特許 5925101 スラリー供給ノズルとそれを用いた排ガス浄化用触媒の製造装置および製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5925101

(24)【登録日】2016年4月28日

(45)【発行日】2016年5月25日

(54)【発明の名称】スラリー供給ノズルとそれを用いた排ガス浄化用触媒の製造装置および製造方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 37/02 20060101AFI20160516BHJP

   B01D 53/86 20060101ALI20160516BHJP

【ＦＩ】

   B01J37/02 301D

   B01D53/86ZAB

【請求項の数】11

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-224380(P2012-224380)

(22)【出願日】2012年10月9日

(65)【公開番号】特開2014-76415(P2014-76415A)

(43)【公開日】2014年5月1日

【審査請求日】2015年5月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000104607

【氏名又は名称】株式会社キャタラー

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100129861

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 滝治

(74)【代理人】

【識別番号】100182176

【弁理士】

【氏名又は名称】武村 直樹

(72)【発明者】

【氏名】渥美 健

(72)【発明者】

【氏名】松井 優

(72)【発明者】

【氏名】関根 洋

【審査官】 岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００２−５０６７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０４９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２６８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１１４１３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／００７３７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６５９９５７０（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ２１／００−３８／７４

Ｂ０１Ｄ ５３／７３

Ｂ０１Ｄ ５３／８６−５３／９０

Ｂ０１Ｄ ５３／９４−９６

Ｂ０５Ｃ １／００−２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００−７／２６

ＤＷＰＩ（Ｔｈｏｍｓｏｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スラリーを導入するための筒体からなる導入部と、
前記導入部に接続され、該導入部の中心軸線に沿って該導入部から離間するに従って拡幅する内部空間を有する拡幅部と、
前記拡幅部の前記導入部から離間した端部に接続され、モノリス基材にスラリーを吐出するための複数の吐出孔が分散して形成された板状部材からなる吐出部と、を備えたスラリー供給ノズルであって、
前記吐出部のうち前記吐出孔が形成された部分の外周面は、その法線方向が前記導入部の中心軸線に対して外側へ傾いた方向となる形状を呈しているスラリー供給ノズル。

【請求項2】

前記吐出部の外周面は、前記導入部の中心軸線方向へ向かって凸となる曲面形状、円錐形状、階段形状のいずれか一種からなる請求項１に記載のスラリー供給ノズル。

【請求項3】

前記吐出部は弾性部材からなり、
前記スラリー供給ノズルは、前記吐出部を弾性変形させて前記導入部の中心軸線に対する前記吐出部の外周面の法線方向の傾きを調整する傾き調整部を備えている請求項１または２に記載のスラリー供給ノズル。

【請求項4】

前記傾き調整部は、前記スラリー供給ノズルの内周面もしくは外周面に押圧力もしくは引戻し力を付与することによって、前記吐出部を弾性変形させて前記導入部の中心軸線に対する前記吐出部の外周面の法線方向の傾きを調整するようになっている請求項３に記載のスラリー供給ノズル。

【請求項5】

前記傾き調整部は、前記スラリー供給ノズルに着脱自在に取り付けられている請求項３または４に記載のスラリー供給ノズル。

【請求項6】

前記吐出部は、シリコンゴム、ポリウレタンゴム、二トリルゴムの少なくともいずれか一種からなる請求項３から５のいずれか一項に記載のスラリー供給ノズル。

【請求項7】

前記吐出部の複数の吐出孔は、前記導入部の中心軸線から離間するに従って孔径が大きくなる請求項１から６のいずれか一項に記載のスラリー供給ノズル。

【請求項8】

前記吐出部の複数の吐出孔は同心円状に形成されている請求項１から７のいずれか一項に記載のスラリー供給ノズル。

【請求項9】

前記スラリー供給ノズルは、前記吐出部の吐出孔から吐出されるスラリーの吐出速度を調整する速度調整部を備えている請求項１から８のいずれか一項に記載のスラリー供給ノズル。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載のスラリー供給ノズルであって、流路が軸方向へ開口するように並列配置されたモノリス基材の軸方向端部にスラリーを供給するスラリー供給ノズルと、
モノリス基材の軸方向端部に供給されたスラリーをモノリス基材の流路内に流入もしくは伸展させる装置と、
モノリス基材の流路内に流入もしくは伸展させたスラリーを乾燥させ、焼成させる装置と、を備えている排ガス浄化用触媒の製造装置。

【請求項11】

請求項１から９のいずれか一項に記載のスラリー供給ノズルを用いて、流路が軸方向へ開口するように並列配置されたモノリス基材の軸方向端部にスラリーを供給する工程と、
モノリス基材の軸方向端部に供給されたスラリーをモノリス基材の流路内に流入もしくは伸展させて、前記流路の内壁をスラリーで被覆する工程と、
前記流路の内壁を被覆するスラリーを乾燥させ、焼成させる工程と、からなる排ガス浄化用触媒の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はスラリー供給ノズルとそれを用いた排ガス浄化用触媒の製造装置および製造方法に関し、たとえば複数の流路を備えたモノリス基材に触媒スラリーを供給するためのスラリー供給ノズルと排ガス浄化用触媒の製造装置および製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動車などの車両の内燃機関から排出される排気ガスは、炭化水素（HC）や一酸化炭素（CO）、窒素酸化物（NOx）などの有害成分を含んでいる。このような有害成分を含む排気ガスは公害や環境悪化などの要因となるため、車両に搭載された排ガス浄化用触媒を介して一定レベルまで浄化された後、外気へ排出されるようになっている。

【0003】

上記する排ガス浄化用触媒は、耐熱性材料からなる所定形状の触媒担体と、無機酸化物などからなり触媒担体の表面に形成された多孔質の担持層と、この担持層に担持された触媒と、から構成され、触媒担体の形状によって、モノリス触媒やパイプ触媒、ペレット触媒などに分類されている。

【0004】

上記する排ガス浄化用触媒のうちモノリス触媒は、排気ガスが流過する軸方向の管状流路を有しており、他の排ガス浄化用触媒と比較して圧力損失が小さく、内燃機関に対する負荷も小さいことから、様々な分野で適用されている。

【0005】

モノリス触媒を構成する触媒担体基材（モノリス基材ともいう。）に形成されたハニカム状などの管状流路の内壁に触媒スラリーをコーティングする方法としては、たとえばウォッシュコート法を挙げることができる。

【0006】

図１０は、ウォッシュコート法による従来のコーティング装置を示したものであり、このコーティング装置Ａでは、ハニカム状の流路Ｌが軸方向へ開口するように並列配置されたモノリス基材Ｍの上端側にスラリー供給ノズルＮから触媒スラリーＳを供給し、上端側から加圧空気を供給するもしくは下端側から空気を吸引することによって、触媒スラリーＳを流路Ｌ内に流入もしくは伸展させて、流路Ｌの内壁を触媒スラリーＳで被覆する。そして、流路Ｌの内壁に塗布された触媒スラリーＳを乾燥させ、焼成させることによって、排ガス浄化用触媒を得ることができる。なお、近年では、触媒スラリーＳに白金などの貴金属が含有されており、モノリス基材Ｍの被覆に必要な量だけ、スラリー供給ノズルＮから触媒スラリーＳをモノリス基材Ｍの上端側へ供給するようにしている。

【0007】

ところで、触媒スラリーとして一般に使用されるスラリーの粘度は200〜15000mPa・s程度であり、更に粘度が非常に高いものも存在している。このような粘度の高い触媒スラリーを従来のスラリー供給ノズルからモノリス基材の上端側に供給した場合、スラリー供給ノズルから吐出されるスラリーは、そのノズルの中心軸線から外側へ向かうに従って減少する可能性がある。すなわち、図１０で示すように、モノリス基材には、ノズルの中心軸線近傍で多くの触媒スラリーが供給され、その中心軸線から離間するに従って供給される触媒スラリーの量が減少する可能性がある。特に、図示するように、スラリー供給ノズルの内部空間が拡幅している場合には、中心軸線から離間した領域への触媒スラリーの流動量が減少し、その領域での内部圧力が中心軸線近傍よりも減少するため、ノズルの中心軸線近傍へ供給される触媒スラリーの量とその中心軸線から離間した領域へ供給される触媒スラリーの量との差が大きくなる可能性がある。そして、このような状況下で、モノリス基材の上端側から加圧空気を供給するもしくは下端側から空気を吸引し、触媒スラリーを流路内に流入もしくは伸展させると、モノリス基材に形成される触媒コート層の厚みが、モノリス基材全体で不均一となるといった問題が生じ得る。

【0008】

このような問題に対し、特許文献１には、基材上面に貯留されたスラリーの液面を均一化した後に、スラリーを基材の流路内に進展させる基材コーティング装置が開示されている。

【0009】

また、特許文献２には、スラリー供給ノズルに設けられた複数の吐出口の配列の中心部と比較して、前記複数の吐出口の配列の周縁部でその吐出口の径を大きくしたスラリー供給ノズルが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００６−５０６７２０号公報

【特許文献2】国際公開第２０１０／１１４１３２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

特許文献１に開示されている基材コーティング装置によれば、触媒スラリーを流路内に伸展させる前に液面均一化機構により触媒スラリーに遠心力や振動を作用させることによって、基材上面に貯留された触媒スラリーの液面を均一にすることができ、基材の各流路における触媒スラリーの量を均一化することができ、各流路に形成される触媒コート層の厚みを均一化することができる。

【0012】

また、特許文献２に開示されているノズルによれば、複数の吐出口の配列の周縁部でその吐出口の径を大きくすることによって、ノズルの周縁部における触媒スラリーの吐出量を増加させることができる。

【0013】

しかしながら、特許文献１に開示されている基材コーティング装置においては、モノリス基材全体を回転もしくは振動させる必要があり、装置全体の構成が複雑化且つ大型化するといった課題がある。

【0014】

また、特許文献２に開示されているノズルにおいては、モノリス基材の外形が大きくなるとそれに応じてノズルの外形や周縁部での吐出口の径を大きくする必要がある。このように吐出口の径が大きくなると、その吐出口からスラリーを安定して吐出できなくなり、各流路に形成される触媒コート層の厚みが不均一となることが本発明者等によって確認されている。

【0015】

本発明は上記する課題に鑑みてなされたものであり、たとえば触媒スラリーの粘度が高い状況下においても、簡単な構成でもって、モノリス基材全体に亘って略均一に触媒スラリーを供給することができ、モノリス基材の各流路に形成される触媒コート層を均一化することのできるスラリー供給ノズルと排ガス浄化用触媒の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

前記目的を達成すべく、本発明によるスラリー供給ノズルは、スラリーを導入するための筒体からなる導入部と、前記導入部に接続され、該導入部の中心軸線に沿って該導入部から離間するに従って拡幅する内部空間を有する拡幅部と、前記拡幅部の前記導入部から離間した端部に接続され、モノリス基材にスラリーを吐出するための複数の吐出孔が分散して形成された板状部材からなる吐出部と、を備えたスラリー供給ノズルであって、前記吐出部のうち前記吐出孔が形成された部分の外周面は、その法線方向が前記導入部の中心軸線に対して外側へ傾いた方向となる形状を呈しているものである。

【0017】

上記する形態によれば、吐出部のうち吐出孔が形成された部分の外周面が、その法線方向が導入部の中心軸線に対して外側へ傾いた方向となる形状を呈していることによって、吐出部に形成された吐出孔から導入部の中心軸線に対して外側へ傾いた方向へスラリーを吐出することができるため、モノリス基材に対する吐出部の外形を小さくすることができる。よって、たとえばスラリー供給ノズルが導入部の中心軸線に沿って該導入部から離間するに従って拡幅する内部空間を有していて、導入部の中心軸線から離間した領域への触媒スラリーの流動量が減少し、その領域での内部圧力が中心軸線近傍よりも減少する場合であっても、吐出部の外形、すなわち内部空間を有する拡幅部を含むスラリー供給ノズル全体の体格を小型化することができるため、スラリー供給ノズルの内部における圧力を全体に亘って高めることができると共に、その内部における圧力を均一化することができる。そのため、吐出部の吐出孔から吐出されるスラリーの吐出圧を高めることができ、当該スラリーの吐出速度を速めることができ、より確実に導入部の中心軸線から外側へ傾いた方向へスラリーを吐出することができると共に、吐出部の各吐出孔から吐出されるスラリーの吐出速度や吐出量をより均一化することができる。

【0018】

このような吐出部の外周面の形状としては、たとえば前記導入部の中心軸線方向へ向かって凸となる曲面形状や円錐形状、階段形状などを挙げることができる。

【0019】

また、上記するスラリー供給ノズルは、前記吐出部が弾性部材からなり、前記吐出部を弾性変形させて前記導入部の中心軸線に対する前記吐出部の外周面の法線方向の傾きを調整する傾き調整部を備えていることが好ましい。

【0020】

上記する形態によれば、前記傾き調整部により導入部の中心軸線に対する吐出部の外周面の法線方向の傾きを調整することによって、たとえば異なる外径を有するモノリス基材にスラリーを供給する場合やスラリー供給ノズルとモノリス基材との相対的な距離が変更される場合であっても、モノリス基材の外径やスラリー供給ノズルとモノリス基材との相対的な距離に応じた方向へ吐出孔からスラリーを吐出することができる。また、前記傾き調整部により導入部の中心軸線に対する吐出部の外周面の法線方向の傾きを調整することによって、内部空間を有する拡幅部を含むスラリー供給ノズル全体の体格を調整することができるため、スラリー供給ノズルの内部空間の大きさを調整することができ、スラリーの吐出方向と共にその吐出圧や吐出速度を調整することができる。

【0021】

また、上記するスラリー供給ノズルは、前記傾き調整部が、前記スラリー供給ノズルの内周面もしくは外周面に押圧力もしくは引戻し力を付与することによって、前記吐出部を弾性変形させて前記導入部の中心軸線に対する前記吐出部の外周面の法線方向の傾きを調整するようになっていることが好ましい。

【0022】

上記する形態によれば、スラリー供給ノズルの内周面もしくは外周面に押圧力もしくは引戻し力を付与するという簡単な構成で、導入部の中心軸線に対する吐出部の外周面の法線方向の傾きを調整することができる。

【0023】

また、上記するスラリー供給ノズルは、前記傾き調整部が、前記スラリー供給ノズルに着脱自在に取り付けられていることが好ましい。

【0024】

ここで、弾性を有する吐出部の形成素材としては、たとえばシリコンゴム、ポリウレタンゴム、二トリルゴムなどを挙げることができる。

【0025】

また、上記するスラリー供給ノズルは、前記吐出部の複数の吐出孔が、前記導入部の中心軸線から離間するに従って孔径が大きくなることが好ましい。

【0026】

上記する形態によれば、導入部の中心軸線から離間するに従って吐出孔の孔径を大きくすることによって、たとえば、上記するように導入部の中心軸線から離間した領域での内部圧力が中心軸線近傍よりも減少し、導入部の中心軸線から離間するに従って吐出孔から吐出されるスラリーの吐出圧や吐出速度が小さくなる場合であっても、吐出孔から吐出されるスラリーの吐出量を均一化することができる。

【0027】

また、上記するスラリー供給ノズルは、前記吐出部の複数の吐出孔が同心円状に形成されていることが好ましい。

【0028】

上記する形態によれば、吐出部の複数の吐出孔が、当該吐出部に複数形成された円上で同心円状に形成されることによって、前記吐出部における吐出孔の分布を簡単な構成で均一化することができ、吐出孔から吐出されるスラリーの吐出量を吐出部全体亘って略均一化することができる。

【0029】

また、上記するスラリー供給ノズルは、前記吐出部の吐出孔から吐出されるスラリーの吐出速度を調整する速度調整部を備えていることが好ましい。

【0030】

上記する形態によれば、前記速度調整部により吐出部の吐出孔から吐出されるスラリーの吐出速度を調整することによって、たとえば異なる外径を有するモノリス基材にスラリーを供給する場合やスラリー供給ノズルとモノリス基材との相対的な距離が変更される場合であっても、モノリス基材の外径やスラリー供給ノズルとモノリス基材との相対的な距離に応じた速度で吐出孔からスラリーを吐出することができる。

【0031】

また、本発明の排ガス浄化用触媒の製造装置は、上記するスラリー供給ノズルであって、流路が軸方向へ開口するように並列配置されたモノリス基材の軸方向端部にスラリーを供給するスラリー供給ノズルと、モノリス基材の軸方向端部に供給されたスラリーをモノリス基材の流路内に流入もしくは伸展させる装置と、モノリス基材の流路内に流入もしくは伸展させたスラリーを乾燥させ、焼成させる装置と、を備えているものである。

【0032】

また、本発明の排ガス浄化用触媒の製造方法は、上記するスラリー供給ノズルを用いて、流路が軸方向へ開口するように並列配置されたモノリス基材の軸方向端部にスラリーを供給する工程と、モノリス基材の軸方向端部に供給されたスラリーをモノリス基材の流路内に流入もしくは伸展させて、前記流路の内壁をスラリーで被覆する工程と、前記流路の内壁を被覆するスラリーを乾燥させ、焼成させる工程と、からなる方法である。

【発明の効果】

【0033】

以上の説明から理解できるように、本発明のスラリー供給ノズルとそれを用いた排ガス浄化用触媒の製造装置および製造方法によれば、吐出部のうち吐出孔が形成された部分の外周面の法線方向が導入部の中心軸線に対して外側へ傾いた方向となるという極めて簡易な構成によって、たとえば触媒スラリーの粘度が高い状況下においても、モノリス基材全体に亘って略均一に触媒スラリーを供給することができ、モノリス基材の各流路に形成される触媒コート層を均一化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態１を適用したコーティング装置の全体構成を模式的に示した図であって、シリンダにスラリーを導入する工程を説明した図である。

【図2】本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態１を適用したコーティング装置の全体構成を模式的に示した図であって、図１で示す工程に続いて、ノズルにスラリーを導入してモノリス基材にスラリーを供給する工程を説明した図である。

【図3】本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態１を適用したコーティング装置の全体構成を模式的に示した図であって、図２で示す工程に続いて、モノリス基材へのスラリーの供給を完了する工程を説明した図である。

【図4】本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態１を適用したコーティング装置の全体構成を模式的に示した図であって、図３で示す工程に続いて、ノズルから垂れるスラリーを引き戻す工程を説明した図である。

【図5】図１〜図４で示すスラリー供給ノズルを模式的に示した図であって、（ａ）はその縦断面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【図6】本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態２を模式的に示した縦断面図であって、（ａ）はノズルの吐出部の曲率が小さい状態を示した図であり、（ｂ）はノズルの吐出部の曲率が大きい状態を示した図である。

【図7】本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態３を模式的に示した縦断面図である。

【図8】本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態４を模式的に示した縦断面図である。

【図9】本発明の排ガス浄化用触媒の製造装置の実施の形態を模式的に示した図である。

【図10】従来のスラリー供給ノズルを用いたコーティング装置を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、図面を参照して本発明のスラリー供給ノズルと排ガス浄化用触媒の製造装置および製造方法の実施の形態を説明する。

【0036】

［スラリー供給ノズルの実施の形態１］
まず、図１〜図４を参照して、本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態１を適用したコーティング装置の全体構成とその稼動形態について概説する。

【0037】

図１〜図４はそれぞれ、本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態１を適用したコーティング装置の全体構成を模式的に示した図であって、図１は、シリンダにスラリーを導入する工程を説明した図であり、図２は、図１で示す工程に続いて、ノズルにスラリーを導入してモノリス基材にスラリーを供給する工程を説明した図であり、図３は、図２で示す工程に続いて、モノリス基材へのスラリーの供給を完了する工程を説明した図であり、図４は、図３で示す工程に続いて、ノズルから垂れるスラリーを引き戻す工程を説明した図である。

【0038】

図示するコーティング装置１００は、流路Ｌが軸方向へ開口するように並列配置されたモノリス基材Ｍの下端Ｍｂ側を固定保持するための下側保持部１４と、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側を固定保持しながらその上端Ｍａ側に供給されるスラリーＳをモノリス基材Ｍの流路Ｌに誘導するための上側保持部１５と、スラリーを貯留するためのスラリータンク１１と、このスラリータンク１１と接続された三方弁１７と、この三方弁１７を介して前記スラリータンク１１と連通され、内部にピストン１８が嵌挿されたシリンジ１２と、このシリンジ１２内のピストン１８を駆動させるための駆動機構１９と、この駆動機構１９の駆動を制御するためのコントローラ２０と、三方弁１７を介して前記スラリータンク１１とシリンジ１２と連通され、前記下側保持部１４と上側保持部１５によって保持されるモノリス基材Ｍの上端Ｍａの鉛直上方に配置されてその上端ＭａへスラリーＳを供給するスラリー供給ノズル（以下ノズルという。）１６と、モノリス基材Ｍの下端Ｍｂ側から空気を吸引して上端Ｍａ側に供給されたスラリーＳをモノリス基材Ｍの流路Ｌ内に流入もしくは伸展させる吸引装置３０と、から大略構成されている。

【0039】

なお、コントローラ２０は、前記駆動機構１９の駆動を制御するとともに、駆動機構１９の駆動と同期してモノリス基材Ｍの下方から空気を吸引する吸引装置３０やモノリス基材Ｍを搬送する搬送装置（不図示）などの駆動を制御するようになっている。

【0040】

前記スラリー供給ノズル１６は、三方弁１７を介して前記スラリータンク１１とシリンジ１２と連通される略円筒体からなる導入部１と、この導入部１と同心に接続されていて、導入部１の中心軸線１Ｌに沿ってこの導入部１から離間するに従って拡幅する内部空間を有する拡幅部２と、拡幅部２の下側端部２ｂに接続され、モノリス基材ＭにスラリーＳを吐出するための複数の吐出孔３ａが分散して形成された円板状部材からなる吐出部３と、を備えている。

【0041】

なお、拡幅部２は、より具体的には、導入部１と接続される上側端部２ａが導入部１の中心軸線１Ｌに対して略垂直方向に所定長さだけ拡がり、それに続く胴体部２ｃが導入部１の中心軸線１Ｌに沿ってこの導入部１から離間するに従って次第に拡幅し、吐出部３と接続される下側端部２ｂが所定長さだけ導入部１の中心軸線１Ｌに対して略平行方向となる形状を呈している。

【0042】

ここで、前記吐出部３の外周面３ｂは、その中心部を除いてその法線方向が前記導入部１の中心軸線１Ｌ、すなわち吐出部３の中心軸線に対して外側へ傾いた方向となる形状を呈しており、本実施の形態１では、前記吐出部３の外周面３ｂは、前記導入部１の中心軸線１Ｌ方向でモノリス基材Ｍの方向（図中、鉛直下方）へ向かって凸となる曲面形状を呈している。

【0043】

また、前記吐出部３の外径３Ｄは、前記下側保持部１４と上側保持部１５によって保持されたモノリス基材Ｍの上端Ｍａの外径ＭＤよりも小さく設計されており、より具体的には、前記吐出部３に形成された複数の吐出孔３ａのうち最も外側に形成された吐出孔３ａは、モノリス基材Ｍの上端Ｍａの外形よりも内側に配置されている。

【0044】

なお、前記吐出部３に形成される複数の吐出孔３ａは、それぞれが吐出部３の外周面３ｂに対して略垂直な方向に吐出部３を構成する円板状部材を穿孔するように形成されており、当該吐出孔３ａから吐出されるスラリーが吐出部３全体に亘って略均一となるように当該吐出部３に分散配置されている。

【0045】

図示するコーティング装置１００を用いてモノリス基材Ｍの流路Ｌの内壁に触媒コート層を形成する際には、まず、モノリス基材Ｍを下側保持部１４と上側保持部１５によって固定保持してノズル１６の鉛直下方に配置する、具体的には、ノズル１６の中心軸線１Ｌとモノリス基材Ｍの中心軸線が略一致するようにノズル１６の鉛直下方に配置するとともに、三方弁１７でスラリータンク１１とシリンジ１２を連通させた状態で、スラリータンク１１内にスラリーＳを供給する。

【0046】

なお、スラリーＳは、たとえば活性アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の無機酸化物と、バインダと、水とからなり、触媒担体の表面にコーティングされて担持層を形成するものである。このスラリーＳの粘度は、活性アルミナやシリカなどの粉末の粒径や水などの配合量などを変更することで調整することができ、たとえば200〜30000mPa・s程度である。

【0047】

上記するようにスラリータンク１１内にスラリーＳを供給した後、図１で示すように、駆動機構１９を用いてピストン１８を三方弁１７から離間する方向（図中、矢印Ｘ１方向）へ所定量だけ駆動させ、スラリータンク１１内のスラリーＳをシリンジ１２内へ導入する。

【0048】

次いで、図２で示すように、三方弁１７を回転させてシリンジ１２とノズル１６を連通させ、駆動機構１９を用いてピストン１８を三方弁１７およびノズル１６の方向（図中、矢印Ｘ２方向）へ駆動させ、シリンジ１２内へ導入されたスラリーＳをノズル１６の導入部１へ導入する。導入部１へ導入されたスラリーＳは、中心軸線１Ｌに沿って拡幅部２へ誘導され、拡幅部２で中心軸線１Ｌに対して垂直方向へ拡がりながら吐出部３に形成された吐出孔３ａから吐出される。

【0049】

ここで、スラリーＳの粘度、モノリス基材Ｍの外径ＭＤ、ノズル１６とモノリス基材Ｍとの相対的な距離ＭＬなどに応じてシリンジ１２内のピストン（速度調整部）１８の駆動速度を調整することによって、ノズル１６内の圧力を調整することができ、吐出孔３ａから吐出されるスラリーＳの吐出圧や吐出速度を調整することができ、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側全体に亘って略均一にスラリーＳを供給することができる。

【0050】

そして、図３で示すように、シリンジ１２内のピストン１８がそのシリンジ１２のノズル１６側の底面に当接すると、モノリス基材ＭへのスラリーＳの供給が完了し、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側には予め定められた量のスラリーＳが供給される。

【0051】

上記するようにモノリス基材Ｍの上端Ｍａ側にスラリーＳを供給した後、もしくは、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側にスラリーＳを供給しながら、吸引装置３０でモノリス基材Ｍの下端Ｍｂ側から空気を吸引し、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側に供給されたスラリーＳをモノリス基材Ｍの流路Ｌ内に流入もしくは伸展させ、流路Ｌの内壁をスラリーＳで被覆する。なお、不要となったスラリーＳは、モノリス基材Ｍの下端Ｍｂ側から外部へ排出する。

【0052】

また、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側にスラリーＳを供給した後は、ノズル１６内に残留するスラリーＳの一部が吐出部３の吐出孔３ａから垂れる可能性がある。そのため、図４で示すように、駆動機構１９を用いてピストン１８をシリンジ１２内で三方弁１７から離間する方向（図中、矢印Ｘ１方向）へ所定量だけ引き戻し、吐出部３の吐出孔３ａからスラリーＳを引き戻して吐出孔３ａにおけるスラリーＳの垂れを抑制する。

【0053】

モノリス基材Ｍの流路Ｌの内壁をスラリーＳで被覆したモノリス基材Ｍは、不図示の搬送装置で乾燥および焼成工程へ搬送され、新たなモノリス基材が下側保持部１４と上側保持部１５の間に搬送されて保持固定される。このような動作を繰り返すことによって、複数のモノリス基材の流路の内壁にスラリーＳを塗布することができる。

【0054】

なお、モノリス基材Ｍの上端Ｍａへ供給されたスラリーＳをモノリス基材Ｍの流路Ｌ内に流入もしくは伸展させる装置として、上記する吸引装置３０に代えて、たとえば、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側から加圧空気を供給してスラリーＳをモノリス基材Ｍの流路Ｌ内に流入もしくは伸展させる装置や、重力を利用してスラリーＳをモノリス基材Ｍの流路Ｌ内に流入もしくは伸展させる装置などを適用することもできる。

【0055】

次に、図５を参照して、図１〜図４で示すコーティング装置１００のスラリー供給ノズル１６について詳細に説明する。

【0056】

図５は、図１〜図４で示すスラリー供給ノズルを模式的に示した図であって、図５（ａ）はその縦断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ矢視図である。

【0057】

図５（ａ）で示すように、スラリー供給ノズル１６は、その中心軸線１Ｌに沿ってスラリーＳを導入するための略円筒体からなる導入部１と、この導入部１に接続されていて、導入部１の中心軸線１Ｌに沿って導入部１から離間するに従って拡幅する内部空間を有する拡幅部２と、拡幅部２の下側端部２ｂに接続され、複数の吐出孔３ａが分散して形成された円板状部材からなる吐出部３と、を備えている。

【0058】

前記拡幅部２は、導入部１と接続される上側端部２ａが導入部１の中心軸線１Ｌに対して略垂直方向に拡がり、それに続く胴体部２ｃが導入部１の中心軸線１Ｌに沿って導入部１から離間するに従って次第に拡幅し、吐出部３と接続される下側端部２ｂが導入部１の中心軸線１Ｌに対して略平行方向となる形状を呈している。

【0059】

また、前記吐出部３に形成される複数の吐出孔３ａは、それぞれが吐出部３の外周面３ｂに対して略垂直な方向（吐出部３の外周面３ｂの法線方向３ａＬ）に円板状部材を穿孔するように形成されている。

【0060】

また、前記吐出部３の外周面３ｂは、前記導入部１の中心軸線１Ｌ方向でモノリス基材Ｍの方向（図中、鉛直下方）へ向かって凸となる曲面形状を呈しており、特にその中心部の吐出孔３ａを除いて吐出孔３ａが形成された部分の外周面３ｂ（吐出孔３ａの中心軸線と吐出部３の外周面３ｂとの交点部分の外周面３ｂ）の法線方向３ａＬが、導入部１や吐出部３の中心軸線１Ｌに対して外側へ傾いた方向となる形状を呈している。

【0061】

さらに、前記吐出部３の外周面３ｂが前記導入部１の中心軸線１Ｌ方向でモノリス基材Ｍの方向へ向かって凸となる曲面形状を呈しているため、吐出孔３ａが形成された部分の外周面３ｂの法線方向３ａＬと中心軸線１Ｌの交差角θ２〜θ４は、中心軸線１Ｌから離間するに従って（図中、水平方向へ向かうに従って）大きくなっており、中心軸線１Ｌから離間するに従って中心軸線１Ｌに対してより外側へ傾いた方向へ吐出孔３ａからスラリーＳが吐出されるようになっている。

【0062】

また、図５（ｂ）で示すように、前記吐出部３に形成される吐出孔３ａは、１個がその中心部Ｃ１に形成されるとともに、３６個が中心部Ｃ１を中心とする三つの円弧Ｃ２〜Ｃ４上に同心円状に形成されている。より具体的には、吐出孔３ａ１が吐出部３の中心部Ｃ１に形成されるとともに、６個の吐出孔３ａ２が中心部Ｃ１を中心とする円弧Ｃ２上に等間隔に形成され、１２個の吐出孔３ａ３が円弧Ｃ２よりも大きな径を有する円弧Ｃ３上に等間隔に形成され、１８個の吐出孔３ａ４が円弧Ｃ３よりも大きな径を有する円弧Ｃ４上に等間隔に形成されている。なお、図示例では、中心部１Ｃと円弧Ｃ２との間隔、円弧Ｃ２と円弧Ｃ３との間隔、円弧Ｃ３と円弧Ｃ４との間隔は、それぞれ略同一となっている。

【0063】

さらに、前記吐出部３に形成される吐出孔３ａは、中心軸線１Ｌから離間するに従ってその孔径が大きくなっており、図示例では、吐出部３の中心部Ｃ１に形成される吐出孔３ａ１に対して、円弧Ｃ２上に形成される吐出孔３ａ２は略１．２倍の孔径を有しており、円弧Ｃ２上に形成される吐出孔３ａ２と円弧Ｃ３上に形成される吐出孔３ａ３の孔径は略同一であり、円弧Ｃ３上に形成される吐出孔３ａ３に対して円弧Ｃ４上に形成される吐出孔３ａ４は、略１．５倍の孔径を有している。

【0064】

なお、中心軸線１Ｌに対する吐出孔３ａが形成された部分の外周面３ｂの法線方向３ａＬの傾き、吐出部３に形成される吐出孔３ａの基数や吐出部３での分布、各吐出孔３ａの孔径などは適宜変更することができ、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側に供給されるスラリーＳの量がモノリス基材Ｍ全体に亘って略均一であれば、たとえば同じ孔径を有する吐出孔を形成し、中心軸線１Ｌから離間した領域での吐出孔の分布を増加させてもよい。

【0065】

表１は、図５で示す実施の形態１のノズル１６において、吐出部３の中心部Ｃ１に形成される吐出孔３ａ１の孔径をφ2.9mm、円弧Ｃ２、Ｃ３上に形成される吐出孔３ａ２、３ａ３の孔径をφ3.4mm、円弧Ｃ４上に形成される吐出孔３ａ４をφ5.0mmとし、吐出孔３ａ４から吐出されるスラリーＳ（例えば、固形分含有率が35質量%であって、粘度が剪断速度0.4 s^-1で30000mPa・s、剪断速度200s^-1で300mPa・s）の吐出速度を1.0m/sとした場合の、中心軸線１Ｌに対する吐出孔３ａ４での外周面３ｂの法線方向３ａＬの傾きθ４と、吐出部３とモノリス基材Ｍの上端Ｍａとの相対的な距離ＭＬ（図２参照）と、吐出孔３ａ４などから吐出されるスラリーＳで供給可能なモノリス基材Ｍの外径ＭＤと、の関係の一例を示したものである。なお、表１中、モノリス基材Ｍの外径ＭＤの単位は[mm]である。

【0066】

【表1】

【0067】

上記するように、たとえば図１０で示す従来のノズルでは、外径ＭＤが約180mmのモノリス基材Ｍに対してスラリーＳを供給するためにノズルの外径３Ｄ（図１参照）を180mm以上とすると、中心軸線から離間した領域での内部圧力が中心軸線近傍よりも減少し、ノズルの吐出孔から吐出されるスラリーＳの吐出速度や吐出量が吐出部全体で不均一となり、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側に供給されるスラリーＳの供給量がモノリス基材Ｍ全体に亘って不均一となることが本発明者等によって確認されている。

【0068】

一方で、本実施の形態１のノズルでは、表１で示すように、たとえば中心軸線１Ｌに対する吐出孔３ａ４での外周面３ｂの法線方向３ａＬの傾きθ４を30度、吐出部３とモノリス基材Ｍの上端Ｍａとの相対的な距離ＫＬを250mmとすることで、直径が309mmの断面円形のモノリス基材Ｍに対して略均一に高粘度のスラリーＳを供給することができる。

【0069】

このように、本実施の形態１によれば、吐出部３の外周面３ｂを、前記中心軸線１Ｌ方向でモノリス基材Ｍの方向へ向かって凸となる曲面形状とし、吐出孔３ａが形成された部分の外周面３ｂの法線方向３ａＬを、前記中心軸線１Ｌに対して外側へ傾いた方向とすることによって、モノリス基材Ｍに対する吐出部３の外形を小さくすることができる。そのため、ノズル１６の内部における圧力を全体に亘って高めつつその圧力を均一化することができ、たとえばノズル１６が中心軸線１Ｌに沿って導入部１から離間するに従って拡幅する内部空間を有している場合であっても、吐出部３の吐出孔３ａから吐出されるスラリーＳの吐出圧を高めて当該スラリーＳの吐出速度を速めつつ、スラリーＳの吐出速度や吐出量を均一化することができる。また、吐出孔３ａが形成された部分の外周面３ｂの法線方向３ａＬを、拡幅部２の内部空間におけるスラリーＳの流れ方向（図５（ａ）中、矢印ＳＬ方向）に近づけることができるため、中心軸線１Ｌに対して外側へ傾いた方向へスラリーＳを円滑に且つ確実に吐出することができると共に、吐出部３の各吐出孔３ａからスラリーＳをより均一に吐出することができ、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側に供給されるスラリーＳの供給量をモノリス基材Ｍ全体に亘って均一化することができ、モノリス基材Ｍの各流路Ｌに形成される触媒コート層を均一化することができる。

【0070】

［スラリー供給ノズルの実施の形態２］
次に、図６を参照して、本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態２を説明する。図６は、本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態２を模式的に示した縦断面図であって、図６（ａ）はノズルの吐出部の曲率が小さい状態を示した図であり、図６（ｂ）はノズルの吐出部の曲率が大きい状態を示した図である。

【0071】

図６で示す実施の形態２のノズル１１６は、図５で示す実施の形態１のノズル１６に対して、導入部の中心軸線に対する吐出部の外周面の法線方向の傾きを調整する傾き調整部を備えている点が相違しており、その他の構成は図５で示す実施の形態１のノズル１６と同様である。したがって、図５で示す実施の形態１のノズル１６と同様の構成については、同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0072】

図示するように、スラリー供給ノズル１１６は、その中心軸線１０１Ｌに沿ってスラリーＳを導入するための略円筒体からなる導入部１０１と、この導入部１０１に接続されていて、中心軸線１０１Ｌに沿って導入部１０１から離間するに従って拡幅する内部空間を有する拡幅部１０２と、拡幅部１０２の下側端部１０２ｂに接続され、複数の吐出孔１０３ａが分散して形成された曲面形状を呈する円板状部材からなる吐出部１０３と、を備えている。

【0073】

前記拡幅部１０２は、導入部１０１と接続される上側端部１０２ａが導入部１０１の中心軸線１０１Ｌに対して略垂直方向に拡がり、それに続く胴体部１０２ｃが中心軸線１０１Ｌに沿って導入部１０１から離間するに従って次第に拡幅し、吐出部１０３と接続される下側端部１０２ｂが中心軸線１０１Ｌに対して略平行方向となる形状を呈している。

【0074】

前記拡幅部１０２の胴体部１０２ｃのうち上側端部１０２ａ近傍には貫通孔１０２ｄが形成されており、この貫通孔１０２ｄを通って調整部材（傾き調整部）１０４が挿入され、ノズル１１６内に挿入された調整部材１０４の端部１０４ａは、導入部１０１の中心軸線１０１Ｌに対して反対側の吐出部１０３の内周面１０３ｃ、より具体的には、複数の吐出孔１０３ａのうち中心軸線１０１Ｌに対して最も離間する吐出孔１０３ａ４が形成されている円弧と吐出孔１０３ａ４よりも内側の吐出孔１０３ａ３が形成されている円弧の間の領域の内周面１０３ｃに接続されている。すなわち、貫通孔１０２ｄを通ってノズル１１６内に挿入された調整部材１０４は、当該ノズル１１６内で相互の動きを阻害しない位置で交差して配置されている。

【0075】

また、胴体部１０２ｃの貫通孔１０２ｄと調整部材１０４との間には、例えば樹脂製のシール材１０５が配設されており、ノズル１１６内に導入されたスラリーＳがノズル１１６の外部へ漏れないようになっている。また、調整部材１０４は、シール材１０５や胴体部１０２ｃなどに対して相対的に移動することができ、調整部材１０４の端部１０４ａで吐出部１０３の内周面１０３ｃを押圧して吐出部１０３の形状を変更することができ、中心軸線１０１Ｌに対する吐出部１０３の外周面１０３ｂの吐出孔１０３ａでの法線方向１０３ａＬの傾きθ１０２〜θ１０４を変更できるようになっている。

【0076】

ここで、吐出部１０３は、ノズル１１６内に導入されたスラリーＳの圧力では変形せず、且つ調整部材１０４による押圧力で比較的容易に変形し得る強度を有する弾性部材から構成されており、その形成素材としては、たとえばシリコンゴム、ポリウレタンゴム、二トリルゴムなどを挙げることができる。

【0077】

なお、図示例では、導入部１０１の中心軸線１０１Ｌに対して対称となる位置に、２本の調整部材１０４が配設されているが、調整部材１０４の形状や基数、配設される位置などは適宜変更することができ、吐出部１０３の形状を変更して中心軸線１０１Ｌに対する吐出部１０３の外周面１０３ｂの吐出孔１０３ａでの法線方向１０３ａＬの傾きを変更することができれば、たとえば各調整部材１０４を非対称な位置に配設してもよいし、ノズル１１６内に挿入された各調整部材１０４の端部１０４ａを中心軸線１０１Ｌに対して同じ側の吐出部１０３の内周面１０３ｃに接続してもよい。また、調整部材１０４をノズル１１６に着脱自在に取り付け、たとえばノズル１１６内に挿入された各調整部材１０４の端部１０４ａを吐出部１０３の内周面１０３ｃに当接させ、当該調整部材１０４が不要である場合には、貫通孔１０２ｄを通って調整部材１０４を引き抜き、前記シール材１０５で貫通孔１０２ｄを封止してもよい。

【0078】

図６（ａ）で示すように、ノズル１１６の吐出部１０３の曲率が小さく、中心軸線１０１Ｌに対する吐出部１０３の外周面１０３ｂの吐出孔１０３ａでの法線方向１０３ａＬの傾きθ１０２〜θ１０４が比較的小さい状態から、調整部材１０４をノズル１０６内に押し込んで吐出部１０３の内周面１０３ｃを押圧すると、吐出部１０３が伸長するように弾性変形し、図６（ｂ）で示すように、吐出部１０３の曲率が大きくなる（モノリス基材Ｍの方向へ向かって突出する）ように吐出部１０３の形状が変化し、中心軸線１０１Ｌに対する吐出部１０３の外周面１０３ｂの吐出孔１０３ａでの法線方向１０３ａＬの傾きθ１０２〜θ１０４が大きくなり、中心軸線１０１Ｌに対してより外側へ傾いた方向へ吐出孔１０３ａからスラリーＳが吐出されるようになる。

【0079】

また、調整部材１０４の押圧力を解除したり、調整部材１０４で吐出部１０３の内周面１０３ｃを引き戻すと、ノズル１１６の吐出部１０３の曲率が小さくして、中心軸線１０１Ｌに対する吐出部１０３の外周面１０３ｂの吐出孔１０３ａでの法線方向１０３ａＬの傾きθ１０２〜θ１０４を再び小さくすることができる。

【0080】

このように、本実施の形態２によれば、調整部材（傾き調整部）１０４の移動量を調整することによって、中心軸線１０１Ｌに対する吐出孔１０３ａでの外周面１０３ｂの法線方向１０３ａＬの傾きθ１０２〜θ１０４や、吐出部１０３とモノリス基材Ｍの上端Ｍａとの相対的な距離ＭＬ（図２参照）を調整することができ、表１に基づいて説明したように、様々な外径を有するモノリス基材Ｍに対してスラリーＳを供給することができるため、たとえば異なる外径を有するモノリス基材ＭにスラリーＳを供給する場合や、コーティング装置等によってノズル１１６とモノリス基材Ｍとの相対的な距離ＭＬが変更される場合であっても、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側に略均一にスラリーＳを供給することができ、モノリス基材Ｍの各流路Ｌに形成される触媒コート層を均一化することができる。

【0081】

なお、上記する実施の形態２では、調整部材１０４をノズル１１６内に配置し、調整部材１０４の端部１０４ａで吐出部１０３の内周面１０３ｃを押圧したり、引き戻して吐出部１０３の形状を変更する形態について説明したが、調整部材をノズルの外部に配置し、調整部材の端部でノズルの外周面を押圧したり、引き戻して吐出部の形状を変更してもよい。たとえば、ノズルの拡幅部と吐出部を弾性部材から構成し、ノズルの拡幅部の外周面を押圧したり、引き戻して吐出部の形状を変更してもよい。また、吐出部を熱によって伸縮自在な部材から構成し、吐出部の熱膨張や熱収縮を利用して吐出部の形状を変更し、中心軸線に対する吐出部の外周面の吐出孔での法線方向の傾きを調整してもよい。このような構成とすることで、ノズル内でのスラリーの流れを円滑化することができ、吐出部の吐出孔から吐出されるスラリーの吐出速度を速めつつ、そのスラリーの吐出速度や吐出量を均一化することができる。

【0082】

［スラリー供給ノズルの実施の形態３］
次に、図７を参照して、本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態３を説明する。図７は、本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態３を模式的に示した縦断面図である。

【0083】

図７で示す実施の形態３のノズル２１６は、図５で示す実施の形態１のノズル１６に対して、吐出部の形状が相違しており、その他の構成は図５で示す実施の形態１のノズル１６と同様である。したがって、図５で示す実施の形態１のノズル１６と同様の構成については、同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0084】

図示するように、スラリー供給ノズル２１６は、その中心軸線２０１Ｌに沿ってスラリーＳを導入するための略円筒体からなる導入部２０１と、この導入部２０１に接続されていて、中心軸線２０１Ｌに沿って導入部２０１から離間するに従って拡幅する内部空間を有する拡幅部２０２と、拡幅部２０２の下側端部２０２ｂに接続され、複数の吐出孔２０３ａが分散して形成された円板状部材からなる吐出部２０３と、を備えている。

【0085】

ここで、吐出部２０３の外周面２０３ｂは、前記導入部２０１の中心軸線２０１Ｌ方向でモノリス基材Ｍの方向（図中、鉛直下方）へ向かって凸となる略円錐形状を呈しており、特にその中心部の吐出孔２０３ａを除いて吐出孔２０３ａが形成された部分の外周面２０３ｂの法線方向２０３ａＬが、導入部２０１や吐出部２０３の中心軸線２０１Ｌに対して外側へ傾いた方向となる形状を呈している。

【0086】

本実施の形態３では、前記吐出部２０３の外周面２０３ｂが中心軸線２０１Ｌ方向でモノリス基材Ｍの方向へ向かって凸となる円錐形状を呈しているため、吐出孔２０３ａが形成された部分の外周面２０３ｂの法線方向２０３ａＬと中心軸線２０１Ｌの交差角θ２０２〜θ２０４（中心部の吐出孔２０３ａを除く）は、吐出部２０３全体に亘って略同一となっており、吐出部２０３全体に亘って略同一の方向へ吐出孔２０３ａからスラリーＳが吐出されるようになっている。

【0087】

このように、本実施の形態３によれば、吐出部２０３全体に亘って略同一の方向へ吐出孔２０３ａからスラリーＳが吐出することができ、たとえば実施の形態１と比較して、中心軸線２０１Ｌ近傍において中心軸線２０１Ｌに対してより外側へ傾いた方向へスラリーＳを吐出することができるため、モノリス基材Ｍに対する吐出部２０３の外形をより小さくすることができ、吐出部２０３の吐出孔２０３ａから吐出されるスラリーＳの吐出圧を高めて当該スラリーＳの吐出速度を速めつつ、スラリーＳの吐出速度や吐出量を均一化することができ、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側に供給されるスラリーＳの供給量をモノリス基材Ｍ全体に亘ってより均一化することができる。

【0088】

なお、たとえば中心軸線２０１Ｌ近傍におけるスラリーＳの供給量が不足する場合には、中心軸線２０１Ｌ近傍における吐出孔２０３ａの基数やその分布、各吐出孔３ａの孔径などを適宜調整すればよい。

【0089】

［スラリー供給ノズルの実施の形態４］
次に、図８を参照して、本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態４を説明する。図８は、本発明のスラリー供給ノズルの実施の形態４を模式的に示した縦断面図である。

【0090】

図８で示す実施の形態４のノズル３１６は、図５で示す実施の形態１のノズル１６や図７で示す実施の形態３のノズル２１６に対して、吐出部の形状が相違しており、その他の構成は図５で示す実施の形態１のノズル１６や図７で示す実施の形態３のノズル２１６と同様である。したがって、図５で示す実施の形態１のノズル１６や図７で示す実施の形態３のノズル２１６と同様の構成については、同様の符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0091】

図示するように、スラリー供給ノズル３１６は、その中心軸線３０１Ｌに沿ってスラリーＳを導入するための略円筒体からなる導入部３０１と、この導入部３０１に接続されていて、中心軸線３０１Ｌに沿って導入部３０１から離間するに従って拡幅する内部空間を有する拡幅部３０２と、拡幅部３０２の下側端部３０２ｂに接続され、複数の吐出孔３０３ａが分散して形成された円板状部材からなる吐出部３０３と、を備えている。

【0092】

ここで、吐出部３０３の外周面３０３ｂは、前記導入部３０１の中心軸線３０１Ｌ方向でモノリス基材Ｍの方向（図中、鉛直下方）へ向かって凸となる略階段形状を呈しており、特にその中心部の吐出孔３０３ａを除いて吐出孔３０３ａが形成された部分の外周面３０３ｂの法線方向３０３ａＬが、導入部３０１や吐出部３０３の中心軸線３０１Ｌに対して外側へ傾いた方向となる形状を呈している。

【0093】

より具体的には、吐出部３０３の外周面３０３ｂは、中心軸線３０１Ｌ近傍に中心軸線３０１Ｌに対して垂直な平面３０３ｂ１と、平面３０３ｂ１の外側に連接する中心軸線３０１Ｌに対して傾斜した傾斜面３０３ｂ２と、傾斜面３０３ｂ２の外側に連接する中心軸線３０１Ｌに対して垂直な平面３０３ｂ３と、平面３０３ｂ３の外側に連接する中心軸線３０１Ｌに対して傾斜した傾斜面３０３ｂ４と、傾斜面３０３ｂ４の外側に連接する中心軸線３０１Ｌに対して垂直な平面３０３ｂ５と、平面３０３ｂ５の外側に連接する中心軸線３０１Ｌに対して傾斜した傾斜面３０３ｂ６と、を有し、前記平面３０３ｂ１の中央部に吐出孔３０３ａ１が形成され、前記傾斜面３０３ｂ２、３０３ｂ４、３０３ｂ６のそれぞれに吐出孔３０３ａ２、３０３ａ３、３０３ａ４が形成されている。

【0094】

本実施の形態４では、前記吐出部３０３の外周面３０３ｂが中心軸線３０１Ｌ方向でモノリス基材Ｍの方向へ向かって凸となる階段形状を呈し、前記吐出部３０３の外周面３０３ｂがその一部に平面を有することによって、吐出部３０３の外周面３０３ｂを構成する傾斜面の傾きが大きくなり、吐出孔３０３ａが形成された部分の外周面３０３ｂの法線方向３０３ａＬと中心軸線３０１Ｌの交差角θ３０２〜θ３０４（中心部の吐出孔３０３ａを除く）が大きくなり、中心軸線３０１Ｌに対してより外側へ傾いた方向へ吐出孔３０３ａからスラリーＳが吐出されるようになっている。

【0095】

なお、吐出部３０３の外周面３０３ｂを形成する平面や傾斜面の基数や各平面や傾斜面の傾き、大きさなどは適宜変更することができる。また、各傾斜面に形成される吐出孔３０３ａの基数や位置、各吐出孔３０３ａの孔径なども適宜変更することができる。また、図示例では、中心軸線３０１Ｌに対する吐出孔３０３ａが形成された部分の外周面３０３ｂの法線方向３０３ａＬの傾きが略同一であるが、たとえば中心軸線３０１Ｌに対する吐出孔３０３ａが形成された部分の外周面３０３ｂの法線方向３０３ａＬの傾きを傾斜面毎に変更してもよい。

【0096】

このように、本実施の形態４によれば、吐出孔３０３ａが形成された部分の外周面３０３ｂの法線方向３０３ａＬと中心軸線３０１Ｌの交差角θ３０２〜θ３０４が大きくなり、たとえば実施の形態３と比較して（特に吐出部の中心軸線方向の長さが同等である場合）、中心軸線３０１Ｌに対してより外側へ傾いた方向へ吐出孔３０３ａからスラリーＳを吐出することができるため、モノリス基材Ｍに対する吐出部３０３の外形をより小さくすることができ、吐出部３０３の吐出孔３０３ａから吐出されるスラリーＳの吐出圧を高めて当該スラリーＳの吐出速度を速めつつ、スラリーＳの吐出速度や吐出量を均一化することができ、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側に供給されるスラリーＳの供給量をモノリス基材Ｍ全体に亘ってより均一化することができる。また、中心軸線３０１Ｌに対する吐出孔３０３ａが形成された部分の外周面３０３ｂの法線方向３０３ａＬの傾きをたとえば傾斜面毎に変更することができ、スラリーＳの粘度やモノリス基材Ｍの外径に応じた方向へ吐出孔３０３ａからスラリーＳを吐出することができる。

【0097】

［排ガス浄化用触媒の製造装置および製造方法の実施の形態］
次に、図９を参照して、上記した実施の形態１〜４のスラリー供給ノズルを用いた排ガス浄化用触媒の製造装置と製造方法について概説する。図９は、本発明の排ガス浄化用触媒の製造装置の実施の形態を模式的に示した図である。なお、図９では、実施の形態１のスラリー供給ノズルを用いた排ガス浄化用触媒の製造装置を示している。

【0098】

図示する排ガス浄化用触媒の製造装置１０００は、主として流路Ｌが軸方向へ開口するように並列配置されたモノリス基材Ｍの流路Ｌの内壁にスラリーＳを塗布するコーティング装置１００と、モノリス基材Ｍの流路Ｌの内壁に塗布されたスラリーＳを乾燥および焼成させる焼成装置５００と、から構成されている。

【0099】

前記コーティング装置１００は、上記するように、モノリス基材Ｍの上端ＭａへスラリーＳを供給するスラリー供給ノズル１６、モノリス基材Ｍの上端Ｍａへ供給されたスラリーＳをモノリス基材Ｍの流路Ｌ内に流入もしくは伸展させるためにモノリス基材Ｍの下端Ｍｂ側から空気を吸引する吸引装置３０、などから構成されている。

【0100】

上記する排ガス浄化用触媒の製造装置１０００による排ガス浄化用触媒の製造方法を概説すると、まず、ノズル１６を用いてその鉛直下方に配置されたモノリス基材Ｍの上端Ｍａ側にスラリーＳを供給する。

【0101】

モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側にスラリーＳを供給した後、もしくは、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側にスラリーＳを供給しながら、吸引装置３０でモノリス基材Ｍの下端Ｍｂ側から空気を吸引し、モノリス基材Ｍの上端Ｍａ側に供給されたスラリーＳをモノリス基材Ｍの流路Ｌ内に流入もしくは伸展させ、流路Ｌの内壁をスラリーＳで被覆する。

【0102】

モノリス基材Ｍの流路Ｌの内壁をスラリーＳで被覆した後、モノリス基材Ｍを不図示の搬送装置で焼成装置５００へ搬送し、その焼成装置５００でモノリス基材Ｍの流路Ｌの内壁を被覆するスラリーＳを乾燥させ、焼成させて流路Ｌの内壁に触媒コート層を形成する。これにより、流路Ｌの内壁に略均一な厚みを有する触媒コート層が形成された排ガス浄化用触媒を作製することができる。

【0103】

なお、上記する実施の形態では、ノズルの吐出部が平面視で真円形状を有する形態について説明したが、ノズルの吐出部や導入部、拡幅部などの形状はモノリス基材の外形などに応じて適宜変更することができ、たとえばノズルの吐出部は平面視で楕円形状や多角形状などでもよい。また、ノズルの吐出部や導入部、拡幅部は異なる部材から構成し、吐出部や導入部、拡幅部の各部材同士を接合剤やボルト、ビスなどの適宜の接合手段で接続して作製してもよいし、ノズルの吐出部や導入部、拡幅部を一体成形で作製してもよい。

【0104】

また、上記する実施の形態では、ピストンの駆動速度を調整してノズルの内部圧力を調整する形態について説明したが、たとえばノズルの内部空間に整流プレートなどを配設してノズルの内部空間におけるスラリーの流れ方向や流れ速度を調整してもよい。

【0105】

また、上記する実施の形態のスラリー供給ノズルや排ガス浄化用触媒の製造装置および製造方法は、酸化触媒、還元触媒、三元触媒、NO_X吸蔵型触媒などの種々の触媒の製造に利用することができる。また、自動車用エンジン、自動二輪車用エンジン、汎用エンジン等の排ガス浄化用触媒のほか、たとえば、一般産業用の脱臭処理用触媒、一次エネルギ発生のための接触燃焼用触媒、窒化酸化物の脱硝用触媒などの製造にも適用することができる。

【0106】

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

【符号の説明】

【0107】

１…導入部、１Ｌ…中心軸線、２…拡幅部、２ａ…拡幅部の上側端部、２ｂ…拡幅部の下側端部、２ｃ…拡幅部の胴体部、３…吐出部、３ａ…吐出孔、３ａＬ…法線方向、３ｂ…吐出部の外周面、３Ｄ…吐出部の外径、１１…スラリータンク、１２…シリンジ、１４…下側保持部、１５…上側保持部、１６…スラリー供給ノズル、１７…三方弁、１８…ピストン（速度調整部）、１９…駆動機構、２０…コントローラ、３０…吸引装置、１００…コーティング装置、５００…焼成装置、１０００…排ガス浄化用触媒の製造装置、Ｌ…モノリス基材の流路、Ｍ…モノリス基材、Ｍａ…モノリス基材の上端（軸方向端部）、Ｍｂ…モノリス基材の下端、ＭＤ…モノリス基材の外径、ＭＬ…ノズルとモノリス基材の距離、Ｓ…触媒スラリー、ＳＬ…触媒スラリーの流れ方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】