JP6898331B2 - モノリス基材の端面をコーティングするための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、排出制御装置における使用のためのモノリス基材の端面をコーティングするための方法に関する。本発明は、さらに、モノリス基材の端面をコーティングするための装置に関する。

コーティングされたモノリス基材を含む数多くの排出制御装置が毎年製造される。そのような装置の主な使用の一つは、排気ガス、例えばパワープラント又は内燃機関、特に自動車内燃機関によって生成される排気ガスの処理を目的とする。モノリス基材は、排気ガスを基材内のチャネル壁上のコーティングと接触させる複数のチャネルを含有する。このコーティングは、人間の健康に有害な又は環境に悪い排気ガスの構成要素を捕捉、酸化及び／又は減少させうる。モノリス基材はまた、フィルター基材であってもよく、それは、スート（すなわち、粒子状物質）、例えば内燃機関によって生成されるスートを除去することができる。

排気ガス中の大気中に放出されうる汚染物質のレベルを制限する環境法はますます厳しくなっている。これらの法的基準を満たすために、改善された又は改質された活性を有する排出制御装置を提供する必要がある。そのような手法の一つは、コーティング、特に触媒コーティングをモノリス基材の端面に塗布することである。

米国特許第８，２５７，６５９号は、チャネル開口部がスートでブロックされること（いわゆる、面閉塞）を減少させる又は防ぐための触媒コーティングを有するハニカム基材の入口端面又は面を有する排出制御装置を記載している。

本出願人による英国特許出願第１５０４６５８．４号は、装置が高温に曝露されると揮発する白金を捕捉するための捕捉材料でコーティングされた出口端面を有する排出制御装置を記載している。

モノリス基材の端面のみを正確にコーティングするための自動化方法が必要である。

本発明の発明者は、モノリス基材の端面の液体を用いた自動化及び均一コーティングを可能にする方法及び装置を開発した。本発明はまた、モノリス基材、特に液体中に存在する白金族金属塩上にコーティングされる液体の量が正確に制御されることを可能にし、それにより浪費を防ぐことができる。

本発明は、モノリス基材の端面を液体でコーティングする方法、好ましくは自動化方法を提供する。本方法は、
（ａ）モノリス基材をコーティングローラーへ又はそれの方へ運ぶこと；及び
（ｂ）端面を液体が充填されたコーティングローラーと接触させることにより、液体をモノリス基材の端面に塗布すること
を含む。

本発明は、さらに、モノリス基材の端面を液体でコーティングするための装置、好ましくは自動化装置に関する。装置は、
（ａ）モノリス基材のための運搬装置；
（ｂ）液体をモノリス基材の端面に塗布するためのコーティングローラー；及び
（ｃ）液体塗布器
を備え、
運搬装置は、モノリス基材をコーティングローラーへ又はそれの方へ運ぶように配置されており、液体塗布器は、コーティングローラーに液体を充填するように配置されている。

装置は、本発明の方法を実施することを目的とする。よって、本発明は、該方法を実施するための装置の使用に関する。

モノリス基材を液体、特にウォッシュコートでコーティングするための先行技術における方法は、基材内のチャネルの内壁をコーティングすることに焦点を当てている。それらは、液体を基材の端面のみに、制御した、且つ均一的に塗布するための実用的な方法を提供していない。

本発明による装置の断面図を示す。コーティングローラー（１）は、モノリス基材の端面（１０）へ塗布するための液体（２）を含有する槽（５）内で回転する。モノリス基材は、複数のローラー（４）を備えるローラー運搬器である運搬装置上に示される。装置はまた、複数のローラー（６）を備えるローラー運搬器である第２の運搬装置も含む。

本発明は、モノリス基材の端面を液体でコーティングする方法及びそのための装置に関する。本発明の方法及びそのための装置は、実質的にモノリス基材の端面のみを液体でコーティングすることを目的とする。有利には、本発明は、モノリス基材内への液体の有意な侵入なく端面のコーティングを容易にする。モノリス基材内のチャネルへコーティングを不用意に塗布することなく、実質的にモノリス基材の端面のみを自動的にコーティングすることは困難である。

いくつかの液体に関しては、全ての液体がモノリス基材のチャネルに入ることを防ぐのは困難でありうる。そのような状況では、本発明は、全てのチャネル（すなわち、コーティングされた端部で開口端を有するすべてのチャネル）にわたって等しいコーティング深さ及び各チャネル内の均一なコーティング分布を得ることを可能にする。

原則として、本発明は、あらゆる種類のモノリス基材の端面をコーティングするために使用してもよい。モノリス基材は、好ましくはモノリスハニカム基材である。

モノリス基材は、従来型の円形断面を有しうるか、又は、楕円、卵形、「レーストラック」型又は他の非対称断面を有しうる。

モノリス基材は、複数のチャネル（典型的にはそれらを通って延びる）を有する。

モノリス基材は、フィルター基材又はフロースルー基材（すなわち、モノリスフィルター基材又はモノリスフロースルー基材）でありうる。

一般的に、フロースルー基材は、典型的には内部を貫通して伸びる複数のチャネルを備え、各チャネルは両端が開放されている（すなわち、入口の開放端及び出口の開放端）。チャネルは、複数の壁の間に形成される。壁は、非多孔質材料又は多孔性材料を含んでもよく、好ましくは、壁は非多孔質材料を含む。

フィルター基材は、フロースルー基材とは異なる構造を有する。反対に、フィルター基材は、複数のチャネルを含み、各チャネルは、開口端及び閉鎖端（例えば、ブロック又は閉塞端）を有する。各チャネルは、典型的には、壁によって隣接する又は近隣のチャネルから分離されている。壁は、多孔質材料を含むか、又は実質的にそれからなる。そのような多孔性材料は、当技術分野においてよく知られている。

一般に、フィルター基材は、複数の入口チャネル及び複数の出口チャネルを含む。各入口チャネルは、基材の第１の端部で開放端を、基材の第２の端部（すなわち、第２の端部は第２の端部の反対側の端部である）で閉鎖端を有し、各出口チャネルは、基材の第１の端部で閉鎖端を、基材の第２の端部で開放端を有する。

フィルター基材では、基材の第１の端部で開放端を有し、基材の第２の（すなわち、反対側の）端部で閉鎖端を有する各チャネルは、典型的には、基材の第１の端部で閉鎖端を有し、基材の第２の（すなわち、反対側の）端部で開放端を有するチャネルに、隣接している。チャネル間の液体連通は、基材の壁を介して（例えば多孔質材料を通じて）いる。

典型的には、フィルター基材のチャネルは、交互に閉鎖（例えばブロック又は閉鎖）及び開口端部を有する。よって、各入口チャネルは出口チャネルに隣接してもよく、各出口チャネルは入口チャネルに隣接してもよい。フィルター基材のどちらかの端部から見ると、チャネルは、チェスボードの外観を有しうる。

一般的に、モノリス基材はフロースルー基材であることが好まれる。

モノリス基材は、典型的には、セラミック材料又は金属材料でできているか又は構成されている。基材は、チタン酸アルミニウム、コーディエライト（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金、又はステンレス鋼合金でできているか、又はこれらで構成されることが好ましい。

モノリス基材は、基材内に分散された（例えば、基材の本体内に分散された）触媒材料を含みうる。触媒材料（又はその前駆体）は、モノリス基材を形成するために使用される押出体の一部である。よって、モノリス基材は、触媒材料を含む押出固形物でありうる。

液体は、溶液又は懸濁液でありうる。懸濁液は、コロイド分散液、例えばゾル、又は非コロイド懸濁液でありうる。液体が溶液又は懸濁液であるときは、水溶液又は水性懸濁液でありうる。

液体は溶液であることが好ましく、水溶液であることがより好ましい。

一般に、液体は付着性である。

典型的には、液体は触媒成分を含む。表現「触媒成分」は、生じる排出制御装置の活性に寄与するコーティング又はその前駆体に含まれうる任意の成分を包含する。触媒成分は、例えば、（ｉ）白金族金属（ＰＧＭ）又はＰＧＭの酸化物（又は前駆体、例えばＰＧＭの塩）、（ｉｉ）遷移金属又は遷移金属の酸化物（又は前駆体、例えば遷移金属の塩）、（ｉｉｉ）担持材料（例えば耐火性酸化物）、（ｉｖ）ａＮＯ_ｘ貯蔵成分、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属又はその酸化物若しくは炭酸塩、及び／又は（ｖ）ゼオライトでありうる。用語「触媒成分」は、成分自体が、用語「触媒」の意味の厳密な意味における触媒活性（例えば、反応速度の独力学的な増加）を有することを必要としないと理解されるべきである。例えば、触媒成分は、ＮＯ_ｘ又は炭化水素を蓄積又は吸収可能な材料を表すことがある。触媒成分を含む液体は、当業者に知られている。液体に含まれる触媒成分は、製造される製品による。

本発明の方法によって又は本発明の装置を使用することによって得られる製品は、例えば、三元触媒（ＴＷＣ）、ガソリン微粒子フィルター（ＧＰＦ）、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、触媒化スートフィルター（ＣＳＦ）、リーンＮＯ_ｘトラップ（ＬＮＴ）、受動的ＮＯ_ｘ吸着体（ＰＮＡ）、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、選択的触媒還元フィルター触媒（ＳＣＲＦ^ＴＭ）、アンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）、低温始動触媒（ｄＣＳＣ^ＴＭ）、尿素加水分解触媒（ＵＨＣ）又はそれら二つ以上の組合せでありうる。

「触媒成分」に加えて、液体は配合助剤をさらに含みうる。用語「配合助剤」とは、モノリス基材上にコーティングするための、その化学的又は物理的特性を改質するために液体に含まれる成分を指す。例えば、配合助剤は、液体中の触媒成分の分散を助けるか、又は液体の粘度を変化させる。配合助剤は、最終的なコーティングされたモノリス基材製品中に存在しないことがある（すなわち、焼成中に分解しうる）。例えば、配合助剤は、酸、塩基、増粘剤（例えば有機化合物増粘剤）又は結合剤でありうる。そのような配合剤の例は、当該技術分野で知られている。

一般に、液体は増粘剤を含みうる。増粘剤は、液体に粘度を提供して、モノリス基材の端面に付着すること、及び／又は、液体がモノリス基材のチャネルに入るのを減少させること若しくは防ぐことを可能にするために、含まれる。

本明細書で使用される用語「液体」は、用語「ウォッシュコート」を包含しうる。一般に、ウォッシュコートは、ゼオライト又は担持材料、例えば耐火性酸化物を含む。

液体は、特に溶液、例えば水溶液であるとき、ＰＧＭの塩又は遷移金属の塩、好ましくはＰＧＭの塩を含むことが好ましい。より好ましくは、液体はウォッシュコートではない。よって、液体は、ゼオライト又は担持材料、例えば耐火性酸化物を含まない。

液体は、ゼオライト又は担持材料、例えば耐火性酸化物を含まないとき、含浸溶液でありうる。液体が含浸溶液であるとき、含浸溶液は、好ましくは、白金族金属、例えば、白金、パラジウム、ロジウム及びそれら二つ以上の組合せからなる群より選択される白金族金属を含む。

本発明における使用のためのモノリス基材は、コーティングされたモノリス基材又はコーティングされていないモノリス基材でありうる。モノリス基材はコーティングされたモノリス基材である（すなわち、モノリス基材は予備コーティングされている）ことが好ましい。モノリス基材は、出願人による国際公開第９９／４７２６０号、同第２０１１／０８０５２５号及び同第２０１４／１９５６８５号のような先行技術における任意の適切な方法を使用して、予備コーティングされうる。

コーティングされたモノリス基材（例えば予備コーティングされたモノリス基材）は、典型的には、複数のチャネル内にコーティングを含む。コーティングは、複数のチャネル上及び／又はチャネル内に配置されうる。

コーティングされたモノリス基材がフロースルー基材であるとき、典型的には、コーティングは好ましくは複数の壁上に配置される。コーティングされたモノリス基材がコーティングされたフィルター基材である時、コーティングは複数の入口チャネル内及び／又は複数の出口チャネル内にある。

典型的には、コーティング（すなわち、コーティングされたモノリス基材 ［例えば予備コーティングされたモノリス基材］のコーティング）は、本発明の方法により又は本発明の装置を使用することにより得られるモノリス基材の端面上のコーティングとは異なる組成を有する。

本発明は、複数のモノリス基材の複数の端面又は面を液体で同時にコーティングするための方法及び／又は装置を提供しうる。よって、いくつかのモノリス基材のそれぞれの端面は、液体で同時にコーティングすることができる。本発明の方法は、好ましくは、実質的に複数のモノリス基材の複数の端面又は面のみを液体でコーティングすることを目的とする。

一般に、コーティングローラーは縦軸を有し、コーティングローラーは、縦軸の周りを回転する（例えば、使用される場合、例えば本発明の方法において使用される場合）又は回転可能である。コーティングローラーは円筒形であり、縦（すなわち、円筒）軸の周りを回転する（例えば、使用される場合、例えば本発明の方法において使用される場合）又は回転可能であることが好ましい。コーティングローラーは、好ましくは、直円柱である。

コーティングローラーは好ましくはモーター駆動である。

一般的に、コーティングローラーは側面を含む。側面は、移動する（例えば、使用される場合、例えば本発明の方法において使用される場合）又は移動可能である。側面上の点は、コーティングローラーの縦軸の周りを回転する（例えば使用される場合）又は回転可能である。

コーティングローラーの側面は、本明細書では「コーター表面」と称する。コーター表面は、典型的には湾曲した側面である。コーティングローラーが円筒形である（例えばシリンダーである）、特に直円柱であるとき、コーター表面は、シリンダーの側面である（すなわち、シリンダーの円形端又は端面ではない）。

本発明の方法は、例えば、モノリス基材のための運搬装置（すなわち、本発明の運搬装置）を使用して、（ａ）モノリス基材をコーティングローラーへ又はそれの方へ運ぶことを含む。

該方法の工程（ａ）は、（ａ）モノリス基材をコーティングローラーへ又はそれの方へ運び、モノリス基材の端面をコーティングローラーと、好ましくは、コーティングローラー、例えば本明細書で規定されるコーティングローラーのコーター表面と接触させることを含むことが好ましい。より好ましくは、工程（ａ）は、（ａ）モノリス基材をコーティングローラーへ又はそれの方へ運び、モノリス基材の端面をコーティングローラーのコーター表面と接触させることを含む。

一般的には、本発明の方法の工程（ａ）は、（ａ）モノリス基材をコーティングローラーへ向けて又はそれの方へ向けて運ぶことを含み、（ｉ）モノリス基材の端面［すなわち、端平面又は端面を含有する平面］は、コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸に実質的に平行であり、且つ／又は（ｉｉ）モノリス基材の複数のチャネル（例えば、それらを通じて延びるチャネル）は、コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸に実質的に垂直である。端面は好ましくはコーティングされる端面である。端面が（ｉ）及び／又は（ｉｉ）に規定されるような配向を有するとき、モノリス基材は、コーティングローラーを使用して端面に塗布される液体に関して正しく配向される。

本発明の方法の工程（ａ）は、典型的には、モノリス基材をコーティングローラーの方向へ又はそれの方へ運び、ここで、該方向は、コーティングローラーに接線方向である（すなわち、コーティングローラーの円形断面に接線方向である）。工程（ａ）は、（ａ）モノリス基材をコーティングローラーへ又はそれの方へ向けた方向及び配向で運び、ここで、方向はコーティングローラーに接線方向であり（すなわち、コーティングローラーの円形断面に接線方向である）、（ｉ）モノリス基材の端面 ［すなわち、端平面又は端面を含有する平面］は、コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸に実質的に平行であり、且つ／又は（ｉｉ）モノリス基材の複数のチャネル（例えば、それらを通じて延びるチャネル）は、コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸に実質的に垂直である。

典型的には、コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸は、（例えば地面に対して）実質的に水平であるか又は実質的に垂直である。コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸は、（例えば地面に対して）実質的に水平であることが好ましい。

モノリス基材の端面［すなわち端平面又は端面を含有する平面］は、コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸に実質的に平行でありうる。コーティングローラーの縦軸が（例えば地面に対して）実質的に水平であるとき、モノリス基材の端面は（例えば地面に対して）実質的に水平でありうる。コーティングローラーの縦軸が（例えば地面に対して）実質的に垂直であるとき、モノリス基材の端面は（例えば地面に対して）実質的に垂直でありうる。モノリス基材の端面は実質的に水平であることが好ましい。

モノリス基材の複数のチャネル（例えばそれらを通じて延びるチャネル）は、コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸に実質的に垂直でありうる。コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸が（例えば地面に対して）実質的に水平であるとき、モノリス基材の複数のチャネル（例えばそれらを通じて延びるチャネル）は、（例えば地面に対して）実質的に垂直でありうる。コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸が（例えば地面に対して）実質的に垂直であるとき、モノリス基材の複数のチャネル（例えばそれらを通じて延びるチャネル）は、（例えば地面に対して）実質的に水平でありうる。モノリス基材の複数のチャネルは実質的に垂直であることが好ましい。

モノリス基材の端面が実質的に水平である且つ／又はモノリス基材の複数のチャネルが実質的に垂直であるときが特に有利である。そのように配置において、モノリス基材は直立であり、重力によって、液体がコーティングローラーからモノリス基材のチャネル内に侵入することを減少させる及び／又は防ぐことを助けられる。よって、モノリス基材の端面又は面のみが液体で実質的にコーティングされる。

コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸が（例えば地面に対して）実質的に水平であるとき、モノリス基材、好ましくはモノリス基材の端面は、コーティングローラーを通過することが好ましい。よって、モノリス基材は、コーティングローラーのコーター表面と接触し、それを通過する。この配置では、モノリス基材のより低い端面が液体でコーティングされる。

典型的には、コーティングローラーの縦軸の位置は、特に使用の際の運搬装置の位置に対して固定されている。

本発明の方法において、工程（ｂ）は、（ｂ）端面を液体が充填されたコーティングローラーと接触させ、モノリス基材をコーティングローラー上に通過させることにより、液体をモノリス基材の端面に塗布することを含みうる。

本発明の装置において、運搬装置は、コーティングローラーの上流にある。

コーティングローラーは、モノリス基材（例えばモノリス基材の端面）が運搬装置から、コーター表面（すなわち、コーティングローラーのコーター表面）を通過する、好ましくはそれと接触してそれを通過することを可能にするよう位置しうる。

原則として、運搬装置は、モノリス基材をコーティングローラーへ移動させるための、好ましくは、コーティングへ配向された端面を有するモノリス基材をコーティングローラーへ移動させるための任意の自動化装置でありうる。運搬装置は、モノリス基材に破損又は損傷をもたらすべきではない。

例えば、運搬装置は、ローラーコンベヤー、ベルトコンベヤー、ワイヤメッシュコンベヤー、チェーンコンベヤー又はロボットアームでありうる。

運搬装置がローラーコンベヤーであるとき、好ましくは、運搬装置は、複数のローラー、好ましくは連続して配置された複数のローラーを含む。複数のローラーの各ローラーは、典型的には円筒形である。複数のローラーの各ローラーは、縦（すなわち円筒）軸を有する。複数のローラーの各ローラーの直径は同じであることが好ましい。

複数のローラーは、モノリス基材を担持し、コーティングローラーへ運ぶための一連の表面を提供する。複数のローラーの各ローラーは、モノリス基材を担持し、コーティングローラーへ運ぶための表面を有する。

使用する場合、複数のローラーの各ローラーの各表面の接線速度は同じであることが好ましい。複数のローラーはモーター駆動、好ましくは、複数のローラーの各ローラーの各表面の接線速度が同じであるようなモーター駆動でありうる。

典型的には、複数のローラーは、コーティングローラーに隣接する（例えば直接隣接する）ローラーを含む。コーティングローラーに隣接するローラーは、好ましくは、コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸に実質的に平行な縦（すなわち円筒）軸を有する。

運搬装置がベルトコンベヤーであるとき、好ましくは、運搬装置はベルトを含む。ベルトは、モノリス基材を担持し、コーティングローラーへ運ぶための表面を提供する。ベルトは好ましくはモーター駆動である。

運搬装置がワイヤメッシュコンベヤーであるとき、好ましくは、運搬装置はワイヤメッシュを含む。運搬装置は、単一ワイヤメッシュシート又は複数のワイヤメッシュセグメントを含みうる。単一ワイヤメッシュシート又は複数のワイヤメッシュセグメントは、モノリス基材を担持し、コーティングローラーへ運ぶための表面（又は一連の表面）を提供する。単一ワイヤメッシュシート又は複数のワイヤメッシュセグメントは好ましくはモーター駆動である。

運搬装置がチェーンコンベヤーであるとき、好ましくは、運搬装置はチェーンを含む。運搬装置は複数のチェーンを含みうる。チェーン又は複数のチェーンは、モノリス基材を担持し、コーティングローラーへ運ぶための表面（又は一連の表面）を提供する。チェーン又は複数のチェーンは好ましくはモーター駆動である。

本発明の方法は、（ｂ）端面を液体が充填されたコーティングローラーと接触させることにより、液体をモノリス基材の端面に塗布する工程を含む。この工程は、典型的には、（ｂ）端面を液体が充填されたコーティングローラーと接触させることにより、液体を実質的にモノリス基材の端面にのみ塗布することを含む。

コーティングローラーが液体で充填されるとき、コーター表面は、液体を充填されるか又はそれを運ぶ。

本発明の方法において、工程（ｂ）は、好ましくは、（ｂ）端面をコーティングローラーのコーター表面と接触させることにより、液体をモノリス基材の端面に（例えば実質的に端面にのみ）塗布することを含む。コーティングローラーは好ましくは液体で充填されている。

コーティングローラーは、コーター表面を含むスリーブ（例えばローラーカバー）を有しうる。スリーブは交換可能でありうる。あるいは、コーター表面はコーティングローラーの不可欠な部分でありうる。

コーティングローラーのコーター表面は、（例えば液体を吸収するための）吸収体表面又は非吸収体表面でありうる。

コーター表面は、発泡材料（すなわち固体発泡材料）を含みうるか、又は本質的にそれからなりうる。よって、コーティングローラーのコーター表面は、発泡材料を含みうるか、又は本質帝にそれからなりうる。

コーティングローラーのコーター表面は、非吸収体表面であることが好ましい。これは、コーター表面からモノリス基材の端面への液体の完全な移動を保証するためである。残りの液体がコーター表面上に残るとき、液体内の不均等な濃度の成分がモノリス基材に塗布され、例えば液体を含有する槽に再導入されることがある。
発泡材料は、典型的には、閉鎖セル発泡材料である（例えば、コーティングローラーのコーター表面は非吸収体表面である）。

発泡材料は、エラストマー発泡材料又はシリコン発泡材料であることが好ましい。より好ましくは、発泡材料は、エラストマー発泡材料であり、さらになお好ましくは、閉鎖セルのエラストマー発泡材料である。

発泡材料は、好ましくは、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム材料である。

表面（すなわち、コーティングローラーの表面）、例えば吸収体表面は、典型的には、表面と端面との間に接触圧力が加えられるときにモノリス基材の端面上の液体（例えば充填された液体）を放出するのに適している。接触圧力は、コーティングローラーに作用するモノリス基材の重量によって加えられうる。あるいは、コーティングローラーは、モノリス基材に対して（すなわち、モノリス基材へ）押し付けられてもよく、且つ／又は、モノリス基材は、コーティングローラーに対して押し付けられてもよい。接触圧力は、コーティングローラーに作用するモノリス基材の重量によって加えられることが好ましい。

本発明の方法は、（ｂ）端面をコーティングローラーの吸収体表面と接触させることによって液体をモノリス基材の端面に（例えば実質的に端面のみに）塗布する工程を含み、吸収体表面は、液体で充填され、吸収体表面と端面との間に接触圧力が加えられるときにモノリス基材の端面上の液体を放出する。

上記の通り、コーティングローラーの縦（例えば円筒）軸は、（例えば地面に対して）実質的に垂直であるか又は実質的に水平でありうる。コーティングローラーの縦軸は実質的に水平であることが好ましい。

コーティングローラーの縦軸が実質的に水平である場合、モノリス基材がコーティングローラーを通過するときに、吸収体表面とモノリス基材の端面との間に接触圧力が加えられうる。コーティングローラー上のモノリス基材の重量は、吸収体表面とモノリス基材の端面との間に加えられる接触圧力を提供する。

一般的に、工程（ｂ）は、端面を液体で充填されたコーティングローラーと接触させること、及びコーティングローラーを端面上に転がす又は回転させることを含む。

原則として、あらゆる種類の液体塗布器がコーティングローラーを充填するために使用されうる。液体塗布器は、典型的には、コーター表面上に液体を等しく充填するのに適している。

液体塗布器は、コーター表面上に液体を注ぐか又は噴霧してもよい。例えば、液体噴霧器は、コーター表面に液体を塗布又はコーティングするよう配置されているノズルを含みうる。

追加として又は代わりとして、液体塗布器は槽を含んでもよい。槽は液体を含有するのに適している。典型的には、槽は、液体を含有するための少なくとも一の壁により規定される容積を有する。液体塗布器が液体をコーター表面上に注ぐ又は噴霧するとき、槽は、コーター表面から垂れる可能性のある余分な液体を捉えるように配置されうる。

典型的には、コーティングローラーの縦軸の位置は、特に使用の際の槽の位置に対して固定されている。

コーティングローラーの縦（例えば円筒）軸が（すなわち地面に対して）実質的に水平であるとき、槽はコーティングローラーより下又はその表面下に位置することが好ましい。

一般に、槽は、液体をコーティングローラーに充填するように（例えば、液体をコーティングローラーに直接充填するように）配置されうる。槽は、液体をコーター表面上に（例えば、コーター表面上に直接）充填するように配置されることが好ましい。

槽が、コーティングローラー又はコーター表面上に充填されるように配置されるとき、好ましくは、槽は、コーティングローラーより下又はその表面下に位置する。槽及びコーティングローラーは、コーター表面が液体と接触すること及び／又は液体に浸漬すること（例えば、槽が液体を含有するとき）を可能にするように配置される。より好ましくは、槽及びコーティングローラーは、コーティングローラーのコーター表面の下面が液体と接触すること及び／又は液体に浸漬することを可能にするように配置される。

コーティングローラーのコーター表面が（例えば液体を吸収するための）吸収体表面である場合、コーター表面が槽内の液体を吸収するときに液体はコーター表面に充填されうる。

あるいは、液体塗布器はピックアップローラーをさらに含みうる。槽はピックアップローラーより下に又はその表面下に位置する。槽及びピックアップローラーは、ピックアップローラーの表面の一部が液体と接触すること及び／又は液体に浸漬すること（例えば、槽が液体を含有するとき）を可能にするように配置される。より好ましくは、槽及びピックアップローラーは、ピックアップローラーの表面（すなわち、表面の一部）の下面が液体と接触すること及び／又は液体に浸漬することを可能にするように配置される。

液体塗布器がピックアップローラーを含むとき、好ましくは、コーティングローラーはピックアップローラーの表面と接触するように配置される。より好ましくは、コーティングローラーのコーター表面は、ピックアップローラーの表面、特に上面と接触するように配置される。使用中、液体は、典型的には、ピックアップローラーの表面からコーティングローラーのコーター表面へ移される。

一般に、液体塗布器は液体ディスペンサーをさらに含みうる。槽は液体ディスペンサーと結合しており、好ましくは、液体ディスペンサーは槽の壁中のバルブを通じて槽に液体を分散することができることが好ましい。液体ディスペンサーは、一般的に知られた原理を使用して設計されうる。例えば、食品又は塗料産業に充填するために使用される、液体の容積又は重量による高精度の投与が可能な市販の機械が存在する。これらの機械は、多くの異なる粘度及びレオロジーの液体を取り扱うことができる。

本発明の方法の工程（ｂ）は、液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を生成する。本発明の方法は、（ｃ）液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させて、好ましくはモノリス基材上の液体を乾燥させることをさらに含みうる。

工程（ｃ）は、（ｃ１）液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させて、好ましくはモノリス基材上の液体を乾燥させること、及び、その後、（ｃ２）モノリス基材を焼成することをさらに含みうる。

一般的に、工程（ｃ）は工程（ｂ）に続く。よって、工程（ｃ１）及び（ｃ２）は工程（ｂ）に続く。

モノリス基材は、７５から１２５℃で（例えば、５から６０分間、特に１０から３０分間）乾燥されうる。乾燥工程は、液体をモノリス基材上に固定するために実施されうる。

モノリス基材は、最高５５０℃の温度、例えば１２５から５５０℃（例えば、１２５℃超且つ最高５５０℃）で焼成されうる。

本発明の方法の工程（ｃ）は、（ｃ０）液体でコーティングされた端面を有するモノリスを（例えば第２の運搬装置を使用して）コーティングローラーから離して運ぶことを含みうる。より好ましくは、工程（ｃ）は、（ｃ０）液体でコーティングされた端面を有するモノリスを（例えば第２の運搬装置を使用して）コーティングローラーから離して、且つ、液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させるための装置及び／又は液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を焼成するための装置、例えば以下に記載する装置へ又はそれの方へ運ぶことを含みうる。

一般に、工程（ｃ０）は、工程（ｃ１）及び／又は工程（ｃ２）に先立つ。

液体の配合に応じて、液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させる又は焼成する前に、モノリス基材を反転させて、液体でコーティングされた端面を下端面から上端面へ切り替えることが必要であるかもしれないし、必要でないかもしれない。

本方法の工程（ｃ）は、（ｃ０）液体でコーティングされた端面を有するモノリスを（例えば第２の運搬装置を使用して）コーティングローラーから離して運ぶこと及び（例えばモノリス基材を１８０°回転させて）モノリス基材を反転させることを含みうる。モノリス基材の反転後、液体でコーティングされた端面は、モノリス基材の上端面に存在することになる。

あるいは、本方法の工程（ｃ）は、（ｃ０）液体でコーティングされた端面を有するモノリスを（例えば第２の運搬装置を使用して）、モノリス基材を反転させることなくコーティングローラーから離して運ぶことを含みうる。

本発明の装置は、（ｄ）液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材のための第２の運搬装置をさらに含みうる。第２の運搬装置は、好ましくは、液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材をコーティングローラーから離して運ぶように配置されている。

第２の運搬装置は、モノリス基材（例えば液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材）をコーティングローラーから離して移動させるための任意の自動化装置でありうる。第２の運搬装置は、モノリス基材に破損又は損傷をもたらすべきではない。

第２の運搬装置は、好ましくはコーティングローラーの下流にある。

例えば、第２の運搬装置は、「運搬装置」に関して上に記載されるような、ローラーコンベヤー、ベルトコンベヤー、ワイヤメッシュコンベヤー、チェーンコンベヤー又はロボットアームでありうる。

第２の運搬装置はローラーコンベヤーであることが好ましい。好ましくは、第２の運搬装置は、複数のローラー、好ましくは連続して配置された複数のローラーを含む。複数のローラーの各ローラーは、典型的には円筒形である。複数のローラーの各ローラーは、縦（すなわち円筒）軸を有する。複数のローラーの各ローラーの直径は同じであることが好ましい。

複数のローラーは、モノリス基材を担持し、コーティングローラーへ運ぶための一連の表面を提供する。複数のローラーの各ローラーは、モノリス基材を担持し、コーティングローラーへ運ぶための表面を有する。

使用する場合、複数のローラーの各ローラーの各表面の接線速度は同じであることが好ましい。複数のローラーはモーター駆動、好ましくは、複数のローラーの各ローラーの各表面の接線速度が同じであるようなモーター駆動でありうる。

典型的には、複数のローラーは、コーティングローラーに隣接する（例えば直接隣接する）ローラーを含む。コーティングローラーに隣接するローラーは、好ましくは、コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸に実質的に平行な縦（すなわち円筒）軸を有する。

第２の運搬装置は、液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を（ｉ）コーティングローラーから離して、及び（ｉｉ）液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させるための装置及び／又は液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を焼成するための装置、例えば以下に記載する装置へ又はそれの方へ運ぶように配置されることが好ましい。

第２の運搬装置は、モノリス基材を反転するための装置をさらに含みうる。例えば、該装置はロボットアームを含みうる。

本発明の装置は、（ｅ）液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させる及び／又は焼成するための装置をさらに含みうる。モノリス基材を乾燥させる及び／又は焼成するための装置はコーティングローラーの下流にある。

装置は、（ｅ）（ｉ）液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させるための装置及び（ｉｉ）液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を焼成するための装置を含みうる。よって、モノリス基材を乾燥させるための装置は、モノリス基材を焼成させるための装置（例えばモノリス基材を焼成させるための装置とは異なる装置）とは分離されうる。

あるいは、液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させる及び焼成するための装置は、単一の装置でありうる。

典型的には、液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させる及び焼成するための装置は、オーブン、ホットエアガン又はマイクロ波乾燥装置である。液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させる及び焼成するための装置はオーブンであることが好ましい。

本発明は、複数のコーティングローラーの使用を含みうる。

したがって、本方法は、
（ａ）モノリス基材を複数のコーティングローラーへ又はそれの方へ運ぶこと；及び
（ｂ）端面を液体が充填された複数のコーティングローラーと接触させることにより、液体をモノリス基材の端面に塗布すること
を含んでもよい。

本装置は、
（ａ）モノリス基材のための運搬装置；
（ｂ）液体をモノリス基材の端面に塗布するための複数のコーティングローラー；及び
（ｃ）液体塗布器
を含んでもよく、
運搬装置は、モノリス基材を複数のコーティングローラーへ又はそれの方へ運ぶように配置されており、液体塗布器は、複数のコーティングローラーに液体を充填するように配置されている。

複数のコーティングローラーの各コーティングローラーは、上記の単数で記載したコーティングローラーの特徴のいずれかを有しうる。

複数のコーティングローラーは、好ましくは連続して配置されている。複数のコーティングローラーの各コーティングローラーは、典型的には円筒形である。複数のコーティングローラーの各コーティングローラーは、縦（すなわち円筒）軸を有する。複数のコーティングローラーの各コーティングローラーの直径は同じであることが好ましい。

複数のコーティングローラーは、モノリス基材の端面をコーティングするための一連のコーター表面を提供する。複数のコーティングローラーの各コーティングローラーは、モノリス基材の端面をコーティングするためのコーター表面を有する。

使用する場合、複数のコーティングローラーの各コーティングローラーの各表面の接線速度（例えば各コーター表面の速度）は同じであることが好ましい。複数のコーティングローラーはモーター駆動、好ましくは、複数のコーティングローラーの各ローラーの各コーティングローラーの接線速度が同じであるようなモーター駆動でありうる。

液体塗布器は、典型的には、コーター表面上（すなわち、複数のコーティングローラーのコーター表面上）に液体を等しく充填するのに適している。

液体塗布器が液体をコーター表面上に注ぐ又は噴霧するとき、槽は、コーター表面から垂れる可能性のある余分な液体を捉えるように配置されうる。

追加的に又は代替的に、槽は、複数のコーティングローラーの少なくとも一のコーティングローラーより下又はその表面下に位置してもよく、より好ましくは、槽は、複数のコーティングローラー（例えば複数のコーティングローラーのすべてのコーティングローラー）より下又はその表面下に位置する。

槽は、コーティングローラー又はコーター表面上に液体を充填するように配置されうる。槽は、好ましくは、コーティングローラーより下に又はその表面下に位置する。槽及びコーティングローラーは、コーター表面が液体と接触すること及び／又は液体に浸漬すること（例えば、槽が液体を含有するとき）を可能にするように配置される。より好ましくは、槽及びコーティングローラーは、各コーター表面の下面が液体と接触すること及び／又は液体に浸漬することを可能にするように配置される。

一般的に、本発明は、単一のコーティングローラーの使用に関することが好ましい。

定義
モノリス基材に対して本明細書で使用される用語「端面」は、モノリス基材の「面」という用語と同義である。モノリス基材の端面は、設置後に、排出制御装置の入口又は出口端を提供する。

コーティングローラーの「縦軸」について本明細書で記載する。縦軸はモノリス基材の端面を通過する。典型的には、縦軸は、各端面を含有する平面に垂直である。

本明細書で使用される、特にモノリス基材の端面のコーティング又は液体をモノリス基材の端面に塗布することを参照する用語「実質的にそれのみ（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｏｎｌｙ）」は、端面から測定される複数のチャネル中の液体又はコーティング（例えばモノリス基材の端面に塗布される液体又はモノリス基材の端面上のコーティング）の平均長さが≦５ｍｍ、好ましくは≦３ｍｍ、特に≦２ｍｍ、より好ましくは≦１ｍｍである、モノリス基材を指す。さらになお好ましくは、（例えば実験測定誤差内で）端面からの複数のチャネル中の液体又はコーティングは存在しない。したがって、用語「実質的にそれのみ（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｏｎｌｙ）」とは、用語「のみ」を包含する。モノリス基材がフィルター基材であるとき、端面から測定された複数のチャネル中の液体又はコーティングの平均長さは、端面で開口端を有する複数のチャネルに（例えばそれのみに）関する。モノリス基材のチャネル中のコーティングの存在又は不存在（液体がチャネルに侵入する範囲で）は、当該技術分野で知られる従来の技術を使用して、例えばＸ線画像化（モノリス基材にダメージを与えることなく）又は光学顕微鏡を使用して（モノリス基材の切開後）、決定することができる。

（例えば、コーティングローラーのようなローラー又は運搬装置の）縦軸のような特徴、モノリス基材の端面、又はモノリス基材の複数のチャネルを参照する、本明細書で使用される用語「実質的に垂直に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ）」とは、特徴が垂直から±５°、好ましくは垂直から±３°、例えば垂直から±０°（すなわち、測定誤差内で完全に垂直）である配置を指す。したがって、用語「実質的に垂直に」とは、用語「垂直に」を包含する。

（例えば、コーティングローラーのようなローラー又は運搬装置の）特徴、特に縦軸、モノリス基材の複数のチャネルのモノリス基材の端面を参照する、本明細書で使用される用語「実質的に水平に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｌｙ）」とは、特徴が垂直から±５°、好ましくは垂直から±３°、例えば垂直から±０°（すなわち、測定誤差内で完全に垂直）である配置を指す。したがって、用語「実質的に水平に」とは、用語「水平に」を包含する。

本明細書で使用される、二つの特徴、例えば（ｉ）コーティングローラーの縦軸に対するモノリス基材の端面又は（ｉｉ）コーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸に対するコーティングローラーに隣接するローラーの縦（すなわち円筒）軸を参照する、用語「実質的に平行（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｐａｒａｌｌｅｌ）」とは、特徴が平行から±５°、好ましくは平行から±３°、例えば平行から±０°（すなわち、測定誤差内で完全に平行）である配置を指す。したがって、用語「実質的に平行」とは、用語「平行」を包含する。

本明細書で使用される、二つの特徴、例えばコーティングローラーの縦（すなわち円筒）軸に対するモノリス基材の複数のチャネルを参照する、用語「実質的に平行（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ）」とは、特徴が垂直から±５°、好ましくは垂直から±３°、例えば垂直から±０°（すなわち、測定誤差内で完全に垂直）である配置を指す。したがって、用語「実質的に垂直」とは、用語「垂直」を包含する。

次に、以下の非限定的な実施例によって本発明を例証する。

本発明のコーティング法における使用のための液体を以下の通り調製した。３３３０ｇの硝酸白金溶液（１５％ Ｐｔアッセイ、ジョンソンマッセイ）を４５４０ｇの脱イオン水に添加した。混合物をローターステーターミキサーを使用した適度なせん断下で保持した。２１００ｇのクエン酸を硝酸白金溶液に添加し、溶解するまで撹拌した。その後、３２ｇのＡｃｔｉｇｕｍ^ＴＭ ＣＳ−６ Ｘａｎｔｈａｎ Ｇｕｍ ２５ＫＧ ＣＴＮ（Ｃａｒｇｉｌｌ）を添加して、溶液をより高い粘度に調整した。Ａｃｔｉｇｕｍ^ＴＭが溶解し活性化するまで溶液を撹拌下で保持した。得られた溶液は、０．５のｐＨ及びスピンドル＃０３を使用したＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ^ＴＭ ＲＶＴ ｖｉｓｏｓｃｏｍｅｔｅｒを使用して１０ｒｐｍで測定した１４００ｃＰの粘度を有した。槽（上述）を得られた液体で満たし、本発明の方法を使用してコーティングプロセスを行った。

直径３０４．８ｍｍ×高さ１５２．４ｍｍコーディエライト１ｃｍ^２当たり６２セル（４００ｃｐｓｉ）フロースルー部分を、記載した方法を使用して端部をコーティングした。コーティングプロセス後、当該部分の端部に合計で質量５．６ｇの湿った液体を塗布した。その後、当該部分を８５度の強制空気を通して乾燥させ、５００から５５０℃で５分間焼成した。

焼成後、端部をコーティングしたモノリス基材を軸方向に分割し、０．０１ｍｍの精度で、３つの異なる点でコーティング深さを測定した。これらの３点でのコーティング深さは、０．７２ｍｍ、０．６３ｍｍ及び０．８１ｍｍであった。したがって、平均コーティング深さは０．７２ｍｍであった。

疑義を避けるために、本明細書で引用したすべての文献の全内容は、参照により本願に援用される。

Claims (24)

1. モノリス基材の端面を、触媒成分及び増粘剤を含む液体でコーティングする方法であって、
   （ａ）モノリス基材をコーティングローラーへ運ぶこと；
   （ｂ）端面を、触媒成分及び増粘剤を含む液体が充填されたコーティングローラーと接触させることにより、触媒成分及び増粘剤を含む液体をモノリス基材の端面に塗布して、触媒成分及び増粘剤を含む液体でコートされた端面を有するモノリス基材を生成することすること；及び
   （ｃ）触媒成分及び増粘剤を含む液体でコートされた端面を有するモノリス基材を乾燥させること、及びその後モノリス基材を焼成すること
   を含む方法。
2. 工程（ａ）が、（ａ）モノリス基材のための運搬装置を使用して、モノリス基材をコーティングローラーへ運ぶことを含む、請求項１に記載の方法。
3. 工程（ａ）が、（ａ）モノリス基材をコーティングローラーへ運び、モノリス基材の端面をコーティングローラーの回転表面と接触させることを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. コーティングローラーが円筒形であり、縦軸の周りを回転可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 工程（ａ）が、（ａ）モノリス基材をコーティングローラーへ向けて運ぶことを含み、ここでモノリス基材の端面がコーティングローラーの縦軸に実質的に平行である、請求項４に記載の方法。
6. 工程（ａ）が、（ａ）モノリス基材をコーティングローラーへ向けて運ぶことを含み、ここでモノリス基材の複数のチャネルがコーティングローラーの縦軸に実質的に垂直である、請求項４又は５に記載の方法。
7. コーティングローラーの縦軸が地面に対して実質的に水平である、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 工程（ｂ）が、（ｂ）端面を、触媒成分及び増粘剤を含む液体が充填されたコーティングローラーの回転表面と接触させることにより、触媒成分及び増粘剤を含む液体をモノリス基材の端面に塗布することを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 工程（ｂ）が、（ｂ）端面を、触媒成分及び増粘剤を含む液体が充填されたコーティングローラーと接触させ、モノリス基材をコーティングローラー上に通過させることにより、触媒成分及び増粘剤を含む液体をモノリス基材の端面に塗布することを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. コーティングローラーの回転表面が非吸収体表面である、請求項９に記載の方法。
11. 工程（ｂ）が、（ｂ）端面を、触媒成分及び増粘剤を含む液体が充填されたコーティングローラーと接触させ、モノリス基材をコーティングローラー上に通過させることにより、触媒成分及び増粘剤を含む液体をモノリス基材の端面に塗布することを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 触媒成分及び増粘剤を含む液体が、白金族金属（ＰＧＭ）の塩又は遷移金属の塩を含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 触媒成分及び増粘剤を含む液体が溶液である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 実質的にモノリス基材の端面のみが触媒成分及び増粘剤を含む液体でコーティングされる、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. モノリス基材の端面を、触媒成分及び増粘剤を含む液体でコーティングするための装置であって、
    （ａ）モノリス基材のための運搬装置；
    （ｂ）触媒成分及び増粘剤を含む液体をモノリス基材の端面に塗布するためのコーティングローラー；及び
    （ｃ）液体塗布器
    を含み、
    運搬装置が、モノリス基材をコーティングローラーへ運ぶように配置されており、液体塗布器が、コーティングローラーに触媒成分及び増粘剤を含む液体を充填するように配置されている、
    装置。
16. 運搬装置が、ローラーコンベヤー、ベルトコンベヤー、ワイヤメッシュコンベヤー、チェーンコンベヤー又はロボットアームである、請求項１５に記載の装置。
17. コーティングローラーが円筒形であり、縦軸の周りを回転可能である、請求項１５又は１６に記載の装置。
18. 液体塗布器が液体を含有するための槽を含む、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の装置。
19. コーティングローラーが地面に対して実質的に水平な縦軸を有し、槽がコーティングローラーより下又はその表面下に位置している、請求項１８に記載の装置。
20. コーティングローラーがコーター表面を有し、槽及びコーティングローラーが、コーティングローラーのコーター表面が液体と接触すること及び／又は液体に浸漬することを可能にするよう配置されている、請求項１８又は１９に記載の装置。
21. コーティングローラーがモーター駆動である、請求項１５から２０のいずれか一項に記載の装置。
22. コーティングローラーが、モノリス基材が運搬装置からコーティングローラーのコーター表面を通過することを可能にするよう位置している、請求項１５から２１のいずれか一項に記載の装置。
23. （ｄ）モノリス基材をコーティングローラーから離して運ぶように配置されている、液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材のための第２の運搬装置をさらに含む、請求項１５から２２のいずれか一項に記載の装置。
24. （ｅ）触媒成分及び増粘剤を含む液体でコーティングされた端面を有するモノリス基材を乾燥させる及び／又は焼成するための装置をさらに含む、請求項１５から２３のいずれか一項に記載の装置。

Images