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DE102016000194A1 - Wabenstruktur, Verfahren zur Herstellung derselben und Umhüllungsstruktur - Google Patents

Wabenstruktur, Verfahren zur Herstellung derselben und Umhüllungsstruktur Download PDF

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DE102016000194A1
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honeycomb
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

Offenbart wird eine Wabenstruktur, die effektiv eine Verlagerung der Wabenstruktur in einem zu verwendenden Hüllenkörper unterbinden kann, wenn die Wabenstruktur über eine hohe Wärmeschockbeständigkeit verfügt und die Wabenstruktur als ein Filter verwendet wird. Eine Wabenstruktur 100 umfasst poröse Trennwände 1, die Zellen 2 definieren, die von einer ersten Endfläche 11 zu einer zweiten Endfläche 12 verlaufen und zu Durchgangskanälen für ein Fluid werden, und eine poröse Umfangswand 3, die integral ausgebildet ist mit den Trennwänden 1 und so den Außenumfang der Trennwände 1 umgibt, wobei die Dicke der Trennwände 1 101 bis 381 μm beträgt, die Porositäten der Trennwände 1 und der Umfangswand 3 beide 48% oder mehr betragen, die Porosität der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 höher ist als die Porosität der Innenfläche 6 der Umfangswand 3 und der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 10 μm oder mehr beträgt.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung ist eine Anmeldung, basierend auf JP 2015-004196 , eingereicht am 13. Januar 2015 beim japanischen Patentamt, deren gesamter Inhalt hierin durch Verweis aufgenommen ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wabenstruktur, ein Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur und eine Umhüllungsstruktur. Genauer gesagt, bezieht sie sich auf eine Wabenstruktur, die sich in einem Hüllenkörper nicht verlagert, wenn die Wabenstruktur in dem Hüllenkörper, der die Wabenstruktur lagert, gelagert wird, und über eine hervorragende Wärmeschockbeständigkeit verfügt und leicht hergestellt werden kann, ein Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur und eine Umhüllungsstruktur, in der eine solche Wabenstruktur in einem Hüllenkörper gelagert ist.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Eine Wabenstruktur wird verbreitet als ein Filter, ein Katalysatorträger oder dergleichen verwendet und wird verbreitet insbesondere als ein Katalysatorträger, ein Filter oder dergleichen zur Abgangsreinigung oder Abgasbehandlung eines Verbrennungsmotors wie eines Benzinmotors oder eines Dieselmotors oder einer Verbrennungsvorrichtung verwendet.
  • Genauer gesagt, muss für die in dem Katalysatorträger, dem Filter oder dergleichen zur Abgasreinigung eines Benziners, eines Diesels oder dergleichen verwendete Wabenstruktur die Reinigungsleistung verbessert werden, um den in Anbetracht der Umweltprobleme jährlich wachsenden Abgasregelungen gerecht zu werden. Was andererseits die Wabenstruktur betrifft, muss das Gewicht reduziert werden, um die Temperaturanstiegsrate eines Katalysators zu erhöhen und so den Katalysator in frühen Stadien zu aktivieren. Andererseits ist unter dem Aspekt der Motorentwicklung eine Tendenz zur Orientierung hin zu einem niedrigen Energieverbrauch und hoher Leistung deutlich indiziert, und um dieser Situation gerecht zu werden, muss auch der Druckabfall der Wabenstruktur verringert werden. Überdies müssen zum Zwecke der kontinuierlichen Verwendung der Wabenstruktur als Filter für einen langen Zeitraum in der Wabenstruktur abgeschiedene Feststoffteilchen (nachstehend mitunter „PM” genannt) verbrannt und entfernt werden. Auch weist die Wabenstruktur unter dem Aspekt der Verbrennungseffizienz der Feststoffteilchen stärker bevorzugt eine geringere Wärmekapazität auf, und das Gewicht muss verringert werden. Ferner muss, wenn die Wabenstruktur als ein Katalysatorladungsfilter verwendet wird, auch die Menge des zu beladenden Katalysators erhöht werden, damit die Reinigungsleistung verbessert wird. Früher wurde eine solche Wabenstruktur gelagert in einem Hüllenkörper, der die Wabenstruktur lagert (nachstehend mitunter als Umhüllung bezeichnet), verwendet.
  • Das oben erwähnte Problem wird durch Verringern der Dicke der Trennwände der Wabenstruktur oder Erhöhen der Porosität eines Substrats gelöst. Beispielsweise ist als eine Wabenstruktur mit hoher Porosität eine Wabenstruktur aus einem Cordierit umfassenden Material vorgeschlagen worden, deren Porenverteilung als eine Hauptkristallphase gesteuert wird (siehe z. B. Patentdokument 1). Überdies werden zur Erhöhung der Formgenauigkeit der Wabenstruktur und Verbesserung ihrer Umhüllungseigenschaften in einem Hüllenkörper eine Technologie zur Bearbeitung des Außenumfangsabschnitts der Wabenstruktur und überdies das Aufbringen eines Umfangsbeschichtungsmaterials zur Bildung einer Umfangswand offenbart (siehe z. B. Patentdokument 2).
    [Patentdokument 1] JP-A-2002-219319
    [Patentdokument 2] JP-A-H03-275309
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Bei der in dem oben erwähnten Patentdokument 1 beschriebenen Wabenstruktur mit hoher Porosität kann die Temperatursteigerungsrate erhöht werden, und auch die Menge an auf die Trennwände der Wabenstruktur zu ladendem Katalysator kann erhöht werden. Jedoch ist es bei einer Wabenstruktur mit dünnen Trennwänden und einem Substrat mit hoher Porosität schwierig, isostatische Festigkeit zu erlangen. Ist die isostatische Festigkeit der Wabenstruktur gering, könnte die Wabenstruktur durch den auf den Umfang der Wabenstruktur auszuübenden Haltedruck beschädigt werden, wenn die Wabenstruktur in einem Hüllenkörper gelagert wird. Wenn überdies der Haltedruck verringert wird, um zu verhindern, dass die Wabenstruktur beschädigt wird, besteht das Problem, dass sich die Wabenstruktur von einer vorbestimmten Lagerposition verlagert, wenn Abgasdruck oder Vibration auf die Wabenstruktur ausgeübt wird.
  • Überdies verfügt die in Patentdokument 2 beschriebene Wabenstruktur über eine hervorragende Formgenauigkeit und daher über hervorragende Umhüllungseigenschaften in dem Hüllenkörper, es gab allerdings das Problem, dass keine ausreichende Wärmeschockbeständigkeit erhalten wurde. Genauer gesagt, ist die Abgastemperatur eines Benzinmotors höher als die Abgastemperatur eines Dieselmotors. Daher gibt es bei der Wabenstruktur mit einer Umfangswand aus einem Umfangsbeschichtungsmaterial eine Differenz beim Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Wabenstruktur und dem Umfangsbeschichtungsmaterial, und daher wird thermische Beanspruchung in der Grenzfläche zwischen der Wabenstruktur und dem Umfangsbeschichtungsmaterial erzeugt, wenn die Wabenstruktur dem Abgas mit hoher Temperatur ausgesetzt ist, was zu dem Problem führt, dass keine ausreichende Wärmeschockbeständigkeit für die Wabenstruktur erhalten wird. Überdies wird bei der in Patentdokument 2 beschriebenen Technologie die Umfangswand des durch Extrusion hergestellten Wabenformkörpers geschliffen, und dann wird erneut die aus dem Umfangsbeschichtungsmaterial gefertigte Umfangswand hergestellt, was zu dem Problem führt, dass die Herstellungsschritte kompliziert sind.
  • Die vorliegende Erfindung ist hinsichtlich dieser Probleme entwickelt worden, und gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Wabenstruktur, deren Trennwände dünn sind und in der die Porosität eines Substrats hoch ist und die sich nur schwer in einem Hüllenkörper verlagert und die über eine hervorragende Wärmeschockbeständigkeit verfügt, und ein Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur bereitgestellt. Überdies wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Umhüllungsstruktur bereitgestellt, bei der die oben erwähnte Wabenstruktur verwendet wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Wabenstruktur, ein Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur und eine Umhüllungsstruktur wie folgt bereitgestellt.
    • [1] Eine Wabenstruktur, umfassend poröse Trennwände, die Zellen definieren, die von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche verlaufen und die Durchgangskanäle für ein Fluid werden; und eine poröse Umfangswand, die integral mit den Trennwänden ausgebildet ist und den Außenumfang der Trennwände umgibt, wobei die Dicke der Trennwände 101 bis 381 μm beträgt, die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand beide 48% oder mehr betragen, die Porosität der Außenfläche der Umfangswand höher ist als die Porosität der Innenfläche der Umfangswand, und der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand 10 μm oder mehr beträgt.
    • [2] Die Wabenstruktur gemäß [1] oben, wobei die Zelldichte der von den Trennwänden definierten Zellen 15 bis 62 Zellen/cm2 beträgt.
    • [3] Die Wabenstruktur gemäß [1] oder [2] oben, wobei die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand beide 48 bis 75% betragen.
    • [4] Die Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [3] oben, wobei der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand 10 bis 30 μm beträgt.
    • [5] Die Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [4] oben, wobei in einem Endabschnitt jeder der Zellen auf der Seite der ersten Endfläche oder der zweiten Endfläche ein Verschlusselement angeordnet ist, welches ein offenes Ende der Zelle verschließt.
    • [6] Die Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [5] oben, wobei die dimensionale Außendurchmesserdifferenz der Wabenstruktur bei ±0,5 mm liegt.
    • [7] Ein Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [6] oben, umfassend einen Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers A1 durch Extrudieren eines gekneteten Materials, erhalten durch Kneten eines Formungsrohmaterials, in die Form einer Wabe, unter Erhalt eines Wabenformkörpers mit Trennwänden, die Zellen definieren, die von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche verlaufen, und einer Umfangswand, die so ausgebildet ist, dass sie den Außenumfang der Trennwände umgibt; einen Schritt des Schleifens des Formkörpers A2 durch Schleifen der Außenfläche der Umfangswand des erhaltenen Wabenformkörpers und einen Brennschritt A3 durch Brennen des Wabenformkörpers, bei dem die Außenfläche der Umfangswand geschliffen ist, unter Erhalt der Wabenstruktur.
    • [8] Ein Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [6] oben, umfassend einen Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers B1 durch Extrudieren eines gekneteten Materials, erhalten durch Kneten eines Formungsrohmaterials, in die Form einer Wabe, unter Erhalt eines Wabenformkörpers mit Trennwänden, die Zellen definieren, die von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche verlaufen, und einer Umfangswand, die so ausgebildet ist, dass sie den Außenumfang der Trennwände umgibt; einen Brennschritt B2 durch Brennen des erhaltenen Wabenformkörpers unter Erhalt einer gebrannten Wabenmasse und einen Schritt des Schleifens der gebrannten Masse B3 durch Schleifen der Außenfläche der Umfangswand der erhaltenen gebrannten Wabenmasse.
    • [9] Eine Umhüllungsstruktur, umfassend die Wabenstruktur gemäß einem von [1] bis [6] oben; einen Hüllenkörper, der die Wabenstruktur lagert; und ein Polsterelement, das zwischen die Wabenstruktur und den Hüllenkörper eingeschoben ist, wobei in der Richtung orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur der auf die Umfangswand auszuübende Haltedruck 0,2 MPa oder mehr und 1,0 MPa oder weniger beträgt.
  • Bei der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der Trennwände 101 bis 381 μm, und die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand betragen beide 48% oder mehr. Ferner ist bei der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung die Porosität der Außenfläche der Umfangswand höher als die Porosität der Innenfläche der Umfangswand, und der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand beträgt 10 μm oder mehr. Bei der derart beschaffenen Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Wabenstruktur die Oberflächenrauheit der Außenfläche der Umfangswand rauer und der Reibungskoeffizient der Außenfläche der Umfangswand größer. Wenn folglich die Wabenstruktur in einem Hüllenkörper gelagert wird, kann eine Verlagerung der Wabenstruktur in dem Hüllenkörper effektiv unterbunden werden, selbst wenn der Haltedruck kleiner ist als zuvor.
  • Bei der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der Trennwände 101 bis 381 μm, und damit ist die Dicke der Trennwände in der Wabenstruktur vergleichsweise klein. Überdies betragen bei der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand 48% oder mehr, und damit hat die Wabenstruktur eine vergleichsweise hohe Porosität. Bei einer herkömmlichen Wabenstruktur mit hoher Porosität ist im Vergleich zu einer Wabenstruktur mit geringer Porosität, bei der die Porosität kleiner ist als 48%, die isostatische Festigkeit geringer, und die Wabenstruktur kann nur schwer mit einem hohen Haltedruck gelagert werden, wenn die Wabenstruktur in dem Hüllenkörper gelagert wird. Wird die herkömmliche Wabenstruktur mit der hohen Porosität in dem Hüllenkörper mit einem niedrigen Haltedruck gelagert, könnte sich die Wabenstruktur in dem Hüllenkörper verlagern. Bei der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung kann die Verlagerung der Wabenstruktur in dem Hüllenkörper selbst mit dem oben beschriebenen kleinen Haltedruck effektiv unterbunden werden, und damit ist die Wabenstruktur geeignet als ein Katalysatorträger, ein Filter oder dergleichen zur Abgasreinigung einsetzbar. Überdies sind bei der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung die Trennwände integral mit der Umfangswand ausgebildet, und daher verfügt die Wabenstruktur über eine hervorragende Wärmeschockbeständigkeit.
  • Überdies kann gemäß dem Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung die oben erwähnte Wabenstruktur mit einem außergewöhnlich einfachen Verfahren hergestellt werden.
  • Die Umhüllungsstruktur der vorliegenden Erfindung ist eine wie oben erwähnte Wabenstruktur, die in den Hüllenkörper eingehüllt ist. Die Porosität der Trennwände der Wabenstruktur ist hoch, und damit ist ferner der Druckabfall gering, wenn ein Katalysator in die Trennwände eingebracht wird. Überdies ist die Wärmekapazität der Wabenstruktur klein, und damit kann die zum Aktivieren des Katalysators erforderliche Zeit verkürzt werden. Außerdem verfügt die Umhüllungsstruktur der vorliegenden Erfindung über eine hervorragende Wärmeschockbeständigkeit, da kein Umfangsbeschichtungsmaterial in der Umfangswand verwendet wird. Ferner kann die Umhüllungsstruktur der vorliegenden Erfindung effektiv unterbinden, dass sich die Wabenstruktur in dem Hüllenkörper verlagert.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine erste Ausführungsform einer Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, betrachtet von der Seite einer ersten Endfläche, zeigt;
  • 2 ist eine Draufsicht, bei der die in 1 gezeigte Wabenstruktur von der Seite einer ersten Endfläche aus betrachtet wird;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt der in 1 gezeigten Wabenstruktur zeigt, der parallel zur Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur ist;
  • 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch den mit der gestrichelten Linie A umrandeten Bereich von 3 zeigt;
  • 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt einer Umfangswand, hergestellt in einem Verfahren zur Herstellung der ersten Ausführungsform der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, zeigt;
  • 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den Zustand zeigt, nachdem die in 5 gezeigte Umfangswand geschliffen ist;
  • 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt einer Umfangswand zeigt, der parallel zur Zellenverlaufsrichtung einer herkömmlichen Wabenstruktur ist;
  • 8 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine zweite Ausführungsform der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, betrachtet von der Seite einer ersten Endfläche, zeigt;
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt der in 8 gezeigten Wabenstruktur zeigt, der parallel zur Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur ist; und
  • 10 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform einer Umhüllungsstruktur der vorliegenden Erfindung zeigt, der parallel zur Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. Es versteht sich daher, dass die folgenden Ausführungsformen, an denen auf der Basis des gewöhnlichen Wissens eines Fachmanns Veränderungen, Verbesserungen und dergleichen vorgenommen werden können, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen, auch in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
  • (1) Wabenstruktur:
  • Eine erste Ausführungsform einer Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung ist eine wie in 1 bis 4 gezeigte Wabenstruktur 100. Die Wabenstruktur 100 umfasst poröse Trennwände 1, die Zellen 2 definieren, die von einer ersten Endfläche 11 zu einer zweiten Endfläche 12 verlaufen und zu Durchgangskanälen für ein Fluid werden, und eine poröse Umfangswand 3, die integral mit den Trennwänden 1 ausgebildet ist und so den Außenumfang der Trennwände 1 umgibt. Hierbei ist 1 eine perspektivische Ansicht, die schematisch die erste Ausführungsform der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, betrachtet von der Seite einer ersten Endfläche, zeigt. 2 ist eine Draufsicht der in 1 gezeigten Wabenstruktur und betrachtet von der Seite der ersten Endfläche. 3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt der in 1 gezeigten Wabenstruktur zeigt, der parallel zur Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur ist. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch den mit der gestrichelten Linie A umrandeten Bereich von 3 zeigt. In 3 kennzeichnet Bezugszeichen G ein Abgas.
  • Bei der Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Dicke der Trennwände 1 101 bis 381 μm, und die Porositäten der Trennwände 1 und der Umfangswand 3 betragen beide 48% oder mehr. Überdies ist bei der Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform die Porosität der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 höher als die Porosität der Innenfläche 6 der Umfangswand 3, und der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 beträgt 10 μm oder mehr. Bei der so beschaffenen Wabenstruktur 100 ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Wabenstruktur die Oberflächenrauheit der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 rauer und der Reibungskoeffizient der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 größer. Folglich kann, wenn die Wabenstruktur 100 in einem Hüllenkörper gelagert wird, die Verlagerung der Wabenstruktur 100 in dem Hüllenkörper effektiv unterbunden werden, selbst wenn der Haltedruck kleiner ist als zuvor. Hier ist unter Außenfläche 5 der Umfangswand 3 die Außenfläche (Umfangsfläche) der Umfangswand 3 zu verstehen, die die Trennwände 1 umgibt. Die Innenfläche 6 der Umfangswand 3 ist die Innenfläche (Innenumfangsfläche) der Umfangswand 3, die die Trennwände 1 umgibt.
  • Bei der Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Dicke der Trennwände 1 101 bis 381 μm, und damit ist die Dicke der Trennwände 1 in der Wabenstruktur 100 vergleichsweise klein. Überdies betragen bei der Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform die Porositäten der Trennwände 1 und der Umfangswand 3 48% oder mehr, und damit hat die Wabenstruktur 100 eine vergleichsweise hohe Porosität. Bei einer herkömmlichen Wabenstruktur mit hoher Porosität ist im Vergleich zu einer Wabenstruktur mit geringer Porosität, bei der die Porosität weniger als 48% beträgt, die isostatische Festigkeit geringer, und die Wabenstruktur kann nur schwer mit einem hohen Haltedruck gelagert werden, wenn die Wabenstruktur in dem Hüllenkörper gelagert wird. Wird eine herkömmliche Wabenstruktur mit hoher Porosität in dem Hüllenkörper mit einem niedrigen Haltedruck gelagert, könnte sich die Wabenstruktur in dem Hüllenkörper verlagern. Bei der Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform kann die Verlagerung der Wabenstruktur 100 in dem Hüllenkörper selbst mit einem wie oben beschriebenen kleinen Haltedruck effektiv unterbunden werden, und damit ist die Wabenstruktur geeignet als ein Katalysatorträger, ein Filter oder dergleichen zur Abgasreinigung einsetzbar. Überdies sind bei der Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform die Trennwände 1 integral mit der Umfangswand 3 ausgebildet, und daher verfingt die Wabenstruktur über eine hervorragende Wärmeschockbeständigkeit.
  • Hier ist unter „die Trennwände 1 sind integral mit der Umfangswand 3 ausgebildet” zu verstehen, dass ein Formungsrohmaterial extrudiert wird, wodurch die Trennwände 1 und die Umfangswand 3 integral ausgebildet werden. Das Formungsrohmaterial ist ein Rohmaterial zur Bildung der Trennwände 1 und der Umfangswand 3. Die Wabenstruktur 100 ist so beschaffen, dass es keine Fuge zwischen der Trennwand 1 und der Umfangswand 3 gibt, und der Wärmeausdehnungskoeffizient der Trennwände 1 und der Wärmeausdehnungskoeffizient der Umfangswand 3 sind außergewöhnlich nahestehende Werte (oder derselbe Wert). Folglich dient die Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform zur Verwendung als der Filter zur Abgasreinigung, und selbst wenn das Hochtemperatur-Abgas durchströmt, kommt es kaum zu Beschädigungen der Trennwände 1 und der Umfangswand 3. Wird andererseits die Umfangswand oder dergleichen der Wabenstruktur mit einem Umfangsbeschichtungsmaterial oder dergleichen beschichtet, könnte eine merkliche Differenz zwischen beiden Wärmeausdehnungskoeffizienten entstehen, selbst wenn die Umfangswand oder dergleichen aus demselben Material wie das Umfangsbeschichtungsmaterial gefertigt ist. Nachstehend wird die Wabenstruktur, bei der die Umfangswand aus dem Umfangsbeschichtungsmaterial ausgebildet ist, mitunter als „Umfangsbeschichtungs-Wabenstruktur” bezeichnet. Genauer gesagt, könnte bei der Verwendung der Umfangsbeschichtungs-Wabenstruktur als der Filter zur Abgasreinigung, durch den das Hochtemperatur-Abgas strömt, aufgrund der Differenz beim Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den Elementen keine ausreichende Wärmeschockbeständigkeit der Umfangsbeschichtungs-Wabenstruktur erhalten werden. Beispielsweise wird bei der Umfangsbeschichtungs-Wabenstruktur, erhalten durch Extrudieren eines Cordierit-Formungsrohmaterials und Aufbringen des Umfangsbeschichtungsmaterials aus Cordierit, die Differenz im Wärmeausdehnungskoeffizienten aus dem folgenden Grund erzeugt. Wenn Kaolinit als hexagonale plattenförmige Kristalle in dem Cordierit-Formungsrohmaterial eine Extrusionsdüse durchquert, werden die Kristalle entlang einer Ebene jeder Trennwand ausgerichtet. Danach werden in einem Brennprozess hexagonale prismatische Cordierit-Stängelkristalle in rechten Winkeln zu den Kaolinkristallen erzeugt, und so wird die Wabenstruktur so gebildet, dass die c-Achsenrichtung der Cordieritkristalle parallel zu der Trennwandebene der Wabenstruktur ist. Der Wärmeausdehnungskoeffizient der Cordieritkristalle ist anisotrop, und daher ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der Wabenstruktur, erhalten durch Extrudieren des Cordierit-Formungsrohmaterials und dann Durchführen des Brennprozesses, verschieden von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten von Cordierit, wenn die Kristalle nicht ausgerichtet sind. Daher könnte bei der Umfangsbeschichtungs-Wabenstruktur, die ferner die Cordierit-Umfangswand aufweist, die als das Umfangsbeschichtungsmaterial auf die extrudierte Cordierit-Wabenstruktur aufgebracht wird, die Wärmeschockbeständigkeit gering sein.
  • Bei der Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Dicke der Trennwände 1 101 bis 381 μm. Ist die Dicke der Trennwände 1 kleiner als 101 μm, wird die Düse mit dem Formungsrohmaterial verstopft, und so können die Trennwände 1 beim Extrudieren des Formungsrohmaterials nicht gut ausgebildet werde. Es sei angemerkt, dass, wenn die Dicke der Trennwände 1 mehr als 305 μm beträgt, der Druckabfall steigen könnte, was zu einer Leistungsverringerung des Motors oder einer Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz führt. Die Dicke der Trennwände 1 ist ein Wert, gemessen mit einem Verfahren, bei dem ein Querschnitt orthogonal zur Verlaufsrichtung der Zellen 2 der Wabenstruktur 100 durch ein Lichtmikroskop betrachtet wird. Die Dicke der Trennwände 1 beträgt 101 bis 381 μm, bevorzugt aber 127 bis 330 μm und stärker bevorzugt 152 bis 305 μm.
  • Bei der Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform betragen die Porositäten der Trennwände 1 und der Umfangswand 3 beide 48% oder mehr. Die Porositäten der Trennwände 1 und der Umfangswand 3, die integral ausgebildet sind, kennzeichnen ungefähr denselben Wertegrad. Sind die Porositäten der Trennwände 1 und der Umfangswand 3 kleiner als 48%, ist es schwer, eine Wabenstruktur 100 herzustellen, bei der die Porosität der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 höher ist als die Porosität der Innenfläche 6 der Umfangswand 3.
  • Mit anderen Worten, es könnte schwierig sein, eine Umfangswand 3 herzustellen, bei der der Reibungskoeffizient der Außenfläche 5 groß ist. Wie beispielsweise in 5 und 6 gezeigt, kann die Wabenstruktur 100 der vorliegenden Ausführungsform durch Schleifen der Außenfläche 5' einer Umfangswand 3A, die noch nicht geschliffen worden ist, und Einstellen der Porosität der Außenfläche 5 der Umfangswand 3, die geschliffen worden ist, so, dass die Porosität höher ist als die Porosität der Innenfläche 6 der Umfangswand 3, hergestellt werden. Das heißt, wie in 5 gezeigt, könnten bei der durch Extrudieren des Formungsrohmaterials hergestellten Wabenstruktur keine Poren 13, deren Porendurchmesser groß sind, auffallend in der Außenfläche 5' der Umfangswand 3A, die nicht geschliffen worden ist, gebildet werden. Genauer gesagt, weist die Wabenstruktur, die unter Verwendung des einen Porenbildner umfassenden Formungsrohmaterials hergestellt wurde, deutlich diese Tendenz auf. Hierbei ist 5 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt der Umfangswand zeigt, die in dem Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den Zustand zeigt, nachdem die in 5 gezeigte Umfangswand geschliffen wurde. Es bei angemerkt, dass 5 und 6 die durch Verwendung des den Porenbildner umfassenden Formungsrohmaterials hergestellte Umfangswand der Wabenstruktur zeigen, und die in 5 gezeigte vergrößerte Querschnittsansicht den Zustand zeigt, bevor die Umfangswand geschliffen wird.
  • Was die in 5 gezeigte Umfangswand 3A betrifft, ist die Porosität der Außenfläche 5' der Umfangswand 3A für gewöhnlich geringer als die Porosität der Umfangswand 3A (d. h., die Porosität der Umfangswand 3A). Bei der Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform wird ein Außenmantelabschnitt 3a eines vorbestimmten Bereiches von der Außenfläche 5' der in 5 gezeigten Umfangswand 3A abgeschliffen. So wird die in 6 gezeigte Umfangswand 3 gebildet. Bei der in 6 gezeigten Umfangswand 3 wird der Außenmantelabschnitt 3a (siehe 5) der in 5 gezeigten Umfangswand 3A (siehe 5) durch Schleifen entfernt, und die Poren 13 mit großen Porendurchmessern werden in der Außenfläche 5 gebildet. Auf diese Weise kann eine Wabenstruktur hergestellt werden, bei der die Porosität der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 höher ist als die Porosität der Innenfläche 6 der Umfangswand 3 und der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 10 μm oder mehr beträgt. Bei der so hergestellten Wabenstruktur ist die Oberflächenrauheit der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 rau, der Reibungskoeffizient der Außenfläche 5 der Umfangswand 3 ist groß, und die Verlagerung der Wabenstruktur in dem Hüllenkörper kann selbst mit einem kleinen Haltedruck effektiv unterbunden werden. Wenn jedoch die Porositäten der Trennwände 1 und der Umfangswand 3 beide weniger als 48% betragen, kann sich der Effekt des Unterbindens der Verlagerung der Wabenstruktur in dem Hüllenkörper nicht ausreichend entwickeln, selbst wenn der Außenmantelabschnitt der Umfangswand wie oben beschrieben durch Schleifen entfernt wird. Hierbei ist 7 eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt einer Umfangswand zeigt, der parallel zur Zellenverlaufsrichtung einer herkömmlichen Wabenstruktur ist. Die Porosität der in 7 gezeigten Umfangswand 403 beträgt weniger als 48%. Ferner sind die in der Umfangswand 403 gebildeten Poren 413 im Vergleich zu den in der in 5 und 6 gezeigten Umfangswand 3 gebildeten Poren 13 sehr spärlich vorhanden. Bei der Umfangswand 403 mit geringer Porosität, bei der die Porosität weniger als 48% beträgt, wie in 7 gezeigt, ist, selbst wenn der Außenmantelabschnitt der Umfangswand 403 abgeschliffen wird, die Oberflächenrauheit der Außenfläche 405 der Umfangswand 403 nicht ausreichend rau, und der Reibungskoeffizient der Außenfläche 405 der Umfangswand 403 kann nur schwer erhöht werden. Daher entwickelt sich bei der Umfangswand 403 mit einer solch geringen Porosität der Effekt der Unterbindung der Verlagerung der Wabenstruktur in dem Hüllenkörper selbst bei einem kleinen Haltedruck nicht ausreichend. Überdies wird bei der Umfangswand 403 mit der geringen Porosität die isostatische Festigkeit wahrscheinlich höher sein als bei einer Umfangswand mit hoher Porosität, und auch in Betracht zu ziehen ist, dass eigentlich der Haltedruck weniger verringert werden muss. In 7 kennzeichnet Bezugsziffer 406 die Innenfläche der Umfangswand 403.
  • Bei der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform betragen die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand beide 48% oder mehr, und es wird eine Verringerung des Druckabfalls erreicht. Überdies betragen die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand beide 48% oder mehr, und daher ist die Temperatursteigerungsrate der Wabenstruktur hoch, und die zur Aktivierung eines Katalysators erforderliche Zeit kann verkürzt werden. Wenn ferner die Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform als ein Katalysatorladungsfilter verwendet wird, kann die pro Volumeneinheit zu ladendende Menge an Katalysator erhöht werden. Die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand betragen beide bevorzugt 48 bis 75%, stärker bevorzugt 50 bis 75% und besonders bevorzugt 55 bis 75%. Übersteigen die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand beide 75%, könnten die mechanischen Festigkeiten der Trennwände und der Umfangswand zu gering sein. Die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand sind Werte, die durch Quecksilber-Porosimetrie gemessen werden.
  • Bei der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform ist die Porosität der Außenfläche der Umfangswand höher als die Porosität der Innenfläche der Umfangswand. Die Porosität der Außenfläche der Umfangswand ist höher als die Porosität der Innenfläche der Umfangswand, und daher erhöht sich der Reibungskoeffizient der Außenfläche der Umfangswand. Ferner kann die Verlagerung der Wabenstruktur in dem Hüllenkörper selbst mit einem kleinen Haltedruck effektiv unterbunden werden. Die Porosität der Außenfläche der Umfangswand und die Porosität der Innenfläche der Umfangswand sind Werte, die durch Bildanalyse gemessen werden. Beispielsweise kann die Porosität der Außenfläche der Umfangswand durch das nachstehend erwähnte Verfahren gemessen werden. Mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) werden REM-Fotografien der Außenfläche der Umfangswand gegebenenfalls in mehreren Sichtfeldern fotografiert. Die Anzahl der zu fotografierenden Sichtfelder beträgt zumindest 2. Die Größe eines zu fotografierenden Sichtfeldes wird auf 1,3 mm × 1,0 mm eingestellt. Als nächstes wird jedes fotografierte Bild durch die Bildanalyse binarisiert und in einen hohlen Abschnitt (d. h. einen Porenabschnitt) und einen anderen Abschnitt als den hohlen unterteilt. Als nächstes werden die von den hohlen Abschnitten eingenommenen Verhältnisse in den jeweiligen Bildern berechnet, und es wird ein Durchschnittswert erhalten. So wird die Porosität der Außenfläche der Umfangswand berechnet. Andererseits kann die Porosität der Innenfläche der Umfangswand durch das nachstehend erwähnte Verfahren gemessen werden. Zunächst wird ein peripherer Außenwandabschnitt von der Wabenstruktur abgeschnitten, und dann werden die mit der Umfangswand in Kontakt kommenden Trennwände zur Freilegung der Innenfläche der Umfangswand entfernt. Als nächstes werden mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) REM-Fotografien der Innenfläche der Umfangswand gegebenenfalls in mehreren Sichtfeldern fotografiert. Das Fotografieren der Sichtfelder und die anschließende Berechnung der Porosität können ähnlich wie bei der Berechnung der Porosität der Außenfläche der Umfangswand ausgeführt werden, bei der Berechnung der Porosität wird jedoch ein Abschnitt, der mit den Trennwänden in Kontakt kommt, zur Berechnung der Porosität entfernt.
  • Ist die Porosität der Außenfläche der Umfangswand als „P1” definiert und die Porosität der Innenfläche der Umfangswand als „P2”, beträgt der Wert für P1/P2 bevorzugt 1,1 bis 2,1, stärker bevorzugt 1,3 bis 2,1 und besonders bevorzugt 1,5 bis 2,1. Beträgt der Wert von P1/P2 weniger als 1,1, ist die Differenz zwischen der Porosität P1 der Außenfläche der Umfangswand und der Porosität P2 der Innenfläche der Umfangswand zu klein, und so könnte der Effekt einer Erhöhung des Reibungskoeffizienten der Außenfläche der Umfangswand nicht ausreichend ausgeübt werden. Andererseits gibt es keine besondere Einschränkung für den oberen Grenzwert des Wertes von P1/P2, wenn jedoch die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand 48% oder mehr betragen, beträgt der obere Grenzwert im Wesentlichen 2,1.
  • Bei der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform beträgt der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand 10 μm oder mehr. Beträgt der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand weniger als 10 μm, ist die Oberflächenrauheit der Außenfläche der Umfangswand nicht ausreichend rau, und der Reibungskoeffizient der Außenfläche der Umfangswand kann nur schwer erhöht werden. Der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand beträgt bevorzugt 10 bis 30 μm, stärker bevorzugt 11 bis 27 μm und besonders bevorzugt 12 bis 25 μm. Übersteigt der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand 30 μm, könnte der Katalysator beim Laden des Katalysators aus der Umfangswand entweichen. Der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand ist ein Wert, erhalten durch Analyse der durch Bildverarbeitung binarisierten REM-Fotografie.
  • Bei der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Zelldichte der von den Trennwänden definierten Zellen bevorzugt 15 bis 62 Zellen/cm2 und stärker bevorzugt 23 bis 56 Zellen/cm2. Gemäß dieser Beschaffenheit ist die Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform geeignet als der Katalysatorträger, der Filter oder dergleichen zur Abgasreinigung einsetzbar.
  • Die Dicke der Umfangswand im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur beträgt bevorzugt 0,2 bis 5,0 mm, stärker bevorzugt 0,3 bis 4,0 mm und besonders bevorzugt 0,4 bis 3,0 mm. Beträgt die Dicke der Umfangswand weniger als 0,2 mm, könnte sich die mechanische Festigkeit der Umfangswand verringern. Beträgt die Dicke der Umfangswand mehr als 5,0 mm, muss zur Lagerung der Wabenstruktur ein großer Raum eingenommen werden.
  • Für die Form jeder Zelle der Wabenstruktur gibt es keine besondere Einschränkung. Im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung ist die Form der Zelle bevorzugt eine polygonale Form wie eine dreieckige, eine viereckige, eine fünfeckige, eine sechseckige oder eine achteckige Form, eine Kreisform oder eine elliptische Form oder kann eine andere Zwischenform sein. Nachstehend wird die Form der Zelle im Querschnitt orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung mitunter als „die Form der Zellen” oder „die Zellenform” bezeichnet.
  • Für die Form der Wabenstruktur gibt es keine besondere Einschränkung, die Form ist bevorzugt aber eine runde Säulenform, eine Säulenform, deren Unterseite elliptisch ist, eine Säulenform, deren Unterseite eine polygonale Form hat, wie eine viereckige, fünfeckige oder sechseckige Form, oder dergleichen. Bei der Wabenstruktur ist die Umfangswand so angeordnet, dass sie den Außenumfang der Trennwände umgibt, und daher ist die Umfangsform der Wabenstruktur die Form der Umfangswand. Die Form der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform ist stärker bevorzugt eine runde Säulenform, und die dimensionale Außendurchmesserdifferenz der Wabenstruktur liegt besonders bevorzugt bei ±0,5 mm. Wie oben beschrieben, kann die Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform durch Entfernen des Außenmantelabschnitts der Umfangswand durch derartiges Schleifen, dass mehr Poren in der Außenfläche der Umfangswand erscheinen, hergestellt werden. Folglich wird bei dem obigen Schleifen eine Bearbeitung dahingehend vorgenommen, dass die dimensionale Außendurchmesserdifferenz der Wabenstruktur weiter verringert wird, und so kann eine Wabenstruktur mit hervorragender Zylindrizität hergestellt werden.
  • Für die Größe der Wabenstruktur gibt es keine besondere Einschränkung, aber die Länge der Wabenstruktur in der Zellenverlaufsrichtung beträgt bevorzugt 50 bis 356 mm. Liegt die Länge der Wabenstruktur in diesem Bereich, kann die Wabenstruktur ein Abgas mit hervorragender Auffangleistung behandeln, ohne den Druckabfall zu erhöhen. Ist die Länge kürzer als 50 mm, verschlechtert sich mitunter die Auffangleistung. Wenn überdies die Länge länger ist als 356 mm, ist eine Verbesserung der Auffangleistung kaum zu erwarten, und stattdessen erhöht sich mitunter der Druckabfall. Unter Berücksichtigung des Gleichgewichts zwischen der Auffangleistung und dem Druckabfall beträgt die Länge der Wabenstruktur stärker bevorzugt 50 bis 330 mm und besonders bevorzugt 50 bis 305 mm. Wenn überdies die Wabenstruktur eine runde Säulenform hat, beträgt der Durchmesser ihrer Endfläche bevorzugt 50 bis 356 mm. Der Durchmesser der Endfläche der Wabenstruktur wird entsprechend des Motorhubraums oder der Motorleistung geeigneterweise aus dem obigen Bereich ausgewählt, wenn die Wabenstruktur beispielsweise als der Katalysatorträger, der Filter oder dergleichen zur Abgasreinigung angewandt wird.
  • Die Trennwände und die Umfangswand der Wabenstruktur umfassen bevorzugt ein Keramikmaterial als die Hauptkomponente. Im Speziellen ist das Material der Trennwände und der Umfangswand bevorzugt zumindest eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cordierit, Mullit, Aluminiumoxid, Spinell, Siliciumcarbid, einem Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial, einem Siliciumcarbid-Cordierit-basierten Verbundmaterial, Lithiumaluminiumsilicat und Aluminiumtitanat. Von diesen Materialien ist Cordierit, das über eine hervorragende Wärmeschockbeständigkeit verfügt, bevorzugt. Wenn überdies „das Keramikmaterial als die Hauptkomponente” enthalten ist, bedeutet dies, dass 90 Masse-% oder mehr des Keramikmaterials in dem gesamten Material enthalten sind.
  • Bei der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform kann ein Katalysator wie ein Oxidationskatalysator zumindest auf einen Teil der Trennwände geladen werden. Genauer gesagt, wird der Katalysator bevorzugt auf die die Wabenstruktur bildenden Trennwände geladen. Die Menge des zu ladenden Katalysators pro Volumeneinheit der Wabenstruktur beträgt bevorzugt 10 bis 300 g/Liter, stärker bevorzugt 10 bis 250 g/Liter und besonders bevorzugt 10 bis 200 g/Liter. Beträgt die Menge weniger als 10 g/Liter, wird mitunter nur schwer eine katalytische Wirkung ausgeübt. Beträgt die Menge mehr als 300 g/Liter, werden die Poren der Trennwände verschlossen, erhöht sich damit der Druckabfall und könnte sich der Fanggrad deutlich verschlechtern.
  • Wird der Katalysator auf die Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform geladen, umfasst der Katalysator bevorzugt einen oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Drei-Wege-Katalysator, einem SCR-Katalysator, einem NOx-Absorber-Katalysator und dem Oxidationskatalysator. Der Drei-Wege-Katalysator reinigt hauptsächlich Kohlenwasserstoff (HC), Kohlenmonoxid (CO) und Stickoxide (NOx). Ein Beispiel für den Drei-Wege-Katalysator ist ein Katalysator, der Platin (Pt), Palladium (Pd) und Rhodium (Rh) umfasst. Der SCR-Katalysator ist ein Katalysator, der selektiv die zu reinigende Komponente reduziert. Genauer gesagt, ist bei der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform der SCR-Katalysator bevorzugt ein SCR-Katalysator für die selektive NOx-Reduktion, der selektiv NOx in dem Abgas reduziert. Ein Beispiel für den selektiv NOx reduzierenden SCR-Katalysator ist bevorzugt ein Katalysator, der NOx in dem Abgas selektiv reduziert und reinigt. Überdies ist ein Beispiel für den SCR-Katalysator ein Metall-substituierter Zeolith. Beispiele für das Metall für den Metall-substituierten Zeolithen umfassen Eisen (Fe) und Kupfer (Cu). Ein Beispiel für den Zeolithen ist geeigneterweise ein beta-Zeolith. Überdies kann der SCR-Katalysator ein Katalysator sein, der als eine Hauptkomponente mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Vanadium und Titandioxid, enthält. Beispiele für den NOx-Absorber-Katalysator umfassen ein Alkalimetall und/oder ein Erdalkalimetall. Beispiele für ein Alkalimetall umfassen Kalium, Natrium und Lithium. Ein Beispiel für das Erdalkalimetall ist Calcium oder dergleichen. Ein Beispiel für den Oxidationskatalysator ist ein Katalysator, der ein Edelmetall enthält. Im Speziellen enthält der Oxidationskatalysator bevorzugt mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Platin, Palladium und Rhodium.
  • Nunmehr wird eine zweite Ausführungsform der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hierbei ist 8 eine perspektivische Ansicht, die schematisch die zweite Ausführungsform der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, betrachtet von der Seite der ersten Endfläche, zeigt. 9 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt der in 8 gezeigten Wabenstruktur zeigt, der parallel zur Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur ist. Wie in 8 und 9 gezeigt, umfasst die Wabenstruktur 200 der vorliegenden Ausführungsform poröse Trennwände 31, die Zellen 32 definieren, die von einer ersten Endfläche 41 zu einer zweiten Endfläche 42 verlaufen und zu Durchgangskanälen für ein Fluid werden, und eine poröse Umfangswand 33, die integral mit den Trennwänden 31 ausgebildet ist und so den Außenumfang der Trennwände 31 umgibt. Bei der Wabenstruktur 200 ist ein Verschlusselement 37, welches ein offenes Ende der Zelle 32 verschließt, in einem Endabschnitt der Zelle 32 auf der Seite der ersten Endfläche 41 oder der Seite der zweiten Endfläche 42 angeordnet. Bei der Wabenstruktur 200 der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Dicke der Trennwände 31 101 bis 381 μm, und die Porositäten der Trennwände 31 und der Umfangswand 33 betragen beide 48% oder mehr. Überdies ist bei der Wabenstruktur 200 der vorliegenden Ausführungsform die Porosität der Außenfläche 35 der Umfangswand 33 höher als die Porosität der Innenfläche 36 der Umfangswand 33, und der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche 35 der Umfangswand 33 beträgt 10 μm oder mehr. Die Trennwände 31 und die Umfangswand 33 der Wabenstruktur 200 sind bevorzugt ähnlich beschaffen wie die Trennwände und die Umfangswand der Wabenstruktur der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform. Die so beschaffene Wabenstruktur 200 funktioniert und wirkt ähnlich wie die Wabenstruktur der ersten Ausführungsform. In 9 kennzeichnet Bezugszeichen G ein Abgas.
  • Bei der Wabenstruktur 200 der vorliegenden Ausführungsform sind vorbestimmte Zellen 32b, in denen die Verschlusselemente 37 auf der Seite der ersten Endfläche 41 angeordnet sind, und verbleibende Zellen 32a, in denen die Verschlusselemente 37 auf der Seite der zweiten Endfläche 42 angeordnet sind, bevorzugt zickzack-förmig angeordnet. Für das Material der Verschlusselemente 37 gibt es keine besondere Einschränkung, bevorzugt umfasst das Material aber ein Keramikmaterial als die Hauptkomponente. Das Material der Verschlusselemente 37 kann dasselbe Material wie das der Trennwände 31 und der Umfangswand 33 der Wabenstruktur 200 oder ein anderes sein.
  • (2) Verfahren zur Herstellung 1 der Wabenstruktur:
  • Als nächstes wird eine Ausführungsform für das Verfahren zur Herstellung einer Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren zur Herstellung der in 1 bis 3 gezeigten Wabenstruktur 100 oder der in 8 gezeigten Wabenstruktur 200, wie oben beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers A1, einen Schritt des Schleifens des Formkörpers A2 und einen Brennschritt A3, die nachstehend erläutert werden.
  • (2-1) Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers A1:
  • Der Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers A1 ist ein Schritt des Extrudierens eines gekneteten Materials, erhalten durch Kneten eines Formungsrohmaterials, in die Form einer Wabe, unter Erhalt eines Wabenformkörpers. Der Wabenformkörper weist Trennwände auf, die Zellen definieren, die von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche verlaufen, und eine Umfangswand, die so ausgebildet ist, dass sie den Außenumfang der Trennwände umgibt. Im Speziellen wird das Formungsrohmaterial zunächst unter Erhalt des gekneteten Materials geknetet. Als nächstes wird das erhaltene geknetete Material unter Erhalt des Wabenformkörpers, in dem die Trennwände und die Umfangswand integral ausgebildet sind, extrudiert.
  • Das Formungsrohmaterial wird bevorzugt durch Zugabe eines Dispersionsmediums und eines Additivs zu einem keramischen Rohmaterial erhalten. Beispiele für das Additiv umfassen ein organisches Bindemittel, einen Porenbildner und ein oberflächenaktives Mittel. Ein Beispiel für das Dispersionsmedium ist Wasser oder ähnliches.
  • Das keramische Rohmaterial ist bevorzugt mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Cordierit-bildenden Rohmaterial, Mullit, Aluminiumoxid, Spinell, Siliciumcarbid, einem Silicium-Siliciumcarbid-basierten Verbundmaterial, einem Siliciumcarbid-Cordierit-basierten Verbundmaterial, Lithiumaluminiumsilicat und Aluminiumtitanat. Von diesen Materialien ist das Cordierit-bildende Rohmaterial bevorzugt, das über einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine hervorragende Wärmeschockbeständigkeit verfügt.
  • Beispiele für das organische Bindemittel umfassen Methylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose und Polyvinylalkohol. Von diesen Bindemitteln werden Methylcellulose und Hydroxypropoxylcellulose bevorzugt zusammen verwendet. Der Gehalt des organischen Bindemittels beträgt bevorzugt 5 bis 25 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials.
  • Für den Porenbildner gibt es keine besondere Einschränkung, so lange der Porenbildner nach dem Brennen Poren bildet, und Beispiele für den Porenbildner umfassen Stärke, ein verschäumbares Harz, ein Wasser aufnehmendes Harz und Kieselgel. Der Gehalt des Porenbildners beträgt bevorzugt 10 bis 20 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials.
  • Als das oberflächenaktive Mittel können Ethylenglycol, Dextrin, Fettsäureseife, Polyalkohol oder dergleichen verwendet werden. Eines dieser oberflächenaktiven Mittel kann allein verwendet werden, oder eine Kombination aus zwei oder mehr von ihnen kann verwendet werden. Der Gehalt des oberflächenaktiven Mittels beträgt bevorzugt 3 bis 20 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials.
  • Der Gehalt des Dispersionsmediums beträgt bevorzugt 10 bis 30 Masseteile, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials.
  • Die Teilchendurchmesser und die Mischungsmenge des keramischen Rohmaterials zur Verwendung sowie die Teilchendurchmesser und die Mischungsmenge des zuzugebenden Porenbildners werden so eingestellt, dass eine Wabenstruktur mit der gewünschten Porosität und dem gewünschten durchschnittlichem Porendurchmesser erhalten werden kann. In dem Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform werden die Teilchendurchmesser und die Mischungsmenge des Porenbildners bevorzugt so eingestellt, dass die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand beide 48% oder mehr betragen.
  • Für das Verfahren zum Kneten des Formungsrohmaterials zur Bildung des gekneteten Materials gibt es keine besondere Einschränkung, ein Beispiel für das Verfahren ist aber ein Verfahren, bei dem ein Kneter, ein Vakuum-Knetwerk oder dergleichen verwendet werden. Die Extrusion kann unter Verwendung einer Extrusionsdüse durchgeführt werden, in der Schlitze ausgebildet sind, die der Schnittform des Wabenformkörpers entsprechen.
  • (2-2) Schritt des Schleifens des Formkörpers A2:
  • Der Schritt des Schleifens des Formkörpers A2 ist ein Schritt des Trocknens des Wabenformkörpers, erhalten durch den Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers A1, und Schleifens der Außenfläche der Umfangswand des getrockneten Wabenformkörpers. Für das Trocknungsverfahren gibt es keine besondere Einschränkung, Beispiele für das Verfahren umfassen aber Heißlufttrocknen, Mikrowellentrocknen, dielektrisches Trocknen, Trocknen unter vermindertem Druck, Vakuumtrocknen und Gefriertrocknen. Von diesen Verfahren werden das dielektrische Trocknen, das Mikrowellentrocknen oder das Heißtrocknen bevorzugt allein durchgeführt, oder es wird bevorzugt eine Kombination dieser durchgeführt. Überdies wird, was die Trocknungsbedingungen betrifft, das Trocknen bevorzugt bei einer Trocknungstemperatur von 30 bis 150°C für eine Trocknungszeit von 1 Minute bis 2 Stunden durchgeführt. Ein Beispiel für ein Verfahren zur Durchführung des Schleifens der Außenfläche der Umfangswand des Wabenformkörpers ist ein Verfahren, bei dem der Wabenformkörper gedreht und ein Schleifstein auf die Umfangswand gepresst wird. Das Schleifen kann unter Verwendung des Schleifsteines durchgeführt werden. Das Schleifen wird bevorzugt in einem Dickenbereich von 0,1 bis 2,0 mm von der Außenfläche der Umfangswand des Wabenformkörpers, stärker bevorzugt in einem Dickenbereich von 0,2 bis 1,5 mm und besonders bevorzugt in einem Dickenbereich von 0,3 bis 1,0 mm durchgeführt.
  • (2-3) Brennschritt A3:
  • Der Brennschritt A3 ist ein Schritt, bei dem der Wabenformkörper, erhalten durch Schleifen der Außenfläche der Umfangswand in dem Schritt des Schleifens des Formkörpers A2, unter Erhalt der Wabenstruktur gebrannt wird. Die Brenntemperatur kann in Abhängigkeit des Materials des Wabenformkörpers geeignet bestimmt werden. Wenn beispielsweise das Material des Wabenformkörpers Cordierit ist, beträgt die Brenntemperatur bevorzugt 1.380 bis 1.450°C und stärker bevorzugt 1.400 bis 1.440°C. Überdies beträgt die Brennzeit bevorzugt 4 bis 6 Stunden, als die Zeit zum Halten der höchsten Temperatur.
  • Bei der durch den Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers A1, den Schritt des Schleifens des Formkörpers A2 und den Brennschritt A3 hergestellten Wabenstruktur ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Wabenstruktur die Oberflächenrauheit der Außenfläche der Umfangswand rauer, und der Reibungskoeffizient der Außenfläche der Umfangswand ist größer. Folglich kann, wenn die Wabenstruktur in einem Hüllenkörper gelagert wird, die Verlagerung der Wabenstruktur in dem Hüllenkörper effektiv unterbunden werden, selbst wenn der Haltedruck kleiner ist als zuvor.
  • (3) Verfahren zur Herstellung 2 der Wabenstruktur:
  • Als nächstes wird eine andere Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers B1, einen Brennschritt B2 und einen Schritt des Schleifens der gebrannten Masse B3, die nachstehend erläutert werden.
  • (3-1) Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers B1:
  • Der Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers B1 ist ein Schritt des Extrudierens eines gekneteten Materials, erhalten durch Kneten eines Formungsrohmaterials, in die Form einer Wabe, unter Erhalt eines Wabenformkörpers. Der Wabenformkörper weist Trennwände auf, die Zellen definieren, die von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche verlaufen, und eine Umfangswand, die so gebildet ist, dass sie den Außenumfang der Trennwände umgibt. Der Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers B1 ist bevorzugt ein Schritt ähnlich dem bisher beschriebenen Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers A1.
  • (3-2) Brennschritt B2:
  • Der Brennschritt B2 ist ein Schritt, bei dem der Wabenformkörper, erhalten durch den Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers B1, unter Erhalt einer gebrannten Wabenmasse gebrannt wird. Der Brennschritt B2 ist bevorzugt ein Schritt ähnlich dem bisher beschriebenen Brennschritt A3, außer dass der durch den Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers B1 erhaltene Wabenformkörper gebrannt wird.
  • (3-3) Schritt des Schleifens der gebrannten Masse B3:
  • Der Schritt des Schleifens der gebrannten Masse B3 ist ein Schritt, bei dem die Außenfläche der Umfangswand der gebrannten Wabenmasse, erhalten durch den Brennschritt B2, geschliffen wird. Ein Beispiel für ein Verfahren zur Durchführung des Schleifens der Außenfläche der Umfangswand der gebrannten Wabenmasse ist ein Verfahren, bei dem die gebrannte Wabenmasse gedreht und ein Schleifstein auf die Umfangswand gepresst wird. Das Schleifen kann mit einem Diamanten-besetzten Schleifstein durchgeführt werden. Das Schleifen wird bevorzugt in einem Dickenbereich von 0,1 bis 2,0 mm von der Außenfläche der Umfangswand der gebrannten Wabenmasse, stärker bevorzugt in einem Dickenbereich von 0,2 bis 1,5 mm und besonders bevorzugt in einem Dickenbereich von 0,3 bis 1,0 mm durchgeführt.
  • Bei der durch den Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers B1, den Brennschritt B2 und den Schritt des Schleifens der gebrannten Masse B3 hergestellten Wabenstruktur ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Wabenstruktur die Oberflächenrauheit der Außenfläche der Umfangswand rauer, und der Reibungskoeffizient der Außenfläche der Umfangswand ist größer. Folglich kann, wenn die Wabenstruktur in einem Hüllenkörper gelagert wird, die Verlagerung der Wabenstruktur in dem Hüllenkörper effektiv unterbunden werden, selbst wenn der Haltedruck kleiner ist als zuvor.
  • (4) Verfahren zur Herstellung 3 der Wabenstruktur:
  • Als nächstes wird noch eine andere Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung beschrieben. Was das Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform betrifft, wird in einem Schritt des Extrudierens eines gekneteten Materials, erhalten durch Kneten eines Formungsrohmaterials, in die Form einer Wabe, unter Erhalt eines Wabenformkörpers ein wie nachstehend erläutertes Formungsrohmaterial verwendet.
  • Das Formungsrohmaterial wird durch Zugabe eines Dispersionsmediums und eines Additivs zu einem keramischen Rohmaterial erhalten. Ferner ist das keramische Rohmaterial ein Rohmaterial zur Bildung der Trennwände und der Umfangswand durch Brennen. In dem Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform wird als das keramische Rohmaterial ein Material verwendet, in dem die Menge an Kaolin, bezogen auf die Menge an Aluminiumoxid, Talk und Kaolin, verringert ist. Im Speziellen wird bevorzugt ein Material verwendet, das kein Kaolin umfasst, oder ein Material, in dem die Menge an Kaolin 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials, beträgt, wenn Kaolin enthalten ist.
  • Überdies kann in dem Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform als das keramische Rohmaterial ein Material verwendet werden, das Aluminiumoxid in Form von groben Teilchen umfasst. Das Aluminiumoxid in Form von groben Teilchen ist Aluminiumoxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 3 bis 5 μm. Ferner kann als das keramische Rohmaterial bevorzugt ein Material verwendet werden, das 20 bis 30 Masseteile Aluminiumoxid in Form von groben Teilchen, bezogen auf 100 Masseteile des keramischen Rohmaterials, enthält.
  • Wird die Extrusion unter Verwendung des gekneteten Materials, erhalten durch Kneten des Formungsrohmaterials, bei dem das keramische Rohmaterial, enthaltend die verringerte Menge an Kaolin, oder das keramische Rohmaterial, enthaltend Aluminiumoxid in Form von groben Teilchen, verwendet wird, durchgeführt, gibt es einen Abschnitt in der Außenfläche des Formkörpers, in dem nur wenig von dem keramischen Rohmaterial vorliegt. Wenn beispielsweise das keramische Rohmaterial des Formungsrohmaterials viel von dem Aluminiumoxid in Form von groben Teilchen umfasst, ist das keramische Rohmaterial nur schwer in den Umfang eines Porenbildners in dem Formungsrohmaterial zu laden, und es kann nur schwer ein feines Netzwerk mit dem keramischen Rohmaterial gebildet werden. Insbesondere, wenn die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand beide 48% oder mehr betragen, ist die Porosität der Außenfläche der Umfangswand höher als die Porosität der Innenfläche der Umfangswand, und daher kann der Reibungskoeffizient der Außenfläche der Umfangswand geeignet verbessert werden.
  • In dem Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur der vorliegenden Ausführungsform wird der Wabenformkörper unter Verwendung des bisher beschriebenen Formungsrohmaterials erhalten, und dann wird der erhaltene Wabenformkörper so gebrannt, dass die Wabenstruktur hergestellt werden kann. Überdies kann der erhaltene Wabenformkörper dem oben genannten Schritt des Schleifens des Formkörpers A2 unterzogen werden. Überdies kann die gebrannte Wabenmasse, erhalten durch Brennen des Wabenformkörpers, dem oben genannten Schritt des Schleifens der gebrannten Masse B3 unterzogen werden.
  • (5) Umhüllungsstruktur:
  • Als nächstes wird eine erste Ausführungsform einer Umhüllungsstruktur der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Umhüllungsstruktur der vorliegenden Ausführungsform umfasst die bisher beschriebene Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung, einen Hüllenkörper, der die Wabenstruktur lagert, und ein Polsterelement, das zwischen der Wabenstruktur und dem Hüllenkörper eingeschoben ist. Hierbei ist 10 eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt der ersten Ausführungsform der Umhüllungsstruktur der vorliegenden Erfindung zeigt, der parallel zur Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur ist.
  • Die in 10 gezeigte Umhüllungsstruktur 300 umfasst die Wabenstruktur 200 der in 8 und 9 gezeigten zweiten Ausführungsform. Die in 10 gezeigte Umhüllungsstruktur 300 umfasst die Wabenstruktur 200, einen Hüllenkörper 21, der die Wabenstruktur 200 lagert, und ein Polsterelement 25, das zwischen der Wabenstruktur 200 und dem Hüllenkörper 21 eingeschoben ist. Ferner beträgt bei der Umhüllungsstruktur 300 der auf die Umfangswand 33 der Wabenstruktur 200 in einer Richtung orthogonal zur Verlaufsrichtung der Zellen 32 der Wabenstruktur 200 auszuübende Haltedruck 1,0 MPa oder mehr und 2,0 MPa oder weniger. Die Wabenstruktur 200 ist so beschaffen, dass der bisher beschriebene Reibungskoeffizient der Außenfläche 35 der Umfangswand 33 verringert wird. Daher kann, selbst wenn der Haltedruck einen kleinen Wert von 0,2 MPa oder mehr und 2,0 MPa oder weniger aufweist, im Fall, dass die Umfangswand 33 von dem Polsterelement 25 gehalten wird, eine Bewegung der Wabenstruktur 200 in der Verlaufsrichtung der Zellen 32 effektiv unterbunden werden. Das heißt, die Umhüllungsstruktur 300 der vorliegenden Ausführungsform kann effektiv die Bewegung der Wabenstruktur 200 in der Verlaufsrichtung der Zellen 32 selbst mit einem kleinen Haltedruck unterbinden, wenn das Abgas G1 durch den Hüllenkörper 21 strömt. In 10 ist Bezugsziffer 36 die Innenfläche der Umfangswand 33. In 10 ist Bezugsziffer 37 das Verschlusselement.
  • Überdies sind bei der Umhüllungsstruktur 300 der vorliegenden Ausführungsform die Trennwände 31 und die Umfangswand 33 der Wabenstruktur 200 integral ausgebildet, die Umhüllungsstruktur verfügt daher über eine hervorragende Wärmeschockbeständigkeit, und daher können selbst in einer Situation, wo ein Hochtemperaturabgas durchströmt, die Trennwände 31 und die Umfangswand 33 nur schwer beschädigt werden. Das heißt, das Umfangsbeschichtungsmaterial wird in der Umfangswand 33 nicht verwendet, und daher verfingt die Umhüllungsstruktur über eine hervorragende Wärmeschockbeständigkeit. Überdies betragen bei der Wabenstruktur 200 die Porositäten der Trennwände 31 und der Umfangswand 33 beide 48% oder mehr, und es wird eine Verringerung des Druckabfalls erreicht. Ferner kann, wenn die Wabenstruktur 200 als ein Katalysatorladungsfilter verwendet wird, die Menge an Katalysator, die pro Volumeneinheit zu laden ist, erhöht werden. Beispielsweise wird, wenn der Katalysator auf die Trennwände aufgebracht wird, der Druckabfall weiter verringert. Ferner ist die Wärmekapazität der Wabenstruktur klein, und daher kann die zur Aktivierung des Katalysators erforderliche Zeit verkürzt werden.
  • Bei der Umhüllungsstruktur der vorliegenden Ausführungsform beträgt der auf die Umfangswand auszuübende Haltedruck bevorzugt 0,2 MPa oder mehr und 1,0 MPa oder weniger und stärker bevorzugt 0,2 MPa oder mehr und 0,7 MPa oder weniger. Der Haltedruck ist ein Wert, der durch Messen des auf die Umfangswand der Wabenstruktur auszuübenden Drucks bei einer Raumtemperatur von 25°C mit einer dünnen Sensorfolie erhalten wird. Im Speziellen kann der Haltedruck durch das folgende Verfahren gemessen werden. Die Wabenstruktur, um die ein taktiler Sensor gewickelt wird, wird unter Erzeugung der Umhüllungsstruktur in dem Hüllenkörper gelagert, und der auf die Umfangswand der Wabenstruktur auszuübende Druck wird aus der Druckablesung mit dem taktilen Sensor gemessen.
  • Der Hüllenkörper 21 ist eine röhrenförmige Struktur, die über eine Einlassöffnung 22, in die das Abgas G1 strömt, und eine Auslassöffnung 23, aus der ein gereinigtes Abgas G2 ausströmt, verfügt und in der die Wabenstruktur 200 gelagert wird. Die Wabenstruktur 200 ist in dem Hüllenkörper 21 bevorzugt so angeordnet, dass beispielsweise die erste Endfläche 41 zu der Seite der Einlassöffnung 22 des Hüllenkörpers 21 gerichtet ist und die zweite Endfläche 42 zu der Seite der Auslassöffnung 23 des Hüllenkörpers 21 gerichtet ist.
  • Für das Material des Polsterelements 25 gibt es keine besondere Einschränkung, eine nicht dehnbare Keramikfasermatte, eine thermisch dehnbare Matte aus einem mineralischen Material oder dergleichen sind aber bevorzugt. Für das Material des Polsterelements gibt es keine besondere Einschränkung, so lange die Bewegung der Wabenstruktur 200 in der Verlaufsrichtung der Zellen 32 unterbunden werden kann. Der Reibungskoeffizient der Außenfläche 35 der Umfangswand 33 der Wabenstruktur 200 erhöht sich, wenn das Polsterelement 25 aus dem oben erwähnten Material gefertigt ist, und daher kann die Bewegung der Wabenstruktur 200 in der Verlaufsrichtung der Zellen 32 selbst mit einem kleinen Haltedruck effektiv unterbunden werden.
  • Die Wabenstruktur 200, um die zur Abdeckung der Umfangswand 33 das Polsterelement 25 gewickelt wird, wird bevorzugt in den Hüllenkörper 21 eingepresst. Wird die Wabenstruktur 200 so gelagert, kann verhindert werden, dass sich die Wabenstruktur 200 in dem Hüllenkörper 21 bewegt, und wird sie in dem Hüllenkörper 21 stabilisiert. Folglich kann effektiv verhindert werden, dass die Wabenstruktur 200 beschädigt wird.
  • (Beispiele)
  • (Beispiel 1)
  • Zu 100 Masseteilen eines Cordierit-bildenden Rohmaterials wurden jeweils 13 Masseteile eines Porenbildners, 35 Masseteile eines Dispersionsmediums, 6 Masseteile eines organischen Bindemittels und 0,5 Masseteile eines Dispergiermittels gegeben, gefolgt von Mischen und Kneten zur Herstellung eines gekneteten Materials. Als das Cordierit-bildende Rohmaterial wurden Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Kaolin, Talk und Siliciumdioxid verwendet. Wasser wurde als das Dispersionsmedium verwendet, Koks mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 1 bis 10 μm wurde als der Porenbildner verwendet, Hydroxypropylmethylcellulose wurde als das organische Bindemittel verwendet und Ethylenglycol wurde als das Dispergiermittel verwendet. Die Teilchendurchmesser und die Menge an dem Porenbildner wurden kontrolliert, wodurch die Porendurchmesser und die Porosität der Trennwände kontrolliert wurden.
  • Als nächstes wurde das geknetete Material unter Verwendung einer vorbestimmten Düse extrudiert, und es wurde ein Wabenformkörper erhalten, dessen Zellenform viereckig und dessen Gesamtform eine runde Säulenform war.
  • Als nächstes wurde der Wabenformkörper mit einem Mikrowellentrockner getrocknet und weiter vollständig mit einem Heißlufttrockner, und dann wurden beide Endflächen des Wabenformkörpers zur Einstellung des Wabenformkörpers auf eine vorbestimmte Größe zugeschnitten. Ferner wurde der Wabenformkörper mit dem Heißlufttrockner getrocknet und ferner bei 1.410 bis 1.440°C 5 Stunden gebrannt, wodurch eine gebrannte Wabenmasse erhalten wurde.
  • Als nächstes wurde die Außenfläche der Umfangswand der gebrannten Wabenmasse zur Herstellung der Wabenstruktur von Beispiel 1 um 1,0 mm abgeschliffen. Das Schleifen wurde unter Verwendung einer Drehbank durchgeführt.
  • Die erhaltene Wabenstruktur hatte eine runde Säulenform, bei der der Durchmesser eines Querschnitts der Wabenstruktur orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur 118,4 mm und die Länge der Wabenstruktur in der Zellenverlaufsrichtung 127,3 mm betrug. Die Dicke der Trennwände betrug 216 μm, und die Zelldichte betrug 47 Zellen/cm2. Die Form der Zellen war viereckig. Die Dicke der Umfangswand betrug 0,7 mm. Tabelle 1 zeigt „Dicke (μm) der Trennwände”, „Zelldichte (Zellen/cm2)” und „Dicke (mm) der Umfangswand”.
  • Was die erhaltene Wabenstruktur betrifft, wurden „Porosität der Trennwände”, „Porosität der Umfangswand”, „Porosität P1 der Außenfläche der Umfangswand”, „Porosität P2 der Innenfläche der Umfangswand” und „durchschnittlicher Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand” durch die folgenden Verfahren gemessen. Tabelle 1 zeigt die Messergebnisse. Überdies zeigt Tabelle 1 die dimensionale Außendurchmesserdifferenz (mm) der erhaltenen Wabenstruktur. Die dimensionale Außendurchmesserdifferenz ist die Differenz zwischen dem maximalen Außendurchmessermaß und dem minimalen Außendurchmessermaß der erhaltenen Wabenstruktur.
  • (Porosität der Trennwände und Porosität der Umfangswand)
  • Die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand wurden mit einem Quecksilber-Porosimeter gemessen.
  • (Porosität P1 der Außenfläche der Umfangswand)
  • REM-Fotografien der Außenfläche der Umfangswand der Wabenstruktur wurden in drei Sichtfeldern mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) fotografiert. Die Größe eines der fotografierten Sichtfelder wurde auf 1,3 mm × 1,0 mm eingestellt. Als nächstes wurde jedes fotografierte Bild durch Bildanalyse binarisiert und in einen hohlen Abschnitt (d. h. einen Porenabschnitt) und einen anderen Abschnitt als den hohlen unterteilt. Als nächstes wurden die von den hohlen Abschnitten in den jeweiligen Bildern der drei Sichtfelder einzunehmenden Verhältnisse berechnet, und es wurde ein Durchschnittwert der Verhältnisse erhalten. Der erhaltene Durchschnittswert wurde als die Porosität P1 der Außenfläche der Umfangswand definiert.
  • (Porosität P2 der Innenfläche der Umfangswand)
  • Bei der Messung der Porosität P2 der Innenfläche der Umfangswand wurde ein peripherer Außenwandabschnitt von der Wabenstruktur abgeschnitten, die mit der Umfangswand in Kontakt kommenden Trennwände wurden entfernt, um die Innenfläche der Umfangswand freizulegen, und dann wurden REM-Fotografien der Innenfläche der Umfangswand der Wabenstruktur in drei Sichtfeldern mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) fotografiert. Die Größe eines der fotografierten Sichtfelder wurde auf 1,3 mm × 1,0 mm eingestellt. Als nächstes wurde jedes fotografierte Bild durch Bildanalyse binarisiert und in einen hohlen Abschnitt (d. h. einen Porenabschnitt) und einen anderen Abschnitt als den hohlen unterteilt. Als nächstes wurden die von den hohlen Abschnitten in den jeweiligen Bildern der drei Sichtfelder einzunehmenden Verhältnisse berechnet, und es wurde ein Durchschnittwert der Verhältnisse erhalten. Allerdings wurden die Abschnitte, die mit den Trennwänden in Kontakt kamen, bei der Berechnung der Verhältnisse ausgeschlossen. Der erhaltene Durchschnittswert wurde als die Porosität P2 der Innenfläche der Umfangswand definiert.
  • (Durchschnittlicher Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand)
  • REM-Fotografien der Außenfläche der Umfangswand der Wabenstruktur wurden in drei Sichtfeldern mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) fotografiert. Die Größe eines der fotografierten Sichtbilder wurde auf 1,3 mm × 1,0 mm eingestellt. Als nächstes wurde jedes fotografierte Bild durch Bildanalyse binarisiert und in einen hohlen Abschnitt (d. h. einen Porenabschnitt) und einen anderen Abschnitt als den hohlen unterteilt. Als nächstes wurden die Größen der hohlen Abschnitte in den jeweiligen Bildern der drei Sichtfelder, d. h. die Durchmesser von Kreisen, die so gezogen wurden, dass sie in die hohlen Abschnitte eingeschrieben waren, gemessen, und es wurde ein Durchschnittswert erhalten. Der erhaltene Durchschnittswert wurde als der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand definiert.
  • Figure DE102016000194A1_0002
  • Als nächstes wurde die erhaltene Wabenstruktur in einem Hüllenkörper gelagert. Zwischen die Wabenstruktur und den Hüllenkörper wurde ein Polsterelement, bestehend aus einer nicht dehnbaren Keramikmatte (Markenname: MAFTEC), hergestellt von Mitsubishi Plastics, Inc., eingeschoben. In Beispiel 1 war die Einstellung so, dass der auf die Umfangswand der Wabenstruktur auszuübende Haltedruck 0,2 MPa betrug. Der auf die Umfangswand der Wabenstruktur auszuübende Haltedruck war ein Wert, gemessen bei einer Raumtemperatur von 25°C mit einem taktilen Sensor (mit einer Dicke von etwa 0,1 mm), hergestellt von NITTA Corporation. Tabelle 2 zeigt den auf die Umfangswand auszuübenden „Haltedruck”. [Tabelle 2]
    Umfangswand Haltedruck (MPa) Test zur Verlagerung der Wabenstruktur Test zur Wärmeschockbeständigkeit Allgemeine Bewertung
    Beispiel Integral 0,2 keine A hervorragend
    Beispiel 2 Integral 0,2 keine B gut
    Beispiel 3 Integral 0,2 keine A hervorragend
    Beispiel 4 Integral 0,2 keine A hervorragend
    Beispiel 5 Integral 0,2 keine B gut
    Vgl.-Bsp. 1 Integral 0,2 lag vor A versagt
    Vgl.-Bsp. 2 Integral 0,2 lag vor A versagt
    Vgl.-Bsp. 3 Umfangsbeschichtung 0,2 keine C versagt
    Vgl.-Bsp. 4 Umfangsbeschichtung 0,2 keine C versagt
    Vgl.-Bsp. 5 Umfangsbeschichtung 0,2 keine C versagt
    Vgl.-Bsp. 6 Integral 0,2 lag vor B versagt
    Vgl.-Bsp. 7 Integral 0,2 lag vor A versagt
    Beispiel 6 Integral 0,2 keine B gut
    Beispiel 7 Integral 0,2 keine A hervorragend
    Vgl.-Bsp. 8 Integral 0,2 lag vor A versagt
    Vgl.-Bsp. 9 Integral 0,2 lag vor A versagt
    Beispiel 8 Integral 0,2 keine A hervorragend
    Beispiel 9 Integral 0,2 keine B gut
    Beispiel 10 Integral 0,2 keine A hervorragend
    Beispiel 11 Integral 0,2 keine A hervorragend
    Beispiel 12 Integral 0,2 keine A hervorragend
    Beispiel 13 Integral 0,2 keine A hervorragend
    Beispiel 14 Integral 0,2 keine A hervorragend
  • Was die erhaltene Wabenstruktur betrifft, wurden ein „Test zur Verlagerung der Wabenstruktur” und ein „Test zur Wärmeschockbeständigkeit” durch das folgende Verfahren durchgeführt. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse. Überdies wurde auf der Basis der Ergebnisse des „Tests zur Verlagerung der Wabenstruktur” und des „Tests zur Wärmeschockbeständigkeit” eine „allgemeine Bewertung” vorgenommen. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse.
  • (Test zur Verlagerung der Wabenstruktur)
  • Die in dem Hüllenkörper gelagerte Wabenstruktur wurde zur Durchführung eines Vibrationstests an der Wabenstruktur in einer Erregungs-Prüfmaschine installiert. Was die Vibrationsbedingungen in dem Vibrationstest betrifft, wurde der Test bei einer Beschleunigung von 30 G und einer Frequenz von 100 Hz durchgeführt. Überdies wurde der Vibrationstest für 30 Stunden durchgeführt, in denen die Wabenstruktur unter den obigen Vibrationsbedingungen in der Gasströmungsrichtung vibrierte. Es wurde ein Gas, entladen aus einem Gasbrenner, durch den Hüllenkörper geleitet. In dem Vibrationstest betrug die Temperatur des Zentrums 10 mm stromaufwärts der Einlassendfläche der Wabenstruktur 700°C. Nach diesem Vibrationstest wurde die Lage der in dem Hüllenkörper gelagerten Wabenstruktur bestätigt. Hatte sich die Wabenstruktur in der Gasdurchgangsrichtung in dem Hüllenkörper bewegt, wurde dies mit „lag vor” bewertet. Überdies wurde, wenn sich die Wabenstruktur nicht in der Gasdurchgangsrichtung in dem Hüllenkörper bewegt hatte, dies mit „keine” bewertet.
  • (Test zur Wärmeschockbeständigkeit)
  • In dem Test zur Wärmeschockbeständigkeit wurde die in den Hüllenkörper (der Umhüllungsstruktur) gelagerte Wabenstruktur zunächst an einer Brenner-Prüfmaschine befestigt. Die Brenner-Prüfmaschine wies eine Leitung auf, die eine Abgasleitung simulierte, und konnte die Umhüllungsstruktur durch die Leitung mit erwärmter Luft speisen. Die Brenner-Prüfmaschine führte die folgende Operation aus. Zunächst strömte erwärmte Luft bei einer Temperatur von 670°C mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,0 ± 0,15 Nm3/min für 5 Minuten ein. Nachstehend wird der Schritt, bei dem die erwärmte Luft einströmt, mitunter als der „Erwärmungsschritt” bezeichnet. Als nächstes strömte Luft bei Raumtemperatur bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,0 ± 0,15 Nm3/min für 5 Minuten ein. Nachstehend wird der Schritt, bei dem die Luft bei Raumtemperatur einströmt, mitunter als der „Kühlungsschritt” bezeichnet. Ein Erwärmungsschritt und ein Kühlungsschritt wurden als ein Zyklus definiert. Unter der Bedingung, dass die erwärmte Luft eine Temperatur von 670°C hatte, wurden der Erwärmungsschritt und der Kühlungsschritt über 10 Zyklen durchgeführt. Anschließend wurde die Temperatur der in dem Erwärmungsschritt einströmenden erwärmten Luft auf 50°C erhöht, und der Erwärmungsschritt und der Kühlungsschritt wurden über 10 Zyklen durchgeführt. Danach wurde die Temperatur der in dem Erwärmungsschritt einströmenden erwärmten Luft stufenweise (d. h. nicht schrittweise) auf 720°C, 770°C, 820°C, 870°C, 920°C, 970°C, 1.020°C, 1.070°C und 1.120°C erhöht, und bei jeder Temperatur wurden 10 Zyklen durchgeführt. In dem Erwärmungsschritt oder dem Kühlungsschritt wurde der Test zur Wärmeschockbeständigkeit beendet, wenn die Wabenstruktur beschädigt oder gerissen war. Es wurde beurteilt, ob sich Risse gebildet hatten oder nicht, indem die Erzeugung eines Reißgeräusches beurteilt oder das Erscheinungsbild der Wabenstruktur in Augenschein genommen wurde. Die Temperatur im Falle einer beschädigten oder gerissenen Wabenstruktur wurde als die obere Grenztemperatur für die Haltbarkeit (°C) der Wabenstruktur definiert. In dem Test zur Wärmeschockbeständigkeit wurden Beurteilungen von A bis C aus dem gemessenen Wert der oberen Grenztemperatur für die Haltbarkeit auf der Basis der folgenden Bewertungsstandards vorgenommen.
    Bewertung „A”: Der Fall, wo die obere Grenztemperatur für die Haltbarkeit 1.020°C oder mehr betrug, wurde als Bewertung „A” definiert.
    Bewertung „B”: Der Fall, wo die obere Grenztemperatur für die Haltbarkeit 820°C oder mehr und weniger als 1.020°C betrug, wurde als Bewertung „B” definiert.
    Bewertung „C”: Der Fall, wo die obere Grenztemperatur für die Haltbarkeit weniger als 820°C betrug, wurde als Bewertung „C” definiert.
  • (Allgemeine Bewertung)
  • Aus dem Ergebnis des „Tests zur Verlagerung der Wabenstruktur” und dem Ergebnis des „Tests zur Wärmeschockbeständigkeit” wurden allgemeine Bewertungen von hervorragend, gut und versagt gemäß den folgenden Bewertungsstandards vorgenommen.
    Bewertung „hervorragend”: Der Fall, wo das Ergebnis des Tests zur Verlagerung der Wabenstruktur „keine” und das Ergebnis des Tests zur Wärmeschockbeständigkeit „A” war, wurde als Bewertung „hervorragend” definiert.
    Bewertung „gut”: Der Fall, wo das Ergebnis des Tests zur Verlagerung der Wabenstruktur „keine” und das Ergebnis des Tests zur Wärmeschockbeständigkeit „B” war, wurde als Bewertung „gut” definiert.
    Bewertung „versagt”: Der Fall, wo das Ergebnis des Tests zur Verlagerung der Wabenstruktur „lag vor” und das Ergebnis des Tests zur Wärmeschockbeständigkeit „C” war, wurde als Bewertung „versagt” definiert.
  • (Beispiele 2 bis 14)
  • In den Beispielen 2 bis 14 wurde zur Herstellung von Wabenstrukturen die Vorgehensweise von Beispiel 1 wiederholt, außer dass die Dicke (μm) der Trennwände, die Zelldichte (Zellen/cm2 ), die Dicke (mm) der Umfangswand, die Porosität (%) der Trennwände und die Porosität (%) der Umfangswand wie in Tabelle 1 gezeigt verändert wurden. In den Beispielen 2 bis 14 wurden die Porosität (%) der Trennwände und die Porosität (%) der Umfangswand durch Ändern der Größe des zu verwendenden Porenbildners und der zuzugebenden Menge an Porenbildner eingestellt.
  • (Vergleichsbeispiele 1 und 2)
  • In den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurde zur Herstellung von Wabenstrukturen die Vorgehensweise von Beispiel 1 wiederholt, außer dass die Dicke (μm) der Trennwände, die Zelldichte (Zellen/cm2 ), die Dicke (mm) der Umfangswand, die Porosität (%) der Trennwände und die Porosität (%) der Umfangswand wie in Tabelle 1 gezeigt verändert wurden. In den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden die Porosität (%) der Trennwände und die Porosität (%) der Umfangswand durch Ändern der Größe des zu verwendenden Porenbildners und der zuzugebenden Menge an Porenbildner eingestellt.
  • (Vergleichsbeispiele 3 bis 5)
  • In den Vergleichsbeispielen 3 bis 5 wurden zunächst Wabenstrukturen durch Verfahren ähnlich denen für die Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 3 hergestellt. Danach wurde die Umfangswand jeder der erhaltenen Wabenstrukturen geschliffen und entfernt, und ein Umfangsbeschichtungsmaterial wurde auf den Umfang der geschliffenen Wabenstruktur aufgebracht, gefolgt von Trocknen, wodurch die Umfangswand aus dem Umfangsbeschichtungsmaterial hergestellt wurde.
  • (Vergleichsbeispiele 6 und 7)
  • In den Vergleichsbeispielen 6 und 7 wurden Wabenstrukturen durch Verfahren ähnlich denen für die Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 3 hergestellt, außer dass jede Wabenstruktur ohne Schleifen der Außenfläche der Umfangswand der gebrannten Wabenmasse hergestellt wurde.
  • (Vergleichsbeispiele 8 und 9)
  • In den Vergleichsbeispielen 8 und 9 wurden Wabenstrukturen durch Verfahren ähnlich denen für die Wabenstrukturen der Beispiele 4 und 3 hergestellt, außer dass den gekneteten Materialien zur Bildung eines Wabenformkörpers kein Porenbildner zugegeben wurde und die Korngröße des Cordierit-bildenden Rohmaterials eingestellt wurde. In den Vergleichsbeispielen 8 und 9 wurde der durchschnittliche Porendurchmesser (μm) der Außenfläche der Umfangswand durch Einstellen der Korngröße des Cordierit-bildenden Rohmaterials eingestellt.
  • Was die Wabenstrukturen der Beispiele 2 bis 14 und die Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 1 bis 9 betrifft, wurden der „Test zur Verlagerung der Wabenstruktur” und der „Test zur Wärmeschockbeständigkeit” durch Verfahren ähnlich denen von Beispiel 1 durchgeführt. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse. Überdies wurde auf der Basis der Ergebnisse des „Tests zur Verlagerung der Wabenstruktur” und des „Tests zur Wärmeschockbeständigkeit” eine „allgemeine Bewertung” vorgenommen. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse.
  • (Ergebnis)
  • Wie in Tabelle 2 gezeigt, konnten bei jeder der Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 14 hervorragende Ergebnisse sowohl im „Test zur Verlagerung der Wabenstruktur” als auch im „Test zur Wärmeschockbeständigkeit” erhalten werden. Was andererseits die Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 1, 2 und 6 bis 9 betrifft, bewegte sich die Wabenstruktur in der Durchgangsrichtung des Gases in dem Hüllenkörper. Folglich war das Ergebnis der allgemeinen Bewertung für die Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 1, 2 und 6 bis 9 „versagt”. Bei jeder der Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 1 und 2 betrugen die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand beide weniger als 48%, und daher konnte keine signifikante Differenz zwischen der Porosität P1 der Außenfläche der Umfangswand und der Porosität P2 der Innenfläche der Umfangswand erhalten werden. Bei den Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 6 und 7 hatten die Porosität P1 der Außenfläche der Umfangswand und die Porosität P2 der Innenfläche der Umfangswand denselben Wert. Bei jeder der Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 8 und 9 betrug der Wert des durchschnittlichen Porendurchmessers (μm) der Außenfläche der Umfangswand weniger als 10 μm.
  • Überdies war bei den Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 3 bis 5 die obere Grenztemperatur für die Haltbarkeit niedriger als 820°C, und das Ergebnis des Tests zur Wärmeschockbeständigkeit war „C”. Folglich war das Ergebnis der allgemeinen Bewertung für jede der Wabenstrukturen der Vergleichsbeispiele 3 bis 5 „versagt”. Die oben genannten Ergebnisse ergaben, dass jede der Wabenstrukturen der Beispiele 1 bis 14 über eine hohe Wärmeschockbeständigkeit verfügte und die Verlagerung der Wabenstruktur in dem zu verwendenden Hüllenkörper effektiv unterbunden werden kann, wenn die Wabenstruktur als ein Filter verwendet wird.
  • Die Wabenstruktur der vorliegenden Erfindung ist als ein Filter oder Katalysatorträger für die Abgasreinigung einsetzbar.
  • Beschreibung der Bezugsziffern
    • 1 und 31: Trennwand, 2, 32, 32a und 32b: Zelle, 3, 3A und 33: Umfangswand, 3a: Außenmantelabschnitt, 5 und 35: Außenfläche (Außenfläche der Umfangswand), 5': Außenfläche (Außenfläche der Umfangswand vor dem Schleifen), 6 und 36: Innenfläche (Innenfläche der Umfangswand), 11 und 41: erste Endfläche, 12 und 42: zweite Endfläche, 13: Poren, 21: Hüllenkörper, 22: Einlassöffnung, 23: Auslassöffnung, 25: Polsterelement, 37: Verschlusselement, 100 und 200: Wabenstruktur, 300: Umhüllungsstruktur, 403: Umfangswand, 405: Außenfläche (Außenfläche der Umfangswand), 406: Innenfläche (Innenfläche der Umfangswand), 413: Pore, G: Abgas, G1: Abgas und G2: gereinigtes Abgas.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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    • JP 2002-219319 A [0005]
    • JP 03-275309 A [0005]

Claims (9)

  1. Wabenstruktur, umfassend poröse Trennwände, die Zellen definieren, die von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche verlaufen und die Durchgangskanäle für ein Fluid werden; und eine poröse Umfangswand, die integral mit den Trennwänden ausgebildet ist und den Außenumfang der Trennwände umgibt, wobei die Dicke der Trennwände 101 bis 381 μm beträgt, die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand beide 48% oder mehr betragen, die Porosität der Außenfläche der Umfangswand höher ist als die Porosität der Innenfläche der Umfangswand, und der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand 10 μm oder mehr beträgt.
  2. Wabenstruktur nach Anspruch 1, wobei die Zelldichte der von den Trennwänden definierten Zellen 15 bis 62 Zellen/cm2 beträgt.
  3. Wabenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Porositäten der Trennwände und der Umfangswand beide 48 bis 75% betragen.
  4. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der durchschnittliche Porendurchmesser der Außenfläche der Umfangswand 10 bis 30 μm beträgt.
  5. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in einem Endabschnitt jeder der Zellen auf der Seite der ersten Endfläche oder der zweiten Endfläche ein Verschlusselement angeordnet ist, welches ein offenes Ende der Zelle verschließt.
  6. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die dimensionale Außendurchmesserdifferenz der Wabenstruktur bei ±0,5 mm liegt.
  7. Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend einen Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers A1 durch Extrudieren eines gekneteten Materials, erhalten durch Kneten eines Formungsrohmaterials, in die Form einer Wabe, unter Erhalt eines Wabenformkörpers mit Trennwänden, die Zellen definieren, die von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche verlaufen, und einer Umfangswand, die so ausgebildet ist, dass sie den Außenumfang der Trennwände umgibt; einen Schritt des Schleifens des Formkörpers A2 durch Schleifen der Außenfläche der Umfangswand des erhaltenen Wabenformkörpers und einen Brennschritt A3 durch Brennen des Wabenformkörpers, bei dem die Außenfläche der Umfangswand geschliffen ist, unter Erhalt der Wabenstruktur.
  8. Verfahren zur Herstellung der Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend einen Schritt zur Herstellung eines Wabenformkörpers B1 durch Extrudieren eines gekneteten Materials, erhalten durch Kneten eines Formungsrohmaterials, in die Form einer Wabe, unter Erhalt eines Wabenformkörpers mit Trennwänden, die Zellen definieren, die von einer ersten Endfläche zu einer zweiten Endfläche verlaufen, und einer Umfangswand, die so ausgebildet ist, dass sie den Außenumfang der Trennwände umgibt; einen Brennschritt B2 durch Brennen des erhaltenen Wabenformkörpers unter Erhalt einer gebrannten Wabenmasse und einen Schritt des Schleifens der gebrannten Masse B3 durch Schleifen der Außenfläche der Umfangswand der erhaltenen gebrannten Wabenmasse.
  9. Umhüllungsstruktur, umfassend die Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6; einen Hüllenkörper, der die Wabenstruktur lagert, und ein Polsterelement, das zwischen die Wabenstruktur und den Hüllenkörper eingeschoben ist, wobei in der Richtung orthogonal zur Zellenverlaufsrichtung der Wabenstruktur der auf die Umfangswand auszuübende Haltedruck 0,2 MPa oder mehr und 1,0 MPa oder weniger beträgt.
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