JP2020525265A - 複数層ウエットオンウエットコーティングを基材に適用する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)第1の触媒層として適用するための第1の触媒スラリーを準備し、第2の触媒層として適用するための第2の触媒スラリーを準備する工程と、
b)基板を垂直の向きに位置決めする工程と、
c)第1の触媒スラリーを基材のチャネルに導入し分布させる工程と、
d)適用した第1の触媒層の粘度を調整する工程と、
e)第2の触媒スラリーを基材のチャネルに導入し分布させる工程と、
f)触媒を担持した基材を乾燥させる工程と、
g)触媒を担持した基材を焼成する工程と、を含む。
別個の触媒層を形成するために基材に適用するための各触媒スラリーを、1つ以上の触媒成分を懸濁させたウォッシュコートが構成されるように特別に作製し、各触媒スラリーをチキソトロピックなレオロジーのものにすることによって、各スラリーが可逆的ずり減粘ヒステリシスを示し、それにより、所与のスラリーの粘度を剪断力の適用の下で低くし、続いて剪断力の停止時に高める。
本発明による触媒スラリーをコーティングする基材を、垂直の向きでコーティングデバイスに位置決めすることにより、第1の端面を下端面として位置決めし、第2の端面を上端面として位置決めする。コーティングデバイスを操作し、下端面の下方の槽などの収容容器内、又は基材の上端面に一時的に付けた環状壁内に触媒スラリーを保持して、ボトムアップ又はトップダウンのいずれかによる触媒スラリーの導入を実施することができる。好ましくは、コーティングを、トップダウンにより実施する。
第1の触媒スラリーの垂直に向けた基材への導入は、トップダウン適用を誘起する圧力差の力の下、上端面を介してであってもよく、ボトムアップ適用を誘起する圧力差の力の下、下端面を介してであってもよい。ここでもまた、トップダウン適用が好ましい。
第1の触媒スラリーを適用し、第1の触媒層を形成してから、中間粘度調整工程を実施し、適用した触媒層のウォッシュコートの液体成分の一部分を除去することにより、適用した触媒層の粘度を調整する。ウォッシュコートの液体成分の一部分を除去することが乾燥プロセスと異なる点は、液体成分の一部分を除去した後、触媒層をなお湿潤状態に留めるが、触媒層を効果的に、より高い固形分重量担持量のものとし、それにより、所定の初期粘度η1よりも高い調整済粘度N1のもの(すなわち、N1>η1)にし、及びより高い降伏応力のものにする点にあることを、理解されたい。本出願における乾燥について語る場合、基材上の触媒スラリーの単位長さごとに全液体含有量の50%より多い液体含有量の除去を想定しており、他方、基材上の単位長さごとに全液体含有量の50%以下の液体の除去では、このような除去後に触媒層がなお湿潤状態にある結果になると理解される。
第2の触媒スラリーの垂直に向けた基材への導入は、トップダウン適用を誘起する圧力差の力の下、上端面を介してであってもよく、ボトムアップ適用を誘起する圧力差の力の下、下端面を介してであってもよい。
基材に、全ての意図した触媒層を好適に担持してから、次いで基材を乾燥させ、触媒層の各々で残りの液体を蒸発させ、触媒層の各々を固化させる。例えば、基材を、100℃より高い温度でオーブンの循環にさらしてもよい。基材のオーブン滞留時間は、基材上に担持した各触媒層のウォッシュコートから残りの液体を除去するのに先立って計算した時間であり、そのことから、基材上に担持した別個の触媒層の数及び各々の対応する層におけるウォッシュコートの液体担持量に依存する。
Claims (14)
- 基材のコーティング方法であって、
第1の触媒組成及び第1の初期粘度の、第1の触媒スラリーを、前記基材内に分布させ、前記基材内に第1の触媒層を形成することと、
前記第1の触媒層の粘度を調整することにより、前記第1の触媒層を、前記第1の触媒スラリーの前記第1の初期粘度よりも高い第1の調整済粘度のものにすることと、
第2の触媒組成及び第2の初期粘度の、第2の触媒スラリーを前記基材内に分布させ、前記基材内に第2の触媒層を形成することと、を含み、
前記第2の触媒組成を、前記第1の触媒組成とは異なるものにし、前記第2の初期粘度を、前記第1の調整済粘度よりも低くし、
前記第1の触媒層が湿潤状態にある間に、前記第2の触媒スラリーを、前記基材内に分布させることにより、前記第2の触媒層を、前記第1の触媒層と少なくとも部分的に重なっているウエットオンウエットコーティングとして形成し、
前記第1及び第2の触媒組成物が、いずれも1種以上のレオロジー変性剤を含み、前記1種以上のレオロジー変性剤は、鎖内に2〜12個の炭素原子(Cnとして、2≦n≦12)を有する、及び飽和又はシス若しくはトランス配置のいずれかの不飽和の炭素骨格を有する、直鎖状又は分枝鎖状多官能化有機分子であり、
前記有機分子は、少なくとも1つのカルボン酸部位、及びカルボキシル、ヒドロキシル、又はカルボニルである少なくとも1つの更なる官能性部位で、官能化されている、
基材のコーティング方法。 - 前記第1の触媒スラリーを、可逆的ずり減粘ヒステリシスによるチキソトロピックなレオロジーのものとするものであり、前記方法が、
前記第1の触媒スラリーを、前記基材内に分布させる前に、前記基材と流体連通している収容容器内に保持することと、
前記収容容器内に保持されている間に、前記第1の触媒スラリーに剪断力を適用し、前記収容容器内で前記第1の触媒スラリーを同じレベルにすることと、
を更に含む、請求項1に記載の基材のコーティング方法。 - 前記収容容器内に保持されている間に、前記第1の触媒スラリーに剪断力を適用することが、
振動を誘起すること、又は機械的剪断を前記収容容器に適用すること、
を含む、請求項2に記載の基材のコーティング方法。 - 前記収容容器内に保持されている間に、前記第1の触媒スラリーに剪断力を適用することが、
超音波エネルギーを前記第1の触媒スラリー及び/又は前記収容容器に適用すること、
を含む、請求項2に記載の基材のコーティング方法。 - 前記第2の触媒スラリーを、可逆的ずり減粘ヒステリシスによるチキソトロピックなレオロジーのものとするものであり、前記方法が、
前記第2の触媒スラリーを、前記基材内に分布させる前に、前記収容容器内に保持することと、
前記収容容器内に保持されている間に、前記第2の触媒スラリーに剪断力を適用し、前記収容容器内で前記第2の触媒スラリーを同じレベルにすることと、
を更に含む、請求項2に記載の基材のコーティング方法。 - 前記第1の触媒スラリーを、可逆的ずり減粘ヒステリシスによるチキソトロピックなレオロジーのものとするものであり、前記第1の触媒スラリーを、前記基材内に分布させることと、前記第1の触媒層を形成することとが、
前記第1の触媒層を形成するために、前記第1の触媒スラリーの前記粘度を低くし、前記第1の触媒スラリーを前記基材内に分布させるように作用する剪断力を適用することと、
前記第1の触媒層を形成するために、前記第1の触媒スラリーを分布させた後、前記剪断力の適用を停止し、前記第1の触媒組成物の前記粘度を高め、及び前記第1の触媒層の可動性を阻害することと、
を含む、請求項1に記載の基材のコーティング方法。 - 前記第2の触媒スラリーを、可逆的ずり減粘ヒステリシスによるチキソトロピックなレオロジーのものとするものであり、前記第2の触媒スラリーを、前記基材内に分布させることと、前記第2の触媒層を形成することとが、
前記第2の触媒層を形成するために、前記第2の触媒スラリーの前記粘度を低くし、前記第2の触媒スラリーを前記基材内に分布させるように作用する剪断力を適用することと、
前記第2の触媒層を形成するために、前記第2の触媒スラリーを分布させた後、前記剪断力の適用を停止し、前記第2の触媒組成物の前記粘度を高め、及び前記第2の触媒層の可動性を阻害することと、
を含む、請求項6に記載の基材のコーティング方法。 - 前記第1の触媒スラリーを、前記基材内に分布させることと、前記第1の触媒層を形成することとが、
前記第1の触媒スラリーを、前記基材の全長未満に沿って分布させ、それにより、前記第1の触媒層を、前記基材の全長未満に沿って形成すること、
を含む、請求項1に記載の基材のコーティング方法。 - 前記分布した第1の触媒層の前記粘度を調整することが、
前記第1の触媒層のウォッシュコートの液体成分の一部分を除去すること、を含み、前記液体成分の前記一部分を除去した後、前記第1の触媒層をなお湿潤状態に留める、
請求項1に記載の基材のコーティング方法。 - 前記第1の触媒層の前記ウォッシュコートの前記液体成分の前記一部分を除去することが、
前記基材のチャネルを介して、空気流を適用すること、
を含む、請求項9に記載の基材のコーティング方法。 - 前記方法が、
前記第2の触媒組成物の粘度を調整することにより、前記第2の触媒層を、前記第2の触媒スラリーの前記第2の初期粘度よりも高い第2の調整済粘度のものにすることと、
第3の触媒組成及び第3の初期粘度の、第3の触媒スラリーを前記基材内に分布させ、前記基材内に第3の触媒層を形成することと、を更に含み、
前記第3の触媒組成を前記第2の触媒組成とは異なるものにし、前記第3の初期粘度を前記第2の調整済粘度より低くいものにし、
前記第2の触媒層が湿潤状態にある間に、前記第3の触媒スラリーを前記基材内に分布させることにより、前記第3の触媒層を、前記第2の触媒層と少なくとも部分的に重なっているウエットオンウエットコーティングとして形成する、
請求項1に記載の基材のコーティング方法。 - 前記方法が、
所定の数の触媒層を前記基材にコーティングし、担持した基材を形成することと、
前記担持した基材を、全ての所定の数の触媒層を前記基材上にコーティングした後のみに乾燥させること、及び/又は焼成することと、
を更に含む、請求項1に記載の基材のコーティング方法。 - 請求項1に記載の方法にしたがって作製した、触媒を担持した基材。
- 請求項13に記載の触媒を担持した基材を含む、排気処理システム。
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