JP6742225B2 - Method for forming catalyst coat layer - Google Patents

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Description

本発明は、外壁から内側へ向かう穴を有するハニカム基材に触媒コート層を形成するための方法に関する。上記の穴は、例えば、酸素センサー等を挿入するための穴であってよい。 The present invention relates to a method for forming a catalyst coating layer on a honeycomb substrate having holes that face inward from the outer wall. The hole may be a hole for inserting an oxygen sensor or the like, for example.

自動車等の内燃機関から排出される排ガスを浄化するために、排ガス浄化触媒が用いられている。 An exhaust gas purifying catalyst is used to purify exhaust gas emitted from an internal combustion engine of an automobile or the like.

排ガス浄化触媒による排ガスの浄化に際しては、排ガス中の成分の濃度、排ガスの温度等を測定するためのセンサーを使用することがある。 When purifying the exhaust gas with the exhaust gas purifying catalyst, a sensor for measuring the concentration of components in the exhaust gas, the temperature of the exhaust gas, etc. may be used.

例えば、ある種の排ガス浄化触媒は、排ガス中の酸素量が、排ガス成分の浄化に要する酸素の理論量と比較して過不足のない量であるときに、最も高い効率で排ガスを浄化することができる。そこで、排ガス浄化触媒の、排ガス流れ上流側及び下流側に酸素センサーをそれぞれ設置し、排ガス中の酸素量が、排ガス浄化のための理論量付近となるように、空燃比のフィードバック制御を行っている。 For example, a certain type of exhaust gas purifying catalyst purifies the exhaust gas with the highest efficiency when the amount of oxygen in the exhaust gas is a sufficient amount compared with the theoretical amount of oxygen required for purifying the exhaust gas components. You can Therefore, oxygen sensors are installed on the upstream side and the downstream side of the exhaust gas flow of the exhaust gas purification catalyst, and feedback control of the air-fuel ratio is performed so that the amount of oxygen in the exhaust gas is close to the theoretical amount for exhaust gas purification. There is.

排ガス浄化触媒は、典型的には、アルミナ等の多孔質金属酸化物担体に担持された、白金、ロジウム、パラジウム等の貴金属を触媒活性種とする。排ガス浄化触媒の排ガス浄化能を維持しつつ、貴金属の使用量を低減する技術として、いわゆるタンデム触媒が知られている。本明細書において、タンデム触媒とは、2つの排ガス浄化触媒を排ガスの流れ方向に直列に配置した該ガス浄化装置をいう。 The exhaust gas purifying catalyst typically uses a noble metal such as platinum, rhodium, or palladium supported on a porous metal oxide carrier such as alumina as a catalytically active species. A so-called tandem catalyst is known as a technique for reducing the amount of precious metal used while maintaining the exhaust gas purification ability of the exhaust gas purification catalyst. In the present specification, the tandem catalyst means the gas purification device in which two exhaust gas purification catalysts are arranged in series in the exhaust gas flow direction.

例えば、特許文献1には、複数のセル孔をもつハニカム基材と該ハニカム基材のセル孔内に形成された触媒コート層とをそれぞれ有する前段部排ガス浄化触媒及び後段部の排ガス浄化触媒を具備し、触媒貴金属として、前段部のハニカム基材にパラジウム及びロジウム、そして後段部のハニカム基材にロジウムが担持された、自動二輪車用のタンデム排ガス浄化触媒が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a front-stage exhaust gas purifying catalyst and a rear-stage exhaust gas purifying catalyst each having a honeycomb base material having a plurality of cell holes and a catalyst coating layer formed in the cell holes of the honeycomb base material. There is disclosed a tandem exhaust gas purification catalyst for a motorcycle, in which palladium and rhodium are supported on a honeycomb base material of a front part and rhodium is supported on a honeycomb base material of a rear part as catalytic precious metals.

タンデム触媒においても、酸素センサーを用いる空燃比のフィードバック制御が行われている。この場合の酸素センサーは、タンデム触媒全体の排ガス流れ上流側及び下流側の他、前段部ハニカム基材と後段部ハニカム基材との間にも設置することが、排ガス浄化能の向上、及び排ガス浄化装置の安定性の面から好ましい。 Also in the tandem catalyst, feedback control of the air-fuel ratio using an oxygen sensor is performed. The oxygen sensor in this case can be installed not only on the exhaust gas flow upstream side and downstream side of the entire tandem catalyst but also between the front-stage honeycomb base material and the rear-stage honeycomb base material to improve the exhaust gas purification ability, and the exhaust gas. It is preferable in terms of the stability of the purification device.

特開2010−58069号公報JP, 2010-58069, A

従来、タンデム排ガス浄化触媒を形成するに際しては、前段部用のハニカム基材と後段部用のハニカム基材とを別個に準備し、これらのハニカム基材にそれぞれ触媒コート層を形成する方法によっていた(例えば特許文献1)。しかしながら近年、コスト、レイアウト等の制約から、ハニカム基材を1つだけ使用し、排ガス流れの上流側(前段部)及び下流側(後段部)の触媒コート層組成を異ならせることによる、コンパクトなタンデム触媒が提案されている。 Conventionally, when forming a tandem exhaust gas purifying catalyst, a honeycomb base material for a front part and a honeycomb base material for a rear part are separately prepared, and a catalyst coating layer is formed on each of these honeycomb base materials. (For example, patent document 1). However, in recent years, due to cost and layout restrictions, only one honeycomb base material is used, and the catalyst coat layer composition on the upstream side (front stage) and the downstream side (rear stage) of the exhaust gas flow is made different, thereby achieving a compact size. Tandem catalysts have been proposed.

ハニカム基材を1つだけ使用するタンデム触媒は、例えば、押上げ法、吸引法等の適宜の方法を組み合わせて適用して、触媒コート層を形成するための塗工液を、ハニカム基材の一方の端面から所定の長さ範囲で塗布し、次いで、他方の端面から所定の長さ範囲で塗布すること等により、製造することができる。 A tandem catalyst that uses only one honeycomb base material is applied by combining appropriate methods such as a push-up method and a suction method, and a coating liquid for forming a catalyst coat layer is applied to the honeycomb base material. It can be manufactured by applying a predetermined length range from one end face and then applying a predetermined length range from the other end face.

上記押上げ法は、セル孔が鉛直方向となるように保持されたハニカム基材の下側から塗工液を押し上げることにより、塗布を行う方法である。吸引法は、セル孔が鉛直方向になるように保持されたハニカム基材の上側端面又は下側端面に塗工液を配置し、反対側の端面から減圧を印加して該塗工液を吸引することにより、塗布を行う方法である。 The above-mentioned push-up method is a method in which coating is performed by pushing up the coating liquid from the lower side of the honeycomb substrate held so that the cell holes are in the vertical direction. The suction method is to place the coating liquid on the upper end face or the lower end face of the honeycomb substrate held so that the cell holes are in the vertical direction, and apply a reduced pressure from the end face on the opposite side to suck the coating liquid. It is a method of applying by doing.

ハニカム基材を1つだけ使用するタンデム触媒においても、ハニカム基材の排ガス流れ上流側及び下流側の他、タンデム触媒における前段部と後段部との間にもセンサーを設置することが望まれる。この場合、ハニカム基材の前段部と後段部との間の外壁から内側に向かって、センサー設置用の穴を穿つ必要がある。 Even in a tandem catalyst using only one honeycomb substrate, it is desirable to install a sensor not only on the upstream and downstream sides of the exhaust gas flow of the honeycomb substrate but also between the front stage and the rear stage of the tandem catalyst. In this case, it is necessary to make holes for sensor installation from the outer wall between the front part and the rear part of the honeycomb substrate toward the inside.

外壁から内側へ向かう穴を有するハニカム基材に対して、例えば吸引法によって触媒コート層を形成すると、この穴によって寸断されたセル孔を有する領域の触媒コート層長さが他の領域に比べて短くなり、或いは、当該領域におけるセル孔が目詰まりするとの不都合が生ずる場合がある。 When the catalyst coating layer is formed, for example, by the suction method on the honeycomb substrate having the holes extending inward from the outer wall, the length of the catalyst coating layer in the region having the cell holes cut by the holes is larger than that in other regions. In some cases, the length may be shortened or the cell holes in the area may be clogged.

これらの不都合は、ハニカム基材に穿たれた穴の存在に起因するから、この穴を何らかの手段によって閉鎖したうえで塗布を行うことによって、回避することができる。しかしこの方法によると、穴の閉鎖部の内側(ハニカム基材の内部方向側)に塗工液が付着する等して、触媒コート層の形成に寄与せずに無駄に消費される塗工液の損失が生ずる。 These inconveniences are caused by the presence of holes formed in the honeycomb substrate, and can be avoided by closing the holes by some means and then applying. However, according to this method, the coating liquid adheres to the inside of the closed part of the hole (inward side of the honeycomb substrate) and is wasted without contributing to the formation of the catalyst coating layer. Is lost.

本発明は、外壁から内側に向かう穴を有するハニカム基材に塗工液を塗布して触媒コート層を形成する際に、この穴によって寸断されたセル孔を有する領域の触媒コート層を適切に形成することができ、且つ、塗工液の損失がない、触媒コート層の形成方法を提供することを目的とする。 The present invention, when forming a catalyst coat layer by applying a coating liquid to a honeycomb substrate having holes from the outer wall toward the inside, the catalyst coat layer in the region having cell holes cut by the holes is appropriately An object of the present invention is to provide a method for forming a catalyst coat layer that can be formed and does not cause loss of coating liquid.

本発明は、以下のとおりである。 The present invention is as follows.

[1] 外壁から内側へ向かう穴を有するハニカム基材を準備すること、
前記ハニカム基材の前記穴に通気速度調節部材を設置すること、
前記ハニカム基材の片方の端面に、触媒コート層形成用塗工液を配置すること、及び
前記ハニカム基材の他方の端面から前記塗工液を吸引すること
を含む、触媒コート層の形成方法。
[1] Providing a honeycomb substrate having holes from the outer wall toward the inside,
Installing a ventilation rate adjusting member in the hole of the honeycomb substrate,
A method for forming a catalyst coat layer, comprising disposing a coating liquid for forming a catalyst coat layer on one end face of the honeycomb substrate, and sucking the coating liquid from the other end face of the honeycomb substrate. ..

[2] 前記触媒コート層を、前記ハニカム基材の片方の端面から前記ハニカム基材の途中まで形成する、[1]に記載の方法。 [2] The method according to [1], wherein the catalyst coat layer is formed from one end surface of the honeycomb base material to the middle of the honeycomb base material.

[3] 前記触媒コート層形成用塗工液について、E型粘度計によって25℃、100rpmの条件下で測定した粘度が、70mPa以上480mPa・s以下である、[1]又は[2]に記載の方法。 [3] The viscosity of the coating liquid for forming a catalyst coat layer measured by an E-type viscometer at 25° C. and 100 rpm is 70 mPa or more and 480 mPa·s or less, [1] or [2]. the method of.

[4] 前記穴が、酸素センサーを設置するための穴である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の方法。 [4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the hole is a hole for installing an oxygen sensor.

本発明の方法によると、外壁から内側に向かう穴を有するハニカム基材に塗工液を塗布して触媒コート層を形成する際に、この穴によって寸断されたセル孔を有する領域の触媒コート層を適切に形成することができ、且つ、塗工液の損失がない、触媒コート層の形成方法が提供される。 According to the method of the present invention, when the coating liquid is applied to the honeycomb substrate having the holes facing inward from the outer wall to form the catalyst coating layer, the catalyst coating layer in the region having the cell holes cut by the holes is formed. There is provided a method for forming a catalyst coating layer, which is capable of appropriately forming the coating solution and does not cause loss of the coating liquid.

図1は、本発明の方法を説明するための概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the method of the present invention. 図2は、本発明のある実施態様を説明するための概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an embodiment of the present invention. 図3は、実施例における「コート長差」の定義を説明するための概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the definition of “coat length difference” in the example. 図4は、実施例1において得られた、コート長差と通気速度との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the coat length difference and the ventilation rate obtained in Example 1. 図5は、実施例2において得られた、コート長差と通気速度との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the coat length difference and the aeration rate obtained in Example 2. 図6は、実施例3において得られた、穴形成領域の目詰まり率と通気速度との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the clogging rate of the hole formation region and the ventilation speed obtained in Example 3. 図7は、実施例3において得られた、塗工液の損失率と通気速度との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the coating liquid loss rate and the aeration rate obtained in Example 3. 図8は、従来技術を説明するための概略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the conventional technique.

<触媒コート層の形成方法>
本発明の触媒コート層の形成方法は、
外壁から内側へ向かう穴を有するハニカム基材を準備すること、
前記ハニカム基材の前記穴に通気速度調節部材を設置すること、
前記ハニカム基材の片方の端面に、触媒コート層形成用塗工液を配置すること、及び
前記ハニカム基材の他方の端面から前記塗工液を吸引すること
を含む。
<Method of forming catalyst coat layer>
The method for forming the catalyst coat layer of the present invention is
Providing a honeycomb substrate having holes going inward from the outer wall,
Installing a ventilation rate adjusting member in the hole of the honeycomb substrate,
Disposing the catalyst coating layer forming coating liquid on one end surface of the honeycomb substrate, and sucking the coating liquid from the other end surface of the honeycomb substrate.

上記のような本発明の方法によると、例えば、酸素センサーを設置するための穴を有するハニカム基材に、該ハニカム基材の片方の端面から該ハニカム記載の途中までの任意の長さ(コート長)を有する触媒コート層を、適切且つ容易に形成することができる。 According to the method of the present invention as described above, for example, in a honeycomb substrate having a hole for installing an oxygen sensor, any length (coating from one end surface of the honeycomb substrate to the middle of the honeycomb description) A catalyst coat layer having a length can be formed appropriately and easily.

すなわち、図8に示したような外壁から内側に向かう穴2を有するハニカム基材1について、ハニカム基材1の片方の端面に配置された塗工液30をセル孔内に吸引するために減圧を印加する場合を考える。すると、穴が形成されていないセル領域51については、減圧によって発生した吸引力41aによって所望の塗工液30の引き込みが起こる。しかし、穴2によって寸断されたセル領域(穴形成領域)52については、穴2からの空気の流入42が起こるから、穴形成領域52における減圧の程度は、他の領域51よりも低くなる(図8(a))。その結果、穴形成領域52における塗工液30を引き込む吸引力が弱くなるから、当該領域52における触媒コート層31bのコート長は、他の領域51における触媒コート層31aのコート長よりも短くなる(図8(b))。 That is, with respect to the honeycomb substrate 1 having the holes 2 extending inward from the outer wall as shown in FIG. 8, decompression is performed in order to suck the coating liquid 30 arranged on one end surface of the honeycomb substrate 1 into the cell holes. Consider the case of applying. Then, with respect to the cell region 51 in which the hole is not formed, the desired coating liquid 30 is drawn in by the suction force 41a generated by the pressure reduction. However, in the cell region (hole forming region) 52 that is cut by the hole 2, the inflow 42 of air from the hole 2 occurs, so that the degree of pressure reduction in the hole forming region 52 is lower than in other regions 51 ( FIG. 8A). As a result, the suction force for drawing in the coating liquid 30 in the hole forming region 52 becomes weaker, so that the coat length of the catalyst coat layer 31b in the region 52 becomes shorter than the coat length of the catalyst coat layer 31a in the other region 51. (FIG.8(b)).

しかしながら、図1に示した本発明の方法は、ハニカム基材1が有する穴2の領域に、適当な通気速度調節部材11が設置され、空気の流入が制限されている(穴からの制限された空気の流入43)。従って、穴形成領域52においても、減圧による吸引力41bが発生し、これによって塗工液30の引き込みが起こる(図1(a))。その結果、当該領域52における触媒コート層31cのコート長を適切に調節することができ、例えば、他の領域51と略同一にすることができる(図1(b))。 However, in the method of the present invention shown in FIG. 1, a suitable ventilation rate adjusting member 11 is installed in the region of the hole 2 of the honeycomb substrate 1 to restrict the inflow of air (the restriction from the hole is restricted). Inflow of air 43). Therefore, also in the hole forming region 52, the suction force 41b is generated due to the reduced pressure, which causes the coating liquid 30 to be drawn in (FIG. 1A). As a result, the coat length of the catalyst coat layer 31c in the region 52 can be appropriately adjusted, and can be made substantially the same as that of the other region 51 (FIG. 1(b)).

また、本発明の方法によると、上記のとおり、減圧印加時に、穴形成領域52及び他の領域51のすべてについて、減圧度を適切な範囲に制御することができる。従って、ハニカム基材1の片方の端面に配置された塗工液30を、すべてのセル孔内に等しく引き込むことができるから、穴形成領域52についても、セル孔の目詰まりを防止することができる。 Further, according to the method of the present invention, as described above, the degree of pressure reduction can be controlled to be within an appropriate range for all of the hole forming region 52 and the other region 51 when the pressure is applied. Therefore, since the coating liquid 30 arranged on one end surface of the honeycomb substrate 1 can be drawn into all the cell holes equally, it is possible to prevent clogging of the cell holes even in the hole forming region 52. it can.

更に、本発明の方法は、減圧印加時にハニカム基材1の有する穴2からの有意量の空気の流入43が確保されるから、基材1の穴2を完全閉鎖した場合に塗工液30が該閉鎖部へ付着すること等による塗工液の損失を回避することができる。 Furthermore, the method of the present invention ensures a significant amount of air inflow 43 from the holes 2 of the honeycomb substrate 1 when a reduced pressure is applied. Therefore, when the holes 2 of the substrate 1 are completely closed, the coating liquid 30 It is possible to avoid the loss of the coating liquid due to, for example, being attached to the closed portion.

[ハニカム基材]
本発明の方法に適用されるハニカム基材は、外壁から内側へ向かう穴を有するハニカム基材である。
[Honeycomb substrate]
The honeycomb substrate applied to the method of the present invention is a honeycomb substrate having holes that go inward from the outer wall.

本発明の方法に適用されるハニカム基材の形状は、典型的には、略円柱状又は略多角柱状の外形を有し、軸方向に連通する多数のセル孔を有していてよい。 The honeycomb substrate applied to the method of the present invention typically has a substantially cylindrical or polygonal outer shape, and may have a large number of cell holes communicating in the axial direction.

ハニカム基材の端面の大きさは、上記略円柱又は略多角柱の底面の円相当径として、例えば、20mm以上150mm以下の範囲を例示することができる。ハニカム基材の長さは、上記略円柱又は略多角柱の高さとして、例えば、20mm以上、30mm以上、又は40mm以上であってよく、450mm以下、300mm以下、又は200mm以下であってよい。 The size of the end face of the honeycomb base material may be, for example, a range of 20 mm or more and 150 mm or less as a circle-equivalent diameter of the bottom surface of the above-mentioned approximately column or polygonal column. The length of the honeycomb substrate may be, for example, 20 mm or more, 30 mm or more, or 40 mm or more, and may be 450 mm or less, 300 mm or less, or 200 mm or less, as the height of the above-mentioned approximately column or polygonal column.

ハニカム基材の有するセル孔数は、例えば、5セル/cm以上、10セル/cm以上、又は20セル/cm以上であってよく、250セル/cm以下、200セル/cm以下、又は150セル/cm以下であってよい。 The number of cell pores of the honeycomb substrate may be, for example, 5 cells/cm 2 or more, 10 cells/cm 2 or more, or 20 cells/cm 2 or more, 250 cells/cm 2 or less, 200 cells/cm 2 Or less, or 150 cells/cm 2 or less.

基材を構成する材料は、例えば、金属、セラミックス(コージェライト)、金属酸化物粒子(例えば、アルミナ粒子、セリア粒子、ゼオライト粒子等)等であってよい。 The material forming the substrate may be, for example, metal, ceramics (cordierite), metal oxide particles (eg, alumina particles, ceria particles, zeolite particles, etc.).

上記の、ハニカム基材が外壁から内側に向かって有する穴は、例えば、酸素センサー、NOセンサー、温度センサー等を設置するための穴であってよい。従って、この穴の形状、大きさ、方向等は、使用するセンサーに適合するように適宜に設定されてよい。ハニカム基材のセル孔の一部は、この穴によって寸断されていてよい。 Above, holes honeycomb substrate has inwardly from the outer wall, for example, oxygen sensors, NO x sensors, it may be a hole for installing a temperature sensor or the like. Therefore, the shape, size, direction, etc. of this hole may be appropriately set to suit the sensor used. Some of the cell holes of the honeycomb substrate may be cut by the holes.

上記穴の開口部の形状は、例えば、円、楕円、多角形、不定形、及びこれらの組み合わせ等の適宜の形状であってよい。穴の開口部の大きさは、円相当径として、例えば、10mm以上、15mm以上、又は20mm以上であってよく、例えば、60mm以下、50mm以下、又は40mm以下であってよい。 The shape of the opening of the hole may be an appropriate shape such as a circle, an ellipse, a polygon, an amorphous shape, or a combination thereof. The size of the opening of the hole may be, for example, 10 mm or more, 15 mm or more, or 20 mm or more as a circle equivalent diameter, and may be, for example, 60 mm or less, 50 mm or less, or 40 mm or less.

上記穴の深さ(奥行き)は、例えば、10mm以上、15mm以上、又は20mm以上であってよく、例えば、60mm以下、50mm以下、又は40mm以下であってよい。穴の底面の立体形状は、平面でも非平面でもよく、例えば、穴中心の最大深さが他の部分の深さよりも深い、凹半球状であってよい。 The depth (depth) of the hole may be, for example, 10 mm or more, 15 mm or more, or 20 mm or more, and may be, for example, 60 mm or less, 50 mm or less, or 40 mm or less. The three-dimensional shape of the bottom surface of the hole may be flat or non-planar, and may be, for example, a concave hemisphere in which the maximum depth of the hole center is deeper than the depths of other portions.

穴の形成方向としては、ハニカム基材の外壁から内側に向かって、垂直に形成されていてもよいし、斜めであってもよい。 The holes may be formed vertically from the outer wall of the honeycomb substrate toward the inner side, or may be oblique.

例えば、酸素センサーを設置するための穴は、タンデム触媒における前段部と後段部との間に配置することが、該タンデム触媒の空燃比のフィードバック制御の観点から最適である。従って、穴の位置は、所望のタンデム触媒における触媒コート層構成に応じて、適宜に設定されてよい。 For example, it is optimal to arrange the hole for installing the oxygen sensor between the front stage and the rear stage of the tandem catalyst from the viewpoint of feedback control of the air-fuel ratio of the tandem catalyst. Therefore, the positions of the holes may be appropriately set depending on the desired catalyst coating layer structure of the tandem catalyst.

ハニカム基材における、排ガス上流側端面から穴の最上部(穴の開口部のうち、ハニカム基材の排ガス上流側端面に最も近い地点)までの距離は、該ハニカム基材の全長に対する割合として、例えば、15%以上、20%以上、30%以上、又は40%以上とすることができ、例えば、85%以下、80%以下、70%以下、60%以下とすることができる。 In the honeycomb substrate, the distance from the exhaust gas upstream end surface to the top of the hole (the opening portion of the hole, the point closest to the exhaust gas upstream end surface of the honeycomb substrate), as a ratio to the total length of the honeycomb substrate, For example, it can be 15% or more, 20% or more, 30% or more, or 40% or more, and can be, for example, 85% or less, 80% or less, 70% or less, 60% or less.

ハニカム基材が有する穴の数は、典型的には1個である。しかしながら、本発明におけるハニカム基材は、外壁から内側に向かう穴を2個以上有してもよい。 The number of holes that the honeycomb substrate has is typically one. However, the honeycomb substrate of the present invention may have two or more holes extending inward from the outer wall.

[通気速度調節部材及びその設置]
本発明の方法においては、上記のようなハニカム基材が有する、外壁から内側へ向かう穴に、通気速度調節部材を設置する。この通気速度調節部材は、後述の減圧印加時に、穴から流入する空気の流通をある程度妨げるが完全には遮断せずに、空気の流通速度を調節する機能を有する部材である。
[Ventilation rate adjusting member and its installation]
In the method of the present invention, a ventilation rate adjusting member is installed in the hole of the honeycomb base material as described above, which extends inward from the outer wall. This ventilation rate adjusting member is a member having a function of adjusting the flow rate of air without blocking the flow of the air flowing in through the holes to some extent but completely blocking the flow of the air when a reduced pressure described later is applied.

この通気速度調節部材としては、例えば、多孔性部材、微細な貫通孔を多数有するシート状部材等であってよい。 The ventilation rate adjusting member may be, for example, a porous member or a sheet-like member having a large number of fine through holes.

上記多孔性部材としては、例えば、高密度フィルター、高圧縮スポンジ、金属スポンジ等を挙げることができる。 Examples of the porous member include a high density filter, a high compression sponge, and a metal sponge.

上記微細な貫通孔を多数有するシート状部材としては、例えば、多孔性ゴムシート及びその他の多孔性プレート、不織布等であってよい。 The sheet-like member having a large number of fine through holes may be, for example, a porous rubber sheet and other porous plates, non-woven fabric or the like.

通気速度調節部材の孔径は、例えば、10μm以上、100μm以上、又は1,000μm(1mm)以上であってよく、例えば、10mm以下、5mm以下、又は1mm以下であってよい。 The pore diameter of the ventilation rate adjusting member may be, for example, 10 μm or more, 100 μm or more, or 1,000 μm (1 mm) or more, and may be, for example, 10 mm or less, 5 mm or less, or 1 mm or less.

通気速度調節部材は、ハニカム基材が有する穴の正面から観察したときに、穴の開口部の全部を被覆するように設置することが、通気速度を適切に調節する観点から好ましい。 The ventilation rate adjusting member is preferably installed so as to cover the entire opening of the hole when observed from the front of the hole of the honeycomb substrate, from the viewpoint of appropriately controlling the ventilation rate.

ハニカム基材が外壁から内側に向かって有する穴への通気速度調節部材の設置は、適当な設置用部材を用いて行うことができる。この設置用部材は、該設置用部材とハニカム基材外壁との間、及び該設置用部材と通気速度調節部材との間の気密を維持し、減圧印加時に、通気速度調節部材を介さない空気がハニカム基材の内部に流入することを遮断する機能を有することが好ましい。設置用部材としては、例えば、ゴム製スペーサ―等を用いることができる。 The ventilation rate adjusting member can be installed in the hole that the honeycomb substrate has from the outer wall toward the inner side by using an appropriate installation member. The installation member maintains airtightness between the installation member and the outer wall of the honeycomb base material, and between the installation member and the ventilation rate adjusting member, and air is not passed through the ventilation rate adjusting member when a reduced pressure is applied. It is preferable that the honeycomb structure has a function of blocking the inflow of the honeycomb structure into the inside of the honeycomb substrate. As the installation member, for example, a rubber spacer or the like can be used.

通気速度調節部材と、ハニカム基材における穴の開口部との間の最短距離は、例えば、2mm以上、5mm以上、又は10mm以上であってよく、且つ例えば、100mm以下、50mm以下、又は20mm以下であってよい。両者の距離を上記の範囲とすることにより、触媒コート層の形成に最適の通気速度を実現することができる。 The shortest distance between the ventilation rate adjusting member and the opening of the hole in the honeycomb substrate may be, for example, 2 mm or more, 5 mm or more, or 10 mm or more, and, for example, 100 mm or less, 50 mm or less, or 20 mm or less. May be By setting the distance between the two within the above range, the optimum ventilation rate for forming the catalyst coat layer can be realized.

減圧印加時におけるハニカム基材の穴への空気の流入は、通気速度調節部材の表面近傍における空気の風速(通気速度)を調節することにより、適切な範囲に設定することができる。この通気速度は、例えば、0.1m/秒以上、0.5m/秒以上、又は1m/秒以上とすることができ、例えば、7m/秒以下、5m/秒以下、又は3m/秒以下とすることができる。 The inflow of air into the holes of the honeycomb substrate at the time of applying the reduced pressure can be set in an appropriate range by adjusting the wind speed (air flow rate) of the air near the surface of the air flow rate adjusting member. This ventilation rate can be, for example, 0.1 m/sec or more, 0.5 m/sec or more, or 1 m/sec or more, and for example, 7 m/sec or less, 5 m/sec or less, or 3 m/sec or less. can do.

減圧印加時の通気速度は、印加する減圧の程度を調節することの他、例えば、通気速度調節部材とハニカム基材外壁との間の距離を調節すること、通気速度調節部材の孔径を調節すること等により、任意に調節可能である。2個以上の通気速度調節部材を重ねて用いることによって通気速度を調節することも、本発明の好ましい実施態様である。 The ventilation rate at the time of applying the reduced pressure is, in addition to adjusting the degree of the reduced pressure to be applied, for example, adjusting the distance between the ventilation rate adjusting member and the outer wall of the honeycomb substrate, and adjusting the pore diameter of the ventilation rate adjusting member. It can be adjusted as desired. It is also a preferred embodiment of the present invention to adjust the ventilation rate by stacking two or more ventilation rate adjusting members.

[塗工液の配置]
本発明の方法においては、上記のように、外壁から内側に向かう穴に通気速度調節部材を設置したハニカム基材の片方の端面に、触媒コート層形成用塗工液を配置する。ここで塗工液が配置されるハニカム基材の端面とは、排ガス流れ上流側の端面であっても下流側の端面であってもよい。典型的には、タンデム触媒の前段部及び後段部のうちの触媒コート層を形成したい側の端面を上にして、セル孔が鉛直方向となるようにハニカム基材を設置し、該ハニカム基材の上側端面上に塗工液を配置する。
[Arrangement of coating liquid]
In the method of the present invention, as described above, the catalyst coating layer forming coating liquid is disposed on one end surface of the honeycomb substrate having the ventilation rate adjusting member installed in the hole extending inward from the outer wall. The end surface of the honeycomb substrate on which the coating liquid is placed may be the end surface on the upstream side of the exhaust gas flow or the end surface on the downstream side. Typically, one of the front and rear parts of the tandem catalyst is placed with its end face on the side where the catalyst coat layer is to be formed facing up, and the honeycomb substrate is installed so that the cell holes are in the vertical direction. The coating liquid is placed on the upper end surface of the.

塗工液の配置量は、形成すべき触媒コート層の所望のコート長、印加される減圧度、塗工液の粘度等に応じて、適宜に設定されてよい。 The arrangement amount of the coating liquid may be appropriately set depending on the desired coat length of the catalyst coat layer to be formed, the degree of reduced pressure applied, the viscosity of the coating liquid, and the like.

塗工液の配置は、適宜の塗布装置、例えば、ピストン機構及びシャワーノズルを備えた塗工液定量配置装置等を用いて、塗工液の所定量をハニカム基材の片側端面上に吐出し、任意的に吐出された塗工液表面を均すことにより、行ってよい。 Arrangement of the coating liquid is performed by discharging a predetermined amount of the coating liquid onto one end surface of the honeycomb substrate by using an appropriate coating device, for example, a coating liquid fixed amount arrangement device including a piston mechanism and a shower nozzle. Alternatively, it may be performed by optionally leveling the surface of the discharged coating liquid.

塗工液は、触媒コート層の形成に用いられる公知の塗工液であってよい。しかしながら、本発明の効果を有効に発現するためには、塗工液の粘度が適切な範囲に調節されていることが好ましい。塗工液は、ハニカム基材の片方端面上に配置された後、他の端面からの吸引を行わない限り、自重によって又は毛細管現象等によって自然にセル孔内へ流入することがなく、且つ、他の端面からの吸引を行った際には、印加された減圧によってセル孔内へ流入する範囲の粘度を有することが好ましい。 The coating liquid may be a known coating liquid used for forming the catalyst coating layer. However, in order to effectively bring out the effect of the present invention, it is preferable that the viscosity of the coating liquid is adjusted to an appropriate range. The coating liquid, after being placed on one end surface of the honeycomb substrate, unless naturally suctioned from the other end surface, does not naturally flow into the cell holes by its own weight or by a capillary phenomenon, and, When suction is performed from the other end face, it is preferable that the viscosity be in a range of flowing into the cell holes due to the applied reduced pressure.

具体的には、塗工液について、E型粘度計によって、温度25℃、コーン回転数100rpmの条件下で測定した粘度として、例えば、70mPa・s以上又は80mPa・s以上であってよく、例えば、480mPa・s以下又は380mPa・s以下であってよい。塗工液について、E型粘度計によって、温度25℃、コーン回転数1rpmの条件下で測定した粘度としては、例えば、800mPa・s以上13,000mPa・s以下であってよい。 Specifically, the viscosity of the coating liquid measured with an E-type viscometer at a temperature of 25° C. and a cone rotation speed of 100 rpm may be, for example, 70 mPa·s or more, or 80 mPa·s or more. It may be 480 mPa·s or less or 380 mPa·s or less. The viscosity of the coating liquid measured with an E-type viscometer at a temperature of 25° C. and a cone rotation speed of 1 rpm may be, for example, 800 mPa·s or more and 13,000 mPa·s or less.

本発明において使用される塗工液は、金属酸化物担体と、貴金属の前駆体と、が適用な媒体中に分散又は溶解された、スラリー状の液状組成物であってよい。該スラリーは、更に、粘度調整のための増粘剤を含むことができる他、上記成分以外の無機成分、有機成分等を含んでいてよい。 The coating liquid used in the present invention may be a slurry-like liquid composition in which a metal oxide carrier and a noble metal precursor are dispersed or dissolved in a medium to which the metal oxide carrier is applied. The slurry may further contain a thickener for adjusting the viscosity, and may further contain an inorganic component, an organic component and the like other than the above components.

上記の金属酸化物担体としては、例えば、アルミニウム、ジルコニウム、セリウム、イットリウム、希土類元素等から成る群より選択される1種以上の金属原子を含む酸化物から成る粒子を使用してよい。貴金属の前駆体としては、例えば、パラジウム、白金、及びロジウムから選択される1種以上の貴金属の、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、ジケト鎖体等であってよい。 As the above-mentioned metal oxide carrier, for example, particles composed of an oxide containing one or more metal atoms selected from the group consisting of aluminum, zirconium, cerium, yttrium, rare earth elements and the like may be used. The noble metal precursor may be, for example, a chloride, nitrate, sulfate, diketo chain, or the like of one or more noble metals selected from palladium, platinum, and rhodium.

増粘剤としては、例えば、ポリエーテル系、ポリアクリル系、セルロース系、ポリビニルアルコール系、ベントナイト系等の各種増粘剤の他、ポリカルボン酸アンモニウム、ウレタンポリ変性エーテル、増粘多糖類、ポリアクリルアミド、クエン酸等を使用することができる。 As the thickener, for example, in addition to various thickeners such as polyether-based, polyacrylic-based, cellulose-based, polyvinyl alcohol-based, bentonite-based, ammonium polycarboxylate, urethane poly-modified ether, thickening polysaccharide, poly Acrylamide, citric acid and the like can be used.

上記無機成分としては、例えばベーマイト等の永続的バインダーを挙げることができる。上記有機成分としては、例えば有機ポリマー等の一時的バインダーを挙げることができる。 Examples of the inorganic component include a permanent binder such as boehmite. Examples of the organic component include a temporary binder such as an organic polymer.

塗工液の媒体としては水が適当である。塗工液中の上記各成分の濃度は、形成すべき触媒コート層における所望の組成、塗工液の所望の粘度等に応じて、適宜に設定されてよい。 Water is suitable as a medium for the coating liquid. The concentration of each of the above components in the coating liquid may be appropriately set depending on the desired composition of the catalyst coating layer to be formed, the desired viscosity of the coating liquid, and the like.

[吸引]
本発明の方法においては、上記のようにして塗工液をハニカム基材の片側端面上に配置したうえで、ハニカム基材の他方の端面から吸引する。このことによって、ハニカム基材のセル孔内に減圧が印加され、端面上に配置された塗工液がハニカム基材のセル孔内に引き込まれることにより、セル孔の内壁上への塗工液の塗布が行われる。
[Suction]
In the method of the present invention, the coating liquid is placed on one end face of the honeycomb substrate as described above, and then sucked from the other end face of the honeycomb substrate. As a result, a reduced pressure is applied to the cell holes of the honeycomb substrate, and the coating liquid disposed on the end face is drawn into the cell holes of the honeycomb substrate, so that the coating liquid on the inner walls of the cell holes is applied. Is applied.

吸引は、適宜の装置、例えば、真空ポンプ、エジェクター、アスピレーター等により、行ってよい。印加される減圧度は、絶対圧として、例えば、100kPa以下、60kPa以下、又は30kPa以下であってよく、例えば、3kPa以上、10kPa以上、又は80kPa以上であってよい。 Suction may be performed by an appropriate device, for example, a vacuum pump, an ejector, an aspirator, or the like. The degree of reduced pressure applied may be, for example, 100 kPa or less, 60 kPa or less, or 30 kPa or less as an absolute pressure, and may be 3 kPa or more, 10 kPa or more, or 80 kPa or more, for example.

[焼成]
上記のようにしてハニカム基材のセル孔の内壁上に触媒コート層形成用の塗工液を塗布した後、必要に応じて焼成を行うことにより、所望の触媒コート層を得ることができる。焼成温度は、例えば、400℃以上、450℃以上、又は500℃以上でであってよく、例えば、650℃以下、600℃以下、又は550℃であってよい。焼成時間は、例えば、1分以上、3分以上、又は5分以上であってよく、例えば3時間以下、2時間以下、又は30分以下であってよい。
[Firing]
A desired catalyst coat layer can be obtained by applying the coating liquid for forming the catalyst coat layer on the inner walls of the cell holes of the honeycomb substrate as described above, and then firing it as necessary. The firing temperature may be, for example, 400°C or higher, 450°C or higher, or 500°C or higher, and may be, for example, 650°C or lower, 600°C or lower, or 550°C. The firing time may be, for example, 1 minute or more, 3 minutes or more, or 5 minutes or more, and may be, for example, 3 hours or less, 2 hours or less, or 30 minutes or less.

[好ましい実施態様]
以下、図を参照しつつ、本発明の具体的な実施態様について説明する。
[Preferred Embodiment]
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2に、本発明のある実施態様を説明するための概略図を示した。以下におけるハニカム基材の「上」及び「下」とは、ハニカム基材を図2に示すように設置した際の上下関係を基準とする。 FIG. 2 shows a schematic diagram for explaining an embodiment of the present invention. The terms “upper” and “lower” of the honeycomb substrate below are based on the vertical relationship when the honeycomb substrate is installed as shown in FIG.

本発明の方法において使用される塗工装置の概略図を図2(a)に示した。図2(a)の塗工装置10は、真空ポンプ40、該真空ポンプ40と流体的に接続された減圧チャンバー41、該減圧チャンバー41とハニカム基材1のセル孔内とを気密下に接続するための気密トレイ13a、及び塗工中のハニカム基材1を保持するための基材保持部材13bを有する。 A schematic diagram of a coating apparatus used in the method of the present invention is shown in FIG. The coating apparatus 10 of FIG. 2(a) has a vacuum pump 40, a decompression chamber 41 fluidly connected to the vacuum pump 40, and the decompression chamber 41 and the inside of the cell holes of the honeycomb substrate 1 are hermetically connected. It has an airtight tray 13a for holding and a base material holding member 13b for holding the honeycomb base material 1 being coated.

この塗工装置10に、外壁から内側へ向かう穴2を有するハニカム基材1を、セル孔が鉛直方向となるように設置する(図2(b))。ここで、触媒コート層をハニカム基材1の全長にわたって形成する場合には、ハニカム基材1設置時にどちら側の端面を上にしてもよい。しかしながら、例えば、ハニカム基材1に形成する触媒コート層を前段部と後段部とに分け、両者の組成が異なるタンデム触媒を製造したい場合には、該タンデム触媒の前段部及び後段部うちの触媒コート層を形成したい側の端面を上にしてハニカム基材1を設置する。 The honeycomb substrate 1 having the holes 2 extending inward from the outer wall is installed in the coating device 10 so that the cell holes are in the vertical direction (FIG. 2(b)). Here, when the catalyst coat layer is formed over the entire length of the honeycomb substrate 1, either end face may be faced up when the honeycomb substrate 1 is installed. However, for example, when the catalyst coating layer formed on the honeycomb substrate 1 is divided into a front part and a rear part to manufacture a tandem catalyst having different compositions, the catalyst in the front part and the rear part of the tandem catalyst is used. The honeycomb substrate 1 is placed with the end surface on the side where the coat layer is to be formed facing up.

次いで、ハニカム基材1の穴に適当な設置用部材12を介して通気速度調節部材11を設置する(図2(c))。 Next, the ventilation rate adjusting member 11 is installed in the hole of the honeycomb substrate 1 through the appropriate installation member 12 (FIG. 2C).

図2(d)に、塗工液の配置の一態様を示した。この図2(d)では、ピストン21及びシャワーノズル22を備える塗工液定量配置装置20により、所定量の塗工液30を吐出して、ハニカム基材1の上側端面に均一に配置する。 FIG. 2D shows one mode of arrangement of the coating liquid. In FIG. 2D, a predetermined amount of the coating liquid 30 is discharged by the coating liquid constant amount arrangement device 20 including the piston 21 and the shower nozzle 22, and the coating liquid 30 is uniformly arranged on the upper end surface of the honeycomb substrate 1.

次に、図2(e)において、真空ポンプ40を稼働させ、減圧チャンバー41を介してハニカム基材1のセル孔内に減圧を印加し、ハニカム基材1の上側端面に均一に配置された塗工液30を吸引する。このことにより、図2(f)に示すように、該セル孔内に塗布液の塗膜32を形成することができる。なお、塗膜32はセル孔内に形成されるが、図2(f)においては説明の便宜上外部から見えるように描画した。 Next, in FIG. 2( e ), the vacuum pump 40 was operated to apply a reduced pressure to the inside of the cell holes of the honeycomb substrate 1 through the decompression chamber 41, and the honeycomb substrate 1 was uniformly arranged on the upper end surface. The coating liquid 30 is sucked. As a result, as shown in FIG. 2F, the coating film 32 of the coating liquid can be formed in the cell holes. Although the coating film 32 is formed in the cell hole, it is drawn in FIG. 2F so that it can be seen from the outside for convenience of description.

次いで、上記のようにして形成された塗膜32を焼成することにより、該塗膜32を触媒コート層に変換することができる。 Then, the coating film 32 formed as described above is baked to convert the coating film 32 into a catalyst coating layer.

上記のような本発明の方法により、外壁から内側へ向かう穴を有するハニカム基材のセル孔内に、触媒コート層を形成することができる。 By the method of the present invention as described above, the catalyst coat layer can be formed in the cell holes of the honeycomb substrate having the holes extending inward from the outer wall.

本発明の方法によると、触媒コート層を、ハニカム基材の片方の端面からハニカム基材の途中まで、所定の長さで形成することができる。例えば、穴形成領域における触媒コート層のコート長を、穴が形成されていないセル孔領域における触媒コート層のコート長と略同一にすることができる。従って例えば、上記に説明した本発明の方法を、塗工液の組成を変え、且つ設置するハニカム基材の上下を反転させて繰り返すことにより、穴を有する基材のセル孔内に、組成の異なる前段部及び後段部の各触媒コート層を有する所望のタンデム触媒を容易に製造することが可能である。 According to the method of the present invention, the catalyst coating layer can be formed with a predetermined length from one end surface of the honeycomb substrate to the middle of the honeycomb substrate. For example, the coat length of the catalyst coat layer in the hole forming region can be made substantially the same as the coat length of the catalyst coat layer in the cell hole region where no hole is formed. Therefore, for example, by repeating the method of the present invention described above by changing the composition of the coating liquid and inverting the honeycomb substrate to be installed upside down, the composition of It is possible to easily produce a desired tandem catalyst having different catalyst coating layers in the front and rear stages.

以下の実施例は、図2に概略的に示した塗工装置によって、通気速度調節部材11として高密度フィルターを用いて行った。以下におけるハニカム基材の「上」及び「下」とは、ハニカム基材を図2に示すように設置した際の上下関係を基準とする。 The following examples were carried out by using a coating device schematically shown in FIG. 2 and using a high-density filter as the ventilation rate adjusting member 11. The terms “upper” and “lower” of the honeycomb substrate below are based on the vertical relationship when the honeycomb substrate is installed as shown in FIG.

ハニカム基材1のセル孔内の穴形成領域以外の部分の風速は30m/秒に設定し、通気速度調節部材11の表面近傍における空気の風速(通気速度)は、高密度フィルターの孔径を変更することにより調節した。通気速度は、通気速度調節部材11の外側に設置した風速計により測定した。触媒コート層のコート長は、ハニカム基材1の上側端面に対置する塗工液の量を調整することにより、制御した。 The air velocity of the portion other than the hole forming region in the cell holes of the honeycomb substrate 1 is set to 30 m/sec, and the air velocity (air velocity) of the air near the surface of the air velocity adjusting member 11 changes the pore diameter of the high density filter. It was adjusted by The ventilation rate was measured by an anemometer installed outside the ventilation rate adjusting member 11. The coat length of the catalyst coat layer was controlled by adjusting the amount of the coating liquid placed on the upper end face of the honeycomb substrate 1.

以下の実施例において、通気速度調節部材11、及び塗工液30の種類、並びに印加する減圧の程度は、それぞれ以下のとおりとした。 In the following examples, the types of the ventilation speed adjusting member 11 and the coating liquid 30 and the degree of the reduced pressure applied were as follows.

[通気速度調節部材11]
種類:高密度フィルター
材質:ナイロン製
設置用部材12:ゴム製スペーサ―(リング状、厚さ2mm)
[Ventilation speed adjusting member 11]
Type: High-density filter Material: Nylon Installation member 12: Rubber spacer (ring shape, thickness 2 mm)

[塗工液30(塗工用スラリー)]
固形分濃度:29質量%
アルミナ粒子:粒径5μm、30質量%(全固形分中)
セリア−ジルコニア複合酸化物粒子:粒径3μm、55質量%(全固形分中)
硝酸パラジウム:3mol/L
増粘剤:セルロース材、1質量%(全固形分中)
溶媒:水
塗工液粘度: 210mPa・s(E型粘度計、25℃、100rpm)
[Coating liquid 30 (slurry for coating)]
Solid content concentration: 29 mass%
Alumina particles: particle size 5 μm, 30% by mass (in total solid content)
Ceria-zirconia composite oxide particles: particle size 3 μm, 55 mass% (in total solid content)
Palladium nitrate: 3 mol/L
Thickener: Cellulose material, 1% by mass (in total solid content)
Solvent: Water Coating liquid viscosity: 210 mPa·s (E type viscometer, 25°C, 100 rpm)

[減圧度]
絶対圧力:25kPa
[Decompression degree]
Absolute pressure: 25kPa

<実施例1>
本実施例では、穴を有するハニカム基材に触媒コート層を形成する場合の、穴形成領域における触媒コート層のコート長とそれ以外の領域における触媒コート層のコート長との差(コート長差)に対する、通気速度の影響を調べた。
<Example 1>
In this example, when the catalyst coat layer is formed on the honeycomb substrate having holes, the difference between the coat length of the catalyst coat layer in the hole forming region and the coat length of the catalyst coat layer in the other regions (coat length difference) ) Was investigated.

ハニカム基材1として下記に記載のものを用い、触媒コート層のコート長を30mm、50mm、及び70mmに設定し、通気速度を1〜20m/秒の範囲で変量して、上述の塗工液を上述の方法により塗布して塗膜を形成し、次いでこの塗膜を焼成することにより、触媒コート層を形成した。上記の通気速度の変量は、通気速度調節部材11である高密度フィルターの孔径を変更することにより行った。 The honeycomb base material 1 described below is used, the coat length of the catalyst coat layer is set to 30 mm, 50 mm, and 70 mm, and the aeration rate is varied within the range of 1 to 20 m/sec. Was applied by the method described above to form a coating film, and then the coating film was baked to form a catalyst coat layer. The variation of the ventilation rate was performed by changing the pore diameter of the high density filter which is the ventilation rate adjusting member 11.

[ハニカム基材1]
材質:セラミックス(コージェライト)製
基材形状:円筒形
基材サイズ:直径118.4mmφ×長さ138.2mm
セル形状:四角セル
セル壁厚:4mil
セル孔数:400セル/インチ
基材容量:1.521L
穴2の直径:30mmφ
穴2の深さ:25mm(最深部、穴の底部は丸形)
ハニカム基材の上端面から穴2の最上部までの距離:80mm
[Honeycomb substrate 1]
Material: Made of ceramics (cordierite) Base material shape: Cylindrical Base material size: Diameter 118.4 mmφ x length 138.2 mm
Cell shape: Square cell Cell wall thickness: 4 mil
Number of cell holes: 400 cells/inch 2
Base material capacity: 1.521L
Hole 2 diameter: 30mmφ
Depth of hole 2: 25 mm (the deepest part, the bottom of the hole is round)
Distance from the upper end surface of the honeycomb substrate to the uppermost part of the hole 2: 80 mm

上記のようにして形成した触媒コート層について、以下の基準で「コート長差」を評価した。 The “coat length difference” of the catalyst coat layer formed as described above was evaluated according to the following criteria.

[コート長差の定義]
図3に、コート長差の定義を説明するための概略断面図を示す。
[Definition of coat length difference]
FIG. 3 shows a schematic sectional view for explaining the definition of the coat length difference.

外壁から内側に向かう穴2を有するハニカム基材1に、吸引法によって触媒コート層を形成するとき、ハニカム基材1の上側端面に配置された塗工液をハニカム基材1のセル孔内に吸引するために印加される減圧は、穴形成領域52においては該穴2から流入する空気によって減ぜられるから、当該領域52における触媒コート長は他の領域51よりも短くなる可能性がある。 When the catalyst coating layer is formed on the honeycomb substrate 1 having the holes 2 extending inward from the outer wall by the suction method, the coating liquid placed on the upper end surface of the honeycomb substrate 1 is introduced into the cell holes of the honeycomb substrate 1. Since the reduced pressure applied for suction is reduced by the air flowing in from the holes 2 in the hole forming region 52, the catalyst coat length in the region 52 may be shorter than that in the other regions 51.

本実施例においては、穴形成領域52における触媒コート層のコート長と、その他の領域51における触媒コート層のコート長との差を「コート長差」として評価した(図3)。このコート長差が概ね5mm以下であったとき、均一塗布性は良好であると評価することができ、コート長差が概ね3mm以下であったとき、均一塗布性は極めて良好であると評価することができる。 In this example, the difference between the coat length of the catalyst coat layer in the hole forming region 52 and the coat length of the catalyst coat layer in the other regions 51 was evaluated as "coat length difference" (FIG. 3). When the coat length difference is approximately 5 mm or less, the uniform coating property can be evaluated as good, and when the coat length difference is approximately 3 mm or less, the uniform coating property is evaluated as very good. be able to.

評価結果を図4に示す。 The evaluation result is shown in FIG.

<実施例2>
本実施例では、ハニカム基材の直径がコート長差に及ぼす影響を調べた。
<Example 2>
In this example, the influence of the diameter of the honeycomb substrate on the coat length difference was investigated.

ハニカム基材1の直径を129mmφ及び132mmφとし、コート長を50mm固定とした他は、上記実施例1と同様に通気速度を変量して触媒コート層を形成し、コート長差を評価した。評価結果を、実施例1におけるハニカム基材直径104mmφ及びコート長50mmの場合とともに、図5に示す。 Except that the diameter of the honeycomb substrate 1 was 129 mmφ and 132 mmφ and the coat length was fixed at 50 mm, the ventilation rate was varied in the same manner as in Example 1 above to form a catalyst coat layer, and the coat length difference was evaluated. The evaluation results are shown in FIG. 5 together with the honeycomb substrate diameter of 104 mmφ and the coat length of 50 mm in Example 1.

<実施例3>
本実施例では、ハニカム基材の穴形成部領域における目詰まり率、及び塗工液の損失率に対する、通気速度の影響を調べた。
<Example 3>
In the present example, the influence of the aeration speed on the clogging rate in the hole forming area of the honeycomb substrate and the loss rate of the coating liquid was examined.

ハニカム基材1として、ハニカム基材の上端面から穴の最上部までの距離が40mmである他は実施例1と同様のハニカム基材を用い、触媒コート層のコート長を30mm、50mm、及び70mmに設定し、上記実施例1と同様に通気速度を変量して、触媒コート層を形成したときの、穴形成領域の目詰まり率及び塗工液の損失率を調べた。結果を図6及び図7に示す。 As the honeycomb substrate 1, the same honeycomb substrate as in Example 1 was used except that the distance from the upper end surface of the honeycomb substrate to the uppermost portion of the hole was 40 mm, and the coat length of the catalyst coat layer was 30 mm, 50 mm, and It was set to 70 mm, and the ventilation rate was varied in the same manner as in Example 1 above, and the clogging rate of the hole forming region and the loss rate of the coating liquid when the catalyst coating layer was formed were examined. The results are shown in FIGS. 6 and 7.

なお、穴領形成域の目詰まり率とは、ハニカム基材1の有する、穴2によって上端面から下端面までの流通を切断されたセル孔のうち、触媒コート層形成後に閉塞していたセル孔の割合を百分率で表した量である。塗工液の損失率とは、ハニカム基材の上端面に配置した塗工液のうち、触媒コート層の形成に使われずに損失した塗工液の割合を、百分率で表した量である。 In addition, the clogging rate of the hole formation area means the cell that is closed after the catalyst coat layer is formed among the cell holes of the honeycomb base material 1 that are cut off from the upper end surface to the lower end surface by the holes 2. It is the amount of the pores expressed as a percentage. The loss rate of the coating liquid is the amount of the coating liquid lost without being used for forming the catalyst coating layer, expressed as a percentage, of the coating liquid arranged on the upper end surface of the honeycomb substrate.

<実施例の考察>
図4を参照すると、通気速度が小さいほどコート長差を小さく制御できることが分かる。図5からは、ハニカム基材の直径はコート長差に対してあまり影響しないことが理解される。図4及び図5いずれの場合であっても、通気速度を概ね5m/秒未満に設定すると、コート長差を3mm以下にコントロールすることができることが検証された。
<Consideration of Examples>
It can be seen from FIG. 4 that the smaller the ventilation speed, the smaller the coat length difference can be controlled. From FIG. 5, it is understood that the diameter of the honeycomb substrate has little influence on the coat length difference. In both cases of FIG. 4 and FIG. 5, it was verified that the difference in coat length can be controlled to 3 mm or less by setting the aeration rate to less than approximately 5 m/sec.

図6を見ると、通気速度が大きい領域では穴形成領域の目詰まり率が高い(ほぼ100%)であるが、該目詰まり率は通気速度を一定値未満とすると急激に減少し、特定の風速以下ではほぼ0(ゼロ)とすることができた。この傾向はコート長にはあまり影響されないことが分かった。 As shown in FIG. 6, the clogging rate of the hole forming region is high (almost 100%) in the region where the ventilation rate is high, but the clogging rate decreases sharply when the ventilation rate is less than a certain value, and It could be almost 0 (zero) below the wind speed. It was found that this tendency was not significantly affected by the coat length.

一方で図7からは、通気速度を0m/秒とすると(穴を完全に閉鎖すると)、塗工液の損失が発生することが分かる。この塗工液の損失は、穴から有意量の風速で空気が流入することにより0(ゼロ)とすることができた。この傾向は、コート長によってあまり影響されなかった。 On the other hand, it can be seen from FIG. 7 that the loss of the coating liquid occurs when the ventilation speed is 0 m/sec (when the hole is completely closed). The loss of the coating liquid could be set to 0 (zero) by the inflow of air from the holes at a significant wind speed. This tendency was less affected by coat length.

以上のことから、本発明の方法において、通気速度を適当な範囲に制御することにより、コート長差を小さくし、穴形成領域の目詰まり率を実質的に0(ゼロ)とし、且つ、塗工液の損失を実質的に0(ゼロ)とし得ることが検証された。この傾向は、コート長によってあまり影響されなかった。 From the above, in the method of the present invention, by controlling the aeration rate within an appropriate range, the difference in coat length is reduced, the clogging rate of the hole forming region is substantially 0 (zero), and It was verified that the loss of the working fluid could be substantially zero. This tendency was less affected by coat length.

適正な通気速度は、ハニカム基材の長さ、セル孔の数、穴の位置及び大きさ、塗工用塗工液の粘度、印加する減圧度等に応じて、当業者によって適宜に設定されてよい。 The appropriate aeration rate is appropriately set by those skilled in the art according to the length of the honeycomb substrate, the number of cell holes, the position and size of the holes, the viscosity of the coating liquid for coating, the degree of reduced pressure applied, and the like. You may

1 ハニカム基材
2 穴
10 塗工装置
11 通気速度調節部材
12 設置用部材
13a 気密トレイ
13b 基材保持部材
20 塗工液定量配置装置
21 ピストン
22 シャワーノズル
30 塗工液
31 触媒コート層
31a 穴が形成されていないセル領域における触媒コート層
31b 穴によって寸断されたセル領域における触媒コート層
32 塗工液塗膜
40 真空ポンプ
41 減圧チャンバー
41a 穴が形成されていないセル領域における吸引力
41b 穴によって寸断されたセル領域における吸引力
42 穴からの空気の流入
43 穴からの制限された空気の流入
51 穴が形成されていないセル領域
52 穴によって寸断されたセル領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Honeycomb base material 2 hole 10 Coating device 11 Ventilation speed adjusting member 12 Installation member 13a Airtight tray 13b Base material holding member 20 Coating liquid fixed amount arrangement device 21 Piston 22 Shower nozzle 30 Coating liquid 31 Catalyst coating layer 31a Catalyst coat layer 31b in the cell region not formed 31b Catalyst coat layer in the cell region shredded by the hole 32 Coating liquid coating 40 Vacuum pump 41 Pressure reducing chamber 41a Suction force in the cell region not formed with holes 41b Shredded by the hole Suction force in the formed cell area 42 Air inflow from holes 43 Restricted air inflow from holes 51 Cell area where no holes are formed 52 Cell area cut by holes

Claims (4)

外壁から内側へ向かう穴を有するハニカム基材を準備すること、
前記ハニカム基材の前記穴に通気速度調節部材を設置すること、
前記ハニカム基材の片方の端面に、触媒コート層形成用塗工液を配置すること、及び
前記ハニカム基材の他方の端面から前記塗工液を吸引すること
を含む、触媒コート層の形成方法。
Providing a honeycomb substrate having holes going inward from the outer wall,
Installing a ventilation rate adjusting member in the hole of the honeycomb substrate,
A method for forming a catalyst coat layer, comprising disposing a coating liquid for forming a catalyst coat layer on one end face of the honeycomb substrate, and sucking the coating liquid from the other end face of the honeycomb substrate. ..
前記触媒コート層を、前記ハニカム基材の片方の端面から前記ハニカム基材の途中まで形成する、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the catalyst coat layer is formed from one end surface of the honeycomb substrate to a part of the honeycomb substrate. 前記触媒コート層形成用塗工液について、E型粘度計によって25℃、100rpmの条件下で測定した粘度が、70mPa・s以上480mPa・s以下である、請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the coating liquid for forming the catalyst coat layer has a viscosity of 70 mPa·s or more and 480 mPa·s or less measured by an E-type viscometer at 25°C and 100 rpm. 前記穴が、酸素センサーを設置するための穴である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the hole is a hole for installing an oxygen sensor.
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