CN107489492A - 蜂窝结构体 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供兼具高升温性能与高热容量且具有高剪切强度并不会在封装时产生破损的蜂窝结构体。蜂窝结构体(1)具有划分形成从一端面延伸至另一端面的成为流体的流路的多个呈六边形状的六边隔室(3)的隔壁(4)，该隔壁构成为组合了相对于隔壁的平均隔壁厚度具有相差小于±10％的范围的隔壁厚度的标准隔壁(4a)、相对于平均隔壁厚度具有相差+10％以上的隔壁厚度的宽幅隔壁(4b)以及相对于平均隔壁厚度具有相差‑10％以下的隔壁厚度的窄幅隔壁(4c)，将宽幅隔壁以及窄幅隔壁相加的非标准隔壁的小计相对于将标准隔壁、宽幅隔壁以及窄幅隔壁的个数相加的隔壁的总数的比率亦即非标准隔壁比率在10％～30％的范围。
Description
技术领域
本发明涉及蜂窝结构体。更加详细而言，涉及使用于捕集粒状物质来对废气进行净化处理的废气净化装置等，能够同时发挥较高的升温性能以及较高的热容量的任一个的特性，并且进行高效的废气等的净化处理的蜂窝结构体。
背景技术
在汽车、化学、电力、钢铁等各种领域，作为环境对策、特定物质的回收等所使用的催化剂装置用的载体或者过滤器，采用耐热性、耐腐蚀性优越的陶瓷制的蜂窝结构体。例如，伴随着相对于柴油发动机、直喷式汽油发动机的废气限制的强化，为了捕集废气中所含的粒状物质(PM)广泛使用了如下装置：使用了上述蜂窝结构体的柴油颗粒过滤器(DPF)、采用了汽油颗粒过滤器(GPF)的废气净化装置等。作为高温、腐蚀性气体氛围下所使用的蜂窝结构体的材料，特别地适当使用耐热性、化学稳定性优越的碳化硅(SiC)、堇青石、钛酸铝(AT)等陶瓷材料。
在DPF等的蜂窝结构体的隔室表面涂覆有用于对粒状物质进行氧化并净化的催化剂。此处，为了使堆积于隔室内部的粒状物质高效地燃烧，实现DPF等的再生化，需要使蜂窝结构体迅速地升温至上述催化剂活化的温度(活化温度)，并且长时间维持活化温度。由此，能够使捕集粒状物质且利用催化剂进行净化处理的DPF等的净化效率稳定。
然而，从柴油发动机排出的废气存在如下情况：在排气温度比较低且发动机以低负荷的状态运转的情况下，未达到催化剂的活化温度。另外，即便在汽油发动机的情况下，即使在发动机启动时，在发动机以低负荷的状态运转的情况下，也需要使催化剂更快地达到活化温度。另一方面，即便在发动机以高负荷的状态运转的情况下，若急剧地移至低负荷的状态，则也存在蜂窝结构体的温度马上降低，从而成为催化剂的活化温度以下的情况。即，由于蜂窝结构体的热容量较低，所以存在净化效率降低的情况。
因此，为了提高升温性能，能够使构成蜂窝结构体的隔壁的隔壁厚度薄壁化或者提高孔隙率。然而，上述的方法存在使蜂窝结构体的热容量进一步下降的问题。另外，使隔壁厚度变薄存在使蜂窝结构体的力学强度显著降低的问题。其结果，在将蜂窝结构体收放并安装于罐(罐体)的内部的封装作业中，存在向蜂窝结构体施加较强的外力，而在隔壁容易产生龟裂等的担忧。由此，蜂窝结构体破损的可能性变高。
另一方面，在由使用了具有较高的热容量的材料的隔壁构成蜂窝结构体的情况下，虽然消除了温度从高温时急剧地降低的问题，但存在从柴油发动机等的启动时达到活化温度的升温性能显著降低的担忧。即，较高的升温性能与较高的热容量是相互矛盾的问题。
因此，为了提高蜂窝结构体的强度，消除封装作业时的不良情况，已经提出了如下方案：在一个蜂窝结构体中适当地变更划分形成蜂窝结构体的隔室的隔壁的隔壁厚度，分别配设隔壁厚度较厚的部位与较薄的部位。
例如，提出了使划分形成位于蜂窝结构体的外周壁的附近的隔室的隔壁与其他的部位的隔壁相比变厚的方案(参照专利文献1)。另外，以避免与高温的废气接触和侵蚀蜂窝结构体的一部分的侵蚀为目的，提出了使废气直接抵碰的区域的隔壁的隔壁厚度变厚的方案(参照专利文献2)。由此，能够提高蜂窝结构体的一部分的强度，尤其能够消除封装作业时的不良情况。
还提出了如下方案：在划分形成四边形形状的隔室的隔壁中，使沿着隔壁的轴向(X轴以及Y轴)的一方的轴(例如，X轴)上形成的各个的隔壁的隔壁厚度变厚(参照专利文献3)；或者，在划分形成四边形形状的隔室的隔壁中，形成一条直线上均匀地配置两种隔壁的隔壁厚度的结构(参照专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-326034号公报
专利文献2：日本特开2002-326035号公报
专利文献3：日本特开2003-181233号公报
专利文献4：日本特开2010-234315号公报
然而，上述蜂窝结构体在以下几点存在问题。即，专利文献1所示的蜂窝结构体以提高封装时的强度为目的，另一方面，专利文献2所示的蜂窝结构体主要分别以提高耐侵蚀性能为主要目的。因此，在蜂窝结构体中，即使分别变更隔壁的隔壁厚度，也并非分别发挥较高的升温性能以及较高的热容量所带来的效果。由此，并不能稳定地维持废气等的较高的净化性能。
另一方面，专利文献3所示的蜂窝结构体以提高特定方向的强度为目的，使一条直线上存在的隔壁的隔壁厚度变厚。因此，确实能够使隔壁厚度变厚了的方向的强度(剪切强度)提高，但其他的方向的强度显著降低。另外，净化性能的提高并不充分。
另外，如专利文献4所示的那样，在一条直线上分别配置隔壁厚度较厚的隔壁以及较薄的隔壁能够发挥较高的升温性能与较高的热容量带来的效果，从而确实能够提高净化性能。然而，存在剪切强度较弱且在封装时破损的可能性。
发明内容
因此，本发明鉴于上述实际情况，其课题在于提供一种兼具高升温性能与高热容量，并且具有高剪切强度，而且在封装时不产生破损的蜂窝结构体。
根据本发明，提供一种解决了上述课题的蜂窝结构体。
[1]一种蜂窝结构体，其具有划分形成多个呈六边形状的六边隔室的隔壁，所述六边隔室从一端面延伸至另一端面且成为流体的流路，所述蜂窝结构体的特征在于，所述隔壁组合标准隔壁、宽幅隔壁以及窄幅隔壁而构成，所述标准隔壁相对于所述隔壁的平均隔壁厚度具有相差小于±10％的范围的隔壁厚度，所述宽幅隔壁相对于所述平均隔壁厚度具有相差+10％以上的隔壁厚度，所述窄幅隔壁相对于所述平均隔壁厚度具有相差-10％以下的隔壁厚度，将所述宽幅隔壁以及所述窄幅隔壁相加的非标准隔壁的小计相对于将所述标准隔壁、所述宽幅隔壁以及所述窄幅隔壁的个数相加的所述隔壁的总数的比率为非标准隔壁比率，所述非标准隔壁比率在10％～30％的范围。
[2]在上述[1]所记载的蜂窝结构体的基础上，就所述标准隔壁、所述宽幅隔壁以及所述窄幅隔壁而言，在与所述蜂窝结构体的轴向正交的结构体剖面中，根据所规定的配置基准，随机分布而配置。
[3]在上述[1]或[2]所记载的蜂窝结构体的基础上，所述六边隔室由第一隔壁对、第二隔壁对以及第三隔壁对划分形成，所述第一隔壁对由相互平行配置的一对所述隔壁构成，所述第二隔壁对由以所述六边隔室的隔室中心为基准并处于从所述第一隔壁对偏移+60°的位置的一对所述隔壁构成，所述第三隔壁对由以所述六边隔室的所述隔室中心为基准并处于从所述第一隔壁对偏移-60°的位置的一对所述隔壁构成，所述平均隔壁厚度是位于接近所述蜂窝结构体的重心位置的所述六边隔室的与所述第一隔壁对正交的第一假想轴、与所述第二隔壁对正交的第二假想轴以及与所述第三隔壁对正交的第三假想轴的各个轴上的所述隔壁的隔壁厚度的平均值。
[4]在上述[2]或[3]所记载的蜂窝结构体的基础上，所述配置基准如下：在配置于所述第一假想轴、所述第二假想轴以及所述第三假想轴的各个所述轴上的三连续的所述隔壁中，包含至少一个的所述标准隔壁。
[5]在上述[1]～[4]中任一个所记载的蜂窝结构体的基础上，所述非标准隔壁比率是位于距所述蜂窝结构体的外周壁20mm以上的内侧的、所述蜂窝结构体的中心区域的所述非标准隔壁的小计相对于所述隔壁的总数的比率。
[6]在上述[3]～[5]中任一个所记载的蜂窝结构体的基础上，位于所述第一假想轴、所述第二假想轴以及所述第三假想轴的各个所述轴上的所述隔壁的针对各个轴的第一平均隔壁厚度、第二平均隔壁厚度以及第三平均隔壁厚度相对于所述隔壁的所述平均隔壁厚度相差±40％以内的范围。
本发明的效果如下。
本发明的蜂窝结构体具有划分形成六边隔室的隔壁，相对于隔壁整体以10％以上的比例包含有隔壁的隔壁厚度相对于平均隔壁厚度相差±10％以上的宽幅隔壁以及/或者窄幅隔壁。由此，能够提高蜂窝结构体的升温性能，并且通过高热容量长时间维持催化剂的活化温度以上的状态。即，能够形成共有相互矛盾的特性的蜂窝结构体。
另外，通过使标准隔壁、宽幅隔壁以及窄幅隔壁根据规定的配置基准随机地配置，蜂窝结构体的剪切强度不会局部地降低。其结果，能够避免在安装于罐体的封装时，在蜂窝结构体产生龟裂等的不良情况的产生。
附图说明
图1是表示本实施方式的蜂窝结构体的简要结构的立体图。
图2是表示蜂窝结构体的简要结构的上方观察俯视图。
图3是示意性地表示由标准隔壁、宽幅隔壁、窄幅隔壁划分形成的六边隔室的一个例子的说明图。
图4是示意性地表示六边隔室以及隔壁的构成的说明图。
图5是表示六边隔室以及连续的隔壁的配置基准的说明图。
图6是例示蜂窝结构体的中心区域的说明图。
图7是对剪切试验方法的一个例子进行说明的说明图。
图中：
1—蜂窝结构体，2a—一端面，2b—另一端面，3—六边隔室，3a—基准六边隔室，4—隔壁，4a—标准隔壁，4b—宽幅隔壁，4c—窄幅隔壁，5—结构体端面，6a—第一隔壁对，6b—第二隔壁对，6c—第三隔壁对，7—外周壁，8—中心区域，10—剪切试验装置，11—罐体，12—垫部，13—支撑台，14—负载供给部，A—蜂窝轴，C—隔室中心，L1—第一负载方向，L2—第二负载方向，L3—第三负载方向，S1—隔壁的总数，S2—非标准隔壁的小计，X—第一假想轴，Y—第二假想轴，Z—第三假想轴。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的蜂窝结构体进行详述。此外，本发明的蜂窝结构体不限定于以下的实施方式，只要不脱离本发明的主旨，则能够施加各种设计的变更、修正以及改进等。
如图1～图6主要表示的那样，本实施方式的蜂窝结构体1具有划分形成多个呈六边形形状的六边隔室3的隔壁4，该六边隔室3从一端面2a延伸至另一端面2b且成为流体的流路。若进一步具体说明，则该隔壁4构成为，在与蜂窝结构体1的蜂窝轴A的轴向(参照图1的双点划线)正交的结构体端面5(或者结构体剖面)中，组合有：相对于隔壁4的平均隔壁厚度具有相差小于±10％的范围的隔壁厚度T1的标准隔壁4a；相对于隔壁4平均隔壁厚度具有相差+10％以上的隔壁厚度T2的宽幅隔壁4b；以及相对于隔壁4平均隔壁厚度具有相差-10％以下的隔壁厚度T3的窄幅隔壁4c。此处，对于本实施方式的蜂窝结构体1以下主要假定对柴油发动机的废气进行净化处理来进行说明。然而，本发明的蜂窝结构体不限定于上述用途，除此之外，当然也可以使用于对汽油发动机的废气等进行净化处理。
即，隔壁4使用根据隔壁厚度T1、T2、T3来分类的三个类型的隔壁4a、4b、4c，并且划分形成六边隔室3(参照图3)。此外，为了简化图示，在图1～图7中，以大致相同的宽度示出了标准隔壁4a、宽幅隔壁4b以及窄幅隔壁4c的每一个的隔壁厚度T1、T2、T3(除了图3。)。
此处，标准隔壁4a、宽幅隔壁4b以及窄幅隔壁4c根据分别预先规定的配置基准(详细后述。)，配置为在结构体端面5等随机分布。此处，如图3～图5等所示，为了划分形成一个六边隔室3，在该六边隔室3的周围需要六个(六边)的隔壁4，分别从标准隔壁4a、宽幅隔壁4b以及窄幅隔壁4c中配置一个。
并且调整为，在结构体端面5中，将标准隔壁4a以外的隔壁(非标准隔壁)的个数(＝宽幅隔壁4b+窄幅隔壁4c的个数)相加的合计亦即非标准隔壁的小计S2相对于将标准隔壁4a、宽幅隔壁4b以及窄幅隔壁4c的每一个的个数相加的合计亦即隔壁4的总数S1(＝标准隔壁4a+宽幅隔壁4b+窄幅隔壁4c的个数)的比率的非标准隔壁比率(＝S2/S1×100)成为10％～30％的范围。
各个隔壁厚度T2、T3相对于平均隔壁厚度相差±10％以上的非标准隔壁(宽幅隔壁4b以及窄幅隔壁4c)相对于隔壁4的整体包含有恒定比率，从而能够调整蜂窝结构体1的升温性以及热容量的各自的特性。
包含相对于平均隔壁厚度具有相差+10％以上的隔壁厚度T2的宽幅隔壁4b，从而与标准隔壁4a相比，难以夺取热量。因此，相对于处于被高温的废气加热的状态的蜂窝结构体1，即使柴油发动机成为低负荷而使流入的废气的温度降低，蜂窝结构体1整体的温度也不会急剧地降低，能够长时间维持催化剂的活化温度以上。由此，能够维持催化剂所带来的高净化效果。即，由于宽幅隔壁4b的存在，能够提高蜂窝结构体1的热容量，起到保温性提高的效果。
另一方面，包含相对于平均隔壁厚度具有相差-10％以下的隔壁厚度T3的窄幅隔壁4c，从而与标准隔壁4a相比，升温性提高。因此，在柴油发动机启动时，若高温的废气流入蜂窝结构体1，则蜂窝结构体1的温度从常温迅速地上升至催化剂活化的活化温度。即，在短时间内达到能够充分发挥催化剂性能的温度，因此能够从启动后进行高效的废气的净化处理。由于窄幅隔壁4c的存在，能够提高蜂窝结构体1的升温性，使净化性能稳定。
此外，宽幅隔壁4b的存在成为使上述蜂窝结构体1的升温性降低的重要因素，另一方面，窄幅隔壁4c的存在成为使上述蜂窝结构体1的热容量降低的重要因素。然而，如上所述，本实施方式的蜂窝结构体1调整为非标准隔壁的小计S2相对于隔壁4的总数S1的比率成为10％～30％的范围，从而实现相互矛盾的特性的调整，也使这些特性均有提高。
在本实施方式的蜂窝结构体1中，平均隔壁厚度基于下述进行计算。如图4等所示，蜂窝结构体1的每一个的六边隔室3划分形成为，组合有：由相互平行配置的一对隔壁4构成的第一隔壁对6a；由以六边隔室3的隔室中心C为基准并处于从第一隔壁对6a偏移+60°的位置的一对隔壁4构成的第二隔壁对6b；以及由以上述隔室中心C为基准并处于从第一隔壁对6a偏移-60°的位置(相当于从第二隔壁对偏移-120°的位置)的一对隔壁4构成的第三隔壁对6c。
此时，测定位于接近蜂窝结构体1的重心位置、换言之与蜂窝轴A接触的(或者位于其附近的)成为基准的六边隔室3(以下，称为“基准六边隔室3a”。)的、在相对于第一隔壁对6a正交的第一假想轴X、相对于第二隔壁对6b正交的第二假想轴Y以及相对于第三隔壁对6c正交的第三假想轴Z的各个轴上且交叉的各隔壁4的隔壁厚度T1、T2、T3，以其平均值求出平均隔壁厚度(参照图4)。通过决定隔壁4的平均隔壁厚度，能够将各个隔壁4分类成标准隔壁4a、宽幅隔壁4b以及窄幅隔壁4c。
另外，结构体端面5的隔壁4的配置基准也可以如下所述地进行设定。即，能够做成“在配置于上述假想轴X、Y、Z的各个轴上的三连续的隔壁4中包含至少一个以上的标准隔壁4a”。换言之，设定如下配置标准：以在假想轴X、Y、Z的轴上交叉方式配置的三个连续并排的隔壁4(参照图5中的“●”、“◆”、“■”的各组)不全部由宽幅隔壁4b以及/或者窄幅隔壁4c构成，进一步换言之，不仅仅由非标准隔壁构成。通过采用上述的配置基准，能够使标准隔壁4a、宽幅隔壁4b以及窄幅隔壁4c分别随机分散存在，划分形成各个六边隔室3。
如上所述，宽幅隔壁4b以及窄幅隔壁4c的升温性能以及热容量相对于标准隔壁4a分别不同。因此，在宽幅隔壁4b以及窄幅隔壁4c的非标准隔壁存在局部偏倚存在的部位的情况下，该部位的升温性能以及热容量性与其他的部位相比显著不同。其结果，蜂窝结构体1的性质和状态显著变化。因此，将上述的非标准隔壁比率保留于恒定的范围，并且根据上述配置基准而使非标准隔壁不会局部性的存在，从而能够实现相互矛盾的升温性能与热容量的调整，使净化性能稳定。
另外，在本实施方式的蜂窝结构体1中，非标准隔壁比率也可以是位于距蜂窝结构体1的外周壁7至少20mm以上的内侧的、蜂窝结构体1的中心区域8(参照图6的双点划线圆内的阴影区域)的非标准隔壁的小计S2相对于隔壁的总数S1的比率。
在将蜂窝结构体1采用于废气净化装置等的情况下，需要进行在金属制的罐体(罐)收放该蜂窝结构体的封装。存在该封装时相对于蜂窝结构体1施加较大的外力的可能性，存在蜂窝结构体1破损的情况。因此，为了在距尤其容易被施加外力的外周壁7恒定的范围内提高隔壁4的强度，存在变更隔壁厚度的情况。即，存在隔壁厚度局部地存在比平均隔壁厚度厚的部位的情况。因此，在本实施方式的蜂窝结构体1中，从计算非标准隔壁比率的位置除去距外周壁7至少20mm的区域，限定于中心区域8进行计算。
另外，蜂窝结构体1也可以将位于假想轴X、Y、Z的轴上的隔壁4的各个轴上的第一平均隔壁厚度、第二平均隔壁厚度以及第三隔壁厚度设定为相对于隔壁4的整体的平均隔壁厚度在±40％以内的范围内。
隔壁4的整体的平均隔壁厚度通过上述那样的方法进行计算。另外，各个轴的第一平均隔壁厚度等是计算存在于各个轴上且交叉的隔壁4的平均值而得。相对于平均隔壁厚度，在各自的假想轴X、Y、Z的第一平均隔壁厚度等存在超过±40％的分歧的情况下，在蜂窝结构体1的内部局部地存在强度弱的位置或者强度强的位置。因此，在对蜂窝结构体1施加外力的情况下，即使是弱剪切强度，也存在从蜂窝结构体1的内部等产生破裂的可能性，存在产生实用上的问题的情况。因此，将各轴的第一平均隔壁厚度等设定在上述范围内，从而能够抑制蜂窝结构体1的剪切强度的降低。
如以上说明的那样，本实施方式的蜂窝结构体1的划分形成六边隔室3的隔壁4分别组合隔壁厚度T1、T2、T3分别不同的标准隔壁4a、宽幅隔壁4b以及窄幅隔壁4c，从而能够使升温性能以及热容量优越。
以下，对本发明的蜂窝结构体的实施例进行说明，但本发明的蜂窝结构体不限定于此。
【实施例】
(1)蜂窝结构体
向陶瓷原料添加粘合剂、表面活性剂、造孔材、水等形成成形原料。此外，作为使用的陶瓷原料，能够使用碳化硅、Si/SiC系复合材料、堇青石等公知的材料，在本实施方式中，使用堇青石。另外，粘合剂、表面活性剂以及造孔材等是公知的，此处省略详细的说明。
混炼所获得的成形原料，在形成坯土后，进行挤压成形，从而形成圆柱状或者椭圆柱状的蜂窝成形体。在上述的挤压成形中，使用划分形成六边隔室的隔壁的隔壁厚度、隔室密度等被预先规定的模具。对被挤压成形的蜂窝成形体进行干燥以及烧制，从而蜂窝结构体的制造结束。实施例1～14以及比较例1～10中的蜂窝结构体的形状、蜂窝直径(或者蜂窝长径以及蜂窝短径)、蜂窝长度、隔室密度、以及孔隙率表示于下述表1。此处，实施例11、12、14以及比较例5、10的蜂窝结构体呈椭圆柱状，除此之外呈圆柱状的形状。
此外，在后述的净化性能以及剪切强度中，当上述所示的隔壁厚度、隔室密度、蜂窝直径、蜂窝长度、孔隙率存在差异的情况下，存在在各自的净化性能等产生差异的可能性。因此，需要在使上述参数相同的条件下，进行净化性能以及剪切强度的评价。因此，在表1(以下，表2以及表3也相同)中，针对每个组区分使上述参数相同的实施例以及比较例。
即，将比较例1、实施例1～3以及比较例6设为“组α”，将比较例2、实施例4～6以及比较例7设为“组β”，将比较例3、实施例7、8以及比较例8设为“组γ”，将比较例4、实施例9、10、实施例13以及比较例9设为“组δ”，将比较例5、实施例11、12、实施例14以及比较例10设为“组ε”。此外，在各组α、β、γ、δ、ε中，将分别先头列举的比较例1、比较例2、比较例3、比较例4以及比较例5设为组中的比较对象的基准。
【表1】
(2)平均隔壁厚度等的测定以及计算
实施例1～14以及比较例1～10的蜂窝结构体中的划分形成六边隔室的隔壁的平均隔壁厚度以及各自的第一假想轴X等假想轴X、Y、Z的第一平均隔壁厚度、第二平均隔壁厚度以及第三平均隔壁厚度的测定结果表示于下述表2。另外，基于表示+10％以上的隔壁厚度的宽幅隔壁相对于计算出的平均隔壁厚度所占的比率A％以及表示-10％以下的隔壁厚度的窄幅隔壁相对于平均隔壁厚度所占的比率B％计算出的非标准隔壁比率(A+B)％、配置于假想轴X、Y、Z的轴上的三连续的隔壁是否由非标准隔壁构成的有无(C)、该C的比率以及从非标准隔壁比率减去C的存在比率的值一并表示于表2。此外，第一假想轴X等已经进行了说明，因此此处省略详细的说明。
据此，就实施例1～14的蜂窝结构体而言，将宽幅隔壁以及窄幅隔壁相加的非标准隔壁的小计相对于隔壁的总数的比率亦即非标准隔壁比率(A+B)％均表示10％以上，并且三连续的隔壁不是非标准隔壁，换言之，包含至少一个以上的标准隔壁(C的存在比率＝0％)。
另一方面，比较例1～5的蜂窝结构体的非标准隔壁比率小于10％，比较例6～8的蜂窝结构体的三连续的隔壁由非标准隔壁构成。
【表2】
另外，基于测定以及计算出的平均隔壁厚度、第一平均隔壁厚度、第二平均隔壁厚度以及第三平均隔壁厚度，计算第一平均隔壁厚度/平均隔壁厚度的比率(％)、第二平均隔壁厚度/平均隔壁厚度的比率(％)以及第三平均隔壁厚度/平均隔壁厚度的比率(％)，求得最大比率差以及最小比率差。所获得的结果表示于下述表3。
此处，实施例1～10的蜂窝结构体的第一平均隔壁厚度等相对于隔壁的平均隔壁厚度均在±40％以内(比较例1～8也相同)。与此相对，比较例9、10的蜂窝结构体的第一平均隔壁厚度等相对于平均隔壁厚度超过±40％。
【表3】
(3)净化性能的测定
将上述的实施例以及比较例的蜂窝结构体安装于废气净化装置，分别安装于搭载了排气量2.0升的直喷式汽油发动机的轿车的排气系统。然后，作为基于底盘测功机的车辆试验，以JC08模式判定了净化性能。相对于各组α～ε中的成为基准的比较例1～5，将确认为5％以上的净化性能的提高的情况设为“A”，将在2％以上且小于5％的范围内确认为提高的情况设为“B”，将小于2％的情况设为“C”。判定结果表示于表3。
(4)剪切强度的测定
使用图7所示的剪切强度试验机10，相对于实施例1～14以及比较例1～10的蜂窝结构体进行了剪切强度的测定。在各蜂窝结构体1的外周壁7的周围卷绕缓冲用的垫部12的状态下，安装于金属制的罐体11，作为测定试料。相对于测定试料，分别从第一负载方向L1、第二负载方向L2以及第三负载方向L3施加负载，测定产生于蜂窝结构体1的剪切的强度。相对于成为各组α～ε的基准的比较例1～5的蜂窝结构体，将确保各方向L1、L2、L3均同等以上的剪切强度的水准评价为“A”，将在各方向L1等中在剪切强度存在偏差但不存在实用上的问题的合格等级的情况评价为“B”，以及将认为较大的剪切强度的降低的情况评价为“C”。评价结果表示于表3。
(5)评价结果
如表3所示，实施例1～14的蜂窝结构体均在净化性能以及剪切强度的评价项目中，表示至少“B”以上的评价，确认在使用于废气净化装置等的情况下，不存在实用上的问题。即，相对于平均隔壁厚度至少具有10％以上的±10％以上非标准隔壁，并且非标准隔壁随机地配置的六边隔室的蜂窝结构体表示稳定的净化性能，能够维持高剪切强度。通过使划分形成六边隔室的隔壁的隔壁厚度变化，能够提高蜂窝结构体的升温性能，通过高热容量长时间继续催化剂的活化温度以上的状态。另外，确认了即便蜂窝结构体为圆柱状或者椭圆柱状的任一个，也表示相同的效果。
在非标准隔壁比率小于10％的蜂窝结构体的情况(比较例1～5)的情况下，确认为净化性能显著地降低。与上述相同，能够进一步确认非标准隔壁比率为恒定比率以上。此外，在包含非标准隔壁比率小于10％且三连续的隔壁全部为非标准隔壁的部位的蜂窝结构体的情况(比较例6～8)也相同地，认为净化性能的降低(均参照表3)。
针对成为各自的比较对象的各组，若详细地进行说明，则例如在为组α的情况下，相对于非标准隔壁比率小于±10％的比较例1(＝6％)，非标准隔壁比率满足本发明的条件的±10％以上的实施例1(＝12％)、实施例2(＝11％)以及实施例3(＝12％)的净化性能均是确认为比比较例1的值提高5％以上的净化性能的“A”评价。另外，在实施例1～3与隔室密度等的参数大致相同，但三连续的隔壁由非标准隔壁构成，且C的存在比率为5％的比较例6的情况下，是与比较例1相比净化性能的提高小于2％的“C”评价。即，如上所述的那样，确认了相对于平均隔壁厚度至少具有10％以上的±10％以上非标准隔壁，并且满足非标准隔壁随机地配置的条件的六边隔室的蜂窝结构体与成为基准的比较例1的蜂窝结构体相比显示出优越的净化性能。即使在其他的组β～ε中，也认为具有相同的趋势。
另一方面，在剪切强度的评价中，如组δ的比较例9以及组ε的比较例10所示，相对于确认为上述净化性能的提高的成为基准的比较例4或者比较例5，非标准隔壁比率为±10％以上，并且即便在满足三连续的隔壁不由非标准隔壁构成的条件的情况下，在第一平均隔壁厚度、第二平均隔壁厚度以及第三平均隔壁厚度的任一个相对于平均隔壁厚度均超过±40％的情况下(参照表3)，净化性能也相对于各自的比较例4或者比较例5提高，能够获得良好的评价，但与基准相比示出剪切强度的降低，仅能够获得较低的评价。
工业上的可利用性
本发明的蜂窝结构体能够特别有益地使用于进行从柴油发动机、汽油发动机等被排出的废气等的流体所含的微粒等粒状物质的净化处理的废气净化处理装置等的用途。
Claims (6)
1.一种蜂窝结构体，其具有划分形成多个呈六边形状的六边隔室的隔壁，所述六边隔室从一端面延伸至另一端面且成为流体的流路，
所述蜂窝结构体的特征在于，
所述隔壁组合标准隔壁、宽幅隔壁以及窄幅隔壁而构成，
所述标准隔壁相对于所述隔壁的平均隔壁厚度具有相差小于±10％的范围的隔壁厚度，
所述宽幅隔壁相对于所述平均隔壁厚度具有相差+10％以上的隔壁厚度，
所述窄幅隔壁相对于所述平均隔壁厚度具有相差-10％以下的隔壁厚度，
将所述宽幅隔壁以及所述窄幅隔壁相加的非标准隔壁的小计相对于将所述标准隔壁、所述宽幅隔壁以及所述窄幅隔壁的个数相加的所述隔壁的总数的比率为非标准隔壁比率，所述非标准隔壁比率在10％～30％的范围。
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于，
就所述标准隔壁、所述宽幅隔壁以及所述窄幅隔壁而言，在与所述蜂窝结构体的轴向正交的结构体剖面中，根据所规定的配置基准，随机分布而配置。
3.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体，其特征在于，
所述六边隔室由第一隔壁对、第二隔壁对以及第三隔壁对划分形成，
所述第一隔壁对由相互平行配置的一对所述隔壁构成，
所述第二隔壁对由以所述六边隔室的隔室中心为基准并处于从所述第一隔壁对偏移+60°的位置的一对所述隔壁构成，
所述第三隔壁对由以所述六边隔室的所述隔室中心为基准并处于从所述第一隔壁对偏移-60°的位置的一对所述隔壁构成，
所述平均隔壁厚度是位于接近所述蜂窝结构体的重心位置的所述六边隔室的与所述第一隔壁对正交的第一假想轴、与所述第二隔壁对正交的第二假想轴以及与所述第三隔壁对正交的第三假想轴的各个轴上的所述隔壁的隔壁厚度的平均值。
4.根据权利要求2或3所述的蜂窝结构体，其特征在于，
所述配置基准如下：在配置于所述第一假想轴、所述第二假想轴以及所述第三假想轴的各个所述轴上的三连续的所述隔壁中，包含至少一个的所述标准隔壁。
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，
所述非标准隔壁比率是位于距所述蜂窝结构体的外周壁20mm以上的内侧的、所述蜂窝结构体的中心区域的所述非标准隔壁的小计相对于所述隔壁的总数的比率。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，
位于所述第一假想轴、所述第二假想轴以及所述第三假想轴的各个所述轴上的所述隔壁的针对各个轴的第一平均隔壁厚度、第二平均隔壁厚度以及第三平均隔壁厚度相对于所述隔壁的所述平均隔壁厚度相差±40％以内的范围。
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