蜂窝结构体的制作方法

本发明涉及一种蜂窝结构体。更详细而言，涉及有效地抑制了由隔壁划分形成的孔格的变形，特别是有效地抑制了在蜂窝结构体外周侧形成的孔格的变形且机械强度优异的蜂窝结构体。

背景技术：

以往，为了净化处理从汽车等的引擎排出的废气中所含的hc、co、nox等有害物质，使用将催化剂担载于蜂窝结构体而得到的构件。此外，蜂窝结构体通过在由多孔质的隔壁划分形成的孔格的开口部实施封孔，从而还用作废气净化用过滤器。

蜂窝结构体是具有隔壁的柱状结构体，所述隔壁划分形成成为废气的流路的多个孔格。这样的蜂窝结构体在与孔格延伸的方向正交的面上，具有多个孔格以预定的周期有序排列的孔格结构。以往，在一个蜂窝结构体中，上述面内的孔格结构为一种，但近年来，以提高废气净化效率等为目的，提出了在上述面内具有两种以上孔格结构的蜂窝结构体。例如提出如下蜂窝结构体，其通过在与孔格延伸的方向正交的面上使中央部分与外周部分的孔格密度、孔格形状不同，从而在上述面内具有两种以上孔格结构(例如，参照专利文献1～3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-177794号公报

专利文献2：日本特开2008-018370号公报

专利文献3：日本特开2000-097019号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在专利文献1～3中，作为具有两种以上孔格结构的蜂窝结构体，例如公开了如下蜂窝结构体等，该蜂窝结构体构成为：在与孔格延伸的方向正交的面上，中央部分的孔格密度高，外周部分的孔格密度低。这样的蜂窝结构体通常构成为：在上述面上，中央部分的孔格结构的几何重心与蜂窝结构体的重心一致。

以往，作为蜂窝成形体的成形方法之一，已知沿水平方向挤出成形蜂窝成形体的成形方法。该成形方法中，在将挤出方向设定为水平方向的挤出成形机中，安装所希望的形状的金属模具，将陶瓷原料从金属模具向水平方向挤出，成形为柱状的蜂窝成形体。在此，刚刚挤出成形后的蜂窝成形体非常软弱，容易变形。为了得到优质的成形体，需要支承刚刚挤出成形后的蜂窝成形体以使其不变形地输送至各工序。通常，作为支承蜂窝成形体的承受台，使用具有与蜂窝成形体的侧面形状互补的支承面的承受台，利用该承受台从下方支承沿水平方向挤出的蜂窝成形体。

通过使用如上所述的具有与蜂窝成形体的侧面形状互补的支承面的承受台，能够抑制蜂窝成形体的外形的大幅变形。然而，即使使用了如上所述的承受台，蜂窝成形体的存在于重心的垂直下方的最外周的孔格也大大受到蜂窝成形体自身重量的影响，因此最外周的孔格有时会局部变形。特别是，在如上所述的具有两种以上孔格结构的蜂窝结构体中，中央部分的孔格结构更加密集的情况下，存在如下问题：蜂窝成形体的最外周容易受到大负荷，蜂窝成形体的最外周的孔格特别容易变形。其结果是，将这样的蜂窝成形体烧成而得到的蜂窝结构体在使用时等容易以变形的孔格为起点而产生裂纹，其强度低。

本发明鉴于这样的以往技术所具有的问题而完成。本发明提供一种蜂窝结构体，其有效地抑制了由隔壁划分形成的孔格的变形且机械强度优异，特别是有效地抑制了在蜂窝结构体外周侧形成的孔格的变形。

用于解决课题的方法

根据本发明，提供以下所示的蜂窝结构体。

[1]一种蜂窝结构体，其具备柱状的蜂窝结构部，上述蜂窝结构部具有划分形成多个孔格的多孔质的隔壁，所述多个孔格从流入端面延伸至流出端面并成为流体的流路，

上述蜂窝结构部中，在与上述孔格延伸的方向正交的面上，中央孔格结构与外周孔格结构为不同的孔格结构，所述中央孔格结构由在中央部分形成的多个上述孔格构成，所述外周孔格结构由在比上述中央孔格结构靠外侧的外周部分形成的多个上述孔格构成，

在与上述孔格延伸的方向正交的面上，上述蜂窝结构部的几何重心与上述中央孔格结构的几何重心存在于相离的位置，并且，各重心间的距离大于最外周孔格结构的孔格间距的一半长度，所述最外周孔格结构是指将上述孔格中周围全部由上述隔壁划分的孔格设为完整孔格时，上述外周孔格结构中的包含在上述蜂窝结构部的最外周形成的完整孔格的孔格结构。

[2]根据上述[1]所述的蜂窝结构体，在与上述孔格延伸的方向正交的面上，从上述蜂窝结构部的上述重心至上述中央孔格结构的上述重心为止的上述重心间的距离大于上述最外周孔格结构的孔格间距的长度。

[3]根据上述[2]所述的蜂窝结构体，在与上述孔格延伸的方向正交的面上，从上述蜂窝结构部的上述重心至上述中央孔格结构的上述重心为止的上述重心间的距离大于上述最外周孔格结构的孔格间距的长度的2倍。

[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的蜂窝结构体，上述蜂窝结构部在上述外周孔格结构与上述中央孔格结构的边界部分具有多孔质的边界壁。

[5]根据上述[1]～[3]中任一项所述的蜂窝结构体，上述蜂窝结构部中，上述外周孔格结构与上述中央孔格结构的边界部分由连续或不连续的上述隔壁构成。

[6]根据上述[1]～[5]中任一项所述的蜂窝结构体，上述中央孔格结构的孔格密度大于上述最外周孔格结构的孔格密度。

[7]根据上述[1]～[6]中任一项所述的蜂窝结构体，上述中央孔格结构由孔格密度不同的2个以上的孔格结构构成。

[8]根据上述[1]～[7]中任一项所述的蜂窝结构体，所有的上述完整孔格的孔格形状为四边形，上述中央孔格结构中的上述孔格的重复单元的排列方向相对于上述最外周孔格结构中的上述孔格的重复单元的排列方向倾斜10°以上45°以下。

发明效果

本发明的蜂窝结构体有效地抑制了由隔壁划分形成的孔格的变形，特别是在蜂窝结构体外周侧形成的孔格的变形，发挥机械强度优异这样的效果。特别是，本发明的蜂窝结构体的中央孔格结构与外周孔格结构为不同的孔格结构。进一步，在本发明的蜂窝结构体中，蜂窝结构部的几何重心与中央孔格结构的几何重心存在于相离的位置，所述位置相离大于最外周孔格结构的孔格间距的一半长度的距离。对于这样构成的本发明的蜂窝结构体，在其制造时，当由承受台支承将陶瓷原料挤出成形而成的蜂窝成形体时，能够使蜂窝成形体的最外周受到的应力分散。由此，即使经过在将蜂窝成形体支承于承受台之后向各工序输送这样的制造工序来制造，也难以产生在蜂窝成形体最外周形成的孔格的变形。因此，本发明的蜂窝结构体成为在最外周形成的孔格的变形得到抑制的蜂窝结构体，机械强度变得优异。例如，如果在最外周形成的孔格产生变形，则容易以变形的孔格为起点而产生裂纹，但本发明的蜂窝结构体能够有效地防止这样的裂纹产生。

附图说明

图1为示意性地示出本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的立体图。

图2为示意性地示出图1所示的蜂窝结构体的流入端面的俯视图。

图3为示意性地示出图2的x-x’截面的截面图。

图4为示意性地示出图1所示的蜂窝结构体的流入端面的俯视图，是用于说明蜂窝结构部的几何重心和中央孔格结构的几何重心的图。

图5为将图4中由以符号q表示的虚线包围的范围放大的放大俯视图。

图6为将图4中由以符号q表示的虚线包围的范围放大的放大俯视图，是用于说明中央孔格结构的几何重心的测定方法的图。

图7为示意性地示出本发明的蜂窝结构体的另一个实施方式的流入端面的俯视图。

图8为示意性地示出本发明的蜂窝结构体的又一个实施方式的流入端面的俯视图。

图9为示意性地示出本发明的蜂窝结构体的又一个实施方式的流入端面的俯视图。

图10为示意性地示出本发明的蜂窝结构体的又一个实施方式的流入端面的俯视图。

图11为用于说明孔格的形状为正方形时的孔格间距的示意图。

图12为用于说明孔格的形状为六边形时的孔格间距的示意图。

图13为用于说明孔格的形状为三角形时的孔格间距的示意图。

符号的说明

1：隔壁，2：孔格，2a：孔格(中央孔格结构的孔格)，2b：孔格(最外周孔格结构的孔格)，2x：完整孔格，3：外周壁，4：蜂窝结构部，8、9：边界壁，11：流入端面，12：流出端面，15：中央孔格结构，15a：第一中央孔格结构，15b：第二中央孔格结构，16：外周孔格结构，16a：最外周孔格结构，18：最大内切圆，100：蜂窝结构体，d：直径(内切圆的直径)，o1：重心(蜂窝结构部的几何重心)，o2：重心(中央孔格结构的几何重心)，o3：重心(第二中央孔格结构的几何重心)，p：孔格间距，t：隔壁厚度。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。但本发明并不限于以下的实施方式。因此应当理解，可以在不脱离本发明的宗旨的范围内，基于本领域技术人员的通常的知识，对以下的实施方式进行适当变更、改良等。

(1)蜂窝结构体：

如图1～图5所示，本发明的蜂窝结构体的一个实施方式为具备具有多孔质的隔壁1的柱状的蜂窝结构部4的蜂窝结构体100。蜂窝结构部4的隔壁1划分形成多个孔格2，所述多个孔格2从流入端面11延伸至流出端面12而成为流体的流路。本实施方式的蜂窝结构体100的特征在于，蜂窝结构部4构成如下。蜂窝结构部4在与孔格2延伸的方向正交的面上具有中央孔格结构15和外周孔格结构16，中央孔格结构15与外周孔格结构16为不同的孔格结构。其中，中央孔格结构15是上述面上的由在蜂窝结构部4的中央部分形成的多个孔格2a构成的孔格结构。外周孔格结构16是由在比中央孔格结构15靠外侧的外周部分形成的多个孔格2b构成的孔格结构。孔格2b是在比中央孔格结构15靠外侧的外周部分形成的多个孔格2b。

本实施方式的蜂窝结构体100中，在与孔格2延伸的方向正交的面上，蜂窝结构部4的几何重心o1与中央孔格结构15的几何重心o2存在于相离的位置。并且，各重心间的距离，即重心o1与重心o2的距离大于最外周孔格结构16a的孔格间距的一半长度。其中，最外周孔格结构16a是外周孔格结构16中的包含在蜂窝结构部4的最外周形成的完整孔格2x的孔格结构。“最外周孔格结构16a”和“完整孔格2x”的详细内容如后所述。

本实施方式的蜂窝结构体100有效地抑制了由隔壁1划分形成的孔格2的变形，特别是在蜂窝结构体100最外周形成的孔格2的变形，且发挥机械强度优异这样的效果。对于本实施方式的蜂窝结构体100，在其制造时，当由承受台支承将陶瓷原料挤出成形而成的蜂窝成形体时，能够使蜂窝成形体的最外周所受的应力分散。由此，即使在经过将蜂窝成形体支承于承受台之后向各工序输送这样的制造工序来制造，也难以产生在蜂窝成形体最外周形成的孔格的变形。因此，本实施方式的蜂窝结构体100成为在最外周形成的孔格的变形得到抑制的蜂窝结构体，机械强度变得优异。

在此，图1为示意性地示出本发明的蜂窝结构体的一个实施方式的立体图。图2为示意性地示出图1所示的蜂窝结构体的流入端面的俯视图。图3为示意性地示出图2的x-x’截面的截面图。图4为示意性地示出图1所示的蜂窝结构体的流入端面的俯视图，是用于说明蜂窝结构部的几何重心和中央孔格结构的几何重心的图。图5为将图4中由以符号q表示的虚线包围的范围放大的放大俯视图。

本发明中，最外周孔格结构16a是包含在蜂窝结构部4的最外周形成的完整孔格2x的孔格结构。以下，将孔格2的周围全部由隔壁1划分的孔格2有时称为“完整孔格”。另一方面，将孔格2的周围并非全部由隔壁1划分、孔格2的一部分由外周壁3划分的孔格2有时称为“不完整孔格”。此外，如后所述，将孔格2的一部分由边界壁8(参照图7)划分的孔格2有时也称为“不完整孔格”。蜂窝结构部4中形成的孔格2如上所述可分为“完整孔格”和“不完整孔格”。

本发明中，“孔格结构”是指，在与孔格2延伸的方向正交的面上，一个由隔壁1划分的孔格2、或者多个孔格2的组合成为一个重复单元，由该重复单元的集合形成的结构。例如，相同孔格形状的孔格在上述面上有序排列的情况下，相同孔格形状的孔格所存在的范围成为一个孔格结构。此外，即使是不同孔格形状的孔格，在多个孔格的组合成为一个重复单元的情况下，该重复单元所存在的范围也会成为一个孔格结构。

本发明中，两个孔格结构为“不同的孔格结构”意味着，在将两个孔格结构进行比较时，隔壁厚度、孔格密度、孔格形状中的任一个不同。其中，“隔壁厚度不同”是指，在将两个孔格结构的隔壁厚度进行比较时，具有25μm以上的差异。此外，“孔格密度不同”是指，在将两个孔格结构的孔格密度进行比较时，具有7个/cm²以上的差异。

本发明中，“中央孔格结构15”由一个以上的孔格结构构成。因此，对于“中央孔格结构15”，在比外周孔格结构16靠内侧处仅存在一个孔格结构时，该一个孔格结构成为中央孔格结构15，存在两个以上孔格结构时，两个以上孔格结构各自成为中央孔格结构15。

另一方面，“外周孔格结构16”是由在比中央孔格结构15靠外侧的外周部分形成的多个孔格2b构成的孔格结构，是至少包含在蜂窝结构部4的最外周部分形成的最外周孔格结构16a的孔格结构。“最外周孔格结构16a”由一种孔格结构构成。在“外周孔格结构16”仅由“最外周孔格结构16a”构成的情况下，“最外周孔格结构16a”与“外周孔格结构16”相同。需要说明的是，构成最外周孔格结构16a的孔格结构中，最外周的不完整孔格不属于构成重复单元的孔格。

图1～图5所示的蜂窝结构体100中，在比中央孔格结构15靠外侧处形成的孔格2b以其形状、孔格密度、孔格间距为相同的方式构成。因此，图1～图5所示的蜂窝结构体100的蜂窝结构部4由中央孔格结构15和作为最外周孔格结构16a的外周孔格结构16这两种孔格结构构成。需要说明的是，中央孔格结构15具有多个孔格结构时的例子如后所述。

“最外周孔格结构16a的孔格间距”可以根据将最外周孔格结构16a的重复单元的宽度除以沿着该重复单元的宽度方向存在的孔格的个数而得到的值来求出。具体而言，可以如下求出“最外周孔格结构16a的孔格间距”。如图11所示，在孔格2的形状为正方形时，图11中由符号p表示的长度为“孔格间距p”。图11中，由符号d表示的长度表示正方形的孔格2的内切圆的直径，由符号t表示的长度表示划分孔格2的隔壁1的厚度。图11为用于说明孔格的形状为正方形时的孔格间距的示意图。

在测定孔格间距p时，使用显微镜，利用以下的方法来测定。首先，相对于作为最外周完整孔格的正方形孔格2的内切圆的重心，在任意的4个方向上分别测定连续5个以上孔格在“孔格间距p延伸的方向”上的距离。需要说明的是，将该距离的起点和终点设为孔格的重心。并且，将所测定的距离除以在“孔格间距p延伸的方向”上存在的孔格的个数，求出在一个方向上的“孔格间距p”。测定时，由于在4个方向上测定距离，因此将各方向上求出的“孔格间距p”的平均值设为测定对象孔格结构的“孔格间距p”。

此外，如图12所示，在孔格2的形状为六边形时，图12中由符号p表示的长度为“孔格间距p”。图12中，由符号d表示的长度表示六边形孔格2的内切圆的直径，由符号t表示的长度表示划分孔格2的隔壁1的厚度。图12是用于说明孔格的形状为六边形时的孔格间距的示意图。

此外，如图13所示，在孔格2的形状为三角形时，图13中由符号p表示的长度为“孔格间距p”。图13中，由符号d表示的长度表示三角形孔格2的内切圆的直径，由符号t表示的长度表示划分孔格2的隔壁1的厚度。图13是用于说明孔格的形状为三角形时的孔格间距的示意图。

此外，在由孔格形状不同的两种以上孔格构成孔格结构的重复单元时，将两种以上的孔格作为一组，设为一个单位，利用上述方法求出一个单位的孔格间距。然后，将所求得的一个单位的孔格间距除以一个单位中的孔格的个数而得到的值设为测定对象孔格结构的“孔格间距”。例如，对于由孔格形状为四边形的孔格和孔格形状为八边形的孔格构成的孔格结构，将四边形的孔格和八边形的孔格的一对作为一个单位。并且，利用上述方法求出该一个单位的孔格间距，将所求得的一个单位的孔格间距除以2而得到的值成为该孔格结构的“孔格间距”。

对于蜂窝结构部4的几何重心o1的位置，可以通过利用拍摄装置拍摄蜂窝结构部4的流入端面11或流出端面12，并对拍摄得到的图像进行图像解析而求出。此时，蜂窝结构部4的几何重心o1为由蜂窝结构部4的外周壁3包围的区域的重心。拍摄得到的图像的图像解析可以使用例如三谷商事公司制的二维图像解析软件“winroof(商品名)”等图像处理软件。

对于中央孔格结构15的几何重心o2，可以通过利用拍摄装置拍摄蜂窝结构部4的流入端面11或流出端面12，并对拍摄得到的图像进行图像解析而求出。此时，在中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界部分不存在划分该边界的边界壁8(例如，参照图7)时，以如下方式规定中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界。首先，利用拍摄装置拍摄蜂窝结构部4的流入端面11，得到如图5所示的图像。图5中，在蜂窝结构部4的中央部分，孔格形状为四边形的孔格2a成为重复单元，且该孔格2a在图5的纸面纵向和横向上均匀排列，从而构成中央孔格结构15。此外，图5中，在蜂窝结构部4的外周部分，孔格形状比中央孔格结构15的孔格2a大的四边形的孔格2b在图5的纸面纵向和横向上均匀排列。对于蜂窝结构部4的外周部分，由该大的四边形的孔格2b构成外周孔格结构16。并且，本实施方式的蜂窝结构体100中，蜂窝结构部4的中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界部分也可以由连续或不连续的隔壁1构成。例如，图5中，在中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界附近，存在孔格2a与孔格2b的孔格形状不同而不能成为特定的重复单元的“不定形孔格”。这样的情况下，利用以下所示的方法来规定中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界。

在此，图6为将图4中由以符号q表示的虚线包围的范围放大的放大俯视图，是用于说明中央孔格结构15的几何重心o2的测定方法的图。规定中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界时，通过对利用拍摄装置拍摄蜂窝结构部4的流入端面11或流出端面12而得到的图像进行图像解析来规定。具体而言，首先，在拍摄得到的图像中，如图6所示，提取特定的“外周孔格结构16的孔格2b”。提取的外周孔格结构16的孔格2b是隔着隔壁1与中央孔格结构15的孔格2a相邻的孔格2b，并且是构成外周孔格结构16的重复单元的完整孔格2x。即，提取的外周孔格结构16的孔格2b中不含上述的“不定形孔格”。

接着，求出所提取的外周孔格结构16的孔格2b的各重心。图6中，由黑圆点表示外周孔格结构16的孔格2b的各重心。接着，对于拍摄得到的图像，用直线连结外周孔格结构16的孔格2b的各重心，对于用该直线连结的形状，描绘最大内切圆18。将该最大内切圆18的几何重心作为中央孔格结构15的几何重心o2。这样的图像解析可以使用例如三谷商事公司制的二维图像解析软件“winroof(商品名)”等图像处理软件。需要说明的是，如后所述，在中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界部分存在划分该边界的边界壁8(参照图7)的情况下，将由该边界壁8(图7参照)包围的范围的几何重心作为中央孔格结构15的几何重心o2。以下，只要没有特别说明，在仅仅称为“重心”时就是指几何重心。

关于蜂窝结构部4的重心o1与中央孔格结构15的重心o2的距离，也可以利用上述的图像解析来求出。

本实施方式的蜂窝结构体100中，优选蜂窝结构部4的重心o1与中央孔格结构15的重心o2的距离大于最外周孔格结构16a的孔格间距的长度。此外，进一步优选蜂窝结构部4的重心o1与中央孔格结构15的重心o2的距离大于最外周孔格结构16a的孔格间距的长度的2倍。通过这样构成，重心o1与重心o2的距离变宽，能够有效抑制在蜂窝结构体100的外周侧形成的孔格2的变形。需要说明的是，对于重心o1与重心o2的距离的上限没有特别限制，可以根据蜂窝结构体100的外周的大小、最外周孔格结构16a的孔格间距的长度来适当设定。例如，作为重心o1与重心o2的距离的上限，可以举出最外周孔格结构16a的孔格间距的5倍以下。

对于在与孔格延伸的方向正交的面上的各个孔格的形状没有特别限制。例如，作为构成中央孔格结构和外周孔格结构的孔格的形状，可以举出三角形、四边形、六边形、八边形等多边形。此外，对于构成中央孔格结构和外周孔格结构的孔格，在各个孔格结构内一个孔格与另一个孔格的形状可以不同。

本实施方式的蜂窝结构体中，优选中央孔格结构的孔格密度大于最外周孔格结构的孔格密度。这样构成的蜂窝结构体在抑制废气向中心部分流动的同时，使废气容易向外周部分流动，结果能够提高蜂窝结构体的净化性能，从这方面考虑是优选的。

中央孔格结构中的孔格密度优选为30～150个/cm²，进一步优选为50～130个/cm²，特别优选为80～100个/cm²。如果中央孔格结构中的孔格密度小于30个/cm²，则有时净化性能变得不充分。此外，如果中央孔格结构中的孔格密度超过150个/cm²，则有时蜂窝结构体的压力损失会增大、在担载催化剂时因所担载的催化剂而产生孔格堵塞。

最外周孔格结构中的孔格密度优选为20～130个/cm²，进一步优选为25～100个/cm²，特别优选为30～80个/cm²。如果最外周孔格结构中的孔格密度小于20个/cm²，则有时蜂窝结构体的强度会不足。此外，如果最外周孔格结构中的孔格密度超过130个/cm²，则有时蜂窝结构体的压力损失会增大、在担载催化剂时因所担载的催化剂而产生孔格堵塞。另外，外周孔格结构中的孔格密度优选落在上述最外周孔格结构中的孔格密度的数值范围内。

中央孔格结构中的隔壁厚度优选为0.04～0.31mm，进一步优选为0.05～0.25mm，特别优选为0.06～0.20mm。如果中央孔格结构中的隔壁厚度过薄，则从维持强度的方面考虑是不优选的。如果中央孔格结构中的隔壁厚度过厚，则从压力损失恶化的方面考虑是不优选的。

最外周孔格结构中的隔壁厚度优选为0.05～0.38mm，进一步优选为0.07～0.30mm，特别优选为0.09～0.21mm。如果最外周孔格结构中的隔壁厚度过薄，则从维持强度的方面考虑是不优选的。如果最外周孔格结构中的隔壁厚度过厚，则从压力损失恶化的方面考虑是不优选的。另外，外周孔格结构中的隔壁厚度优选为落在上述最外周孔格结构中的隔壁厚度的数值范围的厚度。

蜂窝结构部的隔壁的气孔率优选为3～75％，进一步优选为25～65％，特别优选为30～60％。如果隔壁的气孔率小于3％，则有时会难以涂布催化剂、或者在使用蜂窝结构体作为过滤器时压力损失增大。如果隔壁的气孔率超过75％，则蜂窝结构体100的强度变得不充分，在将蜂窝结构体收纳于废气净化装置中使用的罐体内时，难以用充分的把持力保持蜂窝结构体。隔壁的气孔率是利用压汞仪(mercuryporosimeter)测量的值。作为压汞仪，例如可以举出麦克默瑞提克(micromeritics)公司制的autopore9500(商品名)。

关于隔壁的材料，从强度、耐热性、耐久性等观点考虑，主要成分优选为氧化物或非氧化物的各种陶瓷、金属等。具体而言，作为陶瓷，优选由包含选自由例如堇青石、莫来石、氧化铝、尖晶石、碳化硅、氮化硅、钛酸铝构成的材料组中的至少一种的材料形成。作为金属，可考虑fe-cr-al系金属和金属硅等。优选将选自这些材料中的一种或两种以上作为主要成分。从高强度、高耐热性等观点考虑，优选将选自由氧化铝、莫来石、钛酸铝、堇青石、碳化硅和氮化硅构成的材料组中的一种或两种以上作为主要成分。这些材料中，特别优选为堇青石、钛酸铝、碳化硅、金属硅结合碳化硅、以及堇青石与碳化硅的复合材料。此外，从高热导率、高耐热性等观点考虑，特别合适的是碳化硅或硅-碳化硅复合材料。其中，“主要成分”是指，在材料成分中，存在50质量％以上、优选为70质量％以上、进一步优选为80质量％以上的成分。

对于蜂窝结构体的整体形状没有特别限制。就本实施方式的蜂窝结构体的整体形状而言，流入端面和流出端面的形状优选为圆形或椭圆形，特别优选为圆形。此外，蜂窝结构体的大小没有特别限定，从流入端面至流出端面的长度优选为20～400mm。此外，在蜂窝结构体的整体形状为圆柱状的情况下，各个端面的直径优选为60～300mm。

在蜂窝结构部的与孔格延伸的方向正交的面上，对于中央孔格结构的大小没有特别限制。但优选相对于蜂窝结构部的与孔格延伸的方向正交的面的直径，该面中的中央孔格结构的直径的大小为0.3～0.8倍。此外，在中央孔格结构由多个孔格结构构成的情况下，在与孔格延伸的方向正交的面上，存在于最靠外周的中央孔格结构的直径的大小优选为上述数值范围。

本实施方式的蜂窝结构体可以合适地用作内燃机的废气净化用部件。例如，可以合适地用作用于担载废气净化用催化剂的催化剂载体。本实施方式的蜂窝结构体可以在蜂窝结构部的隔壁的表面和隔壁的细孔中至少一方担载有废气净化用催化剂。

此外，本实施方式的蜂窝结构体可以进一步具备配设在由隔壁划分形成的孔格的至少一个端部的封孔部。即，封孔部配设在孔格的流入端面侧或流出端面侧的开口部，将孔格的任意一方的端部密封，这样的蜂窝结构体可以用作去除废气中的粒子状物质的过滤器。

接着，对于本发明的蜂窝结构体的另一个方实施方式，边参照图7边进行说明。图7为示意性地示出本发明的蜂窝结构体的另一个实施方式的流入端面的俯视图。如图7所示，本实施方式的蜂窝结构体200具备具有多孔质的隔壁1的柱状的蜂窝结构部4。蜂窝结构部4在与孔格2延伸的方向正交的面上具有中央孔格结构15和外周孔格结构16，中央孔格结构15与外周孔格结构16为不同的孔格结构。而且，与图1～图5所示的蜂窝结构体100同样地，在上述面上，蜂窝结构部4的重心o1与中央孔格结构15的重心o2的位置存在于相离的位置。而且，各重心间的距离，即重心o1与重心o2的距离大于最外周孔格结构16a的孔格间距的一半长度。

图7所示的蜂窝结构体200中，蜂窝结构部4在中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界部分具有多孔质的边界壁8。因此，在蜂窝结构体200中，边界壁8的内侧区域成为中央孔格结构15。在中央孔格结构15中形成的孔格2a的一个或多个组合成为一个重复单元，由该重复单元的集合构成中央孔格结构15。

边界壁8可以是与隔壁1相同的材质，也可以是不同的材质，但优选为与隔壁1相同的材质。对于边界壁8的形状没有特别限制，只要是将中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界部分划分的形状即可。作为边界壁8的形状，可以举出圆形、椭圆形、多边形等。例如，作为边界壁8的形状，可以举出与蜂窝结构部4的外周壁3相似的形状、将该相似形状的单轴方向的长度变更的形状为例。对于边界壁8的厚度没有特别限制，例如，边界壁8的厚度优选为外周孔格结构16的隔壁1的厚度的0.5～3.0倍的厚度，更优选为0.8～2.0倍的厚度。

对于本实施方式的蜂窝结构体200，除了蜂窝结构部4在中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界部分具有多孔质的边界壁8以外，可以采用与图1～图5所示的蜂窝结构体100同样的构成。

接着，对于本发明的蜂窝结构体的又一个实施方式，边参照图8边进行说明。图8为示意性示出本发明的蜂窝结构体的又一个实施方式的流入端面的俯视图。如图8所示，本实施方式的蜂窝结构体300具备具有多孔质的隔壁1的柱状的蜂窝结构部4。蜂窝结构部4在与孔格2延伸的方向正交的面上具有中央孔格结构15和外周孔格结构16，中央孔格结构15与外周孔格结构16为不同的孔格结构。而且，与图1～图5所示的蜂窝结构体100同样地，在上述面上，蜂窝结构部4的重心o1与中央孔格结构15的重心o2存在于相离的位置。而且，各重心间的距离，即重心o1与重心o2的距离大于最外周孔格结构16a的孔格间距的一半长度。

图8所示的蜂窝结构体300中，中央孔格结构15中的孔格2a的重复单元的排列方向处于相对于最外周孔格结构16a中的孔格2b的重复单元的排列方向倾斜的状态。即，最外周孔格结构16a中的孔格2b的重复单元在图8的纸面横向上排列，另一方面，中央孔格结构15中的孔格2a的重复单元在图8的相对于纸面横向倾斜的方向上排列。例如，可以说图8所示的蜂窝结构体300是在图1～图5所示的蜂窝结构体100中将中央孔格结构15配设成以其重心o2为中心沿顺时针方向旋转45°左右的状态。

图8所示的蜂窝结构体300中，对于最外周孔格结构16a中的孔格2b的重复单元的排列方向与中央孔格结构15中的孔格2a的重复单元的排列方向所形成的角的大小没有特别限制。例如，在全部完整孔格的孔格形状为四边形的情况下，中央孔格结构15中的孔格2a的重复单元的排列方向相对于最外周孔格结构16a中的孔格2b的重复单元的排列方向可以倾斜10°以上45°以下。此外，在孔格2a和孔格2b的完整孔格的孔格形状为四边形的情况下，最外周孔格结构16a中的孔格2b的重复单元的排列方向与中央孔格结构15中的孔格2a的重复单元的排列方向所形成的角优选为45°±15°。此外，在孔格2a和孔格2b的完整孔格的孔格形状为六边形的情况下，最外周孔格结构16a中的孔格2b的重复单元的排列方向与中央孔格结构15中的孔格2a的重复单元的排列方向所形成的角优选为30°±10°。通过这样构成，实现进一步防止孔格变形的效果。

接着，对于本发明的蜂窝结构体的又一个实施方式，边参照图9边进行说明。图9为示意性地示出本发明的蜂窝结构体的又一个实施方式的流入端面的俯视图。如图9所示，本实施方式的蜂窝结构体400具备具有多孔质的隔壁1的柱状的蜂窝结构部4。蜂窝结构部4在与孔格2延伸的方向正交的面上具有中央孔格结构15和外周孔格结构16，中央孔格结构15与外周孔格结构16为不同的孔格结构。而且，与图1～图5所示的蜂窝结构体100同样地，在上述面上，蜂窝结构部4的重心o1与中央孔格结构15的重心o2存在于相离的位置。而且，各重心间的距离，即重心o1与重心o2的距离大于最外周孔格结构16a的孔格间距的一半长度。

图9所示的蜂窝结构体400中，蜂窝结构部4在中央孔格结构15与外周孔格结构16的边界部分具有多孔质的边界壁8。进一步，在图9所示的蜂窝结构体400中，中央孔格结构15中的孔格2a的重复单元的排列方向处于相对于最外周孔格结构16a中的孔格2b的重复单元的排列方向倾斜的状态。

对于图8所示的蜂窝结构体300、以及图9所示的蜂窝结构体400，除了如上说明那样构成之外，可以采用与图1～图5所示的蜂窝结构体100同样的构成。

接着，对于本发明的蜂窝结构体的又一个实施方式，边参照图10边进行说明。图10为示意性地示出本发明的蜂窝结构体的又一个实施方式的流入端面的俯视图。本实施方式的蜂窝结构体中，存在于比外周孔格结构靠内侧的中央孔格结构由两个以上的孔格结构构成。即，如图10所示，本实施方式的蜂窝结构体500具备具有多孔质的隔壁1的柱状的蜂窝结构部4。蜂窝结构部4在与孔格2延伸的方向正交的面上具有中央孔格结构15和外周孔格结构16，中央孔格结构15与外周孔格结构16为不同的孔格结构。

图10所示的蜂窝结构体500中，中央孔格结构15由两个孔格结构构成。即，蜂窝结构体500中，中央孔格结构15具有存在于更靠蜂窝结构部4内侧的第一中央孔格结构15a、和以围绕该第一中央孔格结构15a的方式存在的第二中央孔格结构15b。而且，第一中央孔格结构15a的重心o2和第二中央孔格结构15b的重心o3分别存在于与蜂窝结构部4的重心o1相离的位置。蜂窝结构体500中，重心o1与重心o2的距离、以及重心o1与重心o3的距离中的至少一方大于最外周孔格结构16a的孔格间距的一半长度。如本实施方式的蜂窝结构体500那样，在中央孔格结构15为两个以上的孔格结构的情况下，各个孔格结构的重心存在于与蜂窝结构部4的重心o1相离的位置。

图10所示的蜂窝结构体500中，在第一中央孔格结构15a与第二中央孔格结构15b的边界部分具有划分该边界的边界壁9。需要说明的是，第一中央孔格结构15a与第二中央孔格结构15b的边界部分也可以不具有边界壁9而由连续或不连续的隔壁1构成。

蜂窝结构体500中，重心o1与重心o2的距离优选大于最外周孔格结构16a的孔格间距的一半长度，进一步优选大于最外周孔格结构16a的孔格间距的长度，特别优选大于最外周孔格结构16a的孔格间距的长度的2倍。此外，重心o1与重心o3的距离优选大于最外周孔格结构16a的孔格间距的一半长度，进一步优选大于最外周孔格结构16a的孔格间距的长度，特别优选大于最外周孔格结构16a的孔格间距的长度的2倍。

对于第二中央孔格结构15b的重心o3，可以按照边参照图6边说明的确定中央孔格结构15的重心o2的位置的方法，来确定其位置。对于第一中央孔格结构15a的重心o2，可以将边参照图6边进行说明的确定中央孔格结构15的重心o2的位置的方法中的外周孔格结构16视为第二中央孔格结构15b，利用与该方法同样的方法，来确定其位置。

此外，对于图10所示的蜂窝结构体500，显示重心o1、重心o2和重心o3这3个点排列在同一直线上时的例子。然而，在中央孔格结构15由第一中央孔格结构15a和第二中央孔格结构15b构成的情况下，连接重心o1和重心o2的直线与连接重心o1和重心o3的直线可以处于交叉的位置关系。

(2)蜂窝结构体的制造方法：

接着，对于制造本发明的蜂窝结构体的方法进行说明。

首先，制作用于制作蜂窝结构部的可塑性坯土。用于制作蜂窝结构部的坯土可以通过在作为原料粉末的选自上述隔壁的合适的材料组中的材料中，适当添加粘合剂等添加剂、以及水来制作。

接着，通过将制作的坯土挤出成形，得到具有划分形成多个孔格的隔壁和配设于最外周的外周壁的柱状的蜂窝成形体。挤出成形时，作为挤出成形用金属模具，可以使用在坯土的挤出面形成有所要成形的蜂窝成形体的反转形状的狭缝的金属模具。特别是，在制造本发明的蜂窝结构体时，作为挤出成形用金属模具，优选使用以进行挤出成形的蜂窝成形体的中央部分与外周部分的孔格结构不同的方式形成有狭缝的金属模具。

可以通过例如微波及热风对所得到的蜂窝成形体进行干燥。此外，可以通过利用与蜂窝成形体的制造中使用的材料同样的材料对孔格的开口部进行封孔，从而配设封孔部。

接着，通过将所得到的蜂窝成形体烧成，得到蜂窝结构体。烧成温度和烧成气氛根据原料的不同而不同，只要是本领域技术人员，就可以选择对于所选择的材料而言最佳的烧成温度和烧成气氛。需要说明的是，制造本发明的蜂窝结构体的方法并不限于上文中说明的方法。

实施例

(实施例1)

在堇青石化原料100质量份中，分别添加分散介质35质量份、有机粘合剂6质量份、分散剂0.5质量份，进行混合、混炼，从而调制坯土。使用氧化铝、氢氧化铝、高岭土、滑石和二氧化硅作为堇青石化原料。使用水作为分散介质，使用平均粒径1～10μm的焦炭作为造孔材料，使用羟丙基甲基纤维素作为有机粘合剂，使用乙二醇作为分散剂。

接着，使用蜂窝成形体制作用金属模具将坯土进行挤出成形，得到整体形状为圆柱状的蜂窝成形体。挤出成形时，作为挤出成形用金属模具，使用了按照挤出成形的蜂窝成形体的中央部分与外周部分的孔格结构不同的方式形成有狭缝的金属模具。

接着，将蜂窝成形体用微波干燥机进行干燥，进而用热风干燥机使其完全干燥后，切断蜂窝成形体的两端面，调整为预定的尺寸。

接着，将干燥后的蜂窝成形体进行脱脂、烧成，制造实施例1的蜂窝结构体。实施例1的蜂窝结构体是端面的直径为118mm的圆柱状。实施例1的蜂窝结构体的孔格延伸的方向的长度为84mm。

此外，实施例1的蜂窝结构体中，在与孔格延伸的方向正交的面上，外周孔格结构与中央孔格结构为不同的孔格结构。中央孔格结构为一种孔格结构，实施例1的蜂窝结构体在外周孔格结构与中央孔格结构中具有共计两种孔格结构。对于如实施例1的蜂窝结构体那样具有共计两种孔格结构的情况，在表1的“孔格结构的种类”栏中记为“2”。例如，在中央孔格结构由两种孔格结构构成，并外周孔格结构与中央孔格结构中具有共计三种孔格结构时，表1的“孔格结构的种类”栏中记为“3”。此外，本实施例中，中央孔格结构为一种时，将该中央孔格结构有时称为“第一中央孔格结构”。此外，本实施例中，中央孔格结构为两种时，有时将更靠内侧的中央孔格结构称为“第一中央孔格结构”，将比第一中央孔格结构靠外侧的中央孔格结构称为“第二中央孔格结构”。

此外，所得到的蜂窝结构体在外周孔格结构与中央孔格结构的边界部分具有边界壁。对于如实施例1的蜂窝结构体那样在外周孔格结构与中央孔格结构的边界部分具有边界壁的情况，在表1的“边界壁的有无”栏中记为“有”。另一方面，对于在外周孔格结构与中央孔格结构的边界部分不具有边界壁的情况，在表1的“边界壁的有无”栏中记为“无”。

实施例1的蜂窝结构体中，中央孔格结构的隔壁厚度为0.102mm，孔格密度为93.0个/cm²，孔格的形状为四边形。此外，实施例1的蜂窝结构体中，外周孔格结构的隔壁厚度为0.102mm，孔格密度为62.0个/cm²，孔格的形状为四边形。在表1的“孔格结构”栏中，示出中央孔格结构和外周孔格结构的隔壁厚度、孔格密度和孔格形状。

此外，实施例1的蜂窝结构体的中央孔格结构在蜂窝结构部的端面上为圆形状，其直径为60mm。

此外，实施例1的蜂窝结构体中，蜂窝结构部的几何重心o1的位置与中央孔格结构的几何重心o2的位置存在于相离的位置。对蜂窝结构体的流入端面进行图像解析，求出蜂窝结构部的几何重心o1的位置和中央孔格结构的几何重心o2的位置，测定重心o1与重心o2的距离。在重心o1和重心o2的位置确定、以及重心o1与重心o2的距离测定中，使用了三谷商事公司制的二维图像解析软件“winroof(商品名)”这一图像处理软件。表2的“蜂窝结构部的重心与重心之间的距离”栏中，示出“重心o1与重心o2的距离”。在表2中，将蜂窝结构部的重心o1与第一中央孔格结构的重心o2的距离示于“a：第一中央孔格结构(mm)”栏中。此外，在表2中，将蜂窝结构部的重心o1与第二中央孔格结构的重心o3的距离示于“b：第二中央孔格结构(mm)”栏中。

此外，对于实施例1的蜂窝结构体，测定了最外周孔格结构的孔格间距。最外周孔格结构的孔格间距使用显微镜如下测定。首先，相对于最外周的完整孔格的内切圆的重心，在任意的4个方向上，分别测定连续5个孔格在“孔格间距延伸的方向”的距离。需要说明的是，将该距离的起点和终点设为孔格的重心。并且，将所测定的4个方向的各个距离除以连续孔格数“5”，将各个距离的平均值设为“最外周孔格结构的孔格间距”。这样求出的孔格间距的值示于表2的“c：最外周孔格结构的孔格间距”栏中。

将蜂窝结构部的重心o1与第一中央孔格结构的重心o2的距离(即，表2的“a：第一中央孔格结构(mm)”栏中的数值)除以最外周孔格结构的孔格间距而得到的值示于表2的“c/a”栏中。此外，将蜂窝结构部的重心o1与第二中央孔格结构的重心o3的距离(即，表2的“b：第二中央孔格结构(mm)”栏中的数值)除以最外周孔格结构的孔格间距而得到的值示于表2的“c/b”栏中。

实施例1的蜂窝结构体中，最外周孔格结构中的孔格的重复单元的排列方向与中央孔格结构中的孔格的重复单元的排列方向所形成的角为0°。在表2的“第一中央孔格结构的孔格排列的倾斜度(°)”栏中，示出上述两个排列方向所形成的角的大小。

实施例1的蜂窝结构体的隔壁的气孔率为35％。隔壁的气孔率的测定值是利用麦克默瑞提克公司制的autopore9500(商品名)测定的值。将隔壁的气孔率的值示于表2的“隔壁的气孔率(％)”栏中。

此外，对于实施例1的蜂窝结构体，用以下的方法进行“等静压强度评价”。将评价结果记载于表2的“强度评价(相对评价)”栏中。

(等静压强度评价)

等静压(isostatic)强度的测定基于社团法人汽车技术会发行的汽车标准(jaso标准)m505-87所规定的等静压破坏强度试验来进行。等静压破坏强度试验是在橡胶筒状容器中放入蜂窝结构体并盖上铝制板，在水中进行等静压压缩的试验。即，等静压破坏强度试验是在模拟了蜂窝结构体被罐体进行外周面把持时的压缩负荷载荷的试验。通过该等静压破坏强度试验所测定的等静压强度用蜂窝结构体破坏时的加压压力值(mpa)表示。以下，将等静压强度有时称为“iso强度”。对于本实施例中的等静压强度评价，进行的是将作为基准的比较例1、7、11的蜂窝结构体的加压压力值(mpa)与评价对象蜂窝结构体的加压压力值(mpa)进行比较的相对评价。需要说明的是，实施例1～25和比较例2～6以比较例1为基准。实施例26～43和比较例8～10以比较例7为基准。实施例44～53以及比较例12～14以比较例11为基准。评价的判定基准如下。

评价a：在相对于基准，iso强度的降低率为10％以下的情况下，将该评价设为“优”。

评价b：在相对于基准，iso强度的降低率高于10％且30％以下的情况下，将该评价设为“良”。

评价c：在相对于基准，iso强度的降低率高于30％的情况下，将该评价设为“不良”。

表1

表2

(实施例2～25、比较例1～6)

如表1所示那样变更“孔格结构的种类”、“边界壁的有无”以及“孔格结构”，并且如表2所示那样变更“蜂窝结构部的重心与重心之间的距离”，制作了实施例2～25、比较例1～6的蜂窝结构体。

将实施例7、8、15、18以及比较例3、4设为中央孔格结构具有如表1所示的“第一中央孔格结构”和“第二中央孔格结构”。需要说明的是，第一中央孔格结构在蜂窝结构部的端面上为圆形状，其直径为80mm。第二中央孔格结构在蜂窝结构部的端面上为圆形状，其直径为90mm。

此外，对于实施例9～15以及比较例5，如表2所示那样变更“第一中央孔格结构的孔格排列的倾斜度(°)”以及“第二中央孔格结构的孔格排列的倾斜度(°)”。

此外，将比较例1设为蜂窝结构部的整体由一种孔格结构构成。表1的“外周孔格结构”中记载的隔壁厚度、孔格密度、孔格形状为比较例1的蜂窝结构部的孔格结构。

(实施例26～43、比较例7～10)

如表3所示那样变更“孔格结构的种类”、“边界壁的有无”以及“孔格结构”，并且如表4所示那样变更“蜂窝结构部的重心与重心之间的距离”，制作了实施例26～43、比较例7～10的蜂窝结构体。

将实施例31～33、37、40以及比较例9设为中央孔格结构具有如表3所示的“第一中央孔格结构”和“第二中央孔格结构”。需要说明的是，第一中央孔格结构在蜂窝结构部的端面上为圆形状，其直径为80mm。第二中央孔格结构在蜂窝结构部的端面上为圆形状，其直径为90mm。

此外，对于实施例34～37，如表4所示那样变更“第一中央孔格结构的孔格排列的倾斜度(°)”以及“第二中央孔格结构的孔格排列的倾斜度(°)”。

将比较例7设为蜂窝结构部的整体由一种孔格结构构成。表3的“外周孔格结构”中记载的隔壁厚度、孔格密度、孔格形状为比较例7的蜂窝结构部的孔格结构。

(实施例44～53，比较例11～14)

如表5所示那样变更“孔格结构的种类”、“边界壁的有无”以及“孔格结构”，并且如表6所示那样变更“蜂窝结构部的重心与重心之间的距离”以及“隔壁的气孔率”，制作了实施例44～53、比较例11～14的蜂窝结构体。

此外，对于实施例49～53以及比较例14，如表6所示那样变更“第一中央孔格结构的孔格排列的倾斜度(°)”。

将比较例11设为蜂窝结构部的整体由一种孔格结构构成。表5的“外周孔格结构”中记载的隔壁厚度、孔格密度、孔格形状为比较例11的蜂窝结构部的孔格结构。

对于实施例2～53以及比较例1～14的蜂窝结构体，利用与实施例1同样的方法进行“等静压强度评价”。将各评价结果记载于表2、表4和表6的“强度评价(相对评价)”栏中。

表3

表4

表5

表6

(结果)

实施例1～53的蜂窝结构体与作为基准的比较例的蜂窝结构体相比，等静压强度更高。此外可知，在中央孔格结构的重心与蜂窝结构部的重心的距离(即，重心间的距离)大于最外周孔格结构的孔格间距的一半长度时，有效提高等静压强度。

此外可知，关于“第一中央孔格结构的孔格排列的倾斜度(°)”以及“第二中央孔格结构的孔格排列的倾斜度(°)”，在孔格形状为四边形时，随着接近45°，其等静压强度提高。

进一步可知，无论是实施例1～43那样隔壁的气孔率低的蜂窝结构体，还是实施例44～53那样隔壁的气孔率高的蜂窝结构体，均通过扩大重心间的距离，可以有效提高等静压强度。

产业上可利用性

本发明的蜂窝结构体可以用作担载用于净化从汽油机、柴油机等排出的废气的催化剂的催化剂载体、用于净化废气的过滤器。