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DE10258693B4 - Process for coating one or both sides of flat filter material with a dispersion of catalytically active components and a suitable solvent - Google Patents

Process for coating one or both sides of flat filter material with a dispersion of catalytically active components and a suitable solvent Download PDF

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Abstract

Verfahren zum ein- oder beidseitigen Beschichten von flächigem Filtermaterial mit einer Dispersion aus katalytisch aktiven Komponenten und einem geeigneten Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Filterfolien zur Herstellung von Partikelfiltern für die Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen die Dispersion aufgesprüht wird, wobei während einer einseitigen Besprühung von der Gegenseite der Filterfolie her ein Luftgegendruck aufrechterhalten wird zur Einstellung der Eindringtiefe der Dispersion.method for one or both sides coating of flat filter material with a Dispersion of catalytically active components and a suitable Solvent, characterized in that on the filter films for the production of particulate filters for the cleaning of the exhaust gases of internal combustion engines the dispersion sprayed being while being a one-sided spraying maintain an air back pressure from the opposite side of the filter film ago is used to adjust the penetration depth of the dispersion.

Description

Filterfolien zur Herstellung von Partikelfiltern für z.B. Brennstoffmaschinen, insbesondere für Dieselmotoren, können aus permeablen Drahtgeweben mit gesinterter Metallpulverbeschichtung, aus Streckmetallen mit Metallpulverbeschichtung oder aus Metallfaservliesen, die teilweise ebenfalls mit Metallpulver gesintert sind, bestehen. Aus diesen Folien können beispielsweise monolithische, scheiben- oder zylinderförmige Trägerkörper hergestellt werden, die anschließend an ihrer Oberfläche mit Dispersionen aus katalytisch aktiven Komponenten und einem geeigneten Lösungsmittel beschichtet werden.filters for the production of particulate filters for e.g. Fuel machines especially for Diesel engines, can of permeable wire mesh with sintered metal powder coating, expanded metals with metal powder coating or metal fiber nonwovens, which are also partially sintered with metal powder exist. From these slides can For example, monolithic, disc or cylindrical carrier body produced that will be subsequently on their surface with dispersions of catalytically active components and a suitable solvent be coated.

Bekannt ist es aus der DE 195 47 598 C1 , die achsparallelen Kanalwandungen in einem solchen Trägerkörper zumindest teilweise zu beschichten, in dem die Beschichtungsdispersion auf die Stirnflächen der Trägerkörper aufgebracht wird. Geeignete Dispersionen bestehen aus einem sogenannten Washcoat, einem kleingemahlenen keramischen Gut mit einem geeigneten Lösungsmittel und gegebenenfalls mit einem Kleber. Bei diesem Verfahren ist es zwar möglich, den Trägerkörper von beiden Stirnseiten her auch mit unterschiedlichen Dispersionen zu besprühen, es ist jedoch nicht möglich, die Folienseiten unterschiedlich zu behandeln. Nachteilig ist auch bei dieser Aufbringungsart die nicht ohne weiteres kontrollierbare Eindringtiefe der Dispersion und deren Verteilung im Trägerkörper. Bekannte Dispersionen verwenden kleingemahlenes, keramisches Gut mit einer mittleren Korngröße von 3–7 μm.It is known from the DE 195 47 598 C1 to coat the axially parallel channel walls in such a carrier body at least partially, in which the coating dispersion is applied to the end faces of the carrier body. Suitable dispersions consist of a so-called washcoat, a finely ground ceramic material with a suitable solvent and optionally with an adhesive. In this method, although it is possible to spray the carrier body from both end faces also with different dispersions, but it is not possible to treat the sides of the film differently. Another disadvantage of this application is the not easily controllable penetration depth of the dispersion and its distribution in the carrier body. Known dispersions use finely ground, ceramic material with a mean grain size of 3-7 microns.

Aus der DE 101 14 328 A1 ist das Aufsprühen einer Washcoat-Dispersion auf einen Wabenkörper, der als Katalysator Verwendung findet, bekannt. Dabei wird die Dispersion jeweils von der Stirnseite des Körpers aufgesprüht. Die Eindringtiefe der Dispersion bei einem solchen Verfahren in den Körper ist jedoch schlecht einstellbar und nachprüfbar. Ebenso lässt sich auf diese Weise eine genaue Schichtdicke nicht vorherbestimmen.From the DE 101 14 328 A1 For example, the spraying of a washcoat dispersion onto a honeycomb body used as a catalyst is known. The dispersion is sprayed from the front of the body. However, the penetration depth of the dispersion in such a process into the body is difficult to adjust and verifiable. Likewise, an exact layer thickness can not be predetermined in this way.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Beschichtung von Filterfolien für Katalysatoren zu verbessern und zu modifizieren.The The object of the invention is the coating of filter films for catalysts to improve and modify.

Gelöst wird die Erfindungsaufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bei dem die Filterfolien in Mattenform durch Aufsprühen der geeigneten Dispersionen (Washcoat) beschichtet werden, wobei während der einseitigen Besprühung von der Gegenseite der Folie her ein Luftgegendruck aufrechterhalten wird, um die Eindringtiefe der Dispersion und ggf. auch deren Schichtdicke besser einstellen zu können. Dabei kann die Aufsprühung ein- oder beidseitig und auch in mehreren Durchgängen erfolgen. Es besteht damit die Möglichkeit, diese Filterfolien von beiden Seiten jeweils mit einer unterschiedlichen Dispersion auch in unterschiedlicher Beschichtungsdicke zu behandeln.Is solved the invention task by a method with the features of Claim 1, wherein the filter sheets in mat form by spraying the suitable dispersions (washcoat) are coated, wherein during the one-sided spraying of the opposite side of the film maintained an air back pressure is the penetration depth of the dispersion and possibly also their layer thickness to adjust better. This can be the spray take one or both sides and also in several passes. It exists with it the possibility, These filter sheets from both sides each with a different Dispersion to treat in different coating thickness.

Von besonderem Vorteil ist der erfindungsgemäße Vorschlag gemäß Anspruch 4, nachdem die aufzusprühende Dispersion nanoskalierte Keramikteilchen enthält. Mit derartig kleinen Keramikteilchen kann auch die Beschichtung der Poreninnenraums des Filtermaterials erreicht werden, so dass eine größere katalytisch wirksame Oberfläche erzielt wird.From particular advantage of the proposal according to the invention according to claim 4, after the sprayed Dispersion contains nanoscale ceramic particles. With such small ceramic particles can also reaches the coating of the pore interior of the filter material be, so a larger catalytic effective surface is achieved.

Das Aufsprühverfahren erfolgt vorzugsweise gemäß Anspruch 3 im Durchlaufverfahren der mattenförmigen Filtervorrichtungen unter entsprechenden Sprühdüsen, die ein- oder beidseitig die Dispersionen auftragen.The spray up is preferably carried out according to claim 3 in the continuous process of the mat-shaped filter devices under appropriate spray nozzles, the apply one or both sides of the dispersions.

In einem weiteren Aufsprühvorgang kann zusätzlich noch ein aus Metall oder Metalloxid bestehender Katalysator aufgebracht werden.In another spraying process can additionally a catalyst consisting of metal or metal oxide is applied become.

Es ist zweckmäßig, mit Sintermetallen beschichtetes flächiges Filtermaterial vor der Aufsprühung mit einer Dispersion einem Verfahren zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit gemäß Anspruch 6 zu unterziehen, beispielsweise kann die Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit gemäß Anspruch 7 durch Anätzen erfolgen. Dies dient der besseren Anhaftung der Dispersion.It is appropriate, with Sintered metals coated flat Filter material before spraying with a dispersion, a method of increasing the surface roughness according to claim For example, increasing the surface roughness can be done according to claim 7 by etching respectively. This serves to better adhesion of the dispersion.

Es besteht auch die Möglichkeit, einen Binder oder Kleber in einem vorhergehenden separaten Durchgang aufzusprühen.It there is also the possibility a binder or glue in a previous separate passage spray.

Die aufgebrachte katalytische Sprühbeschichtung kann die Funktionen Rußzündsenkung, Oxidation von HC und CO, NO2-Erzeugung, SCR und NOx Speicherung erfüllen.The applied catalytic spray coating can perform the functions of soot reduction, oxidation of HC and CO, NO 2 production, SCR and NO x storage.

Die Aufbringung von unterschiedlichen Beschichtungen auf Vorder- und Rückseite einer Filterfolie kann für verschiedene Aufgaben der Abgasnachbehandlung von Vorteil sein.The Application of different coatings on front and back back a filter film can for Various tasks of the exhaust aftertreatment be an advantage.

Von besonderer Bedeutung ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung von Partikelfiltern für die Reinigung der Abgase von Dieselmotoren.From Of particular importance is the process of the invention for the preparation of particulate filters for the cleaning of exhaust gases from diesel engines.

Claims (8)

Verfahren zum ein- oder beidseitigen Beschichten von flächigem Filtermaterial mit einer Dispersion aus katalytisch aktiven Komponenten und einem geeigneten Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Filterfolien zur Herstellung von Partikelfiltern für die Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen die Dispersion aufgesprüht wird, wobei während einer einseitigen Besprühung von der Gegenseite der Filterfolie her ein Luftgegendruck aufrechterhalten wird zur Einstellung der Eindringtiefe der Dispersion.A method for one or two-sided coating of flat filter material with a dispersion of catalytically active components and a suitable solvent, characterized in that the filter films for the production of Particle filters for cleaning the exhaust gases of internal combustion engines, the dispersion is sprayed, wherein during a one-sided spraying from the opposite side of the filter film ago an air back pressure is maintained to adjust the penetration depth of the dispersion. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufsprühung in einem oder mehreren Durchgängen erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that the spraying in one or more passes he follows. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsprühen in einem Durchlaufverfahren erfolgt, bei dem vorzugsweise die Filterfolie im Endlosverfahren unter entsprechenden Sprühdüsen hindurchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that spraying takes place in a continuous process, in which preferably the filter film is passed in continuous process under appropriate spray nozzles. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion nanoskalierten Keramikteilchen enthält.Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the dispersion contains nanoscale ceramic particles. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich in einem weiteren Aufsprühvorgang ein aus Metallen oder Metalloxid bestehender Katalysator aufgebracht wird.Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that additionally in a further Aufsprühvorgang applied consisting of metals or metal oxide existing catalyst becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Sintermetall beschichtete Filterfolien vor der Aufsprühung einem Verfahren zur Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit unterworfen werden.Method according to claim 1, characterized in that that with sintered metal coated filter films before spraying a Procedure for increasing the surface roughness be subjected. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung der Oberflächenrauhigkeit z.B. durch Anätzen oder durch Oxidation erfolgt.Method according to Claim 6, characterized that the increase the surface roughness e.g. by etching or by oxidation. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, zur Herstellung von Partikelfiltern für die Reinigung der Abgase von Dieselmotoren.Method according to one or more of the preceding Claims, for the production of particulate filters for the purification of exhaust gases of diesel engines.
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