DE102017008765A1 - Verschlossene Wabenstruktur - Google Patents

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Abstract

Offenbart wird eine verschlossene Wabenstruktur, die eine Erhöhung des Druckabfalls unterbinden kann, während sie gleichzeitig die isostatische Festigkeit aufrechterhält. Die verschlossene Wabenstruktur umfasst mehrere Wabensegmente 4, eine Bindungsschicht 6 und Verschlussabschnitte 5, die offene Enden von Zellen 2 jedes Wabensegments 4 verschließen, und in dem Wabensegment 4 sind zumindest zwei Arten von Zellen 2 mit unterschiedlichen Schnittformen so ausgebildet, dass sie vorbestimmte wiederholte Anordnungsmuster bilden, und das Verhältnis eines Wertes R2s, erhalten durch Dividieren einer durchschnittlichen Schnittfläche S2zu von Zulaufzellen 2y durch eine durchschnittliche Schnittfläche S2ab von Ablaufzellen 2x in einer Umfangswand-Teilrand-Zellenregion 19, liegt in einem Bereich des 1,7-Fachen oder mehr und 2,0-Fachen oder weniger zu einem Wert R1s, erhalten durch Dividieren einer durchschnittlichen Schnittfläche S1zu der Zulaufzellen 2y durch eine durchschnittliche Schnittfläche S1ab ab der Ablaufzellen 2x in einer Trennwand-Vollrand-Zellenregion 18.

Description

  • VERSCHLOSSENE WABENSTRUKTUR
  • Die vorliegende Anmeldung ist eine Anmeldung, basierend auf JP-2016-200350 , eingereicht am 11. Oktober 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 verschlossene Wabenstruktur, und genauer gesagt, bezieht sie sich auf eine verschlossene Wabenstruktur, die eine Erhöhung des Druckabfalls hemmen kann, während sie gleichzeitig die isostatische Festigkeit aufrechterhält.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Aus der Sicht des Einflusses auf die globale Umwelt und der Ressourcenschonung war in den letzten Jahren eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz erforderlich. Daher neigt man dazu, Verbrennungsmotoren wie einen Benzinmotor mit Direkteinspritzung und einen Dieselmotor, die sich durch ihre hervorragende Wärmeeffizienz auszeichnen, als Antriebsquelle für Autos einzusetzen.
  • Andererseits besteht bei diesen Verbrennungsmotoren das Problem, dass sie während der Verbrennung des Treibstoffes Schlacke erzeugen. Aus Sicht der atmosphärischen Umgebung sind Gegenmaßnahmen erforderlich, um schädliche Bestandteile im Abgas zu entfernen und gleichzeitig zu verhindern, dass Feststoffteilchen (im Folgenden mitunter als „PM” bezeichnet) wie Ruß in die atmosphärische Luft abgegeben werden.
  • Insbesondere die Vorschriften zur Beseitigung der vom Dieselmotor ausgestoßenen PM werden tendenziell weltweit verstärkt. Ferner zieht die Verwendung eines Wandstrom-Abgasreinigungsfilters mit einer Wabenstruktur als ein Auffangfilter (nachstehend mitunter als „DPF (Dieselpartikelfilter)” bezeichnet) zur Beseitigung der PM Aufmerksamkeit auf sich, und verschiedene Systeme wurden vorgeschlagen. Der obige DPF ist üblicherweise eine Struktur, bei der poröse Trennwände mehrere Zellen definieren, die Durchgangskanäle für ein Fluid bilden, und die Zellen abwechselnd verschlossen sind, wobei die porösen Trennwände, die die Zellen bilden, die Funktion des Filters ausüben. Eine säulenförmige Struktur, bei der die porösen Trennwände mehrere Zellen definieren, wird mitunter als „eine Wabenstruktur” bezeichnet. Ferner wird die Wabenstruktur, bei der offene Enden der gebildeten Zellen mit Verschlussabschnitten verschlossenen sind, mitunter als „eine verschlossene Wabenstruktur” bezeichnet. Die verschlossene Wabenstruktur wird verbreitet als ein Auffangfilter wie der DPF verwendet. Strömt ein die Feststoffteilchen enthaltendes Abgas von einer Zulaufendfläche (einer ersten Endfläche) der verschlossenen Wabenstruktur in die verschlossene Wabenstruktur und durchquert das Abgas die Trennwände, werden die Feststoffteilchen in dem Abgas filtriert, und das gereinigte Abgas wird aus der Ablaufendfläche (einer zweiten Endfläche) der verschlossenen Wabenstruktur ausgestoßen.
  • Bisher gab es, was die Zellenform der verschlossenen Wabenstruktur angelangt, viereckige Zellen, sechseckige Zellen, HAC-Zellen (Zellen mit einer Kombination aus einer achteckigen Form und einer viereckigen Form) und dergleichen. Unlängst wurden neuartige verschlossene Wabenstrukturen entwickelt, in denen verschiedene Zellen kombiniert und für die zu verschließenden Positionen entworfen wurden (siehe z. B. Patentdokumente 1 und 2). Entsprechend solcher verschlossener Wabenstrukturen kann, während sowohl der Druckabfall in einem anfänglichen Nutzungsstadium als auch der Druckabfall während der PM-Abscheidung verringert werden, die Erzeugung von Rissen während der PM-Verbrennung und die Abscheidung von mehr Asche und dergleichen an den Trennwänden unterbunden werden.
    [Patentdokument 1] JP-A-2014-200741
    [Patentdokument 2] JP-A-2015-029939
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wird eine verschlossene Wabenstruktur mit einer bestimmten Zellenform als ein DPF verwendet, wie in Patentdokument 1 oder 2, ist die verschlossene Wabenstruktur für gewöhnlich mit einer runden Säulenform mit einer speziellen Größe und beispielsweise runden Endflächen ausgebildet. Als ein Verfahren zur Herstellung der runden säulenförmigen verschlossenen Wabenstruktur wurde das folgende Herstellungsverfahren vorgeschlagen. Zu Beginn werden mehrere Wabensegmente hergestellt, die jeweils Trennwände, die spezielle Zellen definieren, und Segmentumfangswände, die den Umfang der speziellen Zellen umgeben, aufweisen. Als nächstes werden die mehreren Wabensegmente unter Verwendung eines Bindematerials verbunden, wodurch ein Verbundkörper aus den Wabensegmenten erzeugt wird (nachstehend als „der Wabensegment-Verbundkörper” bezeichnet). Als nächstes wird der Umfang des Wabensegment-Verbundkörpers in irgendeine Form geschliffen, und der Umfang wird ferner einer Umhüllungsbehandlung unterzogen, wodurch die verschlossene Wabenstruktur erzeugt wird. Die mit Hilfe dieses Verfahrens erzeugte verschlossene Wabenstruktur wird nachstehend mitunter als „die verschlossene Wabenstruktur mit segmentierter Struktur” bezeichnet.
  • Bisher wurde bei der verschlossenen Wabenstruktur mit segmentierter Struktur nicht besonders berücksichtigt, dass ein Problem hinsichtlich „der Zellenanordnung” zwischen den Wabensegmenten des Wabensegment-Verbundkörpers besteht. Wenn beispielsweise alle Zellen der verschlossenen Wabenstruktur dieselbe viereckige Form haben, ist die kleinste Wiederholungseinheit der Zellen eine Zelle. Folglich wurde bei einer solchen verschlossenen Wabenstruktur „die Zellenanordnung” im Wabensegment nicht als besonders problematisch betrachtet. Bei der verschlossenen Wabenstruktur mit einer so speziellen Zellenform wie in Patentdokument 1 oder 2 wurde deutlich, dass die Form eines Abschnitts jedes Wabensegments, der mit einer Segmentumfangswand in Kontakt kommt, großen Einfluss auf den Druckabfall hat. Werden ferner keine Formen der Zellen in dem oben erwähnten Abschnitt jedes Wabensegments, der mit der Segmentumfangswand in Kontakt kommt, entworfen, wird eine Erhöhung des Druckabfalls der verschlossenen Wabenstruktur deutlich erkennbar.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dieser Probleme der herkömmlichen Technologien entwickelt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine verschlossene Wabenstruktur vorgesehen, die eine Erhöhung des Druckabfalls unterbinden kann, während sie gleichzeitig die isostatische Festigkeit aufrechterhält.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine verschlossene Wabenstruktur wie folgt vorgesehen.
    • [1] Eine verschlossene Wabenstruktur, umfassend: mehrere prismatische säulenförmige Wabensegmente; eine Bindungsschicht, die die Seitenflächen mehrerer Wabensegmente aneinander bindet; und Verschlussabschnitte, die in offenen Enden vorbestimmter Zellen in einer Zulaufendfläche jedes Wabensegments und in offenen Enden der verbleibenden Zellen in einer Ablaufendfläche davon angeordnet sind, wobei jedes Wabensegment poröse Trennwände, die so angeordnet sind, dass sie mehrere Zellen umgeben, die von der Zulaufendfläche zu der Ablaufendfläche verlaufen, und Segmentumfangswände, die am äußersten Umfang angeordnet sind, aufweist, im Querschnitt des Wabensegments senkrecht zur Verlaufsrichtung der Zellen zumindest zwei Arten von Zellen mit unterschiedlichen Formen so ausgebildet sind, dass sie vorbestimmte wiederholte Anordnungsmuster bilden, die Zellen, die die Verschlussabschnitte umfassen, die auf der Seite der Zulaufendfläche angeordnet sind, als Ablaufzellen definiert sind, und die Zellen, die die Verschlussabschnitte umfassen, die auf der Seite der Ablaufendfläche angeordnet sind, als Zulaufzellen definiert sind, die Zellen des Wabensegments Trennwand-Vollrand-Zellen und Umfangswand-Teilrand-Zellen umfassen, die Trennwand-Vollrand-Zellen die Zellen sind, deren Zellenränder alle von den Trennwänden umgeben sind; die Umfangswand-Teilrand-Zellen die Zellen sind, deren Zellenränder von den Trennwänden und den Segmentumfangswänden umgeben sind, die Form des Querschnitts jeder Umfangswand-Teilrand-Zelle senkrecht zur Zellenverlaufsrichtung die Form zumindest eines Teils der Trennwand-Vollrand-Zelle umfasst, und wenn ein Wert, erhalten durch Dividieren einer durchschnittlichen Schnittfläche S1zu der Zulaufzellen durch eine durchschnittliche Schnittfläche S1ab der Ablaufzellen in einer Region, in der die Trennwand-Vollrand-Zellen vorliegen, als R1s definiert wird und ein Wert, erhalten durch Dividieren einer durchschnittlichen Schnittfläche S2zu der Zulaufzellen durch eine durchschnittliche Schnittfläche S2ab der Ablaufzellen in einer Region, in der die Umfangswand-Teilrand-Zellen vorliegen, als R2s definiert wird, das Verhältnis von R2s zu R1s im Bereich des 1,7-Fachen oder mehr und 2,0-Fachen oder weniger liegt.
    • [2] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß [1] oben, wobei, bis auf eine Umfangsregion des Wabensegments, in der die Umfangswand-Teilrand-Zellen gebildet sind, die Verschlussabschnitte in den offenen Enden der Zellen des Wabensegments so angeordnet sind, dass die Zulaufzellen die Ablaufzelle umgeben.
    • [3] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß [1] oder [2] oben, wobei die Dicke der Segmentumfangswand des Wabensegments 0,3 bis 1,0 mm beträgt.
    • [4] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [3] oben, wobei die Dicke der Bindungsschicht 0,5 bis 1,5 mm beträgt.
    • [5] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [4] oben, wobei, wenn der kürzeste Abstand bei wechselseitigen Abständen zwischen zwei gegenüberliegenden Trennwänden in den Zulaufzellen als eine Zellenöffnungsbreite definiert wird, der Durchschnittswert der Zellenöffnungsbreiten der Zulaufzellen 0,5 mm oder mehr beträgt.
    • [6] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [5] oben, wobei die durchschnittliche Schnittfläche S2zu der Zulaufzellen in der Region, in der die Umfangswand-Teilrand-Zellen vorliegen, 4 mm2 oder weniger beträgt.
    • [7] Die verschlossene Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [6] oben, wobei in der Region, in der die Trennwand-Vollrand-Zellen vorliegen, die Zulaufzelle und die Ablaufzelle eine Art von Schnittform aufweisen.
  • Eine verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung ist eine sogenannte verschlossene Wabenstruktur mit segmentierter Struktur. Ferner ist die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass das Verhältnis einer durchschnittlichen Schnittfläche von Zulaufzellen zur durchschnittlichen Schnittfläche von Ablaufzellen in einer Region, in der Trennwand-Vollrand-Zellen vorliegen, und einer Region, in der Umfangswand-Teilrand-Zellen vorliegen, in spezielle Zahlenbereiche fällt. Mit anderen Worten liegt, wie oben beschrieben, das Verhältnis von R2s zu R1s in einem Bereich des 1,7-Fachen oder mehr und 2,0-Fachen oder weniger. Hierbei ist R1s die Beziehung „R1s = S1zu/S1ab” und ist R2s die Beziehung „R2s = S2zu/S2ab”, wobei S1zu die durchschnittliche Schnittfläche der Zulaufzellen in der Region ist, in der die Trennwand-Vollrand-Zellen vorliegen, S1ab die durchschnittliche Schnittfläche der Ablaufzellen in der Region ist, in der die Trennwand-Vollrand-Zellen vorliegen, S2zu die durchschnittliche Schnittfläche der Zulaufzellen in der Region ist, in der die Umfangswand-Teilrand-Zellen vorliegen, und S2ab die durchschnittliche Schnittfläche der Ablaufzellen in der Region ist, in der die Umfangswand-Teilrand-Zellen vorliegen. Die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kann eine Erhöhung des Druckabfalls unterbinden, während sie gleichzeitig die isostatische Festigkeit aufrechterhält.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine erste Ausführungsform einer verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt;
  • 2 ist eine Draufsicht, die schematisch die erste Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt;
  • 3 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Zulaufendfläche der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur;
  • 4 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ablaufendfläche der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur;
  • 5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt entlang der Linie A-A' von 3 zeigt;
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein verschlossenes Wabensegment zur Verwendung in der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt;
  • 7 ist eine Draufsicht, die schematisch das verschlossene Wabensegment zur Verwendung in der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt;
  • 8 ist eine schematische teilvergrößerte Ansicht der ersten Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus;
  • 9 ist eine Draufsicht, die schematisch ein verschlossenes Wabensegment zur Verwendung in einer verschlossenen Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt; und
  • 10 ist eine Draufsicht, die schematisch ein verschlossenes Wabensegment zur Verwendung in verschlossenen Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 2 und 3, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. So versteht es sich, dass die folgenden Ausführungsformen, an denen basierend auf den gewöhnlichen Kenntnissen eines Fachmanns geeignet Veränderungen, Verbesserungen und dergleichen vorgenommen werden können, ebenso in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • (1) Verschlossene Wabenstruktur:
  • Wie in 1 bis 5 gezeigt, ist eine erste Ausführungsform einer verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung eine verschlossene Wabenstruktur 100, umfassend mehrere Wabensegmente 4, eine Bindungsschicht 6 und Verschlussabschnitte 5. Die verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform ist eine sogenannte verschlossene Wabenstruktur mit segmentierter Struktur. Die verschlossene Wabenstruktur 100 umfasst ferner an ihrem Umfang eine Außenwand 8, die so angeordnet ist, dass sie mehrere Wabensegmente 4 umgibt. Die verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform ist geeignet als ein Auffangfilter zur Entfernung von Feststoffteilchen, die in einem Abgas enthalten sind, verwendbar.
  • Hierbei ist 1 eine perspektivische Ansicht, die schematisch die erste Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt. 2 ist eine Draufsicht, die schematisch die erste Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt. 3 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Zulaufendfläche der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur. 4 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ablaufendfläche der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur. 5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt entlang der Linie A-A' von 3 zeigt. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein verschlossenes Wabensegment zur Verwendung in der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt. 7 ist eine Draufsicht, die schematisch das verschlossene Wabensegment zur Verwendung in der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt.
  • Wie in 6 und 7 gezeigt, weist das Wabensegment 4 poröse Trennwände 1, die so angeordnet sind, dass sie mehrere Zellen 2 umgeben, die von einer Zulaufendfläche 11, von der aus ein Fluid einströmt, zu einer Ablaufendfläche 12, aus der das Fluid ausströmt, verlaufen, und Segmentumfangswände 3, die an einem äußersten Umfang angeordnet sind, auf. Wie in 1 bis 5 gezeigt, umfasst die verschlossene Wabenstruktur 100 mehrere Wabensegmente 4, und die Seitenflächen der mehreren Wabensegmente 4 sind mit einer Bindungsschicht 6 aneinander gebunden. Bei den mehreren Wabensegmenten 4 haben die Wabensegmente 4, die in einem zentralen Abschnitt der verschlossenen Wabenstruktur 100 angeordnet sind, „eine prismatische säulenförmige Form”, bei der eine Richtung von der Zulaufendfläche 11 zur Ablaufendfläche 12 eine axiale Richtung ist. Andererseits haben bei den mehreren Wabensegmenten 4 die Wabensegmente 4, die in einem Umfangsabschnitt angeordnet sind, der mit der Außenwand 8 in Kontakt kommt, eine Säulenform, die erhalten wird, indem ein Teil des prismatisch-säulenförmig geformten Wabensegments 4 entlang der Form der Außenwand 8 geschliffen wird.
  • Die Bindungsschicht 6 ist aus einem Bindematerial, das die Seitenflächen mehrerer Wabensegmente 4 aneinander bindet. Ein Verbundkörper, der durch das Verbinden der mehreren Wabensegmente 4 mit Hilfe der Bindungsschicht 6 erhalten wird, wird mitunter als ein Wabensegment-Verbundkörper 7 bezeichnet.
  • Die Verschlussabschnitte 5 sind in offenen Enden der Zellen 2, die in jedem Wabensegment 4 gebildet sind, so angeordnet, dass sie die offenen Enden der Zellen 2 auf der Seite der Zulaufendfläche 11 oder der Seite der Ablaufendfläche 12 verschließen. Mit anderen Worten, die Verschlussabschnitte 5 sind in offenen Enden vorbestimmter Zellen 2x in der Zulaufendfläche 11 des Wabensegments 4 und offenen Enden der verbleibenden Zellen 2y, die nicht die vorbestimmten Zellen 2x sind, in der Ablaufendfläche 12 angeordnet. Nachstehend werden die Zellen 2 (d. h. die oben erwähnten vorbestimmten Zellen 2x), die die Verschlussabschnitte 5 umfassen, die in den offenen Enden der Zellen 2 in der Zulaufendfläche 11 des Wabensegments 4 angeordnet sind, mitunter als „die Ablaufzellen 2x” bezeichnet. Die Zellen 2 (d. h. die oben erwähnten verbleibenden Zellen 2y), die die Verschlussabschnitte 5 umfassen, die in den offenen Enden der Zellen 2 in der Ablaufendfläche 12 des Wabensegments 4 angeordnet sind, werden mitunter als „die Zulaufzellen 2y” bezeichnet. Das Wabensegment 4, das die Verschlussabschnitte 5 umfasst, die in den offenen Enden der Zellen 2 angeordnet sind, wird mitunter als ein verschlossenes Wabensegment 4A bezeichnet.
  • Im Querschnitt des Wabensegments 4 senkrecht zur Verlaufsrichtung der Zellen 2 sind zumindest zwei Arten von Zellen 2 mit unterschiedlichen Formen so ausgebildet, dass sie vorbestimmte wiederholte Anordnungsmuster bilden. Beispielsweise sind bei dem in 6 und 7 gezeigten Wabensegment 4 die Zellen 2 mit zwei unterschiedlichen Formen ausgebildet, d. h. die Zellen 2 (z. B. die Ablaufzellen 2x) mit einer viereckigen Zellenform und die Zellen 2 (z. B. die Zulaufzellen 2y) mit einer fünfeckigen Zellenform. Jedes der oben erwähnten „wiederholten Anordnungsmuster” ist ein Anordnungsmuster, das von mindestens einer Ablaufzelle 2x und mindestens einer Zulaufzelle 2y gebildet wird, und es liegen zwei oder mehr Anordnungsmuster in einem Wabensegment 4 vor. Nachstehend wird die Form jeder Zelle 2 im Querschnitt senkrecht zur Verlaufsrichtung der Zellen 2 mitunter als „die Zellenform”, „eine Schnittform” oder „eine Form des Querschnitts” bezeichnet. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der Ablaufzellen 2x und der Zulaufzellen 2y, die in jedem Wabensegment 4 ausgebildet sind, nicht auf die in 1 bis 7 gezeigte beschränkt ist. Beispielsweise sind in 1 bis 7 zwecks einer leichteren Beschreibung der oben erwähnten „wiederholten Anordnungsmuster” Zahlen für die Ablaufzellen 2x und die Zulaufzellen 2y gezeigt, die etwas geringer sind als die üblichen Zahlen.
  • Es gibt keine besonderen Einschränkungen für die Anordnung der Verschlussabschnitte 5, d. h. die Anordnung der Ablaufzellen 2x und der Zulaufzellen 2y. Bevorzugt ist jedoch, außer für die Ablaufzellen 2x, die sich am äußersten Umfang des Wabensegments 4 befinden, dass die Verschlussabschnitte 5 in den offenen Enden der Zellen 2 des Wabensegments 4 so angeordnet sind, dass die Zulaufzellen 2y die Ablaufzelle 2x umgeben. Beispielsweise ist es, wie bei dem in 6 und 7 gezeigten Wabensegment 4, bevorzugt, dass die jeweiligen Verschlussabschnitte 5 so angeordnet sind, dass die Zulaufzellen 2y mit der fünfeckigen Zellenform die Ablaufzelle 2x mit der viereckigen Zellenform umgeben. Hierbei ist unter „die Zulaufzellen 2y umgeben die Ablaufzelle 2x” zu verstehen, dass der Querschnitt senkrecht zur Verlaufsrichtung der Zellen 2 folgendermaßen beschaffen ist. Hierbei wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Zellenform der Ablaufzellen 2x viereckig ist, wie in 6 und 7 gezeigt. Zunächst werden die Zellen so angeordnet, dass eine Seite der Zulaufzelle 2y an alle vier Seiten einer Ablaufzelle 2x angrenzt. In diesem Fall können die Zellen so angeordnet werden, dass eine Seite von jeder von zwei oder mehr Zulaufzellen 2y an eine Seite der einen Ablaufzelle 2x angrenzt. Mit anderen Worten, die Zellen können so angeordnet sein, dass eine Seite einer Zulaufzelle 2y an eine Position einer Hälfte einer Seite der einen Ablaufzelle 2x angrenzt, und so, dass eine Seite der anderen Zulaufzelle 2y an eine Position der anderen Hälfte der einen Seite der einen Ablaufzelle 2x angrenzt. Ferner werden alle Zulaufzellen 2y, die an die eine Ablaufzelle 2x angrenzen, so angeordnet, dass eine Seite der Zulaufzelle 2y an eine Seite der anderen Zulaufzelle 2y angrenzt. Die Anordnung der Zulaufzellen 2y in diesem Zustand bedeutet, dass „die Zulaufzellen 2y die Ablaufzelle 2x” umgeben. Eine Region, die die Ablaufzelle 2x am außersten Umfang des Wabensegments 4 positioniert und die Zulaufzellen 2y um die Ablaufzelle 2x angeordnet umfasst, wird mitunter als „die Umfangsregion des Wabensegments 4” bezeichnet.
  • Die Zellen 2 des Wabensegments 4 umfassen Trennwand-Vollrand-Zellen 2a und Umfangswand-Teilrand-Zellen 2b. Die Trennwand-Vollrand-Zellen 2a sind die Zellen 2, bei denen die Ränder der Zellen 2 nur von den Trennwänden 1 umgeben sind. Die Umfangswand-Teilrand-Zellen 2b sind die Zellen 2, bei denen die Ränder der Zellen 2 von den Trennwänden 1 und den Segmentumfangswänden 3 umgeben sind. Eine Form für einen Querschnitt der Umfangswand-Teilrand-Zelle 2b senkrecht zur Verlaufsrichtung der Zellen 2 umfasst eine Form zumindest eines Teils der Trennwand-Vollrand-Zelle 2a. Eine Region, in der die Trennwand-Vollrand-Zellen 2a vorliegen, ist als eine Trennwand-Vollrand-Zellenregion 18 definiert, und eine Region, in der die Umfangswand-Teilrand-Zellen 2b vorliegen, ist als eine Umfangswand-Teilrand-Zellenregion 19 definiert.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform werden eine durchschnittliche Schnittfläche der Zulaufzellen 2y und eine durchschnittliche Schnittfläche der Ablaufzellen 2x sowohl in der Trennwand-Vollrand-Zellenregion 18 als auch der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion 19 wie in den folgenden (A) bis (D) bezeichnet.
    • (A) Die durchschnittliche Schnittfläche der Zulaufzellen 2y in der Trennwand-Vollrand-Zellenregion 18 ist mit „S1zu” bezeichnet. Nachstehend wird die Fläche mitunter als „die durchschnittliche Schnittfläche S1zu” bezeichnet.
    • (B) Die durchschnittliche Schnittfläche der Ablaufzellen 2x in der Trennwand-Vollrand-Zellenregion 18 ist mit „S1ab” bezeichnet. Nachstehend wird die Fläche mitunter als „die durchschnittliche Schnittfläche S1ab” bezeichnet.
    • (C) Die durchschnittliche Schnittfläche der Zulaufzellen 2y in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion 19 ist mit „S2zu” bezeichnet. Nachstehend wird die Fläche mitunter als „die durchschnittliche Schnittfläche S2zu” bezeichnet.
    • (D) Die durchschnittliche Schnittfläche der Ablaufzellen 2x in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion 19 ist mit „S2ab” bezeichnet. Nachstehend wird die Fläche mitunter als „die durchschnittliche Schnittfläche S2ab” bezeichnet.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Wert (S1zu/S1ab), erhalten durch Dividieren der durchschnittlichen Schnittfläche S1zu durch die durchschnittliche Schnittfläche S1ab, mit „R1s” bezeichnet. Ein Wert (S2zu/S2ab), erhalten durch Dividieren der durchschnittlichen Schnittfläche S2zu durch die durchschnittliche Schnittfläche S2ab, ist mit „R2s” bezeichnet.
  • Die verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform weist die bedeutende Charakteristik auf, dass das Verhältnis der oben erwähnten R2s zu R1s in einem Bereich des 1,7-Fachen oder mehr und 2,0-Fachen oder weniger liegt. Mit anderen Worten, die verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform ist so beschaffen, dass das Verhältnis (d. h. R1s und R2s) der durchschnittlichen Schnittfläche der Zulaufzellen 2y zu der durchschnittlichen Schnittfläche der Ablaufzellen 2x in der Trennwand-Vollrand-Zellenregion 18 und der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion 19 variiert. Die so beschaffene verschlossene Wabenstruktur 100 kann den Effekt erzeugten, dass eine Erhöhung des Druckabfalls unterbunden werden kann, während gleichzeitig die isostatische Festigkeit aufrechterhalten wird. Beispielsweise werden durch den Einsatz der oben erwähnten Beschaffenheit die offenen Enden der Zulaufzellen 2y nur schwer mit Feststoffteilchen wie Ruß verstopft, und die Erhöhung des Druckabfalls kann effektiv unterbunden werden.
  • Bei einer herkömmlichen verschlossenen Wabenstruktur mit segmentierter Struktur erscheinen üblicherweise Teile „wiederholter Anordnungsmuster von Zellen” in jedem Wabensegment in einem unvollständigen Zustand in einem Umfangsabschnitt des Wabensegments wieder. Beispielsweise wird eine angemessene Größe (z. B. die Größe jeder Endfläche) für das Wabensegment entsprechend einem Verwendungszweck oder dergleichen bestimmt. Daher sind bei der Zellenform des Umfangsabschnitts des Wabensegments „die wiederholten Anordnungsmuster der Zellen” oftmals unterbrochen. Ferner wird bei der verschlossenen Wabenstruktur mit segmentierter Struktur tendenziell davon ausgegangen, dass Einschränkungen der Konfiguration jedes „der wiederholten Anordnungsmuster der Zellen” oder Einschränkungen der Größe des Wabensegments wichtig sind, und es wurde nicht berücksichtigt, dass die Zellenform des Umfangsabschnitts des Wabensegments wichtig ist. Der betreffende Erfinder hat festgestellt, dass die Zellenform des Umfangsabschnitts des Wabensegments, insbesondere das Verhältnis der durchschnittlichen Schnittfläche der Zulaufzellen zu der durchschnittlichen Schnittfläche der Ablaufzellen, großen Einfluss auf den Druckabfall der verschlossenen Wabenstruktur mit segmentierter Struktur hat, und daraufhin die vorliegende Erfindung vervollständigt.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform ist das oben erwähnte Verhältnis R2s zu R1s in einem Bereich des 1,7-Fachen oder mehr und 2,0-Fachen oder weniger eingestellt, um so die Erhöhung des Druckabfalls zu unterbinden. Die verschlossene Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform bedarf keiner speziellen Veränderungen der Gesamtstruktur des Wabensegments 4, z. B. der Dicke der Trennwände 1, der Zelldichte oder dergleichen, und daher verursacht die Struktur keine erkennbaren Verschlechterungen der isostatischen Festigkeit. Folglich kann beispielsweise effektiv die Erhöhung des Druckabfalls der verschlossenen Wabenstruktur unterbunden werden, bei gleichzeitig ausreichendem Erwerb isostatischer Festigkeit, die zum Halten der verschlossenen Wabenstruktur in einer Abgasreinigungsvorrichtung als notwendig erachtet wird.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform wird es, wenn das Verhältnis R2s zu R1s kleiner ist als das 1,7-Fache oder das 2,0-Fache übersteigt, schwierig, die Erhöhung des Druckabfalls zu unterbinden. Bevorzugt liegt das Verhältnis R2s zu R1s im Bereich des 1,8-Fachen oder mehr und 1,9-Fachen oder weniger. Mit dieser Beschaffenheit kann die Erhöhung des Druckabfalls der verschlossenen Wabenstruktur noch effektiver unterbunden werden.
  • Die durchschnittliche Schnittfläche S1zu der Zulaufzellen der Trennwand-Vollrand-Zellenregion beträgt bevorzugt 0,8 bis 3,0 mm2 und stärker bevorzugt 1,2 bis 2,5 mm2. Die durchschnittliche Schnittfläche S1ab der Ablaufzellen der Trennwand-Vollrand-Zellenregion beträgt bevorzugt 1,0 bis 10,0 mm2 und stärker bevorzugt 2,0 bis 8,0 mm2. So werden die durchschnittlichen Schnittflächen wie oben beschrieben in derartigen Zahlenbereichen eingestellt, dass die Erhöhung des Druckabfalls effektiv unterbunden werden kann, während gleichzeitig eine erkennbare Verschlechterung der isostatischen Festigkeit noch effektiver unterbunden wird.
  • Die durchschnittliche Schnittfläche S1zu der Zulaufzellen, die durchschnittliche Schnittfläche S1ab der Ablaufzellen, die durchschnittliche Schnittfläche S2zu der Zulaufzellen und die durchschnittliche Schnittfläche S2ab der Ablaufzellen sind beispielsweise mit Hilfe der folgenden Verfahren erhältlich. Zunächst wird jedes Wabensegment in der axialen Richtung zerschnitten, und der Querschnitt des zerschnittenen Wabensegments wird abgebildet. Als nächstes wird eine Schnittfläche jeder Zelle in einem durch die Abbildung erhaltenen Bild gemessen, und die durchschnittlichen Schnittflächen der Zulaufzellen und Ablaufzellen der Trennwand-Vollrand-Zellenregion sowie die durchschnittlichen Schnittflächen der Zulaufzellen und Ablaufzellen der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion werden berechnet. Alternativ kann, wenn die Schnittflächen der jeweiligen Zellen in der Zellenverlaufsrichtung konstant sind, eine Messung der Flächen der offenen Enden der jeweiligen Zellen an Stelle der Messung der Schnittflächen der jeweiligen Zellen erfolgen. Beispielsweise werden die Zulaufendfläche und Ablaufendfläche des Wabensegments abgebildet, und in dem erhaltenen Bild werden die Flächen der offenen Enden der jeweiligen Zellen gemessen. Dann werden auf der Basis der gemessenen Flächen der offenen Enden der jeweiligen Zellen Durchschnittswerte bezüglich der Zulaufzellen und Ablaufzellen der Trennwand-Vollrand-Zellenregion sowie der Zulaufzellen und Ablaufzellen der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion berechnet. Die berechneten Durchschnittswerte sind die durchschnittlichen Schnittflächen der jeweiligen Zellen. Ferner kann auch ein Durchschnittswert von Zellenöffnungsbreiten aus dem Bild erhalten werden, das mit einem ähnlichen Verfahren wie dem oben erwähnten Verfahren erhalten wurde. Im Speziellen werden, was das durch das Abbilden erhaltene Bilde anbelangt, die Öffnungsbreiten der jeweiligen Zellen gemessen, und ein Durchschnittswert der Öffnungsbreiten wird berechnet, wobei der Durchschnittswert für die Zellenöffnungsbreiten erhalten werden kann.
  • Es gibt keine besonderen Einschränkungen für die Gesamtform der verschlossenen Wabenstruktur 100. Beispielsweise ist die Gesamtform der in 1 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur 100 eine runde Säulenform, welche die runde Zulaufendfläche 11 und Ablaufendfläche 12 umfasst. Überdies, auch wenn in der Zeichnung nicht gezeigt, kann die Gesamtform der verschlossenen Wabenstruktur eine Säulenform sein, die die Zulaufendfläche und die Ablaufendfläche umfasst, die eine im Wesentlichen runde Form wie eine elliptische Form, eine Rennstreckenform oder eine längliche Form haben. Alternativ kann die Gesamtform der verschlossenen Wabenstruktur eine prismatische säulenförmige Form sein, die die Zulaufendfläche und Ablaufendfläche umfasst, die eine polygonale Form wie eine viereckige Form oder eine sechseckige Form haben.
  • Es gibt keine besonderen Einschränkungen für das Material, das das Wabensegment bildet, hinsichtlich der Festigkeit, Wärmebeständigkeit, Haltbarkeit und dergleichen ist eine Hauptkomponente vorzugsweise aber eine Keramik aus Oxiden oder Nicht-Oxiden, ein Metall oder dergleichen. Im Speziellen wird in Betracht gezogen, dass Beispiele für Keramik Cordierit, Mullit, Aluminiumoxid, Spinell, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und Aluminiumtitanat umfassen. Es wird in Betracht gezogen, dass Beispiele für das Metall ein Fe-Cr-Al-basiertes Metall und metallisches Silicium umfassen. Bevorzugt ist die Hauptkomponente eine oder zumindest zwei, ausgewählt aus diesen Materialien. Hinsichtlich der hohen Festigkeit, hohen Wärmebeständigkeit und dergleichen ist die Hauptkomponente besonders bevorzugt eine oder zumindest zwei, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aluminiumoxid, Mullit, Aluminiumtitanat, Cordierit, Siliciumcarbid und Siliciumnitrid. Ferner ist aus Sicht einer hohen Wärmeleitfähigkeit, hohen Wärmebeständigkeit und dergleichen Siliciumcarbid oder ein Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial besonders geeignet. Hier ist unter der „Hauptkomponente” eine Komponente zu verstehen, die 50 Masse-% oder mehr, bevorzugt 70 Masse-% oder mehr und stärker bevorzugt 80 Masse-% oder mehr des Wabensegments bildet.
  • Es gibt keine besondere Einschränkung für das Material für die Verschlussabschnitte. Bevorzugt umfasst das Material für die Verschlussabschnitte eines oder zumindest zwei, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus verschiedenen Keramiken und dem Metall, welche die oben erwähnten Beispiele für das geeignete Material für das Wabensegment sind.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform werden mehrere Wabensegmente (im Speziellen mehrere verschlossene Wabensegmente) über die Bindungsschicht aneinander gebunden. Gemäß dieser Beschaffenheit kann die thermische Beanspruchung, die auf die verschlossene Wabenstruktur ausgeübt wird, verteilt werden, und die Erzeugung von Rissen aufgrund eines lokalen Temperaturanstiegs kann verhindert werden.
  • Es gibt keine besonderen Einschränkungen für die Größe des Wabensegments. Ist ein Wabensegment jedoch zu groß, könnte der Effekt einer Verhinderung der Erzeugung von Rissen nicht ausreichend erzielt werden. Ist andererseits ein Wabensegment zu klein, könnte der Vorgang des Verbindens der Wabensegmente über die Bindungsschicht mühsam werden.
  • Es gibt keine besonderen Einschränkungen für die Form des Wabensegments. Ein Beispiel für die Form des Wabensegments ist eine prismatische säulenförmige Form, bei der eine Schnittform senkrecht zur axialen Richtung des Wabensegments eine polygonale Form wie eine viereckige Form oder eine sechseckige Form ist. Es sei angemerkt, dass das Wabensegment, das am äußersten Umfang der verschlossenen Wabenstruktur angeordnet ist, erhalten werden kann, indem ein Teil der prismatischen säulenförmigen Form entsprechend der Gesamtform der verschlossenen Wabenstruktur bearbeitet, beispielsweise geschliffen wird.
  • Wie in 1 bis 5 gezeigt, werden bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform vorbestimmte wiederholte Anordnungsmuster jedes Wabensegments 4 durch die Trennwand-Vollrand-Zellen 2a gebildet. Die Trennwand-Vollrand-Zellen 2a umfassen die Zulaufzellen 2y und die Ablaufzellen 2x, und was die Zulaufzelle 2y, die die wiederholten Anordnungsmuster bildet, anbelangt, ist eine Schnittform der Zulaufzelle 2y senkrecht zu einer Mittelachsenrichtung offensichtlich im Wesentlichen fünfeckig. Ferner ist, was die Ablaufzelle 2x, welche die wiederholten Anordnungsmuster bildet, anbelangt, die Schnittform der Ablaufzelle 2x senkrecht zu der Mittelachsenrichtung offensichtlich im Wesentlichen quadratisch. Die obige „Schnittform” ist die Form, die sich im Querschnitt jeder Zelle 2 zeigt, wenn die Zelle in einer Ebene senkrecht zu der Mittelachsenrichtung geschnitten wird, und die Form des Abschnitts, der von den Trennwänden 1, die die Zelle 2 bilden, umgeben ist. Ferner sind bei dem Wabensegment 4 der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform die wiederholten Anordnungsmuster der Zellen so angeordnet, dass acht Zulaufzellen 2y mit einer im Wesentlichen fünfeckigen Schnittform die Ablaufzelle 2x mit einer im Wesentlichen quadratischen Schnittform umgeben. Gemäß dieser Beschaffenheit kann sich bei der verschlossenen Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform, im Gegensatz zu der herkömmlichen verschlossenen Wabenstruktur, die Filterfläche des Wabensegments 4 erhöhen, wenn die Struktur als ein Filter genutzt wird. Folglich kann der Druckabfall während der PM-Abscheidung verringert werden. Ferner grenzen bei dem Wabensegment 4 mit dieser Beschaffenheit die Ablaufzellen 2x nicht aneinander, und der gesamte Umfang der Ablaufzelle 2x wird von den Zulaufzellen 2y umgeben. In der Folge kann die offene Frontfläche der Ablaufzelle 2x erhöht werden, und die Anzahl der Ablaufzellen 2x kann kleiner sein als die Anzahl der Zulaufzellen 2y, so dass der Druckabfall im Anfangsstadium der Nutzung der verschlossenen Wabenstruktur 100 verringert werden kann.
  • Wie in 1 bis 5 gezeigt, ist die Zulaufzelle 2y mit einer im Wesentlichen fünfeckigen Schnittform nicht regelmäßig fünfeckig, sondern hat bevorzugt eine sogenannte Home-Base-Form, bei der die Innenwinkel im Uhrzeigersinn ausgehend von einem Scheitelpunkt beispielsweise 90°, 135°, 90°, 90° und 135° betragen. Gemäß dieser Beschaffenheit sind vier Zulaufzellen 2y angrenzend so ausgebildet, dass sich Eckabschnitte der jeweiligen Home-Base-Formen an Punktseiten treffen. In einem Abschnitt, in dem sich die Eckabschnitte der jeweiligen Home-Base-Formen der vier Zulaufzellen 2y an den Punkseiten treffen, stehen zwei Trennwände 1 senkrecht zueinander, die Wärmekapazität der Trennwände 1 in dem Abschnitt, in dem sich die Eckabschnitte treffen, kann stark aufrechterhalten werden, und die thermische Beanspruchung während der PM-Verbrennung kann entspannt werden.
  • Wie in 8 gezeigt, übersteigt ein Abstand P, welcher ein Abstand zwischen der Trennwand 1, die eine erste Seite 13 der Ablaufzelle 2x bildet, und der Trennwand 1, welche eine zweite Seite 14 bildet, die der ersten Seite 13 der Ablaufzelle 2x gegenüberliegt, ist, 0,8 mm und beträgt weniger als 3,8 mm. Der Abstand P kennzeichnet den kürzesten Abstand, der die Mitte der Trennwand 1, welche die erste Seite 13 in der Dickenrichtung bildet, mit der Mitte der Trennwand 1, welche die gegenüberliegende zweite Seite 14 in der Dickenrichtung bildet, verbindet. Wie andererseits in 8 gezeigt, ist ein Abstand zwischen der Trennwand 1, welche eine dritte Seite 15 der Zulaufzelle 2y bildet, die im Wesentlichen parallel zu einer Seite der Ablaufzelle 2x ist und an diese angrenzt, und der Trennwand 1, welche eine vierte Seite 16 gegenüber der dritten Seite 15 der Zulaufzelle 2y bildet, als ein Abstand Q definiert. Bevorzugt liegt das Verhältnis des Abstands Q zum Abstand P in einem Bereich von 0,2 oder mehr und weniger als 1,6. Der Abstand Q kennzeichnet den kürzesten Abstand, der die Mitte der Trennwand 1, welche die dritte Seite 15 in der Dickenrichtung bildet, mit der Mitte der Trennwand 1, welche die gegenüberliegende vierte Seite 16 in der Dickenrichtung bildet, verbindet. Die Beziehung zwischen dem Abstand P und dem Abstand Q wird in dem obigen Bereich eingestellt, wobei sich der anfängliche Druckabfall und der Druckabfall während der PM-Abscheidung bevorzugt mit einem guten Gleichgewicht verringern. 8 ist eine schematische teilvergrößerte Ansicht der ersten Ausführungsform der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus.
  • Die Dicke der Segmentumfangswand des Wabensegments beträgt bevorzugt 0,3 bis 1,0, stärker bevorzugt 0,3 bis 0,8 mm und besonders bevorzugt 0,4 bis 0,6 mm. Ist die Dicke der Segmentumfangswand des Wabensegments kleiner als 0,3 mm, verschlechtert sich die Festigkeit des Wabensegments ungünstig. Übersteigt die Dicke der Segmentumfangswand des Wabensegments 1,0 mm, steigt der Druckabfall ungünstig, und die Wärmeschockbeständigkeit verschlechtert sich ungünstig.
  • Die Dicke der Bindungsschicht beträgt bevorzugt 0,5 bis 1,5 mm, stärker bevorzugt 0,7 bis 1,3 mm und besonders bevorzugt 0,8 bis 1,2 mm. Ist die Dicke der Bindungsschicht kleiner als 0,5 mm, verschlechtert sich die Wärmeschockbeständigkeit ungünstig. Übersteigt die Dicke der Bindungsschicht 1,5 mm, steigt der Druckabfall ungünstig.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform haben sowohl die Zulaufzelle als auch die Ablaufzelle bevorzugt eine Schnittform in der Trennwand-Vollrand-Zellenregion. Mit anderen Worten, vorzugsweise haben alle Zulaufzellen der Trennwand-Vollrand-Zellenregion dieselbe Schnittform. Ferner haben vorzugsweise alle Ablaufzellen der Trennwand-Vollrand-Zellenregion dieselbe Schnittform. Erfüllt die verschlossene Wabenstruktur mit dieser Beschaffenheit die jeweils oben beschriebenen Bedingungen, kann die Erhöhung des Druckabfalls aufgrund der Abscheidung nicht brennbarer Feststoffteilchen geeignet unterbunden werden, während gleichzeitig die isostatische Festigkeit oder die Wärmeschockbeständigkeit geeignet aufrechterhalten werden.
  • Ferner umfassen bei der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform die Trennwand-Vollrand-Zellen vorzugsweise zwei oder mehr Arten von Zellen mit unterschiedlichen Schnittformen. Bei der in 1 bis 5 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur 100 sind die Ablaufzellen 2x mit einer im Wesentlichen quadratischen Schnittform die Trennwand-Vollrand-Zellen 2a mit einer ersten Schnittform, und die Zulaufzellen 2y mit einer im Wesentlichen fünfeckigen Schnittform sind die Trennwand-Vollrand-Zellen 2a mit einer zweiten Schnittform. Gemäß dieser Beschaffenheit bilden zumindest zwei Arten von Zellen mit unterschiedlichen Schnittformen geeignet vorbestimmte wiederholte Anordnungsmuster. Es sei angemerkt, dass, wenn die Zellenschnittform polygonal ist, jeder Eckabschnitt der polygonalen Form eine gekrümmte Form mit einem Radius aufweisen kann. Beispielsweise bezieht sich die im Wesentlichen quadratische Form in der Regel auf eine quadratische Schnittform und eine gekrümmte quadratische Schnittform, bei der zumindest ein Eckabschnitt der quadratischen Form in der gekrümmten Form mit dem Radius ausgebildet ist. Dem ähnlich bezieht sich die im Wesentlichen fünfeckige Form in der Regel auf eine fünfeckige Schnittform und eine gekrümmte fünfeckige Schnittform, bei der zumindest ein Eckabschnitt der fünfeckigen Form in der gekrümmten Form mit dem Radius ausgebildet ist.
  • Ist der kürzeste Abstand bei wechselseitigen Abständen zwischen zwei gegenüberliegenden Trennwänden 1 in den Zulaufzellen 2y die Zellenöffnungsbreite, beträgt der Durchschnittswert der Zellenöffnungsbreiten der Zulaufzellen 2y bevorzugt 0,5 mm oder mehr. Mit dieser Beschaffenheit kann unterbunden werden, dass die Zellen mit PM wie Ruß verstopft werden. Der Durchschnittswert der Zellenöffnungsbreiten der Zulaufzellen beträgt stärker bevorzugt 0,8 mm oder mehr und besonders bevorzugt 1,0 mm oder mehr.
  • Es gibt keine besonderen Einschränkungen für die Dicke der Trennwände 1. Beispielsweise beträgt die Dicke der Trennwand 1, die zwischen einer Seite einer Zelle 2 und einer Seite der anderen Zelle 2, die im Wesentlichen parallel zu der einen Zelle 2 ist und an diese angrenzt, vorliegt, bevorzugt 0,07 bis 0,51 mm, stärker bevorzugt 0,10 bis 0,46 mm und besonders bevorzugt 0,12 bis 0,38 mm. Ist die Dicke der Trennwände 1 kleiner als 0,07 mm, wird die Bildung des Wabensegments 4 ungünstigerweise schwierig. Ist andererseits die Dicke der Trennwände 1 größer als 0,51 mm, ist die Dicke aus Sicht des Erhalts von Filterfläche und der Verringerung des Druckabfalls unvorteilhaft.
  • Ferner umfasst eines von geeigneten Beispielen für die verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform jedes wie folgt beschaffene Wabensegment. Bei den Zulaufzellen 2y beträgt die geometrische Oberfläche GSA bevorzugt 10 bis 30 cm2/cm3 und stärker bevorzugt 12 bis 18 cm2/cm3. Hier wird die oben erwähnte „geometrische Oberfläche GSA” als ein Wert (S/V) bezeichnet, der durch Dividieren aller inneren Oberflächen (S) der Zulaufzellen 2a durch das Gesamtvolumen (V) des Wabensegments erhalten wird. In der Regel kann sich die Dicke der an den Trennwänden abgeschiedenen PM verringern, wenn die Filterfläche des Filters zunimmt, und so kann der Druckabfall der verschlossenen Wabenstruktur minimiert werden, indem die geometrische Oberfläche (GSA) in dem oben erwähnten Zahlenbereich eingestellt wird. Mithin erhöht sich der Druckabfall während der PM-Abscheidung ungünstig, wenn die geometrische Oberfläche (GSA) der Zulaufzellen 2y kleiner ist als 10 cm2/cm3. Wenn andererseits die GSA größer ist als 30 cm2/cm3, erhöht sich der anfängliche Druckabfall ungünstig.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform hat eine offene Frontfläche des Zellenquerschnitts der Zulaufzelle 2y ein Verhältnis von bevorzugt 20 bis 70% und stärker bevorzugt 25 bis 65%. Ist das Verhältnis der offenen Frontfläche des Zellenquerschnitts der Zulaufzelle 2y kleiner als 20%, erhöht sich der anfängliche Druckabfall ungünstig. Ist ferner das Verhältnis größer als 70%, erhöht sich die Filtrierrate, wodurch sich die PM-Auffangeffizienz verschlechtert, und ferner geht ungünstigerweise die Festigkeit der Trennwände 1 verloren. Hierbei ist unter dem „Verhältnis der offenen Frontfläche des Zellenquerschnitts der Zulaufzelle 2y” das Verhältnis „der Summe von Schnittflächen der Zulaufzellen 2y” zu der Summe „einer Schnittfläche aller Trennwände 1, die in der verschlossenen Wabenstruktur ausgebildet sind” und „der Summe von Schnittflächen aller Zellen 2” im Querschnitt der verschlossenen Wabenstruktur vertikal zu der Mittelachsenrichtung zu verstehen.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform beträgt der hydraulische Durchmesser jeder der Trennwand-Vollrand-Zellen 2a bevorzugt 0,5 bis 3,5 mm und stärker bevorzugt 0,8 bis 2,5 mm. Ist der hydraulische Durchmesser jeder der Trennwand-Vollrand-Zellen 2a kleiner als 0,5 mm, erhöht sich der anfängliche Druckabfall ungünstig. Ist andererseits der hydraulische Durchmesser jeder der Trennwand-Vollrand-Zellen 2a größer als 3,5 mm, verringert sich die Kontaktfläche des Abgases mit den Trennwänden 1, und die Reinigungseffizienz verschlechtert sich untervorteilhaft. Hierbei ist der hydraulische Durchmesser jeder der Trennwand-Vollrand-Zellen 2a ein Wert, der gemäß 4 × (Schnittfläche)/(Umfangslänge) basierend auf der Schnittfläche und der Umfangslänge jeder Trennwand-Vollrand-Zelle 2a berechnet wird. Die Schnittfläche der Trennwand-Vollrand-Zelle 2a kennzeichnet eine Fläche mit der Form (der Schnittform) der Zelle, die sich im Querschnitt der verschlossenen Wabenstruktur vertikal zur Mittelachsenrichtung zeigt, und die Umfangslänge der Zelle kennzeichnet die Länge des Umfangs der Schnittform der Zelle (Länge einer den Querschnitt umgebenden durchgezogenen Linie).
  • Hinsichtlich des Ausgleichs zwischen dem anfänglichen Druckabfall, dem Druckabfall während der PM-Abscheidung und der Auffangeffizienz gestaltet sich eine stärker bevorzugte Konfiguration der verschlossenen Wabenstruktur vorzugsweise wie folgt. Vorzugsweise werden gleichzeitig die Bedingungen erfüllt, dass die geometrische Oberfläche (GSA) der Zulaufzellen 2y 10 bis 30 cm2/cm3 beträgt und dass das Verhältnis der offenen Frontfläche des Zellenquerschnitts jeder Zulaufzelle 2y 20 bis 70% beträgt und dass der hydraulische Durchmesser jeder der mehreren Zellen 2 0,5 bis 3,5 mm beträgt. Ferner werden vorzugsweise gleichzeitig die Bedingungen erfüllt, dass die geometrische Oberfläche (GSA) der Zulaufzellen 2y 12 bis 18 cm2/cm3 beträgt und dass das Verhältnis der offenen Frontfläche des Zellenquerschnitts jeder Zulaufzelle 2y 25 bis 65% beträgt und dass der hydraulische Durchmesser jeder der mehreren Zellen 2 0,8 bis 2,5 mm beträgt.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform kann ein Katalysator auf die Trennwände 1, die die mehreren Zellen 2 bilden, geladen werden. Das Laden des Katalysators auf die Trennwände 1 gibt an, dass die Oberflächen der Trennwände 1 und die Innenwände der in den Trennwänden 1 gebildeten Poren mit dem Katalysator beschichtet werden. Beispiele für eine Art von Katalysator umfassen einen SCR-Katalysator (Zeolith, Titandioxid, Vanadium) und einen Drei-Wege-Katalysator, der zumindest zwei, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Pt, Rh und Pd, und zumindest eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aluminiumoxid, Cerdioxid und Zirconiumdioxid, umfasst. Beim Laden des Katalysators können NOx, CO, HC und dergleichen, die in dem aus einem Benzin-Direkteinspritzer, einem Dieselmotor oder dergleichen ausgestoßenen Abgas enthalten sind, entgiftet werden, und die an den Oberflächen der Trennwände 1 abgeschiedenen PM können durch einen katalytischen Vorgang leicht verbrannt und entfernt werden.
  • Bei der verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform gibt es keine besonderen Einschränkungen für ein Verfahren zum Laden eines wie oben beschriebenen Katalysators, und es kann ein Verfahren eingesetzt werden, das ein Fachmann üblicherweise durchführt. Im Speziellen ist ein Beispiel für das Verfahren ein Verfahren, bei dem mit einer Katalysatoraufschlämmung beschichtet, getrocknet und gebrannt wird.
  • (2) Verfahren zur Herstellung der verschlossenen Wabenstruktur:
  • Es gibt keine besonderen Einschränkungen für das Verfahren zur Herstellung der in 1 bis 5 gezeigten verschlossenen Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform, und die verschlossene Wabenstruktur kann beispielsweise mit Hilfe des nachstehend beschriebenen Verfahrens hergestellt werden. Zunächst wird ein geknetetes Kunststoffmaterial zur Herstellung der Wabensegmente hergestellt. Das geknetete Material zur Herstellung der Wabensegmente kann hergestellt werden, indem ein Additiv wie ein Bindemittel und Wasser einem Material zugegeben werden, das als Rohmaterialpulver aus den oben erwähnten geeigneten Materialien für die Wabensegmente ausgewählt wurde.
  • Als nächstes wird das so erhaltene geknetete Material zur Herstellung eines prismatischen säulenförmigen Wabenformkörpers, mit Trennwänden, die so angeordnet sind, dass sie mehrere Zellen umgeben, und Segmentumfangswänden, die am äußersten Umfang angeordnet sind, extrudiert. Es werden mehrere Wabenformkörper hergestellt.
  • Jeder erhaltene Wabenformkörper wird beispielsweise mit Mikrowellen und Heißluft getrocknet, und die offenen Enden der Zellen werden mit einem ähnlichen Material wie dem Material, das bei der Herstellung des Wabenformkörpers verwendet wurde, verschlossen, wodurch die Verschlussabschnitte erzeugt werden. Nach dem Anordnen der Verschlussabschnitte kann der Wabenformkörper weiter getrocknet werden.
  • Als nächstes wird der die erzeugten Verschlussabschnitte umfassende Wabenformkörper unter Erhalt des verschlossenen Wabensegments gebrannt. Die Brenntemperatur und die Brennatmosphäre variieren mit den Rohmaterialien, und der Fachmann kann die Brenntemperatur und Brennatmosphäre auswählen, die für das gewählte Material optimal sind. Als nächstes werden mehrere verschlossene Wabensegmente unter Verwendung eines Bindematerials aneinander gebunden und zum Aushärten getrocknet. Danach wird dem Umfang die gewünschte Form verliehen, wobei die verschlossene Wabenstruktur mit segmentierter Struktur erhalten werden kann. Als das Bindematerial kann ein Keramikmaterial verwendet werden, das durch Zugabe eines flüssigen Mediums wie Wasser angerührt wird. Ferner ist eine bearbeitete Fläche, die durch das Bearbeiten des Umfangs eines Verbundkörpers aus den verschlossenen Wabensegmenten erhalten wird, derart beschaffen, dass die Zellen freiliegen, und daher kann die Außenwand 8 durch Beschichten der bearbeiteten Fläche mit einem Umfangsabdeckmaterial gebildet werden, wie in 1 gezeigt. Als ein Material für das Umfangsabdeckmaterial kann beispielsweise dasselbe Material wie für das Bindematerial verwendet werden.
  • (Beispiele)
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • Als ein keramisches Rohmaterial wurde ein gemischtes Rohmaterial durch Mischen von Siliciumcarbidpulver (SiC-Pulver) und metallischem Siliciumpulver (Si-Pulver) in einem Masseverhältnis von 80:20 hergestellt. Diesem gemischten Rohmaterial wurde Hydroxypropylmethylcellulose als Bindemittel zugegeben, ein Wasser aufnehmendes Harz wurde als Porenbildner zugegeben, und weiterhin wurde Wasser zugegeben, wodurch ein Formungsrohmaterial erhalten wurde. Das erhaltene Formungsrohmaterial wurde mit einem Kneter geknetet, wodurch ein geknetetes Material erhalten wurde.
  • Als nächstes wurde das erhaltene geknetete Material unter Verwendung eines Vakuumextruders geformt, wodurch 16 viereckige prismatische säulenförmige Wabensegmente hergestellt wurden, die jeweils wiederholte Anordnungsmuster ähnlich denen eines in 9 gezeigten verschlossenen Wabensegments 104A aufwiesen. Hierbei ist 9 eine Draufsicht, die schematisch das verschlossene Wabensegment zur Verwendung in einer verschlossenen Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1, betrachtet von der Seite der Zulaufendfläche aus, zeigt.
  • In 9 kennzeichnet Bezugsziffer 104 ein Wabensegment, und Bezugsziffer 105 kennzeichnet einen Verschlussabschnitt. Das Wabensegment 104 weist poröse Trennwände 101, die so angeordnet sind, dass sie mehrere Zellen 102 umgeben, und Segmentumfangswände 103, die am äußersten Umfang angeordnet sind, auf. Die Verschlussabschnitte 105 sind so angeordnet, dass sie abwechselnd offene Enden der jeweiligen Zellen 102 in einer Zulaufendfläche und einer Ablaufendfläche des Wabensegments 104 verschließen. Bei dem verschlossenen Wabensegment 104A ist die Schnittform jeder Zelle 102 quadratisch, und die Ablaufzellen 102x haben eine andere Zellengröße als die Zulaufzellen 102y. Im Speziellen ist die Größe jeder Ablaufzelle 102x verhältnismäßig größer als die Größe jeder Zulaufzelle 102y. Ferner ist bei dem verschlossenen Wabensegment 104A jede der Schnittformen der Zulaufzelle 102y und der Ablaufzelle 102x bei einer Trennwand-Vollrand-Zelle 102a und einer Umfangswand-Teilrand-Zelle 102b dieselbe.
  • Als nächstes wurden die erhaltenen Wabensegmente mit Hilfe von Hochfrequenzinduktionserwärmung und dann unter Verwendung eines Heißlufttrockners bei 120°C für 2 Stunden getrocknet. Ferner lag das Wabensegment während des Trocknens so, dass seine Ablaufendfläche senkrecht nach unten zeigte, und das Wabensegment wurde getrocknet.
  • Es wurden Verschlussabschnitte in den getrockneten Wabensegmenten gebildet. Zu Beginn wurde eine Zulaufendfläche jedes Wabensegments maskiert. Als nächstes wurde ein maskierter Endabschnitt (der Endabschnitt auf der Seite der Zulaufendfläche) in eine Verschlussaufschlämmung getaucht, um so die Verschlussaufschlämmung in die offenen Enden der Zellen (Ablaufzellen) zu laden, die nicht maskiert waren. So wurden die Verschlussabschnitte auf der Seite der Zulaufendfläche des Wabensegments gebildet. Danach wurde eine Ablaufendfläche des getrockneten Wabensegments auf ähnliche Weise maskiert und getaucht, um so auch in den Zulaufzellen Verschlussabschnitte zu bilden.
  • Dann wurde jedes die gebildeten Verschlussabschnitte umfassende Wabensegment entfettet und unter Erhalt eines verschlossenen Wabensegments gebrannt. Was die Entfettungsbedingungen anbelangt, wurde das Entfetten bei 550°C für 3 Stunden durchgeführt, und was die Brennbedingungen anbelangt, wurde das Brennen bei 1.450°C unter Argonatmosphäre für 2 Stunden durchgeführt. Während des Brennens lag das die gebildeten Verschlussabschnitte umfassende Wabensegment so, dass seine Ablaufendfläche senkrecht nach unten zeigte, und das Wabensegment wurde gebrannt.
  • Wie oben beschrieben, wurden die verschlossenen Wabensegmente zur Verwendung bei der Herstellung der verschlossenen Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 hergestellt. Ähnlich wie bei dem in 9 gezeigten verschlossenen Wabensegment war jedes hergestellte verschlossene Wabensegment so beschaffen, dass die Ablaufzellen 102x mit einer relativ großen Schnittform und die Zulaufzellen 102y mit einer relativ kleinen Schnittform abwechselnd über die Trennwände 101 angeordnet waren. Die Ausführung des verschlossenen Wabensegments mit der oben erwähnten Beschaffenheit ist als „Ausführung C” definiert. Tabelle 1 zeigt die Ausführung des in Vergleichsbeispiel 1 verwendeten verschlossenen Wabensegments in der Spalte „Ausführung”.
  • Bei jedem hergestellten verschlossenen Wabensegment war der Querschnitt senkrecht zur Achsenrichtung quadratisch, und die Länge einer Seite dieser quadratischen Form (Segmentgröße) betrug 37,9 mm. Ferner betrug die Länge des Wabensegments in der Achsenrichtung 152,4 mm. Ferner betrug bei dem verschlossenen Wabensegment der in 9 gezeigte Abstand CP1 1,3 mm, der Abstand CP2 betrug 1,6 mm, und die Dicke der Trennwände betrug 0,15 mm. Tabelle 1 zeigt Werte für die „Trennwanddicke (mm)”, den „Abstand CP1 (mm)” und den „Abstand CP2 (mm)”. Ferner betrug bei dem hergestellten verschlossenen Wabensegment die Dicke einer Segmentumfangswand 0,5 mm. Tabelle 1 zeigt die Dicke der Segmentumfangswand in der Spalte „Dicke Segmentumfangswand (mm)”. Es sei angemerkt, dass die verschlossene Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 so beschaffen ist, dass der Abstand CP1 und der Abstand CP2 dieselbe Länge in der Längsrichtung und der Seitenrichtung haben, wie in 9 gezeigt.
  • Für jedes hergestellte verschlossene Wabensegment wurde die Zellenöffnungsbreite der Zulaufzellen gemessen. Der Durchschnittswert für die Zellenöffnungsbreiten der Zulaufzellen betrug 1,5 mm. Andererseits wurde für jedes hergestellte verschlossene Wabensegment die durchschnittliche Schnittfläche der Zulaufzellen erhalten. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse. Die durchschnittliche Schnittfläche der Zulaufzellen betrug 1 mm2. Tabelle 2 zeigt das Ergebnis in der Spalte „durchschnittliche Schnittfläche S2zu der Zulaufzellen in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion”. Ferner waren bei dem in Vergleichsbeispiel 1 hergestellten verschlossenen Wabensegment die Zellenstrukturen in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion und der Trennwand-Vollrand-Zellenregion dieselben, und daher war R2s 1,0 mal größer als R1s (d. h. derselbe Wert). Tabelle 2 zeigt das Verhältnis (Vergrößerung) R2s zu R1s in der Spalte „Verhältnis(-Fache) R2s zu R1s”.
  • Die 16 gebrannten verschlossenen Wabensegmente wurden unter Verwendung eines Bindematerials monolithisch gebunden. Das Bindematerial enthielt anorganische Teilchen und ein anorganisches Haftmittel als Hauptkomponenten und ein organisches Bindemittel, ein oberflächenaktives Mittel, ein verschäumbares Harz, Wasser und andere Nebenkomponenten. Als die anorganischen Teilchen wurden plattenförmige Teilchen verwendet, und als das anorganische Haftmittel wurde kolloidales Siliciumdioxid (Kieselsol) verwendet. Als die plattenförmigen Teilchen wurde Glimmer verwendet. Der durch monolithisches Binden der 16 Wabensegmente erhaltene Umfang eines Wabensegment-Verbundkörpers wurde geschliffen und in eine runde Säulenform gebracht, und seine Umfangsfläche wurde mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet, wodurch die verschlossene Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurde. Bei der verschlossenen Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 betrug der Durchmesser jeder Endfläche 143,8 mm. Das Beschichtungsmaterial enthielt Keramikpulver, Wasser und ein Bindemittel. Die Breite der aus dem Bindematerial gefertigten Bindungsschicht betrug 1 mm. Tabelle 1 zeigt die Breite der Bindungsschicht in der Spalte „Dicke Bindungsschicht (mm)”. [Tabelle 1]
    Figure DE102017008765A1_0002
    [Tabelle 2]
    Figure DE102017008765A1_0003
  • (Vergleichsbeispiel 2)
  • Es wurde ein geknetetes Material mit Hilfe eines ähnlichen Verfahrens wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, und das erhaltene geknetete Material wurde unter Verwendung eines Vakuumextruders geformt, wodurch 16 viereckige prismatische säulenförmige Wabensegmente erzeugt wurden, die jeweils wiederholte Anordnungsmuster ähnlich denen des in 10 gezeigten verschlossenen Wabensegments 204A aufwiesen. Es sei angemerkt, dass die „wiederholten Anordnungsmuster ähnlich denen des in 10 gezeigten verschlossenen Wabensegments 204A” die wiederholten Anordnungsmuster sind, die jeweils 8 Zulaufzellen 202y mit einer fünfeckigen Schnittform und die Ablaufzelle 202x mit einer quadratischen Schnittform umgebend angeordnet umfassen.
  • Als nächstes wurden die erhaltenen Wabensegmente mit Hilfe eines ähnlichen Verfahrens wie in Vergleichsbeispiel 1 getrocknet. Als nächstes wurden in jedem getrockneten Wabensegment unter Erhalt der wiederholten Anordnungsmuster ähnlich denen des in 10 gezeigten verschlossenen Wabensegments 204A Verschlussabschnitte gebildet. Die Ausführung jedes verschlossenen Wabensegments, das Zulaufzellen und Ablaufzellen der oben erwähnten Beschaffenheit umfasst, ist als „Ausführung A” definiert. Tabelle 1 zeigt die Ausführung des in Vergleichsbeispiel 2 verwendeten verschlossenen Wabensegments in der Spalte „Ausführung”.
  • Jedes hergestellte Wabensegment wies die „wiederholten Anordnungsmuster”, die jeweils die Ablaufzellen 202x mit der quadratischen Schnittform und die Zulaufzellen 202y mit der fünfeckigen Schnittform umfassen, in derselben Weise wie bei dem in 10 gezeigten verschlossenen Wabensegment 204A auf. Dann wurden in einem Umfangsabschnitt des verschlossenen Wabensegments 204A zwei Arten von quadratischen und rechteckigen Umfangswand-Teilrand-Zellen 202b und fünfeckigen Trennwand-Vollrand-Zellen 202a gebildet. In dem Umfangsabschnitt des verschlossenen Wabensegments 204A wurden Teile der oben erwähnten wiederholten Anordnungsmuster von den beiden Arten der quadratischen und rechteckigen Umfangswand-Teilrand-Zellen 202b und der fünfeckigen Trennwand-Vollrand-Zellen 202a teilweise reproduziert.
  • In jedem hergestellten verschlossenen Wabensegment war der Querschnitt senkrecht zur Achsenrichtung quadratisch, und die Länge einer Seite dieser quadratischen Form (Segmentgröße) betrug 37,9 mm. Ferner betrug die Länge des Wabensegments in der Achsenrichtung 152,4 mm. Ferner betrug bei dem verschlossenen Wabensegment der in 10 gezeigte Abstand P 3,3 mm, der Abstand Q betrug 0,7 mm, und die Dicke der Trennwände betrug 0,2 mm. Tabelle 1 zeigt die Werte für „Dicke Trennwand (mm)”, „Abstand P (mm)” und „Abstand Q (mm)”. Tabelle 1 zeigt den „Abstand P (mm)” in der Spalte „P oder CP1 (mm)”. Tabelle 1 zeigt den „Abstand Q (mm)” in der Spalte „Q oder CP2 (mm)”. Andererseits betrug bei dem hergestellten verschlossenen Wabensegment die Dicke einer Segmentumfangswand 0,5 mm. Tabelle 1 zeigt die Dicke der Segmentumfangswand in der Spalte „Dicke Segmentumfangswand (mm)”. Es sei angemerkt, dass die verschlossene Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 2 so beschaffen war, dass der Abstand P und der Abstand Q in der Längsrichtung und in der Seitenrichtung dieselbe Länge hatten, wie in 10 gezeigt.
  • Für jedes hergestellte verschlossene Wabensegment wurde die Zellenöffnungsbreite der Zulaufzellen gemessen. Der Durchschnittswert für die Zellenöffnungsbreiten der Zulaufzellen betrug 0,5 mm. Andererseits wurde für jedes herstellte verschlossene Wabensegment die Schnittfläche der jeweiligen Zellen unter Erhalt einer „durchschnittlichen Schnittfläche S2zu der Zulaufzellen in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion” gemessen. Die durchschnittliche Schnittfläche S2zu der Zulaufzellen in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion betrug 0,8 mm2. Tabelle 2 zeigt das Ergebnis.
  • Ferner wurde aus den Werten der gemessenen Schnittflächen auch eine „durchschnittliche Schnittfläche S1zu der Zulaufzellen in einer Trennwand-Vollrand-Zellenregion”, eine „durchschnittliche Schnittfläche S1ab der Ablaufzellen in der Trennwand-Vollrand-Zellenregion” und eine „durchschnittliche Schnittfläche S2ab der Ablaufzellen in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion” erhalten. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse. Dann wurden ein „Wert (R1s = S1zu/S1ab), erhalten durch Dividieren der durchschnittlichen Schnittfläche S1zu durch die durchschnittliche Schnittfläche S1ab,” und ein „Wert (R2s = S2zu/S2ab), erhalten durch Dividieren der durchschnittlichen Schnittfläche S2zu durch die durchschnittliche Schnittfläche S2ab”, erhalten. Bei dem hergestellten verschlossenen Wabensegment betrug R2s das 0,9-Fache von R1s.
  • Die 16 gebrannten verschlossenen Wabensegmente wurden unter Verwendung eines Bindematerials monolithisch gebunden. Es wurde ein ähnliches Bindematerial wie in Vergleichsbeispiel 1 verwendet. Die Breite der Bindungsschicht betrug 1 mm.
  • (Vergleichsbeispiel 3)
  • In Vergleichsbeispiel 3 wurde zur Herstellung einer verschlossenen Wabenstruktur die Vorgehensweise von Vergleichsbeispiel 2 wiederholt, außer dass die Beschaffenheit jedes Wabensegments wie in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt verändert wurde. Die Beschaffenheit des Wabensegments wurde dahingehend verändert, dass „Abstand P”, „Abstand Q”, „Zellenöffnungsbreite (Durchschnittswert) der Zulaufzellen” und die jeweiligen Werte wie in Tabelle 2 gezeigt waren.
  • (Beispiel 1)
  • Ein geknetetes Material wurde mit Hilfe eines ähnlichen Verfahrens wie in Vergleichsbeispiel 1 erhalten, und das erhaltene geknetete Material wurde unter Verwendung eines Vakuumextruders geformt, wodurch 16 viereckige prismatische säulenförmige Wabensegmente erzeugt wurden, die jeweils wiederholte Anordnungsmuster ähnlich denen des in 7 gezeigten verschlossenen Wabensegments 4A aufwiesen. Es sei angemerkt, dass bei jedem der „wiederholten Anordnungsmuster ähnlich denen des in 7 gezeigten verschlossenen Wabensegments 4A” acht Zulaufzellen mit einer fünfeckigen Schnittform so angeordnet sind, dass sie eine Ablaufzelle mit einer quadratischen Schnittform umgeben.
  • Jedes hergestellte Wabensegment wies die „wiederholten Anordnungsmuster”, die Ablaufzellen 2x mit einer quadratischen Schnittform und Zulaufzellen 2y mit einer fünfeckigen Schnittform umfassen, in derselben Weise wie bei dem in 7 gezeigten verschlossenen Wabensegment 4A auf. Die wiederholten Anordnungsmuster waren in einer Trennwand-Vollrand-Zellenregion 18 des Wabensegments 4 positioniert. In einer Umfangswand-Teilrand-Zellenregion 19 des Wabensegments 4 wurden die quadratischen Ablaufzellen 2x und die fünfeckigen Zulaufzellen 2y so ausgebildet, dass sie Anordnungsmuster bildeten, die teilweise Teile der oben erwähnten wiederholten Anordnungsmuster nachahmten. Die in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion 19 gebildeten Zulaufzellen 2y (d. h. Umfangswand-Teilrand-Zellen 2b) hatten jedoch eine Paar-artige Schnittform aus zwei Zulaufzellen 2y der fünfeckigen Zulaufzellen 2y, die die wiederholten Anordnungsmuster bilden.
  • Als nächstes wurden die erhaltenen Wabensegmente mit Hilfe eines ähnlichen Verfahrens wie in Vergleichsbeispiel 1 getrocknet. Als nächstes wurden in jedem getrockneten Wabensegment Verschlussabschnitte zur Bildung der wiederholten Anordnungsmuster ähnlich denen des in 7 gezeigten verschlossenen Wabensegments 4A gebildet. Die Ausführung des verschlossenen Wabensegments, das die Zulaufzellen und Ablaufzellen mit den oben erwähnten Beschaffenheiten umfasst, ist als „Ausführung B” definiert. Tabelle 1 zeigt die Ausführung des verschlossenen in Beispiel 1 verwendeten Wabensegments in der Spalte „Ausführung”.
  • In jedem hergestellten verschlossenen Wabensegment war der Querschnitt senkrecht zur Achsenrichtung quadratisch, und die Länge einer Seite dieser quadratischen Form (Segmentgröße) betrug 37,9 mm. Ferner betrug die Länge des Wabensegments in der Achsenrichtung 152,4 mm. Ferner betrug bei dem verschlossenen Wabensegment der in 7 gezeigte Abstand P 3,4 mm, der Abstand Q betrug 0,6 mm, und die Dicke der Trennwände betrug 0,2 mm. Tabelle 1 zeigt die Werte für „Dicke Trennwand (mm)”, „Abstand P (mm)” und „Abstand Q (mm)”. Ferner betrug bei dem hergestellten verschlossenen Wabensegment die Dicke einer Segmentumfangswand 0,5 mm. Tabelle 1 zeigt die Dicke der Segmentumfangswand in der Spalte „Dicke Segmentumfangswand (mm)”. Ferner war die verschlossene Wabenstruktur von Beispiel 1 so beschaffen, dass der Abstand P und der Abstand Q in der Längsrichtung und in der Seitenrichtung dieselbe Länge hatten, wie in 7 gezeigt.
  • Für jedes hergestellte verschlossene Wabensegment wurde die Zellenöffnungsbreite der Zulaufzellen gemessen. Der Durchschnittswert für die Zellenöffnungsbreiten der Zulaufzellen betrug 0,4 mm. Andererseits wurde für jedes herstellte verschlossene Wabensegment die Schnittfläche der jeweiligen Zellen unter Erhalt einer „durchschnittlichen Schnittfläche S2zu der Zulaufzellen in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion” gemessen. Die durchschnittliche Schnittfläche S2zu der Zulaufzellen in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion betrug 1,4 mm2. Tabelle 2 zeigt das Ergebnis.
  • Ferner wurde aus den Werten der gemessenen Schnittflächen auch eine „durchschnittliche Schnittfläche S1zu der Zulaufzellen in einer Trennwand-Vollrand-Zellenregion”, eine „durchschnittliche Schnittfläche S1ab der Ablaufzellen in der Trennwand-Vollrand-Zellenregion” und eine „durchschnittliche Schnittfläche S2ab der Ablaufzellen in der Umfangswand-Teilrand-Zellenregion” erhalten. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse. Dann wurden ein „Wert (R1s = S1zu/S1ab), erhalten durch Dividieren der durchschnittlichen Schnittfläche S1zu durch die durchschnittliche Schnittfläche S1ab,” und ein „Wert (R2s = S2zu/S2ab), erhalten durch Dividieren der durchschnittlichen Schnittfläche S2zu durch die durchschnittliche Schnittfläche S2ab”, erhalten. Bei dem hergestellten verschlossenen Wabensegment betrug R2s das 2,0-Fache von R1s.
  • Die 16 gebrannten verschlossenen Wabensegmente wurden unter Verwendung eines Bindematerials monolithisch gebunden. Es wurde ein ähnliches Bindematerial wie in Vergleichsbeispiel 1 verwendet. Die Breite der Bindungsschicht betrug 1 mm.
  • (Beispiele 2 bis 12)
  • In den Beispielen 2 bis 12 wurde zur Herstellung verschlossener Wabenstrukturen die Vorgehensweise von Beispiel 1 wiederholt, außer dass die Beschaffenheit jedes Wabensegments wie in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt verändert wurde und außer dass die Breite der Bindungsschicht wie in Tabelle 1 gezeigt verändert wurde. Tabelle 1 zeigt den „Abstand P”, den „Abstand Q”, die „Zellenöffnungsbreite (Durchschnittswert) der Zulaufzellen”, die „Dicke der Bindungsschicht” und die „Dicke der Segmentumfangswand” für jede der verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 2 bis 12.
  • (Vergleichsbeispiele 4 und 5)
  • In den Vergleichsbeispielen 4 und 5 wurde zur Herstellung verschlossener Wabenstrukturen die Vorgehensweise von Beispiel 1 wiederholt, außer dass die Beschaffenheit jedes Wabensegments wie in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt verändert wurde. Die Beschaffenheit des Wabensegments wurde dahingehend verändert, dass der „Abstand P”, „Abstand Q”, „Zellenöffnungsbreite (Durchschnittswert) der Zulaufzellen” und die jeweiligen Werte wie in Tabelle 2 gezeigt waren.
  • Für jede der verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wurden der Druckabfall, die isostatische Festigkeit und die Wärmeschockbeständigkeit mit Hilfe der folgenden Verfahren bewertet. Tabelle 3 zeigt die Bewertungsergebnisse. [Tabelle 3]
    Figure DE102017008765A1_0004
  • (Druckabfall)
  • Zu Beginn wurden jeweils die Massen der verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5 gemessen. Als nächstes wurde die verschlossene Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1 in der Abgasanlage eines Autos montiert, das einen Dieselmotor für das Auto aufwies, der einen Hubraum von 2,0 l hatte. Dann wurde ein Lauftest mit dem Auto durchgeführt, um mit der verschlossenen Wabenstruktur die Asche aus dem Abgas aufzufangen, und Veränderungen des Druckabfalls der verschlossenen Wabenstruktur wurden gemessen. Wenn dann der Wert für den Druckabfall um mehr als 3 kPa vom anfänglichen Druckabfall anstieg, wurde die Masse der verschlossenen Wabenstruktur gemessen. Dann wurde die Zunahme der Masse ausgehend von der Masse der verschlossenen Wabenstruktur, die vor Beginn der Messung gemessen wurde, berechnet. Die berechnete Massenzunahme wurde durch das Volumen der verschlossenen Wabenstruktur dividiert, wodurch die Menge an pro Volumeneinheit (l) abgeschiedener Asche erhalten wurde, wenn der Druckabfall um 3 kPa anstieg. Ebenso wurde für jede der verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsbeispiele 2 bis 5 die Menge der abgeschiedenen Asche in derselben Weise wie in dem oben erwähnten Verfahren erhalten. Die Bewertung des Druckabfalls bei Ascheabscheidung erfolgte gemäß den folgenden Bewertungsstandards.
    • Bewertung A: Das Verhältnis der Menge an abgeschiedener Asche betrug +30% oder mehr zu der Menge an abgeschiedener Asche von Vergleichsbeispiel 1.
    • Bewertung B: Das Verhältnis der Menge an abgeschiedener Asche betrug +20% oder mehr und weniger als +30% zu der Menge an abgeschiedener Asche von Vergleichsbeispiel 1.
    • Bewertung C: Das Verhältnis der Menge an abgeschiedener Asche betrug +10% oder mehr und weniger als +20% zu der Menge an abgeschiedener Asche von Vergleichsbeispiel 1.
    • Bewertung D: Das Verhältnis der Menge an abgeschiedener Asche betrug weniger als +10% als die Menge an abgeschiedener Asche von Vergleichsbeispiel 1.
  • (Isostatische Festigkeit)
  • Die isostatische Festigkeit wurde auf der Basis des isostatischen Bruchdehnungstestes, spezifiziert im JASO-Standard M505-87 eines Automobil-Standards, herausgegeben von der Society of Automotive Engineers of Japan, gemessen. Bei einem Test zur isostatischen Bruchfestigkeit wurde die verschlossene Wabenstruktur in einem röhrenförmigen Behälter aus Gummi platziert, der Behälter mit einem Deckel aus einer Aluminiumplatte verschlossen, und es erfolgte eine Beaufschlagung mit isostatischem Druck in Wasser. Mit anderen Worten, der isostatische Bruchdehnungstest war 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 Druckwert (MPa), wenn die verschlossene Wabenstruktur bricht. Die isostatische Festigkeit wurde gemäß den folgenden Bewertungsstandards bewertet.
    • Bewertung A: Die isostatische Festigkeit betrug 3,0 MPa oder mehr.
    • Bewertung B: Die isostatische Festigkeit betrug 2,0 MPa oder mehr und weniger als 3,0 MPa.
    • Bewertung C: Die isostatische Festigkeit betrug 1,0 MPa oder mehr und weniger als 2,0 MPa.
    • Bewertung D: Die isostatische Festigkeit betrug weniger als 1,0 MPa.
  • (Wärmeschockbeständigkeit)
  • Die Wärmeschockbeständigkeit wurde durch eine Elektroofen-Temperaturwechselbeständigkeitsprüfung gemäß dem Verfahren, spezifiziert im JASO-Standard M505-87 eines Automobilstandards, ausgegeben von der Society of Automotive Engineers of Japan, gemessen. Im Speziellen wurde die verschlossene Wabenstruktur bei Raumtemperatur zunächst in einem Elektroofen platziert, der um eine vorbestimmte Temperatur bei einer Temperatur höher als Raumtemperatur und 20 Minuten in diesem Zustand gehalten wurde. Danach wurde die verschlossene Wabenstruktur herausgenommen und auf einem Schamottestein platziert. In diesem Zustand wurde die verschlossene Wabenstruktur für 15 Minuten oder mehr stehengelassen und abgekühlt, bis die Temperatur Raumtemperatur erreicht hatte, und dann geprüft, ob Beschädigungen wie Risse in der verschlossenen Wabenstruktur erzeugt worden waren. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis Beschädigungen wie Risse in der verschlossenen Wabenstruktur erzeugt worden waren. Ferner wurde die Temperatur in dem Elektroofen bei jeder Wiederholung des obigen Vorgangs um 25°C erhöht. Die Temperatur in dem Elektroofen während des Vorgangs vor dem Vorgang, bei dem Beschädigungen wie Risse in der verschlossenen Wabenstruktur festgestellt wurden, wurde als die Sicherheitstemperatur der verschlossenen Wabenstruktur festgelegt. Die Wärmeschockbeständigkeit wurde basierend auf den folgenden Bewertungskriterien bewertet.
    • Bewertung A: Die Sicherheitstemperatur betrug 500°C oder mehr.
    • Bewertung B: Die Sicherheitstemperatur betrug 400°C oder mehr und weniger als 500°C.
    • Bewertung C: Die Sicherheitstemperatur betrug 300°C oder mehr und weniger als 400°C.
    • Bewertung D: Die Sicherheitstemperatur betrug weniger als 300°C.
  • (Ergebnis)
  • Bei den verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 12 lag das Verhältnis von R2s in einem Bereich des 1,7-Fachen oder mehr und 2,0-Fachen oder weniger. Bei den verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 12 betrug das Verhältnis der Menge abgeschiedener Asche, wenn der Druckabfall um 3 kPa anstieg, +10% oder mehr zu einem Referenzwert für die verschlossene Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1. Selbst wenn die Menge an abgeschiedener Asche anstieg, konnte der Druckabfall nur schwer erhöht werden. Mit anderen Worten, die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 12 unterbanden die Erhöhung des Druckabfalls während der Ascheabscheidung. Ferner hatten die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 12 geeignete Bewertungsergebnisse wie Bewertung C und höhere Bewertungen, auch für die Bewertung der isostatischen Festigkeit und der Wärmeschockbeständigkeit.
  • Andererseits betrug bei den verschlossenen Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 2 bis 5 das Verhältnis der Menge an abgeschiedener Asche bei einer Erhöhung des Druckabfalls um 3 kPa weniger als +10% zum Referenzwert der verschlossenen Wabenstruktur von Vergleichsbeispiel 1, und der Effekt einer Unterdrückung des Druckabfalls während der Ascheabscheidung konnte nicht ausreichend erzielt werden. Genauer gesagt, wurde bei einem Vergleich der Bewertungsergebnisse für die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 2 bis 5 bestätigt, dass in den Beispielen, in denen das Verhältnis von R2s in einem Bereich des 1,7-Fachen oder mehr und 2,0-Fachen oder weniger eingestellt wurde, selbst bei einem Anstieg der Menge an abgeschiedener Asche der Druckabfall nur schwer erhöht werden konnte. Es wurde bestätigt, dass sich in den Beispielen, in denen das Verhältnis von R2s weniger als das 1,7-Fache oder mehr als das 2,0-Fache beträgt, der Druckabfall leicht erhöht, wenn die Menge an abgeschiedener Asche zunimmt.
  • Durch einen Vergleich der Bewertungsergebnisse für die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 4 wurde bestätigt, dass sich, wenn der Durchschnittswert der Zellenöffnungsbreiten der Zulaufzellen in einem Bereich von 0,5 mm oder mehr eingestellt wird, der Effekt der Unterdrückung des Druckabfalls verbessert. Durch einen Vergleich der Bewertungsergebnisse für die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 5 bis 8 wurde bestätigt, dass sich, wenn die Dicke der Bindungsschicht in einem Bereich von 1,5 mm oder weniger eingestellt wird, der Effekt der Unterdrückung des Druckabfalls verbessert. Andererseits war zu beobachten, dass sich, wenn die Dicke der Bindungsschicht 0,4 mm beträgt, die Wärmeschockbeständigkeit etwas verschlechtert. Ferner war durch einen Vergleich der Bewertungsergebnisse für die verschlossenen Wabenstrukturen der Beispiele 9 bis 12 zu beobachten, dass sich, wenn die Dicke der Segmentumfangswand in einem Bereich von 1,0 mm oder weniger eingestellt wird, der Effekt der Unterdrückung des Druckabfalls verbessert. Andererseits war zu beobachten, dass sich, wenn die Dicke der Segmentumfangswand auf 0,2 mm eingestellt wird, die isostatische Festigkeit etwas verschlechtert.
  • Eine verschlossene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kann als ein Auffangfilter zur Beseitigung von Feststoffteilchen und dergleichen, die in einem Abgas enthalten sind, das aus einem Benzinmotor mit Direkteinspritzung, einem Dieselmotor oder dergleichen ausgestoßen wird, verwendet werden.
  • Beschreibung der Bezugsziffern
    • 1, 101 und 201: Trennwand, 2, 102 und 202: Zelle, 2a, 102a und 202a: Trennwand-Vollrand-Zelle, 2b, 102b und 202b: Umfangswand-Teilrand-Zelle, 2x, 102x und 202x: Ablaufzelle (vorbestimmte Zelle), 2y, 102y und 202y: Zulaufzelle (verbleibende Zelle), 3, 103 und 203: Segmentumfangswand, 4, 104 und 204: Wabensegment, 4A, 104A und 204A: verschlossenes Wabensegment, 5, 105 und 205: Verschlussabschnitt, 6: Bindungsschicht, 7: Wabensegment-Verbundkörper, 8: Außenwand, 11: Zulaufendfläche, 12: Ablaufendfläche, 13: erste Seite, 14: zweite Seite, 15: dritte Seite, 16: vierte Seite, 18: Trennwand-Vollrand-Zellenregion, 19: Umfangswand-Teilrand-Zellenregion, 100: verschlossene Wabenstruktur und CP1, CP2, P und Q: Abstand.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2016-200350 [0001]
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    • JP 2015-029939 A [0006]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • JASO-Standard M505-87 [0093]
    • JASO-Standard M505-87 [0094]

Claims (7)

  1. Verschlossene Wabenstruktur, umfassend: mehrere prismatische säulenförmige Wabensegmente; eine Bindungsschicht, die die Seitenflächen mehrerer Wabensegmente aneinander bindet; und Verschlussabschnitte, die in offenen Enden vorbestimmter Zellen in einer Zulaufendfläche jedes Wabensegments und in offenen Enden der verbleibenden Zellen in einer Ablaufendfläche davon angeordnet sind, wobei jedes Wabensegment poröse Trennwände, die so angeordnet sind, dass sie mehrere Zellen umgeben, die von der Zulaufendfläche zu der Ablaufendfläche verlaufen, und Segmentumfangswände, die am äußersten Umfang angeordnet sind, aufweist, im Querschnitt des Wabensegments senkrecht zur Verlaufsrichtung der Zellen zumindest zwei Arten von Zellen mit unterschiedlichen Formen so ausgebildet sind, dass sie vorbestimmte wiederholte Anordnungsmuster bilden, die Zellen, die die Verschlussabschnitte umfassen, die auf der Seite der Zulaufendfläche angeordnet sind, als Ablaufzellen definiert sind, und die Zellen, die die Verschlussabschnitte umfassen, die auf der Seite der Ablaufendfläche angeordnet sind, als Zulaufzellen definiert sind, die Zellen des Wabensegments Trennwand-Vollrand-Zellen und Umfangswand-Teilrand-Zellen umfassen, die Trennwand-Vollrand-Zellen die Zellen sind, deren Zellenränder alle von den Trennwänden umgeben sind; die Umfangswand-Teilrand-Zellen die Zellen sind, deren Zellenränder von den Trennwänden und den Segmentumfangswänden umgeben sind, die Form des Querschnitts jeder Umfangswand-Teilrand-Zelle senkrecht zur Zellenverlaufsrichtung die Form zumindest eines Teils der Trennwand-Vollrand-Zelle umfasst, und wenn ein Wert, erhalten durch Dividieren einer durchschnittlichen Schnittfläche S1zu der Zulaufzellen durch eine durchschnittliche Schnittfläche S1ab der Ablaufzellen in einer Region, in der die Trennwand-Vollrand-Zellen vorliegen, als R1s bezeichnet wird und ein Wert, erhalten durch Dividieren einer durchschnittlichen Schnittfläche S2zu der Zulaufzellen durch eine durchschnittliche Schnittfläche S2ab der Ablaufzellen in einer Region, in der die Umfangswand-Teilrand-Zellen vorliegen, als R2s bezeichnet wird, das Verhältnis von R2s zu R1s im Bereich des 1,7-Fachen oder mehr und 2,0-Fachen oder weniger liegt.
  2. Verschlossene Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei, bis auf eine Umfangsregion des Wabensegments, in der die Umfangswand-Teilrand-Zellen gebildet sind, die Verschlussabschnitte in den offenen Enden der Zellen des Wabensegments so angeordnet sind, dass die Zulaufzellen die Ablaufzelle umgeben.
  3. Verschlossene Wabenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dicke der Segmentumfangswand des Wabensegments 0,3 bis 1,0 mm beträgt.
  4. Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dicke der Bindungsschicht 0,5 bis 1,5 mm beträgt.
  5. Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn der kürzeste Abstand bei wechselseitigen Abständen zwischen zwei gegenüberliegenden Trennwänden in den Zulaufzellen als eine Zellenöffnungsbreite definiert wird, der Durchschnittswert der Zellenöffnungsbreiten der Zulaufzellen 0,5 mm oder mehr beträgt.
  6. Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die durchschnittliche Schnittfläche S2zu der Zulaufzellen in der Region, in der die Umfangswand-Teilrand-Zellen vorliegen, 4 mm2 oder weniger beträgt.
  7. Verschlossene Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in der Region, in der die Trennwand-Vollrand-Zellen vorliegen, die Zulaufzelle und die Ablaufzelle eine Art von Schnittform aufweisen.
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