JP2018015704A - 排ガス浄化用触媒の製造方法及び製造装置 - Google Patents

排ガス浄化用触媒の製造方法及び製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】触媒層の幅をより正確に制御することを実現可能とする排ガス浄化用触媒の製造技術を提供する。
【解決手段】本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、第１及び第２端面を有し、第１端面から第２端面へ向けて各々が延びた複数の孔が設けられた基材を備えた排ガス浄化用触媒の製造方法であって、第１端面と向き合い、第１端面へ向けて気体を通過させた場合に、この気体の流れに線速度の分布を生じさせる気流制御治具を、スラリーが第１端面側から第２端面側へ向けて流れている間に、気流制御治具が貯留部内のスラリーを間に挟んで第１端面と向き合い且つ貯留部内のスラリーからした第１位置から、第１端面と向き合い且つ第１位置と比較して第１端面からの距離がより短い第２位置へと移動させることを含んでいる。
【選択図】図９

Description

本発明は、排ガス浄化用触媒の製造技術に関する。
排ガス浄化用触媒は、例えば、複数の孔が設けられたハニカム基材と、このハニカム基材上に形成された触媒層とを含んでいる。このような排ガス浄化用触媒は、例えば、触媒層の原料を含んだスラリーをハニカム基材に塗布し、その後、塗膜を乾燥及び焼成処理に供することにより得られる。
特許文献１には、ハニカム基材の隔壁にスラリーをコートしてスラリー層を形成した後、貫通孔に空気を流通させることにより余剰なスラリーを除去することが記載されている。この技術では、余剰なスラリーを除去する際に、空気の流入側において、流速が過剰に高くならないように、ハニカム基材の端面のうち、空気流入側に流速制御板を設ける。これにより、上流部と中流部と下流部とにおいて、触媒コート層の厚みを均等にする。
特開２００４−１４１７０３号公報
ところで、排ガス浄化用触媒の製造方法においては、あるセルと別のセルとで、孔の長さ方向と平行な方向における触媒層の寸法、すなわち、幅や、触媒層のコート量を別々に制御できることが好ましい。
そこで、本発明は、触媒層の幅をより正確に制御することを実現可能とする排ガス浄化用触媒の製造技術を提供することを目的とする。
本発明の第１側面によると、第１及び第２端面を有し、前記第１端面から前記第２端面へ向けて各々が延びた複数の孔が設けられた基材を備えた排ガス浄化用触媒の製造方法であって、枠形状を有している貯留治具を、前記貯留治具が前記第１端面と隣接した領域を取り囲んで、前記第１端面と共に前記領域にスラリーを貯留可能とする貯留部を形成するように、前記基材に対して位置させることと、前記貯留部へ前記スラリーを供給することと、前記第２端面と隣接した領域の圧力を、前記貯留部内の前記スラリーを間に挟んで前記基材と隣接した領域の圧力に対して相対的に低めて、前記貯留部内の前記スラリーを前記複数の孔内へと導くとともに、前記複数の孔内において、前記第１端面側から前記第２端面側へ向けた前記スラリーの流れを生じさせることと、前記第１端面と向き合い、前記第１端面へ向けて気体を通過させた場合に、この気体の流れに線速度の分布を生じさせる気流制御治具を、前記スラリーが前記第１端面側から前記第２端面側へ向けて流れている間に、前記気流制御治具が前記貯留部内の前記スラリーを間に挟んで前記第１端面と向き合い且つ前記貯留部内の前記スラリーから離間した第１位置から、前記第１端面と向き合い且つ前記第１位置と比較して前記第１端面からの距離がより短い第２位置へと移動させることとを含んだ製造方法が提供される。
本発明の第２側面によると、第１及び第２端面を有し、前記第１端面から前記第２端面へ向けて各々が延びた複数の孔が設けられた基材を備えた排ガス浄化用触媒の製造装置であって、枠形状を有している貯留治具と、前記貯留治具と前記基材とが互いから離れて位置した第１状態と、前記貯留治具が前記第１端面と隣接した領域を取り囲んで、前記第１端面と共に前記領域にスラリーを貯留可能とする貯留部を形成している第２状態との間で、前記基材と前記貯留治具との相対的な位置を変化させる第１移動機構と、前記貯留部へ前記スラリーを供給する供給装置と、前記第２端面と隣接した領域の圧力を、前記貯留部内の前記スラリーを間に挟んで前記基材と隣接した領域の圧力に対して相対的に低めて、前記貯留部内の前記スラリーを前記複数の孔内へと導くとともに、前記複数の孔内において、前記第１端面側から前記第２端面側へ向けた前記スラリーの流れを生じさせる圧力調整装置と、前記第１端面と向き合い、前記第１端面へ向けて気体を通過させた場合に、この気体の流れに線速度の分布を生じさせる気流制御治具と、前記気流制御治具を、前記気流制御治具が前記貯留部内の前記スラリーを間に挟んで前記第１端面と向き合い且つ前記貯留部内の前記スラリーから離間した第１位置と、前記第１端面と向き合い且つ前記第１位置と比較して前記第１端面からの距離がより短い第２位置との間で移動させる第２移動機構と、前記第１移動機構及び前記供給装置の動作を制御するとともに、前記供給装置が前記貯留部へ前記スラリーを供給した後に、前記圧力調整装置を動作させるとともに、前記スラリーが前記第１端面側から前記第２端面側へ向けて流れている間に、前記気流制御治具が前記第１位置から前記第２位置へと移動するように、前記圧力調整装置及び前記第２移動機構の動作を制御するコントローラとを具備した製造装置が提供される。
本発明によると、触媒層の幅をより正確に制御することを実現可能とする排ガス浄化用触媒の製造技術が提供される。
本発明の一態様に係る製造方法を用いて製造可能な排ガス浄化用触媒を概略的に示す斜視図。 図１に示す排ガス浄化用触媒のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 本発明の一態様に係る製造装置を概略的に示すブロック図。 図３に示す製造装置が予備動作を行っている様子を概略的に示す断面図。 図３及び図４に示す製造装置が流体供給を完了した様子を概略的に示す断面図。 図３乃至図５に示す製造装置が吸引動作を行う前の様子を概略的に示す断面図。 図３乃至図６に示す製造装置が吸引動作を開始した直後の第１段階の様子を概略的に示す断面図。 図３乃至図７に示す製造装置が吸引動作を完了する前であり、且つ第１段階より後の第２段階の様子を概略的に示す断面図。 図３乃至図８に示す製造装置が吸引動作を完了した様子を概略的に示す断面図。 図６乃至図９に示す気流制御治具の一例を概略的に示す斜視図。 比較例に係る排ガス浄化用触媒の製造方法における一工程を示す断面図。 参考例に係る排ガス浄化用触媒の製造方法における一工程を示す断面図。 金網のメッシュとコート幅差との関係の一例を示すグラフ。 金属板の開口率とコート幅差との関係の一例を示すグラフ。 下降時間とコート幅差との関係の一例を示すグラフ。 クリアランスとコート幅差との関係の一例を示すグラフ。 連続生産数とスラリー付着量との関係の一例を示すグラフ。
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら説明する。
先ず、本発明の一態様に係る製造方法を用いて製造可能な排ガス浄化用触媒について説明する。
図１は、本発明の一態様に係る製造方法を用いて製造可能な排ガス浄化用触媒を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示す排ガス浄化用触媒のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
図１及び図２に示す排ガス浄化用触媒１は、基材ＳＢと触媒層ＣＬとを含んでいる。
基材ＳＢは、第１端面ＥＦ１及び第２端面ＥＦ２を有している。基材ＳＢには、第１端面ＥＦ１から第２端面ＥＦ２へ向けて各々が延びた複数の孔が設けられている。複数の孔の径は、典型的には互いに等しい。
基材ＳＢは、円柱形である。基材ＳＢは、だ円柱形であってもよく、角柱形であってもよい。
基材ＳＢは、ストレートフロータイプの排ガス浄化用触媒で使用するモノリスハニカム基材である。基材ＳＢは、ウォールフロータイプの排ガス浄化用触媒で使用するモノリスハニカム基材であってもよい。
触媒層ＣＬは、基材ＳＢの隔壁上に担持されている。触媒層ＣＬは、基材ＳＢの隔壁上に触媒成分を含んだスラリーをコートし、このスラリー層を乾燥させた後、焼成することによって得ることができる。このスラリー及びこのスラリーの塗布方法の詳細は後述する。
この排ガス浄化用触媒１は、第１領域ＲＥ１と第２領域ＲＥ２とを有している。第１領域ＲＥ１は、第１端面ＥＦ１の一部から第２端面ＥＦ２の一部まで、複数の孔の長さ方向に延びた領域である。第２領域ＲＥ２は、第１端面ＥＦ１の他の部分から第２端面ＥＦ２の他の部分まで、複数の孔の長さ方向に延びた領域である。第１領域ＲＥ１は、第２領域ＲＥ２に取り囲まれている。
第１領域ＲＥ１において、触媒層ＣＬは、第１端面ＥＦ１から、第１端面ＥＦ１と第２端面ＥＦ２との間の位置まで形成されている。なお、第１領域ＲＥ１において、触媒層ＣＬは、第１端面ＥＦ１から第２端面ＥＦ２まで形成されていてもよい。
第２領域ＲＥ２において、触媒層ＣＬは、第１端面ＥＦ１から、第１端面ＥＦ１と第２端面ＥＦ２との間の位置まで形成されており、触媒層ＣＬの孔の長さ方向における寸法、すなわち、幅は、第１領域ＲＥ１内に位置した触媒層ＣＬの幅と比較してより短い。
触媒層ＣＬは、触媒成分を含んでいる。この触媒成分は、排ガス中の一酸化炭素及び炭化水素の酸化反応並びに窒素酸化物の還元反応を促進する。この触媒成分は、例えば、白金族元素、遷移金属元素又はこれらの混合物である。白金族元素としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム又はこれらの混合物を挙げることができる。遷移金属元素としては、例えば、ニッケル、マンガン、鉄、銅又はこれらの混合物を挙げることができる。
触媒層ＣＬは、触媒成分の他に、耐熱性担体、酸素貯蔵材料、吸着剤、バインダ又はこれらの混合物を含んでいてもよい。
耐熱性担体は、触媒成分の比表面積を増大させるとともに、反応による発熱を消散させて触媒成分のシンタリングを抑制する役割を担っている。耐熱性担体は、例えば、粒子の形態にある。耐熱性担体としては、例えば、アルミナ、アルミナと他の金属酸化物との複合酸化物、又はそれらの混合物を挙げることができる。上記他の金属酸化物に含まれる金属元素は、例えば、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）又はこれらの２以上の組み合わせである。
酸素貯蔵材料は、酸素過剰条件下で酸素を吸蔵し、酸素希薄条件下で酸素を放出して、酸化反応並びに還元反応を最適化する。酸素貯蔵材料は、例えば、粒子の形態にある。酸素貯蔵材料は、好ましくは、セリア、セリアと他の金属酸化物との複合酸化物、又はそれらの混合物である。上記他の金属酸化物に含まれる金属元素は、好ましくは、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）又はこれらの２以上の組み合わせであり、より好ましくは、ジルコニウムである。
吸着剤は、一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物又はこれらの混合物を吸着する。吸着剤は、例えば、粒子の形態にある。吸着剤は、例えば、バリウム化合物、ストロンチウム化合物、ゼオライト、セピオライト又はこれらの混合物である。
バインダは、触媒層に含まれる成分の結合をより強固にして触媒の耐久性を向上させる。バインダとしては、例えば、アルミナゾル、チタニアゾル又はシリカゾルを使用する。
次に、本発明の一態様に係る製造装置について説明する。
図３は、本発明の一態様に係る製造装置を概略的に示すブロック図である。図４は、図３に示す製造装置が予備動作を行っている様子を概略的に示す断面図である。図５は、図３及び図４に示す製造装置が流体供給を完了した様子を概略的に示す断面図である。図６は、図３乃至図５に示す製造装置が吸引動作を行う前の様子を概略的に示す断面図である。図７は、図３乃至図６に示す製造装置が吸引動作を開始した直後の第１段階の様子を概略的に示す断面図である。図８は、図３乃至図７に示す製造装置が吸引動作を完了する前であり、且つ第１段階より後の第２段階の様子を概略的に示す断面図である。図９は、図３乃至図８に示す製造装置が吸引動作を完了した様子を概略的に示す断面図である。図１０は、図６乃至図９に示す気流制御治具の一例を概略的に示す斜視図である。これらの図では一部の構成要素を省略していることがある。
図３乃至図９に示す製造装置１００は、基材ＳＢに、触媒層ＣＬの原料を含んだスラリーＳＬを供給する。このスラリーＳＬは、上述した触媒成分と分散媒とを含んでいる。この分散媒は、極性溶媒であっても非極性溶媒であってもよく、好ましくは水である。このスラリーＳＬの粘度は、コーン・アンド・プレート型の粘度計を使用し、２５℃の温度で、せん断速度を３８０ｓ-1として測定した場合、５０ｍＰａ・ｓ乃至４００ｍＰａ・ｓの範囲内にあることが好ましく、せん断速度を４ｓ-1として測定した場合、５００ｍＰａ・ｓ乃至８０００ｍＰａ・ｓの範囲内にあることが好ましい。
この製造装置１００は、図４乃至図９に示す貯留治具１１０と、図６乃至図１０に示す気流制御治具１２０と、図３乃至図９に示す第１移動機構２００と、図３及び図４に示す供給装置３００と、図３及び図６乃至図９に示す圧力調整装置４００と、図３及び図６乃至図９に示す第２移動機構５００と、図３に示すコントローラ６００とを含んでいる。
貯留治具１１０は、枠形状を有している。貯留治具１１０の一方の開口部の内径は、基材ＳＢの第１端面ＥＦ１の直径とほぼ等しい。貯留治具１１０は、第１端面ＥＦ１と隣接した領域を取り囲んで、第１端面ＥＦ１と共に上記の領域にスラリーＳＬを貯留可能とする貯留部を形成する。
第１移動機構２００は、貯留治具１１０及び基材ＳＢの少なくとも一方を移動させ、貯留治具１１０と基材ＳＢとが互いから離れて位置した第１状態と、上述した貯留部を形成している第２状態との間で、基材ＳＢと貯留治具１１０との相対的な位置を変化させる。
第１移動機構２００は、図示しない第１移動装置及び搬送装置を含んでいる。
第１移動装置は、第１支持体２１０を含んでいる。第１支持体２１０は、貯留治具１１０を支持している。第１移動装置は、上述した貯留部が形成されるように、貯留治具１１０を、基材ＳＢから離れた位置から、基材ＳＢの近傍へと移動させる。
搬送装置は、第２支持体２２０を含んでいる。第２支持体２２０は、基材ＳＢを着脱可能に支持している。搬送装置は、基材ＳＢを、後述する圧力調整装置４００に含まれる導管４１０から離れた位置から、導管４１０の一端の位置へと搬送する。
供給装置３００は、上述した貯留部へスラリーＳＬを供給する。供給装置３００は、ノズル３１０と導管３２０とタンクと切替装置と第２移動装置とを含んでいる。なお、タンクと切替装置と第２移動装置とは図示していない。
ノズル３１０は、スラリーＳＬを貯留部へ供給するための複数の吐出口を有している。ノズル３１０は、単一の吐出口を有していてもよい。
導管３２０は、ノズル３１０とタンクとを接続している。タンクは、スラリーＳＬを貯蔵している。
切替装置は、タンクからノズル３１０へのスラリーＳＬの供給とその停止とを切り替える。切替装置は、一例によると、バルブ及びポンプの少なくとも一方を含んでいる。
第２移動装置は、ノズル３１０を、基材ＳＢから離れた位置から、基材ＳＢの第１端面ＥＦ１と正対する位置に移動させる。
圧力調整装置４００は、導管４１０と吸引装置４２０とを含んでいる。導管４１０の一端は、基材ＳＢの第２端面ＥＦ２側に接続されている。導管４１０の他端は、吸引装置４２０に接続されている。吸引装置４２０は、導管４１０内を減圧する。
すなわち、圧力調整装置４００は、導管４１０内であって第２端面ＥＦ２と隣接した領域の圧力を、貯留部内のスラリーＳＬを間に挟んで基材ＳＢと隣接した領域の圧力に対して相対的に低める。圧力調整装置４００は、これにより、貯留部内のスラリーＳＬを複数の孔内へと導くとともに、複数の孔内において、第１端面ＥＦ１側から第２端面ＥＦ２側へ向けたスラリーＳＬの流れを生じさせる。
気流制御治具１２０は、第１端面ＥＦ１へ向けて気体を通過させた場合に、この気体の流れに線速度の分布を生じさせる。
気流制御治具１２０は、中央に第１貫通孔ＰＯ１を有するとともに、第１貫通孔ＰＯ１の周囲に第１貫通孔ＰＯ１よりも径が小さな複数の第２貫通孔ＰＯ２を有する板１２１を含んでいる。
この板１２１は、典型的には、円環状である。この板１２１は、典型的には、樹脂、セラミックス、金属、又はこれらの混合物からなる。
この板１２１の形状は、貯留部の上部を覆うような形状であることが好ましい。この板１２１の直径は、典型的には、貯留部の上部の直径と等しいか、それよりも大きい。
第１貫通孔ＰＯ１の直径は、上述した基材ＳＢの第１領域ＲＥ１の直径と等しい。
第２貫通孔ＰＯ２は、板１２１上に均一に分布していることが好ましい。第２貫通孔ＰＯ２の直径は、例えば、１ｍｍ乃至５ｍｍの範囲内にある。
気流制御治具１２０は、仕切り１２２を更に含んでいる。この仕切り１２２は、第１貫通孔ＰＯ１が板１２１に形成している縁から第２端面ＥＦ２へ向けて延びている。この１２２の高さは、第２位置において、仕切り１２２と基材ＳＢの第１端面ＥＦ１との間に隙間を形成することができる高さであることが好ましい。
この仕切り１２２は、典型的には、円筒状である。この仕切り１２２は、典型的には、樹脂、セラミックス、金属、又はこれらの混合物からなる。仕切り１２２は、板１２１と溶接されている。この仕切り１２２は、板１２１と接着剤により接合されていてもよく、板１２１と一体成型されていてもよい。また、この仕切り１２２を、板１２１にはめ合わせることにより、気流制御治具１２０を得てもよい。
第２移動機構５００は、図示しない第３移動装置とを含んでいる。第３移動装置は、第３支持体５１０を含んでいる。第３支持体５１０は、気流制御治具１２０を支持している。第３移動装置は、気流制御治具１２０を、第３位置から、板１２１が貯留部内のスラリーＳＬを間に挟んで第１端面ＥＦ１と向き合い、且つ貯留部内のスラリーＳＬから離間した第１位置に移動させる。なお、第３位置は、ノズル３１０と基材ＳＢとに挟まれた領域から離れた位置である。また、第３移動装置は、気流制御治具１２０を、第１位置から、第１端面ＥＦ１と向き合い且つ第１位置と比較して第１端面ＥＦ１からの距離がより短い第２位置に移動させる。
コントローラ６００は、第１移動機構２００と供給装置３００と圧力調整装置４００と第２移動機構５００とに電気的に接続されている。コントローラ６００は、これらの機構又は装置の動作を制御する。
次に、この製造装置１００による排ガス浄化用触媒１の製造方法を図３乃至図１０を参照しながら説明する。この製造方法は、以下に説明する第１乃至第９動作を含んでいる。
第１動作では、コントローラ６００は、第１移動機構２００を以下のように動作させる。すなわち、コントローラ６００は、先ず、搬送装置を動作させ、スラリーＳＬを供給していない基材ＳＢを、圧力調整装置４００に含まれる導管４１０から離れた位置に搬送する。次いで、コントローラ６００は、第１移動装置を動作させ、基材ＳＢにおいて上述した貯留部が形成されるように、貯留治具１１０を、基材ＳＢから離れた位置から、基材ＳＢの近傍へと移動させる。なお、第１動作は、手動で行ってもよい。
ここで、第１動作において、スラリーＳＬを供給していない基材ＳＢを、圧力調整装置４００に含まれる導管４１０から離れた位置に搬送する代わりに、導管４１０の位置に搬送してもよい。この場合、後述する第４動作を省略することができる。
第２動作では、コントローラ６００は、供給装置３００を以下のように動作させる。すなわち、コントローラ６００は、先ず、第２移動装置を動作させ、ノズル３１０を、基材ＳＢから離れた位置から、基材ＳＢの第１端面ＥＦ１と正対する位置に移動させる。次いで、コントローラ６００は、切替装置を動作させ、上述した貯留部にスラリーＳＬを供給する。供給されたスラリーＳＬは、典型的には、基材ＳＢの第１端面ＥＦ１上に、比較的均一な厚さの層を形成する。
次いで、コントローラ６００は、切替装置を動作させ、スラリーＳＬの供給を止める。次いで、コントローラ６００は、第２移動装置を動作させ、ノズル３１０を上記位置から、基材ＳＢから離れた位置へと移動させる。
第３動作では、コントローラ６００は、第２移動機構５００を以下のように動作させる。すなわち、コントローラ６００は、第３移動装置を動作させ、気流制御治具１２０を、第１位置から離れた位置から、第１位置に移動させる。この第１位置とは、基材ＳＢが導管４１０の一端に位置した場合に、気流制御治具１２０が、貯留部内のスラリーＳＬを間に挟んで第１端面ＥＦ１と向き合い、且つ貯留部内のスラリーＳＬから離間した位置を意味している。
第４動作では、コントローラ６００は、第１移動機構２００を以下のように動作させる。すなわち、コントローラ６００は、搬送装置を動作させ、スラリーＳＬを供給した基材ＳＢを導管４１０の一端に搬送する。なお、第４動作は、第３動作よりも先に行ってもよい。
このとき、気流制御治具１２０と貯留治具１１０の上側の端面との間には、隙間が形成されている。また、気体の流れ方向に沿って気流制御治具１２０の第１貫通孔ＰＯ１の下流には、基材ＳＢの第１領域ＲＥ１が位置し、気流制御治具１２０の板１２１において、第１貫通孔ＰＯ１を除く部分（以下、板部という）の下流には、基材ＳＢの第２領域ＲＥ２が位置する。
第５動作では、コントローラ６００は、圧力調整装置４００を以下のように動作させる。すなわち、コントローラ６００は、基材ＳＢが導管４１０の一端に搬送された後に、圧力調整装置４００を動作させる。圧力調整装置４００は、第２端面ＥＦ２と隣接した領域の圧力を、貯留部内のスラリーＳＬを間に挟んで基材ＳＢと隣接した領域に対して相対的に低める。ここでは、コントローラ６００は、吸引装置４２０を動作させ、導管４１０内を減圧する。
これにより、圧力調整装置４００は、貯留部内のスラリーＳＬを複数の孔内へと導くとともに、複数の孔内において、第１端面ＥＦ１側から第２端面ＥＦ２側へ向けたスラリーＳＬの流れを生じさせる。基材ＳＢの隔壁のうちスラリーＳＬが通過した部分の上には、スラリーＳＬからなる塗膜、すなわち、スラリー層ＳＬＬが形成される。
第６動作では、コントローラ６００は、図７及び図８に示すように第２移動機構５００を動作させる。すなわち、コントローラ６００は、第２移動機構５００を動作させ、スラリーＳＬが第１端面ＥＦ１側から第２端面ＥＦ２側へ向けて流れている間に、第１位置にある気流制御治具１２０を第１端面ＥＦ１と向き合い且つ第１位置と比較して第１端面ＥＦ１からの距離がより短い第２位置に移動させる。第２位置は、典型的には、第１位置の真下にある。この際、第２移動機構５００は、スラリーＳＬと接触することがないように、気流制御治具１２０を移動させる。
第７動作では、コントローラ６００は、圧力調整装置４００を以下のように動作させる。すなわち、コントローラ６００は、気流制御治具１２０が第１位置から第２位置に移動したのと同時に、又は、気流制御治具１２０が第１位置から第２位置に移動した後に、吸引装置４２０の吸引を停止させる。これにより、基材ＳＢの複数の孔内において、第１端面ＥＦ１側から第２端面ＥＦ２側へ向けたスラリーＳＬの流れが停止する。
第８動作では、コントローラ６００は、第２移動機構５００を以下のように動作させる。すなわち、コントローラ６００は、第３移動装置を動作させ、気流制御治具１２０を第２位置から、第３位置へと移動させる。第８動作は、手動で行ってもよい。
第９動作では、コントローラ６００は、第１移動機構２００を以下のように動作させる。すなわち、コントローラ６００は、第１移動装置を動作させ、隔壁上にスラリー層ＳＬＬを形成した基材ＳＢから貯留治具１１０を取り外し、基材ＳＢから離れた位置へと移動させる。次いで、この基材ＳＢを導管４１０の一端から取り外し、導管４１０から離れた位置へと搬送する。なお、貯留治具１１０は、基材ＳＢを導管４１０から離れた位置へと搬送した後に、基材ＳＢから取り外してもよい。この第９動作は、手動で行ってもよい。また、第９動作は、第８動作よりも先に行ってもよい。
以上の方法により、第１領域ＲＥ１におけるスラリー層ＳＬＬの幅と、第２領域ＲＥ２におけるスラリー層ＳＬＬの幅とを異ならしめることができる。なお、連続操業を行う場合は、上述した第１乃至第９動作を繰り返す。
次いで、この基材ＳＢを乾燥及び焼成処理に供することにより、第１領域ＲＥ１における触媒層ＣＬの幅と、第２領域ＲＥ２における触媒層ＣＬの幅とが異なる排ガス浄化用触媒１を得ることができる。
なお、この排ガス浄化用触媒１の製造は、基材ＳＢを各装置のある場所に搬送して行ってもよく、基材ＳＢを一箇所に固定して行ってもよい。
以下、触媒層ＣＬの幅をより正確に制御することができる理由について、図７乃至図９を参照しながら説明する。
先ず、図７に示すように、吸引装置４２０が吸引動作を開始すると、基材ＳＢの第２端面ＥＦ２と隣接した領域の圧力は、スラリーＳＬを間に挟んで基材ＳＢと隣接した領域の圧力に対して相対的に低くなる。この圧力差が十分に大きくなると、貯留部に供給されたスラリーＳＬは、基材ＳＢに形成された複数の孔内に移動し、貯留部内のスラリーＳＬの液面が下がる。このとき、基材ＳＢの複数の孔のうち第１端面ＥＦ１側の部分は、スラリーＳＬにより塞がれる。
次に、図８に示すように、吸引装置４２０を動作させた状態で、気流制御治具１２０を、スラリーＳＬと接触しないように、第１位置から第２位置へと下降させる。この間に、貯留部内のスラリーＳＬのほぼすべてが、基材ＳＢの複数の孔内へと移動する。そして、複数の孔の第１端面ＥＦ１側に空気が流入し、複数の孔を満たしているスラリーＳＬ内に、第１端面ＥＦ１側から第２端面ＥＦ２側へと延びる孔が形成されはじめる。
気流制御治具１２０が、第１位置から第２位置に近づくにつれ、気流制御治具１２０と貯留治具１１０の上側の端面との間に形成された隙間は小さくなる。そして、気流制御治具１２０が第２位置にある場合、この隙間はほぼ存在しなくなる。したがって、気流制御治具１２０が第２位置に十分に近づくと、貯留部内のスラリーＳＬの上方の空間は、仕切り１２２によって、２つの領域、すなわち、仕切り１２２によって囲まれた内側領域、及び仕切り１２２と貯留治具１１０とによって挟まれた外側領域へと仕切られる。
外側領域と外部空間とを連絡している第２貫通孔ＰＯ２の開口の合計面積Ａ１と、外側領域の容積Ｃ１との比Ａ１／Ｃ１は、内側領域と外部空間とを連絡している第１貫通孔ＰＯ１の開口の面積Ａ２と、内側領域の容積Ｃ２との比Ａ２／Ｃ２よりも小さい。また、仕切り１２２の下側端部からスラリーＳＬ又は第１端面ＥＦ１までの距離が十分に短ければ、外側領域と内側領域との間での空気の移動は生じにくい。そして、スラリーＳＬの液面は、下降し続けている。それゆえ、板１２１が貯留治具１１０に十分に近づくと、外側領域の圧力と導管４１０内の圧力との差は、内側領域の圧力と導管４１０内の圧力との差と比較して小さくなる。
したがって、気流制御治具１２０が、第２位置に十分に近づくと、第２領域ＲＥ２に形成された複数の孔内を移動するスラリーＳＬの速度及びそれら孔を満たしているスラリーＳＬ内で孔が延びる速度は、第１領域ＲＥ１内に形成された複数の孔内を移動するスラリーＳＬの速度及びそれら孔を満たしているスラリーＳＬ内で孔が延びる速度よりも低くなる。
ここで、気流制御治具１２０が第１位置から第２位置へと移動する速さは、気流制御治具１２０がスラリーＳＬと接触しない速さであればよい。すなわち、気流制御治具１２０が第１位置から第２位置へと移動する速さは、気流制御治具１２０とスラリーＳＬとが接触しなければ、スラリーＳＬが貯留部から基材ＳＢの複数の孔へと流入する速さと同一でもよく、この速さより高くてもよく、低くてもよい。
吸引装置４２０による吸引を継続すると、第１領域ＲＥ１においては、スラリーＳＬとスラリーＳＬ内で第１端面ＥＦ１から延びている孔とは、第１端面ＥＦ１から、第１端面ＥＦ１と第２端面ＥＦ２との間の位置まで到達し、その結果、第１端面ＥＦ１から、第１端面ＥＦ１と第２端面ＥＦ２との間の位置までスラリー層ＳＬＬが形成される。なお、第１領域ＲＥ１において、スラリー層ＳＬＬは、第１端面ＥＦ１から第２端面ＥＦ２まで形成されていてもよい。
第２領域ＲＥ２においては、スラリーＳＬとスラリーＳＬ内で第１端面ＥＦ１から延びている孔とは、第１端面ＥＦ１から第２端面ＥＦ２との間の位置まで到達する。第２領域ＲＥ２において、スラリーＳＬとスラリーＳＬ内で第１端面ＥＦ１から延びている孔とが到達した位置は、第１領域ＲＥ１において、スラリーＳＬとスラリーＳＬ内で第１端面ＥＦ１から延びている孔とが到達した位置よりも、第１端面ＥＦ１側にある。その結果、第１端面ＥＦ１から第２端面ＥＦ２との間の位置までスラリー層ＳＬＬが形成され、その幅は、第１領域ＲＥ１内に位置したスラリー層ＳＬＬの幅と比較してより短い。
このようにして、第１領域ＲＥ１に形成されたスラリー層ＳＬＬの幅と、第２領域ＲＥ２に形成されたスラリー層ＳＬＬの幅とを異ならしめることができる。
ここで、第１領域ＲＥ１に設けられた複数の孔の径と、第２領域ＲＥ２に設けられた複数の孔の径とが等しい場合、これらの孔に流入するスラリーＳＬの量は等しい。したがって、第２領域ＲＥ２におけるスラリー層ＳＬＬの幅が、第１領域ＲＥ１におけるスラリー層ＳＬＬの幅よりも短いと、第２領域ＲＥ２におけるスラリー層ＳＬＬの厚さは、第１領域ＲＥ１におけるスラリー層ＳＬＬの厚さよりも厚い傾向にある。
第１領域ＲＥ１に形成されたスラリー層ＳＬＬの幅から第２領域ＲＥ２に形成されたスラリー層ＳＬＬの幅を差し引いた値（以下、コート幅差という）は、外側領域と外部空間とを連絡している第２貫通孔ＰＯ２の開口の合計面積Ａ１と、外側領域の高さ方向に対して垂直な断面の面積Ａ３との比Ａ１／Ａ３、並びに、内側領域と外部空間とを連絡している第１貫通孔ＰＯ１の開口の面積Ａ２と、内側領域の高さ方向に対して垂直な断面の面積Ａ４との比Ａ２／Ａ４によって調整することができる。
すなわち、比Ａ１／Ａ３と比Ａ２／Ａ４との比が大きいと、気流制御治具１２０が第２位置に十分に近づいた場合、外側領域の圧力と導管４１０内の圧力との差と、内側領域の圧力と導管４１０内の圧力との差との比が小さい傾向にある。それゆえ、比Ａ１／Ａ３と比Ａ２／Ａ４との比が大きいと、基材ＳＢのスラリー層ＳＬＬのコート幅差は、小さい傾向にある。
また、比Ａ１／Ａ３と比Ａ２／Ａ４との比が小さいと、気流制御治具１２０が第２位置に十分に近づいた場合、外側領域の圧力と導管４１０内の圧力との差と、内側領域の圧力と導管４１０内の圧力との差との比が大きい傾向にある。それゆえ、比Ａ１／Ａ３と比Ａ２／Ａ４との比が小さいと、基材ＳＢのスラリー層ＳＬＬのコート幅差は、大きい傾向にある。
比Ａ１／Ａ３と比Ａ２／Ａ４との比は、例えば、気流制御治具１２０の板１２１の開口率によって調整することができる。ここで、開口率とは、板１２１の主面のうち、第１貫通孔ＰＯ１を除く部分において第２貫通孔ＰＯ２の合計面積が占める割合を意味している。
すなわち、板１２１の開口率が高いと、比Ａ１／Ａ３と比Ａ２／Ａ４との比が大きく、スラリー層ＳＬＬのコート幅差は小さい傾向にある。したがって、触媒層ＣＬのコート幅差を小さくするという観点からは、この板１２１として、開口率が２０％以上であるものを用いることが好ましく、４０％以上であるものを用いることがより好ましく、６０％以上であるものを用いることが更に好ましい。
また、板１２１の開口率が低いと、比Ａ１／Ａ３と比Ａ２／Ａ４との比が小さく、スラリー層ＳＬＬのコート幅差は大きい傾向にある。したがって、触媒層ＣＬのコート幅差を大きくするという観点からは、この板１２１として、開口率が９０％以下であるものを用いることが好ましく、８０％以下であるものを用いることがより好ましく、６０％以下であるものを用いることが更に好ましい。
また、スラリー層ＳＬＬのコート幅差は、気流制御治具１２０を第１位置から第２位置まで移動させるのに要した時間（以下、下降時間）によっても調整することができる。
すなわち、この下降時間が長いと、外側領域と内側領域との間での空気の移動が生じやすく、スラリー層ＳＬＬのコート幅差が小さい傾向にある。したがって、触媒層ＣＬのコート幅差を小さくするという観点からは、吸引時間が５秒間であり、気流制御治具１２０を吸引開始と同時に第１位置から第２位置へと向かって移動させる場合、この下降時間は、０．１秒以上であることが好ましく、１．０秒以上であることがより好ましく、２．０秒以上であることが更に好ましい。
また、この下降時間が短いと、外側領域と内側領域との間での空気の移動が生じにくく、スラリー層ＳＬＬのコート幅差が大きい傾向にある。したがって、触媒層ＣＬのコート幅差を大きくするという観点からは、吸引時間が５秒間であり、気流制御治具１２０を吸引開始と同時に第１位置から第２位置へと向かって移動させる場合、この下降時間は、５．０秒以下であることが好ましく、３．０秒以下であることがより好ましく、２．０秒以下であることが更に好ましい。
更に、スラリー層ＳＬＬのコート幅差は、第２位置において、気流制御治具１２０の仕切り１２２の下側端部と第１端面ＥＦ１との距離（以下、クリアランスという）によっても調整することができる。
すなわち、このクリアランスが大きいと、外側領域と内側領域との間での空気の移動が生じやすく、スラリー層ＳＬＬのコート幅差が小さい傾向にある。したがって、触媒層ＣＬのコート幅差を小さくするという観点からは、このクリアランスは、１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましく、２０ｍｍ以上であることが更に好ましい。
また、このクリアランスが小さいと、外側領域と内側領域との間での空気の移動が生じにくく、スラリー層ＳＬＬのコート幅差が大きい傾向にある。したがって、触媒層ＣＬのコート幅差を大きくするという観点からは、このクリアランスは、３０ｍｍ以下であることが好ましく、２５ｍｍ以下であることがより好ましく、２０ｍｍ以下であることが更に好ましい。
以下、この排ガス浄化用触媒１の製造技術を用いた場合に達成可能な効果について、図１１を参照しながら更に詳しく説明する。
図１１は、比較例に係る排ガス浄化用触媒の製造方法における一工程を示す断面図である。この比較例に係る方法は、仕切り１２２を含まない気流制御治具１２０を用いたこと、上述した第２動作より先に第３動作を行ったこと、第３動作において基材ＳＢの第１端面ＥＦ１と接触するように気流制御治具１２０を設置したこと、及び第６動作を省略したこと以外は、上述したのと同様の方法である。
すなわち、この比較例に係る方法では、図１１に示すように、基材ＳＢの第１端面ＥＦ１と接触するように気流制御治具１２０を設置した後、貯留部内にスラリーＳＬを供給する。その後、基材ＳＢを導管４１０の一端に設置し、圧力調整装置４００を動作させ、スラリーＳＬを第１端面ＥＦ１側から第２端面ＥＦ２側へと移動させる。
このような構成を採用した場合、吸引装置４２０を動作させると、気流制御治具１２０は、板部を通過する流体に圧力損失を生じさせる。したがって、このような構成を採用した場合、板部の下方の領域の圧力と導管４１０内の圧力との差は、第１貫通孔ＰＯ１の下方の領域の圧力と導管４１０内の圧力との差と比較して小さくなる。そして、板１２１の板部は、基材ＳＢの第２領域ＲＥ２の上方に位置し、板１２１の第１貫通孔ＰＯ１は、基材ＳＢの第１領域ＲＥ１の上方に位置している。
それゆえ、第２領域ＲＥ２に形成された複数の孔内を移動するスラリーＳＬの速度及びそれら孔を満たしているスラリーＳＬ内で孔が延びる速度は、第１領域ＲＥ１内に形成された複数の孔内を移動するスラリーＳＬの速度及びそれら孔を満たしているスラリーＳＬ内で孔が延びる速度よりも低くなる。
したがって、比較例に係る方法を用いた場合、第１領域ＲＥ１に形成されたスラリー層ＳＬＬの幅と、第２領域ＲＥ２に形成されたスラリー層ＳＬＬの幅とを異ならしめることができる。
しかしながら、このような構成を採用した場合、基材ＳＢの第１端面ＥＦ１と接触するように設置された気流制御治具１２０には、スラリーＳＬが付着する。それゆえ、排ガス浄化用触媒１を製造するために要するスラリーＳＬの量が多くなる。更に、気流制御治具１２０に付着したスラリーＳＬにより、板１２１に設けられた第１貫通孔ＰＯ１及び第２貫通孔ＰＯ２の少なくとも一部が被覆されると、第１貫通孔ＰＯ１及び第２貫通孔ＰＯ２を通過する流体の分布が変化する。したがって、このような構成を採用した場合、スラリー層ＳＬＬの幅及びコート量にバラつきが生じ、所望の触媒層ＣＬの幅及びコート量を得ることができない傾向にある。
これに対し、上述した製造装置１００及び製造方法を用いると、気流制御治具１２０にスラリーＳＬが付着することなく、第１領域ＲＥ１におけるスラリー層ＳＬＬの幅と、第２領域ＲＥ２におけるスラリー層ＳＬＬの幅とを異ならしめることができる。それゆえ、上述した製造装置１００及び製造方法を用いると、触媒層ＣＬの幅及びコート量に生じるバラつきを抑制することができる。
したがって、上述した製造装置１００及び製造方法を用いると、比較例に係る製造方法と比較して、触媒層ＣＬの幅をより正確に制御することができる。
また、連続生産を行った場合、この比較例に係る製造方法によると、生産開始直後の気流制御治具１２０に付着しているスラリーＳＬの量と、生産を繰り返した後の気流制御治具１２０に付着しているスラリーＳＬの量とは大きく異なる。したがって、この比較例に係る製造方法によると、生産開始直後の排ガス浄化用触媒１の触媒層ＣＬの幅及びコート量は、生産を繰り返した後の排ガス浄化用触媒１の触媒層ＣＬの幅及びコート量とは大きく異なる。
上述した製造装置１００及び製造方法によると、連続生産を行った場合であっても、気流制御治具１２０にはスラリーＳＬが付着しない。したがって、上述した製造装置１００及び製造方法によると、連続生産を行った場合であっても、基材ＳＢの触媒層ＣＬの幅及びコート量のバラつきは少ない。すなわち、上述した製造方法は、比較例に係る方法よりも排ガス浄化用触媒１の連続生産に適している。
製造装置１００には、様々な変形が可能である。
例えば、図３及び図６乃至図９に示す圧力調整装置４００としては、吸引装置４２０を用いる代わりに送風装置を用いてもよい。送風装置は、導管４１０の第１開口部に固定されている基材ＳＢの第１端面ＥＦ１側から第２端面ＥＦ２側へと向かって、貯留部に供給されたスラリーＳＬに圧縮空気を送風する。この送風を行うと、第１端面ＥＦ１から第２端面ＥＦ２へのスラリーＳＬの移動が促進される。
また、図６乃至図１０に示す気流制御治具１２０には、様々な変形が可能である。
例えば、気流制御治具１２０は、仕切り１２２を省略してもよい。このような構成を採用した場合、上述した第６動作において、コントローラ６００は、第２移動機構５００を動作させ、スラリーＳＬが第１端面ＥＦ１側から第２端面ＥＦ２側へ向けて流れている間に、気流制御治具１２０とスラリーＳＬとが接触することがないように、気流制御治具１２０を第１位置から第２位置へと移動させる。
吸引装置４２０が動作中に、気流制御治具１２０が第２位置に十分に近づくと、気流制御治具１２０は、板部を通過する流体に圧力損失を生じさせる。したがって、このような構成を採用した場合、板部の下方の領域の圧力と導管４１０内の圧力との差は、第１貫通孔ＰＯ１の下方の領域の圧力と導管４１０内の圧力との差と比較して小さくなる。そして、板１２１の板部は、基材ＳＢの第２領域ＲＥ２の上方に位置し、板１２１の第１貫通孔ＰＯ１は、基材ＳＢの第１領域ＲＥ１の上方に位置している。
それゆえ、第２領域ＲＥ２に形成された複数の孔内を移動するスラリーＳＬの速度及びそれら孔を満たしているスラリーＳＬ内で孔が延びる速度は、第１領域ＲＥ１内に形成された複数の孔内を移動するスラリーＳＬの速度及びそれら孔を満たしているスラリーＳＬ内で孔が延びる速度よりも低くなる。
したがって、気流制御治具１２０の仕切り１２２を省略した場合であっても、上述した態様と同様に、気流制御治具１２０にスラリーＳＬが付着することなく、第１領域ＲＥ１に形成されたスラリー層ＳＬＬの幅と、第２領域ＲＥ２に形成されたスラリー層ＳＬＬの幅とを異ならしめることができる。
しかしながら、このような構成を採用した場合、気流制御治具１２０を、貯留治具１１０の上側の開口から貯留部内の下方に移動させる必要がある。そして、この貯留部の内壁には、スラリーＳＬが付着している。それゆえ、気流制御治具１２０へのスラリーＳＬの付着を防止するためには、気流制御治具１２０と貯留部の内壁との間に十分な隙間を設けなければならず、この隙間から気流制御治具１２０の下方へと空気が流入しやすい。
したがって、このような構成を採用した場合、仕切り１２２を含む場合と比較して、圧力制御性が低下する。それゆえ、触媒層ＣＬの幅をより正確に制御するという観点からは、気流制御治具１２０は、仕切り１２２を含んでいることが好ましい。
また、気流制御治具１２０の板１２１は、網であってもよい。網の形状としては、例えば、平織又は滑面織を挙げることができる。
網のメッシュが大きいと、触媒層ＣＬのコート幅差は大きい傾向にある。ここで、メッシュとは、１インチ（２．５４ｃｍ）当たりの網目数を意味している。すなわち、触媒層ＣＬのコート幅差を大きくするという観点からは、この網のメッシュとして、１００メッシュ以上であるものを用いることが好ましく、１５０メッシュ以上であるものを用いることがより好ましく、２００メッシュ以上であるものを用いることが更に好ましい。
網のメッシュが小さいと、触媒層ＣＬのコート幅差は小さい傾向にある。すなわち、触媒層ＣＬのコート幅差を小さくするという観点からは、この網のメッシュとして、３００メッシュ以下であるものを用いることが好ましく、２５０メッシュ以下であるものを用いることがより好ましく、２００メッシュ以下であるものを用いることが更に好ましい。
また、気流制御治具１２０の板１２１は、第１貫通孔ＰＯ１を省略してもよい。板１２１の直径は、例えば、省略した第１貫通孔ＰＯ１の径と等しい。この場合、板１２１の外縁から、前記第２端面ＥＦ２へ向けて延びた仕切り１２２を含んでいることが好ましい。このような気流制御治具１２０を用いると、第１領域ＲＥ１の触媒層ＣＬの幅を、第２領域ＲＥ２の触媒層ＣＬの幅よりも短くすることができる。
また、気流制御治具１２０の板１２１は、第２貫通孔ＰＯ２を省略してもよい。このような気流制御治具１２０を用いた場合、第２貫通孔ＰＯ２を有する気流制御治具１２０を用いた場合と比較して、触媒層ＣＬのコート幅差がより大きい傾向にある。
ここでは、板１２１のうち、第１領域ＲＥ１の正面に位置した部分（以下、中央部という）の全体を第１貫通孔ＰＯ１としたが、中央部の一部にのみ第１貫通孔ＰＯ１を設けてもよい。この場合、中央部に設ける第１貫通孔ＰＯ１の数は、１であってもよく、２以上であってもよい。
中央部の開口率が、その周りの部分である周縁部の開口率と比較してより大きければ、上述したのと同様の効果を得ることができる。
また、ここでは、周縁部の開口率と比較して中央部の開口率をより大きくしているが、中央部の開口率と比較して周縁部の開口率をより大きくしてもよい。この場合、第１領域ＲＥ１の触媒層ＣＬの幅を、第２領域ＲＥ２の触媒層ＣＬの幅よりも短くすることができる。
この製造装置１００又は製造方法に用いられる基材ＳＢの形状は、図１、図２及び図４乃至図９に示す形状に限られない。例えば、基材ＳＢとして、第１領域ＲＥ１に設けられた複数の孔の径と、第２領域ＲＥ２に設けられた複数の孔の径とが異なること以外は、上述した基材ＳＢと同様の基材ＳＢを用いてもよい。
このような基材ＳＢを用いた場合、上述した第５動作において、圧力調整装置４００を動作させると、スラリーＳＬの粘性の影響により、径が小さな孔に流入したスラリーＳＬよりも、径が大きな孔に流入したスラリーＳＬのほうが流れやすい。
したがって、例えば、第１領域ＲＥ１に設けられた複数の孔の径が、第２領域ＲＥ２に設けられた複数の孔の径よりも大きい基材ＳＢを用いた場合、触媒層ＣＬのコート幅差は、第１領域ＲＥ１に設けられた複数の孔の径と、第２領域ＲＥ２に設けられた複数の孔の径とが等しい基材ＳＢを用いた場合の触媒層ＣＬのコート幅差と比較してより大きい。
また、第１領域ＲＥ１に設けられた複数の孔の径が、第２領域ＲＥ２に設けられた複数の孔の径よりも小さい基材ＳＢを用いた場合、そのコート幅差は、第１領域ＲＥ１に設けられた複数の孔の径と、第２領域ＲＥ２に設けられた複数の孔の径とが等しい基材ＳＢを用いた場合の触媒層ＣＬのコート幅差と比較してより小さいか、又は、ほぼなくなる。
言い換えると、この製造方法及び製造装置１００を用いると、第１領域ＲＥ１に設けられた複数の孔の径と、第２領域ＲＥ２に設けられた複数の孔の径とが異なる基材ＳＢを用いた場合であっても、第１領域ＲＥ１の触媒層ＣＬの幅と、第２領域ＲＥ２の触媒層ＣＬの幅とを等しくすることが可能である。
次に、参考例に係る製造装置について説明する。
図１２は、参考例に係る排ガス浄化用触媒の製造方法における一工程を示す断面図である。図１２に示す製造装置１００による製造方法は、第４動作を行った後に第３動作を行うこと、及び第６動作を行った後に第５動作を行うこと以外は、上述した製造方法と同様である。
図１２は、製造装置１００が、吸引動作を行う前の様子を概略的に示す図である。この製造方法では、図１２に示すように、第６動作において、コントローラ６００は、第２移動機構５００を動作させ、気流制御治具１２０を、スラリーＳＬと接触しないように、第２位置に移動させる。このとき、気体の流れ方向に沿って第１貫通孔ＰＯ１の下流には、基材ＳＢの第１領域ＲＥ１が位置し、板部の下流には、基材ＳＢの第２領域ＲＥ２が位置する。
なお、この製造方法では、上述した第３動作において、気流制御治具１２０を、第１位置に移動させる代わりに第２位置に移動させてもよい。この場合、上述した第６動作を省略することができる。
第２位置において、気流制御治具１２０と貯留治具１１０の上側の端面とは、接触している。また、仕切り１２２の下側端部からスラリーＳＬまでの距離は十分に短い。したがって、気流制御治具１２０が第２位置にあると、貯留部内のスラリーＳＬの上方の空間は、仕切り１２２によって、２つの領域、すなわち、仕切り１２２によって囲まれた内側領域、及び仕切り１２２と貯留治具１１０とによって挟まれた外側領域へと仕切られる。
外側領域と外部空間とを連絡している第２貫通孔ＰＯ２の開口の合計面積Ａ１と、外側領域の容積Ｃ１との比Ａ１／Ｃ１は、内側領域と外部空間とを連絡している第１貫通孔ＰＯ１の開口の面積Ａ２と、内側領域の容積Ｃ２との比Ａ２／Ｃ２よりも小さい。
したがって、気流制御治具１２０を第２位置に設置した後に、第５動作において、コントローラ６００が吸引装置４２０を動作させると、外側領域の圧力と導管４１０内の圧力との差は、内側領域の圧力と導管４１０内の圧力との差と比較して小さくなる。
それゆえ、このような構成を採用した場合、気流制御治具１２０にスラリーが付着することなく、第１領域ＲＥ１に形成されたスラリー層ＳＬＬの幅と、第２領域ＲＥ２に形成されたスラリー層ＳＬＬの幅とを異ならしめることができ、更に、第５動作を行った後に第６動作を行う製造方法と比較して、気流制御治具１２０を第１位置から第２位置へと動作させるタイミングについて、厳密な制御が不要である。
しかしながら、このような構成を採用した場合、スラリーＳＬが下方に移動するのに応じて、気流制御治具１２０の仕切り１２２の下側端部と第１端面ＥＦ１上のスラリーＳＬとの間の隙間は増加する。
すなわち、このような構成を採用した場合、吸引装置４２０の動作によってスラリーＳＬが下方に移動するのに応じて、外側領域と内側領域との間に空気の移動が生じやすくなる。
したがって、このような構成を採用した場合、第５動作後に第６動作を行う製造方法と比較して、圧力制御性が低下する。それゆえ、触媒層ＣＬの幅をより正確に制御するという観点からは、第５動作後に第６動作を行う製造方法のほうが優れている。
以下、本発明の実施例について説明する。
＜例１＞
先ず、図１に示す基材ＳＢを準備した。この基材ＳＢは、円柱形状のモノリス基材であり、その直径は１０３ｍｍであり、第１端面ＥＦ１から第２端面ＥＦ２までの長さは１０５ｍｍであった。
次に、スラリーＳＬを準備した。このスラリーＳＬの固形分は３０質量％であり、コーン・アンド・プレート型の粘度計を使用し、２５℃の温度で、０．４ｓ-1のせん断速度で測定した場合の粘度は４０００ｍＰａ・ｓであり、４００ｓ-1のせん断速度で測定した場合の粘度は１５０ｍＰａ・ｓであった。
次に、気流制御治具１２０を準備した。具体的には、先ず、３００メッシュの金網を円形に切り出し、その中央に第１貫通孔ＰＯ１に相当する円形の穴を有する形状に加工して、板１２１を得た。次いで、この板１２１の中央の穴の縁に、板１２１の一方の主面に対してほぼ垂直な方向に延びている仕切り１２２を取り付けた。なお、板１２１の直径は１０３ｍｍであり、中央の穴の直径は６０ｍｍであった。
次いで、図４に示すように、基材ＳＢの第１端面ＥＦ１上に貯留治具１１０を設置し、貯留部を形成した。次いで、この貯留部に、供給装置３００を用いてスラリーＳＬを供給した。スラリーＳＬの供給量は２５０ｇであった。
次いで、気流制御治具１２０を第１位置に設置した。次いで、スラリーＳＬを供給した基材ＳＢを、導管４１０の第１開口部に設置した。このとき、気流制御治具１２０の仕切り１２２の下側端部と、第１端面ＥＦ１との距離は２００ｍｍであった。
次いで、吸引装置４２０を動作させた。なお、スラリーＳＬ供給前に、吸引装置４２０を動作させて得られた、基材ＳＢ上の風速は４０ｍ／秒であった。
吸引開始と同時に、気流制御治具１２０を第１位置から第２位置に移動させた。この移動に要した時間（以下、下降時間という）は、１．０秒であった。なお、第２位置において、気流制御治具１２０の仕切り１２２の下側端部と第１端面ＥＦ１との距離、すなわち、クリアランスは、１６ｍｍであった。
吸引開始から５秒後に、吸引装置４２０の動作を停止した。このようにして、基材ＳＢの複数の孔内にスラリー層ＳＬＬを形成した。
次いで、このスラリー層ＳＬＬを乾燥させて、コート層を得た。
次いで、この基材ＳＢを図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って切断し、その切断面を確認した。その結果、第１領域ＲＥ１に設けられた複数の孔には、第１端面ＥＦ１から第２端面ＥＦ２に至るまでコート層が形成されていた。そして、第２領域ＲＥ２に設けられた複数の孔には、第１端面ＥＦ１から第２端面ＥＦ２の間の位置までコート層が形成されていた。
第１領域ＲＥ１に形成されたコート層のコート幅から第２領域ＲＥ２に形成されたコート層のコート幅を差し引いた値、すなわち、コート幅差は１６．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例２＞
３００メッシュの金網を用いて板１２１を形成する代わりに、２５０メッシュの金網を用いて板１２１を形成したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、コート層を得た。このコート層のコート幅差は、１０．５ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例３＞
３００メッシュの金網を用いて板１２１を形成する代わりに、２００メッシュの金網を用いて板１２１を形成したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、コート層を得た。このコート層のコート幅差は、５．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例４＞
３００メッシュの金網を用いて板１２１を形成する代わりに、１５０メッシュの金網を用いて板１２１を形成したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、コート層を得た。このコート層のコート幅差は、２．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例５＞
３００メッシュの金網を用いて板１２１を形成する代わりに、１００メッシュの金網を用いて板１２１を形成したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、コート層を得た。このコート層のコート幅差は、１．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例６＞
３００メッシュの金網を用いて板１２１を形成する代わりに、金属板を用いて板１２１を形成したこと以外は、例１に記載したのと同様の方法で、コート層を得た。このコート層のコート幅差は、３２．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例７＞
金属板に複数の第２貫通孔ＰＯ２を設けたこと以外は、例６に記載したのと同様の方法で、コート層を得た。なお、第２貫通孔ＰＯ２の直径は２．０ｍｍであり、その数は３５０個であった。この金属板の開口率は、２０％であった。このコート層のコート幅差は、２６．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例８＞
金属板により多くの数の第２貫通孔ＰＯ２を設けたこと以外は、例７に記載したのと同様の方法でコート層を得た。この金属板の開口率は４０％であった。このコート層のコート幅差は、１７．５ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例９＞
金属板により多くの数の第２貫通孔ＰＯ２を設けたこと以外は、例７に記載したのと同様の方法でコート層を得た。この金属板の開口率は６０％であった。このコート層のコート幅差は、１２．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例１０＞
金属板により多くの数の第２貫通孔ＰＯ２を設けたこと以外は、例７に記載したのと同様の方法でコート層を得た。この金属板の開口率は９０％であった。このコート層のコート幅差は、４．５ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例１１＞
金属板により多くの数の第２貫通孔ＰＯ２を設けたこと、及び下降時間を１．０秒から０．１秒に変更したこと以外は、例７に記載したのと同様の方法で、コート層を得た。この金属板の開口率は８０％であった。このコート層のコート幅差は、１５．５ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例１２＞
下降時間を０．１秒から１．０秒に変更したこと以外は、例１１に記載したのと同様の方法でコート層を得た。このコート層のコート幅差は、８．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例１３＞
下降時間を０．１秒から２．０秒に変更したこと以外は、例１１に記載したのと同様の方法でコート層を得た。このコート層のコート幅差は、４．５ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例１４＞
下降時間を０．１秒から３．０秒に変更したこと以外は、例１１に記載したのと同様の方法でコート層を得た。このコート層のコート幅差は、３．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例１５＞
下降時間を０．１秒から５．０秒に変更したこと以外は、例１１に記載したのと同様の方法でコート層を得た。このコート層のコート幅差は、２．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例１６＞
クリアランスが１６ｍｍから１ｍｍとなるように、仕切り１２２の高さを高くしたこと以外は、例１１に記載したのと同様の方法でコート層を得た。このコート層のコート幅差は、２８．５ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
このコート層の形成は、３０個の基材ＳＢに対して連続して行った。
＜例１７＞
クリアランスが１６ｍｍから２ｍｍとなるように、仕切り１２２の高さを高くしたこと以外は、例１１に記載したのと同様の方法でコート層を得た。このコート層のコート幅差は、２７．５ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例１８＞
クリアランスが１６ｍｍから２０ｍｍとなるように、仕切り１２２の高さを低くしたこと以外は、例１１に記載したのと同様の方法でコート層を得た。このコート層のコート幅差は、１０．５ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例１９＞
クリアランスが１６ｍｍから２５ｍｍとなるように、仕切り１２２の高さを低くしたこと以外は、例１１に記載したのと同様の方法でコート層を得た。このコート層のコート幅差は、５．５ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例２０＞
クリアランスが１６ｍｍから３０ｍｍとなるように、仕切り１２２の高さを低くしたこと以外は、例１１に記載したのと同様の方法でコート層を得た。このコート層のコート幅差は、２．０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。
＜例２１＞
気流制御治具１２０を用いなかったこと以外は、例１に記載したのと同様の方法でコート層を得た。その結果、第１領域ＲＥ１におけるコート層のコート幅と第２領域ＲＥ２におけるコート層のコート幅とは等しかった。
＜例２２＞
先ず、例１に記載したのと同様に、基材ＳＢとスラリーＳＬを準備した。次に、気流制御治具１２０として、仕切り１２２を省略したこと以外は、例１１に記載したのと同様のものを準備した。
次いで、図１１に示すように、導管４１０の第１開口部に基材ＳＢを設置した。次いで、基材ＳＢの第１端面ＥＦ１上に貯留治具１１０を設置し、貯留部を形成した。
次いで、基材ＳＢの第１端面ＥＦ１上に、気流制御治具１２０を設置した。
次いで、上記の貯留部に、供給装置３００を用いてスラリーＳＬを供給した。スラリーＳＬの供給量は２５０ｇであった。
次いで、吸引装置４２０を動作させ、基材ＳＢの複数の孔内にスラリー層ＳＬＬを形成した。この吸引は、５秒間行った。
次いで、この基材ＳＢを乾燥させて、コート層を得た。このコート層のコート幅差は、３０ｍｍであった。なお、気流制御治具１２０には、スラリーＳＬが付着していた。
このコート層の形成は、３０個の基材ＳＢに対して連続して行った。
これらの結果を、表１にまとめる。
上記表１において、「板の構造」と表記した列には、金網のメッシュ又は金属板の開口率を記載している。「下降時間（秒）」と表記した列には、気流制御治具１２０を第１位置から第２位置まで移動させるのに要した時間を記載している。「クリアランス（ｍｍ）」と表記した列には、第２位置における、気流制御治具１２０の仕切り１２２の下側端部と、第１端面ＥＦ１との距離を記載している。「スラリー付着」と表記した列には、試験完了後、気流制御治具１２０にスラリーＳＬが付着していたかどうかを記載している。「コート幅差（ｍｍ）」と表記した列には、第１領域ＲＥ１に形成されたコート層のコート幅から第２領域ＲＥ２に形成されたコート層のコート幅を差し引いた値を記載している。
図１３は、金網のメッシュとコート幅差との関係の一例を示すグラフである。図１３は、例１乃至例５で得られたデータを利用して作成している。図１３に示すグラフにおいて、横軸は板１２１として用いた金網のメッシュを表し、縦軸はコート層のコート幅差を表している。
上記表１及び図１３に示すとおり、金網のメッシュが大きいと、コート層のコート幅差は大きい傾向にある。金網のメッシュが小さいと、コート層のコート幅差は小さい傾向にある。
図１４は、金属板の開口率とコート幅差との関係の一例を示すグラフである。図１４は、例６乃至例１０及び例１２で得られたデータを利用して作成している。図１４に示すグラフにおいて、横軸は板１２１として用いた金属板の開口率を表し、縦軸はコート層のコート幅差を表している。
上記表１及び図１４に示すとおり、金属板の開口率が高いと、コート層のコート幅差は小さい傾向にある。金属板の開口率が低いと、コート層のコート幅差は大きい傾向にある。
図１５は、下降時間とコート幅差との関係の一例を示すグラフである。図１５は、例１１乃至例１５で得られたデータを利用して作成している。図１５に示すグラフにおいて、横軸は、気流制御治具１２０を第１位置から第２位置まで移動させるのに要した時間を表し、縦軸はコート層のコート幅差を表している。
上記表１及び図１５に示すとおり、下降時間が短いと、コート層のコート幅差が大きい傾向にある。下降時間が長いと、コート層のコート幅差が小さい傾向にある。
図１６は、クリアランスとコート幅差との関係の一例を示すグラフである。図１６は、例１１及び例１６乃至例２０で得られたデータを利用して作成している。図１６に示すグラフにおいて、横軸は第２位置における、気流制御治具１２０の仕切り１２２の下側端部と第１端面ＥＦ１との距離を表し、縦軸はコート層のコート幅差を表している。
上記表１及び図１６に示すとおり、クリアランスが小さいと、コート層のコート幅差が大きい傾向にある。クリアランスが大きいと、コート層のコート幅差が小さい傾向にある。
図１７は、連続生産数とスラリー付着量との関係の一例を示すグラフである。図１７は、例１６及び例２２で得られたデータを利用して作成している。図１７に示すグラフにおいて、横軸は連続生産数を表し、縦軸は気流制御治具１２０に付着したスラリーＳＬの量を表している。
図１７に示すとおり、例１６に係る方法を用いてコート層を連続生産した場合、気流制御治具１２０にスラリーＳＬの付着は見られなかった。一方、例２２に係る方法を用いてコート層を連続生産した場合、生産数が増加するにつれて気流制御治具１２０へのスラリーＳＬの付着量は増加する傾向が見られ、生産開始直後の気流制御治具１２０に付着しているスラリーＳＬの量と、生産を繰り返した後の気流制御治具１２０に付着しているスラリーＳＬの量とは大きく異なっていた。
１…排ガス浄化用触媒、１００…製造装置、１１０…貯留治具、１２０…気流制御治具、１２１…板、１２２…仕切り、２００…第１移動機構、２１０…第１支持体、２２０…第２支持体、３００…供給装置、３１０…ノズル、３２０…導管、４００…圧力調整装置、４１０…導管、４２０…吸引装置、５００…第２移動機構、５１０…第３支持体、６００…コントローラ、ＣＬ…触媒層、ＥＦ１…第１端面、ＥＦ２…第２端面、ＲＥ１…第１領域、ＲＥ２…第２領域、ＰＯ１…第１貫通孔、ＰＯ２…第２貫通孔、ＳＢ…基材、ＳＬ…スラリー、ＳＬＬ…スラリー層。

Claims (6)

  1. 第１及び第２端面を有し、前記第１端面から前記第２端面へ向けて各々が延びた複数の孔が設けられた基材を備えた排ガス浄化用触媒の製造方法であって、
    枠形状を有している貯留治具を、前記貯留治具が前記第１端面と隣接した領域を取り囲んで、前記第１端面と共に前記領域にスラリーを貯留可能とする貯留部を形成するように、前記基材に対して位置させることと、
    前記貯留部へ前記スラリーを供給することと、
    前記第２端面と隣接した領域の圧力を、前記貯留部内の前記スラリーを間に挟んで前記基材と隣接した領域の圧力に対して相対的に低めて、前記貯留部内の前記スラリーを前記複数の孔内へと導くとともに、前記複数の孔内において、前記第１端面側から前記第２端面側へ向けた前記スラリーの流れを生じさせることと、
    前記第１端面と向き合い、前記第１端面へ向けて気体を通過させた場合に、この気体の流れに線速度の分布を生じさせる気流制御治具を、前記スラリーが前記第１端面側から前記第２端面側へ向けて流れている間に、前記気流制御治具が前記貯留部内の前記スラリーを間に挟んで前記第１端面と向き合い且つ前記貯留部内の前記スラリーから離間した第１位置から、前記第１端面と向き合い且つ前記第１位置と比較して前記第１端面からの距離がより短い第２位置へと移動させることと
    を含んだ製造方法。
  2. 前記気流制御治具は、中央に第１貫通孔を有するとともに、前記第１貫通孔の周囲に前記第１貫通孔よりも径が小さな複数の第２貫通孔を有している板を含んでいる請求項１に記載の製造方法。
  3. 前記気流制御治具は、前記第１貫通孔が前記板に形成している縁から前記第２端面へ向けて延びた仕切りを更に含んだ請求項２に記載の製造方法。
  4. 第１及び第２端面を有し、前記第１端面から前記第２端面へ向けて各々が延びた複数の孔が設けられた基材を備えた排ガス浄化用触媒の製造装置であって、
    枠形状を有している貯留治具と、
    前記貯留治具と前記基材とが互いから離れて位置した第１状態と、前記貯留治具が前記第１端面と隣接した領域を取り囲んで、前記第１端面と共に前記領域にスラリーを貯留可能とする貯留部を形成している第２状態との間で、前記基材と前記貯留治具との相対的な位置を変化させる第１移動機構と、
    前記貯留部へ前記スラリーを供給する供給装置と、
    前記第２端面と隣接した領域の圧力を、前記貯留部内の前記スラリーを間に挟んで前記基材と隣接した領域の圧力に対して相対的に低めて、前記貯留部内の前記スラリーを前記複数の孔内へと導くとともに、前記複数の孔内において、前記第１端面側から前記第２端面側へ向けた前記スラリーの流れを生じさせる圧力調整装置と、
    前記第１端面と向き合い、前記第１端面へ向けて気体を通過させた場合に、この気体の流れに線速度の分布を生じさせる気流制御治具と、
    前記気流制御治具を、前記気流制御治具が前記貯留部内の前記スラリーを間に挟んで前記第１端面と向き合い且つ前記貯留部内の前記スラリーから離間した第１位置と、前記第１端面と向き合い且つ前記第１位置と比較して前記第１端面からの距離がより短い第２位置との間で移動させる第２移動機構と、
    前記第１移動機構及び前記供給装置の動作を制御するとともに、前記供給装置が前記貯留部へ前記スラリーを供給した後に、前記圧力調整装置を動作させるとともに、前記スラリーが前記第１端面側から前記第２端面側へ向けて流れている間に、前記気流制御治具が前記第１位置から前記第２位置へと移動するように、前記圧力調整装置及び前記第２移動機構の動作を制御するコントローラと
    を具備した製造装置。
  5. 前記気流制御治具は、中央に第１貫通孔を有するとともに、前記第１貫通孔の周囲に前記第１貫通孔よりも径が小さな複数の第２貫通孔を有している板を含んでいる請求項４に記載の製造装置。
  6. 前記気流制御治具は、前記第１貫通孔が前記板に形成している縁から前記第２端面へ向けて延びた仕切りを更に含んだ請求項５に記載の製造装置。
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