CN107916970A - 封孔蜂窝结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种封孔蜂窝结构体，其能够维持等静压强度、并且抑制压力损失上升。该封孔蜂窝结构体包括多个蜂窝单元(4)、接合层(6)、以及将蜂窝单元(4)的隔室(2)的开口部封孔的封孔部(5)，在蜂窝单元(4)，按具有规定的重复排列图案而形成至少2种截面形状不同的隔室(2)，局部周缘外周壁隔室区域(19)中的流入隔室(2y)的平均截面积S2in除以流出隔室(2x)的平均截面积S2out而得到的值R2s为全周缘隔壁隔室区域(18)中的流入隔室(2y)的平均截面积S1in除以流出隔室(2x)的平均截面积S1out而得到的值R1s的、1.7倍～2.0倍。

Description

封孔蜂窝结构体
技术领域
本发明涉及封孔蜂窝结构体。更详细而言，涉及能够维持等静压强度、并且抑制压力损失上升的封孔蜂窝结构体。
背景技术
从对地球环境的影响、节约资源的观点考虑，近年来要求汽车的耗油量降低。因此，存在直接喷射式汽油发动机、柴油发动机等热效率良好的内燃机被用作汽车用的动力源的趋势。
另一方面，这些内燃机中，在燃料燃烧时产生炉渣构成问题。从大气环境的观点考虑，必须具有用于除去尾气中包含的有毒成分、同时不将煤烟(以下也称为“烟尘(Soot)”)等粒子状物质(以下有时称为“PM”)释放到大气中的对策。
特别是，与除去由柴油发动机排出的PM相关的限制存在全世界范围内强化的趋势。并且，作为用于除去PM的捕集过滤器(以下有时称为“DPF”)，蜂窝结构的壁流型尾气净化过滤器的使用备受瞩目，并提出了各种系统。上述DPF结构为：通常由多孔质的隔壁区划形成构成流体的流路的多个隔室，通过将隔室交替封孔，形成隔室的多孔质的隔壁发挥过滤器的作用。有时将由多孔质的隔壁区划形成有多个隔室的柱状的结构体称为“蜂窝结构体”。另外，有时将形成于蜂窝结构体的隔室的开口部通过封孔部封孔而得到的结构体称为“封孔蜂窝结构体”。封孔蜂窝结构体被广泛用作像DPF这样的捕集过滤器。如果含有粒子状物质的尾气从封孔蜂窝结构体的流入端面(第一端面)流入，则在尾气通过隔壁时，该尾气中的粒子状物质被过滤，得到净化的气体从封孔蜂窝结构体的流出端面(第二端面)排出。
以往，对于封孔蜂窝结构体的隔室的形状，有四边形隔室、六边形隔室、HAC隔室(将八边形和四边形组合的隔室)等。最近，正在开发将异形隔室组合而得到的封孔蜂窝结构体、以及在封孔的位置上下工夫而得到的新的封孔蜂窝结构体(例如参见专利文献1及2)。根据该封孔蜂窝结构体，能够降低使用初期的压力损失及PM堆积时的压力损失，并且，抑制PM燃烧时发生开裂(crack)，使灰分等大量堆积于隔壁。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－200741号公报
专利文献2：日本特开2015－029939号公报
发明内容
将像专利文献1及2那样的具有特殊隔室形状的封孔蜂窝结构体用作DPF的情况下，封孔蜂窝结构体通常为端面为圆形等的特定大小的圆柱形状。作为制造圆柱形状的封孔蜂窝结构体的方法之一，提出了如下制造方法。首先，制作多个具有区划特殊隔室的隔壁及覆盖该特殊隔室的外周的单元外周壁的蜂窝单元。接下来，使用接合材料，将多个蜂窝单元接合，制作蜂窝单元的接合体(以下称为“蜂窝单元接合体”)。接下来，将蜂窝单元接合体的外周磨削为任意的形状，进而，在其外周进行涂层处理，制造封孔蜂窝结构体。以下，有时将通过该方法制造的封孔蜂窝结构体称为“单元结构的封孔蜂窝结构体”。
以往，单元结构的封孔蜂窝结构体中，关于蜂窝单元接合体的各蜂窝单元间的“隔室的排列”，不会特别构成问题。例如，封孔蜂窝结构体的所有隔室的形状均为四边形这同一形状的情况下，隔室的重复最小单元为1个隔室。因此，该封孔蜂窝结构体中，关于蜂窝单元内的“隔室的排列”，不会特别构成问题。但是，像专利文献1及2那样的具有特殊隔室形状的封孔蜂窝结构体中，判明各蜂窝单元的与单元外周壁相接触的部分的形状会对压力损失造成较大的影响。并且，如果不在如上所述的各蜂窝单元的与单元外周壁相接触的部分的隔室的形状上下工夫，则封孔蜂窝结构体的压力损失的上升显著。
本发明是鉴于像这样的现有技术所具有的问题而实施的。根据本发明，提供一种能够维持等静压强度、并且抑制压力损失上升的封孔蜂窝结构体。
根据本发明，提供以下所示的封孔蜂窝结构体。
[1]一种封孔蜂窝结构体，其包括：
多个棱柱状的蜂窝单元，
接合层，该接合层将多个所述蜂窝单元的侧面彼此接合，以及
封孔部，该封孔部配设于各个所述蜂窝单元的流入端面上的规定隔室的开口部及流出端面上的其余隔室的开口部，
所述蜂窝单元具有多孔质的隔壁及配设于最外周的单元外周壁，该多孔质的隔壁配设成包围从所述流入端面延伸至所述流出端面的多个所述隔室，
在所述蜂窝单元中，按在与所述隔室延伸的方向正交的截面处具有规定的重复排列图案而形成至少2种形状不同的所述隔室，
将在所述流入端面侧配设有所述封孔部的所述隔室作为流出隔室，将在所述流出端面侧配设有所述封孔部的所述隔室作为流入隔室，
所述蜂窝单元的所述隔室包含全周缘隔壁隔室和局部周缘外周壁隔室，
所述全周缘隔壁隔室为所述隔室的整个周缘被所述隔壁包围的隔室，
所述局部周缘外周壁隔室为所述隔室的周缘被所述隔壁及所述单元外周壁包围的所述隔室，
所述局部周缘外周壁隔室的、与所述隔室延伸的方向正交的所述截面的形状包含所述全周缘隔壁隔室的至少一部分形状，
当所述全周缘隔壁隔室存在的区域中的、所述流入隔室的平均截面积S1in除以所述流出隔室的平均截面积S1out而得到的值为R1s、
所述局部周缘外周壁隔室存在的区域中的、所述流入隔室的平均截面积S2in除以所述流出隔室的平均截面积S2out而得到的值为R2s时，
所述R2s为所述R1s的1.7倍～2.0倍。
[2]根据所述[1]中记载的封孔蜂窝结构体，其中，除了所述蜂窝单元的形成有所述局部周缘外周壁隔室的外周区域以外，所述封孔部以流入隔室将所述流出隔室的周围包围的方式配置于所述蜂窝单元的所述隔室的开口部。
[3]根据所述[1]或[2]中记载的封孔蜂窝结构体，其中，所述蜂窝单元的所述单元外周壁的厚度为0.3～1.0mm。
[4]根据所述[1]～[3]中的任意一项中记载的封孔蜂窝结构体，其中，所述接合层的厚度为0.5～1.5mm。
[5]根据所述[1]～[4]中的任意一项中记载的封孔蜂窝结构体，其中，
当将所述流入隔室中、对置的2个所述隔壁的相互间距离中的最短距离作为隔室开口宽度时，
所述流入隔室的所述隔室开口宽度的平均值为0.5mm以上。
[6]根据所述[1]～[5]中的任意一项中记载的封孔蜂窝结构体，其中，所述局部周缘外周壁隔室存在的区域中的、所述流入隔室的平均截面积S2in为4mm2以下。
[7]根据所述[1]～[6]中的任意一项中记载的封孔蜂窝结构体，其中，所述全周缘隔壁隔室存在的区域中，所述流入隔室及所述流出隔室分别具有1种截面形状。
本发明的封孔蜂窝结构体为所谓的单元结构的封孔蜂窝结构体。并且，本发明的封孔蜂窝结构体构成为：在全周缘隔壁隔室存在的区域及局部周缘外周壁隔室存在的区域中，流入隔室与流出隔室的平均截面积的比率落在特定的数值范围内。即，如上所述，R2s为R1s的1.7倍～2.0倍。此处，R1s具有“R1s＝S1in/S1out”的关系，R2s具有“R2s＝S2in/S2out”的关系。S1in表示全周缘隔壁隔室存在的区域中的流入隔室的平均截面积。S1out表示全周缘隔壁隔室存在的区域中的流出隔室的平均截面积。S2in表示局部周缘外周壁隔室存在的区域中的流入隔室的平均截面积。S2out表示局部周缘外周壁隔室存在的区域中的流出隔室的平均截面积。根据本发明的封孔蜂窝结构体，能够维持等静压强度、并且抑制压力损失上升。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的封孔蜂窝结构体的第一实施方式的、从流入端面侧观察而得到的立体图。
图2是示意性地表示本发明的封孔蜂窝结构体的第一实施方式的、从流入端面侧观察而得到的俯视图。
图3是将图1所示的封孔蜂窝结构体的流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图4是将图1所示的封孔蜂窝结构体的流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图5是示意性地表示图3的A－A’的截面图。
图6是示意性地表示用于图1所示的封孔蜂窝结构体的封孔蜂窝单元的、从流入端面侧观察而得到的立体图。
图7是示意性地表示用于图1所示的封孔蜂窝结构体的封孔蜂窝单元的、从流入端面侧观察而得到的俯视图。
图8是从流入端面侧观察本发明的封孔蜂窝结构体的第一实施方式而得到的示意性局部放大图。
图9是示意性地表示用于比较例1的封孔蜂窝结构体的封孔蜂窝单元的、从流入端面侧观察而得到的俯视图。
图10是示意性地表示用于比较例2及3的封孔蜂窝结构体的封孔蜂窝单元的、从流入端面侧观察而得到的俯视图。
符号说明
1、101、201：隔壁；2、102、202：隔室；2a、102a、202a：全周缘隔壁隔室；2b、102b、202b：局部周缘外周壁隔室；2x、102x、202x：流出隔室(规定隔室)；2y、102y、202y：流入隔室(其余隔室)；3、103、203：单元外周壁；4、104、204：蜂窝单元；4A、104A、204A：封孔蜂窝单元；5、105、205：封孔部；6：接合层；7：蜂窝单元接合体；8：外壁；11：流入端面；12：流出端面；13：第一边；14：第二边；15：第三边；16：第四边；18：全周缘隔壁隔室区域；19：局部周缘外周壁隔室区域；100：封孔蜂窝结构体；CP1、CP2、P、Q：距离。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明，但是，本发明并不限定于以下的实施方式。因此，应当理解：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加以适当变更、改良等而得到的实施方式均在本发明的范围内。
(1)封孔蜂窝结构体：
如图1～图5所示，本发明的封孔蜂窝结构体的第一实施方式为包括多个蜂窝单元4、接合层6、以及封孔部5的封孔蜂窝结构体100。本实施方式的封孔蜂窝结构体100为所谓的单元结构的封孔蜂窝结构体。在封孔蜂窝结构体100的外周还具备配设成围绕多个蜂窝单元4的外壁8。本实施方式的封孔蜂窝结构体100可以优选用作用于除去尾气中包含的粒子状物质的捕集过滤器。
此处，图1是示意性地表示本发明的封孔蜂窝结构体的第一实施方式的、从流入端面侧观察而得到的立体图。图2是示意性地表示本发明的封孔蜂窝结构体的第一实施方式的、从流入端面侧观察而得到的俯视图。图3是将图1所示的封孔蜂窝结构体的流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。图4是将图1所示的封孔蜂窝结构体的流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。图5是示意性地表示图3的A－A’的截面图。另外，图6是示意性地表示用于图1所示的封孔蜂窝结构体的封孔蜂窝单元的、从流入端面侧观察而得到的立体图。图7是示意性地表示用于图1所示的封孔蜂窝结构体的封孔蜂窝单元的、从流入端面侧观察而得到的俯视图。
如图6及图7所示，蜂窝单元4具有多孔质的隔壁1及配设于最外周的单元外周壁3，该多孔质的隔壁1配设成包围从流体流入的流入端面11延伸至流体流出的流出端面12的多个隔室2。如图1～图5所示，封孔蜂窝结构体100具备多个蜂窝单元4，该多个蜂窝单元4的侧面彼此借助接合层6而接合。多个蜂窝单元4中，配置于封孔蜂窝结构体100的中央部分的蜂窝单元4呈现以从流入端面11朝向流出端面12的方向为轴向的“棱柱状”。另一方面，多个蜂窝单元4中，配置于与外壁8相接的外周部分的蜂窝单元4为将被形成为棱柱状的蜂窝单元4的一部分按照外壁8的形状进行磨削而得到的柱状。
接合层6由将多个蜂窝单元4的侧面彼此接合的接合材料构成。有时将多个蜂窝单元4借助接合层6而接合得到的接合体称为蜂窝单元接合体7。
封孔部5配设于形成在各蜂窝单元4的隔室2的开口部，并将隔室2的流入端面11侧或流出端面12侧中的任意一方开口部密封。即，封孔部5配设于各蜂窝单元4的流入端面11上的规定隔室2x的开口部及流出端面12上的规定隔室2x以外的其余隔室2y的开口部。以下，有时将在蜂窝单元4的流入端面11上的隔室2的开口部配设有封孔部5的隔室2(即、上述的规定隔室2x)称为“流出隔室2x”。有时将在蜂窝单元4的流出端面12上的隔室2的开口部配设有封孔部5的隔室2(即、上述的其余隔室2y)称为“流入隔室2y”。有时将在蜂窝单元4的隔室2的开口部配设有封孔部5的蜂窝单元称为封孔蜂窝单元4A。
在蜂窝单元4中，按在与隔室2延伸的方向正交的截面处具有规定的重复排列图案而形成至少2种形状不同的隔室。例如，图6及图7所示的蜂窝单元4形成有隔室2的形状为四边形的隔室(例如、流出隔室2x)和隔室2的形状为五边形的隔室(例如、流入隔室2y)这样2种形状不同的隔室2。上述的“重复排列图案”为由至少1个流出隔室2x和至少1个流入隔室2y构成的排列图案，并且在1个蜂窝单元4中存在2个以上该排列图案。以下，有时将与隔室2延伸的方向正交的截面处的、隔室2的形状称为“隔室形状”、“截面形状”、及“截面的形状”。应予说明，关于形成于各蜂窝单元4的流出隔室2x及流入隔室2y的个数，不限定于图1～图7中画出的个数。例如，图1～图7中，为了方便对上述的“重复排列图案”进行说明，将流出隔室2x及流入隔室2y的个数画的较少。
关于封孔部5的配置、换言之、流出隔室2x和流入隔室2y的配置，没有特别限制。但是，除了位于蜂窝单元4的最外周的流出隔室2x以外，封孔部5优选以流入隔室2y将流出隔室2x的周围包围的方式配置于蜂窝单元4的隔室2的开口部。例如，优选像图6及图7所示的蜂窝单元4那样，以隔室形状为五边形的流入隔室2y将隔室形状为四边形的流出隔室2x的周围包围的方式配置有各封孔部5。此处，“流入隔室2y将流出隔室2x的周围包围”是指在与隔室2延伸的方向正交的截面处如下构成。此处，对如图6及图7所示流出隔室2x的隔室形状为四边形的情形的例子进行说明。首先，配置成：对于一个流出隔室2x的4边，分别邻接流入隔室2y的一边。此时，还可以配置成：对于一个流出隔室2x的一边，邻接2个以上流入隔室2y的一边。即，还可以配置成：一个流入隔室2y的一边与一个流出隔室2x的一边的一半位置相邻接，进而，另一个流入隔室2y的一边与一个流出隔室2x的一边的余下一半的位置相邻接。并且，与一个流出隔室2x邻接的全部流入隔室2y配置成：流入隔室2y彼此之间各有一边邻接。将以该状态配置流入隔室2y称为“流入隔室2y将流出隔室2x的周围包围”。有时将包含位于蜂窝单元4的最外周的流出隔室2x及配置于该流出隔室2x的周围的流入隔室2y的区域称为“蜂窝单元4的外周区域”。
蜂窝单元4的隔室2包含全周缘隔壁隔室2a和局部周缘外周壁隔室2b。全周缘隔壁隔室2a为隔室2的整个周缘被隔壁1包围的隔室2。局部周缘外周壁隔室2b为隔室2的周缘被隔壁1及单元外周壁3包围的隔室2。局部周缘外周壁隔室2b的、与隔室2延伸的方向正交的截面的形状包含全周缘隔壁隔室2a的至少一部分形状。另外，将全周缘隔壁隔室2a存在的区域作为全周缘隔壁隔室区域18，将局部周缘外周壁隔室2b存在的区域作为局部周缘外周壁隔室区域19。
本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，像以下的(A)～(D)那样表示全周缘隔壁隔室区域18及局部周缘外周壁隔室区域19中的、流入隔室2y的平均截面积及流出隔室2x的平均截面积。
(A)使全周缘隔壁隔室区域18中的流入隔室2y的平均截面积为“S1in”。以下，也有时称为“平均截面积S1in”。
(B)使全周缘隔壁隔室区域18中的流出隔室2x的平均截面积为“S1out”。以下，也有时称为“平均截面积S1out”。
(C)使局部周缘外周壁隔室区域19中的流入隔室2y的平均截面积为“S2in”。以下，也有时称为“平均截面积S2in”。
(D)使局部周缘外周壁隔室区域19中的流出隔室2x的平均截面积为“S2out”。以下，也有时称为“平均截面积S2out”。
本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，使平均截面积S1in除以平均截面积S1out而得到的值(S1in/S1out)为“R1s”。使平均截面积S2in除以平均截面积S2out而得到的值(S2in/S2out)为“R2s”。
本实施方式的封孔蜂窝结构体100的重要特征为：上述的R2s为R1s的1.7倍～2.0倍。即，本实施方式的封孔蜂窝结构体100构成为：流入隔室2y的平均截面积相对于流出隔室2x的平均截面积的比率(即、R1s及R2s)在全周缘隔壁隔室区域18和局部周缘外周壁隔室区域19之间不同。像这样构成的封孔蜂窝结构体100发挥如下效果：能够维持等静压强度，并且，抑制压力损失上升。例如，通过采用上述构成，流入隔室2y的开口部不易因煤烟等粒子状物质而堵塞，能够有效地抑制压力损失上升。
以往的单元结构的封孔蜂窝结构体中，对于各蜂窝单元的外周部分，通常，该蜂窝单元中的“隔室的重复排列图案”的一部分以不完整的状态再现。例如，蜂窝单元根据使用的用途等而确定适当的大小(例如、端面的尺寸)。因此，蜂窝单元多数情况为在其外周部分的隔室形状中“隔室的重复排列图案”中断的状态。另外，单元结构的封孔蜂窝结构体中，存在重视与“隔室的重复排列图案”的形状相关的制约以及与蜂窝单元的大小相关的制约的倾向，蜂窝单元的外周部分的隔室形状不太被重视。本发明的发明人发现：蜂窝单元的外周部分的隔室形状、特别是、流入隔室的平均截面积相对于流出隔室的平均截面积的比率对单元结构的封孔蜂窝结构体的压力损失造成较大的影响，以至完成了本发明。
本实施方式的封孔蜂窝结构体100的、上述R2s为R1s的1.7倍～2.0倍，由此，抑制压力损失上升。本实施方式的封孔蜂窝结构体100不需要特别地改变隔壁1的厚度、隔室密度等蜂窝单元4整体的结构，因此，也不会引起等静压强度大幅降低。因此，例如，能够充分地确保在尾气净化装置内把持封孔蜂窝结构体时所需要的等静压强度，并且，有效地抑制封孔蜂窝结构体的压力损失上升。
本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，如果R2s低于R1s的1.7倍或超过R1s的2.0倍，则很难抑制压力损失上升。优选为R1s的1.8倍～1.9倍。通过像这样构成，能够更加有效地抑制封孔蜂窝结构体的压力损失上升。
全周缘隔壁隔室区域的流入隔室的平均截面积S1in优选为0.8～3.0mm2，更优选为1.2～2.5mm2。全周缘隔壁隔室区域的流出隔室的平均截面积S1out优选为1.0～10.0mm2，更优选为2.0～8.0mm2。通过使其为如上所述的数值范围，能够更加有效地抑制等静压强度大幅降低，并且，有效地抑制压力损失上升。
流入隔室的平均截面积S1in、流出隔室的平均截面积S1out、流入隔室的平均截面积S2in、及流出隔室的平均截面积S2out例如可以利用以下的方法来求出。首先，将蜂窝单元沿轴向切断，拍摄切断的蜂窝单元的截面。接下来，对于拍摄得到的图像，测定各隔室的截面积，分别计算出全周缘隔壁隔室区域的流入隔室及流出隔室、以及局部周缘外周壁隔室区域的流入隔室及流出隔室的、平均截面积。另外，在隔室延伸的方向上，各隔室的截面积一定的情况下，可以测定各隔室的开口部的面积，以此代替对各隔室的截面积的测定。例如，拍摄蜂窝单元的流入端面及流出端面，对于得到的图像，测定各隔室的开口部的面积。并且，以测定的各隔室的开口部的面积为基础，分别计算出全周缘隔壁隔室区域的流入隔室及流出隔室、以及局部周缘外周壁隔室区域的流入隔室及流出隔室的、平均值。计算出的平均值为各隔室的平均截面积。另外，对于隔室开口宽度的平均值，也可以由利用与上述方法同样的方法得到的图像求出。具体而言，对于拍摄得到的图像，测定各隔室的开口宽度，计算出其平均值，由此，可以求出隔室开口宽度的平均值。
关于封孔蜂窝结构体100的整体形状，没有特别限制。例如，图1所示的封孔蜂窝结构体100的整体形状为流入端面11及流出端面12为圆形的圆柱形状。此外，虽然省略图示，但是，作为封孔蜂窝结构体的整体形状，可以为流入端面及流出端面为椭圆形、跑道(Racetrack)形、长圆形等大致圆形的柱形状。另外，作为封孔蜂窝结构体的整体形状，还可以为流入端面及流出端面为四边形、六边形等多边形的棱柱形状。
构成蜂窝单元的材料没有特别限制，但是，从强度、耐热性、耐久性等观点考虑，主成分优选为氧化物或非氧化物的各种陶瓷、金属等。具体而言，例如，作为陶瓷，考虑堇青石、多铝红柱石(Mullite)、氧化铝、尖晶石(Spinel)、碳化硅、氮化硅、及钛酸铝等。作为金属，考虑Fe－Cr－Al系金属、及金属硅等。优选以从这些材料中选择的1种或2种以上为主成分。从高强度、高耐热性等观点考虑，特别优选以从由氧化铝、多铝红柱石、钛酸铝、堇青石、碳化硅、及氮化硅构成的组中选择的1种或2种以上为主成分。另外，从高热传导率、高耐热性等观点考虑，特别优选碳化硅、或硅－碳化硅复合材料。此处，“主成分”是指构成蜂窝单元的50质量％以上、优选70质量％以上、更优选80质量％以上的成分。
关于封孔部的材料，没有特别限制。封孔部的材料优选包含从作为上述的蜂窝单元的优选材料例举的各种陶瓷及金属等中选择的1种或2种以上。
本实施方式的封孔蜂窝结构体是将多个蜂窝单元(更具体而言、封孔蜂窝单元)借助接合层而彼此接合得到的。通过像这样构成，能够使施加于封孔蜂窝结构体的热应力得到分散，能够有效地防止由局部温度上升所引起的开裂。
关于蜂窝单元的大小，没有特别限制。但是，如果1个蜂窝单元的大小过大，则有时无法充分发挥出防止开裂的效果。另外，如果1个蜂窝单元的大小过小，则蜂窝单元通过接合层接合的作业有时变得复杂。
关于蜂窝单元的形状，没有特别限制。例如，作为蜂窝单元的形状，可以举出该蜂窝单元的与轴向正交的截面形状为四边形、六边形等多边形的棱柱形状。应予说明，对于配设于封孔蜂窝结构体的最外周的蜂窝单元，可以根据封孔蜂窝结构体的整体形状，利用磨削等对棱柱形状的一部分进行加工。
如图1～图5所示，本实施方式的封孔蜂窝结构体100中，各蜂窝单元4的规定重复排列图案由全周缘隔壁隔室2a形成。该全周缘隔壁隔室2a包含流入隔室2y和流出隔室2x，形成重复排列图案的流入隔室2y的、与该流入隔室2y的中心轴向正交的截面形状在表观上为大致五边形。另外，形成重复排列图案的流出隔室2x的、与该流出隔室2x的中心轴向正交的截面形状在表观上为大致正方形。上述“截面形状”为在将各隔室2以与其中心轴向正交的平面切断时出现在其截面的形状，是指被形成隔室2的隔壁1包围的部分的形状。并且，本实施方式的封孔蜂窝结构体100的各蜂窝单元4具有以8个截面形状为大致五边形的流入隔室2y将截面形状为大致正方形的流出隔室2x的周围包围的方式配置的、隔室的重复排列图案。通过像这样构成，本实施方式的封孔蜂窝结构体100与以往的封孔蜂窝结构体相比，在用作过滤器的情况下，能够使各蜂窝单元4的过滤面积增大。因此，能够使PM堆积时的压力损失得到降低。另外，像这样构成的蜂窝单元4中，流出隔室2x彼此不会邻接，流出隔室2x的周围全部被流入隔室2y包围。因此，能够使流出隔室2x的开口率增大，并且，能够使流出隔室2x的数量比流入隔室2y的数量少，因此，能够使封孔蜂窝结构体100的使用初期的压力损失得到降低。
如图1～图5所示，截面形状为大致五边形的流入隔室2y例如优选自一个顶点开始顺时针起，其内角为90°、135°、90°、90°、135°的、所谓的本垒形状，而不是正五边形。通过像这样构成，4个流入隔室2y以各自本垒形状的前端侧的角部集合的方式邻接而形成。4个流入隔室2y中，在各自本垒形状的前端侧的角部集合的部分，成为2个隔壁1彼此正交的结构，能够将该角部集合的部分的隔壁1的热容量维持在较高水平，能够使PM燃烧时的热应力得到缓和。
如图8所示，形成流出隔室2x的第一边13的隔壁1和形成流出隔室2x的与第一边13对置的第二边14的隔壁1的距离、亦即距离P优选为超过0.8mm且低于3.8mm的范围。所谓距离P，是指将形成第一边13的隔壁1在厚度方向上的中心与形成对置的第二边14的隔壁1在厚度方向上的中心连结在一起的最短距离。另外，如图8所示，将形成与流出隔室2x的一边大致平行邻接的流入隔室2y的第三边15的隔壁1和形成流入隔室2y的与第三边15对置的第四边16的隔壁1的距离作为距离Q。距离Q相对于距离P的比率优选为0.2以上且低于1.6的范围。所谓距离Q，是指将形成第三边15的隔壁1在厚度方向上的中心与形成对置的第四边16的隔壁1在厚度方向上的中心连结在一起的最短距离。通过使距离P及距离Q的关系为上述的范围，使得初期的压力损失及PM堆积时的压力损失平衡良好地降低，故优选。图8是从流入端面侧观察本发明的封孔蜂窝结构体的第一实施方式而得到的示意性局部放大图。
蜂窝单元的单元外周壁的厚度优选为0.3～1.0mm，更优选为0.3～0.8mm，特别优选为0.4～0.6mm。如果蜂窝单元的单元外周壁的厚度低于0.3mm，则蜂窝单元的强度有时会降低，就这一点而言，不理想。如果蜂窝单元的单元外周壁的厚度超过1.0mm，则有时会出现：压力损失升高，耐热冲击性降低，就这一点而言，不理想。
接合层的厚度优选为0.5～1.5mm，更优选为0.7～1.3mm，特别优选为0.8～1.2mm。如果接合层的厚度低于0.5mm，则耐热冲击性有时会降低，就这一点而言，不理想。如果接合层的厚度超过1.5mm，则压力损失有时会升高，就这一点而言，不理想。
本实施方式的封孔蜂窝结构体中，优选在全周缘隔壁隔室区域中、流入隔室及流出隔室分别具有1种截面形状。即，全周缘隔壁隔室区域中的流入隔室优选为全部相同的截面形状。另外，全周缘隔壁隔室区域中的流出隔室优选为全部相同的截面形状。像这样构成的封孔蜂窝结构体满足以上说明的各条件，由此，能够维持等静压强度、耐热冲击性良好，并且，良好地抑制由不燃性粒子状物质堆积所引起的压力损失上升。
本实施方式的封孔蜂窝结构体中，全周缘隔壁隔室优选包含截面形状不同的2种以上隔室。图1～图5所示的封孔蜂窝结构体100中，截面形状为大致正方形的流出隔室2x为第一种截面形状的全周缘隔壁隔室2a，截面形状为大致五边形的流入隔室2y为第二种截面形状的全周缘隔壁隔室2a。通过像这样构成，利用至少2种截面形状不同的隔室而良好地形成规定的重复排列图案。应予说明，隔室的截面形状为多边形的情况下，该多边形的角部可以为具有曲率半径(R)的弯曲形状。例如，大致正方形是截面形状为正方形、及正方形的至少1个角部被形成为具有曲率半径(R)的弯曲形状的形状的总称。同样地，大致五边形是截面形状为五边形、及五边形的至少1个角部被形成为具有曲率半径(R)的弯曲形状的形状的总称。
流入隔室2y中，当将对置的2个隔壁1的相互间距离中的最短距离作为隔室开口宽度时，流入隔室2y的隔室开口宽度的平均值优选为0.5mm以上。通过像这样构成，能够抑制隔室因烟尘等PM而堵塞。关于流入隔室的隔室开口宽度的平均值，更优选为0.8mm以上，特别优选为1.0mm以上。
关于隔壁1的厚度，没有特别限制。例如，1个隔室2的一边和与该1个隔室2大致平行邻接的另一个隔室2的一边之间存在的隔壁1的厚度优选为0.07～0.51mm，更优选为0.10～0.46mm，特别优选为0.12～0.38mm。如果隔壁1的厚度小于0.07mm，则蜂窝单元4有时不易成型，故不优选。另外，如果隔壁1的厚度大于0.51mm，则从确保过滤面积、降低压力损失的观点考虑，不优选。
另外，本实施方式的封孔蜂窝结构体中，可以举出各蜂窝单元如下构成的封孔蜂窝结构体作为优选例之一。流入隔室2y中，几何学表面积GSA优选为10～30cm2/cm3，更优选为12～18cm2/cm3。此处，上述的“几何学表面积GSA”是指流入隔室2y的总内表面积(S)除以蜂窝单元的总容积(V)而得到的值(S/V)。通常，过滤器的过滤面积越大，越能够降低隔壁上的PM堆积厚度，因此，通过采用上述的几何学表面积GSA的数值范围，能够将封孔蜂窝结构体的压力损失抑制在较低水平。由此，如果流入隔室2y的几何学表面积GSA小于10cm2/cm3，则有时会导致PM堆积时的压力损失增加，故不优选。另外，如果流入隔室2y的几何学表面积GSA大于30cm2/cm3，则初期的压力损失有时会增加，故不优选。
本实施方式的封孔蜂窝结构体中，流入隔室2y的隔室截面开口率优选为20～70％，更优选为25～65％。如果流入隔室2y的隔室截面开口率小于20％，则初期的压力损失有时会增加，故不优选。另外，如果流入隔室2y的隔室截面开口率大于70％，则过滤流速加快，所以PM的捕集效率降低，进而，隔壁1的强度有时不足，故不优选。此处，“流入隔室2y的隔室截面开口率”是指与封孔蜂窝结构体的中心轴向垂直的截面处的、“流入隔室2y的截面积的总和”相对于“形成于封孔蜂窝结构体的隔壁1整体的截面积”与“所有隔室2的截面积的总和”的合计的比率。
本实施方式的封孔蜂窝结构体中，全周缘隔壁隔室2a的各水力直径优选为0.5～3.5mm，更优选为0.8～2.5mm。如果全周缘隔壁隔室2a的各水力直径小于0.5mm，则初期的压力损失有时会增加，故不优选。另外，如果全周缘隔壁隔室2a的各水力直径大于3.5mm，则尾气与隔壁1的接触面积有时会减少而导致净化效率降低，故不优选。此处，全周缘隔壁隔室2a的各水力直径是基于各全周缘隔壁隔室2a的截面积及周长、通过4×(截面积)/(周长)而计算出的值。全周缘隔壁隔室2a的截面积是指在与封孔蜂窝结构体的中心轴向垂直的截面处出现的隔室的形状(截面形状)的面积，隔室的周长是指该隔室的截面形状的周围的长度(包围该截面的封闭线的长度)。
鉴于初期的压力损失、PM堆积时的压力损失、及捕集效率的取舍，作为封孔蜂窝结构体的更优选方案，优选如下构成。优选同时满足：流入隔室2y的几何学表面积GSA为10～30cm2/cm3、流入隔室2y的隔室截面开口率为20～70％、以及多个隔室2各自的水力直径为0.5～3.5mm。另外，更优选同时满足：流入隔室2y的几何学表面积GSA为12～18cm2/cm3、流入隔室2y的隔室截面开口率为25～65％、以及多个隔室2各自的水力直径为0.8～2.5mm。
本实施方式的封孔蜂窝结构体中，可以在形成多个隔室2的隔壁1上担载有催化剂。在隔壁1上担载催化剂是指在隔壁1的表面及形成于隔壁1的细孔的内壁上涂覆有催化剂。作为催化剂的种类，可以举出：SCR催化剂(沸石、二氧化钛、钒)；包含Pt、Rh、Pd中的至少2种贵金属和氧化铝、氧化铈(Ceria)、氧化锆(Zirconia)中的至少1种的三元催化剂等。通过担载像这样的催化剂，能够使由直接喷射式汽油发动机、柴油发动机等排出的尾气中包含的NOx、CO、HC等无毒化，并且，能够通过催化作用使堆积在隔壁1的表面的PM容易地燃烧除去。
本实施方式的封孔蜂窝结构体中，对使如上所述的催化剂担载的方法没有特别限制，可以采用本领域技术人员通常实施的方法。具体而言，可以举出湿法涂覆(wash coat)催化剂浆料并干燥、烧成的方法等。
(2)封孔蜂窝结构体的制造方法：
关于图1～图5所示的本实施方式的封孔蜂窝结构体的制造方法，没有特别限制，例如可以利用如下方法进行制造。首先，调制用于制作蜂窝单元的可塑性的生坯。用于制作蜂窝单元的生坯可以通过在作为原料粉末的、从前述的蜂窝单元的优选材料中选择的材料中适当添加粘合剂等添加剂及水来调制。
接下来，将这样得到的生坯挤出成型，由此，制作具有配设成包围多个隔室的隔壁及配设于最外周的单元外周壁的、棱柱状的蜂窝成型体。制作多个蜂窝成型体。
将得到的蜂窝成型体用例如微波及热风进行干燥，以与蜂窝成型体制作用的材料同样的材料将隔室的开口部封孔，由此，制作封孔部。在制作封孔部后，可以对蜂窝成型体进一步进行干燥。
接下来，对制作有封孔部的蜂窝成型体进行烧成，由此，得到封孔蜂窝单元。烧成温度及烧成气氛因原料而不同，如果是本领域技术人员，则能够选择最适合所选择的材料的烧成温度及烧成气氛。接下来，使用接合材料将多个封孔蜂窝单元彼此接合，使其干燥固化后，将外周加工成所期望的形状，由此，可以得到单元结构的封孔蜂窝结构体。作为接合材料，可以使用在陶瓷材料中加入水等溶剂而制成糊状得到的物质。另外，对封孔蜂窝单元的接合体的外周进行加工后的加工面成为隔室暴露出来的状态，因此，如图1所示，可以在该加工面涂布外周涂层材料而形成外壁8。作为外周涂层材料的材料，例如可以使用与接合材料的材料相同的材料。
【实施例】
(比较例1)
作为陶瓷原料，准备出将碳化硅(SiC)粉末和金属硅(Si)粉末按80：20的质量比例进行混合而得到的混合原料。在该混合原料中添加作为粘合剂的羟丙基甲基纤维素、作为造孔剂的吸水性树脂，并且，添加水，制作成型原料。使用捏合机(kneader)将得到的成型原料进行混炼，得到生坯。
接下来，使用真空挤出成型机将得到的生坯成型，制作16个具有与图9所示的封孔蜂窝单元104A同样的重复排列图案的四棱柱形状的蜂窝单元。此处，图9是示意性地表示用于比较例1的封孔蜂窝结构体的封孔蜂窝单元的、从流入端面侧观察而得到的俯视图。
图9中，符号104表示蜂窝单元，符号105表示封孔部。蜂窝单元104具有配设成包围多个隔室102的多孔质的隔壁101及配设于最外周的单元外周壁103。封孔部105配置成：在蜂窝单元104的流入端面及流出端面上，将各隔室102的开口部交替封孔。封孔蜂窝单元104A的、隔室102的截面形状为正方形，隔室的大小在流出隔室102x和流入隔室102y之间有所不同。具体而言，构成为：流出隔室102x的大小与流入隔室102y的大小相比，相对较大。另外，封孔蜂窝单元104A中，各流入隔室102y及流出隔室102x的各截面形状在全周缘隔壁隔室102a和局部周缘外周壁隔室102b中为相同的形状。
接下来，对得到的蜂窝单元进行高频感应加热干燥，然后，使用热风干燥机于120℃进行2小时干燥。应予说明，在干燥时，配置成蜂窝单元的流出端面竖直朝下而进行干燥。
在干燥后的蜂窝单元形成封孔部。首先，对蜂窝单元的流入端面施加掩膜。接下来，将施加了掩膜的端部(流入端面侧的端部)浸渍在封孔浆料中，在没有施加掩膜的隔室(流出隔室)的开口部填充封孔浆料。由此，在蜂窝单元的流入端面侧形成封孔部。并且，对于干燥后的蜂窝单元的流出端面，也同样地操作而在流入隔室也形成封孔部。
然后，对形成有封孔部的蜂窝单元进行脱脂、烧成，得到封孔蜂窝单元。脱脂条件为550℃下3小时，烧成条件为氩气氛下1450℃、2小时。应予说明，在烧成时，配置成形成有封孔部的蜂窝单元的流出端面竖直朝下而进行烧成。
如上，制作比较例1的封孔蜂窝结构体制造用的封孔蜂窝单元。制作的封孔蜂窝单元与图9所示的封孔蜂窝单元同样地构成为：截面形状相对较大的流出隔室102x和截面形状相对较小的流入隔室102y隔着隔壁101而交替配置。将如上所述构成的封孔蜂窝单元的设计作为“设计C”。在表1的“设计”栏中给出用于比较例1的封孔蜂窝单元的设计。
制作的封孔蜂窝单元的、与轴向正交的截面为正方形，该正方形的一边的长度(单元尺寸)为37.9mm。另外，蜂窝单元在轴向上的长度为152.4mm。另外，封孔蜂窝单元中，图9所示的距离CP1为1.3mm，距离CP2为1.6mm，隔壁的厚度为0.15mm。在表1中给出“隔壁的厚度[mm]”、“距离CP1[mm]”、及“距离CP2[mm]”的值。另外，制作的封孔蜂窝单元的单元外周壁的厚度为0.5mm。在表1的“单元外周壁厚度[mm]”栏中给出单元外周壁的厚度。应予说明，比较例1的封孔蜂窝结构体如图9所示构成为：距离CP1及距离CP2在纵向和横向上各自的距离为相同的长度。
对于制作的封孔蜂窝单元，测定流入隔室的隔室开口宽度。流入隔室的隔室开口宽度的平均值为1.5mm。另外，对于制作的封孔蜂窝单元，求出流入隔室的平均截面积。将结果示于表1。流入隔室的平均截面积为1mm2。将结果示于表2的“局部周缘外周壁隔室区域中的流入隔室的平均截面积S2in”栏中。另外，比较例1中制作的封孔蜂窝单元在局部周缘外周壁隔室区域和全周缘隔壁隔室区域之间各隔室结构相同，因此，R2s为R1s的1.0倍(换言之，相同的值)。在表2的“R2s相对于R1s的比率[倍]”栏中给出R2s相对于R1s的比率(倍率)。
使用接合材料，将16个完成烧成的封孔蜂窝单元接合而一体化。接合材料以无机粒子、无机粘结剂为主成分，包含有机粘合剂、表面活性剂、发泡树脂、水等作为副成分。作为无机粒子，使用板状粒子，作为无机粘结剂，使用硅胶(二氧化硅溶胶)。作为板状粒子，使用云母。将16个蜂窝单元一体化接合而得到的蜂窝单元接合体的外周磨削加工成圆柱形状，在其外周面涂布涂层材料，得到比较例1的封孔蜂窝结构体。比较例1的封孔蜂窝结构体的端面的直径为143.8mm。涂层材料包含陶瓷粉末、水、粘结剂。由接合材料形成的接合层的宽度为1mm。在表1的“接合层的厚度[mm]”栏中给出接合层的宽度。
【表1】
【表2】
(比较例2)
以与比较例1同样的方法调制生坯，使用真空挤出成型机，将得到的生坯成型，制作16个具有与图10所示的封孔蜂窝单元204A同样的重复排列图案的四棱柱形状的蜂窝单元。应予说明，“与图10所示的封孔蜂窝单元204A同样的重复排列图案”为以截面形状为五边形的8个流入隔室202y将截面形状为正方形的流出隔室202x的周围包围的方式排列的重复排列图案。
接下来，将得到的蜂窝单元用与比较例1同样的方法进行干燥。接下来，在干燥后的蜂窝单元形成封孔部，使其成为与图10所示的封孔蜂窝单元204A同样的重复排列图案。将流入隔室及流出隔室如上所述构成的封孔蜂窝单元的设计作为“设计A”。在表1的“设计”栏中给出用于比较例2的封孔蜂窝单元的设计。
制作的蜂窝单元与图10所示的封孔蜂窝单元204A同样地具有由截面形状为正方形的流出隔室202x和截面形状为五边形的流入隔室202y构成的“重复排列图案”。并且，在封孔蜂窝单元204A的外周部分形成有正方形及长方形这2种局部周缘外周壁隔室202b和五边形的全周缘隔壁隔室202a。封孔蜂窝单元204A的外周部分中，通过正方形及长方形这2种局部周缘外周壁隔室202b和五边形的全周缘隔壁隔室202a而部分地再现了上述的重复排列图案的一部分。
制作的封孔蜂窝单元的、与轴向正交的截面为正方形，该正方形的一边的长度(单元尺寸)为37.9mm。另外，蜂窝单元在轴向上的长度为152.4mm。另外，封孔蜂窝单元中，图10所示的距离P为3.3mm，距离Q为0.7mm，隔壁的厚度为0.2mm。在表1中给出“隔壁的厚度[mm]”、“距离P[mm]”、及“距离Q[mm]”的值。“距离P[mm]”示于表1的“P或CP1[mm]”栏中。“距离Q[mm]”示于表1的“Q或CP2[mm]”栏中。另外，制作的封孔蜂窝单元的单元外周壁的厚度为0.5mm。在表1的“单元外周壁厚度[mm]”栏中给出单元外周壁的厚度。应予说明，比较例2的封孔蜂窝结构体如图10所示构成为：距离P及距离Q在纵向和横向上各自的距离为相同的长度。
对于制作的封孔蜂窝单元，测定流入隔室的隔室开口宽度。流入隔室的隔室开口宽度的平均值为0.5mm。另外，对于制作的封孔蜂窝单元，测定各隔室的截面积，求出“局部周缘外周壁隔室区域中的流入隔室的平均截面积S2in”。局部周缘外周壁隔室区域中的流入隔室的平均截面积S2in为0.8mm2。将结果示于表2。
另外，还由测定的截面积的值求出“全周缘隔壁隔室区域中的流入隔室的平均截面积S1in”、“全周缘隔壁隔室区域中的流出隔室的平均截面积S1out”、及“局部周缘外周壁隔室区域中的流出隔室的平均截面积S2out”。将结果示于表2。然后，求出“平均截面积S1in除以平均截面积S1out而得到的值(R1s＝S1in/S1out)”、“平均截面积S2in除以平均截面积S2out而得到的值(R2s＝S2in/S2out)”。制作的封孔蜂窝单元的R2s为R1s的0.9倍。
使用接合材料，将16个完成烧成的封孔蜂窝单元接合而一体化。接合材料使用与比较例1中使用的接合材料同样的材料。接合层的宽度为1mm。
(比较例3)
比较例3中，如表1及表2所示，变更蜂窝单元的构成，除此以外，与比较例2同样地制作封孔蜂窝结构体。蜂窝单元的构成的变更点为“距离P”、“距离Q”、“流入隔室的隔室开口宽度(平均值)”、及表2所示的各值。
(实施例1)
以与比较例1同样的方法调制生坯，使用真空挤出成型机，将得到的生坯成型，制作16个具有与图7所示的封孔蜂窝单元4A同样的重复排列图案的四棱柱形状的蜂窝单元。应予说明，“与图7所示的封孔蜂窝单元4A同样的重复排列图案”为以截面形状为五边形的8个流入隔室将截面形状为正方形的流出隔室的周围包围的方式排列的重复排列图案。
制作的蜂窝单元与图7所示的封孔蜂窝单元4A同样地具有由截面形状为正方形的流出隔室2x和截面形状为五边形的流入隔室2y构成的“重复排列图案”。该重复排列图案位于蜂窝单元4的全周缘隔壁隔室区域18。在蜂窝单元4的局部周缘外周壁隔室区域19，按具有部分地仿照上述重复排列图案的一部分的排列图案而形成有正方形的流出隔室2x和五边形的流入隔室2y。但是，形成于局部周缘外周壁隔室区域19的流入隔室2y(换言之，局部周缘外周壁隔室2b)具有构成重复排列图案的五边形的流入隔室2y中的2个流入隔室2y连结在一起的截面形状。
接下来，将得到的蜂窝单元用与比较例1同样的方法进行干燥。接下来，在干燥后的蜂窝单元形成封孔部，使其成为与图7所示的封孔蜂窝单元4A同样的重复排列图案。将流入隔室及流出隔室如上所述构成的封孔蜂窝单元的设计作为“设计B”。在表1的“设计”栏中给出用于实施例1的封孔蜂窝单元的设计。
制作的封孔蜂窝单元的、与轴向正交的截面为正方形，该正方形的一边的长度(单元尺寸)为37.9mm。另外，蜂窝单元在轴向上的长度为152.4mm。另外，封孔蜂窝单元中，图7所示的距离P为3.4mm，距离Q为0.6mm，隔壁的厚度为0.2mm。在表1中给出“隔壁的厚度[mm]”、“距离P[mm]”、及“距离Q[mm]”的值。另外，制作的封孔蜂窝单元的单元外周壁的厚度为0.5mm。在表1的“单元外周壁厚度[mm]”栏中给出单元外周壁的厚度。应予说明，实施例1的封孔蜂窝结构体如图7所示构成为：距离P及距离Q在纵向和横向上各自的距离为相同的长度。
对于制作的封孔蜂窝单元，测定流入隔室的隔室开口宽度。流入隔室的隔室开口宽度的平均值为0.4mm。另外，对于制作的封孔蜂窝单元，测定各隔室的截面积，求出“局部周缘外周壁隔室区域中的流入隔室的平均截面积S2in”。局部周缘外周壁隔室区域中的流入隔室的平均截面积S2in为1.4mm2。将结果示于表2。
另外，还由测定的截面积的值求出“全周缘隔壁隔室区域中的流入隔室的平均截面积S1in”、“全周缘隔壁隔室区域中的流出隔室的平均截面积S1out”、及“局部周缘外周壁隔室区域中的流出隔室的平均截面积S2out”。将结果示于表2。然后，求出“平均截面积S1in除以平均截面积S1out而得到的值(R1s＝S1in/S1out)”、“平均截面积S2in除以平均截面积S2out而得到的值(R2s＝S2in/S2out)”。制作的封孔蜂窝单元的R2s为R1s的2.0倍。
使用接合材料，将16个完成烧成的封孔蜂窝单元接合而一体化。接合材料使用与比较例1中使用的接合材料同样的材料。接合层的宽度为1mm。
(实施例2～12)
实施例2～12中，如表1及表2所示变更蜂窝单元的构成，如表1所示变更接合层的宽度，除此以外，与实施例1同样地制作封孔蜂窝结构体。实施例2～12的封孔蜂窝结构体的、“距离P”、“距离Q”、“流入隔室的隔室开口宽度(平均值)”、“接合层的厚度”、及“单元外周壁厚度”如表1所示。
(比较例4、5)
比较例4、5中，如表1及表2所示变更蜂窝单元的构成，除此以外，与实施例1同样地制作封孔蜂窝结构体。蜂窝单元的构成的变更点为“距离P”、“距离Q”、“流入隔室的隔室开口宽度(平均值)”、及表2所示的各值。
对于实施例1～12及比较例1～5的封孔蜂窝结构体，用以下的方法进行压力损失、等静压强度及耐热冲击性的评价。将评价结果示于表3。
【表3】
压力损失 等静压强度 耐热冲击性
比较例1 基准值 A B
比较例2 D A A
比较例3 D A A
比较例4 D B B
实施例1 C B B
实施例2 B B B
实施例3 A B B
实施例4 B C B
比较例5 D C B
实施例5 B B A
实施例6 C B A
实施例7 A B B
实施例8 A B C
实施例9 B A B
实施例10 C A B
实施例11 A B B
实施例12 A C B
(压力损失)
首先，分别测定实施例1～12及比较例1～5的封孔蜂窝结构体的质量。接下来，在搭载有排气量2.0L的乘用车用柴油发动机的乘用车的排气系统安装比较例1的封孔蜂窝结构体。然后，进行乘用车的行驶试验，通过封孔蜂窝结构体捕集尾气中的灰分，测定封孔蜂窝结构体的压力损失的变化。然后，在与初期的压力损失相比、压力损失的值上升了3kPa的时刻测定封孔蜂窝结构体的质量。然后，计算出相对于测定开始前测定的封孔蜂窝结构体的质量的质量增加量。通过计算出的质量增加量除以封孔蜂窝结构体的体积，求出压力损失上升了3kPa时每单位体积(L)的灰分堆积量。对于实施例1～12及比较例2～5的封孔蜂窝结构体，也用与上述的方法同样的方法求出灰分堆积量。利用以下的评价基准，进行灰分堆积压损的评价。
评价A：灰分堆积量相对于比较例1的灰分堆积量而言为+30％以上。
评价B：灰分堆积量相对于比较例1的灰分堆积量而言为+20％以上且低于+30％。
评价C：灰分堆积量相对于比较例1的灰分堆积量而言为+10％以上且低于+20％。
评价D：灰分堆积量相对于比较例1的灰分堆积量而言低于+10％。
(等静压强度)
基于社团法人汽车技术会发行的汽车标准、亦即JASO标准的M505－87中规定的等静压破坏强度试验，进行等静压强度的测定。等静压破坏强度试验为在橡胶的筒状容器中放入封孔蜂窝结构体并用铝制板盖上、在水中进行等静压压缩的试验。即，等静压破坏强度试验为对在罐体中把持封孔蜂窝结构体的外周面时的压缩负荷增加进行模拟的试验。通过该等静压破坏强度试验测定得到的等静压强度用封孔蜂窝结构体破坏时的加压压力值(MPa)表示。利用以下的评价基准，进行等静压强度的评价。
评价A：等静压强度为3.0MPa以上。
评价B：等静压强度为2.0MPa以上且低于3.0MPa。
评价C：等静压强度为1.0MPa以上且低于2.0MPa。
评价D：等静压强度低于1.0MPa。
(耐热冲击性)
基于社团法人汽车技术会发行的汽车标准、亦即JASO标准的M505－87中规定的方法，利用电炉散裂试验，进行耐热冲击性的评价。具体而言，首先，在保持在比室温高规定温度的温度下的电炉中放入室温的封孔蜂窝结构体。在该状态下保持20分钟后，取出封孔蜂窝结构体，并载放于耐火砖上。在该状态下，自然放置15分钟以上后，将封孔蜂窝结构体冷却至室温，调查该封孔蜂窝结构体是否发生开裂等破坏。重复该操作，直至封孔蜂窝结构体发生开裂等破坏。应予说明，每重复一次上述操作，就使电炉内温度上升25℃。将确认到封孔蜂窝结构体发生开裂等破坏的操作的前1次操作中的电炉内温度作为封孔蜂窝结构体的安全温度。利用以下的评价基准，进行耐热冲击性的评价。
评价A：安全温度为500℃以上。
评价B：安全温度为400℃以上且低于500℃。
评价C：安全温度为300℃以上且低于400℃。
评价D：安全温度低于300℃。
(结果)
实施例1～12的封孔蜂窝结构体的R2s的比率为1.7～2.0倍。实施例1～12的封孔蜂窝结构体与作为基准值的比较例1的封孔蜂窝结构体相比，压力损失上升了3kPa时的灰分堆积量为+10％以上，即便灰分堆积量增加，压力损失也不易上升。即，对于实施例1～12的封孔蜂窝结构体，灰分堆积时的压力损失上升得到抑制。另外，实施例1～12的封孔蜂窝结构体在等静压强度及耐热冲击性的评价中，评价均为C以上，评价结果良好。
另一方面，比较例2～5的封孔蜂窝结构体与作为基准值的比较例1的封孔蜂窝结构体相比，压力损失上升了3kPa时的灰分堆积量低于+10％，无法充分得到抑制灰分堆积时的压力损失的效果。特别是，通过对实施例1～4及比较例2～5的封孔蜂窝结构体的评价结果进行比较，确认到：通过使R2s的比率为1.7倍～2.0倍，即便灰分堆积量增加，压力损失也不易上升。关于R2s的比率，确认到：在R2s的比率低于1.7倍及超过2.0倍中的任意一种情况下，压力损失都容易随着灰分堆积量的增加而上升。
通过对实施例1～4的封孔蜂窝结构体的评价结果进行比较，可知：通过使流入隔室的隔室开口宽度的平均值为0.5mm以上，使得抑制压力损失的效果得到提高。通过对实施例5～8的封孔蜂窝结构体的评价结果进行比较，可知：通过使接合层的厚度为1.5mm以下，使得抑制压力损失的效果得到提高。应予说明，关于接合层的厚度，可知：在0.4mm的情况下，耐热冲击性稍微降低。另外，通过对实施例9～12的封孔蜂窝结构体的评价结果进行比较，可知：通过使单元外周壁的厚度为1.0mm以下，使得抑制压力损失的效果得到提高。应予说明，关于单元外周壁的厚度，可知：在0.2mm的情况下，等静压强度稍微降低。
【产业上的可利用性】
本发明的封孔蜂窝结构体可以用作用于除去由直喷汽油发动机、柴油发动机等排出的尾气中包含的微粒等的捕集过滤器。

Claims (7)

1.一种封孔蜂窝结构体，其包括：
多个棱柱状的蜂窝单元，
接合层，该接合层将多个所述蜂窝单元的侧面彼此接合，以及
封孔部，该封孔部配设于各个所述蜂窝单元的流入端面上的规定隔室的开口部及流出端面上的其余隔室的开口部，
所述蜂窝单元具有多孔质的隔壁及配设于最外周的单元外周壁，该多孔质的隔壁配设成包围从所述流入端面延伸至所述流出端面的多个所述隔室，
在所述蜂窝单元中，按在与所述隔室延伸的方向正交的截面处具有规定的重复排列图案而形成至少2种形状不同的所述隔室，
将在所述流入端面侧配设有所述封孔部的所述隔室作为流出隔室，将在所述流出端面侧配设有所述封孔部的所述隔室作为流入隔室，
所述蜂窝单元的所述隔室包含全周缘隔壁隔室和局部周缘外周壁隔室，
所述全周缘隔壁隔室为所述隔室的整个周缘被所述隔壁包围的隔室，
所述局部周缘外周壁隔室为所述隔室的周缘被所述隔壁及所述单元外周壁包围的所述隔室，
所述局部周缘外周壁隔室的、与所述隔室延伸的方向正交的所述截面的形状包含所述全周缘隔壁隔室的至少一部分形状，
当所述全周缘隔壁隔室存在的区域中的、所述流入隔室的平均截面积S1in除以所述流出隔室的平均截面积S1out而得到的值为R1s、
所述局部周缘外周壁隔室存在的区域中的、所述流入隔室的平均截面积S2in除以所述流出隔室的平均截面积S2out而得到的值为R2s时，
所述R2s为所述R1s的1.7倍～2.0倍。
2.根据权利要求1所述的封孔蜂窝结构体，其中，
除了所述蜂窝单元的形成有所述局部周缘外周壁隔室的外周区域以外，所述封孔部以流入隔室将所述流出隔室的周围包围的方式配置于所述蜂窝单元的所述隔室的开口部。
3.根据权利要求1或2所述的封孔蜂窝结构体，其中，
所述蜂窝单元的所述单元外周壁的厚度为0.3～1.0mm。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，
所述接合层的厚度为0.5～1.5mm。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，
当将所述流入隔室中、对置的2个所述隔壁的相互间距离中的最短距离作为隔室开口宽度时，
所述流入隔室的所述隔室开口宽度的平均值为0.5mm以上。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，
所述局部周缘外周壁隔室存在的区域中的、所述流入隔室的平均截面积S2in为4mm2以下。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的封孔蜂窝结构体，其中，
所述全周缘隔壁隔室存在的区域中，所述流入隔室及所述流出隔室分别具有1种截面形状。
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