CN108686509B - 蜂窝结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蜂窝结构体，其在担载有催化剂时，废气流量高时的净化性能提高。蜂窝结构体包括具有在与隔室延伸的方向正交的截面内配设成格子状的多孔质的隔壁(1)以及配设成包围隔壁的外周壁的柱状的蜂窝结构部，隔壁具有突起部(21)，隔室(2)包含构成为在与该隔室延伸的方向正交的截面内突起部向隔室内突出的特定隔室(2a)，且特定隔室在与隔室延伸的方向正交的截面内，在相对于下述五边形的面积而言包含交点(K)的5～50％的范围内配设有材质与隔壁相同的多孔质材料，该五边形是将构成该特定隔室的周缘的2个隔壁延长时的交点(K)、设置于该2个隔壁的各突起部的底部(A)以及顶部(B)的各2点连结而形成的。

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，涉及一种能够特别优选用作对废气净化用的催化剂进行担载的催化剂载体的蜂窝结构体。
背景技术
近年来，在整个社会中对环境问题的意识都有所提高。因此，在燃烧燃料而生成动力的技术领域中，正在开发从燃料燃烧时产生的废气中除去氮氧化物等有害成分的各种技术。并且，作为除去有害成分的各种技术，例如，正在开发从由汽车的发动机排出的废气中除去氮氧化物等有害成分的各种技术。在像这样除去废气中的有害成分时，通常使用催化剂使有害成分发生化学反应而使其变为比较无害的另一成分。并且，作为用于担载废气净化用的催化剂的催化剂载体，使用蜂窝结构体。
以往，作为该蜂窝结构体，提出了具备蜂窝结构部的蜂窝结构体，该蜂窝结构部具有区划形成多个隔室的多孔质的隔壁，该多个隔室形成流体的流路。作为像这样的蜂窝结构体，提出了如下蜂窝结构体，其为了使隔壁的几何学表面积增大的目的而设置有向比隔壁更靠内侧的位置突出的凸片(fin)(例如参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭62－266298号公报
发明内容
像专利文献1那样的蜂窝结构体能够利用设置于隔壁的凸片而使隔壁的几何学表面积增大。但是，对于专利文献1的蜂窝结构体，相邻的2个凸片之间的废气流容易发生停滞，特别是在高流量时(具体而言，空速为8300(1/小时)以上程度)，构成与催化剂的接触性劣化的主要原因。对于像专利文献1那样的蜂窝结构体，特别优选在构成隔室的各边配设相同数量的凸片。这种情况下，存在如下问题：废气流极其容易发生停滞，无法抑制流量较多时(高流量时)的净化性能劣化。
本发明是鉴于像这样的现有技术具有的问题而实施的。根据本发明，提供一种蜂窝结构体，其能够特别优选用作对废气净化用的催化剂进行担载的催化剂载体。特别是，提供一种废气流在隔室内不易发生停滞、在用作催化剂载体时期待净化性能提高的蜂窝结构体。
根据本发明，提供以下示出的蜂窝结构体。
[1]一种蜂窝结构体，其中，
所述蜂窝结构体包括柱状的蜂窝结构部，该柱状的蜂窝结构部具有：以包围多个隔室的方式在与该隔室延伸的方向正交的截面内配设成格子状的多孔质的隔壁、以及配设成包围所述隔壁的外周壁，所述多个隔室从第一端面延伸至第二端面，形成流体的流路，
所述隔壁具有突起部，该突起部以向所述隔室内延伸的方式突出，且在所述隔室延伸的方向上连续设置，
多个所述隔室中的1个以上为特定隔室，该特定隔室构成为：在与所述隔室延伸的方向正交的截面内，所述突起部从构成所述隔室的周缘的各个所述隔壁向该隔室内突出，
且所述特定隔室在与所述隔室延伸的方向正交的截面内，相对于下述五边形的面积而言在包含下述交点的5～50％的范围内配设有材质与所述隔壁相同的多孔质材料，该五边形是将构成该特定隔室的周缘的2个所述隔壁延长时的交点、设置于该2个所述隔壁的各个所述突起部的底部以及顶部的各2点连结而形成的。
[2]根据所述[1]中记载的蜂窝结构体，其中，将在包含所述交点的5～50％的范围内配设所述多孔质材料而构成的部分作为多孔质材料配设角部时，所述多孔质材料配设角部的总数相对于构成所述隔室的周缘的相邻的2个所述隔壁的交点的总数的比例为50～100％。
本发明的蜂窝结构体具有设置成向隔室内突出的突起部，因此，能够通过突起部而使隔壁的几何学表面积增大。特别是，对于本发明的蜂窝结构体，废气流不易发生停滞，能够实现用作催化剂载体时的净化性能的提高。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的一实施方式的立体图。
图2是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的一实施方式的流入端面的俯视图。
图3是将图2所示的流入端面的一部分放大并示意性地示出的俯视图。
图4是将以往的蜂窝结构体的流入端面的一部分放大并示意性地示出的俯视图。
符号说明
1：隔壁、1x：隔壁的表面、2：隔室、2a：特定隔室、10：蜂窝结构部、11：第一端面、12：第二端面、20：外周壁、21：突起部、21a：基准突起部、21x：附近侧面、30：多孔质材料配设区域、31：多孔质材料配设角部、α：第一边、β：第二边、γ：第三边、σ：第四边、A：底部、B：顶部、F：底边(平面)、H：突起部的高度、K：交点、K0：基准交点、S：基准面积。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式具体地进行说明。本发明并不限定于以下的实施方式。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)蜂窝结构体：
本发明的蜂窝结构体的一实施方式是图1～图3所示的蜂窝结构体100。该蜂窝结构体100具备柱状的蜂窝结构部10。蜂窝结构部10具有多孔质的隔壁1、以及配设成包围隔壁1的外周壁20。隔壁1以包围多个隔室2的方式在与该隔室2延伸的方向正交的截面内配设成格子状，该多个隔室2从第一端面11延伸至第二端面12，形成流体的流路。隔壁1具有突起部21，该突起部21以向隔室2内延伸的方式突出，且在隔室2延伸的方向上连续设置。并且，对于蜂窝结构体100，多个隔室2中的1个以上隔室2包含特定隔室2a。该特定隔室2a构成为：在与隔室2延伸的方向正交的截面内，突起部21从构成隔室2的周缘的各隔壁1向该隔室2内突出。此外，在与隔室2延伸的方向正交的截面内，将构成该特定隔室2a的周缘的2个隔壁1延长时的交点作为交点K。并且，在与隔室2延伸的方向正交的截面内，将交点K、设置于上述2个隔壁1的各突起部21的底部A以及顶部B的各2点连结而形成的五边形的区域(多孔质材料配设区域30)的面积作为基准面积S。此时，蜂窝结构体100中，在上述五边形的区域(多孔质材料配设区域30)内配设材质与隔壁1相同的多孔质材料而形成有多孔质材料配设角部31。此处，多孔质材料配设角部31相对于多孔质材料配设区域30的面积、亦即基准面积S而言配设在包含交点K的5～50％的范围内。亦即，将相对于上述基准面积S而言在包含交点K的5～50％的范围内配设多孔质材料而构成的部分作为“多孔质材料配设角部”。即，设置有突起部且具有多孔质材料配设角部的隔室属于“特定隔室”。
该蜂窝结构体100具有设置成向隔室2内突出的突起部21，因此，能够使隔壁1的几何学表面积增大。
特别是，对于蜂窝结构体100，即便在废气的流量较多时(高流量时)，废气流也不易发生停滞，在用作催化剂载体时，能够实现催化剂担载后的净化性能的提高。具体而言，以往，废气流在设置有凸片的蜂窝结构体的隔室2的角部(图4中，以点表示的区域那样的角部分)容易发生停滞，特别是在废气的流量较多时(高流量时)，构成催化剂与废气的接触性劣化的主要原因。应予说明，该角部中，越是靠近隔壁表面的区域，废气流越容易发生停滞。就这一点而言，蜂窝结构体100形成有满足规定条件的特定隔室2a，因此，如上所述，即便在废气流量高时，废气流也不易发生停滞。亦即，通过在特定隔室2a形成多孔质材料配设角部31，能够预防废气流发生停滞。由此，特定隔室中，废气与催化剂的接触性得到改善，结果，实现催化剂担载后的蜂窝结构体100的净化性能的提高。
此外，担载于废气流停滞的部分的催化剂对废气净化的贡献较小，因此，无法充分得到催化剂担载的效果，导致催化剂浪费。因此，通过形成特定隔室2a，能够防止催化剂浪费。
(1－1)隔壁：
隔壁1是在与隔室2延伸的方向正交的截面内配设成格子状的隔壁。该隔壁1配设成“格子状”，在构成隔壁的一个隔壁与另一个隔壁的交点部分存在角部。亦即，对于通过隔壁1区划形成的隔室2的截面形状，如果没有设置突起部21，则为例如四边形、六边形等多边形。此时，上述多边形的顶点为具有角的(即、角没有被倒角的)形状。并且，本发明的蜂窝结构体的构成为：在上述配设成格子状的隔壁的规定位置配设有多孔质材料。通过采用像这样的构成，如上所述，即便在废气的流量高时，废气流也不易发生停滞，实现蜂窝结构体100的净化性能的提高。
蜂窝结构体100的隔壁1具有突起部21。因此，当使催化剂担载于蜂窝结构体100时，蜂窝结构体100设置有突起部21，与未设置突起部21的蜂窝结构体相比，催化剂的担载面积相应增加。结果，催化剂与废气的接触性提高，从而废气的净化性能得到提高。在与隔室2延伸的方向正交的截面内，该突起部21从构成隔室2的周缘的各隔壁1向该隔室2内突出。
突起部21在与隔室延伸的方向正交的截面内的形状没有特别限制。例如，突起部21在与隔室延伸的方向正交的截面内的形状可以为三角形、四边形等多边形、半圆形等。这些形状中，优选为三角形。如果是三角形，则能够确保催化剂担载面积(与其它形状的情形为相同程度)，并且，与其它形状相比，能够抑制压力损失的增加。
对于突起部21，在与隔室延伸的方向正交的截面内，根部的角度θ优选为40～70°，更优选为45～65°。如果上述角度在上述范围内，则在隔壁的表面涂布催化剂时(即，催化剂涂覆时)，不易在突起部的根部积存较厚的催化剂。因此，能够使在隔壁的表面涂布催化剂之后(即、催化剂涂覆后)的表面积增大，结果，废气的净化性能得到提高。如果上述角度低于上述下限值，则在改变角度且想要使突起部的高度相同的情况下，突起部的容积会增加。因此，蜂窝结构体的热容量增大，所以催化剂到达活性温度需要时间，废气的净化性能有可能劣化。如果上述角度超过上述上限值，则在催化剂涂覆时有可能在突起部的根部积存较多的催化剂。亦即，存在突起部的根部形成催化剂较厚的层的倾向。因此，该催化剂层的下层部(靠近隔壁的部分)的催化剂有可能无法有效地进行使用。如下测定突起部的角度。首先，求出从突起部的最高的位置至底边F的最短距离、亦即“突起部的高度H”。然后，在该“突起部的高度H”的1/2位置画出与底边F平行的直线，确定该直线与除底边F以外的三角形的各边(侧面)的交点K。然后，画出该交点K处的、与侧面的切线，求出该切线和底边F所成的角度，将该角度作为角度θ。应予说明，突起部的角度是指隔壁的表面与突起部的侧面所成的角度中的锐角的角度。
突起部21的高度相对于隔室的水力直径的比例优选为4～40％，更优选为4～30％。各突起部的高度可以相同，也可以不同。另外，所谓隔室的水力直径，是基于各隔室的截面积以及周长由4×(截面积)/(周长)计算出的值。所谓隔室的截面积，是指与蜂窝结构体的中心轴方向垂直的截面内出现的隔室的形状(截面形状)的面积，所谓隔室的周长，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)。
对突起部21的个数没有特别限制，可以在构成1个隔室的各隔壁设置任意个数的突起部21。此外，具体而言，设置于各隔壁的突起部21的个数可以为1～3个，3个以下比较理想。即，特定隔室中，优选每一边所设置的突起部的个数为3个以下。由此，废气在相邻的突起部之间更良好地流动，即便在高流量时，废气流也不易发生停滞，使净化性能得到提高，从该观点考虑是有效的。总之是因为如果突起部21的个数为4个以上，则存在如下倾向，即，相邻的突起部的间隔过窄，导致压力损失增大。
突起部21的位置无需特别限制，可以适当确定。例如，突起部21的位置可以为将供突起部21设置的边等分这样的位置。例如，图3中，示出如下例子，即，设置于各边的2个突起部21配置成将各边三等分。
隔壁1的厚度优选为40～230μm，更优选为40～178μm。如果隔壁的厚度低于下限值，则机械强度有可能不足。如果隔壁的厚度超过上限值，则蜂窝结构体的压力损失有可能上升。应予说明，隔壁的厚度是未设置突起部的部分的厚度。
作为隔壁1的材料，没有特别限制。例如，优选以陶瓷为主成分。具体而言，优选为从由碳化硅、硅－碳化硅系复合材料、堇青石、多铝红柱石、氧化铝、钛酸铝、氮化硅、以及碳化硅－堇青石系复合材料构成的组中选择的至少1种。
(1－2)隔室：
对于本发明的蜂窝结构体，多个隔室中的1个以上隔室为特定隔室。该特定隔室是以突出的方式构成突起部且形成有多孔质材料配设角部的内侧空间(流体的流路)。本发明的蜂窝结构体防止废气的流量高时废气流在特定隔室中发生停滞，催化剂与废气的接触性提高。结果，蜂窝结构体(特别是，担载催化剂后的蜂窝结构体)的废气净化性能会提高。
多孔质材料配设区域是指在与隔室2延伸的方向正交的截面内如下形成的“五边形的区域”。如图3所示，该“五边形的区域”是将构成该特定隔室2a的周缘的2个隔壁1延长时的交点K(基准交点K0)、设置于该2个隔壁1的各突起部21的底部A以及顶部B的各2点连结而形成的。本发明中，在将该多孔质材料配设区域30的面积作为基准面积S时，需要相对于基准面积S而形成多孔质材料配设角部31(在包含基准交点K0的5～50％的范围内配设多孔质材料而构成的部分)。应予说明，基准交点K0是将彼此相邻的2个隔壁1延长时的交点。另外，底部A以及顶部B是指分别设置于彼此交叉的上述2个隔壁1的突起部21中的、最靠近基准交点K0的突起部(基准突起部21a)的底部A以及顶部B。并且，“底部”是指在与隔室2延伸的方向正交的截面内、基准突起部21a的侧面(靠近基准交点K0的侧面(附近侧面21x))与隔壁1的表面1x的交点。此外，“顶部”是指在与隔室2延伸的方向正交的截面内、基准突起部21a的附近侧面21x上的、位于距离隔壁1的表面1x最高的位置的点。另外，“包含交点”是指在与隔室2延伸的方向正交的截面内、多孔质材料配设角部31的轮廓线经过基准交点K0。此外，通过使多孔质材料配设角部31为包含交点的范围来防止废气的流量高时废气流发生停滞。即，多孔质材料配设于多孔质材料配设区域内的“包含交点的范围”非常重要。
多孔质材料配设角部由材质与隔壁1相同的多孔质材料构成，例如，隔壁和多孔质材料配设角部可以一体地成型，也可以相对于隔壁而言另行(即非一体)形成。
如上所述，多孔质材料配设角部相对于多孔质材料配设区域的面积、亦即基准面积S而言形成在包含交点K的5～50％的范围内，优选形成在包含交点K的10～40％的范围内，更优选形成在包含交点K的10～30％的范围内。通过多孔质材料配设区域内配设的多孔质材料的比例为上述范围，防止废气的流量高时废气流在特定隔室中发生停滞。结果，蜂窝结构体(特别是，担载催化剂后的蜂窝结构体)的废气净化性能会提高。
形成于1个特定隔室的多孔质材料配设角部的个数没有特别限制，可以在隔室的所有角部均形成有多孔质材料配设角部，也可以仅形成于1个角部。亦即，例如截面形状为四边形的隔室中，可以如图3所示在4个角部均形成有多孔质材料配设角部31，也可以在一个角部形成有多孔质材料配设角部31。
此处，多孔质材料配设角部31的总数相对于构成隔室的周缘的相邻的2个隔壁的交点的总数的比例优选为50～100％，更优选为60～100％。换言之，优选以上述交点的总数的50％以上形成有多孔质材料配设角部31。由此，担载催化剂后的蜂窝结构体的废气净化性能进一步提高。
此外，本发明的蜂窝结构体中可以形成突起部以及多孔质材料配设角部都没有配设的隔室(即、通常隔室)。通常隔室的总数相对于隔室的总数的比例没有特别限制。
多孔质材料配设角部的表面形状(暴露于特定隔室的表面的形状)没有特别限制。例如，图3中，该表面形状为直线状(平面状)，不过，也可以为弯曲成凹面状或凸面状而得到的形状等。
隔室的形状(与隔室延伸的方向正交的截面内的隔室的形状)没有特别限制，例如可以为三角形、四边形、五边形、六边形、八边形等多边形、或者四边形与六边形或八边形等的组合。这些形状中，优选四边形。应予说明，“隔室的形状”是指没有配设突起部以及多孔质材料配设角部的状态下的形状。突起部是通过将隔壁1的表面1x延长而得到的平面F(参照图3)切去的部分。
(1－3)外周壁：
外周壁20为配设成包围隔壁1的壁。外周壁20可以与隔壁1一体地形成。
外周壁20的厚度优选为0.1～6.0mm，特别优选为0.1～3.0mm。如果外周壁20的厚度低于下限值，则机械强度有时会降低。如果外周壁20的厚度超过上限值，则有时为了收纳蜂窝结构体而必须确保较大的空间。
蜂窝结构体100的隔室密度优选为31～155个/cm2，特别优选为43～148个/cm2。如果隔室密度低于下限值，则有可能无法保持强度。如果隔室密度超过上限值，则蜂窝结构体的压力损失有可能上升。
(2)蜂窝结构体的制造方法：
本发明的蜂窝结构体可以利用具有蜂窝成型工序和烧成工序的方法来制造。以下，对各工序进行说明。
(2－1)蜂窝成型工序：
本工序中，将含有陶瓷原料的陶瓷成型原料成型，形成具有配设成区划形成多个隔室的隔壁的蜂窝成型体，该多个隔室构成流体流路。
作为陶瓷成型原料中含有的陶瓷原料，优选从由堇青石化原料、堇青石、碳化硅、硅－碳化硅系复合材料、多铝红柱石、钛酸铝构成的组中选择的至少1种。应予说明，堇青石化原料是按照化学组成落入二氧化硅为42～56质量％、氧化铝为30～45质量％、氧化镁为12～16质量％的范围配合而得到的陶瓷原料。并且，堇青石化原料是经烧成会成为堇青石的材料。
另外，可以在上述陶瓷原料中混合分散介质、有机粘合剂、无机粘合剂、造孔材料、表面活性剂等来调制陶瓷成型原料。各原料的组成比没有特别限定，优选采用与要制作的蜂窝结构体的结构、材质等相对应的组成比。
在将陶瓷成型原料成型时，首先，对陶瓷成型原料进行混炼，制成生坯，将得到的生坯成型为蜂窝形状。作为对陶瓷成型原料进行混炼而形成生坯的方法，例如可以举出使用捏合机、真空练泥机等的方法。作为对生坯进行成型而形成蜂窝成型体的方法，例如可以使用挤压成型、注塑成型等公知的成型方法。
具体而言，可以举出使用喷嘴进行挤压成型而形成蜂窝成型体的方法等作为优选例。作为喷嘴的材质，优选不易磨损的超硬合金。
喷嘴优选使用如下制作的喷嘴。即，首先，准备制作不具有凸片的现有公知的蜂窝结构体时使用的喷嘴(现有喷嘴)。然后，从该现有喷嘴的狭缝(用于构成隔壁的间隙)朝向外侧以放电加工形成与突起部互补的区域(生坯进入而成为突起部的区域)。此外，在现有喷嘴的狭缝的交叉部(成为隔壁的交点的部分)，以放电加工形成与多孔质材料配设角部互补的形状的区域。由此，可以制作规定的喷嘴。
通过使用像这样的喷嘴，能够简便地制作满足本发明的蜂窝结构体的条件的蜂窝成型体。
作为蜂窝成型体的形状，没有特别限制，可以举出：圆柱状、椭圆柱状、端面为“正方形、长方形、三角形、五边形、六边形、八边形等”的多棱柱状等。
另外，在上述成型后，可以对得到的蜂窝成型体进行干燥。干燥方法没有特别限定。作为干燥方法，例如可以举出：热风干燥、微波干燥、高频干燥、减压干燥、真空干燥、冷冻干燥等。这些干燥方法中，优选单独进行高频干燥、微波干燥或热风干燥、或者将这些干燥方法组合进行。
(2－2)烧成工序：
接下来，对蜂窝成型体进行烧成，制作蜂窝烧成体。为了使构成预烧后的蜂窝成型体的成型原料烧结而致密化并确保规定的强度，进行蜂窝成型体的烧成(正式烧成)。烧成条件(温度、时间、气氛等)根据成型原料的种类而不同，因此，只要根据其种类而选择适当的条件即可。例如，在使用堇青石化原料的情况下，烧成温度优选为1410～1440℃。另外，对于烧成时间，作为最高温度下的保持时间，优选为4～8小时。作为进行预烧、正式烧成的装置，可以使用电炉、燃气炉等。可以将如上得到的蜂窝烧成体作为本发明的蜂窝结构体。此外，蜂窝结构体的制造方法中，可以进一步具有以下所示的外周涂覆工序。
应予说明，可以如上所述使用喷嘴与隔壁一体地形成多孔质材料配设角部，不过，也可以使用包含材料与隔壁相同的多孔质材料的浆料与隔壁分体地制作多孔质材料配设角部。具体而言，可以如下进行：首先，制作具有突起部的蜂窝成型体，以使上述浆料流入到该蜂窝成型体的隔室内等方法使上述浆料堆积于隔室的角部，然后，进行上述烧成工序。
(2－3)外周涂覆工序：
本工序中，在得到的蜂窝烧成体的外周涂布外周涂层材料，形成外周壁。应予说明，外周壁可以在蜂窝成型体的制作时与隔壁形成为一体。通过利用外周涂覆工序进一步形成外周壁，能够防止在外力施加于蜂窝结构体时蜂窝结构体产生缺口。
作为外周涂层材料，可以举出在无机纤维、胶体二氧化硅、粘土、SiC粒子等无机原料中加入有机粘合剂、发泡树脂、分散剂等添加材料、在得到的物质中加入水进行混炼而得到的材料等。涂布外周涂层材料的方法可以举出一边使“被切削的蜂窝烧成体”在滑轮上旋转一边用橡皮刮刀等进行涂覆的方法等。
实施例
以下，通过实施例对本发明进一步具体地进行说明，但本发明并不受这些实施例的任何限定。
(实施例1)
实施例1中，首先，调制用于制作蜂窝结构体的成型原料。具体而言，在陶瓷原料中添加粘合剂、表面活性剂、造孔材料、以及水，制成成型原料。应予说明，作为陶瓷原料，使用作为堇青石化原料的、高岭土、滑石、氧化铝。
接下来，将得到的成型原料用捏合机混炼，然后，用真空练泥机进行和泥，形成生坯。接下来，使用喷嘴将得到的生坯挤压成型，制作蜂窝成型体。喷嘴使用用于形成：形成有突起部以及多孔质材料配设角部的特定隔室的喷嘴。蜂窝成型体烧成后，隔壁的厚度为0.089mm，隔室密度为62个/cm2。蜂窝成型体的隔室的形状为四边形。蜂窝成型体为圆柱状。圆柱状的蜂窝成型体的各端面的直径在烧成后为118.4mm。应予说明，上述喷嘴设计成：制作的蜂窝结构体满足表1、表3所示的各条件。
接下来，使蜂窝成型体干燥，得到蜂窝干燥体。对于干燥，首先，进行微波干燥，然后，于热风的温度120℃，进行2小时的热风干燥。接下来，将蜂窝干燥体的两端部切断。
接下来，对得到的蜂窝干燥体进行脱脂。脱脂于450℃进行5小时。接下来，对脱脂后的蜂窝干燥体进行烧成，得到蜂窝烧成体。烧成在大气中于1425℃进行7小时。应予说明，用5小时从1200℃升温至1425℃。由此，制作实施例1的蜂窝结构体。
实施例1的蜂窝结构体的与隔室延伸的方向正交的截面内的、突起部的根部的角度θ为45°。另外，突起部的高度H为0.14mm。另外，在与隔室延伸的方向正交的截面内，突起部如表1所示配置在各边上。具体而言，如图3所示，在4个边上分别等间隔地配置有2个突起部。另外，在所有的多孔质材料配设角部，多孔质材料配设角部的面积相对于多孔质材料配设区域的面积、亦即基准面积S为5％(表1、表3中，示于“多孔质材料的配设面积”栏中)。此外，多孔质材料配设角部的总数相对于构成隔室的周缘的相邻的2个隔壁的交点的总数的比例(多孔质材料配设角部的总数/全部交点的个数×100)为50％(表1、表3中，示于“多孔质材料配设角部的总数的比例”栏中)。得到的蜂窝结构体为与上述喷嘴的形状翻转得到的形状相同的形状。
应予说明，使用轮廓投影仪(Mitutoyo公司制的“小型CNC图像测定仪QuickVision ELF(QV ELF)”)和图像解析软件(Mitutoyo公司制的“QVPAC”)，测定突起部的角度θ以及突起部的高度H。另外，确认突起部在上述边上的位置。具体而言，首先，用轮廓投影仪拍摄蜂窝结构体的端面，得到图像后，对该图像进行二值化处理，通过使用图像解析软件的计量功能，进行上述测定和确认。
如下测定突起部的角度。首先，在“突起部的高度H”的1/2位置画出与底边F平行的直线，确定该直线与除底边F以外的三角形的各边(侧面)的交点K。然后，画出该交点K处的与侧面的切线，求出该切线和底边F所成的角度，将该角度作为角度θ。应予说明，“突起部的高度H”是指从突起部的最高的位置至底边F的最短距离。
对于实施例1的蜂窝结构体，用以下的方法测定隔壁厚度(mm)、隔壁的气孔率(％)、以及隔室密度(个/cm2)。使用上述轮廓投影仪和图像解析软件来测定隔壁厚度(mm)以及隔室密度(个/cm2)，利用水银压入法来测定隔壁的气孔率(％)。将结果示于表1。表1、表3中，将“隔壁的气孔率(％)”表示为“气孔率(％)”。
表1
Figure BDA0001604384830000121
表1、表3中的“每一边的突起部的个数”栏示出四边形的隔室的四边(第一边α～第四边σ(参照图3))上分别设置的突起部的个数。表1、表3中，“多孔质材料的配设面积”栏示出在多孔质材料配设区域配设有多孔质材料时的多孔质材料的面积。
[LA－4试验]
对于制作的蜂窝结构体，如下进行基于美国Fedral Test Procedure的LA－4模式的试验。首先，按200g/L使催化剂(三元催化剂)担载于蜂窝结构体的隔壁。使用电炉于950℃对担载有催化剂的蜂窝结构体进行12小时老化处理。接下来，将担载有催化剂的蜂窝结构体搭载于排气量为2400cc的车辆地板下面的位置，进行LA－4试验。LA－4试验中，使用废气测定装置(HORIBA公司制、型号“MEXA－7400”)测定每种废气成分的直接模态质量。另外，作为代表性的废气成分，测定HC的排出量。此外，该试验的废气的空速为约10000(1/小时)(高流量)。
应予说明，蜂窝结构体中，特别是自加速开始第二个峰值的废气排出量增多。因此，计算出第二个峰值的加速开始时和第二个峰值的加速结束时的模态质量积算值的比值，求出自加速开始第二个峰值前后的HC排出增加量(％)。将结果示于表2。应予说明，表2中，将“基于LA－4模式的试验中自加速开始第二个峰值前后的HC排出增加量”记载为“LA－4下的第二个峰值前后的HC排出增加量”。
[LA－4试验的判定]
为了使隔壁具有突起部的蜂窝结构体相对于隔壁不具有突起部的蜂窝结构体而言在Bag排放方面有利，需要自加速开始第二个峰值前后的HC排出增加量(％)为35％以下。因此，利用以下的基准进行LA－4试验的判定。
判定“良好”：将自加速开始第二个峰值前后的HC排出增加量(％)为35％以下的情形判定为“良好”。
判定“不良”：将自加速开始第二个峰值前后的HC排出增加量(％)超过35％的情形判定为“不良”。
另外，蜂窝结构体中，催化剂到达活性温度的时刻越早，越早地开始进行废气的净化，因此，未被净化的废气的排出量减少。此处，越是在隔室的角部配设多孔质材料，蜂窝结构体的重量越增加。这种情况下，由于热容量增大，所以催化剂达到活性的时间变长。结果，废气的排出量增加。
并且，为了使隔壁具有突起部的蜂窝结构体相对于隔壁不具有突起部的蜂窝结构体而言在Bag排放方面有利，需要将第一个峰值前后的HC排出增加量的比例抑制在175％以下。因此，利用以下的基准进行LA－4试验的判定。
判定“良好”：将第一个峰值前后的HC排出增加量的比例为175％以下的情形评价为“良好”。
判定“不良”：将第一个峰值前后的HC排出增加量的比例超过175％的情形评价为“不良。
LA－4试验的判定结果示于表2。
表2
Figure BDA0001604384830000151
[综合判定]
基于LA－4试验的判定，利用以下的基准进行综合判定。
判定“良好”：将自加速开始第二个峰值前后的HC排出增加量(％)的判定为“良好”且第一个峰值前后的HC排出增加量的判定为“良好”的情形判定为“良好”。
判定“不良”：将自加速开始第二个峰值前后的HC排出增加量(％)的判定、以及第一个峰值前后的HC排出增加量的判定中的任意一个不是“良好”的情形评价为“不良”。
(实施例2～21、比较例1～4)
如表1、表3所示，改变多孔质材料的配设面积、多孔质材料配设角部的比例、以及特定隔室的比例，制作蜂窝结构体，除此以外，与实施例1同样地制作蜂窝结构体。
表3
Figure BDA0001604384830000171
表4
Figure BDA0001604384830000181
对于实施例2～21、比较例1～4的蜂窝结构体，也与实施例1同样地测定隔壁厚度(mm)、隔壁的气孔率(％)、以及隔室密度(个/cm2)，进行LA－4试验。将结果示于表2、表4。
(结果)
如表2、表4所示，可知：实施例1～21的蜂窝结构体与比较例1～4的蜂窝结构体相比，催化剂担载后的废气的净化性能较高。
产业上的可利用性
本发明的蜂窝结构体可以用作对废气进行净化的废气净化用的催化剂载体。

Claims (2)

1.一种蜂窝结构体，其中，
所述蜂窝结构体包括柱状的蜂窝结构部，该柱状的蜂窝结构部具有：以包围多个隔室的方式在与该隔室延伸的方向正交的截面内配设成格子状的多孔质的隔壁、以及配设成包围所述隔壁的外周壁，所述多个隔室从第一端面延伸至第二端面，形成流体的流路，
所述多个隔室的所述第一端面和所述第二端面的端部均呈开口，
所述隔壁具有突起部，该突起部以向所述隔室内延伸的方式突出，且在所述隔室延伸的方向上连续设置，
多个所述隔室中的1个以上为特定隔室，该特定隔室构成为：在与所述隔室延伸的方向正交的截面内，所述突起部从构成所述隔室的周缘的各个所述隔壁向该隔室内突出，
且所述特定隔室在与所述隔室延伸的方向正交的截面内，相对于下述五边形的面积而言在包含下述交点的5～50％的范围内配设有材质与所述隔壁相同的多孔质材料，该五边形是将构成该特定隔室的周缘的2个所述隔壁延长时的交点、设置于该2个所述隔壁的各个所述突起部的底部以及顶部的各2点连结而形成的。
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其中，
将在包含所述交点的5～50％的范围内配设所述多孔质材料而构成的部分作为多孔质材料配设角部时，所述多孔质材料配设角部的总数相对于构成所述隔室的周缘的相邻的2个所述隔壁的交点的总数的比例为50～100％。
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