特許 7688574 基材をウォッシュコートでコーティングするための装置及び方法

(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】

(24)【登録日】2025-05-27

(45)【発行日】2025-06-04

(54)【発明の名称】基材をウォッシュコートでコーティングするための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20250528BHJP

   B01J 35/57 20240101ALI20250528BHJP

   B01J 27/224 20060101ALI20250528BHJP

   B01J 37/02 20060101ALI20250528BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20250528BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20250528BHJP

   B05B 1/18 20060101ALI20250528BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20250528BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20250528BHJP

   B05D 7/22 20060101ALI20250528BHJP

【ＦＩ】

B05C5/00 101

B01J35/57 E

B01J35/57 B

B01J27/224 A ZAB

B01J37/02 101B

B01D53/94 222

B01D53/94 228

B01D53/94 230

B01D53/94 212

B05C11/10

B05B1/18 101

B05D1/26 Z

B05D3/00 B

B05D3/00 C

B05D3/00 G

B05D3/00 D

B05D7/22 E

【請求項の数】 30

(21)【出願番号】P 2021523273

(86)(22)【出願日】2019-11-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-20

(86)【国際出願番号】 GB2019053339

(87)【国際公開番号】W WO2020109778

(87)【国際公開日】2020-06-04

【審査請求日】2022-11-22

(31)【優先権主張番号】1819455.5

(32)【優先日】2018-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】590004718

【氏名又は名称】ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＪＯＨＮＳＯＮ ＭＡＴＴＨＥＹ ＰＵＢＬＩＣ ＬＩＭＩＴＥＤ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100221501

【弁理士】

【氏名又は名称】式見 真行

(74)【代理人】

【識別番号】100107180

【弁理士】

【氏名又は名称】玄番 佐奈恵

(72)【発明者】

【氏名】バーゲス、ネイル

(72)【発明者】

【氏名】サヴェージ、ジェイミー

(72)【発明者】

【氏名】トムソン、クレッグ

【審査官】伊藤 寿美

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０３９６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２６８４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９９８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１６６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１５５４７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１０／１１４１３２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ ５／００－２１／００

Ｂ０５Ｂ １／００－ ３／１８

Ｂ０５Ｄ １／００－ ７／２６

Ｂ０１Ｄ ５３／８６－５３／９０，

５３／９４

Ｂ０１Ｊ ２１／００－３８／７４

Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方向に延びる複数のチャネルを含み、強化周辺領域を有する基材のコーティング装置であって、
ウォッシュコートの供給源と、
ウォッシュコートシャワーヘッドであって、前記ウォッシュコートを、前記ウォッシュコートシャワーヘッドの下方に配置された前記基材の前記チャネルが延びる方向に垂直な面に向けて放出するための複数のノズル開口を有するシャワーヘッドプレートを含む、ウォッシュコートシャワーヘッドと、
ウォッシュコートを前記ウォッシュコートシャワーヘッドに供給するために前記ウォッシュコートの前記供給源を前記ウォッシュコートシャワーヘッドに流体接続する導管と、
前記ウォッシュコートシャワーヘッドと前記基材の前記面との間に配置された仕切りリングと、
を備え、
前記仕切りリングが、前記基材の前記面よりも小さくなるよう寸法設定されており、前記基材コーティング装置が、使用時には、前記仕切りリングを前記仕切りリングの自重により及び／または前記仕切りリングの整列を維持するための案内機構によって前記基材の前記面と接触させ、これにより、前記仕切りリングの内部内に位置する前記基材の前記面の中心領域、及び前記仕切りリングの外部に位置する前記基材の前記面の周辺領域を規定するように構成されており、
前記ウォッシュコートシャワーヘッドの前記シャワーヘッドプレートが、使用時には、ウォッシュコートを前記基材の前記面の前記中心領域及び前記周辺領域の両方の上に放出するように構成されている、基材コーティング装置。

【請求項2】

前記基材コーティング装置が、使用時には、前記仕切りリングが前記基材の前記面の中心に配置されるよう、前記仕切りリングを前記基材の前記面と接触させるように構成されている、請求項１に記載の基材コーティング装置。

【請求項3】

前記仕切りリングが、前記基材の前記面に垂直な方向に、前記基材の前記面に垂直な方向に沿った前記基材の運動中に前記仕切りリングと前記基材の前記面との間の対面接触が維持され得るよう、可動である、請求項１又は２に記載の基材コーティング装置。

【請求項4】

前記仕切りリングの整列を維持するための案内機構を更に備え、
前記案内機構が、前記基材の前記面に垂直な方向に対して横に延び、前記仕切りリングの円周の周りの離間された場所において前記仕切りリングの外表面と接触するように構成された複数の案内ピンを含む、請求項１～３のいずれ一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項5】

前記仕切りリングの整列を維持するための案内機構を更に備え、
前記案内機構が、前記基材の前記面に垂直な方向に対して横に延び、前記仕切りリング外表面と接触するように構成された案内リングを含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項6】

前記仕切りリングが、前記周辺領域の幅が、５～１５ｍｍになるよう、前記基材の前記面に対してサイズ設定されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項7】

前記シャワーヘッドプレートが、使用時には、前記基材の前記面の前記中心領域、及び前記周辺領域の少なくとも部分の両方に覆いかぶさる、請求項１～６のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項8】

前記シャワーヘッドプレートの直径が前記基材の直径以上である、請求項１～７のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項9】

ウォッシュコートを捕集し、前記周辺領域に向けて導くために前記基材の前記面の周りに配置可能である捕集鍔部を更に備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項10】

前記シャワーヘッドプレートの前記複数のノズル開口が同心円形アレイ状に配置されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項11】

前記シャワーヘッドプレートが、前記仕切りリングの前記場所の上方の環帯内においてノズル開口を含まない、請求項１～１０のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項12】

前記ウォッシュコートシャワーヘッドが、前記導管からの前記ウォッシュコートを受け入れるための入口、及びバッフルを有するハウジングを更に含み、
前記ハウジング及びシャワーヘッドプレートがシャワーヘッド空洞を規定し、前記バッフルが前記シャワーヘッド空洞内に配置されており、
前記バッフルが、不透過性中心本体、及び前記不透過性中心本体から延びる複数のアームを含み、前記複数のアームが、前記不透過性中心本体の周りに円周方向に配置された複数の流れ開口を規定し、
前記バッフルが、前記不透過性中心本体が前記シャワーヘッドプレートから離間されているよう、前記シャワーヘッド空洞内に装着されており、
前記不透過性中心本体が、前記入口を通って前記シャワーヘッド空洞へ入ったウォッシュコートが、前記シャワーヘッドプレートの前記ノズル開口を通して前記基材の前記面に向けて放出される前に、前記不透過性中心本体の周りを流れ、前記複数の流れ開口を通過するよう進路を変えられるように、前記ハウジングの前記入口の下方において整列させられている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項13】

前記バッフルが、前記不透過性中心本体から延びる４つのアームを含み、前記４つのアームが、前記不透過性中心本体の周りに円周方向に配置された４つの流れ開口を規定している、請求項１２に記載の基材コーティング装置。

【請求項14】

前記不透過性中心本体が、前記ハウジングへの前記入口の直径よりも大きい直径を有する、請求項１２又は１３に記載の基材コーティング装置。

【請求項15】

前記不透過性中心本体が、２０～５５ｍｍになるよう選択された直径を有する、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項16】

前記ハウジングの前記入口が最大２５．４ｍｍ（１インチ）の内径を有する、請求項１２～１５のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項17】

前記入口に面する前記不透過性中心本体の上面が突出部を含む、請求項１２～１６のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項18】

前記シャワーヘッド空洞が、１２～４０ｍｍを有する、請求項１２～１７のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項19】

前記不透過性中心本体が５～１０ｍｍの間隙によって前記シャワーヘッドプレートから離間されている、請求項１２～１８のいずれか一項に記載の基材コーティング装置。

【請求項20】

請求項１～１９のいずれか一項に記載の基材コーティング装置と、ウォールフローフィルタ基材またはフロースルー基材と、を備える基材コーティングシステム。

【請求項21】

前記基材に含まれる前記複数のチャンネルはそれぞれ隣り合ったチャネルから壁によって分離されており、
前記基材が、前記基材の前記面に垂直な方向に沿って延びる周辺ゾーンを含み、前記周辺ゾーンが、前記基材の中心ゾーンに対して増強された強度を、前記周辺ゾーン内における、前記中心ゾーンと比べて増大させられた前記壁の厚みのおかげで有する、請求項２０に記載の基材コーティングシステム。

【請求項22】

基材コーティング装置を用いて、一方向に延びる複数のチャネルを含み、強化周辺領域を有する基材をウォッシュコートでコーティングする方法であって、
前記基材コーティング装置が、
ウォッシュコートの供給源と、
複数のノズル開口を有するシャワーヘッドプレートを含むウォッシュコートシャワーヘッドと、
前記ウォッシュコートの前記供給源を前記ウォッシュコートシャワーヘッドに流体接続する導管と、
前記ウォッシュコートシャワーヘッドと前記基材の前記チャネルが延びる方向に垂直な面との間に配置された仕切りリングと、
を備える種類のものであり、
前記方法が、
－ 前記基材を前記ウォッシュコートシャワーヘッドの下方に配置するステップと、
－ 前記仕切りリングを、前記仕切りリングの自重により及び／または前記仕切りリングの整列を維持するための案内機構によって前記基材の前記面と接触させ、これにより、前記仕切りリングの内部内に位置する前記基材の前記面の中心領域、及び前記仕切りリングの外部に位置する前記基材の前記面の周辺領域を規定するステップと、
－ ウォッシュコートを前記ウォッシュコートの前記供給源から、前記導管に沿って、及び前記ウォッシュコートシャワーヘッドを通して搬送するステップと、
－ 前記ウォッシュコートを前記ノズル開口から前記基材の前記面に向けて放出するステップであって、前記ウォッシュコートシャワーヘッドの前記シャワーヘッドプレートがウォッシュコートを前記基材の前記面の前記中心領域及び前記周辺領域の両方の上に放出する、ステップと、
を含む、方法。

【請求項23】

前記仕切りリングが前記基材の前記面の中心に配置されるよう、前記仕切りリングを前記基材の前記面と接触させて整列させることを更に含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記仕切りリングを前記基材の前記基材の前記面に垂直な方向に、前記基材を前記基材の前記面に垂直な方向に沿って運動させた際に前記仕切りリングと前記基材の前記面との間の対面接触が維持されるよう、運動させることを含む、請求項２２又は２３に記載の方法。

【請求項25】

前記仕切りリングの前記場所の上方の環帯内において前記シャワーヘッドプレートからウォッシュコートを放出しないことを更に含む、請求項２２～２４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項26】

前記基材がウォールフローフィルタ基材及びフロースルー基材から選択される、請求項２２～２５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項27】

前記ウォッシュコートが、酸化触媒、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒、ＮＯｘ吸蔵材組成物、三元触媒組成物、アンモニアスリップ触媒［ＡＳＣ］、又はこれらのうちの２つ以上の組み合わせを含む、請求項２２～２６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項28】

前記ウォッシュコートが、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１～３０００ｃＰの粘度を有する、請求項２２～２７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項29】

前記ウォッシュコートが、孔内で可動であるピストンを用いてウォッシュコートの供給から前記ウォッシュコートシャワーヘッドに供給され、前記孔が３８ｍｍ～１７０ｍｍの内径を有し、前記ピストンが４５～１５０ｍｍ／ｓで運動させられる、請求項２２～２８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項30】

前記ウォッシュコートが、９～５４０ｃｍ^３ｓ^－１の速度で前記ウォッシュコートシャワーヘッドに供給される、請求項２２～２９のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

本開示は、基材をウォッシュコートでコーティングするための装置及び方法に関する。特に、それは、排ガスの浄化のために用いられる基材のコーティングに関する。

【0002】

コーティングされたモノリス基材を備える多数の排出制御デバイスが毎年製造されている。このようなデバイスの主な利用のうちの１つは、発電所によって、又は内燃エンジン、特に、乗り物の内燃エンジンによって生成された排ガスなどの、排ガスの処理のためのものである。モノリス基材は、排ガスを基材内のチャネル壁上のコーティングと接触させる複数のチャネルを包含する。このコーティングは、人間の健康に有害である、又は環境に優しくない排ガスの構成成分を捕捉し、酸化させ、及び／又は還元し得る。モノリス基材はまた、内燃エンジンによって生成された煤などの、煤（即ち、粒子状物質）を除去することができる、フィルタ基材であり得る。

【0003】

排ガスの浄化のための基材は、通例、排ガスの通過流のための通路を設けられたモノリス基材を含み得る。基材は、触媒コーティングであり得る、コーティングを提供され得る。コーティングは、ウォッシュコートが基材の通路を通過させられる際に基材に適用され得る。コーティングを基材に適用するための様々な方法が知られている。１つのこのような方法は、ウォッシュコートを基材の第１の面（例えば、上面）に適用し、基材の反対の第２の面（例えば、下面）を少なくとも部分真空にさらし、通路を通過するウォッシュコートの運動を達成することを含む。コーティング後に、基材は乾燥させられ、か焼されてもよい。

【0004】

基材はフロースルー基材として構成され得、各通路は基材の第１及び第２の面の両方において開放しており、通路は基材の全長を貫いて延びる。その結果、基材の第１の面を通って通路内へ入る排ガスは、排ガスが基材の第２の面から出るまで、同じ通路内の基材を通過する。代替的に、基材は、いくつかの通路が基材の第１の面において栓塞されており、他の通路が基材の第２の面において栓塞されている、フィルタ基材として構成され得る。このような構成では、基材の第１の面を通って第１の通路内へ入った排ガスは、基材に沿って途中までその第１の通路に沿って流れ、その後、基材のフィルタリング壁を通過して第２の通路内へ入る。その後、排ガスは上記第２の通路に沿って進み、基材の第２の面から出ていく。このような機構は当技術分野においてウォールフロー型フィルタとして知られるようになっている。

【0005】

コーティングされたフィルタ基材又は製品は、例えば、酸化触媒（例えば、触媒化煤フィルタ［catalysed soot filter、ＣＳＦ］）、選択触媒還元（selective catalytic reduction、ＳＣＲ）触媒（例えば、このとき、製品は選択触媒還元フィルタ［selective catalytic reduction filter、ＳＣＲＦ］触媒と呼ばれ得る）、ＮＯｘ吸蔵材組成物（例えば、このとき、製品はリーンＮＯｘ捕捉フィルタ［lean NOx trap filter、ＬＮＴＦ］と呼ばれ得る）、三元触媒組成物（例えば、このとき、製品はガソリン微粒子フィルタ［gasoline particulate filter、ＧＰＦ］と呼ばれ得る）、アンモニアスリップ触媒［ammonia slip catalyst、ＡＳＣ］、又はこれらのうちの２つ以上の組み合わせ（例えば、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒及びアンモニアスリップ触媒［ＡＳＣ］を含むフィルタ基材）を含むフィルタ基材であり得る。

【0006】

基材は、基材が単一の向きのままとどまっている単一のステップでウォッシュコートが基材に適用され得る、単回の注入においてコーティングされてもよい。代替的に、基材は２回の注入においてコーティングされてもよい。例えば、１回目の注入では、基材は、第１の面が最上部にある第１の向きになっており、第２の面は最下部にある。コーティングが第１の面に適用され、基材の長さの部分をコーティングする。その後、基材は、第２の面が最上部になるよう、逆さまにされる。次に、１回目の注入によってコーティングされなかった基材の部分をコーティングするために、コーティングが第２の面に適用される。有利に、２回注入プロセスは、異なるコーティングが基材の各端部に適用されることを可能にし得る。

【0007】

基材の最良の性能をもたらすために、コーティングされた基材の表面積が最大化されるよう基材が十分にコーティングされることを確実にすることが有益であり得る。しかし、基材の部分が（例えば、２回注入プロセスにおいて）複数のウォッシュコート層によってコーティングされないことを確実にすることも有益である。なぜなら、これは、基材内における圧力損失の増大をもたらし得るからである。したがって、ウォッシュコートを基材に適用するプロセスにより、基材の確実で制御可能なコーティングプロファイルを達成することが望ましい。

【0008】

国際公開第９９／４７２６０号は、モノリス担体をコーティングするための一般的方法を記載している。国際公開第９９／４７２６０号には、フロースルーハニカム基材をコーティングする方法が例示されている。本方法は、通例、比較的高い粘度を有するウォッシュコートを適用するために用いられる。

【0009】

国際公開第２０１１／０８０５２５号に、ウォッシュコートをフィルタ基材の壁上に均一に適用するための良好な結果を示す１つの方法が記載されている。国際公開第２０１１／０８０５２５号は、複数のチャネルを含むハニカムモノリス基材を、触媒成分を含む液体でコーティングする方法であって、本方法が、（ｉ）ハニカムモノリス基材を実質的に鉛直に保持するステップと、（ｉｉ）基材の下端部におけるチャネルの開放端部を介して所定の体積の液体を基材内に投入するステップと、（ｉｉｉ）投入された液体を基材内に密閉保持するステップと、（ｉｖ）保持された液体を包含する基材を逆さまにするステップと、（ｖ）逆さまにされた、基材の下端部における基材のチャネルの開放端部に真空を適用し、液体を基材のチャネルに沿って吸引するステップと、を含む、方法を記載している。

【0010】

国際公開第２０１５／１４５１２２号に、フィルタ基材の壁上へのウォッシュコートの適用のための別の方法が記載されている。本方法は、液体をフィルタ基材の上端面上に均等に堆積させるように配置された複数の開口を含む「シャワーヘッド」を利用する。

【0011】

基材は、その断面全体にわたって、及びその長手方向長さに沿って、均一又はほぼ均一な構造を有し得る。代替的に、基材は不均一な構造を有し得る。例えば、基材は、その断面全体にわたって、即ち、基材の長手方向軸と垂直に取った平面上で、不均一な構造を有し得る。例えば、基材は、強化周辺領域を含み得、周辺領域内の通路の壁厚は基材の中心領域内よりも大きい。壁厚は基材の外皮に向かって勾配を通して増大し得る。この種の基材構造はより良好な基材強度及び耐久性をもたらし得るが、本出願人は、強化周辺領域が、増大した壁厚のゆえに、より大きい吸水を有し得るため、それが、確実で制御可能なコーティングプロファイルを達成することに関連する問題を生じさせ得ることを見出した。

【発明の概要】

【0012】

第１の態様では、本開示は、基材コーティング装置であって、
ウォッシュコートの供給源と、
ウォッシュコートを、ウォッシュコートシャワーヘッドの下方に配置された基材の面に向けて放出するための複数のノズル開口を有するシャワーヘッドプレートを含むウォッシュコートシャワーヘッドと、
ウォッシュコートをウォッシュコートシャワーヘッドに供給するためにウォッシュコートの供給源をウォッシュコートシャワーヘッドに流体接続する導管と、
ウォッシュコートシャワーヘッドと基材の面との間に配置された仕切りリングと、
を備え、
仕切りリングが、基材の面よりも小さくなるよう寸法設定されており、基材コーティング装置が、使用時には、仕切りリングを基材の面と接触させ、これにより、仕切りリングの内部内に位置する基材の面の中心領域、及び仕切りリングの外部に位置する基材の面の周辺領域を規定するように構成されており、
ウォッシュコートシャワーヘッドのシャワーヘッドプレートが、使用時には、ウォッシュコートを基材の面の中心領域及び周辺領域の両方の上に放出するように構成されている、基材コーティング装置を提供する。

【0013】

有利に、このような仕切りリングを備える本開示の基材コーティング装置は、強化周辺領域を有する基材のより確実で制御可能なコーティングプロファイルを可能にする。特に、仕切りリングは、より大きな体積のウォッシュコートが基材の面の周辺領域上に誘導されることを可能にし得、これにより、より大きな体積のウォッシュコートが基材の周辺領域を通して吸引されることを可能にし、増大させられた壁厚に起因するその領域内におけるより大きい吸水を補償する。

【0014】

基材コーティング装置は、使用時には、仕切りリングが基材の面の中心に配置されるよう、仕切りリングを基材の面と接触させるように構成され得る。仕切りリングは、基材の長手方向軸に沿った方向に、長手方向軸に沿った基材の運動中に仕切りリングと基材の面との間の対面接触が維持され得るよう、可動であり得る。

【0015】

基材コーティング装置は、仕切りリングの整列を維持するための案内機構を更に備え得る。案内機構は、仕切りリングの長手方向軸に対して横に延び、仕切りリングの円周の周りの離間された場所において仕切りリングの外表面と接触するように構成された複数の案内ピンを含み得る。代替的に、案内機構は、仕切りリングの長手方向軸に対して横に延び、仕切りリング外表面と接触するように構成された案内リングを含み得る。

【0016】

仕切りリングは、周辺領域の幅が、５～１５ｍｍ、好ましくは、８～１２ｍｍ、より好ましくは、１０ｍｍになるよう、基材の面に対してサイズ設定され得る。

【0017】

シャワーヘッドプレートは、使用時には、基材の面の中心領域、及び周辺領域の少なくとも部分の両方に覆いかぶさり得る。シャワーヘッドプレートの直径は、基材の直径以上であり得る。

【0018】

基材コーティング装置は、ウォッシュコートを捕集し、周辺領域に向けて導くために基材の面の周りに配置可能である捕集鍔部を更に備え得る。捕集鍔部は、基材コーティング装置のヘッドセットの部分によって形成され得る。

【0019】

シャワーヘッドプレートの複数のノズル開口は、同心円形アレイ状に配置され得る。シャワーヘッドプレートは、仕切りリングの場所の上方の環帯内においてノズル開口を含まなくてもよい。

【0020】

ウォッシュコートシャワーヘッドは、導管からのウォッシュコートを受け入れるための入口、及びバッフルを有するハウジングを更に含み得、
ハウジング及びシャワーヘッドプレートはシャワーヘッド空洞を規定し、バッフルはシャワーヘッド空洞内に配置されており、
バッフルは、不透過性中心本体、及び不透過性中心本体から延びる複数のアームを含み、複数のアームは、不透過性中心本体の周りに円周方向に配置された複数の流れ開口を規定し、
バッフルは、不透過性中心本体がシャワーヘッドプレートから離間されているよう、シャワーヘッド空洞内に装着されており、
不透過性中心本体は、入口を通ってシャワーヘッド空洞へ入ったウォッシュコートが、シャワーヘッドプレートのノズル開口を通して基材の面に向けて放出される前に、不透過性中心本体の周りを流れ、複数の流れ開口を通過するよう進路を変えられるように、ハウジングの入口の下方において整列させられている。

【0021】

有利に、このようなバッフルを含むウォッシュコートシャワーヘッドは、基材のより均等なコーティングをもたらし得、特に、より確実で制御可能なコーティングプロファイルを生成し得る。バッフルの使用は、比較的低い粘度及び最小のレオロジー特性を有するウォッシュコートを用いることが所望され得る製品のために特に有益になり得る。本出願人は、ウォッシュコートのレオロジーは、ウォッシュコートを基材の上面に均一に適用することが困難になることを意味するため、これもまた、基材の確実で制御可能なコーティングプロファイルを達成することに関連する問題を生じさせ得ることを見出した。低粘度ウォッシュコートを使用した場合には、シャワーヘッドプレートからのウォッシュコートの均一な放出を確実にすることが困難であることが見出された。これは、ウォッシュコートが基材の領域にほとんど適用されさない、コーティング後の基材の未コーティング部分、又は代替的に、過度の量のウォッシュコートが基材の領域に適用された場所で、過剰な基材が基材の下面から吸い出される、「引き抜き（pull-through）」の問題を生じさせ得る。

【0022】

バッフル及び仕切りリングは、組み合わせて有利に用いられ得る。なぜなら、それらは、組み合わせることで、シャワーヘッドプレートからのウォッシュコートのより制御可能な放出、並びに基材の面の中心領域及び周辺領域の両方へのより制御可能な体積のウォッシュコートの適用の両方を確実にし得るためである。

【0023】

バッフルは、不透過性中心本体から延びる４つのアームを含み得、４つのアームは、不透過性中心本体の周りに円周方向に配置された４つの流れ開口を規定し、任意選択的に、４つのアームは、不透過性中心本体の周りに円周方向に等間隔で離間され得る。複数のアームは、不透過性中心本体から半径方向に延び得、任意選択的に、複数のアームの各々の幅は、不透過性中心本体の近位の場所から不透過性中心本体の遠位の場所へと増大し得る。４つのアームが設けられ得る。

【0024】

不透過性中心本体は、平面視において形状が円形であり得る。不透過性中心本体は、ハウジングへの入口の直径よりも大きい直径を有し得、任意選択的に、入口の長手方向中心軸及び不透過性中心本体の中心軸は一致し得る。不透過性中心本体は、２０～５５ｍｍ、好ましくは、２５～５０ｍｍの、より好ましくは、２７、３５、又は５０ｍｍになるよう選択された直径を有し得る。

【0025】

ハウジングの入口は、最大２５．４ｍｍ（１インチ）の内径を有し得る。

【0026】

入口に面する不透過性中心本体の上面は突出部を含み得、好ましくは、突出部は円錐又は部分円錐面である。

【0027】

有利に、上面上への突出部の提供は、ウォッシュコートがシャワーヘッドプレートの周辺へ誘導されるため、ウォッシュコートシャワーヘッド内の乱流を最小限に抑えることが見出された。

【0028】

バッフルは、ハウジング及びシャワーヘッドプレートのうちの少なくとも一方に装着され得、好ましくは、バッフルはハウジングのみに装着されている。バッフルは、ハウジングの入口を包囲するが、それに影響を与えない、ハウジングの装着点に装着され得る。バッフルは、複数のアームと、ハウジング及びシャワーヘッドプレートのうちの少なくとも一方との間に延びる固定材によって装着され得る。固定材は、複数のアームの各々の遠位端部から延び得る。固定材は、６５～７５ｍｍ、好ましくは、７０ｍｍのピッチ円径上に配置され得、不透過性中心本体の中心軸を中心とし得る。好ましくは、固定材は、不透過性中心本体の直径の外側に配置されている。

【0029】

有利に、固定材を不透過性中心本体の直径の外側に位置付けることは、入来してくるウォッシュコートとの固定材の干渉を最小限に抑え、基材上面上へのウォッシュコートのより均等な分配をもたらし得ることが見出された。

【0030】

シャワーヘッド空洞は、１２～４０ｍｍ、好ましくは、１５～３０ｍｍの深さを有し得る。

【0031】

不透過性中心本体は、５～１０ｍｍの間隙によってシャワーヘッドプレートから離間され得る。

【0032】

有利に、不透過性中心本体をシャワーヘッドプレートから５～１０ｍｍの間隔を置いて配置することは、シャワーヘッド空洞内におけるウォッシュコートの流通を改善し、特に、十分なウォッシュコートがシャワーヘッドプレートの上面の中心へ流れ戻ることを可能にし、基材の上面上へのウォッシュコートのより均等な分配を達成し得ることが見出された。

【0033】

上述されたウォッシュコートシャワーヘッドの部分を形成するためのバッフルは、不透過性中心本体、及び不透過性中心本体から延びる複数のアームを含み、複数のアームは、不透過性中心本体の周りに円周方向に配置された複数の流れ開口を規定する。

【0034】

複数のアームは、不透過性中心本体から半径方向に延び得、並びに／又は複数のアームの各々の幅は、不透過性中心本体の近位の場所から不透過性中心本体の遠位の場所へと増大し得、並びに／又は不透過性中心本体は、平面視において形状が円形であり得、並びに／又は不透過性中心本体は、２０～５５ｍｍ、好ましくは、２５～５０ｍｍの、より好ましくは、２７、３５、若しくは５０ｍｍになるよう選択された直径を有し得、並びに／又は不透過性中心本体の上面は、突出部を含み得、好ましくは、突出部は、円錐若しくは部分円錐面であり、並びに／又は複数のアームは、固定材を接続するための装着点を設けられ得、並びに／又は装着点は、複数のアームの各々の遠位端部に配置され得、並びに／又は装着点は、６５～７５ｍｍ、好ましくは、７０ｍｍのピッチ円径上に配置され得、不透過性中心本体の中心軸を中心とし得る。

【0035】

第２の態様では、本開示は、上述されたとおりの基材コーティング装置と、基材とを備える基材コーティングシステムを提供する。フロースルー基材（例えば、モノリスフロースルー基材）及びフィルタ基材（例えば、モノリスフィルタ基材）、ビーズ、並びにセラミック発泡体を含む、様々な基材が知られている。しかし、好ましくは、基材はフロースルー基材又はフィルタ基材（例えば、ウォールフローフィルタ基材）から選択される。

【0036】

フロースルー基材は、概して、通例、それを貫いて延びる複数のチャネルを含み、各チャネルは両端部（即ち、入口における開放端部及び出口における開放端部）において開放している。チャネルは、複数の壁の間に形成される。壁は、概して、無孔材料を含む。フロースルーモノリス基材であって、それを貫いて延びる平行なチャネルのアレイを含む、フロースルーモノリス基材は、本明細書においてハニカムモノリス基材とも称される。

【0037】

対照的に、フィルタ基材は複数のチャネルを含み、各チャネルは開放端部及び閉鎖端部（例えば、閉塞若しくは栓塞端部）を有する。各チャネルは、通例、壁によって、近接した、又は隣り合ったチャネルから分離されている。壁は多孔性材料を含むか、又はそれから実質的に成る。このような多孔性材料は、当技術分野において周知である。

【0038】

概して、フィルタ基材は、複数の入口チャネル及び複数の出口チャネルを含む。各入口チャネルは、基材の第１の面における開放端部、及び基材の反対の第２の面における閉鎖（例えば、閉塞若しくは栓塞）端部（即ち、第２の端部は第１の端部と反対の端部である）を有し、各出口チャネルは、基材の第１の面における閉鎖（例えば、閉塞若しくは栓塞）端部、及び基材の反対の第２の面における開放端部を有する。

【0039】

フィルタ基材内において、基材の第１の面における開放端部及び基材の第２の（即ち、反対の）面における閉鎖端部を有する各チャネルは、通例、基材の第１の面における閉鎖端部及び基材の第２の（即ち、反対の）面における開放端部を有するチャネルに近接している。チャネルの間の流体連通は、基材の壁を介する（例えば、多孔性材料を通したものである）。

【0040】

壁は、通例、０．００５～０．０５０インチ（０．１２～１．２７ｍｍ）、特に、０．０１０～０．０２５インチ（０．２５～０．６４ｍｍ）などの、０．００２～０．１インチ（０．０５～２．５４ｍｍ）の厚さを有する。

【0041】

通例、フィルタ基材のチャネルは、閉鎖（例えば、閉塞若しくは栓塞）端部及び開放端部を交互に有する。それゆえ、各入口チャネルは、出口チャネルに近接していてもよく、各出口チャネルは、入口チャネルに近接していてもよい。フィルタ基材のどちらかの端部から見たとき、チャネルはチェス盤の外観を有し得る。

【0042】

しかし、フィルタ基材は、別の入口チャネル（即ち、「第２の」入口チャネル）に、並びに任意選択的に、「第１の」出口チャネル及び／若しくは「第２の」出口チャネルなどの、出口チャネルに近接した入口チャネル（即ち、「第１の」入口チャネル）を有し得る。フィルタ基材は、別の出口チャネル（即ち、「第２の」出口チャネル）に、並びに任意選択的に、「第１の」入口チャネル及び／若しくは「第２の」入口チャネルなどの、入口チャネルに近接した出口チャネル（即ち、「第１の」出口チャネル）を有し得る。

【0043】

フィルタ基材は、１００～７００セル（又は「チャネル」）／平方インチ（cells (or「channels」) per square inch）（「ｃｐｓｉ」）、特に、２５０～４００ｃｐｓｉを有し得る。

【0044】

基材は、基材の長手方向長さに沿って延びる周辺ゾーンを含み得、周辺ゾーン内における、中心ゾーンと比べて増大させられた壁厚のおかげで、周辺ゾーンは、基材の中心ゾーンに対して増強された強度を有する。周辺ゾーンは、基材の外縁部から基材の中心に向かって約２０セル、好ましくは、約１０セルの長さにわたって半径方向に延びる。好ましくは、周辺ゾーンは、基材の外縁部から基材の中心に向かって約２０セル、より好ましくは、約１０セルの長さにわたって半径方向に均一に延びる。

【0045】

第３の態様では、本開示は、基材コーティング装置を用いて基材をウォッシュコートでコーティングする方法であって、
基材コーティング装置が、
ウォッシュコートの供給源と、
複数のノズル開口を有するシャワーヘッドプレートを含むウォッシュコートシャワーヘッドと、
ウォッシュコートの供給源をウォッシュコートシャワーヘッドに流体接続する導管と、
ウォッシュコートシャワーヘッドと基材の面との間に配置された仕切りリングと、
を備える種類のものであり、
本方法が、
－ 基材をウォッシュコートシャワーヘッドの下方に配置するステップと、
－ 仕切りリングを基材の面と接触させ、これにより、仕切りリングの内部内に位置する基材の面の中心領域、及び仕切りリングの外部に位置する基材の面の周辺領域を規定するステップと、
－ ウォッシュコートをウォッシュコートの供給源から、導管に沿って、及びウォッシュコートシャワーヘッドを通して搬送するステップと、
－ ウォッシュコートをノズル開口から基材の面に向けて放出するステップであって、ウォッシュコートシャワーヘッドのシャワーヘッドプレートがウォッシュコートを基材の面の中心領域及び周辺領域の両方の上に放出する、ステップと、
を含む、方法を提供する。

【0046】

本方法は、仕切りリングが基材の面の中心に配置されるよう、仕切りリングを基材の面と接触させて整列させることを更に含み得る。

【0047】

本方法は、仕切りリングを基材の長手方向軸に沿った方向に、基材を長手方向軸に沿って運動させた際に仕切りリングと基材の面との間の対面接触が維持されるよう、運動させることを更に含み得る。

【0048】

本方法は、仕切りリングの場所の上方の環帯内においてシャワーヘッドプレートからウォッシュコートを放出しないことを更に含み得る。

【0049】

基材は、上述されたように、フロースルー基材又はフィルタ基材から選択され得る。

【0050】

ウォッシュコートは、液体、及び通例、触媒成分を含む。液体は、溶液又は懸濁液であり得る。懸濁液は、ゾルなどの、コロイド懸濁液、又は非コロイド懸濁液であり得る。液体が溶液又は懸濁液であるとき、このとき、それは水溶液又は水性懸濁液であり得る。通例、液体は懸濁液、特に、水性懸濁液である。

【0051】

通例、液体は触媒成分を含む。表現「触媒成分」は、白金族金属（platinum group metal、ＰＧＭ）、担体材料（例えば、耐火性酸化物）、又はゼオライトなどの、得られた排出制御デバイスの活動に寄与するウォッシュコート配合物中に含まれ得る任意の成分を包含する。用語「触媒成分」は、用語「触媒」の意味（例えば、反応速度を増大させること）の厳密な本義において、成分自体が触媒作用を有することを必要としないことを理解されたい。例えば、触媒成分は、ＮＯｘ又は炭化水素を貯蔵又は吸収することができる材料を指すことができる。触媒成分を含む液体（例えば、ウォッシュコート）は、当業者に知られている。液体中に含まれる触媒成分（単数又は複数）は、製造されるべき製品に依存することになる。

【0052】

本発明の方法によって、又は本発明の装置を用いて得られた、コーティングされたフィルタ基材又は製品は、例えば、酸化触媒（例えば、触媒化煤フィルタ［ＣＳＦ］）、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒（例えば、このとき、製品は選択触媒還元フィルタ［ＳＣＲＦ］触媒と呼ばれ得る）、ＮＯｘ吸蔵材組成物（例えば、このとき、製品はリーンＮＯｘ捕捉フィルタ［ＬＮＴＦ］と呼ばれ得る）、三元触媒組成物（例えば、このとき、製品はガソリン微粒子フィルタ［ＧＰＦ］と呼ばれ得る）、アンモニアスリップ触媒［ＡＳＣ］、又はこれらのうちの２つ以上の組み合わせ（例えば、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒及びアンモニアスリップ触媒［ＡＳＣ］を含むフィルタ基材）を含むフィルタ基材であり得る。

【0053】

「触媒成分」に加えて、液体は、配合助剤を更に含み得る。用語「配合助剤」は、液体中に、その化学又は物理特性をフィルタ基材上へのコーティングのために変更するために含まれる成分を指す。配合助剤は、例えば、液体中の触媒成分の分散を助けるか、又は液体の粘度を変更し得る。配合助剤は、最終的なコーティングされたフィルタ基材製品中に存在しなくてもよい（例えば、それは、か焼中に分解又は劣化し得る）。配合助剤は、例えば、酸、塩基、増粘剤（例えば、有機化合物増粘剤）、又は結合剤であり得る。

【0054】

ウォッシュコートは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１～３０００ｃＰ、好ましくは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１００～３０００ｃＰ、より好ましくは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで６００ｃＰ未満の粘度を有し得、一実施形態では、ウォッシュコートは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１００～３０００ｃＰの粘度を有し、別の実施形態では、ウォッシュコートは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１～３５０ｃＰ、より好ましくは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１～１００ｃＰの粘度を有する。本出願では、全ての粘度測定は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．，Ｍｉｄｄｌｅｂｏｒｏ，ＭＡ，ＵＳＡから入手可能な、ＳＣ４－１８スピンドルを用いたＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶ－ＩＩ＋ Ｐｒｏ（ＬＶ）粘度計上で実施された測定を指す。

【0055】

ウォッシュコートは、孔内で可動であるピストンを用いてウォッシュコートの供給からウォッシュコートシャワーヘッドに供給され得、孔は３８ｍｍ～１７０ｍｍの内径を有し、ピストンは４５～１５０ｍｍ／ｓで運動させられる。

【0056】

ウォッシュコートは、９～５４０ｃｍ^３ｓ^－１の速度で、好ましくは、９～２７０ｃｍ^３ｓ^－１の速度でウォッシュコートシャワーヘッドに供給され得る。

【図面の簡単な説明】

【0057】

次に、添付の図面を参照して本開示の実施形態を例としてのみ説明する。

【図1】コーティング装置の断面図である。

【図2】図１の部分の拡大図である。

【図3】仕切りリングを含む本開示に係るコーティング装置の部分の概略図である。

【図4】仕切りリングを含む本開示に係るコーティング装置の部分の断面図である。

【図5】本開示に係る仕切りリングの断面図である。

【図6】本開示に係る案内機構の斜視図である。

【図7】仕切りリングと一緒になった図６の案内機構の斜視図である。

【図8】ヘッドセットと一緒になった図７の案内機構及び仕切りリングの斜視図である。

【図9】本開示に係るシャワーヘッドプレートの平面図である。

【図10】図９のシャワーヘッドプレートの斜視図である。

【図11】本開示に係る別のシャワーヘッドプレートの平面図である。

【図12】図１１のシャワーヘッドプレートの斜視図である。

【図13】本開示に係るシャワーヘッドの断面斜視図である。

【図14】本開示に係る別のシャワーヘッドの断面図である。

【図15】本開示に係るバッフルの第１のバージョンの下からの図である。

【図16】本開示に係るバッフルの第２のバージョンの側面立面図である。

【図17】図１６の第２のバージョンのバッフルの下からの図である。

【図18】図１６の第２のバージョンのバッフルの上からの斜視図である。

【図19】本開示に係るバッフルの第３のバージョンの側面立面図である。

【図20】図１９の第３のバージョンのバッフルの下からの図である。

【図21】図１６の第３のバージョンのバッフルの上からの斜視図である。

【図22a】望ましい、及び望ましくないコーティングプロファイルの概略図である。

【図22b】望ましい、及び望ましくないコーティングプロファイルの概略図である。

【図22c】望ましい、及び望ましくないコーティングプロファイルの概略図である。

【図22d】望ましい、及び望ましくないコーティングプロファイルの概略図である。

【図22e】望ましい、及び望ましくないコーティングプロファイルの概略図である。

【図23】変更を行っていないウォッシュコートシャワーヘッドから堆積させられた周辺強度増強（Enhanced Peripheral Strength）基材のための典型的な注入プロファイルを示す。

【図24】本開示の仕切りリングを用いて基材上に堆積させられた周辺強度増強のための注入プロファイルのｘ線画像である。

【図25】低粘度ウォッシュコートが、変更を行っていないウォッシュコートシャワーヘッドから堆積させられている様子を示す。

【図26】変更を行っていないウォッシュコートシャワーヘッドから基材上に堆積させられた低粘度ウォッシュコートのｘ線画像である。

【図27】本開示の第１のバージョンのバッフルを用いたウォッシュコートシャワーヘッドから基材上に堆積させられたウォッシュコートのｘ線画像である。

【図28】本開示の第２のバージョンのバッフルを用いたウォッシュコートシャワーヘッドから基材上に堆積させられたウォッシュコートのｘ線画像である。

【図29】本開示の第３のバージョンのバッフルを用いたウォッシュコートシャワーヘッドから基材上に堆積させられたウォッシュコートのｘ線画像である。

【発明を実施するための形態】

【0058】

これから、本開示を更に説明する。以下の節において、本開示の異なる態様／実施形態は、より詳細に定義される。そのように定義された各態様／実施形態は、別途明確に示されていない限り、任意の他の態様／実施形態又は態様／実施形態と組み合わせることができる。特に、好ましい又は有利であると示された任意の特徴は、好ましい又は有利であると示された任意の他の特徴又は複数の特徴と組み合わせることができる。製品に関して開示された特徴は、方法に関連して開示された特徴と組み合わされてもよく、逆もまた同様であることが意図される。

【0059】

図１は、基材１０をウォッシュコートでコーティングするために用いられ得る基材コーティング装置１の断面図を示す。

【0060】

基材コーティング装置１は、分配機構を活動化するための装置を包含するハウジング４０を有する堆積機２を備え得る。図示のように、分配機構は、流体を出口４３から出し、堆積機２の下流に配置された導管３５に向けて移動させるよう、孔４２内で軸方向に可動であるピストン４１を含み得る。

【0061】

コーティング装置１は、ダイヤフラム弁３２を介して堆積機２の出口４３と接続した出口３１を有するホッパリザーバ３０を規定するホッパ３を更に備え得る。ホッパ３は、別の場所で配合され、事前混合されたウォッシュコートを充填され得る。ウォッシュコートは、ポンプでホッパリザーバ３０内へ送り込まれ得るか、又は重力下で好適な導管を通してホッパリザーバ３０内へ供給され得る。

【0062】

堆積機２の出口４３は、導管３５と流体接続しており、導管３５が今度は注入弁４と流体連通するよう延び得る。ウォッシュコートシャワーヘッド５が注入弁４の下面に接続され得、ウォッシュコートシャワーヘッド５は、基材１０の上方に位置付けられている。

【0063】

基材１０は、ヘッドセット６とパレットインサート（pallet insert）８との間に配置され、位置決めされ得る。真空コーン７を含む真空装置が基材１０の下に配置され得る。

【0064】

図２は、図１の基材コーティング装置１の拡大部分を示し、基材１０がウォッシュコートシャワーヘッド５及びヘッドセット６に対してどのように位置付けられ得るのかをより詳細に示す。

【0065】

基材１０は、その長手方向長さに沿って均一な断面形状を有し得る基材本体１１を有するモノリシックなブロックであり得る。基材本体１１は、断面において円形又はほぼ円形の形状を有し得る。基材本体１１は、直径ｄを有し得る。

【0066】

基材本体１１は、基材本体１１の上面１２が最上部にあり、基材本体１１の下面１３が最下部にあるよう、ヘッドセット６とパレットインサート８との間に延びるように位置付けられ得る。ウォッシュコートシャワーヘッド５は、ヘッドセット６の上方に配置され得、好ましくは、ウォッシュコートシャワーヘッド５の長手方向中心軸ｘが、図２に示されるように、ヘッドセット６及び基材１０の両方の長手方向中心軸と一致するよう、ヘッドセット６及び基材１０と整列させられ得る。

【0067】

ウォッシュコートシャワーヘッド５は、下側において、シャワーヘッドプレート２３がボルト２８を用いて結合され得る、シャワーヘッドハウジング２１を含み得る。アダプタプレート２７が、同様にボルトを用いて、シャワーヘッドハウジング２１の上側に結合され得る。

【0068】

シャワーヘッドハウジング２１は、シャワーヘッドハウジング２１とシャワーヘッドプレート２３との間に規定されたシャワーヘッド空洞２４への入口２２を規定する、中心に配置された開口を含み得る。入口２２の軸は、長手方向軸ｘと一致し得る。アダプタプレート２７もまた、長手方向軸ｘと一致し、シャワーヘッドハウジング２１の中心部分２０を受容するようサイズ設定され得る、中心に配置された開口を含み得る。注入弁４は、シャワーヘッドハウジング２１の入口２２と流体連通させられ、その状態に保持され得る。

【0069】

シャワーヘッドプレート２３は、ノズル開口２５のアレイを設けられ得る。

【0070】

使用時には、ダイヤフラム弁３２が開放され、ウォッシュコートが、（図１において見たときの）右へのピストンの運動によってホッパリザーバ３０から孔４２内へ吸引される。次に、ダイヤフラム弁３２は閉じられ、次に、ウォッシュコートの注入分は、（図１において見たときの）左へ運動する堆積機２のピストン４１の作用によって導管３５を通して移動させられる。ウォッシュコートは、注入弁４及び入口２２を通過し、シャワーヘッド空洞２４内へ入る。次に、ウォッシュコートは、ノズル開口２５を通過して落下し、基材１０の上面１２と接触する。次に、ウォッシュコートは、基材１０の通路を通して下方へ吸引される。基材１０を通したウォッシュコートの吸引は、少なくとも部分的に、真空コーン７によって基材１０の下面１３に印加される吸引力によって駆動される。

【0071】

図３は、基材コーティング装置１の部分としての仕切りリング６０の使用を概略的に示す。仕切りリング６０は、ウォッシュコートシャワーヘッド５と基材１０の面との間に配置されている。仕切りリング６０は、シャワーヘッドプレート２３と基材１０の上面１２との間に配置され得る。

【0072】

仕切りリング６０は、基材１０の上面１２よりも小さくなるよう寸法設定されている。それゆえ、内径ｐは、基材１０の直径ｄよりも小さい。

【0073】

仕切りリング６０は、基材１０の上面１２と同じ断面形状を有し得る。代替的に、仕切りリング６０の形状は、基材１０の上面１２の形状とは異なってもよい。好ましくは、仕切りリング６０は、環状である。仕切りリング６０は、平面視において円柱形であり得る。仕切りリング６０は、直円柱形であり得る。仕切りリング６０は、仕切りリング６０の長手方向軸と垂直に取った平面上で円形である断面形状を有し得る。図５において最も明瞭に見られるように、仕切りリング６０は、上部リム７７から下部リム７６へ延びる側壁７８を含み得る。上部リム７７は、外方に延びるフランジ６３を設けられ得る。下部リム７６は、先細状であり得る。側壁７８は、壁厚ｔを有し得る。壁厚ｔは、約０．５～約５ｍｍ、好ましくは、約１～約３ｍｍ、特に好ましくは、約２ｍｍである。

【0074】

図３に示されるように、使用時には、仕切りリング６０は、基材１０の上面１２上に配置され、上面１２の中心領域１４及び上面１２の周辺領域１５を規定し得る。中心領域１４は、仕切りリング６０の側壁７８内に位置する上面１２の区域として規定される。周辺領域１５は、仕切りリング６０の側壁７８の外部に位置する上面１２の領域として規定される。

【0075】

仕切りリング６０は、周辺領域の幅ｗが、５～１５ｍｍ、好ましくは、８～１２ｍｍ、より好ましくは、１０ｍｍになるよう、基材１０の上面１２に対してサイズ設定され得る。基材１０は、最大３３０ｍｍ前後の典型的な直径を有し得る。

【0076】

ウォッシュコートシャワーヘッド５のシャワーヘッド空洞２４は、１２～４０ｍｍ、好ましくは、１５～３０ｍｍの深さを有し得る。シャワーヘッド空洞２４は、１５０～２００ｍｍ、好ましくは、１６０～１７０ｍｍの直径を有し得る。シャワーヘッドプレート２３は、シャワーヘッド空洞２４の全直径にわたって延び得る。ノズル開口２５は、シャワーヘッドプレート２３にわたって配列され得る。ノズル開口２５は、規則的又は不規則なアレイ状に配列され得る。ノズル開口２５は、複数の同心円形アレイ状に配置され得る。

【0077】

シャワーヘッドプレート２３は、使用時には、基材１０の中心領域１４及び周辺領域１５の両方に覆いかぶさり得る。シャワーヘッドプレート２３は、フィルタ基材１０の直径ｄ以上である直径を有し得る。

【0078】

基材コーティング装置１は、ヘッドセット６の部分を形成し得る捕集鍔部７５を更に備え得る。捕集鍔部７５は、傾斜した内面７４を含み得る。捕集鍔部７５は、基材１０の上面１２に近接して、及び／又はそれを囲むように位置付けられ得、傾斜した内面７４は、上面１２の周辺領域１５に向かって下方及び内方へ延びる。好ましくは、捕集鍔部７５は、基材１０の外皮をつたって落ちる使用時のウォッシュコートの漏れを防止する、又は実質的に防止するための基材１０に対する流体密封シールを形成する。

【0079】

基材コーティング装置１は、基材１０の上面１２との仕切りリング６０の正確な整列を得て維持する役割を果たし得る案内機構を更に備え得る。特に、仕切りリング６０が基材１０の上面１２の中心にあるよう、仕切りリング６０の長手方向軸が基材１０の長手方向軸と一致することを確実にすることが好ましくなり得る。代替的に、又は加えて、仕切りリング６０の下部リム７６が使用中に基材１０の上面１２と対面接触して静止し、それとの対面接触を維持することを確実にすることが有益になり得る。

【0080】

案内機構は、仕切りリング６０の長手方向軸に対して横に延び、仕切りリング６０の円周の周りの離間された場所において、仕切りリング６０の側壁７８の外表面と接触するように構成された複数の案内ピンを含み得る。案内ピンは、ヘッドセット６上に可動に装着され得、例えば、捕集鍔部７５から延びる。

【0081】

図６～図８は、案内リング６２を含む案内機構の代替的な形態を示す。案内リング６２は、リング本体６６、及びボルト孔開口６８を各々含む複数の外方に延びるアーム６７を含み得る。リング本体６６は、側壁７８がリング本体６６内でスライド運動することはできるが、リング本体６６に対する実質的な横方向運動を制約されるよう、サイズ設定されている。仕切りリング６０が、上部リム７７において、外方に延びるフランジ６３を含む場合には、外方に延びるフランジ６３は、リング本体６６の内径よりも大きくなるようサイズ設定されている。この特徴の使用は、以下において更に説明されることになる。

【0082】

図７に示されるように、その結果、仕切りリング６０は、リング本体６６内に受容され得る。図８に示されるように、アーム６７の遠位端部におけるボルト孔開口６８は、ボルトなどの固定具を用いて案内リング６２をヘッドセット６にしっかりと装着するために用いられ得る。このように、案内リング６２は、ヘッドセット６に対して定位置に固定され得、その一方で、仕切りリング６０が案内リング６２及びヘッドセット６の両方に対して長手方向に運動することを可能にする。

【0083】

シャワーヘッドプレート２３は、ノズル開口２５を設けられ得る。ノズル開口２５は、アレイ状に配置され得る。図９及び図１０は、ノズル開口２５が同心円形アレイ上に配置されている第１のバージョンのシャワーヘッドプレート２３を示す。ノズル開口２５の円形アレイは、基材１０の上面１２、及び、存在する場合には、捕集鍔部７５の傾斜した内面７４に覆いかぶさるシャワーヘッドプレート２３の実質的に全区域を覆い得る。

【0084】

図１１及び図１２に、代替バージョンのシャワーヘッドプレート２３が示されている。このバージョンでは、ノズル開口２５のアレイは、使用時において、仕切りリング６０の側壁７８の鉛直上方に存在するシャワーヘッドプレート２３の領域内にノズル開口２５が配置されていないという点で異なる。図示の例では、これは、開口の１つの円形アレイを省略することによって達成される。このシャワーヘッドプレート２３は、仕切りリング６０の上部リム７７及び／又は外方に延びるフランジ６３上へのウォッシュコートの直接の堆積を低減又は回避するのに有益になり得る。

【0085】

使用時には、基材１０は、通例、基材１０を長手方向に上方及び下方に運動させることによって、ヘッドセット６と係合及び係合解除するよう可動になる。上述されたように、仕切りリング６０は、ヘッドセット６内に設けられ、案内リング６２を用いてそれに装着され得る。基材１０は、まず、パレットインサート８上に位置付けられ、次に、持ち上げられてヘッドセット６と係合し得る。この動きの最中に、基材１０の上面１２は、仕切りリング６０の下部リム７６と接触し得る。基材１０の、それをヘッドセット６と密閉係合させるための更なる上方運動は、案内リング６２内の仕切りリング６０の上方運動を同時にもたらし得、それゆえ、下部リム７６が上面１２との対面接触を維持することを確実にする。それゆえ、基材１０がその最終位置にある状態で、仕切りリング６０は、上面１２上の中心に、上面１２と対面接触して配置され得る。

【0086】

次に、シャワーヘッドプレート２３のノズル開口２５からウォッシュコートを放出することによって、ウォッシュコート９が上面１２上に移動させられ得る。ウォッシュコートは、堆積機２のピストン４１を用いてウォッシュコートの供給からウォッシュコートシャワーヘッド５に供給され得る。ピストン４１は、孔４２内で可動であり、孔４２は、３８ｍｍ～１７０ｍｍの内径を有し得、ピストン４１は、４５～１５０ｍｍ／ｓで運動させられ得る。ウォッシュコートは、導管３５に沿って移動させられ、注入弁４を通り、ウォッシュコートシャワーヘッド５内へ入る。ウォッシュコートは、７～６４０ｃｍ^３ｓ^－１の速度でウォッシュコートシャワーヘッド５に供給され得る。

【0087】

ノズル開口２５からのウォッシュコート９の放出によって、ある割合のウォッシュコート９は、上面１２の中心領域１４内に放出される、即ち、仕切りリング６０の内部内に放出されることになり、その一方で、ウォッシュコート９の残りのものは－直接、又は存在する場合には、捕集鍔部７５の傾斜した内面７４をつたって流れ落ちることを介して－上面１２の周辺領域１５内に放出されることになる。このように、仕切りリング６０が存在しないとした場合よりも大きな割合のウォッシュコート９が、上面１２の周辺領域１５上に放出され得る。ウォッシュコート９を堆積させた後に、ウォッシュコート９は、真空コーン７によって印加される吸引力によって基材本体１１の通路を通して吸引される。

【0088】

比較例
Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶ－ＩＩ＋ Ｐｒｏ（ＬＶ）及びＳＣ４－１８スピンドルを用いて、３５％の固形分、並びに２５ｒｐｍのスピンドル回転速度で５８ｃＰの粘度、及び１００ｒｐｍのスピンドル回転速度で３２ｃＰの粘度を有する、フィルタ基材のための選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒ウォッシュコートを調製した。

【0089】

ウォッシュコートを、１６３．４ｍｍの直径及び１９３ｍｍの高さを有する周辺強度増強チタン酸アルミニウムフィルタ（Ｃｏｒｎｉｎｇから入手可能）上にコーティングした。

【0090】

コーティングは、仕切りリング６０を有しない図１に示される装置を用いて実施した。

【0091】

図２３に、装置によって様々なピストン堆積機速度でコーティングされたこのＥＰＳ基材の典型的なプロファイルが示されている。これらは基材のｘ線画像であり、コーティングは、コーティングのより高い質量密度のゆえに、（部分の下部における）明るい裸の基材に対してより暗く示されている。

【0092】

図２３に示されるように、このコーティング注入では基材の縁部における領域は短い。

【0093】

実施例１
図２３において見られる効果を改善するために、仕切りリング６０を用いた。

【0094】

比較例と同じウォッシュコートを用い、同じ基材－１６３．４ｍｍの直径及び１９３ｍｍの高さを有する周辺強度増強チタン酸アルミニウムフィルタ（Ｃｏｒｎｉｎｇから入手可能）－に適用した。

【0095】

仕切りリング６０は１４３ｍｍの内径を有し、１０ｍｍの周辺領域の幅ｗをもたらした。

【0096】

図２４に、結果として得られたコーティングプロファイルが示されており、これは、より平坦なコーティングプロファイルが得られることを示す。

【0097】

図１３は、バッフル５０がシャワーヘッド空洞２４内に設けられている、本開示に係る基材コーティング装置１のウォッシュコートシャワーヘッド５の変更を示す。

【0098】

バッフル５０は、不透過性中心本体５１、及び不透過性中心本体５１から延び、不透過性中心本体５１の周りに円周方向に配置された複数の流れ開口５３を規定する複数のアーム５２を含む。

【0099】

バッフル５０は、ボルト開口５５を貫いてアーム５２の各々の遠位端部に向かって延び得るボルト２９を用いてシャワーヘッドハウジング２１に装着され得る。バッフル５０の装着点は、シャワーヘッドハウジング２１の入口２２を包囲し得るが、好ましくは、それには影響を与えない。ボルト２９は、４ｍｍボルトであり得る。ボルト開口５５の各々は、バッフル５０の上面５７とシャワーヘッドハウジング２１の上部内面との間の間隔を規定するとともに、バッフル５０の下面５８とシャワーヘッドプレート２３の上部内面との間の間隔２６を規定する役割を果たし得るスタンドオフリング５６によって包囲され得る。各スタンドオフリング５６は、４～６ｍｍ、好ましくは、４．５ｍｍの高さを有し得る。間隔２６は、５～１０ｍｍ、好ましくは、およそ８ｍｍであり得る。

【0100】

図１３～図１５は、本開示に係るバッフル５０の第１のバージョンを示す。（本バージョン及び以下において説明される他のバージョンの）バッフル５０は、図１３に示されるように平坦であり得るか、又は図１４に示されるように上面５７上の中心に配置された円錐若しくは部分円錐突出部５４を設けられ得る、上面５７を設けられ得る。

【0101】

図１５において最も明瞭に見られるように、バッフル５０は（円錐又は部分円錐突出部５４を設けられているか否かにかかわらず）十字状の形状を有し得、４つのアーム５２ａ～ｄが設けられている。好ましくは、４つのアーム５２ａ～ｄは、不透過性中心本体５１の円周の周りに等間隔で離間されており、このような、それらはその隣り合ったアームから各々９０°離間されている。同様に、バッフル５０は、不透過性中心本体５１の円周の周りに等間隔で離間された４つの流れ開口５３ａ～ｄを含み得、このような、それらはその隣り合った流れ開口から各々９０°離間されている。

【0102】

アーム５２ａ～ｄの長さは、不透過性中心本体５１の直径と比べて比較的短くてもよい。アーム５２ａ～４は、均一な幅及び深さを有し得る。図５の図示の例では、ボルト開口５５は７０ｍｍのピッチ円径上に配置され得、不透過性中心本体５１は２５ｍｍの半径ｒ_１及び５０ｍｍの直径を有し得る。

【0103】

バッフル５０はステンレス鋼、例えば、タイプ３１６で形成され得る。

【0104】

第１のバージョンのバッフル５０は、円形断面形状、及びおよそ１７５ｍｍ未満、より具体的には、１７２．８ｍｍ未満の直径を有する基材１０をコーティングする際に、特に有利に用いられ得る。第１のバージョンのバッフル５０はまた、非円形断面形状を有する基材１０をコーティングする際にも、特に有利に用いられ得る。更に、第１のバージョンのバッフル５０は、選択触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ）、軽負荷ディーゼル触媒煤フィルタ（light duty diesel catalytic soot filter、ＬＤＤ ＣＳＦ）、又はガソリン微粒子フィルタ（ＧＰＦ）のための基材１０をコーティングする際に、特に有利に用いられ得る。

【0105】

図１６～図１８は、本開示に係るバッフル５０の第２のバージョンを示す。図１７及び図１８において最も明瞭に見られるように、バッフル５０は（円錐又は部分円錐突出部５４を設けられているか否かにかかわらず）十字状の形状を有し得、４つのアーム５２ａ～ｄが設けられている。第１のバージョンと同様に、４つのアーム５２ａ～ｄは、不透過性中心本体５１の円周の周りに等間隔で離間され得、これにより、それらはその隣り合ったアームから各々９０°離間されている。同様に、バッフル５０は、不透過性中心本体５１の円周の周りに等間隔で離間された４つの流れ開口５３ａ～ｄを含み得、このような、それらはその隣り合った流れ開口から各々９０°離間されている。

【0106】

アーム５２ａ～ｄの長さは、第１のバージョンの場合よりも長い。図１７の図示の例では、ボルト開口５５は７０ｍｍのピッチ円径上に配置され得、不透過性中心本体５１は１７．５ｍｍの半径ｒ_２及び３５ｍｍの直径を有し得る。その結果、不透過性中心本体５１の区域は低減され、流れ開口５３ａ～ｄの開放区域は第１のバージョンのバッフル５０と比べて増大させられている。

【0107】

アーム５２ａ～４は、均一な深さを有し得る。アーム５２ａ～ｄの幅は、先細状であり得る。複数のアーム５２ａ～ｄの各々の幅は、不透過性中心本体５１の近位の場所から不透過性中心本体５１の遠位の場所へと増大し得る。

【0108】

バッフル５０はステンレス鋼、例えば、タイプ３１６で形成され得る。

【0109】

第２のバージョンのバッフル５０は、およそ２５０ｍｍ超、より具体的には、２６６．７ｍｍ超の直径を有する基材１０をコーティングする際に、特に有利に用いられ得る。更に、第２のバージョンのバッフル５０は、重負荷ディーゼルフィルタ（heavy-duty diesel filter、ＨＤＤ）のための基材１０をコーティングする際に、特に有利に用いられ得る。

【0110】

図１９～図２１は、本開示に係る第３のバージョンのバッフル５０を示す。図２０及び図２１において最も明瞭に見られるように、バッフル５０は（円錐又は部分円錐突出部５４を設けられているか否かにかかわらず）十字状の形状を有し得、４つのアーム５２ａ～ｄが設けられている。第１及び第２のバージョンと同様に、４つのアーム５２ａ～ｄは、不透過性中心本体５１の円周の周りに等間隔で離間され得、これにより、それらはその隣り合ったアームから各々９０°離間されている。同様に、バッフル５０は、不透過性中心本体５１の円周の周りに等間隔で離間された４つの流れ開口５３ａ～ｄを含み得、このような、それらはその隣り合った流れ開口から各々９０°離間されている。

【0111】

アーム５２ａ～ｄの長さは、第２のバージョンの場合よりも長い。図１０の図示の例では、ボルト開口５５は７０ｍｍのピッチ円径上に配置され得、不透過性中心本体５１は、１３．５ｍｍの半径ｒ_３及び２７ｍｍの直径を有し得る。その結果、不透過性中心本体５１の区域は低減され、流れ開口５３ａ～ｄの開放区域は第２のバージョンのバッフル５０と比べて増大させられている。

【0112】

アーム５２ａ～４は、均一な深さを有し得る。第２のバージョンと同様に、アーム５２ａ～ｄの幅は、先細状であり得る。複数のアーム５２ａ～ｄの各々の幅は、不透過性中心本体５１の近位の場所から不透過性中心本体５１の遠位の場所へと増大し得る。

【0113】

バッフル５０はステンレス鋼、例えば、タイプ３１６で形成され得る。

【0114】

第３のバージョンのバッフル５０は、１７０ｍｍ～２７５ｍｍ、より具体的には、１７２．８ｍｍ～２６６．７ｍｍの直径を有する基材１０をコーティングする際に、特に有利に用いられ得る。更に、第３のバージョンのバッフル５０は、触媒煤フィルタ（ＣＳＦ）のための基材１０をコーティングする際に、特に有利に用いられ得る。

【0115】

使用時には、上述されたように、ウォッシュコートは、堆積機２のピストン４１を用いてウォッシュコートの供給からウォッシュコートシャワーヘッド５に供給され得る。ピストン４１は孔４２内で可動であり、孔４２は、３８ｍｍ～１７０ｍｍの内径を有し得、ピストン４１は４５～１５０ｍｍ／ｓで運動させられ得る。ウォッシュコートは、導管３５に沿って移動させられ、注入弁４を通り、ウォッシュコートシャワーヘッド５内へ入る。ウォッシュコートは、７～６４０ｃｍ^３ｓ^－１の速度でウォッシュコートシャワーヘッド５に供給され得る。

【0116】

ウォッシュコートは、入口２２を通ってシャワーヘッド空洞２４へ入り得る。ウォッシュコートは、シャワーヘッドプレート２３に到達する前に（存在する場合には、円錐又は部分円錐突出部を含む）バッフルの不透過性中心本体５１と接触する。したがって、ウォッシュコートは、シャワーヘッド空洞２４の周辺に向けて横方向に偏向させられ、これにより、ウォッシュコートは、シャワーヘッドプレート２３の中心又はその付近に配置されたノズル開口２５に直ちに到達しない。ウォッシュコートは、バッフルの複数の流れ開口５３ａ～ｄを流れ抜け、次に、シャワーヘッド空洞２４内を流通してノズル開口２５を通過する。アーム５２ａ～ｄ及び流れ開口５３ａ～ｄのサイズ及び形状の構成のゆえに、ノズル開口２５を通したウォッシュコートの均一又はほぼ均一な放出が達成されるよう、十分なウォッシュコートがシャワーヘッドプレート２３の中心へ再流通して戻ることが可能にされ得る。

【0117】

ノズル開口２５からのウォッシュコート９の放出によって、ある割合のウォッシュコート９は、上面１２の中心領域１４内に放出される、即ち、仕切りリング６０の内部内に放出されることになり、その一方で、ウォッシュコート９の残りのものは－直接、又は存在する場合には、捕集鍔部７５の傾斜した内面７４をつたって流れ落ちることを介して－上面１２の周辺領域１５内に放出されることになる。このように、仕切りリング６０が存在しないとした場合よりも大きな割合のウォッシュコート９が、上面１２の周辺領域１５上に放出され得る。ウォッシュコート９を堆積させた後に、ウォッシュコート９は、真空コーン７によって印加される吸引力によって基材本体１１の通路を通して吸引される。

【0118】

全てのバージョンの基材コーティング装置１において、ウォッシュコートは、液体、及び通例、触媒成分を含み得る。液体は、溶液又は懸濁液であり得る。懸濁液は、ゾルなどの、コロイド懸濁液、又は非コロイド懸濁液であり得る。液体が溶液又は懸濁液であるとき、このとき、それは水溶液又は水性懸濁液であり得る。通例、液体は懸濁液、特に、水性懸濁液である。

【0119】

通例、液体は触媒成分を含む。表現「触媒成分」は、白金族金属（ＰＧＭ）、担体材料（例えば、耐火性酸化物）、又はゼオライトなどの、得られた排出制御デバイスの活動に寄与するウォッシュコート配合物中に含まれ得る任意の成分を包含する。用語「触媒成分」は、用語「触媒」の意味（例えば、反応速度を増大させること）の厳密な本義において、成分自体が触媒作用を有することを必要としないことを理解されたい。例えば、触媒成分は、ＮＯｘ又は炭化水素を貯蔵又は吸収することができる材料を指すことができる。触媒成分を含む液体（例えば、ウォッシュコート）は、当業者に知られている。液体中に含まれる触媒成分（単数又は複数）は、製造されるべき製品に依存することになる。

【0120】

本発明の方法によって、又は本発明の装置を用いて得られた、コーティングされたフィルタ基材又は製品は、例えば、酸化触媒（例えば、触媒化煤フィルタ［ＣＳＦ］）、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒（例えば、このとき、製品は選択触媒還元フィルタ［ＳＣＲＦ］触媒と呼ばれ得る）、ＮＯｘ吸蔵材組成物（例えば、このとき、製品はリーンＮＯｘ捕捉フィルタ［ＬＮＴＦ］と呼ばれ得る）、三元触媒組成物（例えば、このとき、製品はガソリン微粒子フィルタ［ＧＰＦ］と呼ばれ得る）、アンモニアスリップ触媒［ＡＳＣ］、又はこれらのうちの２つ以上の組み合わせ（例えば、選択触媒還元（ＳＣＲ）触媒及びアンモニアスリップ触媒［ＡＳＣ］を含むフィルタ基材）を含むフィルタ基材であり得る。

【0121】

「触媒成分」に加えて、液体は配合助剤を更に含み得る。用語「配合助剤」は、液体中に、その化学又は物理特性をフィルタ基材上へのコーティングのために変更するために含まれる成分を指す。配合助剤は、例えば、液体中の触媒成分の分散を助けるか、又は液体の粘度を変更し得る。配合助剤は、最終的なコーティングされたフィルタ基材製品中に存在しなくてもよい（例えば、それは、か焼中に分解又は劣化し得る）。配合助剤は、例えば、酸、塩基、増粘剤（例えば、有機化合物増粘剤）、又は結合剤であり得る。

【0122】

ウォッシュコートは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１～３０００ｃＰ、好ましくは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１００～３０００ｃＰ、より好ましくは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで６００ｃＰ未満の粘度を有し得、一実施形態では、ウォッシュコートは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１００～３０００ｃＰの粘度を有し得、別の実施形態では、ウォッシュコートは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１～３５０ｃＰ、より好ましくは、５０ｒｐｍのＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄで１～１００ｃＰの粘度を有し得る。（全ての測定は、ＳＣ４－１８スピンドルを用いたＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶ－ＩＩ＋ Ｐｒｏ （ＬＶ）粘度計上で得られた）。

【0123】

基材体積の利用を最大化し、複数のコートを基材１０の部分に適用することを防止し、ウォッシュコートの引き抜きを防止するためには、一貫した予測可能なコーティングプロファイルを達成することが望ましい。例えば、図２２ａに概略的に示されるとおりの平坦なコーティングプロファイルが望ましい。図示のように、基材１０は、ウォッシュコートによってコーティングされたコーティング部分４５、及びウォッシュコートが到達しなかった未コーティング部分４６を有する。コーティング部分４５と未コーティング部分４６との間の界面は平坦であり、これが望ましい結果である。

【0124】

図２２ｂは、コーティング部分４５と未コーティング部分４６との間の望ましくない「Ｕ字形」界面を示す。具体的には、これは、ウォッシュコートが、基材本体１１の周辺領域内では中心領域内ほど下方まで基材１０に貫入しなかった場合を示す。これは、周辺領域内でより大きい吸水が存在する場合に生じると考えられ、基材の周辺領域内の通路の壁厚が基材の中心領域内よりも大きい、強化周辺領域を含む基材に特有の問題であり得る。

【0125】

図２２ｃは、コーティング部分４５と未コーティング部分４６との間の望ましくない「Ｖ字形」界面を示す。これは、過度の量のウォッシュコートが基材１０の上面１２の中心部分に適用される場合に生じると考えられ、ウォッシュコートが低い粘度を有する場合の特有の問題であり得る。

【0126】

図２２ｄは、図２２ｃのものと同様であるコーティングプロファイルを示すが、基材の周辺部分が適切にコーティングされる前にウォッシュコートが基材の下面１３の中心部分から引き出される引き抜きがどのように生じ得るのかを示す。

【0127】

最後に、図２２ｅは、コーティング部分４５と未コーティング部分４６との間の「Ｍ字形」界面を有する別の望ましくないコーティングプロファイルを示す。これは、ウォッシュコートが、それがノズル開口２５を通過する前に十分に再流通してシャワーヘッドプレート２３の中心内へ戻ることができない場合に生じると考えられる。

【0128】

比較例
Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶ－ＩＩ＋ Ｐｒｏ（ＬＶ）及びＳＣ４－１８スピンドルを用いて、１０％の固形分、及びスピンドル回転速度２５～１００ｒｐｍにわたって５ｃＰのニュートン粘度を有する、基材のための触媒ウォッシュコートを調製した。

【0129】

バッフルが存在しないウォッシュコートシャワーヘッド５を利用した、図１のコーティング装置１を用いてウォッシュコートを炭化ケイ素フィルタ基材上にコーティングしたときには、図２５に示されるように、より多くのウォッシュコートがウォッシュコートシャワーヘッド５の中心孔から噴出された。

【0130】

これは、図２６に示されるｖ字形の不均等なコーティングプロファイルをもたらすことが見出された。この図は、基材のｘ線画像であり、ウォッシュコートのコーティングは、ウォッシュコートのコーティングのより高い質量密度のゆえに、明るい裸の基材に対してより暗く示されている。

【0131】

実施例２
図２６において見られる効果を改善するために、図１３～図１５に示されるとおりの、バッフル５０の第１のバージョンを、図１３に示されるように、シャワーヘッドハウジング２１に付加した。

【0132】

次に、このバッフルプレート５０、及び上述の比較例と同じ触媒ウォッシュコートを用いて、１４３．８ｍｍの直径の炭化ケイ素フィルタ基材１０をコーティングした。図２７のｘ線画像によって示されるように、より均等なコーティングプロファイルが得られた。同図において、ウォッシュコートのコーティングは、ウォッシュコートのコーティングのより高い質量密度のゆえに、明るい裸の基材に対してより暗く示されている。

【0133】

実施例３
図２６において見られる効果を改善するために、図１６～図１８に示されるとおりの、バッフル５０の第２のバージョンをシャワーヘッドハウジング２１に付加した。

【0134】

次に、このバッフルプレート５０、及び上述の比較例と同じ触媒ウォッシュコートを用いて、３３０．３ｍｍの直径の炭化ケイ素フィルタ基材１０をコーティングした。図２８のｘ線画像によって示されるように、より均等なコーティングプロファイルが得られた。同図において、ウォッシュコートのコーティングは、ウォッシュコートのコーティングのより高い質量密度のゆえに、明るい裸の基材に対してより暗く示されている。

【0135】

実施例４
図２６において見られる効果を改善するために、図１９～図２１に示されるとおりの、バッフル５０の第３のバージョンをシャワーヘッドハウジング２１に付加した。

【0136】

次に、このバッフルプレート５０、及び上述の比較例と同じ触媒ウォッシュコートを用いて、１７２．８ｍｍの直径の炭化ケイ素フィルタ基材１０をコーティングした。図２９のｘ線画像によって示されるように、より均等なコーティングプロファイルが得られた。同図において、ウォッシュコートのコーティングは、ウォッシュコートのコーティングのより高い質量密度のゆえに、明るい裸の基材に対してより暗く示されている。

【0137】

上述されたように、本出願人は、本明細書において説明されるとおりの仕切りリング６０を、任意選択的に、本明細書において説明されるとおりのバッフル５０を含むウォッシュコートシャワーヘッド５と組み合わせて用いることによって、基材の周辺領域内の通路の壁厚が基材の中心領域内よりも大きい、強化周辺領域を含むものを含む広範なサイズの基材にわたって、望ましい平坦又はほぼ平坦なコーティングプロファイルが達成され得ることを見出した。

【0138】

疑義を回避するために、本明細書に確認された全ての文書の内容全体が、参照により本明細書に組み込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22a】

【図22b】

【図22c】

【図22d】

【図22e】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】