CN106979053A - 蜂窝结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制压力损失的上升，并且提高净化性能的蜂窝结构体。蜂窝结构体的隔室的剖面形状呈六边形，在蜂窝结构部的第一端面的面积的1％～80％的范围内具有开口部的隔室是仅在距第一端面30mm以下的范围内存在开口变化部的特定开口隔室，对于开口变化部而言，隔室的第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和隔室的第一端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D1满足1≤|(1－(D1/D2))×100|≤70的关系，并且，隔室的第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和正交于从第一端面朝向第二端面的方向的剖面的与隔室的周缘相接的内接圆的直径D3满足1≤|(1－(D1/D3))×100|≤70的关系。

Description

蜂窝结构体
技术领域
本发明涉及蜂窝结构体。更详细而言，涉及在将蜂窝结构体使用为废气净化用的催化剂载体、过滤器时，能够抑制压力损失的上升，并且提高净化性能的蜂窝结构体。
背景技术
蜂窝结构体广泛使用于催化剂载体、过滤器等，特别地广泛使用为汽油发动机、柴油发动机等内燃机、燃烧装置的废气净化用或者废气处理用的催化剂载体、过滤器等。此处，蜂窝结构体是指具备划分形成多个隔室的多孔质的隔壁以及外周壁的蜂窝形状的结构体，其中，所述多个隔室从第一端面延伸至第二端面。
在使用于汽油发动机车、柴油发动机车等的废气净化用催化剂载体、过滤器等的蜂窝结构体中，从对环境问题的考虑出发，为了应对逐年被强化的废气排放限制，要求净化性能的提高。另外，以往，在上述的蜂窝结构体中，为了减少压力损失，优选从第一端面延伸至第二端面的多个隔室从第一端面朝向第二端面分别平行地延伸。
此处，近年来，作为使隔壁的表面积增大，并且使隔室通路内的流体的流动复杂的蜂窝结构体，提出了使流体与隔壁的相互作用增大的蜂窝结构体(例如，参照专利文献1以及2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第01/015877号
专利文献2：日本特开2012－115744号公报
发明内容
发明所要解决的课题
对于专利文献1所记载的波形壁蜂窝结构体以及专利文献2所记载的蜂窝过滤器而言，隔壁的侧面部形成为波状。因此，虽然能够通过废气与隔壁的相互作用来提高净化性能，但存在压力损失极大地上升的问题。另外，就上述的波形壁蜂窝结构体等而言，隔壁的壁面部遍布蜂窝结构体的整个面以及全长形成为波状，因此存在引起强度方面降低的担心。另外，就上述的波形壁蜂窝结构体等而言，其制造方法较繁琐，因此也存在生产率较低，并且制造成本也较大地上升的问题。
本发明是鉴于上述的问题而完成的，其提供一种在使用为废气净化用的催化剂载体、过滤器时，能够抑制压力损失的上升，并且提高净化性能的蜂窝结构体。
用于解决课题的方案
根据本发明，能够提供以下所示的蜂窝结构体。
[1]一种蜂窝结构体，其具备：具有多孔质的隔壁的柱状的蜂窝结构部，上述多孔质的隔壁划分形成从第一端面延伸至第二端面的成为流体的流路的多个隔室；以及形成为围绕上述蜂窝结构部的外周的多孔质的外周壁，
上述多个隔室除了形成于最外周的隔室之外，其剖面形状呈六边形，
上述多个隔室中的在上述蜂窝结构部的上述第一端面的面积的1％～80％的范围内具有开口部的隔室是特定开口隔室，
上述特定开口隔室具有开口变化部，
对于上述开口变化部而言，上述隔室的上述第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和上述隔室的上述第一端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D1满足1≤|(1－(D1/D2))×100|≤70的关系，并且，上述隔室的上述第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和正交于从上述第一端面朝向上述第二端面的方向的剖面的与上述隔室的周缘相接的内接圆的直径D3在距上述第一端面30mm以下的一部分的范围内满足1≤|(1－(D3/D2))×100|≤70的关系，
上述特定开口隔室的上述开口变化部仅存在于该特定开口隔室的距上述第一端面30mm以下的范围内，
上述多个隔室中的上述特定开口隔室以外的隔室是不具有上述开口变化部，该隔室的开口部的大小不变化，或者该隔室的开口部的变化率比上述开口变化部小的非特定开口隔室。
[2]根据上述[1]所述的蜂窝结构体，对于上述特定开口隔室而言，上述隔室的上述第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和正交于从上述第一端面朝向上述第二端面的方向的剖面的与距上述第一端面超过30mm的范围内的上述隔室的周缘相接的内接圆的直径D3X满足|(1－(D3X/D2))×100|＜1的关系。
[3]根据上述[1]或[2]所述的蜂窝结构体，上述隔室中的上述特定开口隔室以外的隔室是通常隔室，
对于上述通常隔室而言，
上述隔室的上述第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和上述隔室的上述第一端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D1满足|(1－(D1/D2))×100|＜1的关系，并且
上述隔室的上述第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和正交于从上述第一端面朝向上述第二端面的方向的剖面的与上述隔室的周缘相接的内接圆的直径D3满足|(1－(D3/D2))×100|＜1的关系。
[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的蜂窝结构体，上述多个隔室中的在上述蜂窝结构部的上述第一端面的面积的3％～70％的范围内具有开口部的隔室是上述特定开口隔室。
[5]根据上述[1]～[4]中任一项所述的蜂窝结构体，对于上述特定开口隔室而言，上述内接圆的直径D2与上述内接圆的直径D1满足3≤|(1－(D1/D2))×100|≤60的关系，并且上述内接圆的直径D2与上述开口变化部的上述内接圆的直径D3满足3≤|(1－(D3/D2))×100|≤60的关系。
[6]根据上述[1]～[5]中任一项所述的蜂窝结构体，上述内接圆的直径D2为0.6～2.3mm。
[7]根据上述[1]～[6]中任一项所述的蜂窝结构体，上述隔壁的厚度为40～350μm。
[8]根据上述[1]～[7]中任一项所述的蜂窝结构体，上述蜂窝结构部的隔室密度为30～200个/cm2。
[9]根据上述[1]～[8]中任一项所述的蜂窝结构体，上述隔壁由包含从堇青石、碳化硅、硅－碳化硅系复合材料、莫来石、氧化铝、钛酸铝、氮化硅、堇青石化原料、锂铝硅酸盐、氧化钛铝以及碳化硅－堇青石系复合材料所构成的组中选择的至少一种的材料构成。
发明的效果
本发明的蜂窝结构体的多个隔室中的在蜂窝结构部的第一端面的面积的1％～80％的范围内具有开口部的隔室成为具有以下的开口变化部的特定开口隔室。此外，多个隔室除了形成于最外周的隔室之外，其剖面形状呈六边形。对于特定开口隔室的开口变化部而言，第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和第一端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D1满足1≤|(1－(D1/D2))×100|≤70的关系。另外，对于该特定开口隔室的开口变化部而言，上述内接圆的直径D2和同从第一端面朝向第二端面的方向正交的剖面的与隔室的周缘相接的内接圆的直径D3在距第一端面30mm以下的一部分的范围内满足1≤|(1－(D3/D2))×100|≤70的关系。而且，该特定开口隔室的开口变化部仅存在于该特定开口隔室的距第一端面30mm以下的范围内。如上构成的本发明的蜂窝结构体在使用为废气净化用的催化剂载体、过滤器时，能够抑制压力损失的上升，并且提高净化性能。另外，本发明的蜂窝结构体仅在距第一端面30mm以下的范围存在特定开口隔室的开口部的大小变化的开口变化部，因此能够极其有效地抑制压力损失的上升，并且提高净化性能。另外，本发明的蜂窝结构体的制造也比较简便，从而有利于生产率的提高。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的蜂窝结构体的第一实施方式的从第一端面侧观察的立体图。
图2是从第一端面侧观察图1所示的蜂窝结构体的俯视图。
图3是从第二端面侧观察图1所示的蜂窝结构体的俯视图。
图4是示意性地表示图2的A－A’剖面的剖视图。
图5是以放大的方式表示由图2的附图标记P所示的虚线包围的范围的放大示意图。
图6是以放大的方式表示由图3的附图标记P所示的虚线包围的范围的放大示意图。
图7是以放大的方式表示图4的B－B’剖面的附图标记P所示的范围的放大示意图。
图8A是示意性地表示形成有特定开口隔室的范围内的一个例子的示意图，且是从第一端面侧观察蜂窝结构体的俯视图。
图8B是示意性地表示形成有特定开口隔室的范围内的其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察蜂窝结构体的俯视图。
图8C是示意性地表示形成有特定开口隔室的范围内的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察蜂窝结构体的俯视图。
图8D是示意性地表示形成有特定开口隔室的范围内的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察蜂窝结构体的俯视图。
图8E是示意性地表示形成有特定开口隔室的范围内的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察蜂窝结构体的俯视图。
图9A是示意性地表示特定开口隔室的一个例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9B是示意性地表示特定开口隔室的其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9C是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9D是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9E是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9F是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9G是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9H是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9I是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9J是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9K是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9L是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9M是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9N是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9O是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9P是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9Q是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9R是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9S是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9T是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9U是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9V是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9W是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图9X是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
图10A是示意性地表示载置蜂窝成形体的垫板的图。
图10B是示意性地表示载置蜂窝成形体的垫板的图。
图10C是示意性地表示载置蜂窝成形体的垫板的图。
图10D是示意性地表示载置蜂窝成形体的垫板的图。
图10E是示意性地表示载置蜂窝成形体的垫板的图。
图中：
1—隔壁，2—隔室，2x—特定开口隔室，2y—非特定开口隔室，3—外周壁，4—蜂窝结构部，11—第一端面，12—第二端面，15—开口变化部，20—垫板，21—凸部，100—蜂窝结构体，D1a、D1b、D1c、D1d、D1e、D2a、D2b、D2c、D2d、D2e、D3a、D3b、D3c、D3d、D3e—内接圆的直径，P—形成有特定开口隔室的范围。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明，但本发明不限定于以下的实施方式。因此，应该理解为在不脱离本发明的主旨的范围内，基于本领域技术人员的通常知识，对以下的实施方式适当地施加变更、改进等也落入本发明的范围内。
(1)蜂窝结构体：
本发明的蜂窝结构体的第一实施方式是图1～图4所示的蜂窝结构体100。蜂窝结构体100具备：具有多孔质的隔壁1的柱状的蜂窝结构部4，上述多孔质的隔壁1划分形成从第一端面11延伸至第二端面12的成为流体的流路的多个隔室2；以及形成为围绕蜂窝结构部4的外周的多孔质的外周壁3。多个隔室2除了形成于最外周的隔室之外，其剖面形状呈六边形。此处，图1是示意性地表示本发明的蜂窝结构体的第一实施方式的从第一端面侧观察的立体图。图2是从第一端面侧观察图1所示的蜂窝结构体的俯视图。图3是从第二端面侧观察图1所示的蜂窝结构体的俯视图。图4是示意性地表示图2的A－A’剖面的剖视图。
就本实施方式的蜂窝结构体100而言，多个隔室2中的在蜂窝结构部4的第一端面11的面积的1％～80％的范围内具有开口部的隔室2成为以下所示那样构成的特定开口隔室2x。此处，在图1～图3中，利用附图标记P所示的虚线来表示形成特定开口隔室2x的范围。另外，在图4中，利用第一端面11侧的附图标记P所示的括弧来表示形成特定开口隔室2x的范围。
参照图5～图7对特定开口隔室2x的构成进行说明。图5是以放大的方式表示由图2的附图标记P所示的虚线包围的范围的放大示意图。图6是以放大的方式表示由图3的附图标记P所示的虚线包围的范围的放大示意图。图7是以放大的方式表示图4的B－B’剖面的附图标记P所示的范围的放大示意图。即，图5是蜂窝结构体的第一端面侧的放大示意图，图6是蜂窝结构体的第二端面侧的放大示意图。而且，图7是表示图4的B－B’剖面的与图5所示的范围相同的范围的放大示意图。
此处，在对特定开口隔室2x的构成进行说明时，如下所述地预定与隔室2的开口部的周缘相接的内接圆的直径。首先，将隔室2的第一端面11的与开口部的周缘相接的内接圆的直径设为直径D1。另外，将隔室2的第二端面12的与开口部的周缘相接的内接圆的直径设为直径D2。此外，以下，在称为隔室2的“内接圆的直径D1”的情况下，意味着该隔室2的“第一端面11的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D1”。另外，在称为隔室2的“内接圆的直径D2”的情况下，意味着该隔室2的“第二端面12的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2”。另外，在第一端面11中，当存在多个特定开口隔室2x时，将一个特定开口隔室2x的内接圆的直径D1设为直径D1a，将其他的特定开口隔室2x的内接圆的直径D1依次设为直径D1b、直径D1c、直径D1d……。相同地，将第二端面12的对应的特定开口隔室2x的内接圆的直径D2依次设为直径D2a、直径D2b、直径D2c、直径D2d……。
另外，在对特定开口隔室2x的构成进行说明时，如下预定了隔室2的距第一端面11(参照图4)30mm以下的范围的与隔室的周缘相接的内接圆的直径。将隔室2的距第一端面11(参照图4)30mm以下的范围的与隔室的周缘相接的内接圆的直径设为直径D3。以下，在称为隔室2的“内接圆的直径D3”的情况下，意味着该隔室2的“从第一端面11至30mm以下的范围内的与隔室的周缘相接的内接圆的直径D3”。另外，当存在多个特定开口隔室2x时，将一个特定开口隔室2x的内接圆的直径D3依次设为直径D3a、直径D3b、直径D3c、直径D3d……。此处，在图5中，利用标注D1a、D1b、D1c、D1d、D1e的附图标记的箭头的大小表示五个特定开口隔室2x的内接圆的直径D1。在图6中，利用标注D2a、D2b、D2c、D2d、D2e的附图标记的箭头的大小表示五个特定开口隔室2x的内接圆的直径D2。在图7中，利用标注D3a、D3b、D3c、D3d、D3e的附图标记的箭头的大小表示五个特定开口隔室2x的内接圆的直径D3。
如图4所示，特定开口隔室2x具有开口变化部15，该开口变化部15构成为第一端面11侧的开口部的大小与该特定开口隔室2x的第二端面12侧的开口部的大小不同。该开口变化部15如下那样构成。如图5所示，首先，对于特定开口隔室2x而言，该特定开口隔室2x的内接圆的直径D2与该特定开口隔室2x的内接圆的直径D1满足1≤|(1－(D1/D2))×100|≤70的关系。即，就特定开口隔室2x而言，从内接圆的直径D2减去内接圆的直径D1的值(差分)相对于内接圆的直径D2的百分率的绝对值为1％～70％。以下，将“从内接圆的直径D2减去内接圆的直径D1的值(差分)相对于内接圆的直径D2的百分率的绝对值”称为“最大内接圆变化率”。即，由|(1－(D1/D2))×100|表示的值(绝对值)是“最大内接圆变化率”。
另外，对于特定开口隔室2x而言，在从第一端面11至30mm以下的一部分的范围内，该特定开口隔室2x的内接圆的直径D2与该特定开口隔室2x的内接圆的直径D3满足1≤|(1－(D3/D2))×100|≤70的关系。即，就特定开口隔室2x而言，从内接圆的直径D2减去内接圆的直径D3的值(差分)相对于内接圆的直径D2的百分率的绝对值为1％～70％。以下，将“从内接圆的直径D2减去内接圆的直径D3的值(差分)相对于内接圆的直径D2的百分率的绝对值”称为“内部最大内接圆变化率”。即，由|(1－(D3/D2))×100|表示的值(绝对值)是“内部最大内接圆变化率”。
而且，在特定开口隔室2x中，“最大内接圆变化率”以及“内部最大内接圆变化率”均为1％～70％的部分是开口变化部15(参照图4)。该开口变化部15仅存在于从特定开口隔室2x的第一端面11至30mm以下的范围内。
对于本实施方式的蜂窝结构体而言，在第一端面11的面积的1％～80％的范围内具有开口部的隔室2为具有如上所述那样构成的开口变化部15的特定开口隔室2x。通过如上所述地构成，图1～图5所示的本实施方式的蜂窝结构体100能够极其有效地抑制压力损失的上升，并且提高净化性能。另外，本实施方式的蜂窝结构体的制造也比较简便，有利于生产率的提高。若“最大内接圆变化率”以及“内部最大内接圆变化率”中的至少一方小于1％，则无法获得充分的净化性能的提高效果。另外，若“最大内接圆变化率”以及“内部最大内接圆变化率”中的至少一方超过70％，则导致压力损失的上升过大。另外，若存在于距特定开口隔室2x的第一端面11超过30mm的范围内，则导致压力损失的上升过大。
此外，在本实施方式的蜂窝结构体中，多个隔室中的特定开口隔室以外的隔室不具有上述的开口变化部。而且，特定开口隔室以外的隔室是该隔室的开口部的大小不变化或者开口部的变化率比上述的开口变化部小的非特定开口隔室。
此处，在将距第一端面超过30mm的范围内的与隔室的周缘相接的内接圆的直径设为直径D3X的情况下，特定开口隔室优选如下那样构成。对于特定开口隔室而言，优选该特定开口隔室的内接圆的直径D2与该特定开口隔室的内接圆的直径D3X满足|(1－(D3X/D2))×100|＜1的关系。即，距第一端面超过30mm的范围内的与隔室的周缘相接的内接圆的直径D3X优选“内部最大内接圆变化率”小于1％。通过如上所述地构成，能够极其有效地抑制压力损失的上升。特别地，将第一端面作为供废气等流体流入的流入端面来使用蜂窝结构体，从而能够在特定开口隔室的流入端面侧，在流体产生湍流，而提高流体与隔壁的接触效率。若在距第一端面小于30mm的流入端面侧，暂时在流体产生湍流，则假设即使此后的特定开口隔室笔直地延伸，该范围内的流体与隔壁的接触效率也能够维持比较高的状态。另一方面，若在距第一端面超过30mm的范围内，特定开口隔室笔直地延伸，则能够显著地抑制该特定开口隔室所引起的压力损失的上升。以下，将“从内接圆的直径D2减去内接圆的直径D3X的值(差分)相对于内接圆的直径D2的百分率的绝对值”称为“距第一端面超过30mm的范围内的内部最大内接圆变化率”。
另外，在从第一端面朝向第二端面的方向上，在将除了开口变化部15之外的部分的与隔室的周缘相接的内接圆的直径设为直径D3Y的情况下，特定开口隔室更加优选如下那样构成。对于特定开口隔室而言，更加优选该特定开口隔室的内接圆的直径D2与该特定开口隔室的内接圆的直径D3Y满足|(1－(D3Y/D2))×100|＜1的关系。将“从内接圆的直径D2减去内接圆的直径D3Y的值(差分)相对于内接圆的直径D2的百分率的绝对值”称为“开口变化部以外的内部最大内接圆变化率”。例如，在该方式中，当距第一端面5mm以内的范围内形成有开口变化部时，超过5mm，直至第二端面的范围满足上述的数学式的关系。
特定开口隔室的“内接圆的直径D1”以及“内接圆的直径D2”能够如下那样测定。首先，通过图像测定机对蜂窝结构体的第一端面以及第二端面进行拍摄。然后，对拍摄到的第一端面以及第二端面的图像进行图像解析，由此能够求得“内接圆的直径D1”以及“内接圆的直径D2”。作为图像解析的方法，例如，能够使用尼康公司制的“VM－2520(商品名)”。
特定开口隔室的“内接圆的直径D3”能够如下那样测定。以距第一端面5mm的间隔切断蜂窝结构体，通过图像测定机对该切断面进行拍摄。然后，对拍摄到的切断面的图像依次进行图像解析，由此能够求得距第一端面30mm以下的范围内的与隔室的周缘相接的“内接圆的直径D3”。针对距第一端面超过30mm的范围内的“内接圆的直径D3X”，也能够如上述那样以5mm间隔进行切断，对该切断面进行图像解析，从而求得距蜂窝结构体的第一端面超过30mm的范围。这样，例如，能够确认“距第一端面超过30mm的范围内的内部最大内接圆变化率”小于1％。
此外，“内接圆的直径D1”、“内接圆的直径D2”以及“内接圆的直径D3”的测定针对形成于蜂窝结构部的全部的隔室进行，基于测定出的测定结果，对各隔室进行是否是特定开口隔室的判断。另外，进行“内接圆的直径D3X”的测定，从而能够确认开口变化部15仅存在于距特定开口隔室的第一端面30mm以下的范围内。基于以上的测定结果，将存在“最大内接圆变化率”以及“内部最大内接圆变化率”分别为1％～70％的开口变化部的隔室设为特定开口隔室。此处，将特定开口隔室以外的隔室设为非特定开口隔室。非特定开口隔室包含“最大内接圆变化率”以及“内部最大内接圆变化率”中的至少一方不为1％～70％的隔室以及“距第一端面超过30mm的范围内的内部最大内接圆变化率”小于1％的隔室。将非特定开口隔室中的“最大内接圆变化率”以及“内部最大内接圆变化率”均构成为小于1％的隔室称为通常隔室。通常隔室的“内部最大内接圆变化率”是指从第一端面至第二端面的全部的“内部最大内接圆变化率”。本实施方式的蜂窝结构体优选特定开口隔室以外的非特定开口隔室为通常隔室。例如，在图1～图4所示的本实施方式的蜂窝结构体100中，在第一端面11的面积的1％～80％的范围内具有开口部的隔室2为上述的特定开口隔室2x的情况下，其他的隔室成为非特定开口隔室2y。而且，该非特定开口隔室2y优选为上述的“通常隔室”。作为通常隔室以外的非特定开口隔室，例如，能够列举“最大内接圆变化率”以及“内部最大内接圆变化率”的一方为70％以下，“最大内接圆变化率”以及“内部最大内接圆变化率”的另一方小于1％的隔室等。
特定开口隔室存在于蜂窝结构部的第一端面的面积的1％～80％的范围内。将存在上述的特定开口隔室的范围的面积比率称为“特定开口隔室的面积率”。若特定开口隔室的面积率小于1％，则存在无法充分地获得净化性能的提高效果的情况。若特定开口隔室的面积率超过80％，则导致压力损失的上升过大。
特定开口隔室的面积率为1％～80％，但优选为3％～70％，更加优选为4％～65％，特别地优选为5％～60％。特定开口隔室的面积率能够如下那样测定。首先，对蜂窝结构部的第一端面的整体的面积进行测定。此时，在蜂窝结构部的第一端面的面积包含以围绕蜂窝结构部的外周的方式配置的外周壁的面积。接下来，基于上述的“内接圆的直径D1”、“内接圆的直径D2”以及“内接圆的直径D3”的测定结果，将形成于蜂窝结构部的隔室分类成特定开口隔室与非特定开口隔室。接下来，对分类成特定开口隔室的隔室面积进行测定。分类成特定开口隔室的隔室面积做成以配置为包围隔室的隔壁的厚度的中间值为边界计算出的面积。对分类成特定开口隔室的隔室总面积相对于蜂窝结构部的第一端面的整体的面积的百分率进行计算。计算出的值为特定开口隔室的面积率。
另外，在上述的特定开口隔室的面积率的计算时，被隔壁与外周壁划分的最外周的隔室存在其形状不是六边形的情况。在本说明书中，将上述的隔室称为不完整隔室。关于上述的不完整隔室，也与上述的方法相同地，求得各内接圆的直径，能够进行特定开口隔室与非特定开口隔室的分类。而且，对该分类出的各隔室的面积进行测定，而使用于特定开口隔室的面积率的计算。
特定开口隔室的“最大内接圆变化率”为1％～70％。“最大内接圆变化率”优选为3％～60％，进一步优选为4％～55％，特别地优选为5％～50％。
另外，特定开口隔室的开口变化部的“内部最大内接圆变化率”为1％～70％。开口变化部的“内部最大内接圆变化率”优选为3％～60％，进一步优选为4％～55％，特别地优选为5％～50％。通过如上所述地构成，能够更加有效地抑制压力损失的上升，并且更加提高净化性能。
特定开口隔室的内接圆的直径D2优选为0.6～2.3mm，优选为0.6～1.8mm，进一步优选为0.7～1.65mm，特别地优选为0.8～1.5mm。若特定开口隔室的内接圆的直径D2为0.6～2.3mm，则在将蜂窝结构体使用为废气净化用的催化剂载体、过滤器时，净化性能优越。
本实施方式的蜂窝结构体的隔壁的厚度优选为40～350μm，进一步优选为50～300μm，特别地优选为55～250μm。若隔壁的厚度小于40μm，则在对蜂窝结构体进行挤压成形时，成形原料堵塞于模具，从而隔壁无法顺利地成形。若隔壁的厚度超过350μm，则压力损失增大，从而引起发动机的输出降低、油耗的恶化。隔壁的厚度是通过利用光学显微镜来观察蜂窝结构体的与隔室延伸的方向正交的剖面的方法测定出的值。
本实施方式的蜂窝结构体的被隔壁划分形成的隔室的隔室密度优选为30～200个/cm2，进一步优选为45～140个/cm2。通过如上所述地构成，能够将本实施方式的蜂窝结构体适当地利用为废气净化用催化剂载体、过滤器等。
隔壁以及外周壁优选以陶瓷为主要成分。作为隔壁以及外周壁的材质，能够将包含从由堇青石、碳化硅、硅－碳化硅系复合材料、莫来石、氧化铝、钛酸铝、氮化硅、堇青石化原料、锂铝硅酸盐、氧化钛铝以及碳化硅－堇青石系复合材料构成的组选择的至少一种的材料列举为优选例。在“以陶瓷为主要成分”时，意味着含有整体的50质量％以上的陶瓷。
蜂窝结构部优选对隔室进行划分形成的隔壁被一体构成。例如，在蜂窝结构体存在全部的隔壁一体构成的所谓一体型的蜂窝结构体与将多个单元结构的蜂窝结构部接合的单元结构的蜂窝结构体两种蜂窝结构体。本实施方式的蜂窝结构体优选为该两种的蜂窝结构体中的之前叙述的所谓一体型的蜂窝结构体。
本实施方式的蜂窝结构体的隔壁的孔隙率优选为20％～70％，进一步优选为25％～60％，特别地优选为25％～50％。在隔壁的孔隙率小于20％时，存在蜂窝结构体的压力损失增大，在用作设置于发动机的排气系统的PM捕集用的过滤器的情况下，导致发动机的输出降低的情况。另外，若隔壁的孔隙率超过70％，则存在无法获得充分的强度的情况。隔壁的孔隙率是通过水银压入法测定出的值。
被隔壁划分形成的隔室的形状为六边形。在本实施方式的蜂窝结构体中，特定开口隔室在第一端面与第二端面中，其开口部的形状不同。第二端面中的特定开口隔室的开口部的形状与非特定开口隔室的开口部的形状优选分别为相同的形状。
蜂窝结构体的形状不被特别地限定，但能够列举圆柱形状、端面为椭圆形的柱状、端面为长圆形的柱状、端面为四边形、五边形、六边形等多边形的棱柱形状等。在蜂窝结构体的端面的形状为四边形的情况下，能够列举正方形、长方形、梯形等。另外，蜂窝结构体的端面的形状也可以是在四边形、五边形、六边形等多边形的角部具有圆角的形状。蜂窝结构体以围绕蜂窝结构部的外周的方式配设有外周壁，因此蜂窝结构体的外周形状成为外周壁的侧面形状。
蜂窝结构体的大小不特别地限制。蜂窝结构体的隔室延伸的方向的长度优选为35～440mm。通过如上所述地构成，能够通过蜂窝结构体实现不使压力损失增大且优越的净化性能。
本实施方式的蜂窝结构体也可以在隔壁的至少一部分承载催化剂，例如氧化催化剂。进一步详细而言，优选在构成蜂窝结构体的隔壁承载催化剂。蜂窝结构体的每个单位体积的催化剂的承载量优选为15～350g/升，进一步优选为30～300g/升，特别地优选为50～250g/升。若少于15g/升，则存在难以发挥催化剂效果的情况。若多于350g/升，则隔壁的细孔闭塞，从而存在压力损失增大，进而捕集效率显著地降低的情况。
在本实施方式的蜂窝结构体承载催化剂的情况下，催化剂优选包含从由三元催化剂、SCR催化剂、NOX吸藏式催化剂、氧化催化剂构成的组选择的一种以上。三元催化剂主要是指对烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)进行净化的催化剂。作为三元催化剂，例如，能够列举包含白金(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)的催化剂。SCR催化剂是选择还原被净化成分的催化剂。特别地，在本实施方式的蜂窝催化体中，SCR催化剂优选是选择还原废气中的NOX的NOX选择还原用SCR催化剂。作为NOX选择还原用SCR催化剂，能够将选择还原废气中的NOX而净化的催化剂列举为优选例。另外，作为SCR催化剂，能够列举被金属置换的沸石。作为金属置换沸石的金属，能够列举铁(Fe)、铜(Cu)。作为沸石，能够将β沸石列举为优选例。另外，SCR催化剂也可以是作为主要的成分含有从由钒以及二氧化钛构成的组选择的至少一种的催化剂。作为NOX吸藏式催化剂，能够列举碱金属以及/或者碱土类金属等。作为碱金属，能够列举钾、钠、锂等。作为碱土类金属，能够列举钙等。作为氧化催化剂，能够列举含有贵金属的催化剂。作为氧化催化剂，具体而言，优选包含从由白金、钯以及铑构成的组选择的至少一种。
在将本实施方式的蜂窝结构体使用于PM捕集用的过滤器的情况下，也可以进一步具备对隔室的开口部进行封孔的封孔部。封孔部例如能够配设于预定的隔室的第一端面侧的开口部以及预定的隔室以外的剩余的隔室的第二端面侧的开口部。封孔部的材质可以与蜂窝结构部的隔壁、外周壁的材质相同，也可以不同。
在本实施方式的蜂窝结构体进一步具备封孔部的情况下，例如，能够将如上构成的蜂窝结构体列举为优选例。能够将呈交错状配置有在第一端面侧配设有封孔部的预定的隔室与在第二端面侧配设有封孔部的剩余的隔室的蜂窝结构体列举为优选例。
在将本实施方式的蜂窝结构体用作催化剂载体、PM捕集用的过滤器的情况下，能够将供气体流入的流入端面设为蜂窝结构体的第一端面，也可以设为蜂窝结构体的第二端面。例如，若将蜂窝结构体的第一端面设为供气体流入的流入端面，将蜂窝结构体的第二端面设为供气体流出的流出端面，则在流入端面容易引起气体的湍流。
此处，参照图8A～图8E对本实施方式的蜂窝结构体的形成有特定开口隔室的范围，换言之，特定开口隔室的第一端面上的存在范围具体地进行说明。图8A是示意性地表示形成有特定开口隔室的范围的一个例子的示意图，且是从第一端面侧观察蜂窝结构体的俯视图。图8B是示意性地表示形成有特定开口隔室的范围的其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察蜂窝结构体的俯视图。图8C～图8E分别是示意性地表示形成有特定开口隔室的范围的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察蜂窝结构体的俯视图。在图8A～图8E中，以舍弃第一端面上的隔壁以及隔室的形式进行制图。在图8A～图8E中，附图标记3表示外周壁，附图标记4表示蜂窝结构部。
如图8A所示，形成有特定开口隔室的范围P也可以集中于第一端面11上的一处。在图8A中，第一端面11上的形成有特定开口隔室的范围P集中于蜂窝结构体100的第一端面11的中央部分的一处。此外，在形成有特定开口隔室的范围P集中于一处的情况下，也可以不是第一端面11的中央部分。例如，也可以偏向第一端面11的外周部分。
如图8B所示，第一端面11上的形成有特定开口隔室的范围P也可以是蜂窝结构体100的第一端面11的多处。在第一端面11上的形成有特定开口隔室的范围P存在多处的情况下，各个范围的大小可以相同，也可以不同。另外，在第一端面11上的形成有特定开口隔室的范围P存在多处的情况下，各个范围的形状可以相同，也可以不同。例如，各个范围P可以是不规则的形状，例如，也可以是特定开口隔室的纵列以及横列的个数整齐的规则的形状。另外，各个范围P可以不规则地散布，也可以等间隔地排列。
如图8C所示，第一端面11上的形成有特定开口隔室的范围P也可以呈环状存在于蜂窝结构体100的第一端面11的外周部分。在图8C中，第一端面11上的形成有特定开口隔室的范围P集中于蜂窝结构体100的第一端面11的外周部分，在第一端面11的中央部分存在有非特定开口隔室。
如图8D所示，第一端面11上的形成有特定开口隔室的范围P也可以散布在蜂窝结构体100的第一端面11的多处。图8D所示的形态与图8B所示的形态的不同点在于，在图8D中，形成有特定开口隔室的范围P由一个特定开口隔室构成这点。此外，图8D所示的由一个特定开口隔室构成的范围P在图8B所示的形态中，也可以局部存在。
如图8E所示，第一端面11上的形成有特定开口隔室的范围P也可以呈环状存在于蜂窝结构体100的第一端面11的中心与外周之间。在图8E中，在第一端面11的中央部分与外周部分存在非特定开口隔室。
接下来，参照图9A～图9X对本实施方式的蜂窝结构体的特定开口隔室的第一端面的开口部的形状具体地进行说明。此处，就图9A～图9O所示的特定开口隔室2x而言，未图示的第二剖面的开口部的形状呈正六边形。而且，使构成图9A～图9X所示的特定开口隔室2x的开口部的形状的各“边”与未图示的构成第二剖面的开口部的正六边形的六个边对应。另外，在图9A～图9X中，就特定开口隔室2x的内接圆的直径D1而言，“最大内接圆变化率”包含于1％～70％的范围内。此处，图9A是示意性地表示特定开口隔室的一个例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。图9B是示意性地表示特定开口隔室的其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。图9C～图9X分别是示意性地表示特定开口隔室的又一其他的例子的示意图，且是从第一端面侧观察特定开口隔室的俯视图。
如图9A所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中六个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲的形状。在图9A中，示出了特定开口隔室2x的各“边”呈圆弧形状弯曲的情况的例子，但不限定于圆弧形状，也可以呈其他的不定形状变形。
如图9B所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中五个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且剩余的一个“边”朝向特定开口隔室2x的外侧弯曲的形状。在图9B中，示出了特定开口隔室2x的各“边”呈圆弧形状弯曲的情况的例子，但不限定于圆弧形状，也可以呈其他的不定形状变形。即使在以下的图9C～图9X中，在例示了呈圆弧形状弯曲的情况时，也不限定于圆弧形状，也可以呈其他的不定形状变形。
如图9C所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中五个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且剩余的一个“边”呈直线状的形状。
如图9D所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中四个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且剩余的两个“边”朝向特定开口隔室2x的外侧弯曲的形状。该剩余的两个“边”是在正六边形中，对置的两个边。
如图9E所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中四个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且剩余的两个“边”朝向特定开口隔室2x的外侧弯曲的形状。该剩余的两个“边”是夹持朝向内侧弯曲的一个边的两个边。
如图9F所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中四个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且剩余的两个“边”呈直线状的形状。该剩余的两个“边”是夹持朝向内侧弯曲的一个边的两个边。
如图9G所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中三个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且剩余的三个“边”朝向特定开口隔室2x的外侧弯曲的形状。朝向内侧弯曲的“边”与朝向外侧弯曲的“边”交替地配置。
如图9H所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中三个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且剩余的三个“边”朝向特定开口隔室2x的外侧弯曲的形状。朝向内侧弯曲的三个“边”是连续的三个边。
如图9I所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中三个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且剩余的三个“边”呈直线状的形状。朝向内侧弯曲的“边”与直线状的“边”交替地配置。
如图9J所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中四个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且一个“边”朝向特定开口隔室2x的外侧弯曲且剩余的一个“边”呈直线状的形状。朝向特定开口隔室2x的外侧弯曲的“边”以及直线状的“边”是夹持朝向内侧弯曲的一个边的两个边。
如图9K所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中三个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且两个“边”朝向特定开口隔室2x的外侧弯曲且剩余的一个“边”呈直线状的形状。朝向外侧弯曲的两个“边”是夹持朝向内侧弯曲的一个“边”的两个边。另外，直线状的“边”与朝向内侧弯曲的一个“边”和朝向外侧弯曲的一个“边”邻接。
如图9L所示，特定开口隔室2x成为在第一端面11中三个“边”朝向特定开口隔室2x的内侧弯曲且一个“边”朝向特定开口隔室2x的外侧弯曲且剩余的两个“边”呈直线状的形状。直线状的“边”是夹持朝向内侧弯曲的一个“边”的两个边。另外，朝向外侧弯曲的“边”与朝向内侧弯曲的一个“边”和直线状的“边”邻接。
针对图9M～图9X，特定开口隔室2x也成为在第一端面11中六个“边”中的至少一个边朝向内侧弯曲的一个“边”或者朝向外侧弯曲的一个“边”。而且，就各个特定开口隔室2x而言，特定开口隔室2x的内接圆的直径D1的“最大内接圆变化率”包含于1％～70％的范围内。
(2)蜂窝结构体的制造方法：
接下来，对制造本发明的蜂窝结构体的方法进行说明。作为本发明的蜂窝结构体的制造方法，能够列举具备制成蜂窝成形体的工序以及对蜂窝成形体进行干燥以及烧制的工序的方法。另外，根据需要，也可以进一步具有使蜂窝成形体或者对蜂窝成形体进行了干燥的蜂窝干燥体的隔室形状变形的工序。以下，作为成形工序，对制成蜂窝成形体的工序进行说明。作为烧制工序，对干燥以及烧制蜂窝成形体的工序进行说明。另外，作为隔室变形工序，对使隔室形状变形的工序进行说明。
(2－1)成形工序：
成形工序是将混炼成形原料而获得的坯土挤压成形为蜂窝形状而获得蜂窝成形体的工序。蜂窝成形体具有：划分形成从第一端面延伸至第二端面的隔室的隔壁；以及形成为围绕该隔壁的最外周的外周壁。由隔壁构成的蜂窝结构的部分成为蜂窝结构部。在成形工序中，首先，混炼成形原料而形成坯土。接下来，对所获得的坯土进行挤压成形，而获得隔壁与外周壁一体成形的蜂窝成形体。
成形原料优选对陶瓷原料添加分散介质以及添加剂。作为添加剂，能够列举有机粘合剂、造孔材、表面活性剂等。作为分散介质，能够列举水等。
陶瓷原料优选是从由堇青石、碳化硅、硅－碳化硅系复合材料、莫来石、氧化铝、钛酸铝、氮化硅、堇青石化原料、锂铝硅酸盐、氧化钛铝以及碳化硅－堇青石系复合材料构成的组选择的至少一种。即便在这些中，也优选热膨胀系数较小，且耐热冲击性优越的堇青石化原料。
作为有机粘合剂，能够列举甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等。即便在这些中，也优选并用甲基纤维素与羟丙基纤维素。有机粘合剂的含量优选相对于陶瓷原料100质量份为1～10质量份。
作为造孔材，若为在烧制后形成气孔的材料，则不被特别地限制，例如，能够列举淀粉、发泡树脂、吸水性树脂、硅胶等。造孔材的含量优选相对于陶瓷原料100质量份为1～10质量份。
作为表面活性剂，能够使用乙二醇、糊精、脂肪酸皂、多元醇等。这些可以一种单独地使用，也可以组合二种以上来使用。表面活性剂的含量优选相对于陶瓷原料100质量份为0.1～5质量份。
分散介质的含量优选相对于陶瓷原料100质量份为30～150质量份。
作为混炼成形原料而形成坯土的方法，例如能够列举使用捏合机、真空练泥机等的方法。挤压成形能够使用形成有与蜂窝成形体的剖面形状对应的狭缝的挤压成形用的模具来进行。
(2－2)隔室变形工序：
接下来，根据需要，也可以进行在所获得的蜂窝成形体的第一端面侧按压剑山那样的前端尖锐的部件(以下，存在称为“隔室变形部件”的情况)，而使预定的隔室的形状局部变形的隔室变形工序。进行该隔室变形工序，从而能够针对在蜂窝成形体的第一端面的面积的1％～80％的范围内具有开口部的隔室，将其“最大内接圆变化率”以及距第一端面30mm以下的范围的“内部最大内接圆变化率”设为1％～70％。即，进行该隔室变形工序，从而能够使在蜂窝成形体的第一端面的面积的1％～80％的范围内具有开口部的隔室变形为仅在距第一端面30mm以下的范围内具有开口变化部的特定开口隔室。例如，调整隔室变形部件的前端的形状、其长度，另外调整按压于第一端面侧的范围等，从而能够形成所希望形状的特定开口隔室。此外，在后述的烧制工序的干燥时或者烧制时，也能够使预定的隔室变形为特定开口隔室。因此，隔室变形工序只要根据需要进行即可。另外，如上所述，隔室变形工序也可以对干燥了蜂窝成形体的蜂窝干燥体进行。
(2－3)烧制工序：
烧制工序是对蜂窝成形体进行烧制而获得蜂窝结构体的工序。在对蜂窝成形体进行烧制前，也可以例如利用微波以及热风对所获得的蜂窝成形体进行干燥。另外，作为制造的蜂窝结构体，在具备封孔部的情况下，也可以在对蜂窝成形体进行干燥后，利用与蜂窝成形体的制成所使用的材料相同的材料，对隔室的开口部进行封孔，从而制成封孔部。也可以在制成封孔部后，对蜂窝成形体进一步干燥。
对蜂窝成形体进行烧制时的烧制温度能够根据蜂窝成形体的材质适当地决定。例如，在蜂窝成形体的材质为堇青石的情况下，烧制温度优选为1380～1450℃，进一步优选为1400～1440℃。另外，烧制时间作为最高温度的保持时间优选形成4～6小时左右。
此处，在进行烧制工序时，优选不使用以往的蜂窝成形体的烧制所使用的烧制用的垫板，例如，在图10A～图10E所示的形状的垫板20上以第一端面侧朝下的方式载置蜂窝成形体，而进行烧制。图10A～图10E是示意性地表示载置蜂窝成形体的垫板(トチ)的图。在图10A～图10E的各图中，图10A～图10E的(a)表示垫板的俯视图(载置蜂窝成形体的面)。另外，图10A的(b)表示图10A的(a)的B－B’剖面，图10B的(b)表示图10B的(a)的C－C’剖面，图10C的(b)表示图10B的(a)的D－D’剖面，图10D的(b)表示图10D的(a)的E－E’剖面，图10E的(b)表示图10E的(a)的F－F’剖面。
在通常的烧制工序中，蜂窝成形体以第一端面侧朝下的状态载置于架板上，与该架板一同被投入烧制炉内。此时，为了防止蜂窝成形体附着于架板，在架板与蜂窝成形体之间设置有称为“垫板(トチ)”的烧制用的底板。以往，作为蜂窝成形体烧制用的垫板，例如，使用切断对蜂窝成形体进行了烧制的蜂窝结构体而成的部件。在制造本发明的蜂窝结构体时的烧制工序中，优选使用图10A～图10E所示的特别的形状的垫板。作为烧制工序所使用的垫板可以是未烧制的垫板(以下，存在称为“生坯垫板”的情况)，也可以是烧制完毕的垫板(以下，存在称为“烧成垫板”的情况)。作为垫板的材质，在生坯垫板的情况下，能够将与蜂窝成形体相同的材料列举为优选例。另外，作为垫板的材质，在烧成垫板的情况下，能够将堇青石、氧化铝、莫来石等列举为优选例。其中，垫板的材质也可以是上述以外的材质。
如图10A～图10E所示，垫板20在供蜂窝成形体的第一端面载置的面(上表面)具有凸部21。而且，优选在使该凸部21与蜂窝成形体的第一端面接触的状态下，对蜂窝成形体进行干燥以及烧制。利用上述的方法进行烧制工序，从而能够使与凸部21接触的部位的隔室的形状选择性地变形。即，针对在蜂窝成形体的第一端面的面积的1％～80％的范围内具有开口部的隔室，能够将其“最大内接圆变化率”以及距第一端面30mm以下的范围的“内部最大内接圆变化率”设为1％～70％。例如，在使用了图10A的垫板20的情况下，能够选择性地制造图8A所示的蜂窝结构体100。相同地，在使用图10B～图10E所示的各个垫板20的情况下，能够选择性地制造图8B～图8E所示的各个蜂窝结构体100。
通过如上那样制造蜂窝结构体，能够简便地制造本发明的蜂窝结构体。此外，制造本发明的蜂窝结构体的方法只要是能够制造满足本发明的蜂窝结构体的构成的结构体的方法，则不限定于目前说明的制造方法。
【实施例】
(实施例1)
向堇青石化原料100质量份，分别添加0.5质量份的造孔材、33质量份的分散介质、5.6质量份的有机粘合剂，进行混合、混炼而调制成坯土。作为堇青石化原料，使用了氧化铝、氢氧化铝、高岭土、滑石以及硅石。作为分散介质，使用水；作为造孔材，使用平均粒径10～50μm的吸水性聚合物；作为有机粘合剂，使用甲基纤维素；作为分散剂，使用糊精。
接下来，使用预定的金属模具对坯土进行挤压成形，而获得隔室形状呈六边形，整体形状呈圆柱形的蜂窝成形体。
接下来，将蜂窝成形体以制成的蜂窝结构体的第一端面朝下的方式载置于氧化铝制的烧成垫板上。作为烧成垫板，使用在供蜂窝成形体的第一端面载置的面(上表面)的一部分具有凸部的部件。具体而言，在实施例1中，为了在图8A所示的蜂窝结构体的与特定开口隔室的存在范围相同的范围内形成特定开口隔室，使用在该部分具有凸部的烧成垫板。而且，利用热风干燥机对蜂窝成形体进行了干燥。作为干燥条件，设为95～145℃。
接下来，利用隧道窑(连续烧制炉)对干燥的蜂窝成形体进行了烧制。作为烧制条件，以1350～1440℃，烧制10小时，而获得蜂窝烧制体。
所获得的蜂窝结构体的与蜂窝结构体的隔室延伸的方向正交的剖面形状呈圆形的圆柱形状。在表1的“剖面形状”一栏表示与蜂窝结构体的隔室延伸的方向正交的剖面形状。
【表1】
蜂窝结构体的与隔室延伸的方向正交的剖面的直径为105.7mm，蜂窝结构体的隔室延伸的方向的长度为80mm。在表1的“直径(mm)”以及“全长(mm)”一栏表示蜂窝结构体的与隔室延伸的方向正交的剖面的直径以及蜂窝结构体的隔室延伸的方向的长度。
蜂窝结构体的中央区域的隔壁的厚度为50μm，外周区域的隔壁的厚度为70μm。此外，中央区域的隔壁的厚度形成存在于从外周壁除去10隔室的范围内的隔壁的厚度的平均值。外周区域的隔壁的厚度形成存在于从外周壁除去10隔室的范围内的隔壁的厚度的平均值。在表1的“隔室结构”的“中央区域的隔壁厚度(μm)”以及“外周区域的隔壁厚度(μm)”一栏表示隔壁的厚度。
蜂窝结构体的第二端面的隔室的开口部的形状呈六边形。蜂窝结构体的隔室密度为93个/cm2。表1表示蜂窝结构体的“隔室形状”以及“隔室密度”。构成蜂窝结构体的隔壁的孔隙率为27％。隔壁的孔隙率通过Micromeritics公司制的水银孔率计(Autopore 9500(商品名))测定。表1表示隔壁的孔隙率。
针对所获得的蜂窝结构体，通过以下的方法，求得“特定开口隔室的面积率(％)”。首先，通过图像测定机对蜂窝结构体的第一端面以及第二端面进行了拍摄。对拍摄到的第一端面以及第二端面的图像进行图像解析，由此对“内接圆的直径D1”以及“内接圆的直径D2”进行了测定。图像解析使用尼康公司制的“VM－2520(商品名)”。另外，从第一端面以5mm间隔切断蜂窝结构体，通过图像测定机对其切断面进行了拍摄。然后，对拍摄到的切断面的图像依次进行图像解析，由此测定了与隔室的周缘相接的“内接圆的直径D3”。然后，基于“内接圆的直径D1”、“内接圆的直径D2”以及“内接圆的直径D3”的测定结果，针对形成于蜂窝结构体的全部的隔室，进行是否是特定开口隔室的辨别。然后，对被分类成特定开口隔室的隔室的总面积相对于蜂窝结构部的第一端面的整体的面积的百分率进行计算，将计算出的值设为“特定开口隔室的面积率(％)”。表2表示“特定开口隔室的面积率(％)”。
【表2】
另外，基于“内接圆的直径D1”、“内接圆的直径D2”以及“内接圆的直径D3”的测定结果，求得各个特定开口隔室的“最大内接圆变化率”与“内部最大内接圆变化率”。各个特定开口隔室的“最大内接圆变化率”与“内部最大内接圆变化率”中的各自的“最大值”与“最小值”表示于表2。
另外，基于“内接圆的直径D1”、“内接圆的直径D2”以及“内接圆的直径D3”的测定结果，求得开口变化部距第一端面的长度(mm)。表2表示“开口变化部距第一端面的长度(mm)”。
另外，针对所获得的蜂窝结构体，通过以下的方法，进行净化性能以及压力损失的评价。评价结果表示于表2。此外，在净化性能以及压力损失的评价中，将蜂窝结构体的第一端面设为供气体流入的流入端面，将蜂窝结构体的第二端面设为供气体流出的流出端面。
(净化性能)
首先，通过浸渍法在蜂窝结构体的隔壁承载三元催化剂，而获得蜂窝催化体。三元催化剂的承载量为200g/L。
在排气量2.0L的汽油发动机的排气管安装有将如上述那样获得的蜂窝结构体(具体而言，蜂窝催化体)封装于罐体内的部件。在以废气排放限制模式(JC－08)行驶时，从与排气管连接的管对废气进行取样，在存储于被称为包(bag)的袋后，在行驶结束后，使积存的废气通过分析计，从而测定了HC排放。HC排放的测定以基于JC－08的预定的方法进行。废气分析计使用“HORIBA公司制，MEXA9100EGR”。基于以下的评价基准，进行了净化性能的评价。在下述的评价基准中，将相对于以下的“基准蜂窝结构体”的净化性能的提高率设为判断基准。净化性能的提高率以下述数学式(a)表示。“基准蜂窝结构体”是隔室的形状从第一端面至第二端面不存在变化，且隔室结构以及尺寸与评价对象的蜂窝结构体相同的蜂窝结构体。此外，若能够提高净化性能，则能够应对今后的严酷的废气排放限制，另外，能够减少催化剂所含的贵金属量。
数学式(a)：(1－(各实施例的蜂窝结构体的HC排放值/基准蜂窝结构体的HC排放值))×100％
评价A：相对于基准蜂窝结构体，能够观察净化性能超过5％提高。
评价B：相对于基准蜂窝结构体，能够观察净化性能超过2％且5％以下的范围内提高。
评价C：相对于基准蜂窝结构体，净化性能止于2％以下的提高。
(压力损失)
使压力损失的测定用气体(空气)以25℃，流量10Nm3/min的条件向净化性能的评价所使用的蜂窝催化体通过，对第一端面侧与第二端面侧的压力分别进行测定，而对其压力差进行计算。将计算出的压力差设为蜂窝结构体的压力损失。然后，基于以下的评价基准，进行压力损失的评价。在下述的评价基准中，将相对于上述的“基准蜂窝结构体”的压力损失上升率设为判断基准。压力损失上升率以下述数学式(b)表示。若能够抑制压力损失的上升，则能够抑制输出的降低，从而能够期待油耗提高。
数学式(b)：(各实施例的蜂窝结构体的压力损失值/基准蜂窝结构体的压力损失值)×100％
评价A：相对于基准蜂窝结构体，压力损失上升率在2％以内。
评价B：相对于基准蜂窝结构体，压力损失上升率超过2％且5％以下的范围内。
评价C：相对于基准蜂窝结构体，压力损失上升率超过5％。
(实施例2～18)
在实施例2～18中，如表1所示变更隔室结构、孔隙率、剖面形状、直径、长径、短径、全长，另外，在各实施例2～18中，除了如下那样变更烧制方法之外，以与实施例1相同的方法，制成蜂窝结构体。此处，“长径”是指与隔室延伸的方向正交的剖面中的连结蜂窝结构体的外周缘上的两点的直线中的最长的直线。而且，“短径”是指在与隔室延伸的方向正交的剖面中，与上述“长径”正交的直线。在实施例14中，蜂窝结构体的剖面形状呈椭圆形，长径为228.6mm，短径为137.2mm。在实施例15中，蜂窝结构体的剖面形状呈椭圆形，长径为95.0mm，短径为70.0mm。在实施例16中，蜂窝结构体的剖面形状呈梯形，长径为122.0mm，短径为104.0mm。在实施例17中，蜂窝结构体的剖面形状呈梯形，长径为169.7mm，短径为80.8mm。
另外，针对实施例2～18的蜂窝结构体，基于“内接圆的直径D1”、“内接圆的直径D2”以及“内接圆的直径D3”的测定结果，求得各个特定开口隔室的“最大内接圆变化率”与“内部最大内接圆变化率”。各个特定开口隔室的“最大内接圆变化率”、“内部最大内接圆变化率”中的各自的“最大值”与“最小值”表示于表2。“内部最大内接圆变化率”为距第一端面30mm的位置的值。
另外，针对实施例2～18的蜂窝结构体，基于“内接圆的直径D1”、“内接圆的直径D2”以及“内接圆的直径D3”的测定结果，求得开口变化部距第一端面的长度(mm)。表2表示“开口变化部距第一端面的长度(mm)”。在实施例1～18的蜂窝结构体中，除了特定开口隔室以外的隔室是构成为“最大内接圆变化率”以及“内部最大内接圆变化率”均小于1％的“通常隔室”。
在实施例2中，为了在与图8B所示的蜂窝结构体的特定开口隔室的存在范围相同的范围内形成特定开口隔室，而使用在该部分具有凸部的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在实施例3中，为了在与图8C所示的蜂窝结构体的特定开口隔室的存在范围相同的范围内形成特定开口隔室，而使用在该部分具有凸部的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在实施例4中，为了在与图8D所示的蜂窝结构体的特定开口隔室的存在范围相同的范围内形成特定开口隔室，而使用在该部分具有凸部的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在实施例5中，为了在与图8E所示的蜂窝结构体的特定开口隔室的存在范围相同的范围内形成特定开口隔室，而使用在该部分具有凸部的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
另外，在实施例6、11、16中，为了在与图8A所示的蜂窝结构体的特定开口隔室的存在范围相同的范围内形成特定开口隔室，而使用在该部分具有凸部的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在实施例7、12、17中，为了在与图8B所示的蜂窝结构体的特定开口隔室的存在范围相同的范围内形成特定开口隔室，而使用在该部分具有凸部的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在实施例8、13、18中，为了在与图8C所示的蜂窝结构体的特定开口隔室的存在范围相同的范围内形成特定开口隔室，而使用在该部分具有凸部的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在实施例9、14中，为了在与图8D所示的蜂窝结构体的特定开口隔室的存在范围相同的范围内形成特定开口隔室，而使用在该部分具有凸部的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在实施例10、15中，为了在与图8E所示的蜂窝结构体的特定开口隔室的存在范围相同的范围内形成特定开口隔室，而使用在该部分具有凸部的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
(比较例1～11)
在比较例1～11中，如表3所示变更隔室结构、孔隙率、剖面形状、直径、长径、短径、全长，另外，在各比较例1～11中，除了如下那样变更烧制方法以外，以与实施例1相同的方法，制成蜂窝结构体。在比较例9中，蜂窝结构体的剖面形状呈椭圆形，长径为228.6mm，短径为137.2mm。
另外，针对比较例1～11的蜂窝结构体，基于“内接圆的直径D1”、“内接圆的直径D2”以及“内接圆的直径D3”的测定结果，求得各个特定开口隔室的“最大内接圆变化率”与“内部最大内接圆变化率”。各个特定开口隔室的“最大内接圆变化率”与“内部最大内接圆变化率”中的各自的“最大值”与“最小值”表示于表4。
另外，针对比较例1～11的蜂窝结构体，基于“内接圆的直径D1”、“内接圆的直径D2”以及“内接圆的直径D3”的测定结果，求得开口变化部距第一端面的长度(mm)。表4表示“开口变化部距第一端面的长度(mm)”。
【表3】
【表4】
在比较例1～3中，使用与蜂窝成形体接触的一侧的面不具有凸部的生坯垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在比较例4、5中，以在超过80％的区域形成有特定开口隔室的方式使用在该部分具有凸部的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在比较例6中，以在整个区域形成有特定开口隔室的方式使用整体与垫板面接触的烧成垫板进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在比较例7中，为了局部地形成内接圆增大的隔室，而通过以下的方法制成了蜂窝结构体。使用图8A的区域60％成为凸状的烧成垫板，另外，在浸渍于在与烧制前的蜂窝成形体的垫板面接触的一侧的厚度5mm的部分溶解堇青石粉末的液体后，进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在比较例8中，为了局部地形成内接圆增大的隔室，而通过以下的方法制成了蜂窝结构体。使用图8A的区域60％成为凸状的烧成垫板，另外，在浸渍于在与烧制前的蜂窝成形体的垫板面接触的一侧的厚度30mm的部分溶解堇青石粉末的液体后，进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在比较例9中，为了局部地形成内接圆增大的隔室，而通过以下的方法制成了蜂窝结构体。使用图8A的区域60％成为凸状的烧成垫板，另外，在浸渍于在与烧制前的蜂窝成形体的垫板面接触的一侧的厚度10mm的部分溶解堇青石粉末的液体后，进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在比较例10中，为了局部地形成内接圆增大的隔室，而通过以下的方法制成了蜂窝结构体。使用图8A的区域60％成为凸状的烧成垫板，另外，在浸渍于在与烧制前的蜂窝成形体的垫板面接触的一侧的厚度35mm的部分溶解堇青石粉末的液体后，进行烧制，制成了蜂窝结构体。
在比较例11中，为了局部地形成内接圆增大的隔室，而通过以下的方法制成了蜂窝结构体。使用图8A的区域30％成为凸状的烧成垫板，另外，在浸渍于在与烧制前的蜂窝成形体的垫板面接触的一侧的厚度50mm的部分溶解堇青石粉末的液体后，进行烧制，制成了蜂窝结构体。
另外，针对实施例2～18以及比较例1～11的蜂窝结构体，以与实施例1相同的方法，进行了净化性能以及压力损失的评价。评价结果表示于表4。
(结果)
如表2所示，蜂窝结构体随着最大内接圆变化率(％)以及内部最大内接圆变化率(％)增大，而确认了净化性能提高的趋势。另外，若特定开口隔室的面积率在1％～80％的范围内，则压力损失较小，从而良好地使用为废气净化用的催化剂载体。另外，若开口变化部距第一端面的长度为30mm以下，则作为废气净化用的催化剂载体能够维持充分的净化性能，并且抑制压力损失的上升。
如表4所示，比较例1～3的蜂窝结构体不存在特定开口隔室，从而净化性能较差。比较例4～6的蜂窝结构体的特定开口隔室的面积比率超过80％，从而压力损失显著地较大。比较例7～9的蜂窝结构体的最大内接圆变化率(％)以及内部最大内接圆变化率(％)超过70％，从而压力损失显著地增大。比较例10以及11的蜂窝结构体的开口变化部距第一端面的长度超过30mm，从而压力损失显著地增大。
工业上的利用可能性
本发明的蜂窝结构体能够使用为废气净化用的催化剂载体、过滤器。

Claims (9)

1.一种蜂窝结构体，其特征在于，
具备：具有多孔质的隔壁的柱状的蜂窝结构部，所述多孔质的隔壁划分形成从第一端面延伸至第二端面的成为流体的流路的多个隔室；以及形成为围绕所述蜂窝结构部的外周的多孔质的外周壁，
所述多个隔室除了形成于最外周的隔室之外，其剖面形状呈六边形，
所述多个隔室中的在所述蜂窝结构部的所述第一端面的面积的1％～80％的范围内具有开口部的隔室是特定开口隔室，
所述特定开口隔室具有开口变化部，
对于所述开口变化部而言，所述隔室的所述第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和所述隔室的所述第一端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D1满足1≤|(1－(D1/D2))×100|≤70的关系，并且
所述隔室的所述第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和正交于从所述第一端面朝向所述第二端面的方向的剖面的与所述隔室的周缘相接的内接圆的直径D3在距所述第一端面30mm以下的一部分的范围内满足1≤|(1－(D3/D2))×100|≤70的关系，
所述特定开口隔室的所述开口变化部仅存在于该特定开口隔室的距所述第一端面30mm以下的范围内，
所述多个隔室中的所述特定开口隔室以外的隔室是不具有所述开口变化部，该隔室的开口部的大小不变化，或者该隔室的开口部的变化率比所述开口变化部小的非特定开口隔室。
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于，
对于所述特定开口隔室而言，所述隔室的所述第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和正交于从所述第一端面朝向所述第二端面的方向的剖面的与距所述第一端面超过30mm的范围内的所述隔室的周缘相接的内接圆的直径D3X满足|(1－(D3X/D2))×100|＜1的关系。
3.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体，其特征在于，
所述隔室中的所述特定开口隔室以外的隔室是通常隔室，
对于所述通常隔室而言，
所述隔室的所述第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和所述隔室的所述第一端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D1满足|(1－(D1/D2))×100|＜1的关系，并且
所述隔室的所述第二端面的与开口部的周缘相接的内接圆的直径D2和正交于从所述第一端面朝向所述第二端面的方向的剖面的与所述隔室的周缘相接的内接圆的直径D3满足|(1－(D3/D2))×100|＜1的关系。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
所述多个隔室中的在所述蜂窝结构部的所述第一端面的面积的3％～70％的范围内具有开口部的隔室是所述特定开口隔室。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
对于所述特定开口隔室而言，
所述内接圆的直径D2与所述内接圆的直径D1满足3≤|(1－(D1/D2))×100|≤60的关系，并且
所述内接圆的直径D2与所述开口变化部的所述内接圆的直径D3满足3≤|(1－(D3/D2))×100|≤60的关系。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
所述内接圆的直径D2为0.6～2.3mm。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
所述隔壁的厚度为40～350μm。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
所述蜂窝结构部的隔室密度为30～200个/cm2。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
所述隔壁由包含从堇青石、碳化硅、硅－碳化硅系复合材料、莫来石、氧化铝、钛酸铝、氮化硅、堇青石化原料、锂铝硅酸盐、氧化钛铝以及碳化硅－堇青石系复合材料所构成的组中选择的至少一种的材料构成。
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