DE102017002266A1

DE102017002266A1 - Wabenstruktur

Info

Publication number: DE102017002266A1
Application number: DE102017002266.6A
Authority: DE
Inventors: Akifumi KAWAKAMI; Yuji Sasaki; Mitsuhiro Ito; Yukiharu Morita
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2016-03-25
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2037-03-10
Also published as: JP2017170385A; US20170274554A1; JP6620049B2; CN107224994B; CN107224994A; US10632647B2; DE102017002266B4

Abstract

Eine Wabenstruktur 100 weist einen säulenförmigen Wabenstrukturkörper 4 mit porösen Trennwänden 1, die mehrere Zellen 2 definieren, die als Durchgänge für eine Flüssigkeit dienen, die von einer Zulaufendfläche zu einer Ablaufendfläche verlaufen, und einer Umfangswand 3, die so angeordnet ist, dass sie den Umfang der Trennwände 1 umgibt, auf. Der Wabenstrukturkörper 4 weist eine Außenumfangszellenstruktur 16, umfassend eine vollständige Zelle, die am Außenumfang des Wabenstrukturkörpers 4 angeordnet ist, eine zentrale Zellenstruktur 15, die von mehreren der Zellen 2a gebildet wird, die an einem zentralen Teil auf der Innenseite bezogen auf die Außenumfangszellenstruktur 16 angeordnet sind, und eine Begrenzungswand 8, die an einem Begrenzungsteil zwischen der Außenumfangszellenstruktur 16 und der zentralen Zellenstruktur 15 angeordnet ist, auf. Die Außenumfangszellenstruktur 16 und die zentrale Zellenstruktur 15 sind, bezogen aufeinander, als unterschiedliche Strukturen gebildet, und die Dicke der Begrenzungswand 8 wird so eingestellt, dass sie dicker als die Dicke der Umfangswand 3 ist.

Description

Die vorliegende Anmeldung ist eine Anmeldung, basierend auf JP-2016-61394 , eingereicht am 25. März 2016 beim japanischen Patentamt, deren gesamte Inhalte hierin durch Verweis aufgenommen sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wabenstruktur. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Wabenstruktur, bei der zwei oder mehr Zellenstrukturen von einer Begrenzungswand getrennt sind, mit der Spannungsspitzen, die nahe der Begrenzungswand erzeugt werden, entspannt werden und eine Verschlechterung der mechanischen Festigkeit verhindert wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Üblicherweise wird zur Durchführung der reinigenden Aufarbeitung schädlicher Substanz wie HC, CO, NOx oder dergleichen, die in einem Abgas enthalten sind, das aus einem Motor eines Fahrzeugs oder dergleichen ausgestoßen wird, eine mit einem Katalysator beladene Wabenstruktur verwendet. Ferner wird die Wabenstruktur mit einem offenen Ende einer Zelle, die von porösen Trennwänden definiert und verschlossen wird, auch als ein Filter zum Reinigen des Abgases verwendet.
Die Wabenstruktur ist als eine säulenförmige Struktur mit Trennwänden definiert, die mehrere Zellen definieren, die als Durchgänge für das Abgas dienen. Eine solche Wabenstruktur hat eine Zellenstruktur, bei der die mehreren Zellen regelmäßig bei einer vorbestimmten Frequenz auf einer Ebene senkrecht zur Zellenverlaufsrichtung angeordnet sind. Üblicherweise ist eine Art der Zellenstruktur innerhalb der Ebene in einer Wabenstruktur angeordnet, in den letzten Jahren wurde jedoch, um die Reinigungseffizienz des Abgases oder dergleichen zu verbessern, eine Wabenstruktur mit zwei oder mehr Arten von Zellenstrukturen, die innerhalb der Ebene angeordnet sind, vorgeschlagen. Beispielsweise wurde eine Wabenstruktur, die mit zwei oder mehr Arten der Zellenstrukturen bereitgestellt wird, die innerhalb der Ebene angeordnet sind, indem die Zelldichte oder die Zellform in einem zentralen Teil und einem Umfangsteil innerhalb der Ebene senkrecht zur Zellenverlaufsrichtung verändert wurden, vorgeschlagen (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 bis 3).
[Patentdokument 1] JP-A-2002-177794
[Patentdokument 2] JP-A-2008-018370
[Patentdokument 3] JP-A-2000-097019
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In den Patentdokumenten 1 bis 3 ist als eine Wabenstruktur, die mit zwei oder mehr Arten von Zellenstrukturen bereitgestellt wird, beispielsweise eine Wabenstruktur oder dergleichen offenbart, die so gebildet wird, dass die Zelldichte eines zentralen Teils höher eingestellt wird und die Zelldichte eines Umfangsteils niedriger eingestellt wird, innerhalb einer Ebene senkrecht zur Zellenverlaufsrichtung. Auf diese Weise wird üblicherweise die Wabenstruktur, die mit zwei oder mehr Zellenstrukturen bereitgestellt wird, die unterschiedliche Zelldichten im zentralen Teil und im Umfangsteil der Wabenstruktur aufweisen, vorgeschlagen.
In der Wabenstruktur, die mit zwei oder mehr unterschiedlichen Zellenstrukturen bereitgestellt wird, wie oben beschrieben, kann beispielsweise die Anordnung einer porösen Begrenzungswand an einem Begrenzungsteil von jeder der Zellenstrukturen in Betracht gezogen werden. Bei der Wabenstruktur, bei der die Begrenzungswand an dem Begrenzungsteil der Zellenstruktur angeordnet ist, werden jedoch wahrscheinlich Spannungsspitzen nahe der Begrenzungswand erzeugt, wo die Zellenstrukturen gewechselt werden, und daher kann die Begrenzungswand brechen. Ferner neigt bei der Wabenstruktur, die mit der Begrenzungswand bereitgestellt wird, wie oben beschrieben, wenn der Wabenformkörper mittels Extrusion aus einem gekneteten Material, umfassend keramische Rohmaterialien, gebildet wird, die Zelle zur Verformung nahe der Begrenzungswand des Wabenformkörpers. Im Ergebnis kann in der durch Brennen eines solchen Wabenformkörpers erhaltenen Wabenstruktur ein Riss ausgehend von der verformten Zelle bei deren Verwendung oder dergleichen erzeugt werden, und folglich kann sich ihre mechanische Festigkeit verringern.
Die vorliegende Erfindung wurde basierend auf dem Problem einer solchen herkömmlichen Technik gemacht. Die vorliegende Erfindung liefert eine Wabenstruktur, bei der zwei oder mehr Zellenstrukturen von einer Begrenzungswand definiert werden, mit der Spannungsspitzen, die nahe der Begrenzungswand erzeugt werden, entspannt und eine Verschlechterung der mechanischen Festigkeit verhindert wird.
Die betreffenden Erfinder führten zur Lösung des oben beschriebenen Problems wiederholt Studien durch, und im Ergebnis wurde die Erkenntnis erhalten, dass die Dicke einer Umfangswand einen extrem großen Einfluss auf die Spannungsspitzen nahe der Begrenzungswand oder die Verformung der Zelle beim Bilden ausübt. Ferner fanden die betreffenden Erfindung heraus, dass das Einstellen der Dicke der Begrenzungswand auf eine größere Dicke als die Dicke der Umfangswand die extrem wirksame Inhibierung der Spannungsspitzen nahe der Begrenzungswand oder der Verformung der Zelle beim Bilden ermöglichte, und so wurde die vorliegende Erfindung abgeschlossen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine wie nachstehend beschriebene Wabenstruktur bereitgestellt.

[1] Eine Wabenstruktur, umfassend einen säulenförmigen Wabenstrukturkörper mit porösen Trennwänden, die mehrere Zellen definieren, die als Durchgänge für eine Flüssigkeit dienen, die von einer Zulaufendfläche zu einer Ablaufendfläche verlaufen, und einer Umfangswand, die so angeordnet ist, dass sie den Umfang der Trennwände umgibt; wobei von den Zellen eine Zelle, deren gesamter Umfang von den Trennwänden definiert wird, als eine vollständige Zelle bezeichnet wird, der Wabenstrukturkörper eine Außenumfangszellenstruktur, umfassend die vollständige Zelle, die am Außenumfang des Wabenstrukturkörpers gebildet ist, eine zentrale Zellenstruktur, die von mehreren der Zellen gebildet wird, die an einem zentralen Teil auf der Innenseite bezogen auf die Außenumfangszellenstruktur gebildet sind, und eine Begrenzungswand, die an einem Begrenzungsteil zwischen der Außenumfangszellenstruktur und der zentralen Zellenstruktur angeordnet ist, aufweist, wobei die Außenumfangszellenstruktur und die zentrale Zellenstruktur, bezogen aufeinander, von unterschiedlichen Strukturen gebildet werden und die Dicke der Begrenzungswand so eingestellt wird, dass sie dicker als die Dicke der Umfangswand ist.
[2] Die Wabenstruktur gemäß [1], wobei die Dicke der Begrenzungswand auf 150% oder mehr der Dicke der Umfangswand eingestellt wird.
[3] Die Wabenstruktur gemäß [2], wobei die Dicke der Begrenzungswand in einem Bereich zwischen 150% und 300% der Dicke der Umfangswand eingestellt wird.
[4] Die Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [3], wobei die Zelldichte der zentralen Zellenstruktur so eingestellt wird, dass sie größer als die Zelldichte der Außenumfangszellenstruktur ist.
[5] Die Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [4], wobei die Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten der Zelle in der zentralen Zellenstruktur um einen Winkel im Bereich zwischen 10° und 50° bezogen auf die Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten der Zelle in der Außenumfangszellenstruktur geneigt ist.
[6] Die Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [5], wobei die zentrale Zellenstruktur von zwei oder mehr Zellenstrukturen mit unterschiedlichen Zelldichten gebildet wird und eine zentrale Begrenzungswand an einem Begrenzungsteil der zwei oder mehr Zellenstrukturen mit unterschiedlichen Zelldichten angeordnet ist.

Mit der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung können Effekte erreicht werden, wobei mit der Wabenstruktur, bei der zwei oder mehr Zellenstrukturen von einer Begrenzungswand getrennt sind, Spannungsspitzen, die nahe der Begrenzungswand erzeugt werden, entspannt werden können und eine Verschlechterung der mechanischen Festigkeit verhindert werden kann. Ferner wird bei der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung bei deren Herstellung kaum eine Verformung der Zelle nahe der Begrenzungswand erzeugt, und daher kann die mechanische Festigkeit verbessert werden. Beispielsweise kann, wenn die Zelle nahe der Begrenzungswand verformt wird, ein Riss ausgehend von der verformten Zelle erzeugt werden, die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Erzeugung eines solchen Risses jedoch effektiv verhindern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Wabenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Zulaufendfläche der in 1 gezeigten Wabenstruktur zeigt;
3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt entlang der Linie X-X' von 2 zeigt;
4 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Zulaufendfläche einer Wabenstruktur gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
5 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Zulaufendfläche einer Wabenstruktur gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die nachstehenden Ausführungsformen beschränkt. Es versteht sich daher, dass Modifikationen, Verbesserungen oder dergleichen den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung basierend auf dem allgemeinen Wissen eines Fachmanns geeignet hinzugefügt werden können.
(1) Wabenstruktur
Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, wird eine Wabenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine Wabenstruktur 100 gebildet, die mit einem säulenförmigen Wabenstrukturkörper 4 mit porösen Trennwänden 1 und einer Umfangswand 3, die so angeordnet ist, dass sie den Umfang der Trennwände 1 umgibt, ausgestattet ist. Die Trennwände 1 des Wabenstrukturkörpers 4 sind so gebildet, dass sie mehrere Zellen 2 definieren, die als Durchgänge für ein Fluid dienen, die von einer Zulaufendfläche 11 zu einer Ablaufendfläche 12 verlaufen. Die Wabenstruktur 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat ein solches Merkmal, dass der Wabenstrukturkörper 4 wie nachstehend beschrieben gebildet wird. Der Wabenstrukturkörper 4 wird mit einer zentralen Zellenstruktur 15, einer Außenumfangszellenstruktur 16 und einer Begrenzungswand 8, die an einem Begrenzungsteil zwischen der Außenumfangszellenstruktur 16 und der zentralen Zellenstruktur 15 angeordnet ist, bereitgestellt. Ferner werden die zentrale Zellenstruktur 15 und die Außenumfangszellenstruktur 16, bezogen aufeinander, als unterschiedliche Strukturen gebildet. Hier bezeichnet die zentrale Zellenstruktur 15 eine Struktur, die von mehreren Zellen 2a gebildet wird, die an einem zentralen Teil des Wabenstrukturkörpers 4 in einer Ebene senkrecht zu einer Richtung angeordnet sind, in der die Zelle 2 des Wabenstrukturkörpers 4 verläuft. Die Außenumfangszellenstruktur 16 bezeichnet eine Struktur, die von mehreren Zellen 2b gebildet wird, die in der oben beschriebenen Ebene gebildet sind, umfassend eine vollständige Zelle 2x, die am Außenumfang des Wabenstrukturkörpers 4 gebildet ist. Die mehreren Zellen 2b, die die vollständige Zelle 2x umfassen, bezeichnen die mehreren Zellen 2b, die an einem Umfangsteil gebildet sind, der bezogen auf die zentrale Zellenstruktur 15 an der Außenseite gebildet ist. Ferner wird die Wabenstruktur 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so gebildet, dass die Dicke der Begrenzungswand 8, die am Begrenzungsteil zwischen der Außenumfangszellenstruktur 16 und der zentralen Zellenstruktur 15 angeordnet ist, dicker als die Dicke der Umfangswand 3 ist.
Mit der Wabenstruktur 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform können Effekte erreicht werden, wobei mit der Wabenstruktur 100, bei der zwei oder mehr Zellenstrukturen von der Begrenzungswand 8 getrennt sind, Spannungsspitzen, die nahe der Begrenzungswand 8 erzeugt werden, entspannt werden können und eine Verschlechterung der mechanischen Festigkeit verhindert werden kann. Ferner wird bei der Wabenstruktur 100 gemäß der vorliegenden Erfindung bei deren Herstellung kaum eine Verformung der Zelle 2 nahe der Begrenzungswand 8 erzeugt, und daher kann die mechanische Festigkeit verbessert werden. Beispielsweise kann, wenn die Zelle 2 nahe der Begrenzungswand 8 verformt wird, ein Riss ausgehend von der verformten Zelle 2 erzeugt werden, die Wabenstruktur 100 gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Erzeugung eines solchen Risses jedoch effektiv verhindern.
Hier ist 1 eine perspektivische Ansicht, die schematisch die Wabenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Zulaufendfläche der in 1 gezeigten Wabenstruktur zeigt. 3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt entlang der Linie X-X' von 2 zeigt.
In der vorliegenden Erfindung bezeichnet die Außenumfangszellenstruktur 16 die Zellenstruktur, die die vollständige Zelle 2x umfasst, die am Außenumfang des Wabenstrukturkörpers 4 gebildet ist. Hierin nachstehend können die Zellen 2, deren Umfange alle von den Trennwänden 1 definiert werden, als „vollständige Zellen” bezeichnet werden. Andererseits können die Zellen 2, deren Umfänge nicht alle von den Trennwänden 1 definiert werden und wobei ein Teil der Zellen 2 von der Umfangswand 3 definiert wird, als „unvollständige Zellen” bezeichnet werden. Ferner kann die Zelle 2, bei der ein Teil von der Begrenzungswand 8 definiert wird, auch als „unvollständige Zelle” bezeichnet werden. Die im Wabenstrukturkörper 4 gebildeten Zellen 2 können in die „vollständige Zelle” und die „unvollständige Zelle” klassifiziert werden.
In der vorliegenden Erfindung bezeichnet die „Zellenstruktur” eine Struktur, die von einer Ansammlung von Wiederholungseinheiten gebildet wird, die in einer Ebene senkrecht zu einer Richtung, in der die Zelle 2 verläuft, gebildet sind, und jede der Wiederholungseinheiten wird von einer Zelle 2, die von den Trennwänden 1 definiert wird, oder einer Kombination von mehreren der Zellen 2 gebildet. Beispielsweise bildet in einem Fall, in dem die Zellen mit derselben Form in der oben beschriebenen Ebene regelmäßig angeordnet sind, eine Region, in der die Zellen mit derselben Form angeordnet sind, eine Zellenstruktur. Ferner bildet in einem Fall, in dem eine Kombination der mehreren der Zellen mit unterschiedlichen Formen eine Wiederholungseinheit bildet, eine Region, in der die Wiederholungseinheit angeordnet ist, eine Zellenstruktur.
In der vorliegenden Erfindung ist unter zwei Zellenstrukturen mit „unterschiedlichen Strukturen” zu verstehen, dass, wenn die zwei Zellenstrukturen verglichen werden, sich sowohl die Dicke der Trennwand, die Zelldichte als auch die Zellform zwischen den beiden Zellenstrukturen unterscheidet. Hier bedeutet „die Dicke der Trennwand unterscheidet sich”, dass, wenn die Dicken der Trennwände zwischen den beiden Zellenstrukturen verglichen werden, eine Differenz von 25 μm oder mehr vorhanden ist. Ferner bedeutet „die Zelldichte unterscheidet sich”, dass, wenn die Zelldichten zwischen den beiden Zellenstrukturen verglichen werden, eine Differenz von 7 Zellen/cm² oder mehr vorhanden ist.
In der vorliegenden Erfindung wird „die zentrale Zellenstruktur 15” von einer oder mehreren Zellenstruktur(en) gebildet. Andererseits bezeichnet „die Außenumfangszellenstruktur 16” eine Zellenstruktur, die bezogen auf die zentrale Zellenstruktur 15 an der Außenseite und am äußersten Umfangsteil des Wabenstrukturkörpers 4 angeordnet ist. Ferner wird „die Außenumfangszellenstruktur 16” gewöhnlich von einer Art der Zellenstruktur gebildet. Demgemäß bildet, bezogen auf „die zentrale Zellenstruktur 15”, in einem Fall, in dem bezogen auf die Außenumfangszellenstruktur 16 nur eine Zellenstruktur auf der Innenseite angeordnet ist, die eine Zellenstruktur die zentrale Zellenstruktur 15. Ferner bildet, in einem Fall, in dem bezogen auf die Außenumfangszellenstruktur 16 zwei oder mehr Zellenstrukturen auf der Innenseite angeordnet sind, jede der zwei oder mehr Zellenstrukturen die zentrale Zellenstruktur 15. Ferner ist bei der Zellenstruktur, die die Außenumfangszellenstruktur 16 bildet, die unvollständige Zelle am Außenumfang in der Zelle, die die Wiederholungseinheit bildet, nicht enthalten. Ferner ist bei der Zellenstruktur, die die zentrale Zellenstruktur 15 bildet, die unvollständige Zelle, bei der ein Teil der Zelle 2 von der Begrenzungswand 8 definiert wird, auch nicht in der Zelle, die die Wiederholungseinheit bildet, enthalten.
In der in 1 bis 3 gezeigten Wabenstruktur 100 sind die Zellen 2b, die bezogen auf die zentrale Zellenstruktur 15 an der Außenseite angeordnet sind, so gebildet, dass sie dieselbe Form, dieselbe Zelldichte und denselben Zellabstand haben. Demgemäß wird der Wabenstrukturkörper 4 der in 1 bis 3 gezeigten Wabenstruktur 100 von zwei Arten der Zellenstrukturen, der zentralen Zellenstruktur 15 und der Außenumfangszellenstruktur 16, gebildet. Ferner ist ein Beispiel einer Konfiguration, bei der die zentrale Zellenstruktur 15 mehrere Arten der Zellenstrukturen aufweist, nachstehend beschrieben.
„Die Dicke der Umfangswand 3” kann mit einer Bildanalyse eines Bildes der Zulaufendfläche 11 oder der Ablaufendfläche 12 des Wabenstrukturkörpers 4, die mittels einer Bildgebungsvorrichtung aufgenommen wurden, erhalten werden. Speziell wird zunächst die Zulaufendfläche 11 oder die Ablaufendfläche 12 des Wabenstrukturkörpers 4 der Wabenstruktur 100 mit der Bildgebungsvorrichtung aufgenommen. Als nächstes wird das aufgenommene Bild, der Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers 4, erhalten. Der Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers 4 kann als der Schwerpunkt der Zulaufendfläche 11 oder der Ablaufendfläche 12 des Wabenstrukturkörpers 4 erhalten werden. Als nächstes wird die vollständige Zelle 2x der vollständigen Zellen 2x, die dem Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers 4 am nächsten liegt, im Außenumfang des Wabenstrukturkörpers 4 spezifiziert. Als nächstes wird der Schwerpunkt O2 der spezifizierten vollständigen Zelle 2x erhalten. Als nächstes werden der Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers 4 und der Schwerpunkt O2 der spezifizierten vollständigen Zelle 2x mit einer Geraden verbunden, und die Dicke der Umfangswand 3 auf einer verlängerten Linie der Geraden wird gemessen. Hier ist die Gerade, die den Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers 4 und den Schwerpunkt O2 der spezifizierten vollständigen Zelle 2x verbindet, als „eine Gerade O1–O2” definiert. Als nächstes wird „die Gerade O1–O2” um jeweils 45° im Uhrzeigersinn um den Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers 4 bewegt, und jede Dicke der Umfangswand 3 auf der verlängerten Linie der bewegten „Geraden O1–O2” wird gemessen. Das heißt, die Dicke der Umfangswand 3 wird an sieben Punkten auf „der Geraden O1–O2”, bewegt um jeweils 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° und 315°, gemessen. Der Durchschnittswert der Dicken der Umfangswand 3, gemessen wie oben beschrieben an acht Punkten, wird als „die Dicke der Umfangswand 3” definiert. Die Bildanalyse des aufgenommenen Bildes kann unter Verwendung von beispielsweise einer Bildanalyse-Software mit dem Handelsnamen „NEXIV, VMR-1515” von der Nikon Corporation ausgeführt werden.
„Die Dicke der Begrenzungswand 8” kann ebenfalls durch die Bildanalyse des Bildes der Zulaufendfläche 11 oder der Ablaufendfläche 12 des Wabenstrukturkörpers 4, das mit der Bildgebungsvorrichtung aufgenommen wurde, erhalten werden. Speziell wird zunächst die Zulaufendfläche 11 oder die Ablaufendfläche 12 des Wabenstrukturkörpers 4 der Wabenstruktur 100 mit der Bildgebungsvorrichtung aufgenommen. Als nächste wird in dem aufgenommenen Bild der Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers 4 erhalten. Als nächstes wird die vollständige Zelle 2x der vollständigen Zellen 2x, die dem Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers 4 am nächsten liegt, im Außenumfang des Wabenstrukturkörpers 4 spezifiziert. Als nächstes wird der Schwerpunkt O2 der spezifizierten vollständigen Zelle 2x erhalten. Als nächstes werden der Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers 4 und der Schwerpunkt O2 der spezifizierten vollständigen Zelle 2x mit einer Geraden verbunden, und die Dicke der Begrenzungswand 8 auf der Geraden wird gemessen. Als nächstes wird „die Gerade O1–O2” um jeweils 45° im Uhrzeigersinn um den Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers 4 bewegt, und jede Dicke der Begrenzungswand 8 auf der bewegten Geraden wird gemessen. Der Durchschnittswert der Dicken der Begrenzungswand 8, gemessen wie oben beschrieben an acht Punkten, wird als „die Dicke der Begrenzungswand 8” definiert. Die Bildanalyse des aufgenommenen Bildes kann unter Verwendung einer ähnlichen Software, die beim Messen der Dicke der Umfangswand 3 verwendet wird, ausgeführt werden.
Bei der Wabenstruktur 100 gemäß der vorliegenden Erfindung muss die Dicke der Begrenzungswand 8 dicker als die Dicke der Umfangswand 3 sein. Beispielsweise können in einem Fall, in dem die Begrenzungswand 8 und die Umfangswand 3 dieselbe Dicke haben, die Spannungsspitzen, die nahe der Begrenzungswand 8 erzeugt werden, nur schwer entspannt werden. Bei der Wabenstruktur 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Dicke der Begrenzungswand 8 vorzugsweise 150% oder mehr der Dicke der Umfangswand 3. Mit einer solchen Konfiguration kann die Verschlechterung der mechanischen Festigkeit der Wabenstruktur 100 effektiv verhindert werden. Ferner liegt die Dicke der Begrenzungswand 8 vorzugsweise in einem Bereich zwischen 150% und 300% der Dicke der Umfangswand 3, und liegt die Dicke der Begrenzungswand 8 vorzugsweise in einem Bereich zwischen 200% und 250% der Dicke der Umfangswand 3.
Die Zellformen in der Ebene senkrecht zur Zellenverlaufsrichtung sind nicht auf eine spezielle Form beschränkt. Beispiele der Zellform, die die zentrale Zellenstruktur und die Außenumfangszellenstruktur bildet, umfasst eine polygonale Form wie eine dreieckige Form, eine viereckige Form, eine sechseckige Form oder eine achteckige Form oder dergleichen. Ferner können die Zellen, die die zentrale Zellenstruktur und die Außenumfangszellenstruktur bilden, innerhalb jeder der Zellenstrukturen bezogen aufeinander unterschiedliche Formen haben.
Bei der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Zelldichte der zentralen Zellenstruktur vorzugsweise größer als die Zelldichte der Außenumfangszellenstruktur. Mit der Wabenstruktur mit einer solchen Konfiguration kann das Abgas leicht in die Zelle strömen, die am Umfang in der Ebene senkrecht zur Zellenverlaufsrichtung angeordnet ist, und daher ist sie an einer Stelle von Vorteil, an dem das Abgas gereinigt werden kann, während das Abgas effektiv mit der Wabenstruktur in Kontakt gebracht wird.
Die Zelldichte der zentralen Zellenstruktur wird vorzugsweise in einem Bereich zwischen 40 und 155 Zellen/cm² eingestellt, stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 60 und 140 Zellen/cm², noch stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 75 und 110 Zellen/cm². Beträgt die Zelldichte der zentralen Zellenstruktur weniger als 40 Zellen/cm², kann die Festigkeit der Wabenstruktur möglicherweise nicht verbessert werden, und ferner kann das Abgas möglicherweise nur schwer in den Umfang strömen. Ferner kann sich, wenn die Zelldichte der zentralen Zellenstruktur 155 Zellen/cm² übersteigt, der Druckabfall der Wabenstruktur erhöhen, und ferner können aufgrund eines in die Zellen geladenen Katalysators, wenn die Zelle den Katalysator lädt, die Zellen verstopfen.
Die Zelldichte der Außenumfangszellenstruktur wird vorzugsweise in einem Bereich zwischen 15 und 95 Zellen/cm² eingestellt, stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 30 und 80 Zellen/cm², noch stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 40 und 65 Zellen/cm². Beträgt die Zelldichte der Außenumfangszellenstruktur weniger als 15 Zellen/cm², kann die Festigkeit der Wabenstruktur unzureichend sein. Ferner kann sich, wenn die Zelldichte der Außenumfangszellenstruktur 95 Zellen/cm² übersteigt, der Druckabfall der Wabenstruktur erhöhen, und ferner können aufgrund eines in die Zellen geladenen Katalysators, wenn die Zelle den Katalysator lädt, die Zellen verstopfen.
Die Dicke der Trennwand der zentralen Zellenstruktur wird vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,21 mm, stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,16 mm, noch stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,12 mm eingestellt. Ist die Dicke der Trennwand der zentralen Zellenstruktur zu dünn, ist sie an Stellen, wo die Festigkeit der Wabenstruktur unzureichend ist und das Strömen des Abgases in den Umfang schwierig wird, nicht bevorzugt. Ist die Dicke der Trennwand der zentralen Zellenstruktur zu dick, ist sie an Stellen, an denen sich der Druckabfall der Wabenstruktur erhöht und die Zellen aufgrund eines in die Zellen geladenen Katalysators, wenn die Zelle den Katalysator lädt, verstopfen, nicht bevorzugt.
Die Dicke der Trennwand der Außenumfangszellenstruktur wird vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,07 und 0,23 mm, stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,07 und 0,18 mm, noch stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,07 und 0,15 mm eingestellt. Ist die Dicke der Trennwand der Außenumfangszellenstruktur zu dünn, ist sie an Stellen, wo die Festigkeit der Wabenstruktur unzureichend ist und das Strömen des Abgases in den Umfang schwierig wird, nicht bevorzugt. Ist die Dicke der Trennwand der Außenumfangszellenstruktur zu dick, ist sie an Stellen, an denen sich der Druckabfall der Wabenstruktur erhöht und die Zellen aufgrund eines in die Zellen geladenen Katalysators, wenn die Zelle den Katalysator lädt, verstopfen, nicht bevorzugt.
Die Dicke der Umfangswand wird vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,2 und 1,0 mm, stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,3 und 0,8 mm, noch stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,4 und 0,6 mm eingestellt. Ist die Dicke der Umfangswand zu dünn, ist sie an einer Stelle, wo die mechanische Festigkeit der gesamten Wabenstruktur verringert wird, nicht bevorzugt. Ist die Dicke der Umfangswand zu dick, ist sie an Stellen, an denen der Öffnungsbereich der Zelle der Wabenstruktur verringert ist und sich daher der Druckabfall erhöht, nicht bevorzugt.
Die Porosität der Trennwand des Wabenstrukturkörpers wird vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10 und 55%, stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 20 und 45%, noch stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 25 und 35% eingestellt. Ist die Porosität der Trennwand kleiner als 10%, wenn die Wabenstruktur als ein Filter verwendet wird, kann sich der Druckabfall erhöhen. Übersteigt die Porosität der Trennwand 55%, ist die Festigkeit der Wabenstruktur 100 unzureichend, und wenn die Wabenstruktur in einem Gehäusekörper untergebracht ist, der in einer Abgasreinigungsvorrichtung verwendet wird, kann die Wabenstruktur nur schwer mit ausreichend Haltekraft gehalten werden. Die Porosität der Trennwand wird von einem Wert definiert, der mit einem Quecksilberporosimeter (Quecksilberporosimeter) gemessen wird. Ein Beispiel des Quecksilberporosimeters umfasst Autopore 9500 (Handelsname), hergestellt von der Micromeritics Corporation.
Eine Hauptkomponente der Materialien der Trennwand wird im Hinblick auf die Festigkeit, die Wärmebeständigkeit, die Haltbarkeit oder dergleichen vorzugsweise von verschiedenen Keramiken aus Oxiden oder Nicht-Oxiden, Metall oder dergleichen gebildet. Speziell werden die Keramiken vorzugsweise aus einem Material gebildet, umfassend mindestens eine Art von Materialien, ausgewählt aus einer Materialgruppe, bestehend aus beispielsweise Cordierit, Mullit, Aluminiumoxid, Spinell, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und Aluminiumtitanat. Es wird davon ausgegangen, dass das verwendete Metall Fe-Cr-Al-basiertes Metall, metallisches Silicium oder dergleichen ist. Die Hauptkomponente wird vorzugsweise von einer oder zwei oder mehr Arten von Materialien gebildet, die aus diesen Materialien ausgewählt sind. Stärker bevorzugt wird die Hauptkomponente im Hinblick auf die hohe Festigkeit, hohe Wärmebeständigkeit oder dergleichen von einer oder zwei oder mehr Arten von Materialien, ausgewählt aus einer Materialgruppe, bestehend aus Aluminiumoxid, Mullit, Aluminiumtitanat, Cordierit, Siliciumcarbid und Siliciumnitrid, gebildet. Ferner ist im Hinblick auf eine hohe Wärmeleitfähigkeit, eine hohe Wärmebeständigkeit oder dergleichen Siliciumcarbid oder ein Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial besonders geeignet. Hier ist unter der „Hauptkomponente” eine Komponente zu verstehen, die mit 50 Masse-% oder mehr, bevorzugt 70 Masse-% oder mehr und stärker bevorzugt 80 Masse-% oder mehr in allen Komponenten der Materialien der Trennwand vorliegt.
Die Hauptkomponente der Materialien der Begrenzungswand wird im Hinblick auf die Festigkeit, die Wärmebeständigkeit, die Haltbarkeit oder dergleichen vorzugsweise von verschiedenen Keramiken aus Oxiden oder Nicht-Oxiden, Metall oder dergleichen gebildet. Ferner ist das Material der Begrenzungswand vorzugsweise dasselbe wie das Material der Trennwand.
Die Hauptkomponente der Materialien der Umfangswand wird im Hinblick auf die Festigkeit, die Wärmebeständigkeit, die Haltbarkeit oder dergleichen vorzugsweise von verschiedenen Keramiken aus Oxiden oder Nicht-Oxiden, Metall oder dergleichen gebildet. Ferner ist das Material der Umfangswand vorzugsweise dasselbe wie das Material der Trennwand. Bei der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Trennwand, die Begrenzungswand und die Umfangswand besonders bevorzugt als ein integral gebildeter Körper gebildet, der durch eine einzelne Extrusion gebildet wird.
Die Gesamtform der Wabenstruktur ist nicht auf eine spezielle Form beschränkt. Die Gesamtform der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird vorzugsweise so gebildet, dass jede Form der Zulaufendfläche und der Ablaufendfläche zu einer kreisförmigen Form oder einer ovalen Form, besonders bevorzugt zu einer kreisförmigen Form geformt wird. Ferner ist die Größe der Wabenstruktur nicht auf eine spezielle Größe beschränkt, und die Länge zwischen der Zulaufendfläche und der Ablaufendfläche wird vorzugsweise in einem Bereich zwischen 50 und 254 mm eingestellt. Ferner wird, wenn die Gesamtform der Wabenstruktur zu einer runden Säulenform geformt wird, jeder Durchmesser der Endflächen vorzugsweise in einem Bereich zwischen 50 und 254 mm eingestellt.
Die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann vorzugsweise für ein Bauteil für die Abgasreinigung in einem Verbrennungsmotor verwendet werden. Beispielsweise kann sie vorzugsweise als ein Katalysatorträger zum Laden des Katalysators für die Abgasreinigung verwendet werden. Die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann so gebildet werden, dass der Katalysator für die Abgasreinigung auf zumindest eine Oberfläche der Trennwand des Wabenstrukturkörpers und eine Pore der Trennwand geladen wird.
Ferner kann die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner mit einem Verschlussabschnitt versehen sein, der an einem der Endabschnitte der von der Trennwand definierten Zelle angeordnet ist. Das heißt, der Verschlussabschnitt ist an einem offenen Ende auf der Seite der Zulaufendfläche oder der Seite der Ablaufendfläche der Zelle zum Verschließen von einem der Endabschnitte der Zelle angeordnet, und die Wabenstruktur mit einer derartigen Konfiguration kann als ein Filter verwendet werden, mit dem Feststoffteilchen in dem Abgas entfernt werden.
Als nächstes wird eine andere Ausführungsform der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 4 beschrieben. 4 ist eine Draufsicht, die schematisch die Zulaufendfläche der Wabenstruktur gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 4 gezeigt ist, ist eine Wabenstruktur 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem säulenförmigen Wabenstrukturkörper 4 mit porösen Trennwänden 1 und einer Umfangswand 3, die so angeordnet ist, dass sie den Umfang der Trennwände 1 umgibt, ausgestattet. Der Wabenstrukturkörper 4 ist mit einer zentralen Zellenstruktur 15, einer Außenumfangszellenstruktur 16 und einer Begrenzungswand 8 ausgestattet, die in einer Ebene senkrecht zu einer Richtung, in der die Zelle 2 verläuft, angeordnet sind. Ferner haben die zentrale Zellenstruktur 15 und die Außenumfangszellenstruktur 16 bezogen aufeinander unterschiedliche Strukturen. Ferner ist, ähnlich der in 1 bis 3 gezeigten Wabenstruktur 100, die Dicke der Begrenzungswand 8 so gebildet, dass sie dicker als die Dicke der Umfangswand 3 ist.
Bei der in 4 gezeigten Wabenstruktur 200 ist die Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten einer Zelle 2a in der zentralen Zellenstruktur 15 in Bezug auf die Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten einer Zelle 2b in der Außenumfangszellenstruktur 16 geneigt. Das heißt, die Wiederholungseinheiten der Zelle 2b in der Außenumfangszellenstruktur 16 sind in einer lateralen Richtung der Papieroberfläche von 4 angeordnet, während die Wiederholungseinheiten der Zelle 2a in der zentralen Zellenstruktur 15 in einer Richtung angeordnet sind, die zur lateralen Richtung der Papieroberfläche von 4 diagonal geneigt ist. Beispielsweise kann die in 4 gezeigte Wabenstruktur 200 als eine Konfiguration betrachtet werden, bei der die zentrale Zellenstruktur 15 in einem um ungefähr 45° um ihren Schwerpunkt im Uhrzeigersinn gedrehten Zustand in der in 1 bis 3 gezeigten Wabenstruktur 100 angeordnet ist. Mit einer solchen Konfiguration kann der Erzeugung von Spannungsspitzen in einem bestimmten Teil vorgebeugt werden, und daher kann die Festigkeit verbessert werden.
Bei der in 4 gezeigten Wabenstruktur 200 ist der Winkel zwischen der Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten der Zelle 2b in der Außenumfangszellenstruktur 16 und der Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten der Zelle 2a in der zentralen Zellenstruktur 15 nicht auf einen speziellen Winkel beschränkt. In einem Fall, bei dem die Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten der Zelle 2a in der zentralen Zellenstruktur 15 in Bezug auf die Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten der Zelle 2b in der Außenumfangszellenstruktur 16 geneigt ist, ist sie jedoch vorzugsweise um einen Winkel von 10° oder mehr, aber weniger als 50° geneigt. Mit einer Konfiguration, bei der die Anordnungsrichtungen der Wiederholungseinheiten der Zellen 2a, 2b in einem solchen Winkelbereich geneigt sind, können die oben beschriebenen Effekte effektiv erreicht werden.
Als nächstes wird noch eine andere Ausführungsform der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 5 beschrieben. 5 ist eine Draufsicht, die schematisch die Zulaufendfläche der Wabenstruktur gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird so gebildet, dass eine zentrale Zellenstruktur, die in Bezug auf die Außenumfangszellenstruktur an der Innenseite angeordnet ist, von zwei oder mehr Zellenstrukturen gebildet wird. Das heißt, wie in 5 gezeigt ist, ist eine Wabenstruktur 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem säulenförmigen Wabenstrukturkörper 4 mit porösen Trennwänden 1 und einer Umfangswand 3, die so angeordnet ist, dass die den Umfang der Trennwände 1 umgibt, ausgestattet. Der Wabenstrukturkörper 4 ist mit einer zentralen Zellenstruktur 15, einer Außenumfangszellenstruktur 16 und einer Begrenzungswand 8 ausgestattet, die in einer Ebene senkrecht zu einer Richtung, in der die Zelle 2 verläuft, angeordnet sind. Ferner haben die zentrale Zellenstruktur 15 und die Außenumfangszellenstruktur 16 bezogen aufeinander unterschiedliche Strukturen. Ferner ist, ähnlich der in 1 bis 3 gezeigten Wabenstruktur 100, die Dicke der Begrenzungswand 8 so gebildet, dass sie dicker als die Dicke der Umfangswand 3 ist.
Bei der in 5 gezeigten Wabenstruktur 300 wird die zentrale Zellenstruktur 15 von zwei Zellenstrukturen gebildet. Das heißt, in der Wabenstruktur 300 ist die zentrale Zellenstruktur 15 mit einer ersten zentralen Zellenstruktur 15a, die so angeordnet ist, dass sie nahe einer Innenseite des Wabenstrukturkörpers 4 liegt, und einer zweiten zentralen Zellenstruktur 15b, die so angeordnet ist, dass sie die erste zentrale Zellenstruktur 15a umgibt, versehen. Ferner ist eine zentrale Begrenzungswand 9, die eine Grenze definiert, an einem Begrenzungsteil zwischen der ersten zentralen Zellenstruktur 15a und der zweiten zentralen Zellenstruktur 15b angeordnet. Hier bezeichnet „die zentrale Begrenzungswand 9” eine Begrenzungswand, die an dem Begrenzungsteil zwischen den zwei zentralen Zellenstrukturen 15, die doppelt angeordnet sind, angeordnet ist.
In der Wabenstruktur 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke der zentralen Begrenzungswand 9 nicht auf eine spezielle Dicke beschränkt. Beispielsweise kann die Dicke der zentralen Begrenzungswand 9 dicker als die Dicke der Umfangswand 3 sein, oder alternativ kann die Dicke der zentralen Begrenzungswand 9 dieselbe wie die Dicke der Umfangswand 3 sein. In der Wabenstruktur 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke der zentralen Begrenzungswand 9 jedoch vorzugsweise dicker als die Dicke der Umfangswand 3. Ferner wird die Dicke der zentralen Begrenzungswand 9 stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 150% und 300% der Dicke der Umfangswand 3, noch stärker bevorzugt in einem Bereich zwischen 200% und 250% der Dicke der Umfangswand 3 eingestellt. Die Dicke der zentralen Begrenzungswand 9 kann mit einem ähnlichen Verfahren wie dem Verfahren gemessen werden, mit dem die Dicke der Begrenzungswand 8, die an dem Begrenzungsteil zwischen der Außenumfangszellenstruktur 16 und der zentralen Zellenstruktur 15 angeordnet ist, gemessen wird.
Wie oben beschrieben, wird in der in 5 gezeigten Wabenstruktur 300 die zentrale Zellenstruktur 15 von den beiden Zellenstrukturen gebildet. Auf diese Weise wird, wenn die zentrale Zellenstruktur 15 von den beiden Zellenstrukturen gebildet wird, die zentrale Begrenzungswand 9, die die Grenze definiert, bevorzugt angeordnet. Der Begrenzungsteil zwischen der ersten zentralen Zellenstruktur 15a und der zweiten zentralen Zellenstruktur 15b kann jedoch von den Trennwänden 1 gebildet werden, die in einer kontinuierlichen oder einer diskontinuierlichen Weise gebildet werden, ohne dass die zentrale Begrenzungswand 9 angeordnet wird.
(2) Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zunächst wird ein formbares geknetetes Material zur Bildung des Wabenstrukturkörpers gebildet. Das geknetete Material zur Bildung des Wabenstrukturkörpers kann durch geeignetes Hinzufügen eines Additivs wie eines Bindemittels oder dergleichen und Wasser zu dem Material als Rohmaterialpulver, ausgewählt aus der oben beschriebenen Materialgruppe, die für die Trennwand geeignet ist, gebildet werden.
Als nächstes wird mittels Extrusion des geformten gekneteten Materials ein säulenförmiger Wabenformkörper erhalten, der die Trennwände, die die mehreren der Zellen definieren, und die Umfangswand, die am Außenumfang angeordnet ist, aufweist. Bei der Extrusion kann als eine Düse für die Extrusion eine Konfiguration, bei der ein Schlitz mit einer umgekehrten Form des zu bildenden Wabenformkörpers auf einer Extrusionsfläche des gekneteten Materials gebildet wird, verwendet werden. Insbesondere wenn die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, kann als die Düse für die Extrusion vorzugsweise eine Konfiguration verwendet werden, bei der ein Schlitz derart gebildet ist, dass die Zellenstrukturen in dem zentralen Teil und dem Umfangsteil des durch die Extrusion zu bildenden Wabenformkörpers in Bezug aufeinander unterschiedlich sind. Ferner wird bei der zu verwendenden Düse vorzugsweise ein ringförmiger Schlitz an einer Grenze zwischen dem zentralen Teil und dem Umfangsteil gebildet, wo sich die Zellenstrukturen unterscheiden. Durch Bilden eines solchen ringförmigen Schlitzes wird die Begrenzungswand, die die Außenumfangszellenstruktur und die zentrale Zellenstruktur definiert, gebildet.
Der erhaltene Wabenformkörper kann beispielsweise mit Mikrowellen und Heißluft getrocknet werden. Ferner können die Verschlussabschnitte angeordnet werden, indem ein offenes Ende der Zelle mit einem Material ähnlich dem bei der Herstellung des Wabenformkörpers verwendeten Material verschlossen wird.
Als nächstes wird die Wabenstruktur durch Brennen des erhaltenen Wabenformkörpers erhalten. Die Brenntemperatur und Brennatmosphäre variieren entsprechend dem Rohmaterial, und der Fachmann kann die Brenntemperatur und Brennatmosphäre für das gewählte Material geeignet auswählen. Ferner ist das Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt.
(Beispiele)
Beispiel 1
Zu 100 Masseteilen eines Cordierit-bildenden Rohmaterials wurden 35 Masseteile eines Dispergiermediums, 6 Masseteile eines organischen Bindemittels bzw. 0,5 Masseteile eines Dispergiermittels zugegeben, gefolgt von Mischen und Kneten, zur Herstellung eines gekneteten Materials. Als das Cordierit-bildende Rohmaterial wurden Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Kaolin, Talk und Siliciumdioxid verwendet. Als das Dispergiermedium wurde Wasser verwendet. Als Porenbildner wurde Koks mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 bis 10 μm verwendet. Als das organische Bindemittel wurde Hydroxypropylmethylcellulose verwendet. Als das Dispergiermittel wurde Ethylenglycol verwendet.
Als nächstes wurde das geknetete Material unter Verwendung einer Düse zur Herstellung des Wabenformkörpers extrudiert, wodurch ein Wabenformkörper erhalten wurde, dessen Gesamtform eine runde Säulenform war. Bei der Extrusion wurde die Extrusionsdüse verwendet, in der Schlitze gebildet waren, so dass sich die Zellenstruktur des zentralen Abschnitts des zu extrudierenden Wabenformkörpers von der Zellenstruktur des Umfangsabschnitts unterscheidet. Ferner hatte die Düse eine Konfiguration, bei der ein ringförmiger Schlitz an einer Grenze zwischen dem zentralen Teil und dem Umfangsteil gebildet war, wobei die Zellenstrukturen unterschiedlich waren.
Als nächstes wurde der Wabenformkörper mit einem Mikrowellentrocknungsgerät getrocknet, und dann wurde der Wabenformkörper mit einem Heißlufttrocknungsgerät vollständig getrocknet, und dann wurden beide Endflächen des Wabenformkörpers geschnitten, und der Wabenformkörper wurde auf eine vorbestimmte Größe eingestellt.
Als nächstes wurde der getrocknete Wabenformkörper entfettet und gebrannt, und dadurch wurde eine Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 hergestellt. Die Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 hatte eine runde Säulenform, bei der der Durchmesser jeder Endfläche 118 mm betrug. Die Länge der Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 in der Zellenverlaufsrichtung betrug 127 mm.
Ferner hatten in der Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 die Außenumfangszellenstruktur und die zentrale Zellenstruktur in Bezug aufeinander in einer Ebene senkrecht zur Zellenverlaufsrichtung unterschiedliche Strukturen. Die zentrale Zellenstruktur wurde von einer Art der Zellenstruktur gebildet, und daher hatte die Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 insgesamt zwei Arten der Zellenstrukturen, umfassend die Außenumfangszellenstruktur und die zentrale Zellenstruktur. Eine Konfiguration mit den insgesamt zwei Arten von Zellenstrukturen, wie die Wabenstruktur gemäß Beispiel 1, ist in der Spalte „Art der Zellenstruktur” in Tabelle 1 als „2” beschrieben. Beispielsweise ist, wenn die zentrale Zellenstruktur von zwei Arten der Zellenstrukturen gebildet wurde und die Wabenstruktur insgesamt drei Arten der Zellenstrukturen, umfassend die Außenumfangszellenstruktur und die zentrale Zellenstruktur, hatte, dies in der Spalte „Art der Zellenstruktur” in Tabelle 1 als „3” beschrieben. Ferner kann im vorliegenden Beispiel, wenn die zentrale Zellenstruktur von einer Art der Zellenstruktur gebildet wurde, die zentrale Zellenstruktur als „erste zentrale Zellenstruktur” bezeichnet werden. Ferner kann im vorliegenden Beispiel, wenn die zentrale Zellenstruktur von zwei Arten der Zellenstrukturen gebildet wurde, die an der Innenseite angeordnete zentrale Zellenstruktur als „erste zentrale Zellenstruktur” bezeichnet werden und kann die weiter außen als die erste zentrale Zellenstruktur angeordnete zentrale Zellenstruktur als „zweite zentrale Zellenstruktur” bezeichnet werden.
Ferner hatte die erhaltene Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 die Begrenzungswand an dem Begrenzungsteil zwischen der Außenumfangszellenstruktur und der zentralen Zellenstruktur. Im vorliegenden Beispiel wird die Begrenzungswand, die an dem Begrenzungsteil zwischen der Außenumfangszellenstruktur und der zentralen Zellenstruktur angeordnet ist, wie in der Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 gezeigt, lediglich als „Begrenzungswand” bezeichnet. Andererseits wird, wenn die zentrale Zellenstruktur von zwei Arten der Zellenstrukturen gebildet wird, die Begrenzungswand, die an dem Begrenzungsteil zwischen der ersten zentralen Zellenstruktur und der zweiten zentralen Zellenstruktur angeordnet ist, als „zentrale Begrenzungswand” bezeichnet.
In der zentralen Zellenstruktur der Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 betrug die Dicke der Trennwand 0,102 mm, betrug die Zelldichte 93,0 Zellen/cm² und war die Zellform eine viereckige Form. Ferner betrug in der Außenumfangszellenstruktur der Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 die Dicke der Trennwand 0,102 mm, betrug die Zelldichte 62,0 Zellen/cm² und war die Zellform eine viereckige Form. In der Spalte „Zellenstruktur” in 1 ist sowohl die Dicke der Trennwand, die Zelldichte als auch die Zellform in der zentralen Zellenstruktur und der Außenumfangszellenstruktur gezeigt.
Ferner hatte die zentrale Zellenstruktur der Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 an der Endfläche des Wabenstrukturkörpers eine Kreisform und betrug ihr Durchmesser 84 mm.
Ferner wurden die Dicke der Begrenzungswand und die Dicke der Umfangswand der Wabenstruktur mit einem nachstehend beschriebenen Verfahren gemessen. Zunächst wurde die Zulaufendfläche des Wabenstrukturkörpers der Wabenstruktur mit einer Bildgebungsvorrichtung aufgenommen. Als nächstes wurde in dem aufgenommenen Bild der Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers erhalten. Als nächstes wurde von den vollständigen Zellen im Außenumfang des Wabenstrukturkörpers die vollständige Zelle, die dem Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers am nächsten liegt, spezifiziert. Als nächstes wurde der Schwerpunkt O2 der spezifizierten vollständigen Zelle erhalten. Als nächstes wurden der Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers und der Schwerpunkt O2 der spezifizierten vollständigen Zelle mit einer Geraden verbunden, und die Dicke der Begrenzungswand auf der Geraden wurde gemessen. Ferner wurde die Gerade verlängert, und die Dicke der Umfangswand auf der verlängerten Linie der Geraden wurde gemessen. Als nächstes wurde die Gerade um jeweils 45° im Uhrzeigersinn um den Schwerpunkt O1 des Wabenstrukturkörpers bewegt, und sowohl die Dicke der Begrenzungswand auf der bewegten Geraden als auch die Dicke der Umfangswand auf der verlängerten Linie der bewegten Geraden wurde gemessen. Der Durchschnittswert der Dicken der Begrenzungswand, gemessen wie oben beschrieben an acht Punkten, wurde als „die Dicke der Begrenzungswand” definiert. Ferner wurde der Durchschnittswert der Dicken der Umfangswand, gemessen wie oben beschrieben an acht Punkten, als „die Dicke der Umfangswand” definiert. Die Bildanalyse des aufgenommenen Bildes wurde unter Verwendung einer Bildanalyse-Software mit dem Handelsnamen „NEXIV, VMR-1515”, hergestellt von der Nikon Corporation, ausgeführt.
In der Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 betrug die Dicke der Begrenzungswand 0,35 mm und betrug die Dicke der Umfangswand 0,30 mm. Die „Dicke der Begrenzungswand” und die „Dicke der Umfangswand” in Beispiel 1 sind in Tabelle 2 gezeigt.
Ferner wurde das „Verhältnis (%) der Dicke der Begrenzungswand in Bezug auf die Dicke der Umfangswand” aus der gemessenen „Dicke der Begrenzungswand” und der gemessenen „Dicke der Umfangswand” erhalten. Das „Verhältnis (%) der Dicke der Begrenzungswand in Bezug auf die Dicke der Umfangswand” bezeichnet einen prozentualen Anteil eines Wertes der Dicke der Begrenzungswand (mm) geteilt durch die Dicke der Umfangswand (mm). Der Wert des „Verhältnisses (%) der Dicke der Begrenzungswand in Bezug auf die Dicke der Umfangswand” der Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 ist in Tabelle 2 gezeigt.
In der Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 betrug der Winkel zwischen der Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten der Zellen in der Außenumfangszellenstruktur und der Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten der Zellen in der zentralen Zellenstruktur 0°. Der Winkel zwischen den beiden oben beschriebenen Anordnungsrichtungen ist in der Spalte „Neigung (°) der Zellenanordnung der ersten zentralen Zellenstruktur” in Tabelle 2 gezeigt.
In der Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 betrug die Porosität der Trennwand 35%. Die Porosität der Trennwand war ein Wert, der mit Autopore 9500 (Handelsname), hergestellt von Micromeritics, gemessen wurde. Tabelle 2 zeigt den Wert der Porosität der Trennwand in der Spalte „Porosität (%) der Trennwand”.
Ferner wurde, was die Wabenstruktur gemäß Beispiel 1 anbelangt, die „Bewertung der isostatischen Festigkeit” mit dem nachstehend beschriebenen Verfahren ausgeführt.
Das Ergebnis der Bewertung ist in der Spalte „Bewertung der Festigkeit (relative Bewertung)” in Tabelle 2 gezeigt.
Bewertung der isostatischen Festigkeit
Die isostatische Festigkeit wurde auf der Basis des isostatischen Bruchdehnungstestes, spezifiziert im Automobil-Standard (JASO-Standard) M505-87, herausgegeben von der Society of Automotive Engineers of Japan, gemessen. Die isostatische Bruchfestigkeit ist ein Test, bei dem die Wabenstruktur in einem röhrenförmigen Behälter aus Gummi platziert und der Behälter mit einem Deckel aus einer Aluminiumplatte verschlossen wird und eine Beaufschlagung mit isostatischem Druck in Wasser erfolgt. Das heißt, der isostatische Bruchdehnungstest ist ein Test, der das Anlegen einer Drucklast simuliert, wenn die Umfangsfläche der verschlossenen Wabenstruktur in einem Umhüllungsbauteil gehalten wird. Die mit diesem isostatischen Bruchdehnungstest gemessene isostatische Festigkeit wird angegeben als ein Druck (MPa), wenn die verschlossene Wabenstruktur bricht. Bei der Bewertung der isostatischen Festigkeit des vorliegenden Beispiels erfolgte die relative Bewertung durch Vergleichen eines Drucks (MPa) der Wabenstruktur von jedem der Vergleichsbeispiele 1, 7 und 11 von Standards mit dem Druck (MPa) der Wabenstruktur eines Bewertungsziels. Außerdem wurde in den Beispielen 1 bis 23 und den Vergleichsbeispielen 2 bis 6 Vergleichsbeispiel 1 als der Standard verwendet. In den Beispielen 24 bis 36 und den Vergleichsbeispielen 8 bis 10 wurde Vergleichsbeispiel 7 als der Standard verwendet. In den Beispielen 37 bis 44 und den Vergleichsbeispielen 12 bis 14 wurde Vergleichsbeispiel 11 als der Standard verwendet. Die Beurteilungsstandards der Bewertung waren wie folgt.

Bewertung A: Ist die isostatische Festigkeit im Vergleich zum Standard um mehr als 30% verbessert, wird die Bewertung als „ausgezeichnet” bezeichnet.
Bewertung B: Ist die isostatische Festigkeit gleich dem Standard (±30%), wird die Bewertung als „gut” bezeichnet.
Bewertung C: Beträgt die isostatische Festigkeit weniger als 70% des Standards, wird die Bewertung als „versagen” bezeichnet.

Beispiele 2 bis 23, Vergleichsbeispiele 1 bis 6
Jede der Wabenstrukturen der Beispiele 2 bis 23 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 wurde gemäß „Art der Zellenstruktur”, „Vorliegen oder Fehlen der Begrenzungswand” und „Zellenstruktur”, gezeigt in Tabelle 1, und „Dicke der Begrenzungswand”, gezeigt in Tabelle 2, hergestellt.
In jedem der Beispiele 7, 8, 16 und der Vergleichsbeispiele 4, 5 hatte die zentrale Zellenstruktur die „erste zentrale Zellenstruktur” und die „zweite zentrale Zellenstruktur”, wie in 1 gezeigt. Ferner hatte die erste zentrale Zellenstruktur an der Endfläche des Wabenstrukturkörpers eine Kreisform und betrug ihr Durchmesser 68 mm. Die zweite zentrale Zellenstruktur hatte an der Endfläche des Wabenstrukturkörpers eine Kreisform und ihr Durchmesser betrug 96 mm. In jedem der Beispiele 7, 8, 16 und der Vergleichsbeispiele 4, 5 wurde außerdem die Dicke der zentralen Begrenzungswand gemessen. Ferner wurde „das Verhältnis (%) der Dicke der zentralen Begrenzungswand in Bezug auf die Dicke der Umfangswand” aus der gemessenen Dicke der zentralen Begrenzungswand und der gemessenen Dicke der Umfangswand erhalten. „Das Verhältnis (%) der Dicke der zentralen Begrenzungswand in Bezug auf die Dicke der Umfangswand” bezeichnet einen prozentualen Anteil eines Wertes der Dicke der zentralen Begrenzungswand (mm) geteilt durch die Dicke der Umfangswand (mm). Der Wert „des Verhältnisses (%) der Dicke der zentralen Begrenzungswand in Bezug auf die Dicke der Umfangswand” von jeder der Wabenstrukturen der Beispiele 7, 8, 16 und der Vergleichsbeispiele 4, 5 ist in der Spalte „zentrale Begrenzungswand” des „Verhältnisses der Dicke der Begrenzungswand in Bezug auf die Dicke der Umfangswand (%)” in Tabelle 2 gezeigt.
Ferner wurden in jedem der Beispiele 10 bis 16 und Vergleichsbeispiel 6 „die Neigung (°) der Zellenanordnung der ersten zentralen Zellenstruktur” und „die Neigung (°) der Zellenanordnung der zweiten zentralen Zellenstruktur” gemäß Tabelle 2 eingestellt.
Ferner wurde in Vergleichsbeispiel 1 der gesamte Wabenstrukturkörper mit einer Art der Zellenstruktur gebildet. Die in „Außenumfangszellenstruktur” in Tabelle 1 gezeigte Dicke der Trennwand, Zelldichte und Zellform zeigen die Zellenstruktur des Wabenstrukturkörpers von Vergleichsbeispiel 1.
Beispiele 24 bis 36, Vergleichsbeispiele 7 bis 10
Jede der Wabenstrukturen der Beispiele 24 bis 36 und der Vergleichsbeispiele 7 bis 10 wurde gemäß „Art der Zellenstruktur”, „Vorliegen oder Fehlen der Begrenzungswand” und „Zellenstruktur”, gezeigt in Tabelle 3, und „Dicke der Begrenzungswand”, gezeigt in Tabelle 4, hergestellt.
In jedem der Beispiele 28, 29, 33 und der Vergleichsbeispiele 9, 10 hatte die zentrale Zellenstruktur die „erste zentrale Zellenstruktur” und die „zweite zentrale Zellenstruktur”, wie in Tabelle 3 gezeigt. Ferner hatte die erste zentrale Zellenstruktur an der Endfläche des Wabenstrukturkörpers eine Kreisform und betrug ihr Durchmesser 68 mm. Die zweite zentrale Zellenstruktur hatte an der Endfläche des Wabenstrukturkörpers eine Kreisform und ihr Durchmesser betrug 96 mm.
Ferner wurden in jedem der Beispiele 31 bis 33 „die Neigung (°) der Zellenanordnung der ersten zentralen Zellenstruktur” und „die Neigung (°) der Zellenanordnung der zweiten zentralen Zellenstruktur” gemäß Tabelle 4 eingestellt.
In Vergleichsbeispiel 7 wurde der gesamte Wabenstrukturkörper mit einer Art der Zellenstruktur gebildet. Die in „Außenumfangszellenstruktur” in Tabelle 3 gezeigte Dicke der Trennwand, Zelldichte und Zellform zeigen die Zellenstruktur des Wabenstrukturkörpers von Vergleichsbeispiel 7.
Beispiele 37 bis 44, Vergleichsbeispiele 11 bis 14
Jede der Wabenstrukturen der Beispiele 37 bis 44 und der Vergleichsbeispiele 11 bis 14 wurde gemäß „Art der Zellenstruktur”, „Vorliegen oder Fehlen der Begrenzungswand” und „Zellenstruktur”, gezeigt in Tabelle 5, und „Dicke der Begrenzungswand” und „ Porosität der Trennwand”, gezeigt in Tabelle 6, hergestellt.
Ferner wurde in jedem der Beispiele 41 bis 44 und Vergleichsbeispiel 14 „die Neigung (°) der Zellenanordnung der ersten zentralen Zellenstruktur” gemäß Tabelle 6 eingestellt.
In Vergleichsbeispiel 11 wurde der gesamte Wabenstrukturkörper mit einer Art der Zellenstruktur gebildet. Die in „Außenumfangszellenstruktur” in Tabelle 5 gezeigte Dicke der Trennwand, Zelldichte und Zellform zeigen die Zellenstruktur des Wabenstrukturkörpers von Vergleichsbeispiel 11.
In jeder der Wabenstrukturen der Beispiele 2 bis 44 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 14 wurde „die Bewertung der isostatischen Festigkeit” mit einem Verfahren ähnlich dem von Beispiel 1 durchgeführt. Jedes Bewertungsergebnis ist in der Spalte „Bewertung der Festigkeit (relative Bewertung)” in Tabelle 2, Tabelle 4 oder Tabelle 6 gezeigt. [Tabelle 3]
[Tabelle 4]
[Tabelle 5]
[Tabelle 6]
Ergebnis
Jede der Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 44 wird so gebildet, dass die Dicke der Begrenzungswand dicker als die Dicke der Umfangswand ist, und es wurde festgestellt, dass die isostatische Festigkeit im Vergleich zu der der Wabenstruktur von jedem der als Standard definierten Vergleichsbeispiele höher war. Andererseits ist in der Wabenstruktur, gebildet derart, dass die Begrenzungswand eine Dicke hat, die dünner als die Dicke der Umfangswand ist, wie in Vergleichsbeispiel 2 gezeigt, oder in der Wabenstruktur, gebildet derart, dass die Begrenzungswand dieselbe Dicke wie die Dicke der Umfangswand hat, wie in Vergleichsbeispiel 3 gezeigt, die isostatische Festigkeit im Vergleich zu der der Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 verringert. Das heißt, in der Wabenstruktur mit den unterschiedlichen Strukturen zwischen der Außenumfangszellenstruktur und der zentralen Zellenstruktur wird, wenn die Dicke der Begrenzungswand gleich der oder kleiner als die Dicke der Umfangswand ist, unter demselben Druck wie in dem als Standard definierten Vergleichsbeispiel 1, ein Teil, bei dem der maximale Spannungswert größer ist als im Vergleichsbeispiel 1, nahe der Begrenzungswand erzeugt. Demgemäß wurde herausgefunden, dass in der Wabenstruktur mit den unterschiedlichen Strukturen zwischen der Außenumfangszellenstruktur und der zentralen Zellenstruktur, wie in jedem der Vergleichsbeispiele gezeigt, wenn die Dicke der Begrenzungswand gleich der oder kleiner als die Dicke der Umfangswand ist, die isostatische Festigkeit verringert wird.
Ferner wurde herausgefunden, dass die isostatische Festigkeit verbessert wird, da sowohl „die Neigung (°) der Zellenanordnung der ersten zentralen Zellenstruktur” als auch „die Neigung (°) der Zellenanordnung der zweiten zentralen Zellenstruktur” näher an 45° heranreicht.
Ferner wurde herausgefunden, dass, selbst wenn die Porosität der Trennwand der Wabenstruktur niedrig ist, wie in jedem der Beispiele 1 bis 36 gezeigt, oder sogar wenn die Porosität der Trennwand der Wabenstruktur hoch ist, wie in jedem der Beispiele 37 bis 44 gezeigt, die isostatische Festigkeit effektiv verbessert wird, indem die Dicke der Begrenzungswand so eingestellt wird, dass sie dicker als die Dicke der Umfangswand ist.
Die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung kann als ein Katalysatorträger, der einen Katalysator zum Reinigen des Abgases lädt, das aus einem Benzinmotor, einem Dieselmotor oder dergleichen ausgestoßen wird, verwendet werden oder kann als ein Filter zum Reinigen des Abgases verwendet werden.
Beschreibung der Bezugszeichen

1: Trennwände, 2: Zelle, 2a: Zelle (Zelle in zentraler Zellenstruktur), 2b: Zelle (Zelle in Außenumfangszellenstruktur), 2x: vollständige Zelle, 3: Umfangswand, 4: Wabenstrukturkörper, 8: Begrenzungswand, 9: zentrale Begrenzungswand, 11: Zulaufendfläche, 12: Ablaufendfläche, 15: zentrale Zellenstruktur, 15a: erste zentrale Zellenstruktur, 15b: zweite zentrale Zellenstruktur, 16: Außenumfangszellenstruktur, 100, 200, 300: Wabenstruktur.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016-61394 [0001]
JP 2002-177794 A [0004]
JP 2008-018370 A [0004]
JP 2000-097019 A [0004]

Claims

Wabenstruktur, umfassend: einen säulenförmigen Wabenstrukturkörper mit porösen Trennwänden, die mehrere Zellen definieren, die als Durchgänge für eine Flüssigkeit dienen, die von einer Zulaufendfläche zu einer Ablaufendfläche verlaufen, und einer Umfangswand, die so angeordnet ist, dass sie den Umfang der Trennwände umgibt; wobei von den Zellen eine Zelle, deren gesamter Umfang von den Trennwänden definiert wird, als eine vollständige Zelle bezeichnet wird, der Wabenstrukturkörper eine Außenumfangszellenstruktur, umfassend die vollständige Zelle, die am Außenumfang des Wabenstrukturkörpers gebildet ist, eine zentrale Zellenstruktur, die von mehreren der Zellen gebildet wird, die an einem zentralen Teil auf der Innenseite bezogen auf die Außenumfangszellenstruktur gebildet sind, und eine Begrenzungswand, die an einem Begrenzungsteil zwischen der Außenumfangszellenstruktur und der zentralen Zellenstruktur angeordnet ist, aufweist, wobei die Außenumfangszellenstruktur und die zentrale Zellenstruktur, bezogen aufeinander, von unterschiedlichen Strukturen gebildet werden und die Dicke der Begrenzungswand so eingestellt wird, dass sie dicker als die Dicke der Umfangswand ist.
Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei die Dicke der Begrenzungswand auf 150% oder mehr der Dicke der Umfangswand eingestellt wird.
Wabenstruktur nach Anspruch 2, wobei die Dicke der Begrenzungswand in einem Bereich zwischen 150% und 300% der Dicke der Umfangswand eingestellt wird.
Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zelldichte der zentralen Zellenstruktur so eingestellt wird, dass sie größer als die Zelldichte der Außenumfangszellenstruktur ist.
Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten der Zelle in der zentralen Zellenstruktur um einen Winkel im Bereich zwischen 10° und 50° bezogen auf die Anordnungsrichtung der Wiederholungseinheiten der Zelle in der Außenumfangszellenstruktur geneigt ist.
Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zentrale Zellenstruktur von zwei oder mehr Zellenstrukturen mit unterschiedlichen Zelldichten gebildet wird und eine zentrale Begrenzungswand an einem Begrenzungsteil der zwei oder mehr Zellenstrukturen mit unterschiedlichen Zelldichten angeordnet ist.