KR102595024B1 - 기재의 용액 코팅을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
워시코트를 기재 상에 제공하도록 구성된 코팅 시스템이 본원에 기재된다. 코팅 시스템은 코팅 용액, 특히 저점도 용액을 코팅 용기 내로 펌핑하도록 구성될 수 있으며, 기재는 코팅 용기 내에 위치설정된다. 코팅 시스템은, 기재로부터의 코팅 용액의 비-코팅 부분의 제거 및 비-코팅 부분의 재순환을 위해 구성된 요소를 추가로 포함한다. 워시코트를 기재에 적용하는 방법 뿐만 아니라 멀티-스테이션 코팅기 시스템이 또한 본원에 기재된다.
Description
본 개시내용은 기재, 특히 복수의 세공 또는 채널을 포함하는 기재를 저점도 코팅 용액으로 코팅하는 것에 관한 것이다.
배기 가스 중 유해 성분의 제거 및/또는 변환을 위한 촉매 변환기는 널리 공지되어 있다. 촉매 변환기는 이러한 목적을 위한 다양한 구성을 가지며, 하나의 구성 형태는 높은 표면적을 갖는 촉매 코팅된 본체를 제공하기 위해 다수의 종방향 채널 또는 셀을 갖는 촉매 코팅된 강성 골격 단일체 기재 또는 벌집형 요소이다. 강성 단일체 기재는 세라믹 및 다른 물질로부터 제작될 수 있다. 이러한 물질 및 그의 구성은, 예를 들어 각각 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 번호 3,331,787 및 3,565,830에 기재되어 있다.
단일체 벌집형 기재는 전형적으로 유입구 단부 및 유출구 단부와, 유입구 단부로부터 유출구 단부까지 기재 본체의 길이를 따라 연장되는 다수의 상호 인접한 셀을 가질 것이다. 이들 벌집형 기재는 전형적으로 약 100 내지 600의 제곱인치당 셀수 (cpsi)를 갖지만; 셀 밀도는 약 10 cpsi 내지 약 1200 cpsi 범위일 수 있다. 셀은 원형, 정사각형, 삼각형 또는 육각형 셀 형상을 가질 수 있다.
단일체 벌집형 기재의 개방 정면 영역은 표면적의 약 50% 내지 약 85%를 차지할 수 있고, 셀 벽 두께는 약 0.5 mil 내지 약 10 mil일 수 있으며, 여기서 1 mil은 0.001 인치이다. 셀은 또한 약 0.5 mil 내지 약 60 mil (0.012 mm 내지 1.5 mm) 범위의 두께를 갖는 벽에 의해 서로 분리될 수 있다. 개방 정면 영역은 2 mil의 셀 벽 두께를 갖는 600 cpsi 기재의 경우 91%만큼 클 수도 있다.
기재의 셀 벽은 다공성 또는 비-다공성일 수 있거나, 매끄럽거나 또는 거칠 수 있다. 다공성 벽의 경우, 평균 벽 세공 직경은 약 0.1 마이크로미터 내지 약 100 마이크로미터일 수 있고, 벽 다공도는 10% 내지 약 85% 범위일 수 있다.
이러한 단일체 촉매 기재는, 기재의 셀 벽 상에 침착된 1, 2개 또는 그 초과의 촉매 코팅을 가질 수 있다. 촉매 물질은 용액 중 용해된 화합물로서 또는 슬러리 중 현탁된 고체로서 담지될 수 있다. 이어서, 담체 및 코팅을 셀에 도입하고, 습윤 상태로 벽 상에 침착시키고, 이어서 이를 건조시키고, 하소할 수 있다. 이러한 코팅 공정은 용액 또는 슬러리를 셀 내로 의도된 거리만큼 흡입하기 위해 진공을 사용하는 것을 수반하였으며, 여기서 담체 액체가 제거되었을 때에 의도된 양의 촉매 물질이 벽에 부착될 수 있다. 코팅 작업은 다양한 셀의 벽 상에 동일한 양의 촉매 물질을 침착시키지 못할 수 있거나, 또는 용액 또는 슬러리를 각각의 셀 내로 균일한 거리만큼 흡입시키지 못할 수 있다. 더욱이, 저점도 물질은 기재에 걸쳐 균일하게 분포시키기 어려울 수 있으며, 적용된 진공에 의해 저점도 물질을 기재 내로 정확하게 흡인하기 (예를 들어, 오버슈트 및 장비의 오손을 회피하기) 어려울 수 있다. 추가로, 용액을 기재 내로 흡인하기 위해 공지된 시스템을 사용하는 경우에, 고형물 함량이 낮은 용액은 기재로부터 적하되거나 또는 바람직하지 않은 방식으로 장비 및/또는 인부와 달리 접촉하는 것이 통상적이다. 제조 효율을 개선시키기 위해 깊이의 동질성 및 촉매 물질의 부하량을 증가시키면서 단일체 촉매 기재를 코팅하는데 필요한 시간을 감소시키는 것이 바람직할 것이다. 마찬가지로, 상기 언급된 추가의 문제를 해결하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시내용은 1개 이상의 워시코트를 기재 상에 제공하기에 유용한 코팅 시스템 및 방법을 제공한다. 특히, 촉매 물질을 포함하는 워시코트를 기재에서 채널 벽에 적용하여 촉매 기재를 형성할 수 있다. 코팅 시스템 및 방법은 멀티-스테이션 코팅 시스템 및 방법의 일부로서 이용될 수 있다.
따라서, 하나 이상의 실시양태에서, 본 개시내용은,
하기를 포함하는 코팅 용기:
벽에 의해 한정되며 기재를 수용하도록 구성된 수용 챔버;
수용 챔버 아래에 위치설정된 유체 유입구; 및
수용 챔버 아래에 위치설정된 용기 밸브;
코팅 용기와 유밀 결합하도록 구성된 용기 커버;
충전 센서;
코팅 용액을 유체 유입구로 전달하도록 구성된 공급 펌프;
용기 밸브로부터의 코팅 용액을 수용하도록 구성된 복귀 펌프; 및
임의적인 진공 펌프
를 포함하는 코팅 시스템을 제공할 수 있다.
추가 실시양태에서, 코팅 시스템은 임의의 수 및 순서로 조합될 수 있는 하기 언급내용 중 하나 이상과 관련하여 특징화될 수 있다.
수용 챔버는, 실질적으로 코팅 용액 중 어떠한 것도 기재와 수용 챔버의 벽 사이를 통과하지 않으면서 코팅 용액이 기재를 통과할 수 있도록 구성될 수 있다.
유체 유입구는 용기 밸브 위에 위치설정될 수 있다.
충전 센서는 용기 커버에 위치설정될 수 있다.
코팅 시스템은, 용기 밸브 아래에서 연장되고 유출구를 갖는 테일 파이프를 추가로 포함할 수 있다.
테일 파이프는 수집 박스 내로 연장될 수 있다.
진공 펌프가 포함될 수 있으며, 수집 박스 상의 흡입 포트와 유체 연결될 수 있다. 흡입 포트는 테일 파이프의 유출구 위에 위치설정될 수 있다.
진공 펌프와 흡입 포트 사이에서 이들과 유체 연통하는 분리기를 추가로 포함할 수 있다.
분리기는, 테일 파이프의 유출구 아래의 위치에서 수집 박스와 유체 연결된 스파우트를 포함할 수 있다.
코팅 시스템은, 센서로부터 신호를 수신하고 제어 신호를 송신하도록 구성된 제어기를 추가로 포함할 수 있다.
제어기는 공급 펌프 및 용기 밸브 중 하나 또는 둘 다를 제어하도록 구성될 수 있다.
코팅 시스템은, 복귀 펌프, 진공 펌프 및 용기 커버 중 하나 이상에 대해 제어 신호를 수신하고 제어 명령을 실행하도록 구성된 제어기를 추가로 포함할 수 있다.
코팅 시스템은, 기재를 이동가능하게 결합시키도록 구성된 기재 클램프 또는 공기 주머니를 추가로 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 본 개시내용은,
기재를 코팅 용기의 수용 챔버 내에 위치설정하는 단계이며, 상기 수용 챔버가 벽에 의해 한정되고, 상기 기재가 위치설정되어 상단 및 하단이 한정되는 것인 단계;
코팅 용기와 용기 커버를 결합시켜 유밀 결합을 형성하는 단계;
수용 챔버 아래에 위치설정된 유체 유입구를 통해 저점도 코팅 용액을, 상기 코팅 용액이 수용 챔버에 진입하고, 기재의 하단에 진입하고, 기재에 존재하는 세공 또는 채널을 통해 상향으로 이동하도록 하기에 충분한 압력으로 펌핑하는 단계; 및
수용 챔버 아래에 위치설정된 용기 밸브를 개방하여, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분이 용기 밸브를 통해 기재로부터 배액되고, 저점도 코팅 용액의 코팅 부분이 기재의 세공 또는 채널에 남도록 하는 단계
를 포함하는, 기재를 저점도 코팅 용액으로 코팅하는 방법을 제공할 수 있다.
추가 실시양태에서, 방법은 임의의 수 및 순서로 조합될 수 있는 하기 언급내용 중 하나 이상과 관련하여 특징화될 수 있다.
위치설정은, 이동가능한 기재 클램프 또는 공기 주머니를 사용하여 기재를 비-코팅 위치로부터 수용 챔버로 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
펌핑은, 실질적으로 저점도 코팅 용액 중 어떠한 것도 기재와 수용 챔버의 벽 사이를 통과하지 않으면서 저점도 코팅 용액이 기재의 세공 또는 채널을 통과할 수 있도록 수행될 수 있다.
펌핑은, 저점도 코팅 용액이 수용 챔버에서 미리 정해진 높이에 도달할 때까지 계속될 수 있다. 미리 정해진 높이는 실질적으로 기재의 상단에 상응할 수 있다.
펌핑은, 저점도 코팅 용액이 기재에 존재하는 세공 또는 채널을 통해 충분히 상향으로 이동하였음을 표시하는 센서로부터의 충전 수준 제어 신호가 제어기로 송신될 때까지 계속될 수 있다.
센서는 용기 커버에 위치설정될 수 있다.
충전 수준 제어 신호의 수신 시에, 제어기는 하기 명령: 유체 유입구를 통해 저점도 코팅 용액을 펌핑하고 있는 공급 펌프를 자동으로 정지시키는 것; 및 용기 밸브를 자동으로 개방하는 것 중 하나 또는 둘 다를 실행할 수 있다.
용기 밸브를 통해 배액되는 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분은, 테일 파이프의 유출구를 통해 수집 박스 내로 통과할 수 있다.
용기 밸브를 개방한 후, 방법은 수집 박스로부터 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 펌핑하고, 기재의 추가 코팅을 위해 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 재순환시키는 것을 추가로 포함할 수 있다.
제어기는 용기 밸브의 개방에 대해 상대적인 정해진 시간에, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 펌핑하기 위한 복귀 펌프를 자동으로 시작시킬 수 있다.
용기 밸브를 개방한 후, 방법은 기재로부터 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 능동적으로 회수하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 능동적 회수는 수집 박스에 걸쳐 진공 펌프로 진공을 흡인하는 것을 포함할 수 있다. 제어기는, 복귀 펌프의 시작에 대해 상대적인 정해진 시간에, 진공 펌프를 자동으로 시작시킬 수 있다.
방법은 코팅 용기로부터 용기 커버를 유밀 밀봉이 해제되도록 충분히 분리시키는 것을 포함할 수 있다. 제어기는, 진공 펌프의 시작에 대해 상대적인 정해진 시간에, 코팅 용기로부터 용기 커버를 자동으로 분리시킬 수 있다.
분리기는 진공 펌프와 수집 박스 사이에서 이들과 유체 연통하게 위치설정될 수 있다.
방법은 분리기에서 수집된 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 분획을, 테일 파이프의 유출구 아래의 위치에서 수집 박스 내로 배출시키는 것을 포함할 수 있다.
방법은 진공 펌프의 정지를 포함할 수 있으며, 진공 펌프의 정지 후에 배출이 수행될 수 있다.
하기 조건: 제어기가, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 유동과 관련된 알고리즘 및 센서 출력 중 하나 또는 둘 다에 기초하여 진공 펌프를 자동으로 정지시킬 수 있는 것; 제어기가, 진공 펌프의 정지에 대해 상대적인 정해진 시간에, 분리기의 배출용 밸브를 자동으로 개방할 수 있는 것; 및 제어기가, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 유동과 관련된 알고리즘 및 센서 출력 중 하나 또는 둘 다에 기초하여 용기 밸브를 자동으로 폐쇄할 수 있는 것 중 하나 이상이 충족될 수 있다.
1개 이상의 건조 단계를 수행함으로써, 기재의 세공 또는 채널에 있는 저점도 코팅 용액의 코팅 부분을 적어도 부분적으로 건조시키는 것을 추가로 포함할 수 있다.
기재를, 그의 세공 또는 채널 내의 적어도 부분적으로 건조된 저점도 코팅 용액의 코팅 부분과 함께 하소하는 것을 추가로 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 본 개시내용은, 본원에 기재된 바와 같은 코팅기가 칭량 스테이션, 건조 스테이션 및 하소 스테이션 중 1개 이상과 조합된 것인 멀티-스테이션 코팅 시스템에 관한 것일 수 있다. 멀티-스테이션 코팅 시스템은 기재를 하나의 스테이션으로부터 또 다른 스테이션으로 순차적으로 통과시켜 촉매 기재를 자동으로 형성할 수 있도록 하는 제어 요소를 포함할 수 있다.
본 발명은 비제한적으로 하기 실시양태를 포함한다.
실시양태 1:
하기를 포함하는 코팅 용기:
벽에 의해 한정되며 기재를 수용하도록 구성된 수용 챔버;
수용 챔버 아래에 위치설정된 유체 유입구; 및
수용 챔버 아래에 위치설정된 용기 밸브;
코팅 용기와 유밀 결합하도록 구성된 용기 커버;
충전 센서;
코팅 용액을 유체 유입구로 전달하도록 구성된 공급 펌프;
용기 밸브로부터의 코팅 용액을 수용하도록 구성된 복귀 펌프; 및
임의적인 진공 펌프
를 포함하는 코팅 스테이션.
실시양태 2: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 수용 챔버가, 실질적으로 코팅 용액 중 어떠한 것도 기재와 수용 챔버의 벽 사이를 통과하지 않으면서 코팅 용액이 기재를 통과할 수 있도록 구성된 것인 코팅 스테이션.
실시양태 3: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 유체 유입구가 용기 밸브 위에 위치설정된 것인 코팅 스테이션.
실시양태 4: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 충전 센서가 용기 커버에 위치설정된 것인 코팅 스테이션.
실시양태 5: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 용기 밸브 아래에서 연장되고 유출구를 갖는 테일 파이프를 추가로 포함하는 코팅 스테이션.
실시양태 6: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 테일 파이프가 수집 박스 내로 연장되는 것인 코팅 스테이션.
실시양태 7: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 진공 펌프가 포함되며 수집 박스 상의 흡입 포트와 유체 연결되는 것인 코팅 스테이션.
실시양태 8: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 흡입 포트가 테일 파이프의 유출구 위에 위치설정된 것인 코팅 스테이션.
실시양태 9: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 진공 펌프와 흡입 포트 사이에서 이들과 유체 연통하는 분리기를 추가로 포함하는 코팅 스테이션.
실시양태 10: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 분리기가, 테일 파이프의 유출구 아래의 위치에서 수집 박스와 유체 연결되는 스파우트를 포함하는 것인 코팅 스테이션.
실시양태 11: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 센서로부터 신호를 수신하고 제어 신호를 송신하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 코팅 스테이션.
실시양태 12: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 제어기가 공급 펌프 및 용기 밸브 중 하나 또는 둘 다를 제어하도록 구성된 것인 코팅 스테이션.
실시양태 13: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 복귀 펌프, 진공 펌프 및 용기 커버 중 하나 이상에 대해 제어 신호를 수신하고 제어 명령을 실행하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는 코팅 스테이션.
실시양태 14: 임의의 상기 실시양태에 있어서, 기재를 이동가능하게 결합시키도록 구성된 기재 클램프를 추가로 포함하는 코팅 스테이션.
실시양태 15: 기재를 코팅 용기의 수용 챔버 내에 위치설정하는 단계이며, 상기 수용 챔버가 벽에 의해 한정되고, 상기 기재가 위치설정되어 상단 및 하단이 한정되는 것인 단계;
코팅 용기와 용기 커버를 결합시켜 유밀 결합을 형성하는 단계;
수용 챔버 아래에 위치설정된 유체 유입구를 통해 저점도 코팅 용액을, 상기 코팅 용액이 수용 챔버에 진입하고, 기재의 하단에 진입하고, 기재에 존재하는 세공 또는 채널을 통해 상향으로 이동하도록 하기에 충분한 압력으로 펌핑하는 단계; 및
수용 챔버 아래에 위치설정된 용기 밸브를 개방하여, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분이 용기 밸브를 통해 기재로부터 배액되고, 저점도 코팅 용액의 코팅 부분이 기재의 세공 또는 채널에 남도록 하는 단계
를 포함하는, 기재를 저점도 코팅 용액으로 코팅하는 방법.
실시양태 16: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 상기 위치설정이, 이동가능한 기재 클램프를 사용하여 기재를 비-코팅 위치로부터 수용 챔버로 이동시키는 것을 포함하는 것인 방법.
실시양태 17: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 상기 펌핑이, 실질적으로 저점도 코팅 용액 중 어떠한 것도 기재와 수용 챔버의 벽 사이를 통과하지 않으면서 저점도 코팅 용액이 기재의 세공 또는 채널을 통과할 수 있도록 수행되는 것인 방법.
실시양태 18: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 상기 펌핑이, 저점도 코팅 용액이 수용 챔버에서 미리 정해진 높이에 도달할 때까지 계속되는 것인 방법.
실시양태 19: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 미리 정해진 높이가 실질적으로 기재의 상단에 상응하는 것인 방법.
실시양태 20: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 상기 펌핑이, 저점도 코팅 용액이 기재에 존재하는 세공 또는 채널을 통해 충분히 상향으로 이동하였음을 표시하는 센서로부터의 충전 수준 제어 신호가 제어기로 송신될 때까지 계속되는 것인 방법.
실시양태 21: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 센서가 용기 커버에 위치설정된 것인 방법.
실시양태 22: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 충전 수준 제어 신호의 수신 시에, 제어기가 하기 명령:
유체 유입구를 통해 저점도 코팅 용액을 펌핑하고 있는 공급 펌프를 자동으로 정지시키는 것;
용기 밸브를 자동으로 개방하는 것
중 하나 또는 둘 다를 실행하는 것인 방법.
실시양태 23: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 용기 밸브를 통해 배액되는 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분이, 테일 파이프의 유출구를 통해 수집 박스 내로 통과하는 것인 방법.
실시양태 24: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 용기 밸브를 개방한 후, 수집 박스로부터 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 펌핑하고, 기재의 추가 코팅을 위해 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 재순환시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
실시양태 25: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 제어기가, 용기 밸브의 개방에 대해 상대적인 정해진 시간에, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 펌핑하기 위한 복귀 펌프를 자동으로 시작시키는 것인 방법.
실시양태 26: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 용기 밸브를 개방한 후, 기재로부터 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 능동적으로 회수하는 것을 추가로 포함하는 방법.
실시양태 27: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 상기 능동적 회수가, 수집 박스에 걸쳐 진공 펌프로 진공을 흡인하는 것을 포함하는 것인 방법.
실시양태 28: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 제어기가, 복귀 펌프의 시작에 대해 상대적인 정해진 시간에, 진공 펌프를 자동으로 시작시키는 것인 방법.
실시양태 29: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 코팅 용기로부터 용기 커버를 유밀 밀봉이 해제되도록 충분히 분리시키는 것을 포함하는 방법.
실시양태 30: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 제어기가, 진공 펌프의 시작에 대해 상대적인 정해진 시간에, 코팅 용기로부터 용기 커버를 자동으로 분리시키는 것인 방법.
실시양태 31: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 분리기가 진공 펌프와 수집 박스 사이에서 이들과 유체 연통하게 위치설정된 것인 방법.
실시양태 32: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 분리기에서 수집된 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 분획을, 테일 파이프의 유출구 아래의 위치에서 수집 박스 내로 배출시키는 것을 포함하는 방법.
실시양태 33: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 방법이 진공 펌프의 정지를 포함하며, 여기서 진공 펌프의 정지 후에 상기 배출이 수행되는 것인 방법.
실시양태 34: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 하기 조건:
제어기가, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 유동과 관련된 알고리즘 및 센서 출력 중 하나 또는 둘 다에 기초하여 진공 펌프를 자동으로 정지시키는 것;
제어기가, 진공 펌프의 정지에 대해 상대적인 정해진 시간에, 분리기의 배출용 밸브를 자동으로 개방하는 것;
제어기가, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 유동과 관련된 알고리즘 및 센서 출력 중 하나 또는 둘 다에 기초하여 용기 밸브를 자동으로 폐쇄하는 것
중 하나 이상이 충족되는 것인 방법.
실시양태 35: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 1개 이상의 건조 단계를 수행함으로써, 기재의 세공 또는 채널에 있는 저점도 코팅 용액의 코팅 부분을 적어도 부분적으로 건조시키는 것을 추가로 포함하는 방법.
실시양태 36: 임의의 상기 실시양태에 있어서, 기재를, 그의 세공 또는 채널 내의 적어도 부분적으로 건조된 저점도 코팅 용액의 코팅 부분과 함께 하소하는 것을 추가로 포함하는 방법.
실시양태 37: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 따른 코팅 스테이션을 포함하는 멀티-스테이션 코팅 시스템.
실시양태 38: 임의의 상기 또는 후속 실시양태에 있어서, 칭량 스테이션, 건조 스테이션 및 하소 스테이션 중 1개 이상을 추가로 포함하는 멀티-스테이션 코팅 시스템.
본 개시내용의 이들 및 다른 특색, 측면 및 이점은 하기에 간략하게 기재된 하기 상세한 설명과 첨부 도면을 읽음으로써 명백해질 것이다. 본 발명은 상기 언급된 실시양태 중 2, 3, 4개 또는 그 초과의 임의의 조합 뿐만 아니라 본 개시내용에 제시된 임의의 2, 3, 4개 또는 그 초과의 특색 또는 요소의 조합을, 본원의 구체적 실시양태 설명에서 이러한 특색 또는 요소가 명백하게 조합되었는지의 여부와는 상관없이 포함한다. 본 개시내용은 종합적으로 읽혀지도록 의도된 것이므로, 문맥이 달리 명백하게 지시하지 않는 한, 개시된 발명의 임의의 분리가능한 특색 또는 요소가 그의 다양한 측면 및 실시양태에서 조합가능하도록 의도된 것으로 검토되어야 한다.
본 발명의 실시양태의 이해를 제공하기 위해, 첨부된 도면을 참조하며, 이는 반드시 축적에 따라 도시된 것은 아니고, 여기서 참조 번호는 본 발명의 예시적 실시양태의 구성요소를 지칭한다. 도면은 단지 예시적이며, 본 발명을 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른, 워시코트를 기재 상에 제공하도록 구성된 코팅기 시스템의 개략적 다이어그램이고;
도 2A는 워시코트를 기재에 적용하는 것을 예비하여 코팅 용기가 부분적으로 코팅 용기의 수용 챔버 내에 배치된 기재를 갖고 있는, 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 코팅 용기 및 용기 커버의 부분 단면이고;
도 2B는 기재가 완전히 수용 챔버 내에 위치설정되고, 용기 커버와 코팅 용기가 결합되고, 코팅 용액이 수용 챔버 내로 펌핑되고 있는, 도 2A의 실시양태의 추가 예시이고;
도 2C는 코팅 용액이 기재를 통해 완전히 펌핑된, 도 2B의 실시양태의 추가 예시이고;
도 2D는 코팅 용액의 비-코팅 부분이 기재로부터 배액되어 워시코트를 갖는 기재가 남은, 도 2C의 실시양태의 추가 예시이고;
도 3은 본 개시내용의 예시적 실시양태에 따른 기재의 코팅과 관련된 복수의 단계를 예시하는 흐름도이고;
도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 멀티-스테이션 코팅 시스템을 예시하는 다이어그램이고;
도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 멀티-스테이션 코팅 시스템을 예시하는 다이어그램이다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른, 워시코트를 기재 상에 제공하도록 구성된 코팅기 시스템의 개략적 다이어그램이고;
도 2A는 워시코트를 기재에 적용하는 것을 예비하여 코팅 용기가 부분적으로 코팅 용기의 수용 챔버 내에 배치된 기재를 갖고 있는, 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 코팅 용기 및 용기 커버의 부분 단면이고;
도 2B는 기재가 완전히 수용 챔버 내에 위치설정되고, 용기 커버와 코팅 용기가 결합되고, 코팅 용액이 수용 챔버 내로 펌핑되고 있는, 도 2A의 실시양태의 추가 예시이고;
도 2C는 코팅 용액이 기재를 통해 완전히 펌핑된, 도 2B의 실시양태의 추가 예시이고;
도 2D는 코팅 용액의 비-코팅 부분이 기재로부터 배액되어 워시코트를 갖는 기재가 남은, 도 2C의 실시양태의 추가 예시이고;
도 3은 본 개시내용의 예시적 실시양태에 따른 기재의 코팅과 관련된 복수의 단계를 예시하는 흐름도이고;
도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 멀티-스테이션 코팅 시스템을 예시하는 다이어그램이고;
도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 멀티-스테이션 코팅 시스템을 예시하는 다이어그램이다.
본 발명의 여러 예시적 실시양태를 기재하기 전에, 본 발명은 하기 설명에 제시된 구성 및 공정 단계의 세부사항으로 제한되지는 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시양태가 가능하며, 다양한 방식으로 실시 또는 수행될 수 있다.
본 개시내용은 기재의 적어도 일부분 상에 용액을 코팅하기에 적합한 시스템 및 방법을 제공한다. 특히, 복수의 세공 및/또는 채널이 형성된 기재에, 세공 및/또는 채널을 한정하는 벽 상의 워시코트를 제공할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 습윤 코팅으로도 지칭되는 워시코트는, 액체 담체 또는 비히클 중에 명시된 고형물 함량 (예를 들어, 약 5% 내지 약 60 중량%)의 촉매 또는 또 다른 물질을 함유하는 슬러리를 제조하고, 이어서 이를 기재 상에 코팅하고, 건조시켜 워시코트 층을 제공함으로써 형성될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "워시코트"는, 처리될 기체 스트림의 통로를 허용하기에 충분히 다공성인 벌집형 담체 부재와 같은 기재 물질에 적용된 촉매 또는 다른 물질의 얇은 접착성 코팅이라는 관련 기술분야에서의 그의 통상적인 의미를 갖는다. 본 개시내용의 시스템 및 방법에 따라 적용된 워시코트 또는 습윤 코팅은 금속 촉매를 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 촉매는 칼슘, 바륨, 스트론튬, 세륨, 세슘, 구리, 철, 니켈, 코발트, 망가니즈, 크로뮴, 바나듐, 지르코늄 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 금속은 특히, 액체 담체, 특히 수성 담체 (예를 들어, H2O) 중에 가용성인 금속 염과 같은 화합물의 형태일 수 있다. 일부 실시양태에서, 슬러리는 알루미나, 분자체, 실리카-알루미나, 제올라이트, 지르코니아, 티타니아, 란타나 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 슬러리는 칼슘, 바륨, 스트론튬, 세륨, 세슘, 구리, 철, 니켈, 코발트, 망가니즈, 크로뮴, 바나듐 및 그의 조합의 산화물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 슬러리는, 산화물이 아니지만 기재 상의 침착 전에, 그 동안 또는 그 후에 금속 산화물로 변환되도록 적합화된 금속 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다양한 금속 염이 사용될 수 있다. 특정의 예시적인 실시양태에서, 워시코트로서 기재 상에 적용하기 위한 용액 중에 질산니켈을 제공할 수 있으며, 질산니켈은 기재 상에서 산화니켈을 형성하도록 반응할 수 있다. 사용될 수 있는 금속 염의 다른 비제한적 예는 질산구리 및 질산철을 포함한다.
다양한 실시양태에서, 워시코트를 제조하기 위한 코팅 용액의 농도는 약 0.5% 내지 약 5 중량%의 백금족 금속 (PGM)일 수 있거나, 또는 대안적으로 코팅 용액은 약 1 중량% 내지 약 2 중량%의 백금족 금속, 또는 약 1.5 중량%의 백금족 금속의 농도를 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 코팅 용액 중 금속 종의 총 농도는 약 0.5 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.75 중량% 내지 약 15 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 10 중량%일 수 있다.
코팅 용액은, 일부 실시양태에서, 저점도 코팅 용액일 수 있다. 저점도 코팅 용액은 약 50 센티포아즈 (cP) (50 mPa·s) 이하, 예를 들어 약 1 cP (1 mPa·s) 내지 약 50 cP (50 mPa·s)의 점도를 갖는 용액인 것으로서 정의될 수 있다. 저점도 코팅 용액은 약 45 cP (45 mPa·s) 이하, 예를 들어 약 2 cP (2 mPa·s) 내지 약 45 cP (45 mPa·s)의 점도를 갖는 용액인 것으로서 정의될 수 있다. 저점도 코팅 용액은 약 40 cP (40 mPa·s) 이하, 예를 들어 약 3 cP (3 mPa·s) 내지 약 450 cP (40 mPa·s)의 점도를 갖는 용액인 것으로서 정의될 수 있다. 저점도 코팅 용액은 약 35 cP (35 mPa·s) 이하, 예를 들어 약 4 cP (4 mPa·s) 내지 약 35 cP (35 mPa·s)의 점도를 갖는 용액인 것으로서 정의될 수 있다. 저점도 코팅 용액은 약 30 cP (30 mPa·s) 이하, 예를 들어 약 5 cP (5 mPa·s) 내지 약 30 cP (mPa·s)의 점도를 갖는 용액인 것으로서 정의될 수 있다. 저점도 코팅 용액은 약 25 cP (25 mPa·s) 이하, 예를 들어 약 5 cP (5 mPa·s) 내지 약 25 cP (25 mPa·s)의 점도를 갖는 용액인 것으로서 정의될 수 있다. 저점도 코팅 용액은 약 20 cP (20 mPa·s) 이하, 예를 들어 약 5 cP (5 mPa·s) 내지 약 20 cP (20 mPa·s)의 점도를 갖는 용액인 것으로서 정의될 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시양태에 따른 코팅 용액은, 용액 점도에 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 그의 총 고형물 농도와 관련하여 정의될 수 있다. 고형물은 금속 종 및/또는 알루미나 (예를 들어, 제올라이트) 입자를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 개시내용에 따른 코팅 용액은 약 1 중량% 내지 약 40 중량%, 약 2 중량% 내지 약 35 중량%, 약 3 중량% 내지 약 30 중량%, 약 4 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 20 중량%의 총 고형물 농도를 가질 것이다. 일부 실시양태에서, 코팅 용액은 뉴턴 유체 - 즉, 유동 점도 및 변형 속도가 모든 지점에서 선형 관계인 유체에 제한될 수 있다.
바람직하지 않게, 저점도 용액 (즉, 고형물 함량이 낮은 용액)은 공지된 시스템 및 방법을 사용하여 적용 시에 오염 문제를 제공할 수 있다. 예를 들어, 공지된 시스템은 용액을 기재 내로 흡입하기 위해 진공을 이용하며, 상기 공정 동안 기재는 통상적으로 뒤집어져야 한다. 저점도의 고형물 함량이 낮은 용액의 경우, 이러한 뒤집기는 용액이 기재로부터 "슬링"되어, 장비가 오손되고/거나 인부와 접촉하도록 할 수 있다. 이러한 조건은, 코팅 용액이 인간 접촉에 바람직하지 않은 것으로 간주될 수 있는 물질, 예컨대 일부 금속-함유 용액의 함량을 포함하는 경우에 특히 바람직하지 않을 수 있다. 본원에 개시된 시스템 및 방법은 이러한 문제를 실질적으로 감소 및/또는 제거할 수 있다.
본 개시내용에 따른 저점도 코팅 용액은 특히 또 다른 촉매 물질이 코팅될 수 있는 베이스 코트로서 유용할 수 있다. 따라서, 본 개시내용은 구체적으로 다수의 워시코트를 동일한 기재에 적용하도록 구성된 시스템 및 방법을 포괄한다.
본 개시내용의 다양한 실시양태에 따른 유용한 촉매 기재는 단일체 세라믹 또는 금속 벌집형 구조를 포함할 수 있으며, 단일체 기재는 통로가 이를 통하는 유체 유동에 대해 개방되도록 종방향으로 연장된 미세한 평행 기체 유동 통로를 가질 수 있다. 유체 유입구로부터 유체 유출구까지 본질적으로 직선형 경로인 통로는 촉매 물질이 워시코트로서 코팅된 벽에 의해 한정되어서, 이러한 통로를 통해 유동하는 기체가 촉매 물질과 접촉한다. 단일체 기재의 유동 통로는 ?은 벽의 채널일 수 있으며, 이는 사다리꼴, 직사각형, 정사각형, 사인곡선형, 육각형, 타원형, 원형 등과 같은 임의의 적합한 단면 형상 및 크기를 가질 수 있다. 이러한 구조는 단면 제곱인치당 약 60 내지 약 900개 또는 그 초과의 기체 유입 개구 (즉, 셀)를 함유할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 촉매 기재는 약 2 인치 내지 약 14 인치 범위의 폭, 대각선 거리 또는 직경 및 약 2 인치 내지 약 12 인치 범위의 길이 (높이)를 갖는, 원형 단면, 직사각형 단면 또는 정사각형 단면을 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 촉매 기재는 약 3 인치 내지 약 7 인치 범위의 폭, 대각선 거리 또는 직경 및 약 4 인치 내지 약 8 인치 범위의 길이 (높이)를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 높이 및 최대 수직 치수 (폭, 길이, 직경)는 7 인치를 초과하지 않는다.
하나 이상의 실시양태에서, 본 개시내용은 코팅 시스템에 관한 것이다. 시스템은 코팅 용액을 기재, 특히 촉매 기재, 예컨대 단일체 세라믹 또는 금속 벌집형 구조에 적용하도록 구성될 수 있다. 코팅 시스템은 특히 저점도 코팅 용액을 적용하도록 구성된다. 상기 언급된 바와 같이, 저점도 코팅 용액을 벌집형 기재 등에 적용하는 경우에는, 용액이 적용되는 기재에 걸쳐 높이를 정밀하게 제어하는 것이 어려울 수 있으며, 코팅 용액이 기재의 단부를 오버슈트하고 기재에 걸쳐 용액을 흡인하기 위해 사용되는 진공 장비 내로 흡인되는 경우에는 장비의 오손이 종종 일어난다.
본 개시내용의 코팅 시스템은 양압의 적용을 통해 코팅 용액을 기재에 적용하도록 구성될 수 있다. 특히, 코팅 용액은 기재 아래로부터 기재를 통해 상향으로 펌핑될 수 있다. 코팅 시스템은, 코팅 용액을 펌핑하고, 기재의 코팅의 완료를 검출하고, 적어도 부분적으로 단지 중력을 통해 기재로부터 과도한 코팅 용액을 회수하도록 구성될 수 있다. 코팅 시스템의 기능적 측면은 하기 제공된 바와 같은 예시적인 코팅 시스템의 설명에 비추어 더 명백해질 것이다.
도 1을 참조하면, 코팅 시스템(100)은, 벽(113)에 의해 한정된 수용 챔버(112)를 포함하는 코팅 용기(110)를 포함한다. 코팅 용기(110)의 수용 챔버(112)는 기재(105)를 수용하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 수용 챔버(112)는 구체적으로 기재(105)의 1개 이상의 치수에 실질적으로 상응하도록 크기조절될 수 있다. 특히, 수용 챔버(112)의 내부 직경은 기재(105)의 외부 직경과 실질적으로 동일할 수 있다. 이러한 크기조절은, 기재 외부 주위의 유동이 아니라 기재를 통한 코팅 용액의 유동을 최대화하기에 유용할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 예를 들어 수용 챔버(112)의 내부 표면과 기재(105)의 외부 표면 사이의 틈새는 약 12 mm 이하, 약 10 mm 이하, 약 8 mm 이하, 또는 약 5 mm 이하일 수 있다. 따라서, 수용 챔버(112)의 내부 직경은 기재(105)의 외부 직경보다 더 클 수 있으며, 이들 2종의 직경 사이의 차이는 약 0.5 mm 내지 약 12 mm, 약 1 mm 내지 약 10 mm, 또는 약 2 mm 내지 약 8 mm일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 코팅 용기(110)의 수용 챔버(112)는, 예를 들어 원형 형상, 직사각형 형상, 정사각형 형상, 육각형 형상, 삼각형 형상 또는 또 다른 기하학적 형상일 수 있는 단면을 가질 수 있으며, 수용 챔버의 형상은 실질적으로 동일한 모양을 갖는 기재(105)에 따르도록 변경될 수 있다.
기재(105)는 기재의 종방향 축이 실질적으로 수용 챔버의 종방향 축과 실질적으로 정렬되도록 수용 챔버(112) 내에 위치설정될 수 있다. 압력 센서(111) (예를 들어, 트랜스듀서)는 코팅 용기(110) 상에 또는 수용 챔버(112)에 위치설정될 수 있고, 수용 챔버 내의 압력을 감지하도록 구성될 수 있다.
코팅 용기(110)는 또한 수용 챔버(112) 아래에 위치설정된 유체 유입구(115)를 포함한다. 유체 유입구(115)는 코팅 용액을 유체 유입구로 전달하도록 구성된 공급 펌프(120)와 유체 연결된다. 유입구 공급 밸브(122)는 공급 펌프(120)와 유체 유입구(115) 사이에 개재될 수 있다. 공급 펌프(120)는 코팅 용액을 코팅 용기(110)의 수용 챔버(112) 내에 위치설정된 기재(105)를 관통하여 상향으로 (화살표(10) 참조) 중력에 반하여 강제하도록 하는 가변 압력으로, 코팅 용액을 공급원(101)으로부터 유체 유입구(115)로 전달하도록 구성될 수 있다. 코팅 용액은 실질적으로 일정한 압력, 증가하는 압력 또는 감소하는 압력으로 펌핑될 수 있다. 공급 펌프(120)은, 예를 들어 적어도 수용 챔버(112) 내의 코팅 용액의 중량과 등가인 유체의 칼럼을 지지하기에 충분한 압력을 코팅 용액에 제공할 수 있다. 일부 실시양태에서, 시스템은, 공급 펌프(120)와 작동가능하게 연결되며 코팅 용액이 수용 챔버(112)로 전달되는 압력을 조정하도록 구성된 공급 펌프 제어기(124)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공급 펌프 제어기(124)는 압력 센서(111)로부터 취한 압력 판독치에 기초하여 공급 펌프(120)을 통해 펌핑되는 코팅 용액의 압력을 조정할 수 있다.
코팅 용기(110)는, 수용 챔버(112) 아래에 위치하며 임의로 유체 유입구(115) 아래에 위치설정된 용기 밸브(117)를 또한 포함한다. 일부 실시양태에서, 용기 밸브(117)는 코팅 용기(110)와 별개의 요소일 수 있지만, 여전히 코팅 용기의 수용 챔버(112)와 유체 연결되어 있을 수 있다. 용기 밸브(117)는 구체적으로 완전 포트 밸브 - 즉, 밸브의 어느 한 측 상의 파이프의 크기와 실질적으로 동일한 크기의 관통 개구를 갖는 밸브일 수 있다. 바람직하게는, 용기 밸브(117)는 밸브의 어느 한 측 상의 파이프의 크기 (예를 들어, 직경)의 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 적어도 98% (예컨대 약 85% 내지 약 110% 또는 약 90% 내지 약 100%)인 관통 개구를 갖는다. 용기 밸브(117)는 코팅 용액이 수용 챔버(112) (및 수용 챔버에 존재하는 기재(110))로부터 배액되도록 하기 위해 제어가능하게 개방 및 폐쇄될 수 있다. 용기 밸브(117)는 바람직하게는 코팅 용액이 공급 펌프(120)로부터 코팅 용기(110) 내로 펌핑될 수 있는 모든 압력에서 유밀 밀봉을 제공한다.
코팅 시스템(100)은 용기 커버(130)를 추가로 포함할 수 있다. 코팅 용기(110)의 수용 챔버(112)는 기재(105)를 수용하도록 구성되며, 수용 챔버는 실질적으로 모든 기재를 수용하도록 구성될 수 있거나, 또는 수용 챔버는 기재의 일부분이 수용 챔버의 상단으로부터 연장되도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 용기 커버(130)는 기재(105)의 상단 부분 상에서 끼워맞춤되도록 구성될 수 있거나, 또는 용기 커버는 코팅 용기(110)와 단순 교합되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 용기 커버(130)는 기재 높이의 약 1% 내지 약 50%, 보다 특히 기재 높이의 약 2% 내지 약 30%, 약 3% 내지 약 20, 또는 약 5% 내지 약 15% 상에서 끼워맞춤되도록 구성될 수 있다. 용기 커버(130)는 코팅 용기(110)에 대해 상대적으로 그와 동축이도록 위치설정될 수 있고, 코팅 용기에 대해 상대적으로 종방향으로 이동할 수 있다. 용기 커버(130)의 종방향 이동은 작동기 제어기(138)를 포함할 수 있는 작동기(137)에 의해 제어될 수 있으며, 이는 컴퓨팅 요소로부터의 입력 신호의 수신에 기초하여 용기 커버의 자동 이동을 유발할 수 있다. 용기 커버(130)는 개방 위치와 폐쇄 위치 (코팅 용기(110)와 접촉함) 사이에서 선형으로 이동할 수 있다. 작동기(137)는 또한, 코팅 용기(110)와의 정렬 내 및 외로의 용기 커버 또는 또 다른 커버 (예를 들어, 압력 캡(131))의 회전 이동을 제공할 수 있다. 용기 커버(130)는 코팅 용기(110)와 유밀 결합을 형성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 코팅 용기(110) 및 용기 커버(130) 중 하나 또는 둘 다는 가스켓(139)을 포함할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 충전 센서(135)가 용기 커버(130)에 포함될 수 있다 (이러한 센서는 코팅 용기(110)에 포함될 수도 있기는 함). 충전 센서(135)는 수용 챔버(112) 내의 유체 수준을 검출하도록 구성될 수 있다 (이는 수용 챔버의 벽(113) 및 용기 커버(130)에 의해 한정된 전체 부피를 포함할 수 있음). 특히, 충전 센서(135)는 코팅 용액이 수용 챔버(112) 내의 정해진 높이에 도달한 경우 및/또는 코팅 용액이 용기 커버(130)의 내부 표면에 도달한 경우를 검출하도록 구성될 수 있다. 충전 센서(135)는, 원하는 양의 코팅 용액이 수용 챔버(112)로 펌핑되어 기재(105)가 충분히 코팅되었을 때에 공급 펌프(120)가 차단될 수 있도록 하는 공급 펌프 제어기(124)와 작동가능하게 연결될 수 있다.
전형적으로, 수용 챔버(112) 내로 펌핑되는 코팅 용액은 기재에서의 채널 및/또는 세공의 비어있는 부피를 실질적으로 충전할 것이다. 그러나, 단지 채널 벽 상의 코팅 용액의 워시코트만을 갖는 개방 채널을 갖는 것이 전형적으로 바람직하기 때문에, 과도한 코팅 용액은 기재로부터 제거될 수 있다. 도 1에 따라 예시된 예시적 실시양태에서, 용기 밸브(117)는 수용 챔버(112) 내의 코팅 용액 (및 기재(105) 내의 과도한 코팅 용액)이 그로부터 배액될 수 있도록 (예컨대 용기 밸브 제어기(118)의 제어 하에) 개방될 수 있다. 따라서, 테일 파이프(140)는 용기 밸브(117) 아래에서 연장되고 그와 유체 연결될 수 있다. 코팅 용기(110)로부터 배액된 코팅 용액은, 방향성 화살표(20)에 의해 제시된 바와 같이 용기 밸브(117)를 통과하고, 테일 파이프(140)를 통해 아래로 통과할 수 있다. 배액된 코팅 용액은 테일 파이프(140)로부터 유출구(141)를 통해 통과할 수 있다.
예시된 실시양태에서, 테일 파이프(140)는 여러 기능을 제공할 수 있는 수집 박스(150) 내로 연장될 수 있다. 예를 들어, 수집 박스(150)에는 일반적으로 코팅 용액이 수집될 수 있는 용기가 제공될 수 있다. 그러나, 일부 실시양태에서, 코팅 용기(110) 및 기재(105)로부터의 코팅 용액의 능동적 배액을 용이하게 하는 것이 특히 유용할 수 있으며, 수집 박스(150)에는 시스템에의 진공 적용을 위한 중간 용기가 제공될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 수집 박스(150)는 흡입 포트(154)를 포함할 수 있으며, 이는 진공 펌프(162)와 유체 연통될 수 있다. 바람직하게는, 흡입 포트(154)는, 흡입 포트를 통한 코팅 용액의 진공 펌프(162)로의 실질적인 흡수 없이 테일 파이프에 걸쳐 음압이 적용될 수 있도록, 테일 파이프(140)의 유출구(141) 위에 위치설정될 수 있다. 예시된 바와 같이, 수집 박스(150)는 테일 파이프(140)의 유출구(142)와 흡입 포트(154) 사이에 위치설정될 수 있는 미스트 패킹(152)을 추가로 포함할 수 있다. 미스트 패킹(152)은 바람직하게는 공기 투과성이지만, 진공 펌프(162)로부터 테일 파이프(140)에 적용되는 흡입 압력을 실질적으로 감소시키지 않는다. 미스트 패킹은 임의의 적합한 물질, 예컨대 천연 또는 합성 섬유, 세라믹 등으로 형성될 수 있다.
일부 실시양태에서, 분리기(164)가 진공 펌프(162)와 흡입 포트(154) 사이에서 이들과 유체 연결될 수 있다. 분리기(164)는, 흡입 포트(154)를 통과할 수 있는 임의의 코팅 용액을 그 안에 수집하도록 구성될 수 있으며, 따라서 진공 펌프(162)의 오손을 회피할 수 있다.
시스템은 용기 밸브를 통해 코팅 용기(110)로부터 배액된 코팅 용액을 수용하도록 구성된 복귀 펌프(170)를 추가로 포함할 수 있다. 복귀 펌프(170)는 수집 박스(150)와 유체 연결될 수 있다 (펌프는 테일 파이프(141) 또는 용기 밸브(117)와 직접 연결될 수도 있기는 함) (원하는 경우). 도 1에 예시된 바와 같이, 수집 박스(150)는 테일 파이프(140)의 유출구(141) 아래에 횡방향 구획(155)을 포함한다. 수집 박스(150) 내로 배액된 코팅 용액은 횡방향 구획(155)에서 수집되고, 복귀 펌프(170)에 의해 그로부터 회수될 수 있다. 복귀 펌프(170)에 의해 이동된 코팅 용액은 공급원(101)에 직접 복귀되고/거나, 코팅 용액 재순환 컨테이너로 복귀될 수 있다 (제시되지 않음). 복귀 펌프(170)에 의한 수집 박스(150) 상의 흡입을 제어하기 위해, 밸브(158)가 수집 박스(150)와 복귀 펌프(170) 사이에 위치설정될 수 있다.
분리기(164)에서 수집된 코팅 용액은 공급원 (또는 다른 컨테이너)로 복귀 또는 재순환될 수 있다. 예를 들어, 분리기(164)는, 수집 박스(150), 보다 특히 구체적으로 테일 파이프(140)의 유출구(141) 아래의 위치에서 존재할 수 있는 수집 박스의 횡방향 구획(155)과 유체 연결된 스파우트(166)를 포함할 수 있다. 밸브(168)는 분리기(164)의 스파우트(166)와 수집 박스(150)의 횡방향 구획(155) 사이에 인라인으로 위치설정될 수 있다.
사용 시에, 기재(105)를 코팅 용액으로 코팅하기 위해 코팅 용기(110)의 수용 챔버(112) 내에 위치설정한다. 예를 들어, 기재 클램프(132)가, 수용 챔버(112) 내 배치를 위해 및 임의로 코팅 시스템(100)으로부터 기재에 대한 추가의 작업 (예를 들어, 건조, 하소 등)을 행할 수 있는 1개 이상의 추가의 시스템/모듈로의 이동을 위해, 기재(105)와 이동가능하게 결합하도록 구성될 수 있다. 코팅은 도 2A 내지 도 2D에 추가로 예시되어 있다. 도 2A에 예시된 바와 같이, 기재(105)는 기재 클램프(132)에서 유지되고, 부분적으로 코팅 용기(110)의 수용 챔버(112)에 삽입된다. 도 2B에서, 기재(105)는 완전히 수용 챔버(112)에 삽입되고, 기재 클램프(132)는 제거되었다. 다른 요소, 예컨대 공기 주머니가 기재 클램프(132) 대신에 사용될 수 있다. 본 개시내용에 따라 기재 클램프로서 사용될 수 있는 요소의 비제한적 예는, 본원에 참조로 포함되는 2015년 3월 30일에 출원된 미국 특허 가출원 62/140,103에 기재된 그리퍼 어셈블리이다.
용기 커버(130)와 코팅 용기(110)를 결합시키며, 가스켓(139)을 사용하여 유밀 결합을 보장한다. 코팅 용액(102)은 유체 유입구(115)를 통해 펌핑되어, 코팅 용기(110)의 하부를 충전하고, 기재와 접촉한다. 펌핑은, 도 2C에 나타낸 바와 같이, 코팅 용액(102)이 하단 표면(105a)으로부터 상단 표면(105b)까지 기재(105)를 완전히 통과할 때까지 계속된다. 충전 센서(135)가 코팅 용액(102)의 관통을 감지하고, 코팅 용액의 펌핑이 정지된다. 밸브(122)는 이러한 시점에 폐쇄될 수 있다. 이어서, 과도한 코팅 용액(102)이 코팅 용기(110) 및 기재(105)로부터 배출되도록 하기 위해, 용기 밸브(117)가 개방된다. 도 2D에 나타낸 바와 같이, 코팅 용액(102)은 유체 유입구(115) 아래에서 코팅 용기로부터 배출되고, 코팅 용액의 습윤 코트를 갖는 기재(105)가 남는다.
코팅 용액(102)이 기재(105)를 통해 상향으로 중력에 반하여 펌핑되기 때문에, 수동적 배액이 기재 및 코팅 용기(110)로부터의 과도한 코팅 용액의 제거에 사용될 수 있다. 원하는 경우에, 양압 (예를 들어, 펌핑된 공기 또는 다른 기체)이, 과도한 코팅 용액(102)의 제거를 보조하기 위해 여전히 코팅 용기(110) 내에 있는 동안 기재(105)의 상단 표면(105a)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 펄스형 공기가 용기 커버(130)를 통해 펌핑될 수 있다. 이에 따라, 용기 커버(130)는 압력 캡으로서도 기능할 수 있다. 대안적으로, 용기 커버(130)가 제거될 수 있고, 펄스형 공기가 압력 캡을 통해 기재(105)에 적용될 수 있도록 별개의 압력 캡(131)이 코팅 용기와 결합될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 용기 커버(130)가 코팅 용기로부터 분리될 수 있고, 음압이 기재(105)의 하단 표면(105b)에 적용될 수 있다. 도 1로 되돌아가면, 진공 펌프(162)를 시작시켜 기재(105) 아래의 압력을 흡인 하강시킴으로써 진공이 적용될 수 있다. 과도한 코팅 용액(102)이 용기 밸브(117)를 통해 수집 박스(150) 내로 통과하도록 테일 파이프(140)의 유출구(141)에서 흡인을 최대화하기 위해, 밸브(168) 및 밸브(158)가 폐쇄될 수 있다. 기재(105)로부터 과도한 코팅 용액(102)이 충분히 배액되면, 진공 펌프(162)가 정지될 수 있고, 임의로 용기 밸브(117)가 폐쇄될 수 있다. 횡방향 구획(155)을 통해 수집 박스(150)로부터 수집된 코팅 용액(102)을 회수하기 위해, 밸브(158)가 개방될 수 있고, 복귀 펌프(170)가 시작될 수 있다. 분리기(164)에서 분리된 임의의 코팅 용액이 수집 박스(150)의 횡방향 구획에서 다시 합해질 수 있도록 하기 위해, 복귀 펌프(170)를 시작시키기 전에 또는 복귀 펌프에 의해 펌핑하는 동안에 밸브(168)가 개방될 수 있다.
도 1에서, 코팅 시스템(100)의 다양한 요소는, 시스템을 통한 유체 유동의 방향을 제시하는 화살표를 갖는 선으로 상호연결되어 있다. 각각의 선은 본원에 달리 기재된 바와 같은 조건 하에 그를 통한 유체 유동에 적합한 파이프, 덕트 등을 나타낼 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 코팅 시스템(100)은 시스템의 자동화된 기능을 위해 구성된 1개 이상의 제어기 및 제어 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 코팅 시스템(100)은 충전 센서(135)로부터의 신호를 수신하고 제어 신호를 송신하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 용기 밸브 제어기(118)는 충전 센서(135)로부터의 신호와 관련된 제어 신호를 수신하도록 구성될 수 있고, 용기 밸브 제어기는 용기 밸브(117)를 자동으로 개방 및/또는 폐쇄할 수 있다. 일부 실시양태에서, 공급 펌프 제어기(124)는 충전 센서(135)로부터의 신호와 관련된 제어 신호를 수신하도록 구성될 수 있고, 공급 펌프 제어기(124)는 공급 펌프(120)를 자동으로 시작시키고/거나, 정지시키고/거나, 그의 출력 압력을 증가시키고/거나, 출력 압력을 감소시킬 수 있다. 공급 펌프 제어기(124)는 또한 밸브(122)를 자동으로 개방 및/또는 폐쇄할 수 있다. 추가로, 공급 펌프 제어기(124)는 압력 센서(111)로부터 압력 판독치를 수신하도록 구성될 수 있고, 공급 펌프 제어기는 압력 판독치에 기초하여 그의 출력 압력을 자동으로 증가 및/또는 감소시킬 수 있다. 일부 실시양태에서, 예컨대 코팅 용액의 기지의 부피가 기재에 펌핑될 경우에, 공급 펌프 제어기(124)는 자동으로 시작한 다음, 특정한 부피의 코팅 용액를 펌핑한 후에 정지하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 1개 이상의 유량 센서가 공급 펌프(120) 및/또는 코팅 용기(110) 및/또는 공급 펌프와 코팅 용기 사이의 라인에 포함될 수 있다. 공급 펌프 제어기(124)가 공급 펌프(120)와 직접 접촉하는 것으로 예시되고, 용기 밸브 제어기(118)가 용기 밸브(117)와 직접 접촉하는 것으로 예시되어 있기는 하지만, 각각의 제어기 중 1개 또는 둘 다는 단지 각각의 요소와 전기 접속될 수도 있는 것으로 이해된다. 추가의 예로서, 코팅 시스템(100)은 작동기(137)의 이동을 자동으로 지시하도록 구성될 수 있는 작동기 제어기(138); 진공 펌프(162)를 자동으로 시작시키고/거나, 정지시키고/거나, 그의 진공 압력을 증가시키고/거나, 진공 압력을 감소시키도록 구성될 수 있는 진공 펌프 제어기(161); 및 복귀 펌프(170)를 자동으로 시작시키고/거나, 정지시키고/거나, 그의 펌프 속도를 증가시키고/거나, 펌프 속도를 감소시키도록 구성될 수 있는 복귀 펌프 제어기(171) 중 1개 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 3종의 각각의 제어기가 그의 3종의 각각의 요소와 직접 접촉하는 것으로 예시되어 있기는 하지만, 각각의 제어기 중 1개 또는 전부는 단지 그의 각각의 요소와 전기 접속될 수도 있는 것으로 이해된다. 더욱이, 개별적으로 예시되어 있지만, 제어기(118, 124, 138, 161 및 171) 중 임의의 2개 이상은 조합된 제어기의 제어 기능을 제공할 수 있는 단일 제어기로서 조합될 수 있는 것으로 이해된다. 다시 말해서, 용기 밸브, 공급 펌프, 작동기(138), 진공 펌프(161) 및 복귀 펌프(171) 중 임의의 2개 이상은 동일한 제어기에 의해 제어될 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 본 개시내용은 기재를 코팅하는 방법을 제공할 수 있다. 특히, 코팅 방법은 저점도 코팅 용액의 코팅에 적합화될 수 있다. 예를 들어, 기재를 저점도 코팅 용액으로 코팅하는 방법은, 기재를 코팅 용기의 수용 챔버 내에 위치설정하는 단계이며, 상기 수용 챔버가 벽에 의해 한정되고, 상기 기재가 위치설정되어 상단 및 하단이 한정되는 것인 단계; 용기 커버와 코팅 용기를 결합시켜 유밀 결합을 형성하는 단계; 수용 챔버 아래에 위치설정된 유체 유입구를 통해 저점도 코팅 용액을, 상기 코팅 용액이 수용 챔버에 진입하고, 기재의 하단에 진입하고, 기재에 존재하는 세공 또는 채널을 통해 상향으로 이동하도록 하기에 충분한 압력으로 펌핑하는 단계; 및 수용 챔버 아래에 위치설정된 용기 밸브를 개방하여, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분이 용기 밸브를 통해 기재로부터 배액되고, 저점도 코팅 용액의 코팅 부분이 기재의 세공 또는 채널에 남도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 보다 특히, 일부 실시양태에서, 기재는, 예컨대 기재 클램프를 사용하여, 비-코팅 위치로부터 수용 챔버로 이동될 수 있다. 비-코팅 위치는, 예를 들어 칭량 스테이션, 건조 스테이션, 또는 촉매 기재를 제조하기 위한 멀티-스테이션 시스템의 추가의 스테이션일 수 있다.
기재의 코팅 동안, 코팅 용액은 하나 이상의 조건이 충족될 때까지 펌핑될 수 있다. 일부 실시양태에서, 펌핑은 저점도 코팅 용액이 수용 챔버에서 미리 정해진 높이에 도달할 때까지 계속될 수 있다. 예를 들어, 펌핑은 코팅 용액이 실질적으로 기재의 상단에 상응하는 높이에 도달할 때까지 계속될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 펌핑은 저점도 코팅 용액이 기재에 존재하는 세공 또는 채널을 통해 상향으로 충분히 이동하였음을 표시하는 센서로부터의 충전 수준 제어 신호가 제어기로 송신될 때까지 계속될 수 있다. 예를 들어, 용기 커버에 위치설정된 충전 수준 센서가, 펌핑을 중지해도 된다는 충전 신호를 제공할 수 있다. 충전 수준 제어 신호의 수신 시에, 제어기는 하기 명령: 유체 유입구를 통해 저점도 코팅 용액을 펌핑하고 있는 공급 펌프를 자동으로 정지시키는 것; 및/또는 용기 밸브를 자동으로 개방하는 것 중 하나 또는 둘 다를 실행할 수 있다.
코팅 용액이 기재에 실질적으로 충전되면, 코팅 용액의 일부분은 기재와 접합되어 그 위에 워시코트를 형성할 것이며, 코팅 용액의 또 다른 부분 (즉, "비-코팅" 부분)은 기재로부터 배액되도록 한다. 용기 밸브가 개방될 수 있고, 용기 커버가 임의로 해제될 수 있고, 코팅 용액이 용기 밸브를 통해 배액될 수 있고, 테일 파이프의 유출구를 통해 수집 박스 내로 통과할 수 있다. 일부 실시양태에서, 용기 밸브를 개방한 후, 코팅 용액의 비-코팅 부분이 수집 박스로부터 펌핑될 수 있다. 코팅 용액은 다시 용액 공급원 또는 중간체 저장 위치로 직접 펌핑될 수 있다. 이에 따라, 방법은 코팅 용액의 비-코팅 부분을 기재의 추가 코팅에 사용될 수 있도록 재순환시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 제어기는 코팅 용액의 비-코팅 부분을 펌핑하기 위한 복귀 펌프를 자동으로 시작시킬 수 있으며, 이러한 자동 제어는 용기 밸브의 개방에 대해 상대적인 정해진 시간에 수행될 수 있다.
코팅 용액의 비-코팅 부분은 수동적으로, 즉 중력에 의해 배액에 의해 회수될 수 있지만; 능동적 회수가 또한 수행될 수 있다. 예를 들어, 회수는 수집 박스에 걸쳐 진공 펌프로 진공을 흡인하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 제어기는, 복귀 펌프의 시작에 대해 상대적인 정해진 시간에, 진공 펌프를 자동으로 시작시킬 수 있다. 코팅 용기로부터 용기 커버를 분리시키는 것은 이러한 시점에서 충분히 유밀 밀봉이 해제되도록 수행될 수 있다. 일부 실시양태에서, 제어기는, 진공 펌프의 시작에 대해 상대적인 정해진 시간에, 코팅 용기로부터 용기 커버를 자동으로 분리시킬 수 있다.
일부 실시양태에서, 코팅 용액의 비-코팅 부분의 분획은 진공 펌프와 수집 박스 사이에서 이들과 유체 연통하게 위치설정된 분리기에서 포집될 수 있다. 이에 따라, 방법은 분리기에서 수집된 코팅 용액의 비-코팅 부분의 분획을 테일 파이프의 유출구 아래의 위치, 예컨대 횡방향 부분에서 수집 박스 내로 배출시키는 것을 포함할 수 있다. 이러한 배출은 구체적으로 진공 펌프의 정지 후에 수행될 수 있다. 예시적 실시양태에서, 추가의 자동 제어가 이용될 수 있다. 예를 들어, 제어기는, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 유동과 관련된 알고리즘 및 센서 출력 중 하나 또는 둘 다에 기초하여 진공 펌프를 자동으로 정지시킬 수 있다. 센서 출력은 테일 파이프를 통한 코팅 용액의 유동 및/또는 테일 파이프 및/또는 수집 박스 및/또는 분리기에 걸친 흡인 압력과 관련되어 있을 수 있다. 알고리즘은 전체 코팅 용액의 계산된 부피 및 코팅 용액의 비-코팅 부분의 계산된 부피를 기준으로 하여 계산된 코팅 용액의 비-코팅 부분의 회수 시간과 관련되어 있을 수 있다. 추가의 예로서, 제어기는, 진공 펌프의 정지에 대해 상대적인 정해진 시간에, 분리기의 배출용 밸브를 자동으로 개방할 수 있다. 일부 실시양태에서, 제어기는 실질적으로 진공 펌프의 정지 시에 즉시, 분리기 아래의 밸브를 자동으로 개방하도록 구성될 수 있고, 제어기는 정해진 시간 (예를 들어, 분리기에 존재하는 코팅 용액의 부피의 제거에 필요한 계산된 시간) 후에 또는 분리기로부터 회수될 코팅 용액이 더 이상 존재하지 않음을 표시하는 유량 센서로부터의 판독 시에, 밸브를 자동으로 폐쇄할 수 있다. 또한 추가의 예로서, 제어기는, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 유동과 관련된 알고리즘 및 센서 출력 중 하나 또는 둘 다에 기초하여 용기 밸브를 자동으로 폐쇄할 수 있다. 일부 실시양태에서, 센서는 실질적으로 코팅 용액이 더 이상 코팅 용기로부터 배액되지 않는 경우를 표시하기 위해 존재할 수 있고/거나, 센서는 실질적으로 코팅 용액이 더 이상 수집 박스의 횡방향 구획을 통해 이동하지 않는 경우를 표시하기 위해 존재할 수 있다. 다른 실시양태에서, 알고리즘은 용액 저장 탱크로부터 펌핑되는 코팅 용액의 총 부피를 기준으로 하여, 기재 및 코팅 용기로부터 회수될 수 있는 코팅 용액의 비-코팅 부분의 부피를 계산할 수 있다.
본 방법은 1개 이상의 건조 단계를 수행함으로써, 기재의 세공 또는 채널에 있는 저점도 코팅 용액의 코팅 부분을 적어도 부분적으로 건조시키는 것을 추가로 포함할 수 있다. 건조는 코팅 용기에서 수행될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 건조는 별개의 건조 용기에서 수행될 수 있다. 또한 추가로, 본 방법은 기재를, 그의 세공 또는 채널 내의 적어도 부분적으로 건조된 저점도 코팅 용액의 코팅 부분과 함께 하소하는 것을 포함할 수 있다. 하소는 멀티-스테이션 디바이스의 추가의 모듈에서 수행될 수 있거나, 또는 적어도 부분적으로 건조된 기재는 별개의 하소 디바이스로 이송될 수 있다.
본 발명을 추가로 예시하기 위해, 기재를 코팅하는 방법은 도 3에 제시된 흐름도에 따라 수행될 수 있다. 따라서, 방법은 복수의 세공 및/또는 채널을 포함하는 기재의 셀의 1개 이상의 면에, 코팅, 예컨대 촉매 코팅을 도입 및 고정하는 것을 포함할 수 있다. 본 개시내용에 따라 적용되는 코팅은 언더코팅 (즉, 그 위에 추가의 코팅이 적용될 코팅)일 수 있고/거나, 본 개시내용에 따라 적용된 코팅은 오버코팅 (즉, 기존 코팅 위에 적용된 코팅)일 수 있다.
305에서, 기재를 코팅 용기의 수용 챔버 내에 위치설정할 수 있다. 배치는, 기재를 파지하고 기재와 코팅 용기를 정렬하고 기재를 코팅 용기의 수용 챔버 내로 낮추도록 구성된 이동가능한 기재 클램프를 사용하여 수행될 수 있다.
310에서, 용기 커버와 코팅 용기를 결합시켜, 기재를 수용 챔버 내에 봉입한다. 폐쇄 구성 시에, 용기 커버의 내부 표면은 수용 챔버의 상단 벽을 한정할 수 있다. 코팅 용기의 측벽 및 하단 벽은 수용 챔버의 측벽 및 하단 벽을 한정할 수 있다. 하단 벽은 그를 통한 코팅 용액의 유입 유동 및/또는 유출 유동을 위한 개구를 가질 수 있다.
315에서, 코팅 용액을, 기재 아래에 위치설정된 유입구를 통해 수용 챔버 내로 펌핑할 수 있다. 이러한 방식으로, 코팅 용액이 수용 챔버 내로 기재를 통해 상향으로 (즉, 중력에 반하여) 유동한다. 코팅 용액의 펌핑 압력은 코팅 단계 동안 일정할 수 있고/거나, 가변적일 수 있고/거나, 상승될 수 있고/거나, 하강될 수 있다.
320에서, 코팅 용액의 펌핑을 중단할 수 있다. 중단은 수용 챔버 및/또는 기재 내로 펌핑된 코팅 용액의 정해진 충전량에 기초할 수 있다. 일부 실시양태에서, 펌핑은 충전 수준 센서가 미리 결정된 충전 수준이 달성되었음을 표시하는 경우에 중단될 수 있다. 특정 실시양태에서, 펌핑은 코팅 용액의 특정 부피가 펌핑되었을 경우에 중단될 수 있다. 예를 들어, 용액 부피는 수용 챔버의 총 부피 및 기재 내 전체 개방 공간 부피 (예를 들어, 채널 부피)를 기준으로 하여 계산될 수 있다.
325에서, 수용 챔버 아래의 용기 밸브를 개방하여, 코팅 용액의 비-코팅 부분이 배액되도록 할 수 있다. 보다 특히, 코팅 용액의 코팅 부분은 기재에서 채널을 형성하는 벽의 표면과 접촉하도록 유지될 것이고, 코팅 용액의 비-코팅 부분은 채널을 추가로 충전하지만 채널 벽 표면에 부착되지 않거나 또는 그와 달리 접합되지 않은 부분일 것이다. 코팅 용액의 비-코팅 부분은 수집 박스에서 수집될 수 있다. 수집 박스는 코팅 용기 아래에 위치설정될 수 있고, 테일 파이프는 용기 밸브로부터 수집 박스 내로 연장될 수 있다.
330에서, 복귀 펌프를 결합시켜, 수집 박스로부터의 수집된 코팅 용액을 이송하여 재순환시킬 수 있다. 재순환된 코팅 용액은 코팅 용액을 위한 주요 저장 유닛에 직접 이송될 수 있거나, 또는 중간 유닛에 이송될 수 있다.
335에서, 진공 펌프를 결합시켜 기재 상에 음압을 걸 수 있다. 진공 펌프는, 수집 박스에서 음압이 형성되도록 수집 박스와 유체 연결되어, 기재의 하단 표면에서 (즉, 테일 파이프 및 용기 밸브를 통해 위로) 흡입 압력을 제공하므로, 기재로부터 코팅 용액의 비-코팅 부분을 능동적으로 배액할 수 있다.
340에서, 코팅 용기로부터 용기 커버를 분리시킬 수 있다. 이는 기재로부터의 코팅 용액의 비-코팅 부분의 능동적 회수를 용이하게 할 수 있다.
345에서, 진공 펌프를 분리시킬 수 있다. 이러한 시점에서, 실질적으로 기재로부터 코팅 용액이 배액되지 않을 수 있다.
350에서, 용기 밸브를 폐쇄할 수 있다. 따라서, 코팅 용액의 양이 더 이상 수용 챔버로부터 회수되지 않을 수 있다.
355에서, 분리기 아래의 밸브를 개방하여, 진공 펌프와 수집 박스 사이에 인라인으로 존재하는 분리기에서 수집된 임의의 코팅 용액을 수집 박스 (예를 들어, 수집 박스의 횡방향 구획) 내로 배액할 수 있다. 이러한 코팅 용액의 양은 복귀 펌프에 의해 수집 박스로부터 펌핑된다.
360에서, 복귀 펌프를 정지시킬 수 있다. 임의의 나머지 개방 밸브도 폐쇄할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 상기 언급된 단계 중 1개 이상의 순서는 변경될 수 있다. 더욱이, 단계 중 1개 이상은 실질적으로 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 단계 320 및 325는 실질적으로 동시에 수행될 수 있다. 마찬가지로, 단계 335 및 340은 실질적으로 동시에 수행될 수 있다. 또한, 단계 345 및 350은 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.
상기 논의된 바와 같이, 본원에 기재된 코팅 시스템은 촉매 요소를 형성하기 위한 멀티-스테이션 시스템에 포함될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 본 개시내용은 촉매 기재를 제조하기 위한 모듈식 멀티-스테이션 코팅기 시스템을 추가로 제공할 수 있다.
도 4에 예시된 바와 같이, 하나 이상의 실시양태에서, 멀티-스테이션 코팅기 시스템(400)은 기재의 최초 중량을 측정하는 원중량 스테이션(410), 습윤 코팅을 기재의 종방향 셀 내로 도입하는 제1 코팅 스테이션(420), 기재의 종방향 셀의 벽을 코팅하는 습윤 코팅 용액을 적어도 부분적으로 건조시키는 제1 건조 스테이션(430), 촉매 코팅을 기재 상에서 하소하는 제1 하소 스테이션(440), 및 건조 및 하소된 촉매 물질을 갖는 기재의 최종 중량을 측정하는 건조 중량 스테이션(450)을 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 먼저, 1개 이상의 촉매 코팅의 침착 후 기재 중량과의 비교를 위해 미가공 기재의 기준선 건조 중량을 결정하기 위해, 임의의 다른 가공 단계 전에 원중량 스테이션(410) 상에서 기재를 칭량할 수 있다. 중량의 변화는, 기재의 셀 벽 상에 침착된 촉매 물질(들)의 양을 계산하고, 규격 외의 것일 수 있는 최종 생성물이 아니라, 작업을 진행하는 동안에 기재가 규격 내의 것인지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 원중량 스테이션(410) 및 건조 중량 스테이션(450) (및 이용될 수 있는 임의의 추가의 칭량 스테이션)은 디지털 저울일 수 있으며, 이는 통신 경로(498) 상에서 제어기(499)와 접속되어 전기 통신할 수 있다. 제어기(499)는, 전기 신호 및/또는 정보를 수신하고, 이러한 수신된 정보를 저장하고, 수신, 저장 및/또는 프로그램화된 정보에 대해 계산을 수행하고, 통신 경로(498) 상에서 제어기와 접속되어 전기 통신하는 다른 구성요소로 신호를 송신하도록 구성된 컴퓨터일 수 있다.
일부 실시양태에서, 코팅액의 촉매 기재에의 적용 후 촉매 기재의 습윤 중량을 결정하기 위해, 저울이 건조 스테이션(430) 및/또는 하소 스테이션(440)과 작동가능하게 연결될 수 있다. 워시코트의 적용 후 촉매 기재의 추가의 중량의 측정치는, 정확한 양의 코팅액이 적용되었는지를 결정하기 위해, 기재의 최초 원중량과 각각의 저울에 의해 측정된 습윤 중량 사이의 차이에 의해 계산될 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 워시코트를 기재 셀 벽의 면으로 소성하기 전에, 촉매 기재의 중량을 결정하기 위해, 저울이 하소 스테이션과 작동가능하게 연결될 수 있다. 마찬가지로, 하소후 중량이 의도된 한계치 내에 해당하는지를 결정하기 위해, 저울이 하소 스테이션과 작동가능하게 연결될 수 있다. 촉매 기재가 하소 후에 의도된 한계치 외의 중량을 갖는 것으로 결정되는 경우에는, 규격 외의 것일 수 있는 추가의 기재가 생성되기 전에 조정, 보정 및/또는 유지보수를 가능하게 하기 위해, 촉매 기재 가공을 중단할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 통계적인 공정 제어 및/또는 공정 피드백을 제공하기 위해 각각의 가공 스테이지 후에 기재를 칭량하여, 각각의 공정 스테이션 각각에서 다양한 공정 파라미터 (예를 들어, 습윤 코팅 점도, PGM 농도, 슬러리 대 담체 비, 건조 시간, 하소 온도 등)를 조정할 수 있다. 그에 의해, 다수의 기재를 시스템에 의한 가공 시에 공정(들)의 변동이 이어질 수 있으며, 각각의 인라인 스테이션이 조정될 수 있고/거나, 추가의 시간, 에너지 및 고가의 물질이 결함이 있거나 달리 사용불가능한 기재로 소모되기 전에 규격 외의 기재가 가공 시퀀스로부터 제거될 수 있다. 코팅 또는 기재가 규격 외의 것이 되기 전에 실시간으로 가공 파라미터 및 규격의 편차를 실시간으로 수정함으로써, 스크랩이 감소될 수 있고, 멀티-스테이션 코팅기 시스템의 총 처리량이 증가될 수 있으므로, 마감처리된 규격 내의 촉매 기재가 회분 방식 (즉, 시스템에 대해 시험 및/또는 변화가 이루어지기 전에, 기재의 블록이 완성됨)으로 작동하는 코팅 시스템보다 단위 기간당 (예를 들어, 시간당 단위) 적어도 25%, 50% 또는 심지어 100% 더 많이 제조된다.
하나 이상의 실시양태에서, 먼저 기재를 칭량하여, 코팅 공정의 추가 단계에서의 기재 중량과의 비교를 위해 기재의 원중량을 확립할 수 있다. 기재는 제1 촉매 코팅 (예를 들어, 지지체 물질을 갖거나 갖지 않는 PGM)을 셀 벽의 적어도 일부분 상에 침착시키기 위한 제1 코팅 스테이션(420)에 의해 기재의 셀 내로 도입된 제1 습윤 코팅을 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 제1 코팅 스테이션(420)은, 코팅 용액을 중력에 반하여 기재 아래로부터 셀 내로 펌핑하는 본원에 기재된 바와 같은 코팅 시스템일 수 있다. 기재를 제1 건조 스테이션(430)에서 원하는 수준의 건조도로 건조시킬 수 있다. 습윤 코팅을, 하소하기 전에 담체 유체의 적어도 일부분을 제거하기 위해 건조시킬 수 있다. 충분한 양의 담체 유체의 제거는 촉매 코팅 부분 (즉, 슬러리 고형물)이 적하 또는 흘러내림 없이 셀의 표면(들) 상에서 유지되도록 한다. 다수의 건조 스테이션이 사용될 수 있다. 습윤 코팅을 기재에 도입되고, 적어도 부분적으로 건조시킨 후, 기재를 제1 하소 스테이션(440)에서 하소할 수 있다. 촉매 코팅을 셀의 표면(들) 상에서 하소하여, 기재에 하단 코트의 적어도 일부분을 제공할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 촉매 코팅의 하소는 나머지 담체 유체를 제거하며, 촉매 코팅을 셀 벽 상에 열적으로 고정시키고/거나, 촉매 코팅의 적어도 일부의 화학 구조 (예를 들어, 상 전이) 및/또는 화학식 (예를 들어, 화학적 분해)을 변환시킬 수 있다. 촉매 코팅을 기재 상에서 하소한 후, 하소된 기재를 건조 중량 스테이션(450) 상에서 칭량할 수 있다. 셀 벽 상에 침착된 촉매 코팅의 실제량은 기재의 최초 원중량 대 기재의 하소 중량을 비교함으로써 계산될 수 있다. 중량의 변화는, 기재의 셀 벽 상에 침착된 하소된 촉매 물질(들) (예를 들어, PGM 및 지지체, 금속 및 분자체 등)의 양을 계산하고, 추가의 습윤 코팅을 기재에 도입하기 전에 (원하는 경우에) 하소된 기재의 중량이 규격 내의 것인지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 촉매 코팅의 실제량이 의도된 양보다 더 많거나 더 적은 경우에는, 작업자에게 기재의 규격 외의 특징을 경보에 의해 경고할 수 있거나, 또는 기재를 코팅기 시스템으로부터 배출시킬 수 있다. 다양한 실시양태에서, 기재가 규격 외의 것이라는 가청 및/또는 가시적 신호에 의해 작업자에게 경고할 수 있고/거나, 칭량 스테이션에 통합되거나 그와 작동가능하게 연결된 이송 메카니즘 또는 방출 메카니즘에 의해 기재를 물리적으로 방출시킬 수 있으며, 여기서 예를 들어 이송 메카니즘은 기재가 빈(bin) 내로 떨어지도록 하기 위해 개방될 수 있거나, 또는 방출 메카니즘은 기재를 저울로부터 빈 내로 강제하는 푸시 바(push bar) 또는 에어 제트이다.
하나 이상의 실시양태에서, 본 개시내용은 또한 촉매 기재를 제조하기 위한 멀티-스테이션 시스템에 관한 것일 수 있다. 시스템은 습윤 코팅 또는 코팅 용액으로도 지칭되며 촉매 슬러리 및 액체 담체를 포함하는 적어도 1개의 워시코트를, 촉매 기재의 적어도 일부분에 적용하는 적어도 1개의 촉매 기재 코팅 스테이션; 촉매 기재의 적어도 일부분으로부터 액체 담체의 적어도 일부분을 제거하는 적어도 1개의 건조 스테이션; 워시코트의 촉매 슬러리를 촉매 기재의 셀 벽으로 하소하는 적어도 1개의 하소 스테이션; 및 촉매 기재를 보유지지하며, 적어도 1개의 촉매 기재 코팅 스테이션과 적어도 1개의 건조 스테이션과 적어도 1개의 하소 스테이션 사이에서 촉매 기재를 이송하는 기재 그리퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따른 멀티-스테이션 코팅기 시스템(500)의 추가 실시양태는 도 5와 관련하여 제공되어 있다. 예시된 바와 같이, 멀티-스테이션 코팅기 시스템(500)은, 코팅될 기재의 최초 중량을 제공하도록 구성된 원중량 스테이션(510); 본원에 기재된 바와 같이 코팅 용액의 워시코트를 적용하도록 구성된 코팅기 스테이션(520); 코팅기 스테이션(520)을 빠져나왔을 때 기재 상에 존재하는 전체 워시코트 중 약 98 중량% 내지 약 70 중량%, 약 97 중량% 내지 약 75 중량%, 또는 약 95 중량% 내지 약 80 중량%의 전체 액체 담체가 여전히 기재 상에 존재하는 건조도 수준으로 기재를 건조시키도록 구성된 제1 섬세 건조 스테이션(530); 코팅기 스테이션(520)을 빠져나왔을 때 기재 상에 존재하는 전체 워시코트 중 약 90 중량% 내지 약 50 중량%, 약 85 중량% 내지 약 55 중량%, 또는 약 80 중량% 내지 약 60 중량%의 전체 액체 담체가 여전히 기재 상에 존재하는 건조도 수준으로 기재를 추가로 건조시키도록 구성된 제2 섬세 건조 스테이션(531); 코팅기 스테이션(520)을 빠져나왔을 때 기재 상에 존재하는 전체 워시코트 중 약 75 중량% 내지 약 20 중량%, 약 65 중량% 내지 약 25 중량%, 또는 약 60 중량% 내지 약 30 중량%의 전체 액체 담체가 여전히 기재 상에 존재하는 건조도 수준으로 기재를 추가로 건조시키도록 구성된 중간 건조 스테이션(535); 코팅기 스테이션(520)을 빠져나왔을 때 기재 상에 존재하는 전체 워시코트 중 약 50 중량% 내지 약 10 중량%, 약 40 중량% 내지 약 12 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 15 중량%의 전체 액체 담체가 여전히 기재 상에 존재하는 건조도 수준으로 기재를 추가로 건조시키도록 구성된 제1 최종 건조 스테이션(537); 코팅기 스테이션(520)을 빠져나왔을 때 기재 상에 존재하는 전체 워시코트 중 약 15 중량% 미만, 약 10 중량% 미만, 또는 약 5 중량% 미만 (예를 들어, 약 15 중량% 내지 약 0.1 중량%, 약 10 중량% 내지 약 0.2 중량%, 또는 약 5 중량% 내지 약 0.25 중량%의 전체 액체 담체가 여전히 기재 상에 존재하는 건조도 수준으로 기재를 추가로 건조시키도록 구성된 제2 최종 건조 스테이션(538); 하소된 기재를 대략 실온으로 냉각시키는 냉각 스테이션(545); 및 촉매 기재의 최종 중량을 측정하도록 구성된 건조 중량 스테이션(550)을 포함할 수 있다.
본 개시내용에 따른 멀티-스테이션 코팅 시스템은 본원에 기재된 스테이션의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 추가로, 멀티-스테이션 코팅 시스템은 추가의 요소, 예컨대 본원에 참조로 포함되는 2015년 3월 30일에 출원된 미국 특허 가출원 62/140,103에 기재된 것들을 포함할 수 있다.
본원에서 달리 나타내지 않거나 또는 문맥에 의해 명백하게 모순되지 않는 한, 본원에서 논의된 물질 및 방법을 기재하는 문맥 (특히 하기 청구범위의 문맥)에서 단수 용어 및 유사한 지시대상의 사용은 단수 및 복수 둘 다를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다. 본원에서 값의 범위에 대한 언급은 본원에 달리 나타내지 않는 한, 단지 상기 범위 내에 해당하는 각각의 개별 값을 개별적으로 지칭하는 약칭 방법으로서 기능하도록 의도되며, 각각의 개별 값은 본원에 개별적으로 열거된 것처럼 본 명세서에 포함된다. 본원에 기재된 모든 방법은, 본원에 달리 나타내지 않거나 또는 문맥에 의해 명백하게 모순되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공된 임의의 및 모든 실시예, 또는 예시적 표현 (예를 들어, "예컨대")의 사용은 단지 물질 및 방법을 보다 더 명확하게 하기 위한 것이며, 달리 주장하지 않는 한, 그 범주를 제한하지 않는다. 본 명세서에서의 언어는 임의의 청구되지 않은 요소를 개시된 물질 및 방법의 실시에 본질적인 것으로서 제시하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서 전반에 걸친 "한 실시양태", "특정 실시양태", "하나 이상의 실시양태" 또는 "실시양태"에 대한 언급은 실시양태와 관련하여 기재된 특정한 특색, 구조, 물질 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시양태에 포함됨을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 여러 곳에서의 "하나 이상의 실시양태에서", "특정 실시양태에서", "한 실시양태에서" 또는 "실시양태에서"와 같은 어구의 출현은 반드시 본 발명의 동일한 실시양태를 지칭하는 것은 아니다. 게다가, 특정한 특색, 구조, 물질 또는 특성은 임의의 적합한 방식으로 하나 이상의 실시양태에서 조합될 수 있다.
본 발명은 본원에서 특정한 실시양태와 관련하여 기재되었지만, 이들 실시양태는 단지 본 발명의 원리 및 적용을 예시하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 취지 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 방법 및 장치에 대해 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 그의 등가물의 범주 내인 변형 및 변경을 포함하도록 의도된다.
Claims (38)
- 하기를 포함하는 코팅 용기(110):
벽(113)에 의해 한정되며 기재(105)를 수용하도록 구성된 수용 챔버(112);
수용 챔버(112) 아래에 위치설정된 유체 유입구(115); 및
수용 챔버(112) 아래에 위치설정된 용기 밸브(117);
코팅 용기(110)와 유밀 결합하도록 구성된 용기 커버(130);
충전 센서(135);
코팅 용액을 유체 유입구(115)로 전달하도록 구성된 공급 펌프(120);
용기 밸브(117)로부터의 코팅 용액을 수용하도록 구성된 복귀 펌프(170); 및
임의적인 진공 펌프(162)
를 포함하고,
수용 챔버(112)는, 실질적으로 코팅 용액 중 어떠한 것도 기재(105)와 수용 챔버(112)의 벽(113) 사이를 통과하지 않으면서 코팅 용액이 기재(105)를 통과할 수 있도록 구성되고;
유체 유입구(115)는 용기 밸브(117) 위에 위치설정되고; 및
충전 센서(135)는 용기 커버(130)에 위치설정되는,
코팅 스테이션(100). - 제1항에 있어서, 용기 밸브(117) 아래에서 연장되고 유출구(141)를 갖는 테일 파이프(140)를 포함하는 코팅 스테이션(100).
- 제2항에 있어서,
테일 파이프(140)가 수집 박스(150) 내로 연장되고;
진공 펌프(162)가 포함되고 진공 펌프(162)는 수집 박스(150) 상의 흡입 포트(154)와 유체 연결되며,
흡입 포트(154)가 테일 파이프(140)의 유출구(141) 위에 위치설정되고;
코팅 스테이션(100)은 진공 펌프(162)와 흡입 포트(154) 사이에서 이들과 유체 연통하는 분리기(164)를 포함하고;
분리기(164)가 테일 파이프(140)의 유출구(141) 아래의 위치에서 수집 박스(150)와 유체 연결되는 스파우트(166)를 포함하는, 코팅 스테이션(100). - 제1항에 있어서, 센서로부터 신호를 수신하고 제어 신호를 송신하도록 구성된 제어기를 포함하고, 제어기는 공급 펌프(120) 및 용기 밸브(117) 중 하나 또는 둘 다를 제어하도록 구성된, 코팅 스테이션(100).
- 제1항에 있어서, 복귀 펌프(170), 진공 펌프(162) 및 용기 커버 중 하나 이상에 대해 제어 신호를 수신하고 제어 명령을 실행하도록 구성된 제어기를 포함하고, 기재(105)를 이동가능하게 결합시키도록 구성된 기재 클램프(132)를 포함하는, 코팅 스테이션(100).
- 기재(105)를 코팅 용기(110)의 수용 챔버(112) 내에 위치설정하는 단계이며, 상기 수용 챔버(112)가 벽(113)에 의해 한정되고, 상기 기재(105)가 위치설정되어 상단 및 하단이 한정되는 것인 단계;
코팅 용기(110)와 용기 커버(130)를 결합시켜 유밀 결합을 형성하는 단계;
수용 챔버(112) 아래에 위치설정된 유체 유입구(115)를 통해 저점도 코팅 용액을, 상기 코팅 용액이 수용 챔버(112)에 진입하고, 기재(105)의 하단에 진입하고, 기재(105)에 존재하는 세공 또는 채널을 통해 상향으로 이동하도록 하기에 충분한 압력으로 펌핑하는 단계; 및
수용 챔버(112) 아래에 위치설정된 용기 밸브(117)를 개방하여, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분이 용기 밸브(117)를 통해 기재(105)로부터 배액되고, 저점도 코팅 용액의 코팅 부분이 기재(105)의 세공 또는 채널에 남도록 하는 단계
를 포함하는, 제1항에 따른 코팅 스테이션(100) 내에서 기재를 저점도 코팅 용액으로 코팅하는 방법. - 제6항에 있어서, 하기의 조건:
상기 위치설정이, 이동가능한 기재 클램프(132)를 사용하여 기재(105)를 비-코팅 위치로부터 수용 챔버(112)로 이동시키는 것을 포함하는 것;
상기 펌핑이, 실질적으로 저점도 코팅 용액 중 어떠한 것도 기재(105)와 수용 챔버(112)의 벽(113) 사이를 통과하지 않으면서 저점도 코팅 용액이 기재(105)의 세공 또는 채널을 통과할 수 있도록 수행되는 것;
중 적어도 하나를 충족하는, 방법. - 제6항에 있어서, 상기 펌핑이, 저점도 코팅 용액이 수용 챔버(112)에서 미리 정해진 높이에 도달할 때까지 계속되고; 미리 정해진 높이가 실질적으로 기재(105)의 상단에 상응하는, 방법.
- 제6항에 있어서, 상기 펌핑이, 저점도 코팅 용액이 기재(105)에 존재하는 세공 또는 채널을 통해 상향으로 충분히 이동하였음을 표시하는 센서로부터의 충전 수준 제어 신호가 제어기로 송신될 때까지 계속되는 것인 방법.
- 제9항에 있어서, 하기 조건:
센서가 용기 커버에 위치설정된 것;
충전 수준 제어 신호의 수신 시에, 제어기가 하기 명령:
유체 유입구(115)를 통해 저점도 코팅 용액을 펌핑하고 있는 공급 펌프(124)를 자동으로 정지시키는 것;
용기 밸브(117)를 자동으로 개방하는 것
중 적어도 하나를 실행하는 것;
중 적어도 하나를 충족하는, 방법. - 제6항에 있어서, 용기 밸브(117)를 통해 배액되는 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분이, 테일 파이프(140)의 유출구(141)를 통해 수집 박스(150) 내로 통과하는 것인 방법.
- 제11항에 있어서, 용기 밸브(117)를 개방한 후, 수집 박스(150)로부터 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 펌핑하고, 기재(105)의 코팅을 위해 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 재순환시키는 것을 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서, 제어기가, 용기 밸브(117)의 개방에 대해 상대적인 정해진 시간에, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 펌핑하기 위한 복귀 펌프(170)를 자동으로 시작시키는 것인 방법.
- 제12항에 있어서, 용기 밸브(117)를 개방한 후, 기재(105)로부터 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분을 능동적으로 회수하는 것을 포함하고, 상기 능동적 회수가, 수집 박스(150)에 걸쳐 진공 펌프(162)로 진공을 흡인하는 것을 포함하고,
하기 조건:
제어기가 복귀 펌프(170)의 시작에 대해 상대적인 정해진 시간에 진공 펌프(162)를 자동으로 시작시키는 것;
방법이 코팅 용기(110)로부터 용기 커버(130)를 유밀 밀봉이 해제되도록 충분히 분리시키는 것을 포함하고, 제어기가 진공 펌프(162)의 시작에 대해 상대적인 정해진 시간에 코팅 용기(110)로부터 용기 커버(130)를 자동으로 분리시키는 것;
중 적어도 하나를 충족하는, 방법. - 제11항에 있어서, 분리기(164)가 진공 펌프(162)와 수집 박스(150) 사이에서 이들과 유체 연통하게 위치설정된 것인 방법.
- 제15항에 있어서, 방법은, 분리기(164)에서 수집된 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 분획을, 테일 파이프(140)의 유출구(141) 아래의 위치에서 수집 박스(150) 내로 배출시키는 것을 포함하고; 진공 펌프(162)의 정지를 포함하며, 여기서 진공 펌프(162)의 정지 후에 상기 배출이 수행되고;
제어기가, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 유동과 관련된 알고리즘 및 센서 출력 중 하나 또는 둘 다에 기초하여 진공 펌프(162)를 자동으로 정지시키고;
제어기가, 진공 펌프(162)의 정지에 대해 상대적인 정해진 시간에, 분리기(164)의 배출용 밸브(168)를 자동으로 개방하고;
제어기가, 저점도 코팅 용액의 비-코팅 부분의 유동과 관련된 알고리즘 및 센서 출력 중 하나 또는 둘 다에 기초하여 용기 밸브(117)를 자동으로 폐쇄하는, 방법. - 제6항에 있어서, 1개 이상의 건조 단계를 수행함으로써,
기재(105)의 세공 또는 채널에 있는 저점도 코팅 용액의 코팅 부분을 건조시키는 것; 및
기재(105)를, 그의 세공 또는 채널 내의 건조된 저점도 코팅 용액의 코팅 부분과 함께 하소하는 것을 포함하는, 방법. - 제1항에 따른 코팅 스테이션(420)을 포함하는 멀티-스테이션 코팅 시스템(400)이며, 멀티-스테이션 코팅 시스템(400)은 칭량 스테이션(410/450), 건조 스테이션(430) 및 하소 스테이션(440) 중 1개 이상을 포함하는, 멀티-스테이션 코팅 시스템(400).
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