JP6587565B2 - ハニカム構造体 - Google Patents

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Description

本発明は、ハニカム構造体に関する。更に詳しくは、隔壁によって区画形成されたセルの変形、特に、ハニカム構造体の外周側に形成されたセルの変形が、有効に抑制されており、機械的強度に優れたハニカム構造体に関する。
従来、自動車等のエンジンから排出される排ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等の有害物質の浄化処理のため、ハニカム構造体に触媒を担持したものが使用されている。また、ハニカム構造体は、多孔質の隔壁によって区画形成されたセルの開口部に目封止を施すことにより、排ガス浄化用のフィルタとしても使用されている。
ハニカム構造体は、排ガスの流路となり複数のセルを区画形成する隔壁を有する柱状の構造体である。このようなハニカム構造体は、セルの延びる方向に直交する面において、複数のセルが、所定の周期で規則的に配列したセル構造を有している。従来は、１つのハニカム構造体において、上記面内のセル構造は、１種類であったが、近年、排ガス浄化効率の向上等を目的として、上記面内に、２種類以上のセル構造を有するハニカム構造体が提案されている。例えば、セルの延びる方向に直交する面の、中央部分と外周部分において、セル密度やセル形状を異ならせることにより、上記面内に、２種類以上のセル構造を有するハニカム構造体が提案されている（例えば、特許文献１〜３を参照）。
特開２００２−１７７７９４号公報 特開２００８−０１８３７０号公報 特開２０００−０９７０１９号公報
特許文献１〜３には、２種類以上のセル構造を有するハニカム構造体として、例えば、セルの延びる方向に直交する面内において、中央部分のセル密度が高く、外周部分のセル密度が低くなるように構成されたハニカム構造体等が開示されている。このようなハニカム構造体は、通常、上記面において、中央部分のセル構造の幾何学的な重心が、ハニカム構造体の重心と一致するように構成されている。
従来、ハニカム成形体の成形方法の１つとして、水平方向にハニカム成形体を押出成形する成形方法が知られている。この成形方法は、押出方向を水平方向に設定した押出成形機に、所望の形状の口金を取り付け、セラミックス原料を、口金から水平方向に押し出して、柱状のハニカム成形体を成形するものである。ここで、押出成形直後のハニカム成形体は、非常に軟弱であり、変形しやすい。良質な成形体を得るには、押出成形直後のハニカム成形体を、変形させないように支持し、各工程へと搬送する必要がある。通常、ハニカム成形体を支持する受け台としては、ハニカム成形体の側面形状と相補的な支持面を有する受け台を使用し、この受け台によって、水平方向に押し出されるハニカム成形体を下方から支持している。
上記のような、ハニカム成形体の側面形状と相補的な支持面を有する受け台を使用することで、ハニカム成形体の外形の大きな変形は抑制することが可能となる。しかしながら、上記のような受け台を使用したとしても、ハニカム成形体の重心から鉛直下方に存在する最外周のセルは、ハニカム成形体自身の自重の影響を大きく受けるため、最外周のセルが、部分的に変形してしまうことがあった。特に、上記のような２種類以上のセル構造を有するハニカム構造体において、中央部分のセル構造がより密なものの場合には、ハニカム成形体の最外周に大きな負荷がかかり易く、ハニカム成形体の最外周のセルが特に変形しやすいという問題があった。その結果、このようなハニカム成形体を焼成して得られたハニカム構造体は、使用時等において、変形したセルを起点としてクラックが発生しやすくなり、その強度が低いものであった。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされてものである。本発明は、隔壁によって区画形成されたセルの変形、特に、ハニカム構造体の外周側に形成されたセルの変形が、有効に抑制されており、機械的強度に優れたハニカム構造体を提供する。
本発明によれば、以下に示すハニカム構造体が提供される。
［１］ 流入端面から流出端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する柱状のハニカム構造部、を備え、前記ハニカム構造部は、前記セルの延びる方向に直交する面において、中央部分に形成された複数の前記セルによって構成された中央セル構造と、前記中央セル構造よりも外側の外周部分に形成された複数の前記セルによって構成された外周セル構造とが、異なるセル構造であり、前記外周セル構造が、１種類のセル構造によって構成されたものであり、且つ、前記中央セル構造が、前記外周セル構造よりも内側に存在する１種類又は２種類以上のセル構造によって構成されたものであり、前記中央セル構造のセル密度は８０〜１５０個／ｃｍ ２ であり、且つ、前記外周セル構造のセル密度を３０〜８０個／ｃｍ ２ であり、前記セルの延びる方向に直交する面において、前記ハニカム構造部の幾何学的な重心と、前記中央セル構造が１種類のセル構造の場合には当該セル構造の幾何学的な重心又は前記中央セル構造が２種類以上のセル構造の場合にはそれぞれの前記セル構造の幾何学的な各重心とが、離れた位置に存在し、且つ、それぞれの重心間の距離が、前記セルのうち前記隔壁によって周囲の全てが区画されているセルを完全セルとした場合に、前記外周セル構造のうちの前記ハニカム構造部の最外周に形成された完全セルを含む最外周セル構造のセルピッチの半分の長さよりも大きく当該セルピッチの３．１５倍以下である、ハニカム構造体。
［２］ 前記セルの延びる方向に直交する面において、前記ハニカム構造部の前記重心から、前記中央セル構造の前記重心までの前記重心間の距離が、前記最外周セル構造のセルピッチの長さよりも大である、前記［１］に記載のハニカム構造体。
［３］ 前記セルの延びる方向に直交する面において、前記ハニカム構造部の前記重心から、前記中央セル構造の前記重心までの前記重心間の距離が、前記最外周セル構造のセルピッチの長さの２倍よりも大である、前記［２］に記載のハニカム構造体。
［４］ 前記ハニカム構造部は、前記外周セル構造と、前記中央セル構造との境界部分に、多孔質の境界壁を有する、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。
［５］ 前記ハニカム構造部は、前記外周セル構造と、前記中央セル構造との境界部分が、連続する又は不連続な前記隔壁によって構成されたものである、前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。
［６］ 前記中央セル構造のセル密度が、前記最外周セル構造のセル密度よりも大である、前記［１］〜［５］のいずれかに記載のハニカム構造体。
［７］ 前記中央セル構造は、セル密度が異なる２つ以上のセル構造によって構成されている、前記［１］〜［６］のいずれかに記載のハニカム構造体。
［８］ 全ての前記完全セルのセル形状が四角形であり、前記中央セル構造における前記セルの繰り返し単位の配列方向が、前記最外周セル構造における前記セルの繰り返し単位の配列方向に対して、１０°以上、４５°以下傾いている、前記［１］〜［７］のいずれかに記載のハニカム構造体。
本発明のハニカム構造体は、隔壁によって区画形成されたセルの変形、特に、ハニカム構造体の最外周に形成されたセルの変形が、有効に抑制されており、機械的強度に優れるという効果を奏するものである。特に、本発明のハニカム構造体は、中央セル構造と、外周セル構造とが、異なるセル構造である。更に、本発明のハニカム構造体においては、ハニカム構造部の幾何学的な重心と、中央セル構造の幾何学的な重心とが、最外周セル構造のセルピッチの半分の長さよりも長い距離だけ離れた位置に存在している。このように構成された本発明のハニカム構造体は、その製造時において、セラミックス原料を押出成形したハニカム成形体を受け台に支持した際に、ハニカム成形体の最外周に掛かる応力を分散させることができる。このため、ハニカム成形体を受け台に支持し、その後、各工程へと搬送するような製造工程を経て製造されたとしても、ハニカム成形体の最外周に形成されたセルの変形が起こり難い。したがって、本発明のハニカム構造体は、最外周に形成されたセルの変形が抑制されたものとなり、機械的強度に優れたものとなる。例えば、最外周に形成されたセルが変形していると、変形したセルを起点としてクラックが発生しやすくなるが、本発明のハニカム構造体は、このようなクラックの発生を有効に防止することができる。
本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。 図１に示すハニカム構造体の流入端面を模式的に示す平面図である。 図２のＸ−Ｘ’断面を模式的に示す、断面図である。 図１に示すハニカム構造体の流入端面を模式的に示す平面図であって、ハニカム構造部の幾何学的な重心と、中央セル構造の幾何学的な重心とを説明するための図である。 図４の符号Ｑで示される破線で囲われた範囲を拡大した、拡大平面図である。 図４の符号Ｑで示される破線で囲われた範囲を拡大した、拡大平面図であり、中央セル構造の幾何学的な重心の測定方法を説明するための図である。 本発明のハニカム構造体の他の実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。 本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。 セルの形状が正方形の場合における、セルピッチを説明するための模式図である。 セルの形状が六角形の場合における、セルピッチを説明するための模式図である。 セルの形状が三角形の場合における、セルピッチを説明するための模式図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。しかし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施形態に対し適宜変更、改良等が加えられ得ることが理解されるべきである。
（１）ハニカム構造体：
図１〜図５に示すように、本発明のハニカム構造体の一の実施形態は、多孔質の隔壁１を有する柱状のハニカム構造部４を備えたハニカム構造体１００である。ハニカム構造部４の隔壁１は、流入端面１１から流出端面１２まで延びる流体の流路となる複数のセル２を区画形成するものである。本実施形態のハニカム構造体１００は、ハニカム構造部４が、以下のように構成されている点に特徴を有する。ハニカム構造部４は、セル２の延びる方向に直交する面において、中央セル構造１５と、外周セル構造１６とを有し、中央セル構造１５と、外周セル構造１６とが、異なるセル構造である。ここで、中央セル構造１５とは、上記面における、ハニカム構造部４の中央部分に形成された複数のセル２ａによって構成されたセル構造のことである。外周セル構造１６とは、中央セル構造１５よりも外側の外周部分に形成された複数のセル２ｂによって構成されたセル構造のことである。セル２ｂは、中央セル構造１５よりも外側の外周部分に形成された複数のセル２ｂのことである。
本実施形態のハニカム構造体１００においては、セル２の延びる方向に直交する面において、ハニカム構造部４の幾何学的な重心Ｏ１と、中央セル構造１５の幾何学的な重心Ｏ２とが、離れた位置に存在している。そして、それぞれの重心間の距離、すなわち、重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離が、最外周セル構造１６ａのセルピッチの半分の長さよりも大である。ここで、最外周セル構造１６ａとは、外周セル構造１６のうちの、ハニカム構造部４の最外周に形成された完全セル２ｘを含むセル構造のことをいう。「最外周セル構造１６ａ」及び「完全セル２ｘ」の詳細については後述する。
本実施形態のハニカム構造体１００は、隔壁１によって区画形成されたセル２の変形、特に、ハニカム構造体１００の最外周に形成されたセル２の変形が、有効に抑制されており、機械的強度に優れるという効果を奏するものである。本実施形態のハニカム構造体１００は、その製造時において、セラミックス原料を押出成形したハニカム成形体を受け台に支持した際に、ハニカム成形体の最外周に掛かる応力を分散させることができる。このため、ハニカム成形体を受け台に支持し、その後、各工程へと搬送するような製造工程を経て製造されたとしても、ハニカム成形体の最外周に形成されたセルの変形が起こり難い。したがって、本実施形態のハニカム構造体１００は、最外周に形成されたセル２の変形が抑制されたものとなり、機械的強度に優れたものとなる。
ここで、図１は、本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すハニカム構造体の流入端面を模式的に示す平面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ’断面を模式的に示す、断面図である。図４は、図１に示すハニカム構造体の流入端面を模式的に示す平面図であって、ハニカム構造部の幾何学的な重心と、中央セル構造の幾何学的な重心とを説明するための図である。図５は、図４の符号Ｑで示される破線で囲われた範囲を拡大した、拡大平面図である。
本発明において、最外周セル構造１６ａとは、ハニカム構造部４の最外周に形成された完全セル２ｘを含むセル構造である。以下、セル２の周囲の全てが隔壁１によって区画されたセル２のことを、「完全セル」ということがある。一方、セル２の周囲の全てが隔壁１によって区画されておらず、セル２の一部が外周壁３によって区画されているセル２のことを、「不完全セル」ということがある。また、後述するように、セル２の一部が境界壁８（図７参照）によって区画されているセル２についても、「不完全セル」ということがある。ハニカム構造部４の形成されたセル２は、上記したように「完全セル」と「不完全セル」とに分類することができる。
本発明において、「セル構造」とは、セル２の延びる方向に直交する面において、隔壁１によって区画されたセル２の１個、又は複数個のセル２の組み合わが、１つの繰り返し単位となり、その繰り返し単位の集合によって形成される構造のことをいう。例えば、同一セル形状のセルが、上記面において規則的に配列している場合、同一セル形状のセルの存在する範囲が、１つのセル構造となる。また、異なるセル形状のセルであっても、複数個のセルの組み合わせが１つの繰り返し単位となる場合には、その繰り返し単位が存在する場合が、１つのセル構造となる。
本発明において、２つのセル構造が「異なるセル構造」であるとは、２つのセル構造を比較した場合に、隔壁厚さ、セル密度、セル形状のいずれか１つが異なることを意味する。ここで、「隔壁厚さが異なる」とは、２つのセル構造の隔壁厚さを比較した場合に、２５μｍ以上の差を有することをいう。また、「セル密度が異なる」とは、２つのセル構造のセル密度を比較した場合に、７個／ｃｍ２以上の差を有することをいう。
本発明において、「中央セル構造１５」は、１つ以上のセル構造によって構成されている。したがって、「中央セル構造１５」は、外周セル構造１６よりも内側に、１つのセル構造のみが存在する場合には、その１つのセル構造が中央セル構造１５となり、２つ以上のセル構造が存在する場合には、２つ以上のセル構造のそれぞれが中央セル構造１５となる。
一方、「外周セル構造１６」は、中央セル構造１５よりも外側の外周部分に形成された複数のセル２ｂによって構成されたセル構造であり、ハニカム構造部４の最外周部分に形成された最外周セル構造１６ａを少なくとも含むセル構造である。「最外周セル構造１６ａ」は、１種類のセル構造によって構成される。「外周セル構造１６」が「最外周セル構造１６ａ」のみによって構成されている場合には、「最外周セル構造１６ａ」と「外周セル構造１６」とは同じものとなる。なお、最外周セル構造１６ａを構成するセル構造において、最外周の不完全セルについては、繰り返し単位を構成するセルに含めないものとする。
図１〜図５に示すハニカム構造体１００においては、中央セル構造１５よりも外側に形成されたセル２ｂは、その形状、セル密度、セルピッチが同一となるように構成されている。したがって、図１〜図５に示すハニカム構造体１００のハニカム構造部４は、中央セル構造１５と、最外周セル構造１６ａとしての外周セル構造１６との、２種類のセル構造によって構成されている。なお、中央セル構造１５が複数のセル構造を有する場合の例は、後述する。
「最外周セル構造１６ａのセルピッチ」は、最外周セル構造１６ａの繰り返し単位の幅を、その繰り返し単位の幅方向に存在するセルの個数で除算した値によって求めることができる。具体的には、以下のようにして、「最外周セル構造１６ａのセルピッチ」を求めることができる。図１１に示すように、セル２の形状が正方形の場合には、図１１の符号Ｐで示される長さが、「セルピッチＰ」となる。図１１において、符号ｄで示される長さは、正方形のセル２に内接する円の直径を示し、符号ｔで示される長さは、セル２を区画する隔壁１の厚さを示す。図１１は、セルの形状が正方形の場合における、セルピッチを説明するための模式図である。
セルピッチＰを測定する際には、マイクロスコープを用いて以下の方法により測定する。まず、最外周の完全セルである正方形のセル２に内接する円の重心に対して、任意の４方向において、それぞれ連続した５セル以上の「セルピッチＰの延びる方向」の距離を測定する。なお、この距離の始点と終点は、セルの重心とする。そして、測定した距離を、「セルピッチＰの延びる方向」において存在するセルの個数で除算し、１方向における「セルピッチＰ」を求める。測定に際しては、４方向において距離を測定しているため、各方向において求められた「セルピッチＰ」の平均値を、測定対象のセル構造の「セルピッチＰ」とする。
また、図１２に示すように、セル２の形状が六角形の場合には、図１２の符号Ｐで示される長さが、「セルピッチＰ」となる。図１２において、符号ｄで示される長さは、六角形のセル２に内接する円の直径を示し、符号ｔで示される長さは、セル２を区画する隔壁１の厚さを示す。図１２は、セルの形状が六角形の場合における、セルピッチを説明するための模式図である。
また、図１３に示すように、セル２の形状が三角形の場合には、図１３の符号Ｐで示される長さが、「セルピッチＰ」となる。図１３において、符号ｄで示される長さは、三角形のセル２に内接する円の直径を示し、符号ｔで示される長さは、セル２を区画する隔壁１の厚さを示す。図１３は、セルの形状が三角形の場合における、セルピッチを説明するための模式図である。
また、セル形状が異なる２種類以上のセルによって、セル構造の繰り返し単位が構成されている場合には、２種類以上のセルを１組としたものを１単位とし、上記した方法により、１単位のセルピッチを求める。そして、求められた１単位のセルピッチを、１単位中のセルの個数で除算した値を、測定対象のセル構造の「セルピッチ」とする。例えば、セル形状が四角形のセルと、セル形状が八角形のセルとによって構成されているセル構造については、四角形のセルと八角形のセルのペアを１単位する。そして、上記した方法により、この１単位のセルピッチを求め、求められた１単位のセルピッチを２で除算した値が、当該セル構造の「セルピッチ」となる。
ハニカム構造部４の幾何学的な重心Ｏ１の位置は、ハニカム構造部４の流入端面１１又は流出端面１２を撮像装置により撮像し、撮像した画像を画像解析することによって求めることができる。この際、ハニカム構造部４の幾何学的な重心Ｏ１は、ハニカム構造部４の外周壁３によって囲われた領域の重心とする。撮像した画像の画像解析は、例えば、三谷商事社製の二次元画像解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ（商品名）」の画像処理ソフトを用いることができる。
中央セル構造１５の幾何学的な重心Ｏ２は、ハニカム構造部４の流入端面１１又は流出端面１２を撮像装置により撮像し、撮像した画像を画像解析することによって求めることができる。この際、中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界部分に、その境界を区画する境界壁８（例えば、図７参照）が存在しない場合には、以下のようにして、中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界を規定する。まず、ハニカム構造部４の流入端面１１を撮像装置により撮像し、図５に示すような画像を得る。図５においては、ハニカム構造部４の中央部分に、セル形状が四角形のセル２ａを繰り返し単位となり、このセル２ａが、図５の紙面の縦方向及び横方向に均等に配列することによって、中央セル構造１５が構成されている。また、図５においては、ハニカム構造部４の外周部分に、中央セル構造１５のセル２ａよりもセル形状が大きな四角形のセル２ｂが、図５の紙面の縦方向及び横方向に均等に配列している。ハニカム構造部４の外周部分は、この大きな四角形のセル２ｂによって、外周セル構造１６が構成されている。そして、本実施形態のハニカム構造体１００は、ハニカム構造部４の中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界部分が、連続する又は不連続な隔壁１によって構成されたものであってもよい。例えば、図５においては、中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界付近に、セル２ａ及びセル２ｂとはセル形状が異なり、特定の繰り返し単位にはなり得ない「不定形なセル」が存在している。このような場合には、以下に示す方法によって、中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界を規定する。
ここで、図６は、図４の符号Ｑで示される破線で囲われた範囲を拡大した、拡大平面図であり、中央セル構造１５の幾何学的な重心Ｏ２の測定方法を説明するための図である。中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界を規定する際には、ハニカム構造部４の流入端面１１又は流出端面１２を撮像装置により撮像した画像を画像解析することによって規定する。具体的には、まず、撮像した画像において、図６に示すように、特定の「外周セル構造１６のセル２ｂ」を抽出する。抽出する外周セル構造１６のセル２ｂは、中央セル構造１５のセル２ａに対して隔壁１を挟んで隣接するセル２ｂであり、且つ、外周セル構造１６の繰り返し単位を構成する完全セル２ｘとする。すなわち、抽出する外周セル構造１６のセル２ｂには、上述した「不定形なセル」を含めないこととする。
次に、抽出した外周セル構造１６のセル２ｂのそれぞれの重心を求める。図６において、外周セル構造１６のセル２ｂのそれぞれの重心を、黒丸で示している。次に、撮像した画像に対して、外周セル構造１６のセル２ｂのそれぞれの重心を直線で結び、この直線で結んだ形状に対して、最大内接円１８を描写する。この最大内接円１８の幾何学的な重心を、中央セル構造１５の幾何学的な重心Ｏ２とする。このような画像解析は、例えば、三谷商事社製の二次元画像解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ（商品名）」の画像処理ソフトを用いることができる。なお、後述するように、中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界部分に、その境界を区画する境界壁８（図７参照）が存在する場合には、この境界壁８（図７参照）によって囲われた範囲の幾何学的な重心を、中央セル構造１５の幾何学的な重心Ｏ２とする。以下、特に断りのない限り、単に「重心」という場合は、幾何学的な重心のことを意味する。
ハニカム構造部４の重心Ｏ１と中央セル構造１５の重心Ｏ２との距離についても、上記した画像解析によって求めることができる。
本実施形態のハニカム構造体１００においては、ハニカム構造部４の重心Ｏ１と中央セル構造１５の重心Ｏ２との距離が、最外周セル構造１６ａのセルピッチの長さよりも大であることが好ましい。また、ハニカム構造部４の重心Ｏ１と中央セル構造１５の重心Ｏ２との距離が、最外周セル構造１６ａのセルピッチの長さの２倍よりも大であることが更に好ましい。このように構成することによって、重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離が広くなり、ハニカム構造体１００の外周側に形成されたセル２の変形をより有効に抑制することが可能となる。なお、重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離の上限としては、最外周セル構造１６ａのセルピッチの３．１５倍以下を挙げることができる。
セルの延びる方向に直交する面における、それぞれのセルの形状については特に制限はない。例えば、中央セル構造及び外周セル構造を構成するセルの形状としては、三角形、四角形、六角形、八角形などの多角形を挙げることができる。また、中央セル構造及び外周セル構造を構成するセルは、それぞれのセル構造内において、一のセルと、他のセルとで、その形状が異なっていてもよい。
本実施形態のハニカム構造体においては、中央セル構造のセル密度が、最外周セル構造のセル密度よりも大であることが好ましい。このように構成されたハニカム構造体は、中心部分への排ガスの流れを抑制するとともに、外周部分へ流れやすくなり、結果としてハニカム構造体の浄化性能を向上することができる点で好ましい。
中央セル構造におけるセル密度は、３０〜１５０個／ｃｍ２であり、５０〜１３０個／ｃｍ２であることが好ましく、８０〜１００個／ｃｍ２であることが特に好ましい。中央セル構造におけるセル密度が３０個／ｃｍ２未満であると、浄化性能が不十分になることがある。また、中央セル構造におけるセル密度が１５０個／ｃｍ２を超えると、ハニカム構造体の圧力損失が増大することや、触媒を担持した場合に、担持した触媒によってセルの目詰まりが発生することがある。
最外周セル構造におけるセル密度は、３０〜８０個／ｃｍ２である。最外周セル構造におけるセル密度が２０個／ｃｍ２未満であると、ハニカム構造体の強度が不足することがある。また、最外周セル構造におけるセル密度が１３０個／ｃｍ２を超えると、ハニカム構造体の圧力損失が増大することや、触媒を担持した場合に、担持した触媒によってセルの目詰まりが発生することがある。なお、外周セル構造におけるセル密度は、上記した最外周セル構造におけるセル密度の数値範囲に収まるものであることが好ましい。
中央セル構造における隔壁の厚さは、０．０４〜０．３１ｍｍであることが好ましく、０．０５〜０．２５ｍｍであることが更に好ましく、０．０６〜０．２０ｍｍであることが特に好ましい。中央セル構造における隔壁の厚さが薄すぎると、強度維持の点で好ましくない。中央セル構造における隔壁の厚さが厚すぎると、圧力損失悪化の点で好ましくない。
最外周セル構造における隔壁の厚さは、０．０５〜０．３８ｍｍであることが好ましく、０．０７〜０．３０ｍｍであることが更に好ましく、０．０９〜０．２１ｍｍであることが特に好ましい。最外周セル構造における隔壁の厚さが薄すぎると、強度維持の点で好ましくない。最外周セル構造における隔壁の厚さが厚すぎると、圧力損失悪化の点で好ましくない。なお、外周セル構造における隔壁の厚さは、上記した最外周セル構造における隔壁の厚さの数値範囲に収まる厚さであることが好ましい。
ハニカム構造部の隔壁の気孔率が、３〜７５％であることが好ましく、２５〜６５％であることが更に好ましく、３０〜６０％であることが特に好ましい。隔壁の気孔率が３％未満であると、触媒のコートが困難であったり、ハニカム構造体をフィルタとして使用した際に、圧力損失が増大したりすることがある。隔壁の気孔率が７５％を超えると、ハニカム構造体１００の強度が不十分となり、排ガス浄化装置に用いられる缶体内にハニカム構造体を収納する際に、ハニカム構造体を十分な把持力で保持することが困難となる。隔壁の気孔率は、水銀ポロシメータ（Ｍｅｒｃｕｒｙ ｐｏｒｏｓｉｍｅｔｅｒ）によって計測された値とする。水銀ポロシメータとしては、例えば、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製のＡｕｔｏｐｏｒｅ ９５００（商品名）を挙げることができる。
隔壁の材料が、強度、耐熱性、耐久性等の観点から、主成分は酸化物又は非酸化物の各種セラミックスや金属等であることが好ましい。具体的には、セラミックスとしては、例えば、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素、窒化珪素、チタン酸アルミニウムから構成される材料群より選択された少なくとも１種を含む材料からなることが好ましい。金属としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属及び金属珪素等が考えられる。これらの材料の中から選ばれた１種又は２種以上を主成分とすることが好ましい。高強度、高耐熱性等の観点から、アルミナ、ムライト、チタン酸アルミニウム、コージェライト、炭化珪素、及び窒化珪素から構成される材料群より選ばれた１種又は２種以上を主成分とすることがより好ましい。これらの材料からコージェライト、チタン酸アルミニウム、炭化珪素、金属シリコン結合炭化珪素、及びコージェライトと炭化珪素の複合材料が特に好ましい。また、高熱伝導率や高耐熱性等の観点からは、炭化珪素又は珪素−炭化珪素複合材料が特に適している。ここで、「主成分」とは、その成分中に、５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上存在する成分のことを意味する。
ハニカム構造体の全体形状については特に制限はない。本実施形態のハニカム構造体の全体形状は、流入端面及び流出端面の形状が、円形、又は楕円形であることが好ましく、特に、円形であることが好ましい。また、ハニカム構造体の大きさは、特に限定されないが、流入端面から流出端面までの長さが、２０〜４００ｍｍであることが好ましい。また、ハニカム構造体の全体形状が円柱状の場合、それぞれの端面の直径が、６０〜３００ｍｍであることが好ましい。
ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する面において、中央セル構造の大きさについては特に制限はない。但し、ハニカム構造部のセルの延びる方向に直交する面の直径に対して、当該面における中央セル構造の直径の大きさが、０．３〜０．８倍であることが好ましい。また、中央セル構造が、複数のセル構造によって構成されている場合には、セルの延びる方向に直交する面において、最も外周寄りに存在する中央セル構造の直径の大きさが、上記数値範囲であることが好ましい。
本実施形態のハニカム構造体は、内燃機関の排ガス浄化用の部材として好適に用いることができる。例えば、排ガス浄化用の触媒を担持するための触媒担体として好適に利用することができる。本実施形態のハニカム構造体は、ハニカム構造部の隔壁の表面及び隔壁の細孔のうちの少なくとも一方に、排ガス浄化用の触媒が担持されたものであってもよい。
また、本実施形態のハニカム構造体は、隔壁によって区画形成されたセルのいずれか一方の端部に配設された目封止部を、更に備えたものであってもよい。すなわち、目封止部は、セルの流入端面側又は流出端面側の開口部に配設され、セルのいずれか一方の端部を封止するものであり、このようなハニカム構造体は、排ガス中の粒子状物質を除去するフィルタとして利用することができる。
次に、本発明のハニカム構造体の他の実施形態について、図７を参照しつつ説明する。図７は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。図７に示すように、本実施形態のハニカム構造体２００は、多孔質の隔壁１を有する柱状のハニカム構造部４を備えたものである。ハニカム構造部４は、セル２の延びる方向に直交する面において、中央セル構造１５と、外周セル構造１６とを有し、中央セル構造１５と、外周セル構造１６とが、異なるセル構造である。そして、図１〜図５に示すハニカム構造体１００と同様に、上記面において、ハニカム構造部４の重心Ｏ１と、中央セル構造１５の重心Ｏ２とが、離れた位置に存在している。そして、それぞれの重心間の距離、すなわち、重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離が、最外周セル構造１６ａのセルピッチの半分の長さよりも大である。
図７に示すハニカム構造体２００においては、ハニカム構造部４が、中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界部分に、多孔質の境界壁８を有している。したがって、ハニカム構造体２００では、境界壁８よりも内側の領域が、中央セル構造１５となっている。中央セル構造１５に形成されたセル２ａは、１個又は複数個の組み合わが、１つの繰り返し単位となり、その繰り返し単位の集合によって、中央セル構造１５が構成されている。
境界壁８は、隔壁１と同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよいが、隔壁１と同じ材質であることが好ましい。境界壁８の形状については特に制限はなく、中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界部分を区画するものであればよい。境界壁８の形状としては、円形、楕円形、多角形等を挙げることができる。例えば、境界壁８の形状としては、ハニカム構造部４の外周壁３の相似形状や、その相似形状の一軸方向の長さを変更した形状を、一例として挙げることができる。境界壁８の厚さについては特に制限はないが、例えば、境界壁８の厚さは、外周セル構造１６の隔壁１の厚さの０．５〜３．０倍の厚さであることが好ましく、０．８〜２．０倍の厚さであることがより好ましい。
本実施形態のハニカム構造体２００は、ハニカム構造部４が、中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界部分に、多孔質の境界壁８を有していること以外は、図１〜図５に示すハニカム構造体１００と同様の構成を採用することができる。
次に、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態について、図８を参照しつつ説明する。図８は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。図８に示すように、本実施形態のハニカム構造体３００は、多孔質の隔壁１を有する柱状のハニカム構造部４を備えたものである。ハニカム構造部４は、セル２の延びる方向に直交する面において、中央セル構造１５と、外周セル構造１６とを有し、中央セル構造１５と、外周セル構造１６とが、異なるセル構造である。そして、図１〜図５に示すハニカム構造体１００と同様に、上記面において、ハニカム構造部４の重心Ｏ１と、中央セル構造１５の重心Ｏ２とが、離れた位置に存在している。そして、それぞれの重心間の距離、すなわち、重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離が、最外周セル構造１６ａのセルピッチの半分の長さよりも大である。
図８に示すハニカム構造体３００においては、中央セル構造１５におけるセル２ａの繰り返し単位の配列方向が、最外周セル構造１６ａにおけるセル２ｂの繰り返し単位の配列方向に対して傾いた状態となっている。すなわち、最外周セル構造１６ａにおけるセル２ｂの繰り返し単位は、図８の紙面の横方向に配列しており、その一方で、中央セル構造１５におけるセル２ａの繰り返し単位は、図８の紙面の横方向に対して斜めに傾いた方向に配列している。例えば、図８に示すハニカム構造体３００は、図１〜図５に示すハニカム構造体１００において、中央セル構造１５が、その重心Ｏ２を中心として、時計回り方向に４５°程度回転した状態で配設されたものということができる。
図８に示すハニカム構造体３００においては、最外周セル構造１６ａにおけるセル２ｂの繰り返し単位の配列方向と、中央セル構造１５におけるセル２ａの繰り返し単位の配列方向とのなす角の大きさについては特に制限はない。例えば、全ての完全セルのセル形状が四角形である場合には、中央セル構造１５におけるセル２ａの繰り返し単位の配列方向が、最外周セル構造１６ａにおけるセル２ｂの繰り返し単位の配列方向に対して、１０°以上、４５°以下傾いていてもよい。また、セル２ａ及びセル２ｂの完全セルのセル形状が四角形の場合には、最外周セル構造１６ａにおけるセル２ｂの繰り返し単位の配列方向と、中央セル構造１５におけるセル２ａの繰り返し単位の配列方向とのなす角が、４５°±１５°であることが好ましい。また、セル２ａ及びセル２ｂの完全セルのセル形状が六角形の場合には、最外周セル構造１６ａにおけるセル２ｂの繰り返し単位の配列方向と、中央セル構造１５におけるセル２ａの繰り返し単位の配列方向とのなす角が、３０°±１０°であることが好ましい。このように構成することによって、よりセルの変形を防ぐ効果を奏するものとなる。
次に、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態について、図９を参照しつつ説明する。図９は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。図９に示すように、本実施形態のハニカム構造体４００は、多孔質の隔壁１を有する柱状のハニカム構造部４を備えたものである。ハニカム構造部４は、セル２の延びる方向に直交する面において、中央セル構造１５と、外周セル構造１６とを有し、中央セル構造１５と、外周セル構造１６とが、異なるセル構造である。そして、図１〜図５に示すハニカム構造体１００と同様に、上記面において、ハニカム構造部４の重心Ｏ１と、中央セル構造１５の重心Ｏ２とが、離れた位置に存在している。そして、それぞれの重心間の距離、すなわち、重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離が、最外周セル構造１６ａのセルピッチの半分の長さよりも大である。
図９に示すハニカム構造体４００においては、ハニカム構造部４が、中央セル構造１５と外周セル構造１６との境界部分に、多孔質の境界壁８を有している。更に、図９に示すハニカム構造体４００においては、中央セル構造１５におけるセル２ａの繰り返し単位の配列方向が、最外周セル構造１６ａにおけるセル２ｂの繰り返し単位の配列方向に対して傾いた状態となっている。
図８に示すハニカム構造体３００、及び図９に示すハニカム構造体４００については、これまでに説明したように構成されていること以外は、図１〜図５に示すハニカム構造体１００と同様の構成を採用することができる。
次に、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態について、図１０を参照しつつ説明する。図１０は、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の流入端面を模式的に示す平面図である。本実施形態のハニカム構造体は、外周セル構造よりも内側に存在する中央セル構造が、２つ以上のセル構造によって構成されたものである。すなわち、図１０に示すように、本実施形態のハニカム構造体５００は、多孔質の隔壁１を有する柱状のハニカム構造部４を備えたものである。ハニカム構造部４は、セル２の延びる方向に直交する面において、中央セル構造１５と、外周セル構造１６とを有し、中央セル構造１５と、外周セル構造１６とが、異なるセル構造である。
図１０に示すハニカム構造体５００においては、中央セル構造１５が、２つのセル構造によって構成されている。すなわち、ハニカム構造体５００は、中央セル構造１５が、ハニカム構造部４のより内側寄りに存在する第一中央セル構造１５ａと、この第一中央セル構造１５ａを囲繞するように存在する第二中央セル構造１５ｂと、を有している。そして、第一中央セル構造１５ａの重心Ｏ２、及び第二中央セル構造１５ｂの重心Ｏ３のそれぞれが、ハニカム構造部４の重心Ｏ１から離れた位置に存在している。ハニカム構造体５００においては、重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離、及び重心Ｏ１と重心Ｏ３との距離のうちの少なくとも一方が、最外周セル構造１６ａのセルピッチの半分の長さよりも大である。本実施形態のハニカム構造体５００のように、中央セル構造１５が２つ以上のセル構造の場合には、それぞれのセル構造の重心が、ハニカム構造部４の重心Ｏ１から離れた位置に存在している。
図１０に示すハニカム構造体５００においては、第一中央セル構造１５ａと第二中央セル構造１５ｂとの境界部分に、その境界を区画する境界壁９を有している。なお、第一中央セル構造１５ａと第二中央セル構造１５ｂとの境界部分は、境界壁９を有さずに、連続する又は不連続な隔壁１によって構成されたものであってもよい。
ハニカム構造体５００においては、重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離が、最外周セル構造１６ａのセルピッチの半分の長さよりも大であることが好ましく、最外周セル構造１６ａのセルピッチの長さよりも大であることがより更に好ましく、最外周セル構造１６ａのセルピッチの長さの２倍よりも大であることが特に好ましい。また、重心Ｏ１と重心Ｏ３との距離が、最外周セル構造１６ａのセルピッチの半分の長さよりも大であることが好ましく、最外周セル構造１６ａのセルピッチの長さよりも大であることがより更に好ましく、最外周セル構造１６ａのセルピッチの長さの２倍よりも大であることが特に好ましい。
第二中央セル構造１５ｂの重心Ｏ３については、図６を参照しつつ説明した中央セル構造１５の重心Ｏ２の位置を特定する方法に準じて、その位置を特定することができる。第一中央セル構造１５ａの重心Ｏ２については、図６を参照しつつ説明した中央セル構造１５の重心Ｏ２の位置を特定する方法における外周セル構造１６を、第二中央セル構造１５ｂと見做し、当該方法と同様の方法により、その位置を特定することができる。
また、図１０に示すハニカム構造体５００においては、重心Ｏ１、重心Ｏ２、及び重心Ｏ３の３点が、同一直線上に配列した場合の例を示している。しかしながら、中央セル構造１５が、第一中央セル構造１５ａと第二中央セル構造１５ｂとによって構成されている場合には、重心Ｏ１と重心Ｏ２を結ぶ直線と、重心Ｏ１と重心Ｏ３を結ぶ直線とが、交差するような位置関係のものであってもよい。
（２）ハニカム構造体の製造方法：
次に、本発明のハニカム構造体を製造する方法について説明する。
まず、ハニカム構造部を作製するための可塑性の坏土を作製する。ハニカム構造部を作製するための坏土は、原料粉末として、前述の隔壁の好適な材料群の中から選ばれた材料に、適宜、バインダ等の添加剤、及び水を添加することによって作製することができる。
次に、作製した坏土を押出成形することにより、複数のセルを区画形成する隔壁、及び最外周に配設された外周壁を有する、柱状のハニカム成形体を得る。押出成形においては、押出成形用の口金として、坏土の押出面に、成形するハニカム成形体の反転形状となるスリットが形成されたものを用いることができる。特に、本発明のハニカム構造体を製造する際には、押出成形用の口金として、押出成形するハニカム成形体の中央部分と外周部分とで、セル構造が異なるようにスリットが形成されたものを用いることが好ましい。
得られたハニカム成形体を、例えば、マイクロ波及び熱風で乾燥してもよい。また、ハニカム成形体の製造に用いた材料と同様の材料で、セルの開口部を目封止することで目封止部を配設してもよい。
次に、得られたハニカム成形体を焼成することにより、ハニカム構造体を得る。焼成温度及び焼成雰囲気は原料により異なり、当業者であれば、選択された材料に最適な焼成温度及び焼成雰囲気を選択することができる。なお、本発明のハニカム構造体を製造する方法は、これまでに説明した方法に限定されることはない。
（実施例１）
コージェライト化原料１００質量部に、分散媒を３５質量部、有機バインダを６質量部、分散剤を０．５質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。コージェライト化原料としては、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用した。分散媒としては水を使用し、造孔材としては平均粒子径１〜１０μｍのコークスを使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。
次に、ハニカム成形体作製用の口金を用いて坏土を押出成形し、全体形状が円柱状のハニカム成形体を得た。押出成形においては、押出成形用の口金として、押出成形するハニカム成形体の中央部分と外周部分とで、セル構造が異なるようにスリットが形成されたものを用いた。
次に、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカム成形体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。
次に、乾燥したハニカム成形体を、脱脂し、焼成して、実施例１のハニカム構造体を製造した。実施例１のハニカム構造体は、端面の直径が１１８ｍｍの円柱状であった。実施例１のハニカム構造体のセルの延びる方向の長さは、８４ｍｍであった。
また、実施例１のハニカム構造体においては、セルの延びる方向に直交する面において、外周セル構造と、中央セル構造とが、異なるセル構造であった。中央セル構造は、１種類のセル構造であり、実施例１のハニカム構造体は、外周セル構造と中央セル構造とで、合計２種類のセル構造を有するものであった。実施例１のハニカム構造体のように、合計２種類のセル構造を有するものについては、表１の「セル構造の種類」の欄に、「２」と記す。例えば、中央セル構造が２種類のセル構造から構成され、外周セル構造と中央セル構造とで、合計３種類のセル構造を有する場合には、表１の「セル構造の種類」の欄に、「３」と記す。また、本実施例において、中央セル構造が１種類の場合、その中央セル構造を、「第一中央セル構造」ということがある。また、本実施例において、中央セル構造が２種類の場合、より内側の中央セル構造を、「第一中央セル構造」といい、第一中央セル構造よりも外側の中央セル構造を、「第二中央セル構造」ということがある。
また、得られたハニカム構造体は、外周セル構造と中央セル構造との境界部分に境界壁を有するものであった。実施例１のハニカム構造体のように、外周セル構造と中央セル構造との境界部分に境界壁を有するものについては、表１の「境界壁の有無」の欄に、「有」と記す。一方、外周セル構造と中央セル構造との境界部分に境界壁を有しないものについては、表１の「境界壁の有無」の欄に、「無」と記す。
実施例１のハニカム構造体における、中央セル構造は、隔壁の厚さが０．１０２ｍｍであり、セル密度が９３．０個／ｃｍ２であり、セルの形状が四角形であった。また、実施例１のハニカム構造体における、外周セル構造は、隔壁の厚さが０．１０２ｍｍであり、セル密度が６２．０個／ｃｍ２であり、セルの形状が四角形であった。表１の「セル構造」の欄に、中央セル構造及び外周セル構造の、隔壁の厚さ、セル密度、及びセル形状を示す。
また、実施例１のハニカム構造体の中央セル構造は、ハニカム構造部の端面において、円形状であり、その直径が６０ｍｍであった。
また、実施例１のハニカム構造体は、ハニカム構造部の幾何学的な重心Ｏ１の位置と、中央セル構造の幾何学的な重心Ｏ２の位置とが、離れた位置に存在したものであった。ハニカム構造体の流入端面を画像解析し、ハニカム構造部の幾何学的な重心Ｏ１の位置と、中央セル構造の幾何学的な重心Ｏ２の位置とを求め、重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離を測定した。重心Ｏ１及び重心Ｏ２の位置の特定、並びに重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離を測定においては、三谷商事社製の二次元画像解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ（商品名）」の画像処理ソフトを用いた。表２の「ハニカム構造部の重心との重心間の距離」の欄に、「重心Ｏ１と重心Ｏ２との距離」を示す。表２において、ハニカム構造部の重心Ｏ１と第一中央セル構造の重心Ｏ２との距離を、「Ａ：第一中央セル構造（ｍｍ）」の欄に示す。また、表２において、ハニカム構造部の重心Ｏ１と第二中央セル構造の重心Ｏ３との距離を、「Ｂ：第二中央セル構造（ｍｍ）」の欄に示す。
また、実施例１のハニカム構造体について、最外周セル構造のセルピッチを測定した。最外周セル構造のセルピッチは、マイクロスコープを用いて、以下のようにして測定した。まず、最外周の完全セルに内接する円の重心に対して、任意の４方向において、それぞれ連続した５セルの「セルピッチの延びる方向」の距離を測定した。なお、この距離の始点と終点は、セルの重心とした。そして、測定した４方向のそれぞれの距離を、連続したセル数の「５」で除算し、それぞれの距離の平均値を、「最外周セル構造のセルピッチ」とした。このようにして求めたセルピッチの値を、表２の「Ｃ：最外周セル構造のセルピッチ」の欄に示す。
ハニカム構造部の重心Ｏ１と第一中央セル構造の重心Ｏ２との距離（即ち、表２の「Ａ：第一中央セル構造（ｍｍ）」の欄の数値）を、最外周セル構造のセルピッチで除算した値を、表２の「Ａ／Ｃ」の欄に示す。また、ハニカム構造部の重心Ｏ１と第二中央セル構造の重心Ｏ３との距離（即ち、表２の「Ｂ：第二中央セル構造（ｍｍ）」の欄の数値）を、最外周セル構造のセルピッチで除算した値を、表２の「Ｂ／Ｃ」の欄に示す。
実施例１のハニカム構造体は、最外周セル構造におけるセルの繰り返し単位の配列方向と、中央セル構造におけるセルの繰り返し単位の配列方向とのなす角が、０°であった。表２の「第一中央セル構造のセル配列の傾き（°）」欄に、上述した２つの配列方向のなす角の大きさを示す。
実施例１のハニカム構造体は、隔壁の気孔率が３５％であった。隔壁の気孔率の測定は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製のＡｕｔｏｐｏｒｅ ９５００（商品名）によって測定した値である。隔壁の気孔率の値を、表２の「隔壁の気孔率（％）」の欄に示す。
また、実施例１のハニカム構造体について、以下の方法で、「アイソスタティック強度評価」を行った。評価結果を、表２の「強度評価（相対評価）」の欄に記す。
（アイソスタティック強度評価）
アイソスタティック（Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ）強度の測定は、社団法人自動車技術会発行の自動車規格（ＪＡＳＯ規格）のＭ５０５−８７で規定されているアイソスタティック破壊強度試験に基づいて行った。アイソスタティック破壊強度試験は、ゴムの筒状容器に、ハニカム構造体を入れてアルミ製板で蓋をし、水中で等方加圧圧縮を行う試験である。即ち、アイソスタティック破壊強度試験は、缶体に、ハニカム構造体が外周面把持される場合の圧縮負荷加重を模擬した試験である。このアイソスタティック破壊強度試験によって測定されるアイソスタティック強度は、ハニカム構造体が破壊したときの加圧圧力値（ＭＰａ）で示される。以下、アイソスタティック強度を、「ＩＳＯ強度」ということがある。本実施例におけるアイソスタティック強度評価においては、基準となる比較例１，７，１１のハニカム構造体の加圧圧力値（ＭＰａ）と、評価対象のハニカム構造体の加圧圧力値（ＭＰａ）を比較した相対評価とした。なお、実施例１〜２５及び比較例２〜６は、比較例１を基準とする。実施例２６〜４３及び比較例８〜１０は、比較例７を基準とする。実施例４４〜５３及び比較例１２〜１４は、比較例１１を基準とする。評価の判定基準は、以下の通りである。
評価Ａ：基準に対して、ＩＳＯ強度の低減率が１０％以下の場合を、その評価を「優」とする。
評価Ｂ：基準に対して、ＩＳＯ強度の低減率が１０％より高く、３０％以下の場合を、その評価を「良」とする。
評価Ｃ：基準に対して、ＩＳＯ強度の低減率が３０％より高い場合を、その評価を「不可」とする。
Figure 0006587565
Figure 0006587565
（実施例２〜２５、比較例１〜６）
「セル構造の種類」、「境界壁の有無」、及び「セル構造」を表１のように変更し、且つ、「ハニカム構造部の重心との重心間の距離」を表２に示すように変更して、実施例２〜２５、比較例１〜６のハニカム構造体を作製した。
実施例７，８，１５，１８及び比較例３，４については、中央セル構造が、表１に示すような「第一中央セル構造」と「第二中央セル構造」とを有するものとした。なお、第一中央セル構造は、ハニカム構造部の端面において、円形状であり、その直径が８０ｍｍであった。第二中央セル構造は、ハニカム構造部の端面において、円形状であり、その直径が９０ｍｍであった。
また、実施例９〜１５及び比較例５については、「第一中央セル構造のセル配列の傾き（°）」及び「第二中央セル構造のセル配列の傾き（°）」を、表２に示すように変更した。
また、比較例１については、ハニカム構造部の全体が、１種類のセル構造によって構成されたものとした。表１の「外周セル構造」に記載された、隔壁の厚さ、セル密度、セル形状が、比較例１のハニカム構造部のセル構造である。
（実施例２６〜４３、比較例７〜１０）
「セル構造の種類」、「境界壁の有無」、及び「セル構造」を表３のように変更し、且つ、「ハニカム構造部の重心との重心間の距離」を表４に示すように変更して、実施例２６〜４３、比較例７〜１０のハニカム構造体を作製した。
実施例３１〜３３，３７，４０及び比較例９については、中央セル構造が、表３に示すような「第一中央セル構造」と「第二中央セル構造」とを有するものとした。なお、第一中央セル構造は、ハニカム構造部の端面において、円形状であり、その直径が８０ｍｍであった。第二中央セル構造は、ハニカム構造部の端面において、円形状であり、その直径が９０ｍｍであった。
また、実施例３４〜３７については、「第一中央セル構造のセル配列の傾き（°）」及び「第二中央セル構造のセル配列の傾き（°）」を、表４に示すように変更した。
比較例７については、ハニカム構造部の全体が、１種類のセル構造によって構成されたものとした。表３の「外周セル構造」に記載された、隔壁の厚さ、セル密度、セル形状が、比較例７のハニカム構造部のセル構造である。
（実施例４４〜５３、比較例１１〜１４）
「セル構造の種類」、「境界壁の有無」、及び「セル構造」を表５のように変更し、且つ、「ハニカム構造部の重心との重心間の距離」、及び「隔壁の気孔率」を表６に示すように変更して、実施例４４〜５３、比較例１１〜１４のハニカム構造体を作製した。
また、実施例４９〜５３及び比較例１４については、「第一中央セル構造のセル配列の傾き（°）」を、表６に示すように変更した。
比較例１１については、ハニカム構造部の全体が、１種類のセル構造によって構成されたものとした。表５の「外周セル構造」に記載された、隔壁の厚さ、セル密度、セル形状が、比較例１１のハニカム構造部のセル構造である。
実施例２〜５３及び比較例１〜１４のハニカム構造体について、実施例１と同様の方法で、「アイソスタティック強度評価」を行った。それぞれの評価結果を、表２、表４、及び表６の「強度評価（相対評価）」の欄に記す。
Figure 0006587565
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Figure 0006587565
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（結果）
実施例１〜５３のハニカム構造体は、基準となる比較例のハニカム構造体と比較して、アイソスタティック強度が高いものであった。また、中央セル構造の重心とハニカム構造部の重心との距離（即ち、重心間の距離）は、最外周セル構造のセルピッチの半分の長さよりも大である場合に、アイソスタティック強度が有効に向上することが分かった。
また、「第一中央セル構造のセル配列の傾き（°）」及び「第二中央セル構造のセル配列の傾き（°）」については、セル形状が四角形の場合に、４５°に近づくにつれて、そのアイソスタティック強度が向上することが分かった。
更に、実施例１〜４３のような隔壁の気孔率が低いハニカム構造体であっても、実施例４４〜５３のような隔壁の気孔率が高いハニカム構造体であっても、重心間の距離の広げることにより、アイソスタティック強度が有効に向上することが分かった。
本発明のハニカム構造体は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等から排出される排ガスを浄化するための触媒を担持する触媒担体や、排ガスを浄化するためのフィルタとして利用することができる。
１：隔壁、２：セル、２ａ：セル（中央セル構造のセル）、２ｂ：セル（最外周セル構造のセル）、２ｘ：完全セル、３：外周壁、４：ハニカム構造部、８，９：境界壁、１１：流入端面、１２：流出端面、１５：中央セル構造、１５ａ：第一中央セル構造、１５ｂ：第二中央セル構造、１６：外周セル構造、１６ａ：最外周セル構造、１８：最大内接円、１００：ハニカム構造体、ｄ：直径（内接円の直径）、Ｏ１：重心（ハニカム構造部の幾何学的な重心）、Ｏ２：重心（中央セル構造の幾何学的な重心）、Ｏ３：重心（第二中央セル構造の幾何学的な重心）、Ｐ：セルピッチ、ｔ：隔壁の厚さ。

Claims (8)

  1. 流入端面から流出端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有する柱状のハニカム構造部、を備え、
    前記ハニカム構造部は、前記セルの延びる方向に直交する面において、
    中央部分に形成された複数の前記セルによって構成された中央セル構造と、前記中央セル構造よりも外側の外周部分に形成された複数の前記セルによって構成された外周セル構造とが、異なるセル構造であり、
    前記外周セル構造が、１種類のセル構造によって構成されたものであり、且つ、前記中央セル構造が、前記外周セル構造よりも内側に存在する１種類又は２種類以上のセル構造によって構成されたものであり、
    前記中央セル構造のセル密度は８０〜１５０個／ｃｍ ２ であり、且つ、前記外周セル構造のセル密度を３０〜８０個／ｃｍ ２ であり、
    前記セルの延びる方向に直交する面において、前記ハニカム構造部の幾何学的な重心と、前記中央セル構造が１種類のセル構造の場合には当該セル構造の幾何学的な重心又は前記中央セル構造が２種類以上のセル構造の場合にはそれぞれの前記セル構造の幾何学的な各重心とが、離れた位置に存在し、且つ、それぞれの重心間の距離が、前記セルのうち前記隔壁によって周囲の全てが区画されているセルを完全セルとした場合に、前記外周セル構造のうちの前記ハニカム構造部の最外周に形成された完全セルを含む最外周セル構造のセルピッチの半分の長さよりも大きく当該セルピッチの３．１５倍以下である、ハニカム構造体。
  2. 前記セルの延びる方向に直交する面において、前記ハニカム構造部の前記重心から、前記中央セル構造の前記重心までの前記重心間の距離が、前記最外周セル構造のセルピッチの長さよりも大である、請求項１に記載のハニカム構造体。
  3. 前記セルの延びる方向に直交する面において、前記ハニカム構造部の前記重心から、前記中央セル構造の前記重心までの前記重心間の距離が、前記最外周セル構造のセルピッチの長さの２倍よりも大である、請求項２に記載のハニカム構造体。
  4. 前記ハニカム構造部は、前記外周セル構造と、前記中央セル構造との境界部分に、多孔質の境界壁を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  5. 前記ハニカム構造部は、前記外周セル構造と、前記中央セル構造との境界部分が、連続する又は不連続な前記隔壁によって構成されたものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  6. 前記中央セル構造のセル密度が、前記最外周セル構造のセル密度よりも大である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  7. 前記中央セル構造は、セル密度が異なる２つ以上のセル構造によって構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
  8. 全ての前記完全セルのセル形状が四角形であり、前記中央セル構造における前記セルの繰り返し単位の配列方向が、前記最外周セル構造における前記セルの繰り返し単位の配列方向に対して、１０°以上、４５°以下傾いている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のハニカム構造体。
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