧化铝颗粒(平均粒径：2μm)，无机纤维为氧化硅-氧化铝纤维(平均纤维直径：10μm、平均纤维长度：100μm、长径比：10)。而且，实验例35-36的接合体的形状与图4(a)相同，实验例37-38的接合体的形状与图4(c)相同。
表3
  样品1)   无机粘结剂的种类   单元截面面积cm2   密封材料层的厚度mm   单元面积比例％   密封材料层2)面积比例％   烧制温度℃
  实验例35实验例36实验例37实验例38   氧化硅溶胶氧化硅溶胶氧化硅溶胶氧化硅溶胶   11.811.85.05.0   2.03.02.01.5   89.384.883.586.8   10.715.216.513.2   800800800800
  实验例39实验例40实验例41   氧化铝溶胶海泡石凹凸棒石   11.811.811.8   1.01.01.0   93.593.593.5   6.56.56.5   800800800
  实验例42   -   11.8   1.0   93.5   6.5   1000
1)无机颗粒＝γ氧化铝颗粒；
无机纤维＝氧化硅-氧化铝纤维(直径：10μm、长度：100μm、长径比：10)
2)包含涂敷材料层的面积
[实验例39]
如表3所示，除了使无机粘结剂为氧化铝溶胶(固体浓度：30重量％)之外，与实验例1同样地制作蜂窝结构体10。
[实验例40-41]
如表3所示，除了使无机粘结剂为海泡石和凹凸棒石之外，与实验例1同样地制作蜂窝结构体10。具体而言，混合γ氧化铝颗粒(平均粒径：2μm)40重量％、氧化硅-氧化铝纤维(平均纤维直径：10μm、平均纤维长度：100μm、长径比：10)10重量％、无机粘结剂15重量％和水35重量％，与实验例1同样地添加有机粘结剂、可塑剂和润滑剂进行成形、烧制，从而得到蜂窝单元11。接着，通过与实验例1同样的密封材料膏而接合多个该蜂窝单元11，与实验例1同样地切断该接合体，形成涂敷材料层16，从而得到圆柱状(直径143.8mmφ×高度150mm)的蜂窝结构体10。
[实验例42]
如表3所示，除了没有混合无机粘结剂之外，与实验例1同样地制作蜂窝结构体10。具体而言，混合γ氧化铝颗粒(平均粒径：2μm)50重量％、氧化硅-氧化铝纤维(平均纤维直径：10μm、平均纤维长度：100μm、长径比：10)15重量％和水35重量％，与实验例1同样地添加有机粘结剂、可塑剂和润滑剂进行成形，在1000℃下烧制该成形体，从而得到蜂窝单元11。接着，通过与实验例1同样的密封材料膏而接合多个该蜂窝单元11，与实验例1同样地切断该接合体，形成涂敷材料层16，从而制作圆柱状(直径143.8mmφ×高度150mm)的蜂窝结构体10。而且，实验例39-42的接合体的形状都与图4(a)相同。
[实验例43-49]
除了使平面度和单元高低差发生变化之外，与实验例1同样地制作了蜂窝结构体10。表4表示将该蜂窝结构体10的单元形状、单元截面面积、密封材料层面积比例、平面度和单元高低差等的各数值等进行汇总的表。该表4汇总地表示实验例1-3、5、6的相关内容。表4中，单元高低差表示各蜂窝结构体10中的高低差的最大值。表4所示的所有样品中，无机纤维为氧化硅-氧化铝纤维(平均纤维直径10μm、平均纤维长度100μm、长径比为10)，无机粘结剂是氧化硅溶胶(固体浓度为30重量％)。而且，实验例43-49的接合体的形状都与图4(a)相同。
表4
  样品1)   单元形状cm   单元截面面积cm2   单元面积比例％   密封材料层2)面积比例％  平面度Lmm   单元高低差3)mm
  实验例1实验例2实验例3实验例5实验例6   3.43cm棱2.00cm棱2.24cm棱7.10cm棱7.41cm棱   11.84.05.050.055.0   93.589.790.295.595.6   6.510.39.84.54.4  0.50.50.50.50.5   0.20.20.20.50.5
  实验例43实验例44实验例45实验例46实验例47实验例48实验例49   3.43cm棱3.43cm棱3.43cm棱3.43cm棱3.43cm棱3.43cm棱3.43cm棱   11.811.811.811.811.811.811.8   93.593.593.593.593.593.593.5   6.56.56.56.56.56.56.5  1.52.02.52.52.53.03.0   0.51.01.02.02.52.02.5
1)无机颗粒＝γ氧化铝颗粒；
无机纤维＝氧化硅-氧化铝纤维(直径：10μm、长度：100μm、长径比：10)
2)包含涂敷材料层的面积
3)所接合的蜂窝单元彼此的高低差中最大的高低差
[比表面积测定]
进行实验例1-49的蜂窝单元11的比表面积测定。首先，实际测定蜂窝单元11和密封材料的体积，计算单元的材料占蜂窝结构体的体积的比例A(体积％)。接着，测定蜂窝单元11的每单位重量的BET比表面积B(m2/g)。BET比表面积是使用BET测定装置(岛津制作所制Micromeritics Flowsorb II-2300)，按照日本工业标准所规定的JIS-R-1626(1996)通过一点法来测定。在测定中，使用了切取为圆柱形状的小片(直径15mmφ×高度15mm)的样品。然后，根据蜂窝单元11的重量和外形的体积来计算蜂窝单元11的表观密度C(g/L)，根据下式(1)求出蜂窝结构体的每单位体积的比表面积S(m2/L)。而且，此处的蜂窝结构体的比表面积是指蜂窝结构体的每表观体积的比表面积。
S(m2/L)＝(A/100)×B×C；式(1)
[热冲击/振动重复试验]
进行实验例1-49的蜂窝结构体的热冲击/振动重复试验。热冲击试验是将由氧化铝纤维构成的绝热材料的氧化铝垫(三菱化学制MAFTEC、46.5cm×15cm，厚度为6mm)卷绕在蜂窝结构体的外周面上，在放入金属壳体21的状态下投入设定为600℃的烧制炉内，加热10分钟，从烧制炉取出，急速冷却到室温。接着，在将蜂窝结构体放入该金属壳体内的状态下直接进行振动试验。图6是用于振动试验的振动装置20的说明图，(a)是主视图，(b)是侧视图。将放入有蜂窝结构体的金属壳体21放置在底座22上，通过螺钉24旋紧大致U字状的固定器具23而固定金属壳体21。于是，金属壳体21在与底座22和固定器具23成为一体的状态下进行振动。振动试验在频率160Hz、加速度30G、振幅0.58mm、保持时间10h、室温、振动方向为Z轴方向(上下)的条件下进行。分别交替反复进行10次该热冲击试验和振动试验，测量试验前的蜂窝结构体的重量TO和试验后的重量Ti，使用下式(2)求出重量减少率G。
G(重量％)＝100×(TO-Ti)/TO；式(2)
[压力损失测量]
进行实验例1-49的蜂窝结构体的压力损失测量。图7表示压力损失测量装置40。测量方法为：将缠绕氧化铝垫的蜂窝结构体放入金属外壳中，将上述放入金属外壳的蜂窝结构体配置于2L的共轨式柴油发动机的排气管中，在蜂窝结构体的前后安装压力计来进行测定。而且，测量条件设定为：发动机转速1500rpm、扭矩50Nm，测量自运转开始5分钟之后的压差。
[平面度/单元高低差测定]
进行了实验例1-3、5、6、43-49的平面度和单元高低差测定。平面度参考JIS-B0621(1984)，使用ミツトヨ(日本三丰)制三维测定器(FALCIO916)，使用TP2作为探针56进行测定。图8是平面度测定的说明图，(a)是虚拟基准点的设定，(b)是XY轴的设定。具体说明测定方法。首先，在固定了蜂窝结构体10之后，在蜂窝结构体10的端面上，使用探针56进行4点平面测定以设定虚拟基准点(图8(a))，设定该端面的XY轴的原点O(图8(b))，从该原点O向X轴方向和Y轴方向使探针56进行扫描并在任意的点进行测定，根据测定到的端面上最高点和最低点的值的差来求出平面度。而且，通过解析所测定的点是蜂窝结构体10的哪个蜂窝单元11的点，从而求出单元高低差。
[气体流通后的重量减少率测定]
进行了实验例1-3、5、6、43-49的蜂窝结构体的气体流通后的重量减少率测定试验。该试验是这样的试验：使用图7所示的压力损失测定装置40，在使排气进行了规定时间流通之后，测定蜂窝结构体10的重量变化。测定方法为：在2L的共轨式柴油发动机的排气管上配置有固定于金属壳体上的卷绕了氧化铝垫的蜂窝结构体，并使蜂窝结构体的测定平面度的端面位于排气的上游。测定条件设定为发动机转速3000rpm、扭矩50Nm，在该测定条件下使发动机持续运转120小时。之后，从金属壳体内取出蜂窝结构体10，测定试验前的蜂窝结构体的重量WO和试验后的重量Wi，使用下式(3)求出重量减少率F。
F(重量％)＝100×(WO-Wi)/WO；式(3)
[实验结果]
表5表示将实验例1-29和实验例35-38的无机颗粒成分、单元截面面积、单元面积比例、蜂窝单元的比表面积、蜂窝结构体的比表面积S、热冲击/振动重复试验的重量减少率G和压力损失的各数值等汇总的内容，图9表示以蜂窝单元的截面面积作为横轴，以热冲击/振动重复试验的重量减少率G和压力损失作为纵轴所绘制的图，图10表示以单元面积比例为横轴，以热冲击/振动重复试验的重量减少率G和压力损失作为纵轴所绘制的图。根据表5和图9所示的实验例1-29和实验例35-38的测量结果可以明确可知：如果以无机颗粒、无机纤维和无机粘结剂为主要成分，在蜂窝单元11的截面面积为5-50cm2的范围内，则蜂窝结构体的每单位体积的比表面积增大，可以得到足够的对于热冲击/振动的强度。另外，如图10所示可知，如果以无机颗粒、无机纤维和无机粘结剂为主要成分，在蜂窝单元11的截面面积为50cm2以下的范围内，单元面积比例为85％以上，则相对于蜂窝单元的比表面积，可以增加蜂窝结构体的每单位体积的比表面积，可以得到对于热冲击/振动的足够的强度，表示出较低的压力损失。特别地，当单元面积比例为90％以上时，压力损失的下降非常显著。
表5
  样品※   无机颗粒   单元截面面积cm2   单元面积比例％   单元的比表面积m2/L   结构体的比表面积Sm2/L   热冲击/振动试验的减少率G重量％   压力损失kPa
  实验例1实验例2实验例3实验例4实验例5实验例6实验例7   氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝   11.84.05.039.550.055.0162.0   93.589.790.296.995.595.6100.0   42000420004200042000420004200042000   39270376743788440698401104015242000   000535270   2.42.82.52.22.32.32.1
  实验例8实验例9实验例10实验例11实验例12实验例13实验例14   氧化钛氧化钛氧化钛氧化钛氧化钛氧化钛氧化钛   11.84.05.039.550.055.0162.0   93.589.790.296.995.595.6100.0   38000380003800038000380003800038000   35530340863427636822362903632838000   000756390   2.42.82.52.22.32.32.1
  实验例15实验例16实验例17实验例18实验例19实验例20实验例21   氧化硅氧化硅氧化硅氧化硅氧化硅氧化硅氧化硅   11.84.05.039.550.055.0162.0   93.589.790.296.995.595.6100.0   41000410004100041000410004100041000   38335367773698239729391553919641000   000434265   2.42.82.52.22.32.32.1
  实验例22实验例23实验例24实验例25实验例26实验例27实验例28   氧化锆氧化锆氧化锆氧化锆氧化锆氧化锆氧化锆   11.84.05.039.550.055.0162.0   93.589.790.296.995.595.6100.0   41500415004150041500415004150041500   38803372263743340214396333967441500   000535783   2.42.82.52.22.32.32.1
  实验例29   堇青石+氧化铝   162.0   100.0   25000   25000   0   2.9
  实验例35实验例36实验例37实验例38   氧化铝氧化铝氧化铝氧化铝   11.811.85.05.0   89.384.883.586.8   42000420004200042000   37506356163507036456   0000   3.14.34.43.3
※无机纤维＝二氧化硅-氧化铝纤维(直径：10μm，长度：100μm，长径比：10)
接着，表6表示：关于使无机纤维的长径比变化的实验例1、30-34，将二氧化硅-氧化铝纤维的直径、长度、长径比、蜂窝单元11的比表面积、蜂窝结构体10的比表面积S、热冲击/振动重复试验的重量减少率G和压力损失的各数值等汇总的内容；图11表示以二氧化硅-氧化铝纤维的长径比为横轴，以热冲击/振动重复试验的重量减少率G作为纵轴所绘制的图。通过该结果，可知无机纤维的长径比在2-1000的范围内时，可以得到对于热冲击/振动的足够的强度。
表6
  样品※   氧化硅-氧化铝纤维   单元的比表面积m 2/L   结构体的比表面积Sm2/L   热冲击/振动试验的减少率G重量％   压力损失kPa
直径μm 长度μm 长径比
  实验例1实验例30实验例31实验例32实验例33实验例34   10510101010   100502050001000020000   1010250010002000   420004200042000420004200042000   392703927039270392703927039270   0284625   2.42.42.42.42.42.4
※无机颗粒＝γ氧化铝颗粒
接着，表7表示：关于改变无机粘结剂的种类制作蜂窝单元11的实验例39-41和不混合无机粘结剂进行制作的实验例42，将无机粘结剂的种类、蜂窝单元11的烧制温度、单元面积比例、蜂窝单元的比表面积、蜂窝结构体的比表面积S、热冲击/振动重复试验的重量减少率G和压力损失的各数值等汇总的内容。其结果可知，在不混合无机粘结剂时，如果以较高的温度进行烧制就可以得到足够的强度。另外，可知在混合无机粘结剂时，即使以较低的温度进行烧制也可以得到足够的强度。此外，可知即使是使用氧化铝溶胶或粘土类粘结剂作为无机粘结剂，也可以增大蜂窝结构体10的每单位体积的比表面积，能够得到对于热冲击/振动的足够的强度。
表7
  样品※   无机粘结剂种类   单元面积比例％   烧制温度℃   单元的比表面积m2/L   结构体的比表面积Sm2/L   热冲击/振动试验的减少率G重量％   压力损失kPa
  实验例39实验例40实验例41   氧化铝溶胶海泡石凹凸棒石   93.593.593.5   800800800   420004200042000   392703927039270   000   2.42.42.4
  实验例42   -   93.5   1000   40000   37400   20   2.4
※无机颗粒＝γ氧化铝颗粒
无机纤维＝氧化硅-氧化铝纤维(直径：10μm，长度：100μm，长径比：10)
单元形状＝3.43cm棱
接着，关于改变蜂窝结构体10的平面度和单元高低差而制作的实验例43-49和实验例1-3、5、6，在表8中表示将单元面积比例、平面度、单元高低差、蜂窝结构体的每单位体积的比表面积S、热冲击/振动重复试验的重量减少率G、压力损失和气体流通后的重量减少率F的各数值等汇总的表，图12表示以平面度为横轴，以气体流通后的重量减少率F为纵轴而绘制的图，图13表示以单元高低差为横轴，以气体流通后的重量减少率F为纵轴而绘制的图。而且，在图12和图13中，显示了实验例的号码。由该结果可知：平面度为2.5mm、单元高低差为2.5mm的实验例47和单元高低差为2.0mm、平面度为3.0mm的实验例48中，气体流通后的重量减少率较大。即，从图12和图13可知：单元截面面积为50cm2以下，平面度为2.5mm以下，而且单元高低差为2.0mm以下的实验例1-3、5和实验例43-46中，可以得到足够的对于热冲击/振动的强度和足够的对于气体流通的强度。
表8
  样品1)   单元面积比例％   平面度Lmm   单元2)高低差mm   结构体的比表面积Sm2/L   热冲击/振动试验的减少率G重量％   压力损失kPa   气体流通后的重量减少率重量％
  实验例1实验例2实验例3实验例5实验例6   93.589.790.296.995.5   0.50.50.50.50.5   0.20.20.20.50.5   3927037674378844011040152   000352   2.42.82.52.32.3   00000
  实验例43实验例44实验例45实验例46实验例47实验例48实验例49   93.593.593.593.593.593.593.5   1.52.02.52.52.53.03.0   0.51.01.02.02.52.02.5   39270392703927039270392703927039270   0005557   2.42.42.42.62.52.62.6   0003101315
1)无机颗粒＝γ氧化铝颗粒
无机纤维＝氧化硅-氧化铝纤维(直径：10μm，长度：100μm，长径比：10)
单元的比表面积＝42000m2/L
2)所接合的蜂窝单元彼此的高低差中最大的高低差
[蜂窝催化剂]
将实验例1-49的蜂窝结构体10浸渍在硝酸铂溶液中，调节成蜂窝结构体10的每单位体积的铂重量为2g/L来担载催化剂成分，在600℃下保持1hr，得到蜂窝催化剂。
产业上的可利用性
本发明可以用作车辆的排气净化的催化转化器用的催化剂载体和使气体成分和液体成分吸附的吸附材料等。

Claims (8)

1.一种蜂窝结构体，该蜂窝结构体是将多个具有多个贯穿孔的蜂窝单元通过密封材料层以外表面接合而成，其中所述外表面没有开设上述贯穿孔，
上述蜂窝单元至少含有无机颗粒和无机纤维和/或晶须，并且上述蜂窝单元中的与上述贯穿孔相垂直的面的截面面积为5-50cm2，
上述蜂窝单元通过上述密封材料层而接合，开设有上述贯穿孔的端面整体的平面度为2.5mm以下，通过上述密封材料层而接合的上述蜂窝单元彼此的端面的高低差为2.0mm以下。
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于，
上述蜂窝单元中的与上述贯穿孔相垂直的面的总截面面积占蜂窝结构体中的与上述贯穿孔相垂直的面的截面面积的比例为85％以上。
3.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体，其特征在于，
上述无机颗粒是选自由氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化钛、氧化铈、莫来石和沸石组成的组中的1种以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
上述无机纤维和上述晶须是选自由氧化铝、氧化硅、碳化硅、氧化硅-氧化铝、玻璃、钛酸钾和硼酸铝组成的组中的1种以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
上述蜂窝单元被制造成还含有无机粘接剂，
上述无机粘接剂是选自氧化铝溶胶、氧化硅溶胶、氧化钛溶胶、水玻璃、海泡石和凹凸棒石组成的组中的1种以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
该蜂窝结构体上担载有催化剂成分。
7.根据权利要求6所述的蜂窝结构体，其特征在于，
上述催化剂成分包含选自贵金属、碱金属、碱土金属和氧化物中的1种以上的成分。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
该蜂窝结构体用于车辆的排气净化用的催化转化器。
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