JP4368491B2

JP4368491B2 - 触媒用スラリーのコート装置

Info

Publication number: JP4368491B2
Application number: JP2000090873A
Authority: JP
Inventors: 勝義須藤; 由浩良知; 将康椋本; 裕直河合
Original assignee: Cataler Corp
Current assignee: Cataler Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001276629A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス浄化用触媒の触媒担体基材に触媒用スラリーをコートする触媒用スラリーのコート装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスは、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害成分を含有している。この排気ガスがそのまま大気中に排出されると、公害や環境の悪化が引き起こされる。このため、排気ガスは、排ガス浄化用触媒等を用いて浄化された後に、大気中に排出されている。
【０００３】
一般的な排ガス浄化用触媒は、触媒担体基材と、この触媒担体基材表面に形成された耐熱性無機酸化物等よりなる耐熱性多孔質層と、この耐熱性多孔質層に担持された触媒成分と、から構成されている。
【０００４】
この耐熱性多孔質層は、アルミナ等よりなる耐熱性粉末を主な成分とするスラリーである触媒用スラリーを調整した後に、触媒担体基材の表面に塗布し、この触媒用スラリーを乾燥、焼成することで形成される。
【０００５】
また、この排ガス浄化用触媒は、触媒担体基材の形状により、モノリス形状、粒状、あるいはパイプ状等の種類に分類される。さらに、触媒担体基材の材質としては、高温の排気ガスに曝されることから、耐熱性材料が用いられ、このような材質として、たとえば、コーディエライト等のセラミックス、ステンレス等の耐熱性金属等をあげることができる。
【０００６】
また、排ガス浄化用触媒には、排ガスが通過する管状通路を軸方向に有するモノリス型の触媒が広く用いられている。モノリス型の触媒は、ウォームアップ性能に優れることや、圧力損失も小さいことから、エンジンに負荷をかけることなく排気ガスを浄化することができるためである。
【０００７】
このモノリス型の排ガス浄化用触媒を製造するときに、触媒担体基材の表面に触媒用スラリーをコートする方法としては、触媒用スラリーを管状通路の一端側に配置し、この触媒用スラリーに圧力を加えることで触媒用スラリーを管状通路内に供給し、その後余分な触媒用スラリーを排出させることで塗布する方法が一般的に用いられている。
【０００８】
この触媒用スラリーの塗布方法は、触媒用スラリーに加えられる圧力の向きにより、吸引コート法と、加圧コート法と、の二種類に大別される。ここで、吸引コート法とは、触媒担体の一端部側に配置したスラリーを他端側から管状通路を介して吸引することで管状通路内にスラリーを供給し、塗布するコート方法であり、加圧コート法とは、触媒担体の一端部側に配置されたスラリーを加圧して管状通路内に圧入することで、管状通路内にスラリーを塗布するコート方法である。
【０００９】
例えば、特公昭６０−２８６９５公報には、吸引コート法によるスラリー塗布方法および装置が開示されている。このスラリー塗布方法は、モノリス担体の上端にスラリーを配置し、下端側からスラリーを吸引することで、管状通路内に粘性のスラリーを供給するとともに余分なスラリーを排出してスラリーを触媒担体に塗布する方法が、スラリー塗布装置にはこの塗布方法によるスラリー塗布装置が示されている。
【００１０】
しかしながら、上述した従来の触媒用スラリーのコート方法は、触媒担体基材の一方の端面側に配置した触媒用スラリーを加圧あるいは吸引することで管状通路内に供給するため、コート量にムラが生じたり、コート量の調節が困難であるという問題を有していた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、触媒担体基材の一端側から他端側への触媒用スラリーのコート幅を調節することができる触媒用スラリーのコート装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明者等は触媒担体基材の一端側から他端側への触媒用スラリーのコート方法について検討を重ねた結果、触媒担体基材の所定のコート幅に対応した空隙量と同量の触媒用スラリーを、触媒担体基材の下端側から圧入させるコート装置とすることで上記課題が解決できることを見出した。
【００１３】
すなわち、本発明の触媒用スラリーのコート装置は、軸方向に管状通路を有する触媒担体基材に、触媒用スラリーをコートする触媒用スラリーのコート装置であって、触媒担体基材の管状通路が鉛直方向に延在するとともに、触媒担体基材の下端の端面に触媒用スラリーが供給または排出できる状態で、触媒担体基材の下端周縁部を保持する触媒担体基材保持部と、触媒用スラリーを保持するシリンダー室と、シリンダー室の容積を変化させることができるピストンと、を備えるスラリー保持部と、シリンダー室に供給される触媒用スラリーが循環するループ回路と、からなり、ループ回路からシリンダー室に触媒用スラリーが供給され、シリンダー室に触媒用スラリーが保持された状態で、ピストンでシリンダー室の容積を所定量減少させることで触媒用スラリーが触媒担体基材の下端の端面に供給されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の触媒用スラリーのコート装置は、スラリー保持部に保持された所定量の触媒用スラリーをピストンで触媒担体基材に供給することで、触媒用スラリーを任意のコート量でコートすることができる。また、本発明の触媒用スラリーのコート装置は、触媒用スラリーを任意のコート幅でコートすることができるため、両端面からのコート幅がそれぞれ異なってコートされた排ガス浄化用触媒の製造に使用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の触媒用スラリーのコート装置は、軸方向に管状通路を有する触媒担体基材に、触媒用スラリーをコートする触媒用スラリーのコート装置である。本発明の触媒用スラリーのコート装置は、触媒担体基材の管状通路に触媒用スラリーを供給することで触媒用スラリーを接触させ、触媒担体基材の表面に触媒用スラリーをコートする装置である。
【００１６】
軸方向に管状通路を有する触媒担体基材は、通常の触媒担体基材として用いられている触媒担体基材を用いることができる。このとき、触媒担体基材の軸方向の管状通路の本数は、一本であっても、複数本であっても、どちらでもよいが、複数の管状通路を有する触媒担体基材において、本発明のコート装置は特に効果を示す。また、触媒担体基材としては、たとえば、モノリス触媒担体基材、パイプ触媒担体基材等の触媒担体基材を用いることができる。触媒担体基材は、通常の触媒コンバータに用いられる触媒担体と同様な材質で形成してあればよく、耐熱性セラミックス、耐熱性金属により形成される。例えば、コーディエライト、ステンレス鋼をあげることができる。
【００１７】
触媒用スラリーは、通常の排ガス浄化用触媒の耐熱性多孔質層を形成するための触媒用スラリーを用いることができる。この触媒用スラリーとしては、無機酸化物と、バインダーと、水を含むことが好ましい。無機酸化物としては、たとえば、活性アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア等からなる群より選ばれる少なくとも１種以上の無機酸化物をあげることができる。また、触媒用スラリーは、触媒成分を含んだスラリーであってもよい。
【００１８】
本発明の触媒用スラリーのコート装置は、触媒担体基材保持部と、スラリー保持部と、ループ回路と、を有する。
【００１９】
触媒担体基材保持部は、触媒担体基材の管状通路が鉛直方向に延在するとともに、触媒担体基材の下端の端面に触媒用スラリーが供給または排出できる状態で、触媒担体基材の下端周縁部を保持する。この触媒担体基材保持部は、触媒担体基材を保持するとともに、保持された触媒担体基材の下端の端面に均等に触媒用スラリーを供給する部材である。すなわち、触媒担体基材保持部が触媒担体基材を鉛直方向に保持することで、触媒用スラリーが下端の端面から管状通路の内部に触媒用スラリーが供給されたときに、触媒用スラリーの液面の高さが複数の管状通路において一定となるため、コート幅にばらつきが生じなくなる。
【００２０】
触媒担体基材保持部は、触媒担体基材の下端周縁部を液密的に保持することが好ましい。液密的に保持することで、触媒担体基材保持部を介して供給される触媒用スラリーが下端の端面から管状通路内にのみ供給されるようになる。すなわち、触媒担体基材の外周面側に触媒用スラリーが漏れ出なくなる。
【００２１】
触媒担体基材保持部としては、たとえば、触媒担体基材の管状通路と連通されるスラリー流路を区画する基部と、基部と一体的に形成されスラリー流路の開口部の周縁部に上方に突出して形成されたひだ部と、からなる保持体をあげることができる。この保持体は、ウレタン等の弾性を有する材料よりなり、触媒担体基材の下端の周縁部を、ひだ部が密着することで液密的に触媒担体基材を保持することで触媒担体基材の下端の端面にのみ触媒用スラリーが供給される。
【００２２】
スラリー保持部は、触媒用スラリーを保持するシリンダー室と、シリンダー室の容積を変化させることができるピストンと、を備える。シリンダー室は、内部に触媒用スラリーを保持する。ピストンは、シリンダー室の壁面の一部を構成するように配置される。ここで、ピストンは、所望のコート幅に対応する触媒用スラリーを押し出すことができるだけの移動量を有する。このとき、シリンダー室およびピストンの形状については、特に限定されるものではない。
【００２３】
このスラリー保持部は、ピストンを稼働させてシリンダー室の容積を減少させることで、シリンダー室内に保持された触媒用スラリーをスラリー保持部の外部に排出する。このとき、ピストンの移動量を調節することで、シリンダー室の容積の減少にともなう触媒用スラリーのスラリー保持部からの排出量を調節することができる。
【００２４】
ループ回路は、シリンダー室に供給される触媒用スラリーが循環する回路である。すなわち、シリンダー室に保持される触媒用スラリーをループ回路で循環させることで、触媒用スラリーに粘度のばらつきが生じることをおさえることができる。ループ回路としては、たとえば、触媒用スラリーが内部を流動する管路等をあげることができる。このループ回路には、触媒用スラリーを循環させるためのポンプ等の動力源を有することが好ましい。
【００２５】
触媒用スラリーを静止した状態で放置しておくと、触媒用スラリー中に分散した粒子成分が互いの分子間力によりゆるく結合し、その粘度にばらつきが生じるようになる。触媒用スラリーの粘度にばらつきが生じると、触媒用スラリーの流動性が不均一となり、触媒担体基材の管状通路内へのスラリーの供給も不均一になるという不具合を生じる。このため、触媒用スラリーの粘度にばらつきが生じないようにその粘度を一定に保持しておく必要がある。
【００２６】
ループ回路は、触媒用スラリーの粘度や温度を調節するスラリー調整手段を持つことが好ましい。すなわち、スラリー調整手段は、触媒用スラリーの粘度や温度を調整する。また、ループ回路で循環される触媒用スラリーを貯留する手段であることが好ましい。ここで、スラリー調整手段は、あらかじめ調整された触媒用スラリーが供給されてもよい。このスラリー調整手段を有することで、触媒用スラリーを常にループ回路中に循環させることができるため、触媒用スラリーのコートを連続的に行うことができる。
【００２７】
本発明の触媒用スラリーのコート装置は、ループ回路からシリンダー室に触媒用スラリーが供給され、シリンダー室に触媒用スラリーが保持された状態で、ピストンでシリンダー室の容積を所定量減少させることで触媒用スラリーが触媒担体基材の下端の端面に供給される。すなわち、ループ回路を循環する触媒用スラリーをシリンダー室に保持した状態で、ピストンを稼働させることでスラリー保持部のシリンダー室の容積を所定量減少させ、シリンダー室に保持された触媒用スラリーがスラリー保持部から排出される。排出された触媒用スラリーは、触媒担体保持部を介して、触媒担体基材の下端の端面から管状通路内に供給され、触媒担体基材の表面にコートされる。このとき、ピストンの移動量を調節することで触媒用スラリーの触媒担体基材への供給量が調節される。
【００２８】
ここで、シリンダー室の容積の減少量の所定量とは、一端側から他端側への所定のコート幅における触媒担体基材の空隙体積量である。すなわち、シリンダー室の容積が触媒担体基材の空隙体積量に対応する量減少することで、空隙体積量と同量の触媒用スラリーがシリンダー室から排出され、排出された触媒用スラリーが触媒担体基材に供給される。この結果、触媒用スラリーが所定のコート幅における触媒担体基材の空隙に充填されることとなり、所定のコート幅で触媒用スラリーをコートすることができる。
【００２９】
また、スラリー保持部は、シリンダ室から排出される触媒用スラリーを触媒担体基材保持部に供給するスラリー流路を有することが好ましい。このスラリー流路を有することで、スラリー保持部のシリンダー室が減容したときに排出される触媒用スラリーが触媒担体基材保持部に供給されるようになる。
【００３０】
また、スラリー流路には、触媒用スラリーの流通を制御する制御手段を有することが好ましい。すなわち、制御手段を有することで、触媒用スラリーを触媒担体基材にコートする場合にのみ触媒担体保持部に触媒用スラリーが供給されるようになる。この制御手段としては、たとえば、バルブをあげることができる。
【００３１】
シリンダー室は、ループ回路に組み込まれていることが好ましい。ここで、シリンダー室がループ回路に組み込まれるとは、ループ回路を循環する触媒用スラリーがシリンダー室に供給されたときに、触媒用スラリーがシリンダー室を通って循環する状態を示す。このため、シリンダー室に保持される触媒用スラリーは、粘度のばらつきが生じなくなる。ここで、シリンダー室がループ回路に組み込まれている状態とは、たとえば、シリンダー室がループ回路中に配置された状態や、ループ回路に両端が接続するとともに内部に触媒用スラリーが循環する回路中に配置されている状態を示す。
【００３２】
このとき、シリンダ室とループ回路との間には、触媒用スラリーの移動を制御する制御手段が配置されていることが好ましい。制御手段を有することで、ピストンを動かしてシリンダ室に保持された触媒用スラリーを触媒担体基材に供給するときに、所定量の触媒用スラリーが触媒担体基材にのみ供給されるようになる。このような制御手段としては、たとえば、バルブをあげることができる。
【００３３】
スラリー調整手段は、触媒用スラリーの粘度を保持する手段を有することが好ましい。すなわち、スラリー調整手段は、ループ回路に循環する触媒用スラリーを貯留する手段を有するため、その貯留時に触媒用スラリーの粘度の変化が生じないように、その粘度を一定に保つ。この粘度を保持する手段を有するスラリー調整手段としては、たとえば、触媒用スラリーを保持するスラリーストックタンクと、触媒用スラリーを攪拌する回転羽根等の攪拌手段と、からなる装置がある。このとき、スラリーストックタンクは、その槽内形状は、攪拌手段によって攪拌されたときに触媒用スラリーがタンク内で均一に攪拌されるような形状を有していることが好ましい。このような形状としては、たとえば、筒状をあげることができる。
【００３４】
スラリー調整手段は、触媒用スラリーの粘度を測定する粘度測定手段を有することが好ましい。触媒用スラリーの粘度を一定に保つために、触媒用スラリーの粘度を測定し、測定された粘度から攪拌手段等の攪拌条件を求めることができる。さらに、本発明のコート装置はループ回路により触媒用スラリーが循環しているため、粘度測定手段により測定された粘度は、シリンダー室に保持された触媒用スラリーの粘度となるため、触媒担体基材にコートされる触媒用スラリーの粘度を測定することもできる。
【００３５】
スラリー調整手段は、触媒用スラリーの温度を調節する調温手段を有することが好ましい。すなわち、触媒用スラリーの温度が変化すると、触媒用スラリーのチキソトロピーが変化する。触媒用スラリーのチキソトロピーの変化は、触媒用スラリーの粘度の変化を生じさせ、さらには触媒担体基材への触媒用スラリー付着量にばらつきが生じるようになるためである。
【００３６】
スラリー調整手段は、触媒用スラリーに水を供給する水供給手段を有することが好ましい。すなわち、触媒用スラリーから水分が失われたような場合には、適切な粘度を保持するために水を供給する必要があるためである。
【００３７】
触媒用スラリーがコートされた触媒担体基材から、余分な触媒用スラリーを除去するスラリー除去手段を有することが好ましい。すなわち、スラリー除去手段が触媒担体基材に供給された触媒用スラリーの余分な触媒用スラリーを除去することで、触媒用スラリーのコート量を調節することができる。
【００３８】
スラリー除去手段は、触媒用スラリーが供給された触媒担体基材の上端の端面にエアーを吹き付けて余分な触媒用スラリーを吹き払う手段であることが好ましい。すなわち、触媒担体基材の上端からエアーを供給することで、余分なスラリーが下端の端面から排出される。また、エアーを吹き付けることで、触媒用スラリーの表面の水分を蒸発させ、触媒用スラリーを触媒担体基材の表面に固定することができる。
【００３９】
スラリー除去手段は、吹き払われた触媒用スラリーがスラリー調整手段に返送されるスラリー返送手段を有することが好ましい。吹き払われた触媒用スラリーをスラリー調整手段に返送することで、返送された触媒用スラリーを再度触媒担体のコートに用いることが可能となり、スラリーのロスを低下させることができる。
【００４０】
また、触媒担体基材がコーディエライト等のセラミックスにより形成されている場合には、触媒担体基材の管状通路内に供給された触媒用スラリーは、水分が担体基材に吸収され、スラリーの粘度に変化が生じる。このため、このような触媒用スラリーを再利用する場合には、スラリー調整手段において粘度が調節される。
【００４１】
このとき、スラリー返送手段は、ループ回路に接続されていてもよい。すなわち、ループ回路を介して吹き払われた触媒用スラリーをスラリー調整手段に返送してもよい。
【００４２】
（触媒用スラリーのコート）
本発明の触媒用スラリーのコート装置は、たとえば、以下の手順で、触媒担体基材に触媒用スラリーのコートを行う。
【００４３】
まず、スラリー調整手段により調整された触媒用スラリーを、ループ回路に循環させる。ループ回路に触媒用スラリーを循環させることで、触媒用スラリーの粘度が一定に保たれる。触媒用スラリーがループ回路に十分に循環して、ループ回路中での粘度が一定になったところで、シリンダー室を通って触媒用スラリーが循環するようにループ回路を調節する。このため、シリンダー室内には、粘度が一定に保持された触媒用スラリーが保持される。
【００４４】
また、触媒担体基材を触媒担体基材保持部に保持させる。この保持は、触媒用スラリーがコートされる触媒担体基材の管状通路が鉛直方向に向いた状態で液密的に下端が保持される。
【００４５】
つづいて、シリンダ室とループ回路との間の触媒用スラリーの流通が遮断され、かつシリンダ室と触媒担体基材保持部のスラリー流路とが連通するように制御手段を操作する。この状態で、ピストンを稼働させて、シリンダー室の容積を減少させることで、シリンダー室に保持されていた触媒用スラリーはシリンダー室から押し出されて、触媒担体基材保持部に供給される。
【００４６】
触媒担体基材保持部に供給された触媒用スラリーは、触媒担体基材の下端の端面の開口部から管状通路内に侵入する。管状通路内に侵入した触媒用スラリーは、液面の高さが所定のコート幅に達するまで供給される。
【００４７】
その後、ピストンを戻して、シリンダー室の容積を増加させる。ピストンを戻すことで、触媒担体基材の管状通路内に供給された触媒用スラリーは、シリンダー室に吸引されて、管状通路から排出される。
【００４８】
さらに、この管状通路内の触媒用スラリーを排出するときには、触媒担体基材の上端の端面側からエアーを吹き付けて管状通路内から触媒用スラリーを排出させる手段を用いてもよい。すなわち、触媒用スラリーは、粘性を有するため、吸引するだけでは排出されにくいためである。
【００４９】
その後、シリンダ室と触媒担体基材保持部との触媒用スラリーの流通を遮断するとともに、シリンダ室から排出される触媒用スラリーがスラリー調整手段に排出されるように制御手段を調整し、触媒用スラリーをスラリー調整手段に排出する。
【００５０】
また、管状通路内に触媒用スラリーがコートされた触媒担体基材は、スラリー除去手段に送られる。このとき、触媒担体基材の移送は、管状通路内の触媒用スラリーが所定のコート幅からはみ出さないように、管状通路が鉛直方向にのびる状態で移動する。
【００５１】
スラリー除去手段は、触媒担体基材にコートされた過剰量の触媒用スラリーを吹き払うことで過剰な触媒用スラリーを除去する。吹き払われた触媒用スラリーは、スラリー返送手段によりスラリー調整手段に返送される。
【００５２】
本発明の触媒用スラリーのコート装置は、以上の手順で触媒用スラリーを触媒担体基材に所定のコート幅でコートする装置である。
【００５３】
また、触媒用スラリーがコートされた触媒担体基材に、触媒用スラリーの乾燥、焼成を行った後に、触媒成分を担持させることで排ガス浄化用触媒を製造することができる。
【００５４】
本発明の触媒用スラリーのコート装置は、触媒担体基材への触媒用スラリーの供給量を制御しているため、触媒担体基材への触媒用スラリーの一端の端面から他端側へのコート幅を調節することができる。
【００５５】
本発明の触媒用スラリーのコート装置は、一端側の端面から他端側へ向かっての触媒用スラリーのコート幅を制御することができるため、両端面から異なるコート幅でスラリーがコートされた触媒担体を製造することができる。さらに、異なるスラリーを用いることで一つの排ガス浄化用触媒に異なる機能を付与することができる。
【００５６】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
【００５７】
（触媒用スラリーのコート装置）
本発明の実施例として、触媒用スラリーのコート装置を作成した。実施例の触媒用スラリーのコート装置の構成を図１に示した。
【００５８】
図１より、実施例の触媒用スラリーのコート装置は、スラリーストックタンク１０と、攪拌機１５と、スラリー循環管２と、スラリー保持室３と、基材保持体４と、スラリー吹き払い装置５と、から構成される。
【００５９】
スラリーストックタンク１０は、調整された触媒用スラリーが投入され、内部に保持するとともに、上方が開口した略円筒形状の槽状の容器よりなる。
【００６０】
スラリーストックタンク１０には、保持される触媒用スラリーの粘度を測定する粘度計１１が設置されている。
【００６１】
攪拌機１５は、回転数を制御できるモーター１６と、モーター１６の回転軸の先端にもうけられた回転羽根１７とから構成される。攪拌機１５は、スラリーストックタンク１０内のに投入された触媒用スラリーを攪拌できるように、回転羽根１７が触媒用スラリー中に浸漬した状態で設置されている。回転羽根１７は、スラリーストックタンク１０のタンクの内径と同じくらいの径を有する羽根を有する。
【００６２】
攪拌機１５は、粘度計１１と接続されている。攪拌機１５と粘度計１１との接続は、攪拌機１５の回転数を制御する制御装置を介してなされている。すなわち、攪拌機１５が粘度計１１と接続されていることで、粘度計１１により得られた触媒用スラリーの粘度をフィードバックして、攪拌機１５の回転数を制御することで触媒用スラリーの粘度を一定の値に保つことができる。
【００６３】
スラリー循環管２は、一端部がスラリーストックタンク１０の底面に開口し、スラリーストックタンク１０の外部を通り他端部がスラリーストックタンク１０の上方の位置に開口した管路２１、２２、２３である。すなわち、スラリー循環管２により触媒用スラリーを循環させることで触媒用スラリーの粘度が一定に保たれる。
【００６４】
また、スラリー循環管２は、一端部と他端部の間に触媒用スラリーを循環させるためのポンプ（図示せず）がもうけられている。このポンプにより触媒用スラリーがスラリー循環管中を流れるようになる。
【００６５】
スラリー循環管には、バルブ２５、２６が設けられている。バルブ２５、２６は、スラリー循環管２を循環する触媒用スラリーの流路の切り替えおよび遮断をおこなう。バルブ２５は、スラリー循環管２１からスラリー保持室３へ触媒用スラリーの流路の切り替えを行う。バルブ２６は、スラリー保持室３からスラリー循環管２３へと触媒用スラリーを流入させる、あるいは、基材保持体４へと触媒用スラリーが流れるように切り替えを行う。また、このバルブ２６は、基材保持体４からスラリー循環管２３に触媒用スラリーが流れるように制御することもできる。
【００６６】
スラリー保持室３は、円筒状のシリンダーにより区画されたシリンダー室３１と、シリンダー室３１の底面を区画するとともにシリンダー室３１の内部を往復動してシリンダー室３１の容積を変化させるピストン３２と、ピストン３２を移動させるピストン移動装置（図示せず）と、から形成される。このとき、シリンダー室３１の上面は、シリンダー室３１内に供給された触媒用スラリーがシリンダー室３１から排出されるスラリー排出管３６と連通している。また、シリンダー室３１は、内径が１５０ｍｍ、軸方向の長さが１５０ｍｍの円筒状に区画されていた。
【００６７】
また、スラリー保持室３は、バルブ２５とスラリー導入管３５で接続されている。スラリー導入管３５は、一端がバルブ２５を介してスラリー循環管２に接続され、他端側はシリンダー室３１の壁面に開口している。スラリー排出管３６は、シリンダー室３１の上面に一端が開口し他端はバルブ２６に接続されている。
【００６８】
基材保持体４は、触媒担体基材を保持したときに、触媒担体基材の管状通路と連通して触媒用スラリーを供給するスラリー流路が内部に形成されているとともに、触媒担体基材の下端の周縁部を液密的に保持する保持体４１である。また、基材保持体４には、保持体４１に保持された触媒担体基材の上端の端面にエアーを供給するエアーノズル４５と、エアーノズル４５から吹き出すエアーを供給するエアー供給部（図示せず）と、エアーノズル４５から吹き出すエアーの流量を調節するエアーバルブ４６と、を有する。また、エアーノズル４５の位置を移動させるシリンダー４７が設けられている。
【００６９】
スラリー吹き払い装置５は、触媒担体基材の上端の端面に鉛直方向にエアーを吹き付けるエアーノズル５１と、エアーノズル５１から吹き出すエアーを供給するエアー供給部（図示せず）と、エアーノズル５１から吹き出すエアーの流量を調節するエアーバルブ５２と、からなる。また、スラリー吹き払い装置５には、エアーノズル５１の位置を移動させるシリンダー５３が設けられている。ここで、スラリー吹き払い装置５のエアー供給部は、基材保持体４のエアー供給部と同じである。
【００７０】
（触媒用スラリーのコート）
実施例の触媒用スラリーのコート装置を用いて、円筒状のモノリスハニカム担体に触媒用スラリーをコートした。
【００７１】
詳しくは、軸方向の長さが１０５ｍｍのモノリスハニカム担体に、一方の端面から８０ｍｍ、他方の端面から２０ｍｍのコート幅で触媒用スラリーのコートを行った。
【００７２】
モノリスハニカム担体は、直径１０３ｍｍ、軸方向の長さが１０５ｍｍ、壁厚４ミル（うす壁）、４００セル／平方インチのコーディエライトよりなるモノリスハニカム担体が用いられた。
【００７３】
また、コートされる触媒用スラリーは、アルミナを主成分とする比重１．５のコーティングスラリーが用いられた。コーティングスラリーは、スラリー調整装置により粘度が６０ｃｐｓ±１０％となるように保持されている。
【００７４】
まず、モノリスハニカム担体に、端面から８０ｍｍのコート幅で触媒用スラリーをコートした。この８０ｍｍのコート幅でのコートは、以下の操作により行われた。この操作を図１を用いて説明する。
【００７５】
まず、実施例の触媒用スラリーのコート装置の基材保持体４に、モノリスハニカム担体６を装着した。モノリスハニカム担体６の装着は、モノリスハニカム担体６の各セルが保持体４１の触媒用スラリー流路と連通した状態で、下端の周縁部を液密的に保持するようになされた。
【００７６】
つづいて、あらかじめ調整されたコーティングスラリーを、スラリーストックタンク１０に投入し、ポンプを稼働させることでスラリー循環管２に循環させた。このとき、スラリー循環管２１、２２、２３にのみコーティングスラリーが循環するようにバルブ２５、２６が調節されている。また、攪拌機１５の回転羽根１７を３００ｒｐｍで回転させた。
【００７７】
コーティングスラリーがスラリー循環管２内を循環している状態で、コーティングスラリーがスラリー保持室３へと流れるようにバルブ２５を切り替えるとともに、スラリー保持室３から排出されるコーティングスラリーがスラリーストックタンク１０に向かって流れるようにバルブ２６を切り替えて、コーティングスラリーがシリンダー室３１を通って循環するように調節した。このとき、シリンダー室３１の一部を区画するピストン３２は、往復動の最下限に位置していた。また、コーティングスラリーがシリンダー室３を通って循環することで、シリンダー室３１内に充填された。
【００７８】
つづいて、バルブ２５を切り替えて、コーティングスラリーがスラリー循環管２１、２２、２３に流れるようにした。このとき、シリンダー室３１内には、コーティングスラリーが保持されている。また、バルブ２６を切り替えて、シリンダー室３１から保持体４１へとコーティングスラリーが流れるようにした。すなわち、シリンダー室３１から排出されるコーティングスラリーが保持体４１の触媒用スラリー流路を介してモノリスハニカム担体６の各セルと連通した。
【００７９】
その後、ピストン移動装置を稼働させて、ピストン３２を４０ｍｍ上昇させた。このピストン３２の上昇により、シリンダー室３１の容積が減少し、シリンダー室３１に充填されていたコーティングスラリーは、シリンダー室３１の減容量に対応した量がシリンダー室３１から押し出される。ここで、ピストン３２の上昇量は、８０ｍｍのコート幅におけるモノリスハニカム担体６の空隙量に対応する量のコーティングスラリーを押し出せる量であった。また、このピストン３２の上昇量は、あらかじめ求めたモノリスハニカム担体６の空隙量から算出された。
【００８０】
この押し出されたコーティングスラリーは、保持体４１を通ってモノリスハニカム担体６に供給される。モノリスハニカム担体６に供給されると、モノリスハニカム担体６の下端の端面から各セル内に、端面から８０ｍｍの高さまでコーティングスラリーが供給される。
【００８１】
ピストン３２が、４０ｍｍまで上昇したら、ピストン３２を元に位置にまで下げた。ピストン３２を下げることで、モノリスハニカム担体６に供給されたコーティングスラリーは、シリンダー室３１に逆流し、モノリスハニカム担体６から排出された。
【００８２】
さらに、コーティングスラリーをモノリスハニカム担体６から排出は、ピストン３２を下げるだけでなく、モノリスハニカム担体６の上端の端面側からエアーを供給することで行われた。すなわち、エアーをセル内に通過させることで、エアーの圧力によりコーティングスラリーを排出する。このときのエアーの圧力は、０．８ｋｇ／ｃｍ²の圧力であった。また、コーティングスラリーの排出は約１０秒で終了した。
【００８３】
コーティングスラリーがセルから排出されただけでは、モノリスハニカム担体６に過剰なコーティングスラリーが残留しているため、スラリー吹き払い装置５により過剰なコーティングスラリーを除去した。スラリー吹き払い装置５へのモノリスハニカム担体６の移送は、コートされたスラリーが所定のコート幅から流れ出さないように、鉛直方向を保持した状態で行われた。
【００８４】
スラリー吹き払い装置５では、モノリスハニカム担体６は、管状通路が鉛直方向にのびるとともに、コーティングスラリーがコートされた部分が下方になるように配された。この状態で、シリンダー５３を動かしてエアーノズル５１がモノリスハニカム担体６の端面に対向する位置に移動させた。その後、エアーバルブ５２を開いて、エアーノズル５１から上端の端面にエアーを吹き付けることで行われた。また、吹き付けられたエアーの圧力は、３ｋｇ／ｃｍ²であった。また、このエアーの吹き付けは２０秒間行われた。
【００８５】
以上の操作により、モノリスハニカム担体６に８０ｍｍのコート幅でコーティングスラリーがコートされた。
【００８６】
この８０ｍｍのコート幅でコートされた担体に乾燥処理を施して、セル内のコーティングスラリーを十分に乾燥させた。
【００８７】
つづいて、８０ｍｍのコート幅でのコートと同様の操作を行うことでコーティングスラリーがコートされていない端面側から２０ｍｍのコート幅でのコーティングスラリーのコートを行った。ここで、２０ｍｍのコート幅でのコートに用いられたコーティングスラリーは、８０ｍｍのときと同様なコーティングスラリーが用いられた。
【００８８】
以上の操作により、両方の端面から２０ｍｍと８０ｍｍのコート幅でコーティングスラリーがコートされた触媒担体が製造された。
【００８９】
この両方の端面から２０ｍｍと８０ｍｍのコート幅でコーティングスラリーがコートされたことの確認は、スラリーコート担体を軸方向に切断して、目視により確認することでなされた。目視により、端面から所定のコート幅でコーティングスラリーがコートされていることが確認された。
【００９０】
実施例の触媒用スラリーのコート装置は、モノリスハニカム担体に一端側から他端側へ所望のコート幅でコーティングスラリーをコートできる。このため、両方の端面から異なるコート幅でスラリーをコートすることができるとともに、異なるスラリーを用いることで、一つの触媒担体に異なる機能を保持させることができる効果を有する。
【００９１】
【発明の効果】
本発明の触媒用スラリーのコート装置は、一端の端面から他端側へ所望のコート幅で触媒用スラリーをコートすることができる。すなわち、触媒担体基材の両端側から異なる種類の触媒用スラリーをコートすることができる。このため、一つの触媒担体に異なる機能を付与することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の触媒用スラリーのコート装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
１０…スラリーストックタンク１１…粘度計
１５…攪拌機１６…モーター１７…回転羽根
２、２１、２２、２３…スラリー循環管２５、２６…バルブ
３…スラリー保持室３１…シリンダー室３２…ピストン
３５…スラリー導入管３６…スラリー排出管
４…基材保持体４１…保持体４５…エアーノズル
４６…エアーバルブ４７…シリンダー
５…スラリー吹き払い装置５１…エアーノズル
５２…エアーバルブ５３…シリンダー
６…モノリスハニカム担体

Claims

軸方向に管状通路を有する触媒担体基材に、触媒用スラリーをコートする触媒用スラリーのコート装置であって、
該触媒担体基材の該管状通路が鉛直方向に延在するとともに、該触媒担体基材の下端の端面に該触媒用スラリーが供給または排出できる状態で、該触媒担体基材の下端周縁部を保持する触媒担体基材保持部と、
該触媒用スラリーを保持するシリンダー室と、該シリンダー室の容積を変化させることができるピストンと、を備えるスラリー保持部と、
該シリンダー室に供給される該触媒用スラリーが循環するループ回路と、
からなり、
該ループ回路から該シリンダー室に該触媒用スラリーが供給され、該シリンダー室に該触媒用スラリーが保持された状態で、該ピストンで該シリンダー室の容積を所定量減少させることで該触媒用スラリーが該触媒担体基材の下端の該端面に供給されることを特徴とする触媒用スラリーのコート装置。
前記シリンダー室は、前記ループ回路に組み込まれている請求項１記載の触媒用スラリーのコート装置。
前記ループ回路は、前記触媒用スラリーの粘度や温度を調節するスラリー調整手段を持つ請求項２記載の触媒用スラリーのコート装置。
前記触媒用スラリーがコートされた前記触媒担体基材から、余分な触媒用スラリーを除去するスラリー除去手段を有する請求項１記載の触媒用スラリーのコート装置。
前記スラリー除去手段は、前記触媒用スラリーが供給された前記触媒担体基材の上端の端面にエアーを吹き付けて前記余分な触媒用スラリーを吹き払う手段である請求項４記載の触媒用スラリーのコート装置。