CN110292953B

CN110292953B - 蜂窝结构体

Info

Publication number: CN110292953B
Application number: CN201910191601.8A
Authority: CN
Inventors: 山本博隆; 石冈知大
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2023-06-30
Anticipated expiration: 2039-03-14
Also published as: JP2019166484A; US20190291091A1; JP7030588B2; DE102019203980B4; CN110292953A; DE102019203980A1; US11000841B2

Abstract

提供一种蜂窝结构体，其能够有效地抑制因赋予给蜂窝结构体的压缩面压力而导致的破损。所述蜂窝结构体具备：具有多孔质的隔壁(1)和配置成围绕隔壁(1)的外周壁(3)的柱状的蜂窝结构部(4)，蜂窝结构部(4)在蜂窝结构部(4)的第一端面(11)或第二端面(12)和外周壁(3)相交的端面边缘部，至少具有一个外周壁(3)以及隔壁(1)的一部分缺失掉之后的缺失部，缺失部配置于第一端面或第二端面上的规定位置，并且，该缺失部的平均尺寸形成为：径向长度为0.8～8.0mm、周长为0.8～41.0mm、轴向长度为0.1～32.0mm，缺失部的总面积相对于蜂窝结构部(4)的侧面的总面积之比的百分率为1.40％以下。

Description

蜂窝结构体

技术领域

本发明涉及蜂窝结构体。进一步详细而言，涉及一种下述这样的蜂窝结构体，即，在将蜂窝结构体收纳于作为箱体的缸体内时，能够有效地抑制因赋予给该蜂窝结构体的压缩面压力所导致的破损。

背景技术

目前，作为发达国家中的柴油车、卡车的NOx限制标准，正在探讨更为严格的标准。针对于这种NOx限制标准，提出了各种用于处理尾气中的NOx的技术方案。例如，作为这种技术之一，存在下述技术：将选择性催化还原催化剂(以下也称为“SCR催化剂”)等担载于具有多孔质的隔壁的蜂窝结构体，利用该蜂窝结构体，对尾气中的NOx进行净化处理(例如参照专利文献1)。

在使用了上述蜂窝结构体的NOx处理中，通过增加担载于蜂窝结构体的催化剂的量，可以提高净化性能。另一方面，将担载了催化剂的蜂窝结构体设置于柴油车等的排气系统而进行NOx处理的情况下，压力损失的上升有时会成为问题。尤其是，一旦为了提高净化性能而增加所担载的催化剂的量，则蜂窝结构体的压力损失的上升有时就会变得更为显著。即，在使用了蜂窝结构体的NOx处理中，“提高净化性能”和“抑制压力损失的上升”是此消彼长(Trade off)的关系。因此，为了打破这种此消彼长，提出了使蜂窝结构体的隔壁被高气孔率化的技术。例如，可以认为：通过使蜂窝结构体的隔壁高气孔率化，即使增加所担载的催化剂的量，也可以抑制压力损失的上升。

专利文献

现有技术文献

专利文献1：日本特开2013-052367号公报

发明内容

然而，关于将隔壁进行高气孔率化后的蜂窝结构体，蜂窝结构体的机械强度会下降。因此，在将隔壁进行高气孔率化后的蜂窝结构体被收纳于作为箱体的缸体内时，存在有：因赋予给外周面的压缩面压力而在蜂窝结构体上容易产生破损这样的问题。作为产生破损的一个原因，可以举出因制造工序中的处理(handling)而导致的破损，在工序中有时会因与外周部相接的隔壁的损伤，而导致以该损伤为起点的破坏。

本发明是鉴于这种现有技术所具有的问题点而完成的。根据本发明，提供一种蜂窝结构体，在将蜂窝结构体收纳于作为箱体的缸体内时能够有效地抑制因赋予给该蜂窝结构体的压缩面压力而导致的破损。

根据本发明，提供以下所示的蜂窝结构体。

[1]一种蜂窝结构体，其具备：具有第一端面以及第二端面的柱状的蜂窝结构部，

所述蜂窝结构部具有：配置成包围从所述第一端面延伸至所述第二端面的多个隔室的多孔质的隔壁、和配设为围绕所述隔壁的外周壁，

在与所述隔室的延伸方向正交的截面中，所述蜂窝结构部的多边形的所述隔室被所述隔壁区划为格子状，

所述蜂窝结构部在所述第一端面或所述第二端面与所述外周壁相交的端面边缘部，至少具有1个所述外周壁以及所述隔壁的一部分缺失掉之后的缺失部，

在构成所述端面边缘部的所述第一端面或所述第二端面上的极坐标(R、θ)中，所述缺失部配置在：所述θ满足下述条件(1)的θ_{(n＝1、2···N)}的值的至少1个位置，

关于所述缺失部的平均尺寸构成如下：所述蜂窝结构部的端面的径向长度为0.8～8.0mm，沿着所述蜂窝结构部的端面边缘的周长为0.8～41.0mm，所述蜂窝结构部的所述隔室延伸的方向的轴向长度为0.1～32.0mm，并且，该蜂窝结构部的侧面上的所述缺失部的总面积相对于所述蜂窝结构部的侧面的总面积之比的百分率为1.40％以下。

【数学式1】

条件(1):θ_{(n＝1、2···N)}＝{(π/N)+(2π/N)×(n-1)}(±θ_{(其中n＝1)}/2)

(其中，在所述极坐标(R、θ)中，R表示矢径座标，该矢径座标示出了构成所述蜂窝结构部的所述端面边缘部的所述第一端面或所述第二端面的半径。

在所述极坐标(R、θ)中，θ表示角度坐标，该角度坐标是：在所述第一端面或所述第二端面中，该端面的边缘、和平行于配列为格子状的所述隔壁且通过该端面中心的直线相交叉的交点作为0的坐标。

在所述条件(1)中，N表示多边形的所述隔室的顶点的数量，N＝4～8。n表示N以下的各自然数(n＝1、2···N。)

[2]根据上述[1]所述的蜂窝结构体，其中，该蜂窝结构部的侧面上的所述缺失部的总面积相对于所述蜂窝结构部的侧面的总面积之比的百分率为0.01～1.40％。

[3]根据上述[1]或[2]所述的蜂窝结构体，其中，至少具有一个所述缺失部，该缺失部形成为：在所述蜂窝结构部的端面的径向长度为0.8～8.0mm、沿着所述蜂窝结构部的端面边缘的周长为0.8～41.0mm、所述蜂窝结构部的所述隔室所延伸的方向上的轴向长度为0.1～32.0mm。

[4]根据上述[1]～[3]中任意一项所述的蜂窝结构体，其中，所述隔壁的厚度为0.064～0.305mm。

[5]根据上述[1]～[4]中任意一项所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构部的隔室密度为31～140个/cm²。

[6]根据上述[1]～[5]中任意一项所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构部的外径为50.8～355.6mm。

[7]根据上述[1]～[5]中任意一项所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构部的所述隔室所延伸的方向上的轴向长度为50.8～431.8mm。

发明效果

根据本发明的蜂窝结构体，在将蜂窝结构体收纳于作为箱体的缸体内时能够有效地抑制因赋予给该蜂窝结构体的压缩面压力而导致的破损。因此，本发明的蜂窝结构体可以有助于等静压强度(Isostatic strength)的改善。

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立体图。

图2是表示图1所示的蜂窝结构体的第一端面侧的俯视图。

图3是示意性地表示图2的A-A’截面的截面图。

图4是将图1所示的蜂窝结构体的一部分放大的放大立体图。

图5是用于说明图1所示的蜂窝结构体的第一端面上的极坐标的俯视图。

图6是示意性地表示本发明的蜂窝结构体的第二实施方式的放大立体图。

符号说明

1：隔壁、2：隔室、3：外周壁、4：蜂窝结构部、6，6a：缺失部、11：第一端面、12：第二端面、100，200：蜂窝结构体。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限于以下的实施方式。因此，应当理解为，在不脱离本发明宗旨的范围内，基于本领域技术人员的常规知识，对以下的实施方式适当加以变更、改良等的实施方式也落入本发明的范围。

(1)蜂窝结构体(第一实施方式)：

本发明的蜂窝结构体的第一实施方式为如图1～图4所示的蜂窝结构体100。此处，图1示意性地表示本发明的蜂窝结构体的第一实施方式的立体图。图2是表示图1所示的蜂窝结构体的第一端面侧的俯视图。图3是示意性地表示图2的A-A’截面的截面图。图4是将图1所示的蜂窝结构体的一部分放大的放大立体图。

如图1～图4所示，本实施方式的蜂窝结构体100具备：具有第一端面11以及第二端面12的柱状的蜂窝结构部4。蜂窝结构部4具有：多孔质的隔壁1、和配设为围绕隔壁1的外周壁3。即，外周壁3配设为：围绕被配设成格子状的隔壁1。多孔质的隔壁1配置成包围多个隔室2，该多个隔室2是从蜂窝结构部4的第一端面11延伸至第二端面12且形成为流体的流路。

在与隔室2所延伸的方向正交的截面中，蜂窝结构部4的多边形的隔室2被隔壁1区划为格子状。以下，“隔室2的形状”意味着在与蜂窝结构部4的隔室2所延伸的方向正交的截面中的隔室2的形状。在图1～图4所示的蜂窝结构体100中，隔室2的形状为正方形。另外，虽没有特别限定，但隔室2的形状优选为四边形、六边形、八边形。

蜂窝结构部4的特征在于，在第一端面11或第二端面12和外周壁3相交的端面边缘部，至少具有：1个外周壁3以及隔壁1的一部分缺失掉之后而得到的缺失部6。通过具有这样的缺失部6，在将蜂窝结构体100收纳于作为箱体的缸体内时，能够有效地抑制因赋予给蜂窝结构体100的压缩面压力而导致的破损。

在本实施方式的蜂窝结构体100中，缺失部6配置于蜂窝结构部4的端面边缘部的规定位置。即，缺失部6配置于：在构成蜂窝结构部4的端面边缘部的第一端面11或第二端面12上的极坐标(R、θ)中，θ满足下述条件(1)的θ_{(n＝1、2···N)}的值的至少1个位置。

【数学式2】

其中，在上述极坐标(R、θ)中，R表示矢径座标，该矢径座标示出了构成所述蜂窝结构部4的所述端面边缘部的所述第一端面11或所述第二端面12的半径。另外，在上述极坐标(R、θ)中，θ表示角度坐标，该角度坐标是：在第一端面或第二端面中，该端面(即第一端面11或第二端面12)的边缘、和平行于配列为格子状的隔壁1且通过该端面的中心的直线相交叉的交点作为0(角度法中的0°)的坐标。

另外，在上述条件(1)中，N表示多边形的隔室2的顶点的数量、N＝4～8。n表示N以下的各自然数(n＝1、2···N)。另外，上述条件(1)中的“±θ_{(其中n＝1)}/2”意味着从“-θ_(n＝1)/2”到“+θ_(n＝1)/2”的范围。

此处，关于上述条件(1)的θ_{(n＝1、2···N)}的值，以隔室2的形状为“四边形”的情况作为示例，进一步详细说明。隔室2的形状为“四边形”的情况下，N＝4，n表示1、2、3、4的自然数。因此，隔室2的形状为“四边形”时的上述条件(1)表示下述条件(1-1)～(1-4)。

条件(1-1)：π/8≤θ_(n＝1)≤3π/8

条件(1-2)：5π/8≤θ_(n＝2)≤7π/8

条件(1-3)：9π/8≤θ_(n＝3)≤11π/8

条件(1-4)：13π/8≤θ_(n＝4)≤15π/8

以下，一边参照图5，一边对上述极坐标(R、θ)进一步详细说明。图5是用于说明图1所示的蜂窝结构体100的第一端面11上的极坐标的俯视图。如图5所示，极坐标(R、θ)中的R表示矢径座标，该矢径座标表示构成蜂窝结构部4的端面边缘部的第一端面11的半径。因此，可以说极坐标(R、θ)示出了沿着第一端面11的边缘的圆坐标。另外，此处，一边参照图5，一边对蜂窝结构部4的第一端面11侧的示例进行了说明，但关于蜂窝结构部4的第二端面12(参照图1)侧，也可以利用同样的方法来规定极坐标(R、θ)。

如图5所示，极坐标(R、θ)中的θ表示角度坐标，该角度坐标是：在第一端面11的边缘、和平行于配列为格子状的隔壁1且通过第一端面11的中心的直线相交叉的交点作为0的坐标。条件(1)的θ_{(n＝1、2···N)}表示极坐标(R、θ)中的θ所能够选取的角度坐标的范围。例如，在图5中，缺失部6配置于：构成蜂窝结构部4的端面边缘部的第一端面11上的、且满足上述条件(1-2)的范围(即5π/8≤θ_(n＝2)≤7π/8)。例如，隔室2的形状为“六边形”的情况下，为N＝6、n＝1、2、3、4、5、6，可以仿照上述的四边形的示例来规定条件(1)的θ_{(n＝1、2、3、4、5、6)}的值(即θ所能够选取的角度坐标的范围)。

缺失部6配置于：在极坐标(R、θ)中，满足上述条件(1)的θ_{(n＝1、2···N)}的值的至少1个位置，从而可以有效地抑制因赋予给蜂窝结构体100的压缩面压力而导致的破损。例如，若配置在上述条件(1)所示的位置以外部位，则无法充分得到：抑制因压缩面压力而导致的破损的效果，相反地，由于存在有缺失部6，蜂窝结构体100的等静压强度有时会下降。

本实施方式的蜂窝结构体100中，如图1、2、4所示的缺失部6的平均尺寸如下所述。缺失部6为1个的情况下，缺失部6的平均尺寸是指该缺失部6的尺寸(即各尺寸的最大值)。缺失部6为2个以上的情况下，缺失部6的平均尺寸是表示各缺失部6的各尺寸的最大值的算术相加平均的值。缺失部6在蜂窝结构部4的第一端面11上的径向长度A的平均尺寸为0.8～8.0mm。另外，沿着蜂窝结构部4的第一端面11的边缘的周长B的平均尺寸为0.8～41.0mm。此外，在蜂窝结构部4的隔室2所延伸的方向上的轴向长度C的平均尺寸为0.1～32.0mm。通过如此构成，可以在维持蜂窝结构体100的等静压强度的同时，能够有效地抑制因压缩面压力而导致的破损。另外，计算2个以上的缺失部6的平均尺寸时，作为平均尺寸的计算中的有效的缺失部6，缺失部6的径向长度、周长以及轴向长度中的任意一者的最大尺寸至少为0.1mm。

另外，没有特别限定，但缺失部6在蜂窝结构部4的第一端面11上的径向长度A的平均尺寸优选为0.8～6.0mm，更优选为0.8～4.0mm。另外，沿着蜂窝结构部4的第一端面11的边缘的周长B的平均尺寸优选为0.8～30.0mm，更优选为0.8～20.0mm。此外，在蜂窝结构部4的隔室2所延伸的方向上的轴向长度C的平均尺寸优选为0.8～24.0mm，更优选为0.8～16.0mm。通过如此构成，可以更有效地抑制因压缩面压力而导致的破损。

此外，在本实施方式的蜂窝结构体100中，该蜂窝结构部4的侧面上的缺失部6的总面积相对于蜂窝结构部4的侧面的总面积之比的百分率为1.40％以下。通过如此构成，可以有效地抑制蜂窝结构体100的等静压强度的下降。另外，上述的缺失部6的总面积之比的百分率优选为0.01～1.40％，更优选为0.01～0.5％。

另外，存在多个缺失部6的情况下，优选为，缺失部6中的至少1个满足上述的平均尺寸。即，优选为，具有：至少1个在端面上的径向长度A为0.8～8.0mm、沿着端面边缘的周长B为0.8～41.0mm、隔室2所延伸的方向上的轴向长度C为0.1～32.0mm的缺失部6。通过如此构成，可以更良好地体现出：抑制因赋予给蜂窝结构体的压缩面压力而导致的破损的效果。

缺失部6是外周壁3以及隔壁1的一部分缺失(欠缺)掉之后的部分。优选为，这种缺失部6实质上仅配置于满足上述条件(1)的极坐标(R、θ)所示的位置。另外，优选为，缺失部6实质上配置为：处于满足上述条件(1)的极坐标(R、θ)所示的位置范围内。

关于缺失部6的个数，没有特别限制。例如，只要缺失部6的平均尺寸满足上述数值、且上述的“缺失部6的总面积之比的百分率”为1.40％以下，则可以在第一端面11以及第二端面12的各端面边缘部配置多个缺失部6。

蜂窝结构体100的隔壁1的厚度优选为0.064～0.305mm，更优选为0.089～0.132mm。隔壁1的厚度例如可以使用扫描型电子显微镜或显微镜(microscope)来测定。若隔壁1的厚度小于0.064mm，则有时无法得到充分的强度。另一方面，若隔壁1的厚度超过0.305mm，则蜂窝结构体100的压力损失有时增大。

由隔壁1区划形成的隔室2的隔室密度优选为31～140个/cm²，更优选为47～93个/cm²。通过如此构成，可以适宜地将本实施方式的蜂窝结构体100作为用于对从汽车的发动机排出的尾气进行净化的净化部件(例如催化剂载体或过滤器)来加以利用。

蜂窝结构体100的隔壁1的气孔率优选为27～65％，更优选为27～55％，特别优选为30～55％。隔壁1的气孔率是通过水银压入法而测定的值。若隔壁1的气孔率小于27％，则在将蜂窝结构体100用作催化剂载体等尾气净化部件时，在担载催化剂后催化剂有时会剥离。若隔壁1的气孔率超过65％，则有时无法得到充分的强度。

关于蜂窝结构部4的外周壁3的厚度，没有特别限制，例如优选为0.1～8.0mm，更优选为0.1～4.0mm，特别优选为0.1～2.0mm。外周壁3的厚度例如可以使用扫描型电子显微镜或显微镜来测定。若外周壁3的厚度小于0.1mm，则有时无法得到充分的强度。另一方面，若外周壁3的厚度超过8.0mm，则蜂窝结构体100的压力损失有时增大。

蜂窝结构部4的外周壁3可以与隔壁1一体地构成，也可以为：按照围绕隔壁1的方式对外周涂布材进行涂布由此形成的外周涂层。虽省略了图示，但在制造时，可以将隔壁和外周壁一体地形成后，利用磨削加工等公知的方法将所形成的外周壁除去后，在隔壁的外周侧来设置外周涂层。

关于蜂窝结构部4的形状，没有特别限制。作为蜂窝结构部4的形状，可以举出第一端面11以及第二端面12的形状为圆形、椭圆形等的柱状。

关于蜂窝结构部4的尺寸、例如蜂窝结构部4的外径或隔室2所延伸方向上的轴向长度，没有特别限制。将本实施方式的蜂窝结构体100用作尾气净化用的净化部件时，只要按照得到最佳的净化性能来适宜选择各尺寸即可。例如，蜂窝结构部4的外径(例如第一端面11的直径)优选为50.8～355.6mm，更优选为76.2～330.2mm。另外，蜂窝结构部4的隔室2所延伸方向上的轴向长度优选为50.8～431.8mm，更优选为101.6～254.0mm。

隔壁1的材料优选包含选自由碳化硅、堇青石、硅-碳化硅复合材料、堇青石-碳化硅复合材料、氮化硅、多铝红柱石、氧化铝和钛酸铝构成的组中的至少一种。构成隔壁1的材料优选为上述组中列举的材料以30质量％以上包含的材料，更优选为上述组中列举的材料以40质量％以上包含的材料，特别优选为上述组中列举的材料以50质量％以上包含的材料。另外，硅-碳化硅复合材料是指：以碳化硅作为骨材、以硅作为结合材而形成的复合材料。另外，堇青石-碳化硅复合材料是指：以碳化硅作为骨材、以堇青石作为结合材而形成的复合材料。在本实施方式的蜂窝结构体100中，构成隔壁1的材料特别优选为堇青石。

(2)蜂窝结构体(第二实施方式)：

接着，对本发明的蜂窝结构体的第二实施方式进行说明。本发明的蜂窝结构体的第二实施方式为如图6所示的蜂窝结构体200。此处，图6是示意性地表示本发明的蜂窝结构体的第二实施方式的放大立体图。另外，在图6中，关于与图1～图4所示的蜂窝结构体100同样的构成要素，有时标注相同的符号，并省略其说明。

图6所示的蜂窝结构体200具备：具有第一端面11以及第二端面(未图示)的柱状的蜂窝结构部4。蜂窝结构部4具有：多孔质的隔壁1、和配设为围绕隔壁1的外周壁3。

如图6所示，蜂窝结构部4在第一端面11和外周壁3相交的端面边缘部具有：外周壁3以及隔壁1的一部分缺失掉之后的缺失部6a。本实施方式的蜂窝结构体200的缺失部6a的形状与图4所示的蜂窝结构体100的缺失部6不同。例如，图4所示的蜂窝结构体100的缺失部6为：第一端面11侧的端面边缘部的一部分以无定形被切割之后的形状的缺失部6。另一方面，如图6所示，本实施方式的蜂窝结构体200的缺失部6a为：在第一端面11侧的端面边缘部中，第一端面11的径向长度A、沿着第一端面11的边缘的周长B、以及隔室2所延伸的方向的轴向长度C分别以呈一定的方式而被切割之后所得到的形状的缺失部6a。对于如此构成的蜂窝结构体200，在将蜂窝结构体200收纳于作为箱体的缸体内时，也可以有效地抑制：因赋予给蜂窝结构体200的压缩面压力而导致的破损。另外，蜂窝结构体200的缺失部6a并不限于如图6所示的形状，可以变更为其它各种形状。即，蜂窝结构体200的缺失部6a只要第一端面11的径向长度A、沿着第一端面11的边缘的周长B、以及隔室2所延伸的方向的轴向长度C处于规定的数值范围，则对于其形状没有特别限制。

(3)蜂窝结构体的制造方法：

关于制造本发明的蜂窝结构体的方法，没有特别限制，例如可以举出如下所述的方法。首先，制备用于制作蜂窝结构部的塑性坯土。用于制作蜂窝结构部的坯土可以如下制备：作为原料粉末，向所述的选自蜂窝结构部的适宜材料中的材料，适宜地添加粘合剂等添加剂、造孔材和水，由此制备用于制作蜂窝结构部的坯土。作为原料粉末，例如可以使用将碳化硅粉末和金属硅粉末混合而成的粉末。作为粘合剂，可以举出例如甲基纤维素(Methylcellulose)、羟丙基甲基纤维素(Hydroxypropylmethylcellulose)等。另外，作为添加剂，可以举出表面活性剂等。

接着，对如此得到的坯土进行挤压成型，由此制作柱状的蜂窝成型体，该蜂窝成型体具有：区划形成出多个隔室隔壁、和配设成围绕该隔壁的外周壁。以下，将柱状的蜂窝成形体的一个端面作为“第一端面”，将另一端面作为“第二端面”。

接着，例如，利用微波以及热风，将得到的蜂窝成形体进行干燥。接着，在干燥后的蜂窝成形体的第一端面或第二端面与外周壁相交的端面边缘部，使外周壁以及隔壁的一部分缺失掉，由此形成出缺失部。作为形成缺失部的方法，可以举出：例如，利用铣刀加工，对蜂窝成形体的侧面进行切削的方法。

接着，通过对蜂窝成形体进行烧成，来制造蜂窝结构体。烧成温度以及烧成气氛根据原料而有所不同，本领域技术人员可以选择对于所选材料而言最佳的烧成温度以及烧成气氛。另外，可以在对蜂窝成形体进行烧成后，在蜂窝结构体的端面边缘部，使外周壁以及隔壁的一部分缺失，从而制作出缺失部。

实施例

以下，利用实施例对本发明进一步进行具体的说明，但本发明并不受这些实施例的任何限定。

(实施例1)

在堇青石化原料100质量份中分别添加2.0质量份的造孔材、60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，制备得到坯土。作为堇青石化原料，使用了氧化铝、氢氧化铝、高岭土、滑石和氧化硅。作为分散介质，使用了水。作为有机粘合剂，使用了甲基纤维素(Methylcellulose)。作为分散剂，使用了糊精(Dextrin)。作为造孔材，使用了吸水性聚合物。

接着，使用蜂窝成型体制作用的金属模具，对坯土进行挤压成型，得到整体形状为圆柱状的蜂窝成型体。蜂窝成型体的隔室的形状为四边形。

接着，利用微波干燥机，对蜂窝成型体进行干燥，进一步利用热风干燥机，使其完全干燥后，将蜂窝成型体的两端面切断，调整为规定的尺寸。

接着，在干燥后的蜂窝成形体的第一端面和外周壁相交的端面边缘部，使外周壁以及隔壁的一部分缺失而形成出缺失部。缺失部通过铣刀加工而形成出来。在实施例1中，形成3个缺失部，其平均尺寸如表1的“缺失部的平均尺寸”所示。关于形成缺失部的位置，示出在表2的“缺失部的极坐标(R、θ)”的栏中。在极坐标(R、θ)中，R表示矢径座标，其示出第一端面或第二端面的半径。在极坐标(R、θ)中，θ表示角度坐标，其是：在第一端面或第二端面中，该端面的边缘、和平行于配列为格子状的隔壁且通过该端面的中心的直线相交叉的交点作为0的坐标。

接着，对干燥后的蜂窝成形体进行脱脂、烧成，制造得到实施例1的蜂窝结构体。

实施例1的蜂窝结构体是：第一端面以及第二端面的形状为圆形的圆柱状。第一端面以及第二端面的外径(直径)的尺寸为355.6mm。另外，蜂窝结构体的隔室延伸方向上的长度(全长)为254mm。另外，构成蜂窝结构体的蜂窝结构部的侧面的表面积为2837.5cm²。实施例1的蜂窝结构体的隔壁的厚度为0.089mm，隔室密度为93个/cm²。表1中示出了蜂窝结构体的各尺寸。蜂窝结构体的隔壁的气孔率为50％。隔壁的气孔率使用Micromeritics社制的AutoPore9500(商品名)来测定。

实施例1的蜂窝结构体在第一端面侧的端面边缘部具有3个缺失部。缺失部的平均尺寸如表1所示，径向长度为8.0mm，周长为41.0mm，轴向长度为16.8mm。另外，缺失部的累计周长为123.0mm。

[表1]

[表2]

[表3]

另外，关于实施例1的蜂窝结构体，利用以下方法测定等静压强度，基于该测定结果求出了“等静压强度之比”。将结果示于表3。另外，关于实施例1的蜂窝结构体，利用以下方法进行了“罐藏时的面压力负荷试验”。将试验结果示于表3。另外，在表3的“缺失部的面积”的栏中，示出了蜂窝结构部的侧面中的缺失部的总面积(cm²)。在“缺失部的面积比率”的栏中，示出了：该蜂窝结构部的侧面中的缺失部的总面积相对于蜂窝结构部的侧面的总面积之比的百分率(％)。

[等静压强度(MPa)]

等静压强度的测定是基于由日本汽车工业协会颁布的日本汽车标准(JASO标准)的M505-87所规定的等静压破坏强度试验来进行的。等静压破坏强度试验为下述试验：将蜂窝结构体放入橡胶的筒状容器中，然后利用铝制板盖住，在水中进行各向同性加压压缩。利用等静压破坏强度试验而被测定的等静压强度是由蜂窝结构体破坏时的加压压力值(MPa)来表示的。表3的“等静压强度之比”的栏中示出了：各实施例以及比较例的蜂窝结构体、与不存在制造工序中所产生的缺陷以及有意识的缺失部的蜂窝结构体之间的等静压强度之比的值。关于“等静压强度之比”，将0.80以上作为合格。

[罐藏时的面压力负荷试验]

罐藏时的面压力负荷试验利用以下方法来进行。对卷绕了陶瓷纤维垫的蜂窝结构体，使用卷封罐藏装置，将其安装于卷封用罐藏缸体，按照设计面压力为0.5MPa的方式以恒定载荷进行卷封。

另外，通过以下的评价基准，进行了涉及罐藏时的面压力负荷试验的评价(以下也称为“罐藏试验评价”)。将结果示于表3的“罐藏试验评价”的栏。

将卷封后蜂窝结构体没有破损的情况作为“合格”。

将卷封后蜂窝结构体发生了破损的情况作为“不合格”。

(实施例2～15)

如表1所示，变更蜂窝结构体的各尺寸，并且变更缺失部的个数以及平均尺寸，制作了蜂窝结构体。关于形成缺失部的位置，如表2的“缺失部的极坐标(R、θ)”的栏所示。另外，表2的“第一端面”的栏表示配置于第一端面侧的端面边缘部的缺失部的极坐标(R、θ)，“第二端面”的栏表示配置于第二端面侧的端面边缘部的缺失部的极坐标(R、θ)。在第一端面侧以及第二端面侧的各极坐标(R、θ)中，按照“θ＝0”的点在隔室的延伸方向上的轴向为相同位置的方式，确定各极坐标(R、θ)。另外，实施例14以及15的蜂窝结构体中，隔室的形状为六边形。

(比较例1～7)

如表1所示，变更蜂窝结构体的各寸法，并且变更缺失部的个数以及平均尺寸，制作了蜂窝结构体。关于形成缺失部的位置，如表2的“缺失部的极坐标(R、θ)”的栏所示。另外，关于比较例7，在第一端面侧以及第二端面侧的端面边缘部，1个缺失部也没有设置，由此制作了蜂窝结构体。

关于实施例2～15以及比较例1～7的蜂窝结构体，利用与实施例1同样的方法测定等静压强度，基于该测定结果求出了“等静压强度之比”。另外，利用与实施例1同样的方法进行了“罐藏时的面压力负荷试验”。另外，基于罐藏时的面压力负荷试验结果，进行了罐藏试验评价。将各结果示于表3。

(结果)

对于实施例1～15的蜂窝结构体而言，“等静压强度之比”的值为0.8以上，抑制了等静压强度的下降，并且关于罐藏试验评价，也是合格的。

另一方面，比较例1的蜂窝结构体的缺失部的径向长度为8.1mm，因此缺失部过大，在罐藏时产生应力集中，在蜂窝结构体产生了裂纹。因此，比较例1的蜂窝结构体的罐藏试验评价为不合格。比较例2的蜂窝结构体的缺失部的周长为41.1mm，另外，比较例3的蜂窝结构体的缺失部的轴向长度为32.1mm，因此，与比较例1同样，缺失部过大，在罐藏时产生应力集中，在蜂窝结构体产生了裂纹。因此，比较例2、3的蜂窝结构体的罐藏试验评价也为不合格。比较例4的蜂窝结构体的缺失部的面积比率为1.54％，因此缺失部占侧面整体的比率过大，罐藏试验评价为不合格。比较例5～7的缺失部的平均尺寸过小，在蜂窝结构体残留有缺陷，等静压强度大幅下降，等静压强度之比小于0.8。

本发明的蜂窝结构体可以作为用于担载尾气净化用催化剂的催化剂载体等而加以利用。

Claims

1.一种蜂窝结构体，其具备：具有第一端面以及第二端面的柱状的蜂窝结构部，

所述蜂窝结构部具有：多孔质的隔壁，其被配置成包围从所述第一端面延伸至所述第二端面的多个隔室；以及外周壁，其被配设成围绕所述隔壁，

在与所述隔室的延伸方向相正交的截面中，所述蜂窝结构部的多边形的所述隔室通过所述隔壁而被区划为格子状，

所述多个隔室的第一端面侧及第二端面侧的端部都呈开口，

所述蜂窝结构部在所述第一端面或所述第二端面与所述外周壁相交的端面边缘部，至少具有：1个所述外周壁以及所述隔壁的一部分缺失掉之后的缺失部，

在构成所述端面边缘部的所述第一端面或所述第二端面上的极坐标(R、θ)中，所述缺失部配置在所述θ满足下述条件(1)的θ_{(n＝1、2···N)}的值的至少1个位置，

所述缺失部的平均尺寸形成为：所述蜂窝结构部的端面的径向长度为0.8mm～8.0mm，沿着所述蜂窝结构部的端面边缘的周长为0.8mm～41.0mm，所述蜂窝结构部的所述隔室延伸的方向上的轴向长度为0.1mm～32.0mm，并且，

该蜂窝结构部的侧面上的所述缺失部的总面积相对于所述蜂窝结构部的侧面的总面积之比的百分率为1.40％以下，

[数学式1]

其中，在所述极坐标(R、θ)中，R表示矢径座标，该矢径座标示出了：构成所述蜂窝结构部的所述端面边缘部的所述第一端面或所述第二端面的半径；

在所述极坐标(R、θ)中，θ表示角度坐标，该角度坐标是：在所述第一端面或所述第二端面中，该端面的边缘、和平行于配列为格子状的所述隔壁且通过该端面的中心的直线相交叉的交点作为0的坐标；

在所述条件(1)中，N表示多边形的所述隔室的顶点的数量，N＝4～8，n表示N以下的各自然数(n＝1、2···N)。

2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其中，该蜂窝结构部的侧面上的所述缺失部的总面积相对于所述蜂窝结构部的侧面的总面积之比的百分率为0.01％～1.40％。

3.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体，其中，至少具有1个所述缺失部，所述缺失部形成为：在所述蜂窝结构部的端面上的径向长度为0.8mm～8.0mm，沿着所述蜂窝结构部的端面边缘的周长为0.8mm～41.0mm，在所述蜂窝结构部的所述隔室所延伸的方向上的轴向长度为0.1mm～32.0mm。

4.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体，其中，所述隔壁的厚度为0.064mm～0.305mm。

5.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构部的隔室密度为31个/cm²～140个/cm²。

6.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构部的外径为50.8mm～355.6mm。

7.根据权利要求1或2所述的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构部的所述隔室所延伸的方向上的轴向长度为50.8mm～431.8mm。