コーティング方法および装置
本発明は、新規のコーティング装置、前記装置を使用して実行される方法、それによって得られる製品、および前記製品の使用に関する。円筒状支持体であり、それぞれ、２つの端面（３０１）、円周面（３０２）、および軸方向長さＬを有し、第１の端面から第２の端面まで多数のチャネル（３１０）が横断する、特に自動車用の、排気ガス浄化触媒製造用基材を液体コーティング媒体でコーティングする装置であって、液体を充填され、ピストンを備えたシリンダを有する装置であって、液体を充填されたシリンダはタンクと連通し、タンクの内部では、移動体が、ピストンが移動するときに、液体により比例して移動するように構成され、タンクは、基材用のコーティング装置と連通し、移動体は、液体コーティング媒体に作用し、その結果として、コーティング装置内の液体コーティング媒体の高さが比例して変化する、装置などを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記に基材と呼ぶセラミックまたは金属ハニカム構造体／フィルタの、液体コーティング媒体を用いたコーティング中には様々な問題が発生する。
【背景技術】
【０００２】
基材をコーティングするために可能なことの１つとして、基材の片側の開口を、利用できるコーティング媒体と接触させ、基材の反対側を減圧することにより、液体コーティング媒体を基材のチャネルを通じて引き込むものがある。チャネルをチャネルの長さの一部だけに沿ってコーティングすることを意図する場合、発生する不可避の流動分布のために、異なるチャネルが異なる長さにわたってコーティングされることは不都合である。
【０００３】
コーティング媒体が、重力に抗する圧力によってチャネルに押し込まれる場合、チャネル全体をコーティングする事例において、液体が上部にいつ出現するかを（通常はセンサによって）チェックする必要がある。チャネルの長さの一部にわたってコーティングする場合、チャネル内のコーティング媒体の液柱高さがセンサによって測定される。しかし、この方法は、基材が、金属または炭化ケイ素などの導電性または半導電性材料で構成される場合に機能しない。
【０００４】
別の欠点は、コーティング媒体は通常セラミック粒子を含有しており、このセラミック粒子には研磨作用があり、その結果として、コーティング媒体を移送するポンプ（例えば、ピストンポンプ）において深刻な摩耗が生じることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、先行技術の上記の欠点がない、基材をコーティングする装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、液体（１０３、２０３）を充填され、ピストン（１０１、２０１）を備えたシリンダ（１０２、２０２）を有する、基材を液体コーティング媒体（１１３、２１３）でコーティングする装置によって達成され、液体を充填されたシリンダ（１０２、２０２）は、タンク（１１２、２１２）と連通し、タンクの内部では、移動体（１１１、２１１）が、ピストン（１０１、２０１）が移動するときに、液体（１０３、２０３）により比例して移動するように構成され、タンク（１１２、２１２）は、基材（１２１、２２１）用のコーティング装置（１２２、２２２）と連通し、移動体（１１１、２１１）は、液体コーティング媒体（１１３、２１３）に作用し、その結果として、コーティング装置（１２２、２２２）内の液体コーティング媒体（１１３、２１３）の高さが比例して変化する。
【０００７】
１．円筒状支持体であり、それぞれ、２つの端面（３０１）、円周面（３０２）、および軸方向長さＬを有し、第１の端面から第２の端面まで多数のチャネル（３１０）が横断する、特に自動車用の、排気ガス浄化触媒製造用基材を液体コーティング媒体でコーティングする装置であって、液体を充填され、ピストンを備えたシリンダを有する装置であって、液体を充填されたシリンダはタンクと連通し、タンクの内部では、移動体が、ピストンが移動するときに、液体により比例して移動するように構成され、タンクは、基材用のコーティング装置と連通し、移動体は、液体コーティング媒体に作用し、その結果として、コーティング装置内の液体コーティング媒体の高さが比例して変化する、装置。
【０００８】
２．１項に記載の装置であって、ピストンは電気アクチュエータにより移動する装置。
【０００９】
３．１項または２項に記載の装置であって、液体は移動体の内側に配置され、液体コーティング媒体は外側に配置され、移動体の閉じた外側がコーティング媒体に作用する装置。
【００１０】
４．１項または２項に記載の装置であって、液体は移動体の外側に配置され、液体コーティング媒体は内側に配置され、移動体の閉じた内側がコーティング媒体に作用する。
【００１１】
５．１項〜３項の１つまたは複数に記載の装置であって、コーティング装置は液体コーティング媒体の高さに反応し制御ユニットに接続されたセンサを取り付けられ、制御ユニットは、ピストンの動作を観測し、ピストンの動作を観測するために、センサから送られた信号を処理し、それにより、液体媒体の利用可能な量にかかわらず、コーティング装置内の高さを確実に再現可能にする装置。
【００１２】
６．１項〜５項の１つまたは複数に記載の装置であって、移動体の位置を観測するためのセンサを有する装置。
【００１３】
７．１項〜６項の１つまたは複数に記載の装置であって、基材内の液体コーティング媒体の液体高さを観測するためのセンサを有する装置。
【００１４】
８．基材をコーティングする方法はであって、以下のステップ、すなわち、
−基材を用意するステップと、
−１項〜７項の１つに記載の装置を用意するステップと、
−基材をコーティング装置に配置するステップと、
−ピストンの移動を開始し、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが相応して上昇するステップと、
−コーティング媒体を基材のチャネルに所望の充填レベルまで、または移動したコーティング媒体の体積に比例するチャネルのコーティング長さまで浸透させるステップと、
−チャネル内にコーティングを形成して、基材のチャネルからコーティング媒体を除去するステップと、
を含む方法。
【００１５】
９．８項に記載の基材をコーティングする方法は、以下のステップ、すなわち、
−基材を用意するステップと、
−１項〜７項の１つに記載の装置を用意するステップと、
−基材をコーティング装置に配置するステップと、
−ピストンの移動を開始し、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第１の高さまで相応して上昇するステップと、
−コーティング媒体が第１の高さに達したことを検出するステップと、
−ピストンを新たに始動させるか、または引き続き移動させ、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第２の高さまで相応して上昇し、その結果として、コーティング媒体が基材のチャネルに所望の充填高さまで、または移動したコーティング媒体の体積に比例するチャネルのコーティング長さまで浸透するステップと、
−チャネル内にコーティングを形成して、基材のチャネルからコーティング媒体を除去するステップと、
を含む方法。
【００１６】
１０．９項に記載の方法であって、コーティング媒体の第２の高さは基材の範囲内である方法。
【００１７】
１１．８項〜１０項の１つまたは複数に記載の方法であって、濡れた、または酸性、アルカリ性溶液、もしくは食塩水を含浸した基材がコーティング装置に配置される方法。
【００１８】
１２．８項〜１１項の１つまたは複数に記載の方法であって、コーティング媒体は、基材の下側端面を減圧することで除去される方法。
【００１９】
１３．自動車用の排気ガスフィルタ製造用コーティング基材であって、チャネルには、内部に少なくとも１つの触媒活性コーティングが形成され、チャネルのコーティング長さは、軸方向長さＬ未満であり、基材のチャネルの少なくとも９５％については、チャネルのコーティング長さは、５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なる基材。
【００２０】
１４．１３項に記載のコーティング基材であって、４０％〜７５％の多孔率を有する基材。
【００２１】
１５．１３項または１４項に記載のコーティング基材であって、７μｍを超える平均細孔径を有する基材。
【００２２】
１６．１３項〜１５項の１つに記載のコーティング基材であって、０．００２インチ〜０．１インチの壁厚さを有する基材。
【００２３】
１７．１３項〜１６項の１つに記載のコーティング基材であって、１００〜４００セル／平方インチのセル密度を有するコーティング基材。
【００２４】
１８．１３項〜１７項の１つに記載のコーティング基材であって、チャネルには、内部に少なくとも、１つの第１の触媒活性コーティングと１つの第２の触媒活性コーティングとが形成され、第１の触媒活性コーティングおよび第２の触媒活性コーティングでコーティングされたチャネル長さは、いずれの場合も、基材の軸方向長さＬ未満であり、基材のチャネルの少なくとも９５％については、第１の触媒活性コーティングおよび第２の触媒活性コーティングでコーティングされたチャネル長さは、それぞれ互いに５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なり、２つのコーティング間の間隔は、基材のチャネルの少なくとも９５％については、５ｍｍ以下、有利には３ｍｍ以下、特に、１ｍｍ以下であるコーティング基材。
【００２５】
１９．１８項に記載のコーティング基材であって、第１のコーティングはＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは酸化触媒であるコーティング基材。
【００２６】
２０．１９項に記載のコーティング基材であって、酸化触媒は、プラチナ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、金、イリジウム、またはそれらの混合物などの、元素周期律表のＶＩＩＩ族の貴金属であるコーティング基材。
【００２７】
２１．２０項に記載のコーティング基材であって、酸化触媒は、多孔質の固体支持体、好ましくは、酸化アルミニウムまたは二酸化ケイ素などの多孔質無機酸化物に加えられるコーティング基材。
【００２８】
２２．１９項に記載のコーティング基材であって、ＳＣＲ触媒は、二酸化チタン、五酸化バナジウム、三酸化タングステン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、またはそれらの混合物からなる群から選択される酸化物を含有するコーティング基材。
【００２９】
２３．２２項に記載のコーティング基材であって、ＳＣＲ触媒は、母材としての二酸化チタンと、最大で１０重量％の五酸化バナジウムと、最大で２０重量％の三酸化タングステンとを含有するコーティング基材。
【００３０】
２４．１９項〜２３項の１つに記載のコーティング基材であって、第１のコーティングは、五酸化バナジウムおよび酸化アルミニウムを含有するＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは、プラチナ、金、パラジウム、および酸化アルミニウムを含有する酸化触媒であるコーティング基材。
【００３１】
２５．１９項〜２３項の１つに記載のコーティング基材であって、第１のコーティングは、二酸化チタン、五酸化バナジウム、および三酸化タングステンを含有するＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒であるコーティング基材。
【００３２】
２６．１９項〜２１項の１つに記載のコーティング基材であって、第１のコーティングは、ゼオライトの組成物、特に、鉄または銅で置換したゼオライトを含有するＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒であるコーティング基材。
【００３３】
２７．１９項〜２１項の１つに記載のコーティング基材であって、第１のコーティングは、鉄で置換され、アンモニア貯蔵能力が触媒材料１グラム当たり少なくともアンモニア２０ミリリットルであるβゼオライトを含有するＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒であるコーティング基材。
【００３４】
２８．１９項〜２１項の１つに記載のコーティング基材であって、第１のコーティングは、ゼオライトの組成物、特に、鉄または銅で置換したゼオライトを含有するＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは、パラジウムおよび／またはロジウム、さらには酸化アルミニウムを含有する酸化触媒であるコーティング基材。
【００３５】
２９．自動車用の排気ガスフィルタを製造するための、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法の、１項〜７項の１つまたは複数に記載の装置の使用。
【００３６】
３０．窒素酸化物および／または炭化水素および／または粒子を含有する排気ガス流を浄化する方法であって、１３項〜２８項の１つに記載のコーティング基材を含む方法。
【００３７】
３１．窒素酸化物および／または炭化水素および／または粒子を含有する排気ガス流を浄化する装置であって、１３項〜２８項の１つに記載のコーティング基材を有する装置。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】基材（１２１）内のチャネル（１１０）をコーティングするための本発明の装置を示している。
【図２】基材（２２１）内のチャネル（２１０）をコーティングするための本発明の装置を示している。
【図３】本発明によるコーティング構造の内部を見ることを可能にするために、中央部分に３つの平面に破断された部分を有する基材（３００）を斜視図で示している。
【図４】基材をコーティングする方法の流れ図を示している。
【図５】基材をコーティングする方法の流れ図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
ピストン（１０１、２０１）は、有利には、電気アクチュエータ（１００、２００）により移動する。このために、例えば、ギヤホイールの付いた電気モータを使用して、ラックの付いたピストンを移動させることが可能である。
【００４０】
基材（１２１、２２１）は通常、金属またはセラミックで構成された中空の基材であり、少なくとも１つの内側チャネル（１１０、２１０、３１０）、通常は多数の内側チャネルを有する。基材は通常、それぞれが、円筒軸、２つの端面、円周面、および軸方向長さＬを有する略円筒形の支持体であり、第１の端面から第２の端面まで多数のチャネルが横断する。そのような支持体は、ハニカム構造体と呼ばれることも多い。特に、基材は、約１０個／平方センチ〜２５０個／平方センチの高いセル密度（断面積当たりの内側チャネルの数量）を有することができる貫通流ハニカム構造体とすることができるが、壁面流フィルタとすることもできる。基材は、例えば、菫青石、ムライト、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、または鋼もしくはステンレス鋼などの金属で構成することができる。基材は、有利には、一体構造の円筒形触媒支持体であり、内燃機関からの排気ガス用の、円筒軸に平行な多数の流れチャネルが横断する。そのような一体構造の触媒支持体は、自動車の排気ガス触媒を製造するために大量に使用されている。触媒支持体の断面形状は、自動車の設置要件によって決まる。丸い断面、だ円形または三角形断面の触媒本体が幅広く使用されている。流れチャネルは通常、正方形断面を有し、触媒本体の断面全体にわたってわずかに離間したパターンで配置されている。流れチャネルのチャネルまたはセル密度は通常、用途に応じて１０〜２５０個／平方センチの範囲で変わる。自動車の排気ガス浄化の場合、セル密度が約６２個／平方センチの触媒支持体が、現今でもまだ頻繁に使用されている。基材は、有利には、液体密封した態様でコーティング装置に配置されており、少なくとも１つのシールを用いて液体密封することが可能である。シールは中空とすることができ、コーティング装置に取り付けられる、または挿入されるときに、ガスまたは液体を充填することができ、漏れのない覆いを形成することができる。接合部の漏れ防止性は、圧力または流れセンサを用いてチェックすることができる。
【００４１】
移動体（１１１、２１１）は、適切な圧力作用を通じて膨張し、再度収縮する中空体であり、ゴム、プラスチック、または金属などの任意の可撓性材料から製造することができるが、材料は、液体（１０３、２０３）および液体媒体（１１３、２１３）に対して不活性でなければならない。
【００４２】
液体は、任意の特定の要件を満たす必要はないが、腐食および研磨作用を有してはならず、使用条件下でその特性が変化してはならない。例えば、油圧オイルまたは水が適切である。
【００４３】
液体コーティング媒体（１１３、２１３）は、例えば、触媒活性成分またはその前駆体と、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、またはそれらの組み合わせなどの無機酸化物とを含有する、自動車用の排気ガスフィルタをコーティングするための懸濁液または分散液（「ウォッシュコート」）であり、酸化物に、例えば、シリコンまたはランタンを添加することが可能である。バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、ニッケル、またはランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、もしくはそれらの組み合わせなどの希土類金属の酸化物は、触媒活性成分として使用することができる。プラチナ、パラジウム、金、ロジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、およびそれらの組み合わせなどの貴金属も、触媒活性成分として使用することができる。これらの金属はまた、互いに、もしくは他の金属とともに合金として、または酸化物として存在することができる。金属は、前記貴金属の硝酸塩、亜硫酸塩、またはオルガニルなどの前駆体としても存在することができ、特に、硝酸パラジウム、亜硫酸パラジウム、硝酸プラチナ、亜硫酸プラチナ、またはＰｔ（ＮＨ３）４（ＮＯ３）２を液体コーティング媒体内に使用することができる。この場合に、約４００℃〜約７００℃でか焼することで、前駆体から触媒活性成分を得ることができる。自動車の排気ガス触媒製造用基材をコーティングするために、無機酸化物の懸濁液または分散液をコーティング用に最初に使用することができ、その後、次のコーティングステップで、１つまたは複数の触媒活性成分を含有する懸濁液または分散液を加えることができる。ただし、液体コーティング媒体が、これらの成分をともに含有することも可能である。液体コーティング媒体は、多くの場合、３５％〜５２％の固形物量と、１５ｃｐｓ〜３００ｃｐｓの粘度とを有する。
【００４４】
移動体（１１１、２１１）の幾何形状は、タンク（１１２、２１２）の内部形状に合致させることができるが、これは、絶対的に必須のものではない。こうして、一方で、長方形または円形のベース部領域を備えたベローズを、合致する内部形状のタンク内で使用することができ、したがって、ベローズは、液体コーティング媒体（１１３、２１３）に作用する、油圧で膨張可能なスタンプのように機能することができる。タンクの内部幾何形状に特に適応することなく、液体コーティング媒体（１１３、２１３）に作用する球状ゴム袋として移動体（１１１、２１１）を設計することも同様に可能である。移動体（１１１、２１１）は、タンクをほぼ完全に埋めることができるが、これは、移動体（１１１、２１１）が、コーティング装置（１２２、２２２）とコーティングされる基材（１２１、２２１）の容量とを液体コーティング媒体で満たすのに十分に大きい限り、絶対的に必要なものではない。タンクがシリンダ（１０２、２０２）およびコーティング装置（１２２、２２２）と連通するための開口は別として、タンク（１１２、２１２）は密封される、すなわち、周囲に対して閉鎖されることが可能でなければならない。一方、タンク（１１２、２１２）が、液体コーティング媒体（１１３）または液体（２０３）用の入口を有し、有利には、保守および清浄目的で開放され得る、または分解され得るならば、それは有利である。
【００４５】
シリンダ（１０２、２０２）は、さまざまな方法でタンク（１１２、２１２）と連通することができる。一方で、液体は、移動体（１１１）の内側に配置することができ、液体コーティング媒体（１１３）は、タンク（１１２）内で移動体（１１１）の外側に配置することができ、その結果として、移動体（１１１）の閉じた外側が液体コーティング媒体（１１３）に作用する。この場合に、タンク内に圧力が発生し、この圧力により、液体媒体（１１３）は、開口を通ってタンクを出て、導管（１１４）を介してコーティング装置（１２２）に搬送される。
【００４６】
本発明の別の実施形態では、液体（２０３）は、タンク（２１２）内で移動体（２１１）の外側に配置することができ、液体コーティング媒体（２１３）は、移動体（２１１）の内側に配置することができ、その結果として、移動体（２１１）の閉じた内側が液体コーティング媒体（２１３）に作用し、液体コーティング媒体（２１３）は、開口を通ってタンク（２１２）を出て、導管（２１４）を介してコーティング装置（２２２）に搬送される。
【００４７】
本発明の別の実施形態では、コーティング装置（１２２、２２２）は、液体コーティング媒体（１１３、２１３）の高さに反応するセンサ（１２３、２２３）を取り付けられる。
【００４８】
適切な使用可能センサとして、液体高さが上昇したときに、屈折率の変化に反応する屈折率センサ、伝導度センサ、または単なる光電バリアがある。
【００４９】
これらのセンサが、ピストン（１０１、２０１）の移動を観測し、ピストンの移動を観測するために、センサ（１２３、２２３）から送られた信号を処理し、それにより、液体コーティング媒体（１１３、２１３）の量にかかわらず、コーティング装置（１２２、２２２）内の液体コーティング媒体（１１３、２１３）の高さを確実に再現可能にすることができる制御ユニット（１１５、２１５）に接続されるならば、それは有利である。複数の基材（１２１、２２１）が順次コーティングされる場合、装置内の液体コーティング媒体（１１３、２１３）の量は、各コーティング作業とともに連続して減少し、その結果として、プロセスパラメータが同じ場合、コーティング装置（１２２、２２２）内の液体高さは下がる。センサ（１２３、２２３）の使用によって、この結果を補償し、さらなる液体コーティング媒体を追加した場合でさえ、確実に液体高さを一定にすることが可能である。センサからの信号を処理し、ピストン（１０１、２０１）、または、ピストンを駆動するのに使用される、好ましくは、電動アクチュエータ（１００、２００）を制御する適切な制御ユニット（１２５、２２５）の使用によって、コーティング装置（１２２、２２２）内の液体コーティング媒体（１１３、２１３）の特定の高さ（１３０、２３０）を自動的に合わせることができる。
【００５０】
さらに、本発明による装置は、移動体の位置を観測するためのセンサを有することができる。このために、例えば、移動体の膨張または位置を観測する光電バリア（１２４、２２４）、超音波センサ、または機械式センサ（例えば、トグルスイッチ）を使用することができる。移動体に漏れがある場合、移動体は、もはやその始動位置に完全には戻らないか、または最大限に膨張しないので、この手段によって漏れを検出することができる。この場合に、この種のセンサは、そのような事象を示す。
【００５１】
さらに、本発明による装置は、基材（１２１、２２１）内の液体コーティング媒体の液体高さ（１２３、２３２）を観測するためのセンサを有することができる。こうして、基材が、所望の基材長さにわたってコーティングされたときに、液体コーティング媒体の基材への供給を中断することができる。しかし、当然ながら、基材の内部容量が既知の場合に、この観測が行われる必要がもはやないことが、本発明による装置の１つの利点であることから、そのようなセンサが常に必要なわけではない。ただし、この種のセンサが、装置を校正するために存在する場合、それは有利であり得る。
【００５２】
本発明はまた、特に自動車用の、排気ガスフィルタまたは排気ガス浄化触媒製造用コーティング基材に関し、コーティング基材において、チャネルには、内部に触媒活性コーティングが形成され、チャネルのコーティング長さは、軸方向長さＬ未満であり、基材のチャネルの少なくとも９５％については、チャネルのコーティング長さは５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なる。本発明に従った趣旨内の排気ガスフィルタは、排気ガスの機械的清浄（例えば、すすの除去）ではなくて化学的な清浄のみを行う貫通流ハニカム構造体か、または、例えば、排気ガスが流れチャネルの多孔質壁を通り抜け、それによって、排気ガスの化学的および機械的清浄を両方行う壁面流フィルタのいずれかから製造することができる。
【００５３】
基材のチャネルは、多くの場合、軸方向長さＬ全体にわたってではなくて、上記のように、長さの一部にわたってのみコーティングされる。この場合に、できれば、チャネルが内部をコーティングされる長さが、すべてのチャネルで実質的に同じならば、それは有利である。本発明による装置を用いて、基材のチャネルを内部コーティングした後、次いで、これらの基材は乾燥され、少なくとも１つの熱処理を受ける。
【００５４】
自動車用の排気ガスフィルタの製造に適した、完成した基材は、特に均一なコーティングを有し、このコーティングは、異なるチャネルのコーティング長さが、５ｍｍ以下、特に、３ｍｍ以下だけ互いに異なり、これは、基材のすべてのチャネルの少なくとも９５％、有利には、基材のすべてのチャネルの少なくとも９９％、特に、すべてのチャネルの１００％に当てはまることを特徴とする。欠陥とは、基材の一部のチャネルの流れおよび圧力状態が、他のチャネルと大きく異なり、その結果として、コーティング条件下で、液体コーティング媒体が、かなりの困難を伴って浸透するか、またはかなり容易に浸透し、個々のチャネルのより短い長さか、またはより長い長さのいずれかにわたって堆積することを意味することがある。これらの場合に、所望する均一なコーティング長さは、チャネルの一部についてのみ達成できるが、これは、通常、すべてのチャネルの９５％を超える。
【００５５】
本発明はまた、本発明の装置を用いて行われる、基材をコーティングする方法に関する。
【００５６】
基材をコーティングするこの方法は、以下のステップ、すなわち、
−基材を用意するステップと、
−本発明による装置を用意するステップと、
−基材をコーティング装置に配置するステップと、
−ピストンの移動を開始し、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが相応して上昇するステップと、
−コーティング媒体を基材のチャネルに所望の充填高さまで、またはコーティング媒体の移動した体積に比例するチャネルのコーティング長さまで浸透させるステップと、
−チャネル内にコーティングを形成して、基材のチャネルからコーティング媒体を除去するステップと、
を含む。
【００５７】
コーティング媒体は、コーティング媒体の基材への供給を中断した後、圧力勾配をかけることで基材のチャネルから除去され、それによって、余分なコーティング懸濁液を除去する。
【００５８】
本発明によれば、除去は、ピストン（１０１、２０１）を後退させことで行うことができ、その理由は、後退させることで、コーティング装置（１２２、２２２）および基材（１２１、２２１）内のコーティング媒体の高さが下がるからであり、こうして、圧力勾配を生じさせ、基材のチャネルから余分なコーティング媒体を除去する。ただし、コーティング媒体は、公知の先行技術の方法で除去することもでき、これについては下記に説明される。
【００５９】
例として、これは、下側端面を減圧することで、例えば、減圧された真空貯蔵器につながる弁を開けることで行うことができる。同時に、空気、またはコーティング基材およびコーティング懸濁液に対して不活性である窒素などの他のガスを、加圧することなく、基材の上側端面から上側端面に供給することができる。真空貯蔵器内の圧力は下がるので、したがって、基材のチャネル内のガスの流量も減少する。この種の手順については、参照される欧州特許出願公開第Ａ１−９４１７６３号明細書の４ページ、５６行〜５ページ、３６行に記載されている。
【００６０】
一方、手順は逆にすることもでき、上側端面を減圧し、基材の下側端面にガスを供給する。米国特許第７０９４７２８号明細書によれば、さらに、この供給を１回または複数回変える、すなわち、逆にすることも可能であり、基材のチャネルのコーティングがより均一になる。
【００６１】
減圧する（「吸引により基材を空にする、またはあける」）代わりに、超過圧力を加える（基材に「吹きつける」）ことも可能である。このために、空気、またはコーティング基材およびコーティング懸濁液に対して不活性である窒素などの他のガスが、圧力をかけられて上側端面または下側端面に供給される。このプロセス中に、ガス圧を受ける端面の反対側にある端面により、十分な量のガスが流出できることが保証されなければならない。このために、減圧することも可能であるが、これは、絶対的に必須のものではない。しかし、また、基材のチャネルから余分なコーティング懸濁液を除去するのに十分なガス流量を保証するためには、ガス圧または液体圧を両側から加えてはならない。この場合も、上記に簡単に説明した米国特許第７０９４７２８号明細書による方法と同様に、上側端面および下側端面から交互に超過圧力を供給することができる。
【００６２】
余分なコーティング懸濁液を除去した後、適切な場合、基材は乾燥され、熱処理を受ける（か焼される）。
【００６３】
熱処理の前に、基材を乾燥させることができる。基材は、いずれにせよ、次の熱処理時に乾燥されるので、この対策は任意選択的である。
【００６４】
このために、コーティング装置から取り外した後、５秒〜２０秒にわたって、４ｍ／秒、好ましくは、７ｍ／秒〜１０ｍ／秒を超える速度で流れる、２０℃〜１５０℃の温度の予熱空気流を、例えば、重力に逆らって下方から基材のチャネルに通すことができる。熱処理（か焼）の前に、この種の予備乾燥を用いて、非常に高い給気速度においてしばしば見られる、基材の下端での流れチャネルの詰まり、またはチャネルの狭小化を回避することができる。このさらなる対策により、乾燥およびか焼プロセス時に流れチャネルが閉塞したり、または狭小化したりすることなく、基板に通常よりも多い量のコーティングを充填することが可能になる。したがって、この対策により、コーティング分散液の基材上での集中を高めることができる。
【００６５】
熱処理は通常、約１５０℃〜８００℃の温度で、特に、約２００℃〜７００℃で、有利には、約２５０℃〜約６００℃で行われる。熱処理の時間は、約１０℃／分〜約５０℃／分、特に、約２０℃／分〜約４０℃／分、有利には、約３５℃／分〜約４５℃／分の加熱速度で、約１時間〜５時間、有利には、２時間〜３時間であり、加熱速度は炉の温度に関係する。バッチ式の熱処理の場合、加熱速度は、適切に制御された炉の加熱によって、または、連続プロセスでは、特定の温度分布で稼働されるトンネル炉を通る基材の送り速度を制御することによって達成することができる。
【００６６】
本発明の方法の一実施形態では、基材は、コーティング装置に配置される前に濡らされる。乾燥状態では、基材はかなりの液体吸収能力を有する。特に、１２０個／平方センチ以上のセル密度を有する多孔性の高い基材をコーティングする場合、これは、充填プロセス時でさえ、コーティング媒体の凝固および流れチャネルの閉塞をもたらすことがある。したがって、コーティングの前に基材を濡らすことは有利である。これは、酸性溶液、塩基性溶液、または食塩水を用いた予備含浸で済ませることができる。予備含浸は、ゾルゲル法によりチャネル壁上でのコーティングの形成を容易にする。コーティング分散液と予備含浸したチャネル壁との間の接触により、分散液のｐＨがシフトする。それによって、分散液はゲルに変換される。
【００６７】
本発明の方法の別の実施形態では、移動体は、コーティング装置内のコーティング媒体の第１の高さが得られるまで、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが相応して上昇するようにコーティング媒体に作用する。この第１の高さは、コーティング装置内の液体高さが、基材に対する各コーティング作業の開始前と常に同じであり、したがって、液体コーティング媒体の量が減少しても、チャネルのコーティング長さを再現することができるように設定されている。第１の高さに到達したことは、センサ（１２３、２２３）から発せられた信号を用いて検出することができる。
【００６８】
コーティング媒体が第１の高さに達した後、基材をコーティングするのに必要とされる量（すなわち、基材のチャネルの内側をチャネルの所望するコーティング長さまでコーティングするのに必要とされる量）のコーティング媒体が、チャネル内に導入される。このために、移動体は、コーティング装置内のコーティング媒体の第２の高さが得られるまで、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが相応して上昇するように、すなわち、コーティング媒体が、所望の充填高さまで、または移動した体積に比例したチャネルのコーティング長さまで、基材のチャネル内に浸透するようにコーティング媒体に作用する。第２の高さに到達したことは、センサを用いて検出することができる。コーティング媒体の第１の高さは、コーティング装置（１２２、２２２）の範囲内であるが、コーティング媒体の第２の高さは、基材（１２１、２２１）の範囲内であるか、または基材（１２１、２２１）の上側端面と少なくとも同じ高さであるが、好ましくはそれを超えるかのいずれかである。第２の高さが基材の範囲内の場合、基材の軸方向長さＬ未満である基材のコーティング長さが得られる。コーティング媒体の第２の高さが、基材（１２１、２２１）の上側端面と同じ高さであるがそれを超えるのが好ましい場合、基材のチャネルの内側は、軸方向長さＬ全体にわたってコーティングされる。
【００６９】
第２の高さがセンサによって観測されるが、校正目的でのみ、すなわち、装置の制御用パラメータを設定する目的でのみ観測される場合、それは有利である。これらのパラメータが分かっていると、同種の基材は、各コーティング作業において、センサを用いて第２の高さを観測することなく、同じパラメータを使用して再現可能にコーティングすることができる。
【００７０】
次いで、チャネル内にコーティングを形成して、（余分な）コーティング媒体が基材のチャネルから除去される。次いで、上記のように、適切な場合、得られた基材は乾燥され、熱処理を受ける。
【００７１】
したがって、本発明はまた、基材をコーティングする方法に関し、その方法は、以下のステップ、すなわち、
−基材を用意するステップと、
−本発明による装置を用意するステップと、
−基材をコーティング装置に配置するステップと、
−ピストンの移動を開始し、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第１の高さまで相応して上昇するステップと、
−コーティング媒体が第１の高さに達したことを検出するステップと、
−ピストンを新たに始動させるか、または引き続き移動させ、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第２の高さまで相応して上昇し、その結果として、コーティング媒体が基材のチャネルに所望の充填高さまで、またはコーティング媒体の移動した体積に比例するチャネルのコーティング長さまで浸透するステップと、
−チャネル内にコーティングを形成して、基材のチャネルからコーティング媒体を除去するステップと、
を含む。
【００７２】
こうして、本発明は、基材内のコーティング長さの偏差がほとんどない、基材のチャネルの再現可能なコーティング長さを可能にし、高い研磨作用を有するコーティング媒体の場合でさえ、わずかな摩耗しか示さないコーティング用の装置を利用可能にする。
【００７３】
自動車用の排気ガスフィルタの製造に適した、完成した基材（すなわち、コーティングされ、熱処理またはか焼された基材）は、特に均一なコーティングを有し、このコーティングは、異なるチャネルのコーティング長さが、５ｍｍ以下、特に、３ｍｍ以下だけ互いに異なり、これは、基材のすべてのチャネルの少なくとも９５％、有利には、基材のすべてのチャネルの少なくとも９９％、特に、すべてのチャネルの１００％に当てはまることを特徴とする。欠陥とは、基材の一部のチャネルの流れおよび圧力状態が、他のチャネルと異なり、その結果として、コーティング条件下で、液体コーティング媒体が、かなりの困難を伴って浸透するか、またはかなり容易に浸透し、個々のチャネルのより短い長さか、またはより長い長さのいずれかにわたって堆積することを意味することがある。これらの場合に、所望する均一なコーティング長さは、チャネルの一部についてのみ達成できるが、これは、通常、すべてのチャネルの９５％を超える。この場合に、チャネルのコーティング長さは、軸方向長さＬ未満である。均一なコーティング長さは、それぞれの基材の互いに反対の端部から２つのコーティングを導入することをこの方法で可能にするという利点を有する。これらのコーティングが異なっており、（例えば、コーティング成分が望ましくない形で互いに反応する、またはその反応で互いを害するために）互いから離さなければならない場合、２つのコーティング間で、間隔が維持され、確実に保証されなければならない。この方法において、コーティングされない、したがって、機能しないままである、コーティング間の間隔に対しては、基材のうちの短い長さだけを使用せざるを得ないので、コーティング長さを可能な限り正確に、かつ確実に合わせることができるならば、この場合に、それは有利である。それにより、排気ガス浄化を改善する、または基材へのコーティングの充填を減らすことが可能である。
【００７４】
したがって、チャネルには、内部に少なくとも、１つの第１の触媒活性コーティングと１つの第２の触媒活性コーティングとが形成され、第１の触媒活性コーティングおよび第２の触媒活性コーティングでコーティングされたチャネル長さは、いずれの場合も、基材の軸方向長さＬ未満であり、基材のチャネルの少なくとも９５％については、第１の触媒活性コーティングおよび第２の触媒活性コーティングでコーティングされたチャネル長さは、それぞれ互いに５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なり、２つのコーティング間の間隔は、基材のチャネルの少なくとも９５％については、５ｍｍ以下、有利には、３ｍｍ以下、特に、１ｍｍ以下である、自動車用の排気ガスフィルタ製造用コーティング基材を得るために、本発明の装置および方法を使用することが、特に有利な形で可能である。
【００７５】
図３Ａおよび図３Ｂは、この種のコーティング基材（３００）を示している。基材は、２つの端面（３０１）、円周面（３０２）、および長さ（Ｌ）を有し、端面間を多数のチャネル（３１０）が横断する。この場合に、チャネルには、２つの領域を形成する、図３Ａに太線で示した、第１の部分長さ（３０３）にわたる第１のコーティング（３３０）と、さらなる部分長さ（３０５）にわたる第２のコーティング（３４０）とが形成され、２つの領域には、それぞれ第１および第２のコーティングが形成される。２つの領域（３０３、３０５）間の間隔（３０４）は、最小限であるのが好ましく、それには、オーバラップを回避するために、可能な限り均一なコーティング長さが両方の領域（３０３、３０５）で必要である。本発明によれば、このコーティングのない間隔（３０４）は、５ｍｍ以下、有利には、３ｍｍ以下、特に、１ｍｍ以下である。この図３Ａでは、円形端面を有する基材（３００）が示されている。もちろん、端面が長方形、正方形、だ円形、三角形、六角形、または他の多角形形状を有することも可能であり、結果として、基材の対応する様々な３次元形状、例えば、角柱または直方体などが得られる。
【００７６】
第１のコーティング（３３０）および第２のコーティング（３４０）を形成された部分長さは、同じとすることも、または異なるものとすることもできる。
【００７７】
第１および第２のコーティングには、有利には様々なタイプがある。本発明の一実施形態では、コーティングの少なくとも１つは、酸化触媒またはＳＣＲ触媒である。本発明の特に有利な実施形態では、第１のコーティング（３３０）はＳＣＲ触媒であり、第２のコーティング（３４０）は酸化触媒である。
【００７８】
酸化触媒が、有利には、多孔質の固体支持体、通常は、酸化アルミニウムまたは二酸化ケイ素などの多孔質無機酸化物上にあって、プラチナ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、金、イリジウム、またはそれらの混合物などの、元素周期律表のＶＩＩＩ族の貴金属を含有するならば、それは有利である。支持体としての多孔質酸化アルミニウム上にプラチナがあると特に有利である。コーティング基材上のこのコーティングは、通常、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナを含有する。
【００７９】
本発明の特定の実施形態では、ＳＣＲ触媒は、二酸化チタン、五酸化バナジウム、三酸化タングステン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、またはそれらの混合物からなる群から選択される酸化物を含有する。
【００８０】
本発明の別の特定の実施形態では、ＳＣＲ触媒は、母材としての二酸化チタンと、最大で１０重量％の五酸化バナジウムと、最大で２０重量％の三酸化タングステンとを含有する。
【００８１】
本発明の別の特定の実施形態では、第１のコーティングは、五酸化バナジウムおよび酸化アルミニウムを含有するＳＣＲ触媒を含み、第２のコーティングは、プラチナ、金、パラジウム、および酸化アルミニウムを含有する酸化触媒を含む。この場合に、第２のコーティングは、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナ、金、またはそれらの組み合わせを含有するのが好ましい。
【００８２】
本発明の別の特定の実施形態では、第１のコーティングは、二酸化チタン、五酸化バナジウム、および三酸化タングステンを含有するＳＣＲ触媒を含み、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒を含む。この場合に、第２のコーティングは、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナを含有するのが好ましい。
【００８３】
本発明の別の特定の実施形態では、第１のコーティングは、ゼオライトの組成物、特に、鉄または銅で置換したゼオライトを含有するＳＣＲ触媒を含み、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒を含む。この場合に、第２のコーティングは、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナを含有するのが好ましい。
【００８４】
本発明の別の特定の実施形態では、第１のコーティングは、鉄で置換され、アンモニア貯蔵能力が触媒材料１グラム当たり少なくともアンモニア２０ミリリットルであるβゼオライトを含有するＳＣＲ触媒を含み、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒を含む。この場合に、第２のコーティングは、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナを含有するのが好ましい。
【００８５】
本発明の別の特定の実施形態では、第１のコーティングは、ゼオライトの組成物、特に、鉄または銅で置換したゼオライトを含有するＳＣＲ触媒を含み、第２のコーティングは、プラチナおよび／またはロジウム、さらには酸化アルミニウムを含有する酸化触媒を含む。この場合に、第２のコーティングは、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナ、ロジウム、またはそれらの組み合わせを含有するのが好ましい。
【００８６】
自動車用の排気ガスフィルタの製造に適したコーティング基板は、４０％を超える、通常は、４０％〜７５％、特に、４５％〜６０％の多孔率を有する。平均小孔径は、少なくとも７μｍ、例えば、７μｍ〜３４μｍ、好ましくは、１０μｍを超え、特に、１０μｍ〜２０μｍ、または１１μｍ〜１９μｍである。１１μｍ〜３３μｍの平均小孔径と、４０％〜６０％の多孔率とを有する、自動車用の排気ガスフィルタの製造に適した、完成した基板が特に有利である。
【００８７】
７〜６００セル／平方インチ、特に１００〜４００セル／平方インチ（４００セル／平方インチは、約６２セル／平方センチに相当する）などのかなり低いセル密度が一般的であるが、基材のセル密度は、平方インチ当たり最大で７００以上であり、セルの形状は、長方形、正方形、円形、だ円形、三角形、または六角形とすることも、他の何らかの多角形形態を有することもできる。セル密度は、長手軸に対して平行な基材を横断する平面図における単位面積当たりのチャネル数を示すものである。壁厚、すなわち、チャネルを互いから分離する壁の厚さは、０．００２インチ〜０．１インチ（約０．００５ｃｍ〜約０．２５ｃｍ）、好ましくは、０．００２インチ〜０．０１５インチ（約０．００５ｃｍ〜０．０３８ｃｍ）である。有利な基材は、好ましくは、４０％〜６０％の多孔率および１０μｍ〜２０μｍの平均小孔径とともに、約０．０１インチ〜０．０２インチ（約０．０２５４ｃｍ〜０．０５８ｃｍ）の壁厚を有する。
【００８８】
図１は、基材（１２１）内のチャネル（１１０）をコーティングするための本発明の装置を示し、この装置は、液体（１０３）で満たされたシリンダ（１０２）内でアクチュエータ（１００）によって駆動されるピストン（１０１）を有し、移動体（１１１）に至るシリンダ（１０２）の接続部（１０４）を通じて、液体コーティング媒体（１１３）で満たされたタンク（１１２）内での移動体（１１１）の動作を可能にし、タンク（１１２）とコーティング装置（１２２）との間に、多方弁（１１５）を間に挟んで、２つの導管部（１１４、１１６）を有しており、コーティング装置（１２２）には、基材（１２１）と第１の高さ（１３０）を測定するためのセンサ（１２３）とが設けられている。さらなるセンサ（１２４）を使用して、コーティング媒体（１１３）の移動体積と、タンク（１１２）内の移動体（１１１）の状態とを観測する。
【００８９】
センサ（１２３、１２４）によって測定された値は、したがって、アクチュエータ（１００）を、ひいてはピストン（１０１）を制御する制御ユニット（１２５）に送られる。
【００９０】
一方で、多方弁（１１５）は、充填流方向（１１７）に第１の高さ（１３０）まで、コーティング装置（１２２）にコーティング媒体（１１３）を充填するように切り換え、他方で、基材（１２１）内の第２の高さ（１３２）に達した後、戻り流方向（１１８）で、排出ポンプ（１１９）と、コーティング媒体をさらに使用する準備のできた状態に保つ、余分なコーティング媒体（１１３）用の貯蔵タンクに通じる接続管（１２０）との接続に切り換える。
【００９１】
このために必要とされるすべての制御コマンドは、同様に、中央制御ユニット（１２５）から出力されるのが好ましい。
【００９２】
図２は、基材（２２１）内のチャネル（２１０）をコーティングするための本発明の装置を示し、この装置は、液体（２０３）を充填され、シリンダ（２０２）の接続部（２０４）を通じて、タンク（２１２）と連通するシリンダ（２０２）内でアクチュエータ（２００）によって駆動されるピストン（２０１）を有し、タンク内には移動体（２１１）が置かれ、タンクは液体コーティング媒体（２１３）を含み、多方弁（２１５）を間に挟んだ２つの導管部（２１４、２１６）を介してコーティング装置（２２２）に接続され、コーティング装置には、基材（２２１）と、コーティング媒体（２１３）の第１の高さ（２３０）を測定するためのセンサ（２２３）とが設けられている。
【００９３】
タンク（２１２）上のさらなるセンサ（２２４）を用いて、コーティング媒体の移動体積と、タンク（２１２）内の移動体（２１１）の状態とが観測される。センサ（２２３、２２４）によって測定された値は、したがって、アクチュエータ（２００）を、ひいてはピストン（２０１）を制御する制御ユニット（２２５）に送られる。
【００９４】
一方で、多方弁（２１５）は、充填流方向（２１７）に第１の高さ（２３０）まで、コーティング装置（２２２）にコーティング媒体（２１３）を充填するように切り換え、他方で、基材（２２１）内の第２の高さ（２３２）に達した後、戻り流方向（２１８）で、排出ポンプ（２１９）と、コーティング媒体をさらに使用する準備のできた状態に保つ、余分なコーティング媒体（２１３）用の貯蔵タンクに通じる接続管（２２０）との接続に切り換える。このために必要とされるすべての制御コマンドは、同様に、中央制御ユニット（２２５）によって出力されるのが好ましい。
【００９５】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明によるコーティング構造の内部を見ることを可能にするために、中央部分に３つの平面に破断された部分を有する基材（３００）を斜視図で示している。
【００９６】
２つの部分長さ領域（３０３、３０５）にコーティングされた基材（３００）は、２つの端面（３０１）、円周面（３０２）、および長さ（Ｌ）を有し、２つの端面（３０１）間を多数のチャネル（３１０）が横断する。
【００９７】
第１のコーティング（３３０）は、チャネル（３１０）内の第１の部分長さ領域（３０３）に施され、さらなる部分長さ領域（３０５）には、第２のコーティング（３４０）が形成されている。
【００９８】
２つの部分長さ領域（３０３）、（３０５）間、または２つのコーティング（３３０）、（３４０）間には、図３Ｂのように、特に、縮尺を拡大して示すように、コーティングのない領域（３０４）がある。
【００９９】
（実施例１）
１０１．６ｍｍの長さと、短軸が８６ｍｍで長軸が１３１ｍｍのだ円形断面と、６２／平方センチのセル密度とを有する、菫青石でできた貫通流ハニカム構造体を、コーティング媒体として、固形物量３５重量％の水中で、（欧州特許第９５７０６４号明細書の実施例１に従って得られた）酸化アルミニウムに担持されたプラチナの懸濁液でコーティングする。このために、図２による装置を使用する。コーティング高さは４５．８ｍｍである。コーティング後、コーティング基材を１００℃の空気流で乾燥させ、５００℃でか焼する。コーティングされた支持体１０００個ごとに、コーティング後のコーティング長さをＸ線撮影によって測定し、チャネルのコーティング長さをデジタル画像評価法によって求め、それぞれの最大長さと最少長さとの間の差をまとめる。差は常に３．０ｍｍ未満である。２００個のコーティング支持体を分析する。図２に示すコーティング装置の運転は続ける。３２５，０００回のコーティング作業を行うのに、保守および修理のための中断は全く必要ない。
【０１００】
（実施例２）
手順は実施例１と同様であるが、図１に示す装置を使用した。最大長さと最少長さとの間の差は常に２ｍｍ未満であった。１７０個のコーティング支持体を分析する。２２５，０００回のコーティング作業を行うのに、保守および修理のための中断は全く必要ない。
【符号の説明】
【０１０１】
１００ アクチュエータ
１０１ ピストン
１０２ シリンダ
１０３ 液体
１０４ 接続部
１１０ 基材１２１内のチャネル
１１１ 移動体
１１２ タンク
１１３ コーティング媒体
１１４ 導管部
１１５ 多方弁
１１６ 導管部
１１７ 充填流方向
１１８ コーティング媒体１１３を除去する戻り流方向
１１９ 排出ポンプ
１２０ コーティング媒体用の貯蔵器に通じる接続管
１２１ 基材
１２２ コーティング装置
１２３ 高さ１３０を検出するセンサ
１２４ 移動体１１１の位置を観測するセンサ
１２５ 制御ユニット
１３０ コーティング装置１２２内の１１３の第１の高さ
１３２ 基材１２１内の１１３の第２の高さ
２００ アクチュエータ
２０１ ピストン
２０２ シリンダ
２０３ 液体
２０４ 接続部
２１０ 基材２２１内のチャネル
２１１ 移動体
２１２ タンク
２１３ コーティング媒体
２１４ 導管部
２１５ 多方弁
２１６ 導管部
２１７ 充填流方向
２１８ ２１３の抽出流方向
２１９ 排出および抽出ポンプ
２２０ 余分なコーティング媒体２１３用の貯蔵器に通じる接続管
２２１ 基材
２２２ コーティング装置
２２３ 高さ２３０を検出するセンサ
２２４ 移動体の位置を観測するセンサ
２２５ 制御ユニット
２３０ コーティング装置２２２内の第１の高さ
２３２ 基材２２１内の第２の高さ
３００ 基材
３０１ 端面
３０２ 円周面
３０３ 第１の部分長さ領域
３０４ ２つの部分長さ３０３、３０５間の間隔
３０５ 第２の部分長さ領域
３１０ 基材３００内のチャネル
３３０ チャネル３１０内の第１のコーティング
３４０ チャネル３１０内の第２のコーティング
Ｌ 基材３００の全長
４０１〜４０７ 請求項５に記載の７つの方法ステップを示す
５０１〜５０９ 請求項６に記載の９つの方法ステップを示す
【技術分野】
【０００１】
下記に基材と呼ぶセラミックまたは金属ハニカム構造体／フィルタの、液体コーティング媒体を用いたコーティング中には様々な問題が発生する。
【背景技術】
【０００２】
基材をコーティングするために可能なことの１つとして、基材の片側の開口を、利用できるコーティング媒体と接触させ、基材の反対側を減圧することにより、液体コーティング媒体を基材のチャネルを通じて引き込むものがある。チャネルをチャネルの長さの一部だけに沿ってコーティングすることを意図する場合、発生する不可避の流動分布のために、異なるチャネルが異なる長さにわたってコーティングされることは不都合である。
【０００３】
コーティング媒体が、重力に抗する圧力によってチャネルに押し込まれる場合、チャネル全体をコーティングする事例において、液体が上部にいつ出現するかを（通常はセンサによって）チェックする必要がある。チャネルの長さの一部にわたってコーティングする場合、チャネル内のコーティング媒体の液柱高さがセンサによって測定される。しかし、この方法は、基材が、金属または炭化ケイ素などの導電性または半導電性材料で構成される場合に機能しない。
【０００４】
別の欠点は、コーティング媒体は通常セラミック粒子を含有しており、このセラミック粒子には研磨作用があり、その結果として、コーティング媒体を移送するポンプ（例えば、ピストンポンプ）において深刻な摩耗が生じることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、先行技術の上記の欠点がない、基材をコーティングする装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、液体（１０３、２０３）を充填され、ピストン（１０１、２０１）を備えたシリンダ（１０２、２０２）を有する、基材を液体コーティング媒体（１１３、２１３）でコーティングする装置によって達成され、液体を充填されたシリンダ（１０２、２０２）は、タンク（１１２、２１２）と連通し、タンクの内部では、移動体（１１１、２１１）が、ピストン（１０１、２０１）が移動するときに、液体（１０３、２０３）により比例して移動するように構成され、タンク（１１２、２１２）は、基材（１２１、２２１）用のコーティング装置（１２２、２２２）と連通し、移動体（１１１、２１１）は、液体コーティング媒体（１１３、２１３）に作用し、その結果として、コーティング装置（１２２、２２２）内の液体コーティング媒体（１１３、２１３）の高さが比例して変化する。
【０００７】
１．円筒状支持体であり、それぞれ、２つの端面（３０１）、円周面（３０２）、および軸方向長さＬを有し、第１の端面から第２の端面まで多数のチャネル（３１０）が横断する、特に自動車用の、排気ガス浄化触媒製造用基材を液体コーティング媒体でコーティングする装置であって、液体を充填され、ピストンを備えたシリンダを有する装置であって、液体を充填されたシリンダはタンクと連通し、タンクの内部では、移動体が、ピストンが移動するときに、液体により比例して移動するように構成され、タンクは、基材用のコーティング装置と連通し、移動体は、液体コーティング媒体に作用し、その結果として、コーティング装置内の液体コーティング媒体の高さが比例して変化する、装置。
【０００８】
２．１項に記載の装置であって、ピストンは電気アクチュエータにより移動する装置。
【０００９】
３．１項または２項に記載の装置であって、液体は移動体の内側に配置され、液体コーティング媒体は外側に配置され、移動体の閉じた外側がコーティング媒体に作用する装置。
【００１０】
４．１項または２項に記載の装置であって、液体は移動体の外側に配置され、液体コーティング媒体は内側に配置され、移動体の閉じた内側がコーティング媒体に作用する。
【００１１】
５．１項〜３項の１つまたは複数に記載の装置であって、コーティング装置は液体コーティング媒体の高さに反応し制御ユニットに接続されたセンサを取り付けられ、制御ユニットは、ピストンの動作を観測し、ピストンの動作を観測するために、センサから送られた信号を処理し、それにより、液体媒体の利用可能な量にかかわらず、コーティング装置内の高さを確実に再現可能にする装置。
【００１２】
６．１項〜５項の１つまたは複数に記載の装置であって、移動体の位置を観測するためのセンサを有する装置。
【００１３】
７．１項〜６項の１つまたは複数に記載の装置であって、基材内の液体コーティング媒体の液体高さを観測するためのセンサを有する装置。
【００１４】
８．基材をコーティングする方法はであって、以下のステップ、すなわち、
−基材を用意するステップと、
−１項〜７項の１つに記載の装置を用意するステップと、
−基材をコーティング装置に配置するステップと、
−ピストンの移動を開始し、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが相応して上昇するステップと、
−コーティング媒体を基材のチャネルに所望の充填レベルまで、または移動したコーティング媒体の体積に比例するチャネルのコーティング長さまで浸透させるステップと、
−チャネル内にコーティングを形成して、基材のチャネルからコーティング媒体を除去するステップと、
を含む方法。
【００１５】
９．８項に記載の基材をコーティングする方法は、以下のステップ、すなわち、
−基材を用意するステップと、
−１項〜７項の１つに記載の装置を用意するステップと、
−基材をコーティング装置に配置するステップと、
−ピストンの移動を開始し、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第１の高さまで相応して上昇するステップと、
−コーティング媒体が第１の高さに達したことを検出するステップと、
−ピストンを新たに始動させるか、または引き続き移動させ、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第２の高さまで相応して上昇し、その結果として、コーティング媒体が基材のチャネルに所望の充填高さまで、または移動したコーティング媒体の体積に比例するチャネルのコーティング長さまで浸透するステップと、
−チャネル内にコーティングを形成して、基材のチャネルからコーティング媒体を除去するステップと、
を含む方法。
【００１６】
１０．９項に記載の方法であって、コーティング媒体の第２の高さは基材の範囲内である方法。
【００１７】
１１．８項〜１０項の１つまたは複数に記載の方法であって、濡れた、または酸性、アルカリ性溶液、もしくは食塩水を含浸した基材がコーティング装置に配置される方法。
【００１８】
１２．８項〜１１項の１つまたは複数に記載の方法であって、コーティング媒体は、基材の下側端面を減圧することで除去される方法。
【００１９】
１３．自動車用の排気ガスフィルタ製造用コーティング基材であって、チャネルには、内部に少なくとも１つの触媒活性コーティングが形成され、チャネルのコーティング長さは、軸方向長さＬ未満であり、基材のチャネルの少なくとも９５％については、チャネルのコーティング長さは、５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なる基材。
【００２０】
１４．１３項に記載のコーティング基材であって、４０％〜７５％の多孔率を有する基材。
【００２１】
１５．１３項または１４項に記載のコーティング基材であって、７μｍを超える平均細孔径を有する基材。
【００２２】
１６．１３項〜１５項の１つに記載のコーティング基材であって、０．００２インチ〜０．１インチの壁厚さを有する基材。
【００２３】
１７．１３項〜１６項の１つに記載のコーティング基材であって、１００〜４００セル／平方インチのセル密度を有するコーティング基材。
【００２４】
１８．１３項〜１７項の１つに記載のコーティング基材であって、チャネルには、内部に少なくとも、１つの第１の触媒活性コーティングと１つの第２の触媒活性コーティングとが形成され、第１の触媒活性コーティングおよび第２の触媒活性コーティングでコーティングされたチャネル長さは、いずれの場合も、基材の軸方向長さＬ未満であり、基材のチャネルの少なくとも９５％については、第１の触媒活性コーティングおよび第２の触媒活性コーティングでコーティングされたチャネル長さは、それぞれ互いに５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なり、２つのコーティング間の間隔は、基材のチャネルの少なくとも９５％については、５ｍｍ以下、有利には３ｍｍ以下、特に、１ｍｍ以下であるコーティング基材。
【００２５】
１９．１８項に記載のコーティング基材であって、第１のコーティングはＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは酸化触媒であるコーティング基材。
【００２６】
２０．１９項に記載のコーティング基材であって、酸化触媒は、プラチナ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、金、イリジウム、またはそれらの混合物などの、元素周期律表のＶＩＩＩ族の貴金属であるコーティング基材。
【００２７】
２１．２０項に記載のコーティング基材であって、酸化触媒は、多孔質の固体支持体、好ましくは、酸化アルミニウムまたは二酸化ケイ素などの多孔質無機酸化物に加えられるコーティング基材。
【００２８】
２２．１９項に記載のコーティング基材であって、ＳＣＲ触媒は、二酸化チタン、五酸化バナジウム、三酸化タングステン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、またはそれらの混合物からなる群から選択される酸化物を含有するコーティング基材。
【００２９】
２３．２２項に記載のコーティング基材であって、ＳＣＲ触媒は、母材としての二酸化チタンと、最大で１０重量％の五酸化バナジウムと、最大で２０重量％の三酸化タングステンとを含有するコーティング基材。
【００３０】
２４．１９項〜２３項の１つに記載のコーティング基材であって、第１のコーティングは、五酸化バナジウムおよび酸化アルミニウムを含有するＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは、プラチナ、金、パラジウム、および酸化アルミニウムを含有する酸化触媒であるコーティング基材。
【００３１】
２５．１９項〜２３項の１つに記載のコーティング基材であって、第１のコーティングは、二酸化チタン、五酸化バナジウム、および三酸化タングステンを含有するＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒であるコーティング基材。
【００３２】
２６．１９項〜２１項の１つに記載のコーティング基材であって、第１のコーティングは、ゼオライトの組成物、特に、鉄または銅で置換したゼオライトを含有するＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒であるコーティング基材。
【００３３】
２７．１９項〜２１項の１つに記載のコーティング基材であって、第１のコーティングは、鉄で置換され、アンモニア貯蔵能力が触媒材料１グラム当たり少なくともアンモニア２０ミリリットルであるβゼオライトを含有するＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒であるコーティング基材。
【００３４】
２８．１９項〜２１項の１つに記載のコーティング基材であって、第１のコーティングは、ゼオライトの組成物、特に、鉄または銅で置換したゼオライトを含有するＳＣＲ触媒であり、第２のコーティングは、パラジウムおよび／またはロジウム、さらには酸化アルミニウムを含有する酸化触媒であるコーティング基材。
【００３５】
２９．自動車用の排気ガスフィルタを製造するための、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の方法の、１項〜７項の１つまたは複数に記載の装置の使用。
【００３６】
３０．窒素酸化物および／または炭化水素および／または粒子を含有する排気ガス流を浄化する方法であって、１３項〜２８項の１つに記載のコーティング基材を含む方法。
【００３７】
３１．窒素酸化物および／または炭化水素および／または粒子を含有する排気ガス流を浄化する装置であって、１３項〜２８項の１つに記載のコーティング基材を有する装置。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】基材（１２１）内のチャネル（１１０）をコーティングするための本発明の装置を示している。
【図２】基材（２２１）内のチャネル（２１０）をコーティングするための本発明の装置を示している。
【図３】本発明によるコーティング構造の内部を見ることを可能にするために、中央部分に３つの平面に破断された部分を有する基材（３００）を斜視図で示している。
【図４】基材をコーティングする方法の流れ図を示している。
【図５】基材をコーティングする方法の流れ図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
ピストン（１０１、２０１）は、有利には、電気アクチュエータ（１００、２００）により移動する。このために、例えば、ギヤホイールの付いた電気モータを使用して、ラックの付いたピストンを移動させることが可能である。
【００４０】
基材（１２１、２２１）は通常、金属またはセラミックで構成された中空の基材であり、少なくとも１つの内側チャネル（１１０、２１０、３１０）、通常は多数の内側チャネルを有する。基材は通常、それぞれが、円筒軸、２つの端面、円周面、および軸方向長さＬを有する略円筒形の支持体であり、第１の端面から第２の端面まで多数のチャネルが横断する。そのような支持体は、ハニカム構造体と呼ばれることも多い。特に、基材は、約１０個／平方センチ〜２５０個／平方センチの高いセル密度（断面積当たりの内側チャネルの数量）を有することができる貫通流ハニカム構造体とすることができるが、壁面流フィルタとすることもできる。基材は、例えば、菫青石、ムライト、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、または鋼もしくはステンレス鋼などの金属で構成することができる。基材は、有利には、一体構造の円筒形触媒支持体であり、内燃機関からの排気ガス用の、円筒軸に平行な多数の流れチャネルが横断する。そのような一体構造の触媒支持体は、自動車の排気ガス触媒を製造するために大量に使用されている。触媒支持体の断面形状は、自動車の設置要件によって決まる。丸い断面、だ円形または三角形断面の触媒本体が幅広く使用されている。流れチャネルは通常、正方形断面を有し、触媒本体の断面全体にわたってわずかに離間したパターンで配置されている。流れチャネルのチャネルまたはセル密度は通常、用途に応じて１０〜２５０個／平方センチの範囲で変わる。自動車の排気ガス浄化の場合、セル密度が約６２個／平方センチの触媒支持体が、現今でもまだ頻繁に使用されている。基材は、有利には、液体密封した態様でコーティング装置に配置されており、少なくとも１つのシールを用いて液体密封することが可能である。シールは中空とすることができ、コーティング装置に取り付けられる、または挿入されるときに、ガスまたは液体を充填することができ、漏れのない覆いを形成することができる。接合部の漏れ防止性は、圧力または流れセンサを用いてチェックすることができる。
【００４１】
移動体（１１１、２１１）は、適切な圧力作用を通じて膨張し、再度収縮する中空体であり、ゴム、プラスチック、または金属などの任意の可撓性材料から製造することができるが、材料は、液体（１０３、２０３）および液体媒体（１１３、２１３）に対して不活性でなければならない。
【００４２】
液体は、任意の特定の要件を満たす必要はないが、腐食および研磨作用を有してはならず、使用条件下でその特性が変化してはならない。例えば、油圧オイルまたは水が適切である。
【００４３】
液体コーティング媒体（１１３、２１３）は、例えば、触媒活性成分またはその前駆体と、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、またはそれらの組み合わせなどの無機酸化物とを含有する、自動車用の排気ガスフィルタをコーティングするための懸濁液または分散液（「ウォッシュコート」）であり、酸化物に、例えば、シリコンまたはランタンを添加することが可能である。バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、ニッケル、またはランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、もしくはそれらの組み合わせなどの希土類金属の酸化物は、触媒活性成分として使用することができる。プラチナ、パラジウム、金、ロジウム、イリジウム、オスミウム、ルテニウム、およびそれらの組み合わせなどの貴金属も、触媒活性成分として使用することができる。これらの金属はまた、互いに、もしくは他の金属とともに合金として、または酸化物として存在することができる。金属は、前記貴金属の硝酸塩、亜硫酸塩、またはオルガニルなどの前駆体としても存在することができ、特に、硝酸パラジウム、亜硫酸パラジウム、硝酸プラチナ、亜硫酸プラチナ、またはＰｔ（ＮＨ３）４（ＮＯ３）２を液体コーティング媒体内に使用することができる。この場合に、約４００℃〜約７００℃でか焼することで、前駆体から触媒活性成分を得ることができる。自動車の排気ガス触媒製造用基材をコーティングするために、無機酸化物の懸濁液または分散液をコーティング用に最初に使用することができ、その後、次のコーティングステップで、１つまたは複数の触媒活性成分を含有する懸濁液または分散液を加えることができる。ただし、液体コーティング媒体が、これらの成分をともに含有することも可能である。液体コーティング媒体は、多くの場合、３５％〜５２％の固形物量と、１５ｃｐｓ〜３００ｃｐｓの粘度とを有する。
【００４４】
移動体（１１１、２１１）の幾何形状は、タンク（１１２、２１２）の内部形状に合致させることができるが、これは、絶対的に必須のものではない。こうして、一方で、長方形または円形のベース部領域を備えたベローズを、合致する内部形状のタンク内で使用することができ、したがって、ベローズは、液体コーティング媒体（１１３、２１３）に作用する、油圧で膨張可能なスタンプのように機能することができる。タンクの内部幾何形状に特に適応することなく、液体コーティング媒体（１１３、２１３）に作用する球状ゴム袋として移動体（１１１、２１１）を設計することも同様に可能である。移動体（１１１、２１１）は、タンクをほぼ完全に埋めることができるが、これは、移動体（１１１、２１１）が、コーティング装置（１２２、２２２）とコーティングされる基材（１２１、２２１）の容量とを液体コーティング媒体で満たすのに十分に大きい限り、絶対的に必要なものではない。タンクがシリンダ（１０２、２０２）およびコーティング装置（１２２、２２２）と連通するための開口は別として、タンク（１１２、２１２）は密封される、すなわち、周囲に対して閉鎖されることが可能でなければならない。一方、タンク（１１２、２１２）が、液体コーティング媒体（１１３）または液体（２０３）用の入口を有し、有利には、保守および清浄目的で開放され得る、または分解され得るならば、それは有利である。
【００４５】
シリンダ（１０２、２０２）は、さまざまな方法でタンク（１１２、２１２）と連通することができる。一方で、液体は、移動体（１１１）の内側に配置することができ、液体コーティング媒体（１１３）は、タンク（１１２）内で移動体（１１１）の外側に配置することができ、その結果として、移動体（１１１）の閉じた外側が液体コーティング媒体（１１３）に作用する。この場合に、タンク内に圧力が発生し、この圧力により、液体媒体（１１３）は、開口を通ってタンクを出て、導管（１１４）を介してコーティング装置（１２２）に搬送される。
【００４６】
本発明の別の実施形態では、液体（２０３）は、タンク（２１２）内で移動体（２１１）の外側に配置することができ、液体コーティング媒体（２１３）は、移動体（２１１）の内側に配置することができ、その結果として、移動体（２１１）の閉じた内側が液体コーティング媒体（２１３）に作用し、液体コーティング媒体（２１３）は、開口を通ってタンク（２１２）を出て、導管（２１４）を介してコーティング装置（２２２）に搬送される。
【００４７】
本発明の別の実施形態では、コーティング装置（１２２、２２２）は、液体コーティング媒体（１１３、２１３）の高さに反応するセンサ（１２３、２２３）を取り付けられる。
【００４８】
適切な使用可能センサとして、液体高さが上昇したときに、屈折率の変化に反応する屈折率センサ、伝導度センサ、または単なる光電バリアがある。
【００４９】
これらのセンサが、ピストン（１０１、２０１）の移動を観測し、ピストンの移動を観測するために、センサ（１２３、２２３）から送られた信号を処理し、それにより、液体コーティング媒体（１１３、２１３）の量にかかわらず、コーティング装置（１２２、２２２）内の液体コーティング媒体（１１３、２１３）の高さを確実に再現可能にすることができる制御ユニット（１１５、２１５）に接続されるならば、それは有利である。複数の基材（１２１、２２１）が順次コーティングされる場合、装置内の液体コーティング媒体（１１３、２１３）の量は、各コーティング作業とともに連続して減少し、その結果として、プロセスパラメータが同じ場合、コーティング装置（１２２、２２２）内の液体高さは下がる。センサ（１２３、２２３）の使用によって、この結果を補償し、さらなる液体コーティング媒体を追加した場合でさえ、確実に液体高さを一定にすることが可能である。センサからの信号を処理し、ピストン（１０１、２０１）、または、ピストンを駆動するのに使用される、好ましくは、電動アクチュエータ（１００、２００）を制御する適切な制御ユニット（１２５、２２５）の使用によって、コーティング装置（１２２、２２２）内の液体コーティング媒体（１１３、２１３）の特定の高さ（１３０、２３０）を自動的に合わせることができる。
【００５０】
さらに、本発明による装置は、移動体の位置を観測するためのセンサを有することができる。このために、例えば、移動体の膨張または位置を観測する光電バリア（１２４、２２４）、超音波センサ、または機械式センサ（例えば、トグルスイッチ）を使用することができる。移動体に漏れがある場合、移動体は、もはやその始動位置に完全には戻らないか、または最大限に膨張しないので、この手段によって漏れを検出することができる。この場合に、この種のセンサは、そのような事象を示す。
【００５１】
さらに、本発明による装置は、基材（１２１、２２１）内の液体コーティング媒体の液体高さ（１２３、２３２）を観測するためのセンサを有することができる。こうして、基材が、所望の基材長さにわたってコーティングされたときに、液体コーティング媒体の基材への供給を中断することができる。しかし、当然ながら、基材の内部容量が既知の場合に、この観測が行われる必要がもはやないことが、本発明による装置の１つの利点であることから、そのようなセンサが常に必要なわけではない。ただし、この種のセンサが、装置を校正するために存在する場合、それは有利であり得る。
【００５２】
本発明はまた、特に自動車用の、排気ガスフィルタまたは排気ガス浄化触媒製造用コーティング基材に関し、コーティング基材において、チャネルには、内部に触媒活性コーティングが形成され、チャネルのコーティング長さは、軸方向長さＬ未満であり、基材のチャネルの少なくとも９５％については、チャネルのコーティング長さは５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なる。本発明に従った趣旨内の排気ガスフィルタは、排気ガスの機械的清浄（例えば、すすの除去）ではなくて化学的な清浄のみを行う貫通流ハニカム構造体か、または、例えば、排気ガスが流れチャネルの多孔質壁を通り抜け、それによって、排気ガスの化学的および機械的清浄を両方行う壁面流フィルタのいずれかから製造することができる。
【００５３】
基材のチャネルは、多くの場合、軸方向長さＬ全体にわたってではなくて、上記のように、長さの一部にわたってのみコーティングされる。この場合に、できれば、チャネルが内部をコーティングされる長さが、すべてのチャネルで実質的に同じならば、それは有利である。本発明による装置を用いて、基材のチャネルを内部コーティングした後、次いで、これらの基材は乾燥され、少なくとも１つの熱処理を受ける。
【００５４】
自動車用の排気ガスフィルタの製造に適した、完成した基材は、特に均一なコーティングを有し、このコーティングは、異なるチャネルのコーティング長さが、５ｍｍ以下、特に、３ｍｍ以下だけ互いに異なり、これは、基材のすべてのチャネルの少なくとも９５％、有利には、基材のすべてのチャネルの少なくとも９９％、特に、すべてのチャネルの１００％に当てはまることを特徴とする。欠陥とは、基材の一部のチャネルの流れおよび圧力状態が、他のチャネルと大きく異なり、その結果として、コーティング条件下で、液体コーティング媒体が、かなりの困難を伴って浸透するか、またはかなり容易に浸透し、個々のチャネルのより短い長さか、またはより長い長さのいずれかにわたって堆積することを意味することがある。これらの場合に、所望する均一なコーティング長さは、チャネルの一部についてのみ達成できるが、これは、通常、すべてのチャネルの９５％を超える。
【００５５】
本発明はまた、本発明の装置を用いて行われる、基材をコーティングする方法に関する。
【００５６】
基材をコーティングするこの方法は、以下のステップ、すなわち、
−基材を用意するステップと、
−本発明による装置を用意するステップと、
−基材をコーティング装置に配置するステップと、
−ピストンの移動を開始し、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが相応して上昇するステップと、
−コーティング媒体を基材のチャネルに所望の充填高さまで、またはコーティング媒体の移動した体積に比例するチャネルのコーティング長さまで浸透させるステップと、
−チャネル内にコーティングを形成して、基材のチャネルからコーティング媒体を除去するステップと、
を含む。
【００５７】
コーティング媒体は、コーティング媒体の基材への供給を中断した後、圧力勾配をかけることで基材のチャネルから除去され、それによって、余分なコーティング懸濁液を除去する。
【００５８】
本発明によれば、除去は、ピストン（１０１、２０１）を後退させことで行うことができ、その理由は、後退させることで、コーティング装置（１２２、２２２）および基材（１２１、２２１）内のコーティング媒体の高さが下がるからであり、こうして、圧力勾配を生じさせ、基材のチャネルから余分なコーティング媒体を除去する。ただし、コーティング媒体は、公知の先行技術の方法で除去することもでき、これについては下記に説明される。
【００５９】
例として、これは、下側端面を減圧することで、例えば、減圧された真空貯蔵器につながる弁を開けることで行うことができる。同時に、空気、またはコーティング基材およびコーティング懸濁液に対して不活性である窒素などの他のガスを、加圧することなく、基材の上側端面から上側端面に供給することができる。真空貯蔵器内の圧力は下がるので、したがって、基材のチャネル内のガスの流量も減少する。この種の手順については、参照される欧州特許出願公開第Ａ１−９４１７６３号明細書の４ページ、５６行〜５ページ、３６行に記載されている。
【００６０】
一方、手順は逆にすることもでき、上側端面を減圧し、基材の下側端面にガスを供給する。米国特許第７０９４７２８号明細書によれば、さらに、この供給を１回または複数回変える、すなわち、逆にすることも可能であり、基材のチャネルのコーティングがより均一になる。
【００６１】
減圧する（「吸引により基材を空にする、またはあける」）代わりに、超過圧力を加える（基材に「吹きつける」）ことも可能である。このために、空気、またはコーティング基材およびコーティング懸濁液に対して不活性である窒素などの他のガスが、圧力をかけられて上側端面または下側端面に供給される。このプロセス中に、ガス圧を受ける端面の反対側にある端面により、十分な量のガスが流出できることが保証されなければならない。このために、減圧することも可能であるが、これは、絶対的に必須のものではない。しかし、また、基材のチャネルから余分なコーティング懸濁液を除去するのに十分なガス流量を保証するためには、ガス圧または液体圧を両側から加えてはならない。この場合も、上記に簡単に説明した米国特許第７０９４７２８号明細書による方法と同様に、上側端面および下側端面から交互に超過圧力を供給することができる。
【００６２】
余分なコーティング懸濁液を除去した後、適切な場合、基材は乾燥され、熱処理を受ける（か焼される）。
【００６３】
熱処理の前に、基材を乾燥させることができる。基材は、いずれにせよ、次の熱処理時に乾燥されるので、この対策は任意選択的である。
【００６４】
このために、コーティング装置から取り外した後、５秒〜２０秒にわたって、４ｍ／秒、好ましくは、７ｍ／秒〜１０ｍ／秒を超える速度で流れる、２０℃〜１５０℃の温度の予熱空気流を、例えば、重力に逆らって下方から基材のチャネルに通すことができる。熱処理（か焼）の前に、この種の予備乾燥を用いて、非常に高い給気速度においてしばしば見られる、基材の下端での流れチャネルの詰まり、またはチャネルの狭小化を回避することができる。このさらなる対策により、乾燥およびか焼プロセス時に流れチャネルが閉塞したり、または狭小化したりすることなく、基板に通常よりも多い量のコーティングを充填することが可能になる。したがって、この対策により、コーティング分散液の基材上での集中を高めることができる。
【００６５】
熱処理は通常、約１５０℃〜８００℃の温度で、特に、約２００℃〜７００℃で、有利には、約２５０℃〜約６００℃で行われる。熱処理の時間は、約１０℃／分〜約５０℃／分、特に、約２０℃／分〜約４０℃／分、有利には、約３５℃／分〜約４５℃／分の加熱速度で、約１時間〜５時間、有利には、２時間〜３時間であり、加熱速度は炉の温度に関係する。バッチ式の熱処理の場合、加熱速度は、適切に制御された炉の加熱によって、または、連続プロセスでは、特定の温度分布で稼働されるトンネル炉を通る基材の送り速度を制御することによって達成することができる。
【００６６】
本発明の方法の一実施形態では、基材は、コーティング装置に配置される前に濡らされる。乾燥状態では、基材はかなりの液体吸収能力を有する。特に、１２０個／平方センチ以上のセル密度を有する多孔性の高い基材をコーティングする場合、これは、充填プロセス時でさえ、コーティング媒体の凝固および流れチャネルの閉塞をもたらすことがある。したがって、コーティングの前に基材を濡らすことは有利である。これは、酸性溶液、塩基性溶液、または食塩水を用いた予備含浸で済ませることができる。予備含浸は、ゾルゲル法によりチャネル壁上でのコーティングの形成を容易にする。コーティング分散液と予備含浸したチャネル壁との間の接触により、分散液のｐＨがシフトする。それによって、分散液はゲルに変換される。
【００６７】
本発明の方法の別の実施形態では、移動体は、コーティング装置内のコーティング媒体の第１の高さが得られるまで、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが相応して上昇するようにコーティング媒体に作用する。この第１の高さは、コーティング装置内の液体高さが、基材に対する各コーティング作業の開始前と常に同じであり、したがって、液体コーティング媒体の量が減少しても、チャネルのコーティング長さを再現することができるように設定されている。第１の高さに到達したことは、センサ（１２３、２２３）から発せられた信号を用いて検出することができる。
【００６８】
コーティング媒体が第１の高さに達した後、基材をコーティングするのに必要とされる量（すなわち、基材のチャネルの内側をチャネルの所望するコーティング長さまでコーティングするのに必要とされる量）のコーティング媒体が、チャネル内に導入される。このために、移動体は、コーティング装置内のコーティング媒体の第２の高さが得られるまで、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが相応して上昇するように、すなわち、コーティング媒体が、所望の充填高さまで、または移動した体積に比例したチャネルのコーティング長さまで、基材のチャネル内に浸透するようにコーティング媒体に作用する。第２の高さに到達したことは、センサを用いて検出することができる。コーティング媒体の第１の高さは、コーティング装置（１２２、２２２）の範囲内であるが、コーティング媒体の第２の高さは、基材（１２１、２２１）の範囲内であるか、または基材（１２１、２２１）の上側端面と少なくとも同じ高さであるが、好ましくはそれを超えるかのいずれかである。第２の高さが基材の範囲内の場合、基材の軸方向長さＬ未満である基材のコーティング長さが得られる。コーティング媒体の第２の高さが、基材（１２１、２２１）の上側端面と同じ高さであるがそれを超えるのが好ましい場合、基材のチャネルの内側は、軸方向長さＬ全体にわたってコーティングされる。
【００６９】
第２の高さがセンサによって観測されるが、校正目的でのみ、すなわち、装置の制御用パラメータを設定する目的でのみ観測される場合、それは有利である。これらのパラメータが分かっていると、同種の基材は、各コーティング作業において、センサを用いて第２の高さを観測することなく、同じパラメータを使用して再現可能にコーティングすることができる。
【００７０】
次いで、チャネル内にコーティングを形成して、（余分な）コーティング媒体が基材のチャネルから除去される。次いで、上記のように、適切な場合、得られた基材は乾燥され、熱処理を受ける。
【００７１】
したがって、本発明はまた、基材をコーティングする方法に関し、その方法は、以下のステップ、すなわち、
−基材を用意するステップと、
−本発明による装置を用意するステップと、
−基材をコーティング装置に配置するステップと、
−ピストンの移動を開始し、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第１の高さまで相応して上昇するステップと、
−コーティング媒体が第１の高さに達したことを検出するステップと、
−ピストンを新たに始動させるか、または引き続き移動させ、その結果として、ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して移動体を移動させるステップと、
−移動体をコーティング媒体に作用させ、移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、コーティング装置内のコーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第２の高さまで相応して上昇し、その結果として、コーティング媒体が基材のチャネルに所望の充填高さまで、またはコーティング媒体の移動した体積に比例するチャネルのコーティング長さまで浸透するステップと、
−チャネル内にコーティングを形成して、基材のチャネルからコーティング媒体を除去するステップと、
を含む。
【００７２】
こうして、本発明は、基材内のコーティング長さの偏差がほとんどない、基材のチャネルの再現可能なコーティング長さを可能にし、高い研磨作用を有するコーティング媒体の場合でさえ、わずかな摩耗しか示さないコーティング用の装置を利用可能にする。
【００７３】
自動車用の排気ガスフィルタの製造に適した、完成した基材（すなわち、コーティングされ、熱処理またはか焼された基材）は、特に均一なコーティングを有し、このコーティングは、異なるチャネルのコーティング長さが、５ｍｍ以下、特に、３ｍｍ以下だけ互いに異なり、これは、基材のすべてのチャネルの少なくとも９５％、有利には、基材のすべてのチャネルの少なくとも９９％、特に、すべてのチャネルの１００％に当てはまることを特徴とする。欠陥とは、基材の一部のチャネルの流れおよび圧力状態が、他のチャネルと異なり、その結果として、コーティング条件下で、液体コーティング媒体が、かなりの困難を伴って浸透するか、またはかなり容易に浸透し、個々のチャネルのより短い長さか、またはより長い長さのいずれかにわたって堆積することを意味することがある。これらの場合に、所望する均一なコーティング長さは、チャネルの一部についてのみ達成できるが、これは、通常、すべてのチャネルの９５％を超える。この場合に、チャネルのコーティング長さは、軸方向長さＬ未満である。均一なコーティング長さは、それぞれの基材の互いに反対の端部から２つのコーティングを導入することをこの方法で可能にするという利点を有する。これらのコーティングが異なっており、（例えば、コーティング成分が望ましくない形で互いに反応する、またはその反応で互いを害するために）互いから離さなければならない場合、２つのコーティング間で、間隔が維持され、確実に保証されなければならない。この方法において、コーティングされない、したがって、機能しないままである、コーティング間の間隔に対しては、基材のうちの短い長さだけを使用せざるを得ないので、コーティング長さを可能な限り正確に、かつ確実に合わせることができるならば、この場合に、それは有利である。それにより、排気ガス浄化を改善する、または基材へのコーティングの充填を減らすことが可能である。
【００７４】
したがって、チャネルには、内部に少なくとも、１つの第１の触媒活性コーティングと１つの第２の触媒活性コーティングとが形成され、第１の触媒活性コーティングおよび第２の触媒活性コーティングでコーティングされたチャネル長さは、いずれの場合も、基材の軸方向長さＬ未満であり、基材のチャネルの少なくとも９５％については、第１の触媒活性コーティングおよび第２の触媒活性コーティングでコーティングされたチャネル長さは、それぞれ互いに５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なり、２つのコーティング間の間隔は、基材のチャネルの少なくとも９５％については、５ｍｍ以下、有利には、３ｍｍ以下、特に、１ｍｍ以下である、自動車用の排気ガスフィルタ製造用コーティング基材を得るために、本発明の装置および方法を使用することが、特に有利な形で可能である。
【００７５】
図３Ａおよび図３Ｂは、この種のコーティング基材（３００）を示している。基材は、２つの端面（３０１）、円周面（３０２）、および長さ（Ｌ）を有し、端面間を多数のチャネル（３１０）が横断する。この場合に、チャネルには、２つの領域を形成する、図３Ａに太線で示した、第１の部分長さ（３０３）にわたる第１のコーティング（３３０）と、さらなる部分長さ（３０５）にわたる第２のコーティング（３４０）とが形成され、２つの領域には、それぞれ第１および第２のコーティングが形成される。２つの領域（３０３、３０５）間の間隔（３０４）は、最小限であるのが好ましく、それには、オーバラップを回避するために、可能な限り均一なコーティング長さが両方の領域（３０３、３０５）で必要である。本発明によれば、このコーティングのない間隔（３０４）は、５ｍｍ以下、有利には、３ｍｍ以下、特に、１ｍｍ以下である。この図３Ａでは、円形端面を有する基材（３００）が示されている。もちろん、端面が長方形、正方形、だ円形、三角形、六角形、または他の多角形形状を有することも可能であり、結果として、基材の対応する様々な３次元形状、例えば、角柱または直方体などが得られる。
【００７６】
第１のコーティング（３３０）および第２のコーティング（３４０）を形成された部分長さは、同じとすることも、または異なるものとすることもできる。
【００７７】
第１および第２のコーティングには、有利には様々なタイプがある。本発明の一実施形態では、コーティングの少なくとも１つは、酸化触媒またはＳＣＲ触媒である。本発明の特に有利な実施形態では、第１のコーティング（３３０）はＳＣＲ触媒であり、第２のコーティング（３４０）は酸化触媒である。
【００７８】
酸化触媒が、有利には、多孔質の固体支持体、通常は、酸化アルミニウムまたは二酸化ケイ素などの多孔質無機酸化物上にあって、プラチナ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、金、イリジウム、またはそれらの混合物などの、元素周期律表のＶＩＩＩ族の貴金属を含有するならば、それは有利である。支持体としての多孔質酸化アルミニウム上にプラチナがあると特に有利である。コーティング基材上のこのコーティングは、通常、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナを含有する。
【００７９】
本発明の特定の実施形態では、ＳＣＲ触媒は、二酸化チタン、五酸化バナジウム、三酸化タングステン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、またはそれらの混合物からなる群から選択される酸化物を含有する。
【００８０】
本発明の別の特定の実施形態では、ＳＣＲ触媒は、母材としての二酸化チタンと、最大で１０重量％の五酸化バナジウムと、最大で２０重量％の三酸化タングステンとを含有する。
【００８１】
本発明の別の特定の実施形態では、第１のコーティングは、五酸化バナジウムおよび酸化アルミニウムを含有するＳＣＲ触媒を含み、第２のコーティングは、プラチナ、金、パラジウム、および酸化アルミニウムを含有する酸化触媒を含む。この場合に、第２のコーティングは、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナ、金、またはそれらの組み合わせを含有するのが好ましい。
【００８２】
本発明の別の特定の実施形態では、第１のコーティングは、二酸化チタン、五酸化バナジウム、および三酸化タングステンを含有するＳＣＲ触媒を含み、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒を含む。この場合に、第２のコーティングは、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナを含有するのが好ましい。
【００８３】
本発明の別の特定の実施形態では、第１のコーティングは、ゼオライトの組成物、特に、鉄または銅で置換したゼオライトを含有するＳＣＲ触媒を含み、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒を含む。この場合に、第２のコーティングは、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナを含有するのが好ましい。
【００８４】
本発明の別の特定の実施形態では、第１のコーティングは、鉄で置換され、アンモニア貯蔵能力が触媒材料１グラム当たり少なくともアンモニア２０ミリリットルであるβゼオライトを含有するＳＣＲ触媒を含み、第２のコーティングは、プラチナおよび酸化アルミニウムを含有する酸化触媒を含む。この場合に、第２のコーティングは、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナを含有するのが好ましい。
【００８５】
本発明の別の特定の実施形態では、第１のコーティングは、ゼオライトの組成物、特に、鉄または銅で置換したゼオライトを含有するＳＣＲ触媒を含み、第２のコーティングは、プラチナおよび／またはロジウム、さらには酸化アルミニウムを含有する酸化触媒を含む。この場合に、第２のコーティングは、０．１〜１０ｇ／ｆｔ３のプラチナ、ロジウム、またはそれらの組み合わせを含有するのが好ましい。
【００８６】
自動車用の排気ガスフィルタの製造に適したコーティング基板は、４０％を超える、通常は、４０％〜７５％、特に、４５％〜６０％の多孔率を有する。平均小孔径は、少なくとも７μｍ、例えば、７μｍ〜３４μｍ、好ましくは、１０μｍを超え、特に、１０μｍ〜２０μｍ、または１１μｍ〜１９μｍである。１１μｍ〜３３μｍの平均小孔径と、４０％〜６０％の多孔率とを有する、自動車用の排気ガスフィルタの製造に適した、完成した基板が特に有利である。
【００８７】
７〜６００セル／平方インチ、特に１００〜４００セル／平方インチ（４００セル／平方インチは、約６２セル／平方センチに相当する）などのかなり低いセル密度が一般的であるが、基材のセル密度は、平方インチ当たり最大で７００以上であり、セルの形状は、長方形、正方形、円形、だ円形、三角形、または六角形とすることも、他の何らかの多角形形態を有することもできる。セル密度は、長手軸に対して平行な基材を横断する平面図における単位面積当たりのチャネル数を示すものである。壁厚、すなわち、チャネルを互いから分離する壁の厚さは、０．００２インチ〜０．１インチ（約０．００５ｃｍ〜約０．２５ｃｍ）、好ましくは、０．００２インチ〜０．０１５インチ（約０．００５ｃｍ〜０．０３８ｃｍ）である。有利な基材は、好ましくは、４０％〜６０％の多孔率および１０μｍ〜２０μｍの平均小孔径とともに、約０．０１インチ〜０．０２インチ（約０．０２５４ｃｍ〜０．０５８ｃｍ）の壁厚を有する。
【００８８】
図１は、基材（１２１）内のチャネル（１１０）をコーティングするための本発明の装置を示し、この装置は、液体（１０３）で満たされたシリンダ（１０２）内でアクチュエータ（１００）によって駆動されるピストン（１０１）を有し、移動体（１１１）に至るシリンダ（１０２）の接続部（１０４）を通じて、液体コーティング媒体（１１３）で満たされたタンク（１１２）内での移動体（１１１）の動作を可能にし、タンク（１１２）とコーティング装置（１２２）との間に、多方弁（１１５）を間に挟んで、２つの導管部（１１４、１１６）を有しており、コーティング装置（１２２）には、基材（１２１）と第１の高さ（１３０）を測定するためのセンサ（１２３）とが設けられている。さらなるセンサ（１２４）を使用して、コーティング媒体（１１３）の移動体積と、タンク（１１２）内の移動体（１１１）の状態とを観測する。
【００８９】
センサ（１２３、１２４）によって測定された値は、したがって、アクチュエータ（１００）を、ひいてはピストン（１０１）を制御する制御ユニット（１２５）に送られる。
【００９０】
一方で、多方弁（１１５）は、充填流方向（１１７）に第１の高さ（１３０）まで、コーティング装置（１２２）にコーティング媒体（１１３）を充填するように切り換え、他方で、基材（１２１）内の第２の高さ（１３２）に達した後、戻り流方向（１１８）で、排出ポンプ（１１９）と、コーティング媒体をさらに使用する準備のできた状態に保つ、余分なコーティング媒体（１１３）用の貯蔵タンクに通じる接続管（１２０）との接続に切り換える。
【００９１】
このために必要とされるすべての制御コマンドは、同様に、中央制御ユニット（１２５）から出力されるのが好ましい。
【００９２】
図２は、基材（２２１）内のチャネル（２１０）をコーティングするための本発明の装置を示し、この装置は、液体（２０３）を充填され、シリンダ（２０２）の接続部（２０４）を通じて、タンク（２１２）と連通するシリンダ（２０２）内でアクチュエータ（２００）によって駆動されるピストン（２０１）を有し、タンク内には移動体（２１１）が置かれ、タンクは液体コーティング媒体（２１３）を含み、多方弁（２１５）を間に挟んだ２つの導管部（２１４、２１６）を介してコーティング装置（２２２）に接続され、コーティング装置には、基材（２２１）と、コーティング媒体（２１３）の第１の高さ（２３０）を測定するためのセンサ（２２３）とが設けられている。
【００９３】
タンク（２１２）上のさらなるセンサ（２２４）を用いて、コーティング媒体の移動体積と、タンク（２１２）内の移動体（２１１）の状態とが観測される。センサ（２２３、２２４）によって測定された値は、したがって、アクチュエータ（２００）を、ひいてはピストン（２０１）を制御する制御ユニット（２２５）に送られる。
【００９４】
一方で、多方弁（２１５）は、充填流方向（２１７）に第１の高さ（２３０）まで、コーティング装置（２２２）にコーティング媒体（２１３）を充填するように切り換え、他方で、基材（２２１）内の第２の高さ（２３２）に達した後、戻り流方向（２１８）で、排出ポンプ（２１９）と、コーティング媒体をさらに使用する準備のできた状態に保つ、余分なコーティング媒体（２１３）用の貯蔵タンクに通じる接続管（２２０）との接続に切り換える。このために必要とされるすべての制御コマンドは、同様に、中央制御ユニット（２２５）によって出力されるのが好ましい。
【００９５】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明によるコーティング構造の内部を見ることを可能にするために、中央部分に３つの平面に破断された部分を有する基材（３００）を斜視図で示している。
【００９６】
２つの部分長さ領域（３０３、３０５）にコーティングされた基材（３００）は、２つの端面（３０１）、円周面（３０２）、および長さ（Ｌ）を有し、２つの端面（３０１）間を多数のチャネル（３１０）が横断する。
【００９７】
第１のコーティング（３３０）は、チャネル（３１０）内の第１の部分長さ領域（３０３）に施され、さらなる部分長さ領域（３０５）には、第２のコーティング（３４０）が形成されている。
【００９８】
２つの部分長さ領域（３０３）、（３０５）間、または２つのコーティング（３３０）、（３４０）間には、図３Ｂのように、特に、縮尺を拡大して示すように、コーティングのない領域（３０４）がある。
【００９９】
（実施例１）
１０１．６ｍｍの長さと、短軸が８６ｍｍで長軸が１３１ｍｍのだ円形断面と、６２／平方センチのセル密度とを有する、菫青石でできた貫通流ハニカム構造体を、コーティング媒体として、固形物量３５重量％の水中で、（欧州特許第９５７０６４号明細書の実施例１に従って得られた）酸化アルミニウムに担持されたプラチナの懸濁液でコーティングする。このために、図２による装置を使用する。コーティング高さは４５．８ｍｍである。コーティング後、コーティング基材を１００℃の空気流で乾燥させ、５００℃でか焼する。コーティングされた支持体１０００個ごとに、コーティング後のコーティング長さをＸ線撮影によって測定し、チャネルのコーティング長さをデジタル画像評価法によって求め、それぞれの最大長さと最少長さとの間の差をまとめる。差は常に３．０ｍｍ未満である。２００個のコーティング支持体を分析する。図２に示すコーティング装置の運転は続ける。３２５，０００回のコーティング作業を行うのに、保守および修理のための中断は全く必要ない。
【０１００】
（実施例２）
手順は実施例１と同様であるが、図１に示す装置を使用した。最大長さと最少長さとの間の差は常に２ｍｍ未満であった。１７０個のコーティング支持体を分析する。２２５，０００回のコーティング作業を行うのに、保守および修理のための中断は全く必要ない。
【符号の説明】
【０１０１】
１００ アクチュエータ
１０１ ピストン
１０２ シリンダ
１０３ 液体
１０４ 接続部
１１０ 基材１２１内のチャネル
１１１ 移動体
１１２ タンク
１１３ コーティング媒体
１１４ 導管部
１１５ 多方弁
１１６ 導管部
１１７ 充填流方向
１１８ コーティング媒体１１３を除去する戻り流方向
１１９ 排出ポンプ
１２０ コーティング媒体用の貯蔵器に通じる接続管
１２１ 基材
１２２ コーティング装置
１２３ 高さ１３０を検出するセンサ
１２４ 移動体１１１の位置を観測するセンサ
１２５ 制御ユニット
１３０ コーティング装置１２２内の１１３の第１の高さ
１３２ 基材１２１内の１１３の第２の高さ
２００ アクチュエータ
２０１ ピストン
２０２ シリンダ
２０３ 液体
２０４ 接続部
２１０ 基材２２１内のチャネル
２１１ 移動体
２１２ タンク
２１３ コーティング媒体
２１４ 導管部
２１５ 多方弁
２１６ 導管部
２１７ 充填流方向
２１８ ２１３の抽出流方向
２１９ 排出および抽出ポンプ
２２０ 余分なコーティング媒体２１３用の貯蔵器に通じる接続管
２２１ 基材
２２２ コーティング装置
２２３ 高さ２３０を検出するセンサ
２２４ 移動体の位置を観測するセンサ
２２５ 制御ユニット
２３０ コーティング装置２２２内の第１の高さ
２３２ 基材２２１内の第２の高さ
３００ 基材
３０１ 端面
３０２ 円周面
３０３ 第１の部分長さ領域
３０４ ２つの部分長さ３０３、３０５間の間隔
３０５ 第２の部分長さ領域
３１０ 基材３００内のチャネル
３３０ チャネル３１０内の第１のコーティング
３４０ チャネル３１０内の第２のコーティング
Ｌ 基材３００の全長
４０１〜４０７ 請求項５に記載の７つの方法ステップを示す
５０１〜５０９ 請求項６に記載の９つの方法ステップを示す
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状支持体であり、それぞれ、２つの端面（３０１）、円周面（３０２）、および軸方向長さＬを有し、第１の端面から第２の端面まで多数のチャネル（３１０）が横断する、特に自動車用の、排気ガス浄化触媒製造用基材を液体コーティング媒体でコーティングする装置であって、液体を充填され、ピストンを備えたシリンダを有する装置であって、前記液体を充填されたシリンダはタンクと連通し、タンクの内部では、移動体が、前記ピストンが移動するときに前記液体により比例して移動するように構成され、前記タンクは、前記基材用のコーティング装置と連通し、前記移動体は、前記液体コーティング媒体に作用し、その結果として、前記コーティング装置内の液体コーティング媒体の高さが比例して変化する、装置。
【請求項２】
前記ピストンは電気アクチュエータにより移動する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コーティング装置は、前記液体コーティング媒体の高さに反応し、制御ユニットに接続されたセンサを取り付けられ、制御ユニットは、前記ピストンの動作を観測し、前記ピストンの動作を観測するために、前記センサから送られた信号を処理し、それにより、液体媒体の利用可能な量にかかわらず、前記コーティング装置内の高さを確実に再現可能にする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記移動体の位置を観測するためのセンサを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
多数のチャネルが第１の端面から第２の端面まで横断する基材をコーティングする方法であって、以下のステップ、すなわち、
−前記基材を用意するステップと、
−請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置を用意するステップと、
−前記基材を前記コーティング装置に配置するステップと、
−前記ピストンの移動を開始し、その結果として、前記ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して前記移動体を移動させるステップと、
−前記移動体を前記コーティング媒体に作用させ、前記移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、前記コーティング装置内のコーティング媒体の高さが相応して上昇するステップと、
−前記コーティング媒体を前記基材の前記チャネルに所望の充填高さまで、または前記コーティング媒体の移動した体積に比例する前記チャネルのコーティング長さまで浸透させるステップと、
−前記チャネル内にコーティングを形成して、前記基材の前記チャネルから前記コーティング媒体を除去するステップと、
を含む、基材をコーティングする方法。
【請求項６】
以下のステップ、すなわち、
−前記基材を用意するステップと、
−請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置を用意するステップと、
−前記基材を前記コーティング装置に配置するステップと、
−前記ピストンの移動を開始し、その結果として、前記ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して前記移動体を移動させるステップと、
−前記移動体を前記コーティング媒体に作用させ、前記移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、前記コーティング装置内の前記コーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第１の高さまで相応して上昇するステップと、
−コーティング媒体の第１の高さに達したことを検出するステップと、
−前記ピストンを新たに始動させるか、または引き続き移動させ、その結果として、前記ピストンによって移動した液体が、前記移動した液体体積量に比例して前記移動体を移動させるステップと、
−前記移動体を前記コーティング媒体に作用させ、前記移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、前記コーティング装置内の前記コーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第２の高さまで相応して上昇し、その結果として、前記コーティング媒体が前記基材の前記チャネルに所望の充填高さまで、または前記コーティング媒体の移動した体積に比例する前記チャネルのコーティング長さまで浸透するステップと、
−前記チャネル内にコーティングを形成して、前記基材の前記チャネルから前記コーティング媒体を除去するステップと、
を含む、請求項５に記載の基材をコーティングする方法。
【請求項７】
自動車用の排気ガスフィルタ製造用コーティング基材であって、チャネルには、内部に少なくとも１つの触媒活性コーティングが形成され、前記チャネルのコーティング長さは、軸方向長さＬ未満であり、前記チャネルの少なくとも９５％については、前記チャネルの前記コーティング長さは、５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なる、コーティング基材。
【請求項８】
前記チャネルには、内部に少なくとも、１つの第１の触媒活性コーティングと１つの第２の触媒活性コーティングとが形成され、前記第１の触媒活性コーティングおよび前記第２の触媒活性コーティングでコーティングされたチャネル長さは、いずれの場合も、前記軸方向長さＬ未満であり、前記チャネルの少なくとも９５％については、前記第１の触媒活性コーティングおよび前記第２の触媒活性コーティングでコーティングされた前記チャネル長さは、それぞれ互いに５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なり、前記２つのコーティング間の間隔は、前記チャネルの少なくとも９５％については、５ｍｍ以下、有利には、３ｍｍ以下、特に、１ｍｍ以下である、請求項７に記載のコーティング基材。
【請求項９】
前記第１のコーティングはＳＣＲ触媒であり、前記第２のコーティングは酸化触媒である、請求項８に記載のコーティング基材。
【請求項１０】
自動車用の排気ガスフィルタの製造のための、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置、または請求項５〜６のいずれか一項に記載の方法の使用。
【請求項１１】
窒素酸化物および／または炭化水素および／または粒子を含有する排気ガス流を浄化する方法であって、請求項７〜９のいずれか一項に記載のコーティング基材を含む方法。
【請求項１２】
窒素酸化物および／または炭化水素および／または粒子を含有する排気ガス流を浄化する装置であって、請求項７〜９のいずれか一項に記載のコーティング基材を有する装置。
【請求項１】
円筒状支持体であり、それぞれ、２つの端面（３０１）、円周面（３０２）、および軸方向長さＬを有し、第１の端面から第２の端面まで多数のチャネル（３１０）が横断する、特に自動車用の、排気ガス浄化触媒製造用基材を液体コーティング媒体でコーティングする装置であって、液体を充填され、ピストンを備えたシリンダを有する装置であって、前記液体を充填されたシリンダはタンクと連通し、タンクの内部では、移動体が、前記ピストンが移動するときに前記液体により比例して移動するように構成され、前記タンクは、前記基材用のコーティング装置と連通し、前記移動体は、前記液体コーティング媒体に作用し、その結果として、前記コーティング装置内の液体コーティング媒体の高さが比例して変化する、装置。
【請求項２】
前記ピストンは電気アクチュエータにより移動する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コーティング装置は、前記液体コーティング媒体の高さに反応し、制御ユニットに接続されたセンサを取り付けられ、制御ユニットは、前記ピストンの動作を観測し、前記ピストンの動作を観測するために、前記センサから送られた信号を処理し、それにより、液体媒体の利用可能な量にかかわらず、前記コーティング装置内の高さを確実に再現可能にする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記移動体の位置を観測するためのセンサを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
多数のチャネルが第１の端面から第２の端面まで横断する基材をコーティングする方法であって、以下のステップ、すなわち、
−前記基材を用意するステップと、
−請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置を用意するステップと、
−前記基材を前記コーティング装置に配置するステップと、
−前記ピストンの移動を開始し、その結果として、前記ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して前記移動体を移動させるステップと、
−前記移動体を前記コーティング媒体に作用させ、前記移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、前記コーティング装置内のコーティング媒体の高さが相応して上昇するステップと、
−前記コーティング媒体を前記基材の前記チャネルに所望の充填高さまで、または前記コーティング媒体の移動した体積に比例する前記チャネルのコーティング長さまで浸透させるステップと、
−前記チャネル内にコーティングを形成して、前記基材の前記チャネルから前記コーティング媒体を除去するステップと、
を含む、基材をコーティングする方法。
【請求項６】
以下のステップ、すなわち、
−前記基材を用意するステップと、
−請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置を用意するステップと、
−前記基材を前記コーティング装置に配置するステップと、
−前記ピストンの移動を開始し、その結果として、前記ピストンによって移動した液体が、移動した液体体積量に比例して前記移動体を移動させるステップと、
−前記移動体を前記コーティング媒体に作用させ、前記移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、前記コーティング装置内の前記コーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第１の高さまで相応して上昇するステップと、
−コーティング媒体の第１の高さに達したことを検出するステップと、
−前記ピストンを新たに始動させるか、または引き続き移動させ、その結果として、前記ピストンによって移動した液体が、前記移動した液体体積量に比例して前記移動体を移動させるステップと、
−前記移動体を前記コーティング媒体に作用させ、前記移動体の移動に比例した体積のコーティング媒体が移動し、前記コーティング装置内の前記コーティング媒体の高さが、コーティング媒体の第２の高さまで相応して上昇し、その結果として、前記コーティング媒体が前記基材の前記チャネルに所望の充填高さまで、または前記コーティング媒体の移動した体積に比例する前記チャネルのコーティング長さまで浸透するステップと、
−前記チャネル内にコーティングを形成して、前記基材の前記チャネルから前記コーティング媒体を除去するステップと、
を含む、請求項５に記載の基材をコーティングする方法。
【請求項７】
自動車用の排気ガスフィルタ製造用コーティング基材であって、チャネルには、内部に少なくとも１つの触媒活性コーティングが形成され、前記チャネルのコーティング長さは、軸方向長さＬ未満であり、前記チャネルの少なくとも９５％については、前記チャネルの前記コーティング長さは、５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なる、コーティング基材。
【請求項８】
前記チャネルには、内部に少なくとも、１つの第１の触媒活性コーティングと１つの第２の触媒活性コーティングとが形成され、前記第１の触媒活性コーティングおよび前記第２の触媒活性コーティングでコーティングされたチャネル長さは、いずれの場合も、前記軸方向長さＬ未満であり、前記チャネルの少なくとも９５％については、前記第１の触媒活性コーティングおよび前記第２の触媒活性コーティングでコーティングされた前記チャネル長さは、それぞれ互いに５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下だけ異なり、前記２つのコーティング間の間隔は、前記チャネルの少なくとも９５％については、５ｍｍ以下、有利には、３ｍｍ以下、特に、１ｍｍ以下である、請求項７に記載のコーティング基材。
【請求項９】
前記第１のコーティングはＳＣＲ触媒であり、前記第２のコーティングは酸化触媒である、請求項８に記載のコーティング基材。
【請求項１０】
自動車用の排気ガスフィルタの製造のための、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置、または請求項５〜６のいずれか一項に記載の方法の使用。
【請求項１１】
窒素酸化物および／または炭化水素および／または粒子を含有する排気ガス流を浄化する方法であって、請求項７〜９のいずれか一項に記載のコーティング基材を含む方法。
【請求項１２】
窒素酸化物および／または炭化水素および／または粒子を含有する排気ガス流を浄化する装置であって、請求項７〜９のいずれか一項に記載のコーティング基材を有する装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１３−５１８７０８（Ｐ２０１３−５１８７０８Ａ）
【公表日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５１６４９（Ｐ２０１２−５５１６４９）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５１８２６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９８４５０
【国際公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（５０１３９９５００）ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト (139)
【氏名又は名称原語表記】Ｕｍｉｃｏｒｅ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧ
【住所又は居所原語表記】Ｒｏｄｅｎｂａｃｈｅｒ Ｃｈａｕｓｓｅｅ ４，Ｄ−６３４５７ Ｈａｎａｕ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５１８２６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０９８４５０
【国際公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（５０１３９９５００）ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト (139)
【氏名又は名称原語表記】Ｕｍｉｃｏｒｅ ＡＧ ＆ Ｃｏ．ＫＧ
【住所又は居所原語表記】Ｒｏｄｅｎｂａｃｈｅｒ Ｃｈａｕｓｓｅｅ ４，Ｄ−６３４５７ Ｈａｎａｕ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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