CN110500163A - 蜂窝结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蜂窝结构体，能够缓和在边界壁的附近发生的应力集中，且能够抑制机械强度降低。该蜂窝结构体具备：具有区划形成多个隔室(2)的多孔质的隔壁(1)的柱状的蜂窝结构部(4)，蜂窝结构部(4)由中央部(15)和外周部(16)构成，隔室(2)的形状为三角形或六边形，形成于中央部(15)的隔室(2a)的形状和形成于外周部(16)的隔室(2b)的形状全等或为相似形状，隔室(2)的形状中，使对称轴的数量为A，使隔室(2)的形状的顶点的数量为N，使下式(1)所示的值为θ，外周部(16)中的隔室(2b)的排列方向相对于中央部(15)中的隔室(2a)的排列方向而言，以θ－15°～θ+15°的范围倾斜。[数学式1]式(1)：

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，涉及能够抑制等静压强度降低的蜂窝结构体。
背景技术
以往，为了对从汽车等的发动机排出的废气中包含的HC、CO、NOx等有害物质进行净化处理，使用将催化剂负载于蜂窝结构体得到的部件。另外，对于蜂窝结构体，通过对由多孔质的隔壁区划形成的隔室的开口部施加封孔，还可用作废气净化用的过滤器。
蜂窝结构体为具有区划形成多个隔室的隔壁的柱状的结构体，该多个隔室形成废气的流路。该蜂窝结构体具有：在与隔室延伸的方向正交的面上多个隔室按规定的周期规则地排列的隔室结构。以往，1个蜂窝结构体中，上述面内的隔室结构为1种，不过，近年来，出于提高废气净化效率等目的，提出了在上述面内具有2种以上的隔室结构的蜂窝结构体。例如，提出了如下蜂窝结构体，其中，在与隔室延伸的方向正交的面上的、中央部和外周部，使隔室密度、隔室形状不同，由此，在上述面内具有2种以上的隔室结构(例如参见专利文献1～3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－177794号公报
专利文献2：日本特开2008－018370号公报
专利文献3：日本特开2000－097019号公报
发明内容
专利文献1～3中，作为具有2种以上的隔室结构的蜂窝结构体，例如公开了构成为在与隔室延伸的方向正交的面内、中央部的隔室密度较高、外周部的隔室密度较低的蜂窝结构体等。另外，作为具有2种以上的隔室结构的蜂窝结构体，还公开了构成为在与隔室延伸的方向正交的面内、中央部的隔室形状和外周部的隔室形状不同的蜂窝结构体。
上述蜂窝结构体中，在构成为中央部中的隔室的排列方向和外周部中的隔室的排列方向彼此倾斜的情况下，存在该蜂窝结构体的等静压强度等机械强度大幅降低的问题。特别是，上述蜂窝结构体因来自外部的压力或高温环境下的热应力而容易在配设成包围隔室的隔壁产生形变，导致机械强度降低。因此，以往具有2种以上的隔室结构的蜂窝结构体确保稳定的机械强度非常困难。
本发明是鉴于上述现有技术所存在的问题而实施的。本发明提供一种能够抑制等静压强度降低的蜂窝结构体。
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，
具备柱状的蜂窝结构部，该柱状的蜂窝结构部具有配置成包围多个隔室的多孔质的隔壁，该多个隔室从第一端面延伸至第二端面，形成流体的流路，
所述蜂窝结构部由外周部和中央部构成，所述外周部包括所述蜂窝结构部的与所述隔室延伸的方向正交的截面上的最外周，所述中央部配置于所述截面上的所述外周部以外的中央部分，
在与所述隔室延伸的方向正交的截面上，所述隔室的形状为具有至少1条对称轴的三角形或六边形，且形成于所述中央部的所述隔室的形状和形成于所述外周部的所述隔室的形状全等或为相似形状，
所述隔室的形状中，使所述对称轴的数量为A，使所述隔室的形状的顶点的数量为N，使下式(1)所示的值为θ，
所述外周部中的所述隔室的排列方向相对于所述中央部中的所述隔室的排列方向而言，以θ－15°～θ+15°的范围倾斜。
[数学式1]
[2]根据所述[1]中记载的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构部还具有配设于所述中央部与所述外周部的边界部分的边界壁。
[3]根据所述[1]中记载的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构部的、所述中央部与所述外周部的边界部分由连续或不连续的所述隔壁构成。
[4]根据所述[1]～[3]中的任意一项中记载的蜂窝结构体，其中，形成于所述中央部的所述隔室的水力直径小于形成于所述外周部的所述隔室的水力直径。
[5]根据所述[1]～[4]中的任意一项中记载的蜂窝结构体，其中，所述中央部的隔室密度大于所述外周部的隔室密度。
[6]根据所述[1]～[5]中的任意一项中记载的蜂窝结构体，其中，所述蜂窝结构体还具备：配设于所述隔室的所述第一端面侧或所述第二端面侧中的任一侧的端部的封孔部。
发明的效果
本发明的蜂窝结构体发挥出能够抑制等静压强度降低的效果。即，本发明的蜂窝结构体构成为：隔室的形状为具有至少1条对称轴的三角形或六边形，且形成于中央部的隔室的形状和形成于外周部的隔室的形状全等或为相似形状。并且，本发明的蜂窝结构体中，在使上式(1)所示的值为θ时，外周部中的隔室的排列方向相对于中央部中的隔室的排列方向而言，以θ－15°～θ+15°的范围倾斜。通过像这样构成，即便施加了来自外部的压力或高温环境下的热应力，也不易在构成蜂窝结构部的隔壁产生形变，能够有效地抑制蜂窝结构体的等静压强度降低。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的立体图。
图2是示意性地示出图1所示的蜂窝结构体的第一端面的俯视图。
图3是示意性地示出图2的A－A’截面的截面图。
图4是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的另一实施方式的第一端面的俯视图。
图5是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的又一实施方式的第一端面的俯视图。
符号说明
1、1a、1b、21、21a、21b、41、41a、41b：隔壁，2、22、42：隔室，2a、22a、42a：隔室(中央部的隔室)，2b、22b、42b：隔室(外周部的隔室)，3、23、43：外周壁，4、24、44：蜂窝结构部，5、25、45：边界壁，11、31、51：第一端面，12：第二端面，100、200、300：蜂窝结构体，L1：中央部中的隔室的排列方向，L2：外周部中的隔室的排列方向，θ1、θ2、θ3：角(中央部中的隔室的排列方向与外周部中的隔室的排列方向的夹角)。
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：可以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。
(1)蜂窝结构体：
如图1～图3所示，本发明的蜂窝结构体的一个实施方式是：具备具有多孔质的隔壁1的柱状的蜂窝结构部4的、蜂窝结构体100。图1～图3所示的蜂窝结构部4具有：多孔质的隔壁1、以及配设成围绕该隔壁1的外周的外周壁3。蜂窝结构部4的隔壁1区划形成多个隔室2，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。即，隔壁1配置成包围多个隔室2。
本实施方式的蜂窝结构体100的特征在于，蜂窝结构部4如下构成。即，蜂窝结构部4由包括蜂窝结构部4的与隔室2延伸的方向正交的截面上的最外周的外周部16和配置于上述截面上的外周部16以外的中央部分的中央部15构成。并且，在与隔室2延伸的方向正交的截面上，隔室2的形状为具有至少1条对称轴的三角形或六边形，且形成于中央部15的隔室2a的形状和形成于外周部16的隔室2b的形状全等或为相似形状。图1～图3所示的蜂窝结构体100中，与隔室2延伸的方向正交的截面上的“隔室2的形状”为正六边形。另外，图1～图3所示的蜂窝结构体100中，形成于中央部15的隔室2a的形状和形成于外周部16的隔室2b的形状为相似形状。
本说明书中，“隔室2的形状”是指：该隔室2的周围全部被隔壁1包围的情况下的形状。以下，有时将隔室2的周围全部被隔壁1包围的隔室2称为“完整隔室”。另一方面，有时将隔室2的周围没有全部被隔壁1包围、隔室2的一部分由外周壁3或边界壁5区划开的隔室2称为“不完整隔室”。例如，如图2所示，形成于外周壁3附近的隔室2b的一部分由外周壁3区划开。关于该不完整隔室，隔室2的形状可以不是三角形或六边形。
此外，本实施方式的蜂窝结构体100中，在使下式(1)所示的值为θ的情况下，外周部16中的隔室2b的排列方向L2相对于中央部15中的隔室2a的排列方向L1而言，以θ－15°～θ+15°的范围进行倾斜。下式(1)中，A表示隔室2的形状中的对称轴的数量(条)，N表示隔室2的形状的顶点的数量(个)。图1～图3中，隔室2的形状中的对称轴的数量为6条(将对置的各顶点彼此连结的3条和将对置的各边的中点彼此连结的3条)、隔室2的形状的顶点的数量为6个。因此，下式(1)的θ的值为30°。由此，图1～图3所示的蜂窝结构体100示出上述排列方向L2相对于上述排列方向L1倾斜30°的情况。以下，使中央部15中的隔室2a的排列方向L1与外周部16中的隔室2b的排列方向L2的夹角为“角θ1”。
[数学式2]
如上所述构成的蜂窝结构体100发挥出能够抑制等静压强度降低的效果。即，对于蜂窝结构体100，即便施加来自外部的压力或高温环境下的热应力的情况下，也不易在构成蜂窝结构部4的隔壁1产生形变，能够有效地抑制蜂窝结构体100的等静压强度降低。
此处，图1是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的立体图。图2是示意性地示出图1所示的蜂窝结构体的第一端面的俯视图。图3是示意性地示出图2的A－A’截面的截面图。图1～图3中，符号1a表示构成蜂窝结构部4的中央部15的隔壁1a。符号1b表示构成蜂窝结构部4的外周部16的隔壁1b。
图1～图3所示的蜂窝结构体100中，如果排列方向L2与排列方向L1平行或者排列方向L2相对于排列方向L1的倾斜度小于θ－15°，则在施加来自外部的压力或高温环境下的热应力的情况下，容易在构成蜂窝结构部4的隔壁1产生形变。另外，在排列方向L2相对于排列方向L1的倾斜度超过θ的情况下，成为以θ为界而对称的配置。因此，在排列方向L2相对于排列方向L1的倾斜度超过θ+15°时，施加来自外部的压力或高温环境下的热应力的情况下，也容易在构成蜂窝结构部4的隔壁1产生形变。
应予说明，本发明的蜂窝结构体中，隔室的形状为三角形或六边形，且形成于中央部的隔室的形状和形成于外周部的隔室的形状全等或为相似形状。因此，中央部中的隔室的排列方向L1和外周部中的隔室的排列方向L2分别具有3轴或6轴的排列方向。因此，例如，在隔室的形状为正六边形的情况下，排列方向L2相对于排列方向L1的倾斜度的最大值为30°。在超过30°的情况下，以其为界而对称。
此处，如图2所示，“中央部15中的隔室2a的排列方向L1”是指：隔室2a在中央部15中并排配置成一列的状态下、由该隔室2a构成的列延伸的方向。另外，“外周部16中的隔室2b的排列方向L2”是指：隔室2b在外周部16中并排配置成一列的状态下、由该隔室2b构成的列延伸的方向。此处，在中央部15和外周部16中，各自的隔室2a、2b的形状全等或为相似形状。因此，对于全等或相似形状的隔室2a、2b，排列方向L1和排列方向L2为相互对应的排列方向。
例如，利用拍摄装置对蜂窝结构部4的第一端面11或第二端面12进行拍摄，并对拍摄到的图像进行图像解析，由此，可以求出排列方向L1和排列方向L2。拍摄到的图像的图像解析可以使用例如尼康公司制的商品名“NEXIV、VMR－1515”的图像处理软件。另外，排列方向L2相对于排列方向L1的倾斜度的大小(即、角θ1)也可以使用上述的图像处理软件来求出。另外，隔室2的形状中的对称轴的有无以及条数也可以使用上述的图像处理软件来求出。本发明中，“对称”是指如下情况：在利用上述的图像处理软件进行的图像解析中，使拍摄到的图像中的从端面的重心通过的直线为对称轴时，处于对称关系的相互的面积一致率为90％以上。“对称轴”是指：使拍摄到的图像中的从端面的重心通过的直线的角度(换言之、直线延伸的方向)为变量、处于对称关系的相互的面积一致率为最大值的轴。
关于排列方向L1以及排列方向L2各自的方向的特定，只要在中央部15和外周部16中利用同一基准来特定方向即可，也可以利用上述方法以外的方法来特定各方向。例如，图5所示的蜂窝结构体300中，隔室42(42a、42b)的形状为三角形，在与隔室42延伸的方向正交的面上，按分别横穿中央部55以及外周部56的方式配设各隔壁41(41a、41b)。这样的情况下，在中央部55以及外周部56中，可以使各隔壁41(41a、41b)延伸的方向为排列方向L1以及排列方向L2。另外，没有特别限定，不过，例如，优选“至少1个对称轴”和“排列方向L1”处于正交的位置关系。下文中，对图5所示的蜂窝结构体300的详细内容进行说明。
外周部16中的隔室2b的排列方向L2相对于中央部15中的隔室2a的排列方向L1的倾斜度为θ－15°～θ+15°的范围，不过，优选为θ－10°～θ+10°的范围，更优选为θ－5°～θ+5°的范围。通过像这样进行构成，在施加来自外部的压力或高温环境下的热应力的情况下，更加不易在构成蜂窝结构部4的隔壁1产生形变。因此，能够更有效地抑制蜂窝结构体100的等静压强度降低。
对于图1～图3所示的蜂窝结构体100，蜂窝结构部4在中央部15与外周部16的边界部分具有多孔质的边界壁5。因此，蜂窝结构体100中，比边界壁5靠内侧的区域为中央部15。通过具有该边界壁5，能够使蜂窝结构体100的等静压强度得到提高。
另外，虽然省略图示，不过，蜂窝结构部的中央部与外周部的边界部分可以由连续或不连续的隔壁构成。即，本实施方式的蜂窝结构体可以不具有例如图2所示的边界壁5。对于该蜂窝结构体，例如在图2中的中央部15与外周部16的边界附近，构成中央部15的隔壁1a和构成外周部16的隔壁1b配设成以相互连续或一部分中断的不连续的状态包围隔室2a以及隔室2b。
接下来，参照图4，对本发明的蜂窝结构体的另一实施方式进行说明。图4是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的另一实施方式的第一端面的俯视图。如图4所示，蜂窝结构体200具备：具有多孔质的隔壁21(21a、21b)的柱状的蜂窝结构部24。图4所示的蜂窝结构部24具有：多孔质的隔壁21、以及配设成围绕该隔壁21的外周的外周壁23。蜂窝结构部24的隔壁21区划形成多个隔室22，该多个隔室22从第一端面31延伸至第二端面(未图示)，形成流体的流路。
图4所示的蜂窝结构体200中，蜂窝结构部24也由包括与隔室22延伸的方向正交的截面上的最外周的外周部36和配置于上述截面上的外周部36以外的中央部分的中央部35构成。并且，在与隔室22延伸的方向正交的截面上，隔室22的形状为正六边形。图4所示的蜂窝结构体200中，形成于中央部35的隔室22a的形状和形成于外周部36的隔室22b的形状全等。并且，本实施方式的蜂窝结构体200中，外周部36中的隔室22b的排列方向L2相对于中央部35中的隔室22a的排列方向L1而言，也以θ－15°～θ+15°的范围进行倾斜。图4所示的蜂窝结构体200中，中央部35中的隔室22a的排列方向L1与外周部36中的隔室22b的排列方向L2的夹角θ2为30°。图4中，符号25表示配设于中央部35与外周部36的边界部分的边界壁。
像这样构成的蜂窝结构体200也发挥出能够抑制等静压强度降低的效果。即，对于蜂窝结构体200，即便施加来自外部的压力或高温环境下的热应力的情况下，也不易在构成蜂窝结构部24的隔壁21产生形变，能够有效地抑制蜂窝结构体200的等静压强度降低。
接下来，参照图5，对本发明的蜂窝结构体的又一实施方式进行说明。图5是示意性地示出本发明的蜂窝结构体的又一实施方式的第一端面的俯视图。如图5所示，蜂窝结构体300具备：具有多孔质的隔壁41(41a、41b)的柱状的蜂窝结构部44。图5所示的蜂窝结构部44具有：多孔质的隔壁41、以及配设成围绕该隔壁41的外周的外周壁43。蜂窝结构部44的隔壁41区划形成多个隔室42，该多个隔室42从第一端面51延伸至第二端面(未图示)，形成流体的流路。
图5所示的蜂窝结构体300中，蜂窝结构部44也由包括与隔室42延伸的方向正交的截面上的最外周的外周部56和配置于上述截面上的外周部56以外的中央部分的中央部55构成。图5所示的蜂窝结构体300中，在与隔室42延伸的方向正交的截面上，隔室42的形状为正三角形。图5所示的蜂窝结构体300中，形成于中央部55的隔室42a的形状和形成于外周部56的隔室42b的形状为相似形状。蜂窝结构体300中，外周部56中的隔室42b的排列方向L2相对于中央部55中的隔室42a的排列方向L1而言，也以θ－15°～θ+15°的范围进行倾斜。图5所示的蜂窝结构体300中，中央部55中的隔室42a的排列方向L1与外周部56中的隔室42b的排列方向L2的夹角θ3为30°。图5中，符号45表示配设于中央部55与外周部56的边界部分的边界壁。
像这样构成的蜂窝结构体300也发挥出能够抑制等静压强度降低的效果。即，对于蜂窝结构体300，即便施加来自外部的压力或高温环境下的热应力的情况下，也不易在构成蜂窝结构部44的隔壁41产生形变，能够有效地抑制蜂窝结构体300的等静压强度降低。
如图1～图3所示，在形成于中央部15的隔室2a的形状和形成于外周部16的隔室2b的形状为相似形状的情况下，优选形成于中央部15的隔室2a的水力直径小于构成外周部16的隔室2b的水力直径。通过像这样进行构成，能够使废气在与隔室2延伸的方向正交的面上容易流入外周部16，能够使蜂窝结构体100和废气效率良好地接触而进行净化。应予说明，在形成于中央部15的隔室2a的形状和形成于外周部16的隔室2b的形状为相似形状的情况下，中央部15中的隔室2a的排列和外周部16中的隔室2b的排列也为相似形状。
形成于中央部15的隔室2a的水力直径优选为0.60～1.30mm，更优选为0.80～1.20mm。并且，如果将形成于中央部15的隔室2a的水力直径和形成于外周部16的隔室2b的水力直径进行比较，则优选满足以下的关系。即，优选形成于中央部15的隔室2a的水力直径的值比形成于外周部16的隔室2b的水力直径小5～40％，更优选小10～30％。形成于中央部15的隔室2a的水力直径为同与隔室2延伸的方向正交的面上的形成于中央部15的各隔室2a的截面(换言之、各隔室2a的流路截面)等效的圆管的直径。
如图1～图3所示，在形成于中央部15的隔室2a的形状和形成于外周部16的隔室2b的形状为相似形状的情况下，优选中央部15的隔室密度大于外周部16的隔室密度。通过像这样进行构成，能够使废气在与隔室2延伸的方向正交的面上容易流入外周部16的隔室2b，能够使蜂窝结构体100和废气效率良好地接触而进行净化。
中央部15的隔室密度优选为20～170个/cm2，更优选为30～150个/cm2。如果中央部15的隔室密度小于20个/cm2，则有时难以确保蜂窝结构体100的强度，并难以使废气流入外周部16。另外，如果中央部15的隔室密度超过170个/cm2，则有时蜂窝结构体100的压损增大，负载有催化剂的情况下，有时隔室2容易因负载的催化剂而发生堵塞。
外周部16的隔室密度优选为10～130个/cm2，更优选为20～100个/cm2。如果外周部16的隔室密度小于10个/cm2，则有时蜂窝结构体100的强度不足。另外，如果外周部16的隔室密度超过130个/cm2，则有时蜂窝结构体100的压损增大，在负载有催化剂的情况下，有时隔室2容易因负载的催化剂而发生堵塞。
在与隔室2延伸的方向正交的截面上，中央部15以及外周部16中的隔室2的形状为六边形的情况下，该六边形为具有至少1个对称轴的六边形。作为像这样的六边形，可以举出：正六边形、或者将正六边形沿着一个轴向放大或缩小得到的长六边形。通过采用像这样的六边形，中央部15以及外周部16中，由多个隔室2反复构成的隔室2的排列容易成为直线状。应予说明，优选形成于中央部15的各隔室2a的形状为同一形状，形成于外周部16的各隔室2b的形状为同一形状。
如图5所示，在与隔室42延伸的方向正交的截面上，中央部55以及外周部56中的隔室42的形状为三角形的情况下，该三角形为正三角形、以及正三角形以外的等腰三角形。通过采用像这样的三角形，中央部55以及外周部56中，由多个隔室42反复构成的隔室42的排列容易成为直线状。应予说明，优选形成于中央部55的各隔室42a的形状为同一形状，形成于外周部56的各隔室42b的形状为同一形状。
图1～图3所示的蜂窝结构体100中，与隔室2延伸的方向正交的截面上的中央部15的大小没有特别限制。例如，相对于与隔室2延伸的方向正交的截面上的蜂窝结构部4的总面积而言，中央部15的面积优选为30～70％，更优选为40～60％。与隔室2延伸的方向正交的截面上的蜂窝结构部4的总面积、以及中央部15的面积是包括该截面上的隔室2的开口部分的面积在内的面积。
中央部15中的隔壁1的厚度优选为0.02～0.15mm，更优选为0.05～0.10mm。如果中央部15中的隔壁1的厚度过薄，则有时蜂窝结构体100的强度难以确保，难以使废气流入外周部16。如果中央部15中的隔壁1的厚度过厚，则有时蜂窝结构体100的压损增大，在负载有催化剂的情况下，有时隔室2容易因负载的催化剂而堵塞。
外周部16中的隔壁1的厚度优选为0.05～0.20mm，更优选为0.07～0.15mm。如果外周部16中的隔壁1的厚度过薄，则有时蜂窝结构体100的强度不易确保。如果外周部16中的隔壁1的厚度过厚，则有时蜂窝结构体100的压损增大，在负载有催化剂的情况下，有时隔室2容易因负载的催化剂而发生堵塞。
外周壁3的厚度优选为0.1～1.0mm，更优选为0.2～0.7mm。如果外周壁3的厚度过薄，则蜂窝结构体100整体的机械强度降低，就这一点而言不理想。如果外周壁3的厚度过厚，则有时蜂窝结构体100的隔室2的开口面积减少，压损增大，就这一点而言不理想。
隔壁1优选由包含陶瓷的材料构成。构成隔壁1的材料优选包含从由例如碳化硅、硅－碳化硅复合材料、堇青石、多铝红柱石、氧化铝、尖晶石、碳化硅－堇青石复合材料、硅酸锂铝、钛酸铝构成的组中选择的至少一种陶瓷。
边界壁5优选为与构成隔壁1的材料相同的材料。另外，外周壁3优选为与构成隔壁1的材料相同的材料。本实施方式的蜂窝结构体100特别优选为隔壁1、边界壁5、以及外周壁3通过一次的挤出成型而形成的一体成型品。
蜂窝结构部4的隔壁1的气孔率优选为5～60％，更优选为10～50％，特别优选为20～40％。如果隔壁1的气孔率小于5％，则在将蜂窝结构体100用作过滤器时，有时压力损失增大。如果隔壁1的气孔率超过60％，则蜂窝结构体100的强度不充分，在将蜂窝结构体100收纳于废气净化装置中使用的罐体内时，有时难以用足够的把持力保持蜂窝结构体100。隔壁1的气孔率为通过水银孔度计(Mercury porosimeter)测量得到的值。作为水银孔度计，例如可以举出Micromeritics公司制的Autopore 9500(商品名)。
蜂窝结构体100的整体形状没有特别限制。对于本实施方式的蜂窝结构体100的整体形状，第一端面11以及第二端面12的形状优选为圆形或椭圆形，特别优选为圆形。另外，蜂窝结构体100的大小没有特别限定，从第一端面11至第二端面12的长度优选为25～200mm。另外，在蜂窝结构体100的整体形状为圆柱状的情况下，蜂窝结构体100的端面的直径优选为50～200mm。
本实施方式的蜂窝结构体100可以优选用作内燃机的废气净化用的部件。例如，可以优选用作供废气净化用的催化剂负载的催化剂载体。本实施方式的蜂窝结构体100可以为在蜂窝结构部4的隔壁1的表面以及隔壁1的细孔中的至少一方负载有废气净化用的催化剂的蜂窝结构体。
另外，虽然省略图示，不过，本实施方式的蜂窝结构体可以进一步具备配设于由隔壁包围的隔室的任一端部的封孔部。即，封孔部配设于隔室的流入侧或流出侧中的任一侧的端部，并将该隔室的单侧的端部密封。进一步具备封孔部的蜂窝结构体可以用作除去废气中的粒子状物质的过滤器。
(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。
首先，制作用于制作蜂窝结构部的可塑性的坯土。用于制作蜂窝结构部的坯土可以如下制作，即，在作为原料粉末的、从前述的隔壁的优选材料组中选择的材料中适当添加粘合剂等添加剂、以及水，由此制作坯土。
接下来，将制作的坯土挤出成型，由此，得到具有区划形成多个隔室的隔壁、以及配设于最外周的外周壁的、柱状的蜂窝成型体。挤出成型中，作为挤出成型用的口模，可以使用在坯土的挤出面形成有成为待成型的蜂窝成型体的翻转形状的狭缝的口模。特别是，在制造本发明的蜂窝结构体时，作为挤出成型用的口模，优选使用按在待挤出成型的蜂窝成型体的中央部分和外周部分、各隔室的排列以θ－15°～θ+15°的范围进行倾斜的方式形成有狭缝的口模。
可以将得到的蜂窝成型体利用例如微波以及热风进行干燥。另外，可以通过利用与蜂窝成型体制造用的材料同样的材料将隔室的开口部封孔而配设封孔部。
接下来，将得到的蜂窝成型体烧成，由此，得到蜂窝结构体。烧成温度以及烧成气氛因原料而异，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以及烧成气氛。应予说明，制造本发明的蜂窝结构体的方法不限定于上述说明的方法。
实施例
以下，基于实施例，对本发明进一步详细地进行说明，但是，本发明并不限定于这些实施例。
(实施例1)
在堇青石化原料100质量份中分别添加分散介质35质量份、有机粘合剂6质量份、以及分散剂0.5质量份，进行混合、混炼，制备坯土。作为堇青石化原料，使用氧化铝、氢氧化铝、高岭土、滑石、以及二氧化硅。作为分散介质，使用水，作为造孔材料，使用平均粒径1～10μm的焦炭，作为有机粘合剂，使用羟丙基甲基纤维素，作为分散剂，使用乙二醇。
接下来，使用蜂窝成型体制作用的口模，将坯土挤出成型，得到整体形状为圆柱形的蜂窝成型体。挤出成型中，作为挤出成型用的口模，使用在其挤出面形成有正六边形的格子状的狭缝的口模。形成于口模的正六边形的格子状的狭缝在待挤出成型的蜂窝成型体的中央部和外周部为相似形状的正六边形。另外，正六边形的格子状的狭缝形成为：在待挤出成型的蜂窝成型体的中央部和外周部，各隔室的排列倾斜15°。
接下来，将得到的蜂窝成型体利用微波干燥机进行干燥，进而，利用热风干燥机使其完全干燥，然后，将蜂窝成型体的两个端面切断，调整为规定的尺寸。
接下来，对干燥后的蜂窝成型体进行脱脂、烧成，制造实施例1的蜂窝结构体。实施例1的蜂窝结构体为端面的直径为118mm的圆柱状。该蜂窝结构体在隔室延伸的方向上的长度为118mm。
对于实施例1的蜂窝结构体，在与隔室延伸的方向正交的面上，形成于中央部的隔室的形状和形成于外周部的隔室的形状均为六边形。不过，形成于中央部的隔室的形状和形成于外周部的隔室的形状为相似形状，中央部中的隔室的排列方向与外周部中的隔室的排列方向的夹角为15°。在表1的“隔室排列的夹角(°)”栏中示出中央部中的隔室的排列方向与外周部中的隔室的排列方向的夹角的大小。另外，将实施例1的蜂窝结构体中的、隔室的形状的“对称轴的数量(条)”以及“式(1)的θ的值”示于表1。
实施例1的蜂窝结构体的中央部在蜂窝结构部的端面为圆形，其直径为83mm。该中央部中，隔壁的厚度为0.090mm，隔室密度为81个/cm2。另外，实施例1的蜂窝结构体的外周部中，隔壁的厚度为0.115mm，隔室密度为54个/cm2。在表1的“中央部”栏中示出中央部的隔壁的厚度、隔室密度、以及中央部的直径。在表1的“外周部”栏中示出外周部的隔壁的厚度、隔室密度、以及外周部的直径(换言之，蜂窝结构体的外径)。
表1
(实施例2～3以及比较例1～2)
像表1所示那样，变更中央部中的隔室的排列方向与外周部中的隔室的排列方向的夹角的大小，除此以外，与实施例1同样地制造实施例2～3、以及比较例1～2的蜂窝结构体。
对于实施例1～3以及比较例1～2的蜂窝结构体，利用以下的方法进行等静压强度的评价。将结果示于表1。
[等静压强度]
以外周部中的隔室的排列方向与中央部中的隔室的排列方向一致的蜂窝结构体的等静压强度为基准，根据等静压强度的提高率来进行下述评价。例如，在对实施例1～3以及比较例1～2进行评价的情况下，作为基准的蜂窝结构体为比较例1的蜂窝结构体。
评价A：相对于基准而言，等静压强度的提高率为20％以上的情况为优，评价为A。
评价B：相对于基准而言，等静压强度的提高率为10％以上的情况为良，评价为B。
评价C：相对于基准而言，等静压强度的提高率大于0％且小于10％的情况为合格，评价为C。
评价D：相对于基准而言，没有发现等静压强度提高的情况为不合格，评价为D。
(实施例4～5以及比较例3～4)
实施例4～5以及比较例3～4中，按形成于中央部的隔室的形状和形成于外周部的隔室的形状为全等形状的方式制作蜂窝结构体。将实施例4～5以及比较例3～4的蜂窝结构体的中央部以及外周部的、隔壁的厚度、隔室密度示于表1。
(实施例6～7以及比较例5～6)
实施例6～7以及比较例5～6中，按形成于中央部的隔室的形状和形成于外周部的隔室的形状为全等形状的方式制作蜂窝结构体。不过，隔室的形状变更为将正六边形沿着一个轴向缩小得到的长六边形。该长六边形为由2种长度的边构成的六边形。将实施例6～7以及比较例5～6的蜂窝结构体的中央部以及外周部的、隔壁的厚度、隔室密度示于表1。
(实施例8～10以及比较例7～8)
实施例8～10以及比较例7～8中，按形成于中央部的隔室的形状和形成于外周部的隔室的形状为相似形状的正三角形的方式制作蜂窝结构体。将实施例8～10以及比较例7～8的蜂窝结构体的中央部以及外周部的、隔壁的厚度、隔室密度示于表2。
表2
(实施例11～12以及比较例9～10)
实施例11～12以及比较例9～10中，按形成于中央部的隔室的形状和形成于外周部的隔室的形状为全等形状的正三角形的方式制作蜂窝结构体。将实施例11～12以及比较例9～10的蜂窝结构体的中央部以及外周部的、隔壁的厚度、隔室密度示于表2。
(实施例13～15以及比较例11～12)
实施例13～15以及比较例11～12中，按形成于中央部的隔室的形状和形成于外周部的隔室的形状为相似形状的等腰三角形的方式制作蜂窝结构体。将实施例13～15以及比较例11～12的蜂窝结构体的中央部以及外周部的、隔壁的厚度、隔室密度示于表2。等腰三角形为顶角的角度为30°的三角形。
(实施例16～18以及比较例13～14)
实施例16～18以及比较例13～14中，按形成于中央部的隔室的形状和形成于外周部的隔室的形状为相似形状的正六边形的方式制作蜂窝结构体。将实施例16～18以及比较例13～14的蜂窝结构体的中央部以及外周部的、隔壁的厚度、隔室密度示于表2。实施例16～18以及比较例13～14中，在中央部与外周部的边界没有设置边界壁，由中央部和外周部连续的隔壁构成。
应予说明，关于实施例4～18以及比较例3～14的蜂窝结构体的制造，使用形成有与上述说明的各隔室的形状相对应的狭缝的口模进行挤出成型，除此以外，利用与实施例1同样的方法进行。
关于实施例4～18以及比较例3～14的蜂窝结构体，也利用与实施例1同样的方法进行等静压强度的评价。将结果示于表1及表2。应予说明，对于各评价中的等静压强度的基准，每相同隔室形状的实施例采用比较例3、5、7、9、11、13。
(结果)
由表1及表2所示的结果可知：实施例1～18的蜂窝结构体在等静压强度的评价中显示出良好的结果。另一方面，比较例2、4、6、8、10、12、14的蜂窝结构体相对于作为基准的蜂窝结构体而言，没有发现等静压强度提高。
产业上的可利用性
本发明的蜂窝结构体可以用作供用于对从汽油发动机、柴油发动机等排出的废气进行净化的催化剂负载的催化剂载体、用于对废气进行净化的过滤器。

Claims (6)

1.一种蜂窝结构体，其中，
具备柱状的蜂窝结构部，该柱状的蜂窝结构部具有配置成包围多个隔室的多孔质的隔壁，该多个隔室从第一端面延伸至第二端面，形成流体的流路，
所述蜂窝结构部由外周部和中央部构成，所述外周部包括所述蜂窝结构部的与所述隔室延伸的方向正交的截面上的最外周，所述中央部配置于所述截面上的所述外周部以外的中央部分，
在与所述隔室延伸的方向正交的截面上，所述隔室的形状为具有至少1条对称轴的三角形或六边形，且形成于所述中央部的所述隔室的形状和形成于所述外周部的所述隔室的形状全等或为相似形状，
所述隔室的形状中，使所述对称轴的数量为A，使所述隔室的形状的顶点的数量为N，使下式(1)所示的值为θ，
所述外周部中的所述隔室的排列方向相对于所述中央部中的所述隔室的排列方向而言，以θ-15°～θ+15°的范围倾斜，
[数学式1]
式(1)：
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其中，
所述蜂窝结构部还具有配设于所述中央部与所述外周部的边界部分的边界壁。
3.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其中，
所述蜂窝结构部的、所述中央部与所述外周部的边界部分由连续或不连续的所述隔壁构成。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的蜂窝结构体，其中，
形成于所述中央部的所述隔室的水力直径小于形成于所述外周部的所述隔室的水力直径。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的蜂窝结构体，其中，
所述中央部的隔室密度大于所述外周部的隔室密度。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的蜂窝结构体，其中，
所述蜂窝结构体还具备：配设于所述隔室的所述第一端面侧或所述第二端面侧中的任一侧的端部的封孔部。
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