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KR101271434B1 - 촉매지지체 정량 코팅장치 및 방법 - Google Patents

촉매지지체 정량 코팅장치 및 방법 Download PDF

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KR101271434B1
KR101271434B1 KR1020110098682A KR20110098682A KR101271434B1 KR 101271434 B1 KR101271434 B1 KR 101271434B1 KR 1020110098682 A KR1020110098682 A KR 1020110098682A KR 20110098682 A KR20110098682 A KR 20110098682A KR 101271434 B1 KR101271434 B1 KR 101271434B1
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slurry
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coating
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KR1020110098682A
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KR20130034688A (ko
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한현식
나승철
한상윤
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희성촉매 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은, 배기가스 후처리에 적용되는 촉매슬러리를 복수의 채널이 길이방향으로 형성되는 모놀리식 촉매지지체에 정량적으로 코팅하는 방법에 있어서, 촉매슬러리를 바닥이 상하 이동되는 정량 용기에 투입하는 단계, 촉매지지체 하단 및 용기 상단이 수평을 되도록 촉매지지체를 용기 상부에 이동시키는 단계, 촉매지지체 하단 및 용기 상단을 외부와 밀폐시키는 단계, 용기 바닥을 상향 이동시키는 단계 및 진공 인가 단계를 포함하는, 촉매지지체의 정량적 코팅방법을 제공한다.

Description

촉매지지체 정량 코팅장치 및 방법{Metered weight coater for precise PM control}
본 발명은 복수의 채널을 갖는 촉매지지체를 정량의 슬러리로 코팅시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 촉매 컨버터에 사용되는 모놀리식(monolithic) 지지체와 같이 복수의 채널을 갖는 지지체를 정량의 슬러리로 코팅시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
촉매 컨버터는 배기가스 유해성분을 촉매작용에 의하여 무해성분으로 전환시키는 구조체이다. 촉매 컨버터의 통상적인 형태는 다양한 촉매성분들이 담지된 담체 슬러리 (이하 촉매슬러리)가 복수의 길이방향 채널에 코팅되는 모놀리식 지지체를 가진다. 지지체는 세라믹 또는 다른 재료로 제조된다. 촉매성 슬러리를 모놀리식 지지체로 코팅하는 다양한 방법이 본 분야에서 공지되어 있다.
미국특허 제6,599,570호에서 지적하고 있는 바와 같이, 슬러리는 채널을 통해 촉매 슬러리를 상향으로 끌어당기기 위해 진공을 사용하는 것이 제안되어 왔다. 예를들면, 미국 특허 제4,384,014호는 채널로부터 공기를 제거하기 위해 모놀리식 지지체 위에 진공을 발생시켜서 채널을 통해 촉매 슬러리를 상향으로 끌어당기는 것을 개시하고 있다. 진공은 그 후에 해제되어 과도한 슬러리는 중력 배출에 의해 제거된다. 또한, 미국특허 제4,191,126호는 슬러리에 모놀리식 지지체를 침지(dipping)시켜서 대기압보다 낮은 압력을 사용하여 지지부의 표면으로부터 잉여 피복 슬러리를 소제하는 것을 개시하고 있다. 무엇보다도, 미국특허 제
4,609,563호는 특히 주목할 만하다. 상기 개시된 시스템은 세라믹 지지체를 촉매슬러리로 진공을 이용하여 코팅시킴에 있어 정밀하게 제어된 소정 함량 (이하 정량)의 슬러리를 세라믹 모놀리식 지지체에 도포하기 위해 측정되는 방법을 포함한다. 간단하게 살펴보면, 모놀리식 지지체는 소정 치수의 용기 내로 지지체에 피복될 정량의 슬러리를 함유하는 소정 깊이까지 하강된다. 침지된 지지체 단부 반대 측 지지체 단부에 가해진 진공에 의해 슬러리는 끌어당겨진다. 기판으로부터 과잉 슬러리를 배출하거나 소제할 필요가 없는 것으로 기재된다. 그러나 여전히 모놀리식 지지체 채널 내부로의 프로파일이 균일한 엄격한 정량적 코팅은 어려운 것으로 보인다.
특히 미국특허 제6,599,570호는 정량적 코팅이 가능한 장치 및 방법을 제안하고 있다. 본 개시에 의하면 재순환 슬러리를 코팅함에 따른 문제점들을 해결하기 위한 구성들을 제안하면서, 슬러리 투과성 막을 제안하고 있다. 진공을 적용하여 슬러리를 투과성 막을 통과시켜 정량적 코팅을 달성하는 것이다. 이때 투과성 막의 형태로 다양한 구성들을 제시하고 있으나 수회 반복적 사용에 따라 투과성 막의 막힘 현상 및 투과성 막의 오염 등을 해소할 방법이 없어 보인다.
본 발명은 정량적 코팅장치를 제안하는 것이다. 특히 배기가스 후처리에 적용되는 촉매슬러리를 복수의 채널이 길이방향으로 형성되는 모놀리식 지지체에 정량적으로 코팅하는 장치를 제안하는 것이다. 본 발명에서 ‘정량’이라 함은 정밀하게 제어된 소정 함량의 촉매슬러리가 복수의 채널에 바람직하게는 거의 완전하게 코팅되는 것을 의미한다. 본원에서 ‘거의’ 완전하게 코팅된다는 것은 계량된 촉매슬러리의 1% 이내의 슬러리만이 지지체 내의 채널들에 코팅되지 못하고 빠져 나온다는 것을 의미한다. 본 발명에 의한 코팅장치는 슬러리 정량 투입 수단, 상기 정량 슬러리가 담기는 상향 개방 용기 및 용기 이동 수단 및 진공수단을 포함한다. 비-제한적으로 본원의 코팅장치는 지지체 고정구, 지지체 및 상기 용기와의 실링 수단, 지지체 이송수단을 더욱 포함한다.
또한 본 발명은 정량적 코팅방법을 제안하는 것이다. 특히 배기가스 후처리에 적용되는 촉매슬러리를 복수의 채널이 길이방향으로 형성되는 모놀리식 지지체에 정량적으로 코팅하는 방법을 제안하는 것이다. 본 발명에 의한 코팅방법은, 촉매슬러리를 정량 용기에 투입하는 단계, 모놀리식 지지체를 용기 상부에 이동시키는 단계, 지지체 및 용기를 외부와 밀폐시키는 단계, 용기를 상향 이동시키는 단계 및 진공 인가 단계를 포함한다. 비-제한적으로 본원의 코팅방법은, 지지체 및 용기의 외부와의 밀폐를 해제시키는 단계, 코팅된 지지체를 이동시키는 단계를 더욱 포함한다. 더 나아가, 코팅된 지지체를 건조시키는 단계 및 소성시키는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 정량 주입 방법 및 장치에 따라 촉매슬러리는 지지체 채널로 정량 주입되어, 종래 과잉 또는 잉여 슬러리에 의한 문제점들을 해결할 수 있다. 지지체 채널로 정량이 강제로 주입되면 주입된 정량의 슬러리는 채널 하부 공간에 일차로 체류하며, 이어 이차로 지지체 상부 진공수단에 의해 주입된 슬러리 일부가 채널 상부 공간으로 견인되어 채널 모든 벽으로 침착되어 코팅되어 균일한 코팅 지지체를 회수할 수 있다.
도면은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이며 청구범위에 포함되는 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 선행 모놀리식 지지체 코팅장치의 개략도이다.
도 2는 또 다른 선행 모놀리식 지지체 코팅장치의 개략도이다.
도 3a-3f는 본 발명에 따른 모놀리식 지지체 코팅 장치의 개략도 및 코팅방식 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법에 의해 일차로 채널 내부 하부에 포획된 슬러리 상태 및 이차로 채널 전체로 코팅된 슬러리 상태를 보이는 개략 단면도이다.
본 발명은 정량의 촉매슬러리가 효율적인 방식으로 지지체 채널에 코팅되는 특성을 가지는, 모놀리식 지지체를 코팅시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본원에서 사용되는 "정량의 촉매슬러리“가 코팅된다는 것은, 1회 코팅에 필요한 용기에 담긴 촉매슬러리 거의 전량이 지지체 채널에 코팅된다는 의미이다. 통상 촉매슬러리는 지지체 길이방향으로 주입되므로 과잉 슬러리가 채널내로 주입되면 일정 함량의 슬러리는 채널 벽에 침착되어 코팅되지만 이를 초과하는 함량은 지지체로부터 빠져나오지만, 본원에서는 정량 촉매슬러리를 계량하여 용기에 담아두고, 이를 전량 지지체로 주입하여 전량의 슬러리는 채널 속에서 담지되고 채널로부터 빠져나오는 슬러리는 거의 없도록 구성된다. 1회 코팅에 필요한 함량은 예비 실험을 통하여 결정될 수 있으며, 본원은 이렇게 결정된 정량의 슬러리를 모놀리식 지지체에 주입하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 본 발명은 촉매슬러리를 지지체에 담지시킴에 있어서 진공 방식만을 적용하지 않는다. 대체로, 촉매슬러리를 지지체에 코팅하는 방법으로는 진공 방식만이 채용되었으나, 본 발명자들은 물리적 압력에 의해 이동되는 촉매슬러리는 진공 방식에 의한 주입 방식 보다 정확하게 정량 코팅된다는 것을 확인할 수 있었다. 본원에서 ‘물리적 압력’이라 함은 종래 진공 방식, 즉 지지체를 중심으로 일측에 촉매슬러리가 놓이고 타측에 진공수단이 놓여 진공수단에 의해 지지체 채널들을 통하여 촉매슬러리에 진공이 인가되며 촉매슬러리는 진공 정도에 따라 지지체 채널 속으로 주입되는 방식과는 대비되는 개념으로, 본 발명에서는 지지체 일측에 촉매슬러리가 놓이고, 촉매슬러리에 기계적 방식을 포함한 물리적 압력을 인가하며, 이렇게 가압된 촉매슬러리는 지지체 채널 내부로 주입되는 방식을 의미한다. 본원에서 물리적 압력이란 진공수단에 의한 진공방식을 제외하는 것이며, 일단 촉매슬러리가 지지체 채널 속으로 주입된 후에는 채널 내부에 촉매슬러리 분포를 확장시키기 위하여 진공수단이 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 본 발명은 촉매슬러리를 지지체에 코팅함에 있어서 지지체를 중심으로 주입수단 및 촉매슬러리의 상하 배치 방식이 아닌 주입수단 및 촉매슬러리의 일방 배치방식이 채택된다. 종래 코팅방식에 의하면, 지지체 상부 또는 하부에는 촉매슬러리가 배치되며, 이에 대하여 하부 또는 상부에 촉매슬러리를 주입하기 위한 수단, 통상 흡입수단, 통상적으로 진공수단이 배치되는데 반하여, 본원에서는 주입수단 및 촉매슬러리는 지지체 하부에 배치되는 일방 배치방식이 채택되어 정확한 정량이 가능하다.
도 1은 종래 코팅장치를 예시한 것이며, 종래 시스템(2)은 선반(6) 상에 위치한 지지체 클램프(4)에 통상 모놀리식 지지체 (미도시)가 로딩되며, 작업자는 시동 버튼(8)을 누르면, 지지체를 코팅하기 위하여 저장 탱크(16)로부터 수납된 촉매슬러리가 저장된 딥 팬(14) 내부로 지지체가 삽입된다. 촉매슬러리와 접촉하도록 위치될 때 지지체에 연결된 진공 콘(12) 라인(10)을 통해서 저 강도 진공이 인가된다. 딥 팬(14)에 담긴 촉매슬러리 함량은 코팅 작업을 완료시키는 데 필요한 슬러리 양을 초과하므로 지지체에 슬러리가 들어가지만, 과잉 슬러리는 다시 지지체로부터 빠져나온다. 이렇게 빠져 나온 슬러리는 재순환되어 사용됨에 여러 문제점들을 일으킨다. 이를 해소하기 위한 정량 코팅방식으로 도 2에 의한 코팅방식은, 정량 투입수단 (1)에 의해 지지체 (5) 상부에 장착된 용기 (3)에 촉매슬러리가 정량 투입된다. 한편 용기 (3) 바닥에는 진공수단 (9)에 의해 슬러리가 통과할 수 있는 다공성 막 (4)이 구비된다. 막 (4)과 지지체 (5) 상부 사이를 실링수단에 의해 밀폐한 후 지지체 (6)가 배치되는 테이블 (7)에 놓인 기체투과막 (8) 하부에서 진공을 적용시키면 슬러리 전량이 지지체 내부 채널로 진입된다. 그러나 이러한 방식은 다공성 막(4) 오염 및 이에 따른 정량화가 불안정한 문제점들을 일으킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 코팅장치 개략 도면 및 작동 순서를 도시한 것이다.
본 발명에 의한 코팅장치 (100)는 슬러리 정량 투입 수단, 상기 정량 슬러리가 투입되는 상부가 개방되고 바닥이 이동될 수 있는 부피 가변성 용기 (101)및 상기 용기 바닥 운동 수단 (102) 및 진공수단 (105)을 포함한다. 이러한 필수적 요소들 외에도 본 발명에 의한 코팅장치는 지지체 (60) 고정구 (103), 지지체 및 상기 용기와의 실링 수단 (104)을 더욱 포함한다.
본 발명에 의한 가변성 용기 (101)는 지지체 (60) 하부에 배치된다. 더욱 상세하게는, 가변성 용기 (101) 상단 및 지지체 (60) 하단은 동일 평면상에 배열된다. 가변성 용기는 지지체 단면 형상과 일치되도록 구성된다. 더욱 바람직하게는, 가변성 용기 상단 및 지지체 하단 단면 형상은 일치된다. 코팅과정에서 용기 내에 담겨진 슬러리는 물리적 압력에 의해 지지체 (60) 채널 내부로 진입되므로 완전한 정량 주입을 위하여 용기 단면을 지지체 단면에 상응하도록 형성된다. 용기 (101)는 부피 가변적이다. 용기는 주위 벽과 바닥으로 구성되며, 바닥은 변위될 수 있다. 즉 용기 바닥은 바람직하게는 상하 운동수단 (102)과 체결되어 상하 이동될 수 있어, 상향 이동시에 용기 부피는 감소하고 하향 이동시에는 용기 부피는 원래 용적으로 귀환될 수 있다. 용기 바닥은 벽을 따라 긴밀하게 활주될 수 있다. 용기 바닥 및 벽 간 간격들은 공지의 실링수단에 의해 실링 될 수 있다. 긴밀하게 활주된다는 것은 용기에 담긴 슬러리가 용기 바닥 및 벽 사이 형성될 수 있는 틈을 통하여 누출되지 않고 바닥이 용기 벽을 따라 이동될 수 있다는 것을 의미한다. 용기 바닥은 특정 수단 예를들면 수평 센서에 의해 수평을 유지할 수 있다. 용기는 다양한 재질로 제조될 수 있으며, 벽 및 바닥의 재질을 동일하거나 다를 수 있다. 바람직하게는 용기 벽 및 바닥은 스테인리스 철로 제조된다.
용기 바닥은 운동수단 (102)과 연결된다. 통상의 구동수단 및 이와 결합된 축이 운동수단을 구성할 수 있으며 축은 용기 바닥과 체결될 수 있다. 한편, 용기 상단에는 실링수단 (104)이 구비된다. 실링수단은 운동수단 (102)에 의해 상향되는 용기 바닥으로 인하여 용기에 충전된 정량 촉매슬러리가 지지체 (6) 하부 채널을 통하여 진입될 때 정량 전체가 채널로 주입되도록 즉 지지체 외부로 슬러리가 유출되지 않도록 하기 위한 구성이다. 실링수단 (104)은 용기 상단 및 지지체 (60) 하단 수준에서 설정된다. 바람직하게는, 실링수단은 o-링으로 구성되어 o-링 외부에서 공기압 또는 유압에 의해 지지체 (60) 하단을 외부와 밀폐시킨다. 지지체 (60)는 이하 설명되는 지지체 고정구 (105)에 의하여 지지체 하단 및 용기 상단과 수평적으로 일치하도록 배치된다. 용기 및 지지체 단면은 일치하므로 지지체 하단이 용기 상단과 일치하도록 배열되면 용기 상단 및 지지체 하단 주위로 실링수단이 작동하여 상단 및 하단은 긴밀하게 밀폐되어 실링수단 외부로 슬러리 유출이 방지된다.
본 발명은 촉매슬러리의 지지체 채널로의 정량 주입을 위한 것이다. 지지체 채널로 정량이 주입되면 주입된 모든 슬러리는 채널 하부 공간으로 주입되며, 이어 지지체 상부 진공수단에 의해 주입된 슬러리 일부가 채널 상부 공간으로 견인되어 채널 모든 벽으로 침착되어 코팅되며, 초기에 정량이 주입되었으므로 지지체 채널을 통하여 외부로 과잉 슬러리가 배출되지 않는다. 따라서 본 발명은 정량 투입 수단 (미도시)은 통하여 용기 (101)내로 정확한 함량의 슬러리가 투입된다. 정확한 슬러리 함량은 지지체 특성, 용도 등에 따라 달라지며 예비적 실험을 통하여 함량이 결정될 수 있다. 일단 결정된 슬러리 함량은 당업자에 의해 공지된 정량주입수단을 통하여 부피 가변 용기에 투입된다.
본 발명에 의한 지지체 (60)는 다양한 형태를 가질 수 있으나, 대체로 복수의 채널들이 길이방향으로 평행하게 배열된 모놀리식 구조를 가진다. 통상적으로 지지체는 저온 용도를 위한 세라믹, 금속 및 플라스틱으로 제조될 수 있고, 이러한 모놀리식 구조는 지지체 하면으로부터 상면까지 연장하는 미세하고 평행한 채널로 구성되며 채널 들을 통하여 가스 유동이 가능하다. 채널 단면은 직사각형, 정사각형, 육각형, 타원형, 원형, 사다리꼴 등 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있으며 단면에는 통상적으로 60 내지 600개/평방인치 채널들이 포함된다. 본 발명에서 정량 투입되는 촉매슬러리는 특별히 제한되지 않는다. 예를들면 삼원촉매슬러리, 디젤산화촉매슬러리, 질소산화물제거촉매슬러리 등일 수 있다. 물론, 본 발명은 반드시 자동차 촉매슬러리에만 국한되는 것은 아니며, 반드시 슬러리에만 적용되는 것은 아니다.
도 3으로 돌아가, 본 발명에 의한 코팅장치에 필요한 부속 기구들을 설명하지만, 이는 종래 코팅장치 분야의 기술자에게 공지된 것이다. 지지체 고정구 (103)는 지지체를 선 보관위치 (선반, 200)에서 용기 상단으로 운반한다. 지지체 고정구는 지지체를 고정시키는 지지체 하부가 노출되는 판 형태이지만 이에 국한되지 않는다. 지지체 이송 및 고정구에 의해 지지체 하단은 상기된 바와 같이 가변 용기 상단과 수평을 이루며 배치될 수 있다. 본 발명은 별도로 블로잉 수단을 구비할 수 있다. 즉, 물리적 가압에 의해 주입된 촉매슬러리는 지지체 채널 벽에 침착, 코팅되지만 경우에 따라 발생될 수 있는 채널 막힘은 채널 상부 또는 하부에서 블로잉 수단에 의해 공기를 불어넣어 해소될 수 있다. 코팅은 1회 또는 2회 진행될 수 있으며, 지지체 상부 또는 하부를 교번하여 코팅할 수 있고, 코팅이 완료된 후 건조 또는 소성될 수 있으나, 이러한 부-시스템적 구성들은 본 분야에서 공지된 사항들이다. 또한 상기 코팅장치 (100) 운전에 필요한 명령들은 컴퓨터 (미도시)에 의해 판독 가능한 프로그램들에 의해 운영될 수 있다.
본 발명에 의하면 촉매슬러리 주입은 진공방식에 의해 슬러리를 채널 내부로 주입하는 것이 아니라는 점에 특성이 있다. 즉, 채널 내부로 슬러리를 물리적 압력에 의해 강제적으로 주입하고, 이후 채널 내부에 주입된 슬러리를 진공에 의해 채널 모든 벽으로 분포하는 것에 특징이 있다. 또한 본 발명에 의하면 용기 및 주입수단, 본원에서 용기 운동수단은 일측에 배치된다는 점에 특성이 있다.
본 발명의 일 측면에서, 본 발명은 정량적 코팅방법을 제공한다. 특히 배기가스 후처리에 적용되는 촉매슬러리를 복수의 채널이 길이방향으로 형성되는 모놀리식 지지체에 정량적으로 코팅하는 방법을 제안하는 것이다. 본 발명에 의한 코팅방법은, 촉매슬러리를 정량 용기에 투입하는 단계, 모놀리식 지지체를 용기 상부에 이동시키는 단계, 지지체 및 용기를 외부와 밀폐시키는 단계, 용기를 상향 이동시키는 단계 및 지지체 채널 내부에 진공을 인가하는 단계를 포함한다. 추가적으로 본 발명에 의한 코팅방법은, 지지체 및 용기의 외부와의 밀폐를 해제시키는 단계, 코팅된 지지체를 이동시키는 단계를 더욱 포함한다. 더 나아가, 본 발명은 코팅된 지지체를 건조시키는 단계 및 소성시키는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
도 3을 참조하여 코팅과정을 설명한다. 먼저, 지지체 (60)는 고정구 (103)에 삽입되어 대기 장소에 배치된다. 고정구에 삽입하는 과정은 자동화된 로봇 기구에 의해 수행될 수 있다. 도 3(a)에 의하면 용기 (101) 내부로 정량의 촉매슬러리가 투입된다. 투입은 정량투입수단 (미도시)에 의해 수행된다. 투입량은 지지체 형태, 용도 등에 따라 예비 실험되어 결정된다. 도 3 (b)을 참조하면, 지지체 고정구 (103)에 의해 지지체 하단이 용기 상단과 수평 위치하도록 운반된다. 이후 용기 상단에 장착된 실링수단 (104)에 의해 지지체 하단 및 용기 상단 사이가 밀폐된다. (도 3c 참조). 용기바닥 운동수단 (102)이 상향 이동되며, 이에 따라 용기 바닥이 지지체 하단을 향하여 이동된다. 용기 상부 및 지지체 채널들 유통통로 외에는 별도의 출구가 없으므로 용기 바닥에 의해 상향 이동되는 촉매슬러리는 채널 내부로 주입된다. 바닥의 상향이동은 지지체 하단과 접면되는 수준에서 정지된다. (도 3d). 도 3d를 참조하면, 용기 바닥 상승에 따라 용기 내부에 담긴 슬러리 정량은 지지체 채널 내부에 주입된다. 특히, 채널 내부 아래 부분 (L)에 담긴다. 이여 지지체 상부에 있는 진공수단 (105)을 통하여 정밀하게 측정된 진공이 인가되면, 채널 내부 아래 부분 (L)에 있던 슬러리 일부, 바람직하게는 정량의 절반이 채널 내부 위 부분 (U)으로 이동되어 채널 내부 벽 전부가 코팅된다. ((도 4) 참조). 이러한 과정을 통하여 채널 코팅이 완료된 후, 도 3e 및 f를 참조하면, 용기 상단 및 지지체 하단 실링이 풀리고 지지체 고정구에 의해 코팅 지지체는 별도의 장소로 옮겨져 이후 요청된 단계들, 예를들면 건조, 소성 단계들을 거쳐 완성된다.

Claims (7)

  1. 배기가스 후처리에 적용되는 촉매슬러리를 복수의 채널이 길이방향으로 형성되는 모놀리식 촉매지지체에 정량적으로 코팅하는 방법에 있어서, 촉매슬러리를 바닥이 상하 이동되는 정량 용기에 투입하는 단계, 촉매지지체 하단 및 용기 상단이 수평을 되도록 촉매지지체를 용기 상부에 이동시키는 단계, 촉매지지체 하단 및 용기 상단을 외부와 밀폐시키는 단계, 용기 바닥을 상기 촉매지지체 하단과 접면되는 수준까지 상향 이동시키는 단계 및 진공 인가 단계를 포함하는, 촉매지지체의 정량적 코팅방법.
  2. 제1항에 있어서, 진공 인가 단계 이후, 촉매지지체 하단 및 용기 상단 밀폐를 해제시키는 단계 및 코팅된 촉매지지체를 이동시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는, 촉매지지체의 정량적 코팅방법.
  3. 제2항에 있어서, 코팅된 촉매지지체를 건조시키는 단계 및 소성시키는 단계를 더욱 포함하는, 촉매지지체의 정량적 코팅방법.
  4. 제2항에 있어서, 코팅된 촉매지지체 이동 단계 이후, 용기 바닥을 하향 이동시키는 단계를 더욱 포함하는, 촉매지지체의 정량적 코팅방법.
  5. 촉매지지체의 정량 코팅장치에 있어서, 슬러리 정량 투입 수단, 상기 투입수단에 의해 정량 슬러리가 투입되는 상부가 개방되고 바닥이 이동될 수 있는 부피 가변성 용기 (101), 상기 용기 하부에 체결되며 용기 바닥과 연결되는 축을 가지는 운동 수단 (102), 및 용기 개방 상부 위에 배치되는 진공수단 (105)을 포함하는, 촉매지지체의 정량 코팅장치(100).
  6. 제5항에 있어서, 용기 상단에 촉매지지체 하단과의 실링 수단 (104)을 더욱 포함하는, 촉매지지체의 정량 코팅장치(100).
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 촉매지지체를 용기 (101) 상단으로 이동시키는 지지체 고정구 (103)를 더욱 포함하는, 촉매지지체의 정량 코팅장치(100).
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JP2016034923A JP6120463B2 (ja) 2011-09-29 2016-02-25 触媒支持体定量コーティング方法
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190132718A (ko) 2018-05-21 2019-11-29 희성촉매 주식회사 담체 클램핑용 지그 장치
WO2020076009A1 (ko) 2018-10-12 2020-04-16 희성촉매 주식회사 다공성 촉매지지체의 코팅방법 및 이를 위한 장치
WO2020204683A1 (ko) 2019-04-05 2020-10-08 희성촉매 주식회사 배기가스 정화용 촉매 필터의 촉매 슬러리 정량 코팅 방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101467404B1 (ko) * 2013-05-02 2014-12-03 희성촉매 주식회사 촉매 정량 공급장치
GB201311615D0 (en) 2013-06-03 2013-08-14 Johnson Matthey Plc Method of coating a substrate with a catalyst component
JP6546758B2 (ja) * 2015-03-09 2019-07-17 株式会社キャタラー 触媒用スラリーの塗布装置
CN106732820A (zh) * 2015-11-23 2017-05-31 安徽艾可蓝节能环保科技有限公司 一种陶瓷载体吸附催化剂装置
CA3007674C (en) * 2015-12-09 2023-11-07 Basf Corporation Systems and methods for solution coating a substrate
CN107651674B (zh) * 2017-10-26 2020-09-18 南方科技大学 一种激光还原批量生产石墨烯粉末的方法
DE102019103765B4 (de) * 2019-02-14 2023-01-12 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Autoabgaskatalysatoren
CN111250358B (zh) * 2019-07-12 2025-01-07 镇江市思泰智能装备技术有限公司 一种催化剂浆料自动涂覆系统及涂覆工艺
CN110711682B (zh) * 2019-10-18 2023-10-03 浙江达峰汽车技术有限公司 一种汽油机颗粒物过滤载体催化剂涂层涂覆装置
CN113578657B (zh) * 2021-08-02 2023-06-06 芜湖全程智能科技有限公司 一种涂覆机构涂覆方法
CN115090335B (zh) * 2022-07-07 2023-11-03 无锡威孚环保催化剂有限公司 一种催化剂涂覆设备及涂覆方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4191126A (en) 1978-01-19 1980-03-04 General Motors Corporation Apparatus for coating catalyst supports
KR20040039951A (ko) * 2002-11-05 2004-05-12 주식회사 엔비켐 금속 모노리스형 촉매 모듈 제조를 위한 금속구조체표면상에 금속-금속산화물 층상 입자층의 피복방법 및촉매 부착방법
KR100666513B1 (ko) 1999-08-06 2007-01-11 엥겔하드 코포레이션 기판의 촉매 피복을 위한 시스템
US7323054B2 (en) 1998-03-19 2008-01-29 Johnson Matthey Public Limited Company Apparatus for coating a monolith support

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3948213A (en) * 1974-10-21 1976-04-06 Universal Oil Products Company Coating-impregnating chamber for catalyst support members
US4208454A (en) * 1978-01-19 1980-06-17 General Motors Corporation Method for coating catalyst supports
WO1981002699A1 (en) 1980-03-14 1981-10-01 Ultraseal International Ltd Impregnation of porous articles
CN1010382B (zh) * 1984-04-05 1990-11-14 恩格尔哈德公司 按预定量催化剂对陶瓷整块构件进行浸渍的方法
US4550034A (en) * 1984-04-05 1985-10-29 Engelhard Corporation Method of impregnating ceramic monolithic structures with predetermined amounts of catalyst
US4609563A (en) 1985-02-28 1986-09-02 Engelhard Corporation Metered charge system for catalytic coating of a substrate
DE4040150A1 (de) * 1990-02-28 1991-08-29 Degussa Verfahren zum belegen von keramikwabenkoerpern mit feinteiligen feststoffen
IN195165B (ko) * 1996-06-21 2005-01-28 Engelhard Corp
JP4368491B2 (ja) 2000-03-29 2009-11-18 株式会社キャタラー 触媒用スラリーのコート装置
EP1273344B1 (de) * 2001-06-30 2005-08-31 Umicore AG & Co. KG Verfahren zum Beschichten eines Tragkörpers
US7521087B2 (en) 2002-08-27 2009-04-21 Basf Catalysts Llc Method for catalyst coating of a substrate
CN2724857Y (zh) * 2004-09-08 2005-09-14 南京大学 金属蜂窝载体催化剂自动涂覆机
US7678416B2 (en) 2005-12-05 2010-03-16 Cataler Corporation Substrate coating method
US8006637B2 (en) * 2007-03-29 2011-08-30 Corning Incorporated Method and apparatus for membrane deposition
JP4774418B2 (ja) 2008-03-27 2011-09-14 東レエンジニアリング株式会社 触媒用スラリー塗布装置
GB201000019D0 (en) * 2010-01-04 2010-02-17 Johnson Matthey Plc Coating a monolith substrate with catalyst component

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4191126A (en) 1978-01-19 1980-03-04 General Motors Corporation Apparatus for coating catalyst supports
US7323054B2 (en) 1998-03-19 2008-01-29 Johnson Matthey Public Limited Company Apparatus for coating a monolith support
KR100666513B1 (ko) 1999-08-06 2007-01-11 엥겔하드 코포레이션 기판의 촉매 피복을 위한 시스템
KR20040039951A (ko) * 2002-11-05 2004-05-12 주식회사 엔비켐 금속 모노리스형 촉매 모듈 제조를 위한 금속구조체표면상에 금속-금속산화물 층상 입자층의 피복방법 및촉매 부착방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190132718A (ko) 2018-05-21 2019-11-29 희성촉매 주식회사 담체 클램핑용 지그 장치
WO2020076009A1 (ko) 2018-10-12 2020-04-16 희성촉매 주식회사 다공성 촉매지지체의 코팅방법 및 이를 위한 장치
WO2020204683A1 (ko) 2019-04-05 2020-10-08 희성촉매 주식회사 배기가스 정화용 촉매 필터의 촉매 슬러리 정량 코팅 방법

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