本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)用于廢氣后處理裝置的基材作為用于內(nèi)燃機(jī)的催化劑元件或過濾元件的方法,并且特別是用于防止在該催化劑元件的流體流動(dòng)入口處發(fā)生阻塞/閉塞現(xiàn)象(也稱為層面堵塞)的措施。
背景技術(shù):
1、廢氣后處理裝置,特別是呈催化轉(zhuǎn)化器形式的廢氣后處理裝置(即,催化涂覆的流動(dòng)基材或過濾器(例如,壁流式過濾器)),通常用于凈化例如來自內(nèi)燃機(jī)的燃燒廢氣。這些裝置使得能夠?qū)θ紵龔U氣的不期望的組分諸如一氧化碳、氮氧化物、未燃燒的烴類、煙灰等進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化,或者對燃燒廢氣進(jìn)行過濾。一般來講,這種廢氣后處理裝置具有一個(gè)或多個(gè)基材主體?;闹黧w通常包括多個(gè)貫穿通道。貫穿通道完全地延伸穿過基材主體,或者在壁流式過濾器的情況下大部分延伸穿過基材主體,使得過濾器在相鄰過濾通道之間由多孔基材材料形成。貫穿通道的內(nèi)壁可涂覆有催化劑材料以形成催化表面,在該催化表面上可進(jìn)行對應(yīng)的反應(yīng)和/或吸收以消除不期望的廢氣組分。
2、貫穿通道在基材中是大致平行的并且通過基材材料特別是陶瓷材料的壁彼此分開。貫穿通道通常具有布置在基材的層面上的入口開口。這導(dǎo)致貫穿通道的入口開口布置在其上的層面具有多個(gè)網(wǎng),廢氣的組分諸如顆粒、氣溶膠、液滴等在廢氣后處理元件的操作期間可沉積在這些網(wǎng)上并且可形成向下污染。此過程稱為阻塞、閉塞或積灰,并且通常稱為層面堵塞。層面堵塞發(fā)生在特別是其中廢氣包含許多煙灰顆粒或氣溶膠的操作狀態(tài)下。
3、廢氣后處理裝置中的廢氣背壓由于層面堵塞而增加,這可能損害內(nèi)燃機(jī)的效率。如果不去除層面堵塞物,則還可能發(fā)生系統(tǒng)故障。
4、用于防止層面堵塞的一個(gè)選項(xiàng)是向基材的層面提供具有增強(qiáng)的催化特性的含貴金屬的涂層。這種措施例如從文獻(xiàn)ep?2171232?b1得知。由此,已知一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的后處理的裝置,其包括具有限定流體路徑的蜂窩結(jié)構(gòu)的基材,該流體路徑被設(shè)計(jì)成使得流體能夠流過該基材,其中該基材具有定位在該基材的一個(gè)端部處的入口端表面,其中該基材涂覆有化學(xué)涂層。相對于基材上的任何其它化學(xué)涂層,入口端表面上的化學(xué)涂層具有增加的負(fù)載,以便防止和/或消除基材上的表面進(jìn)入閉塞,其中該入口端表面包括三維形貌構(gòu)型,使得基材在入口端處是非平面的,并且化學(xué)涂層布置在該三維形貌設(shè)計(jì)上。
5、由于用于廢氣后處理裝置的此類基材的生產(chǎn)工藝,除貫穿通道的入口開口之外,貫穿通道的入口開口布置在其上的層面不是平坦的,而是可具有不規(guī)則、凹形或凸形設(shè)計(jì)。這使得難以施加本應(yīng)特別是均勻地設(shè)置在貫穿通道之間的所有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上的層面涂層。
6、就此而言,文獻(xiàn)ep?3195348?b1提供了一種用于在單片催化基材上沉積表面涂層的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括布置在流入系統(tǒng)和排出系統(tǒng)之間的涂覆液施加器,其中該涂覆液施加器具有內(nèi)芯和具有高度的外凸塊,涂覆液槽定位在涂覆液施加器下方,用于在涂覆液槽內(nèi)接納涂覆液施加器的全部長度并且保持涂覆液。涂覆液槽被豎直定位成使得涂覆液施加器的凸塊至少部分地浸沒在涂覆液中。涂覆液施加器在操作期間被馬達(dá)以一定預(yù)先確定的旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動(dòng),其中操作根據(jù)來自光傳感器的傳感器信號進(jìn)行控制。在操作期間,將基材涂覆液施加到涂覆液施加器,使單片催化基材以預(yù)先確定的速度移動(dòng)穿過涂覆液施加器,使得一定量的涂覆液從涂覆液施加器轉(zhuǎn)移到單片催化基材的表面,其中,根據(jù)光束是否被涂覆液施加器阻擋的檢測,將涂覆液施加器的高度設(shè)定在所調(diào)整的高度處。
7、此外,文獻(xiàn)ep?3400108?b1公開了一種用于利用包含催化劑組分的液體涂覆基材的終端表面的方法,其中將基材傳送到涂覆輥,并且通過使終端表面與負(fù)載有該液體的涂覆輥接觸而將該液體施加到基材的終端表面。將基材傳送到涂覆輥包括使基材的終端表面與涂覆輥的旋轉(zhuǎn)表面接觸。在這種情況下,使終端表面與涂覆輥的旋轉(zhuǎn)表面接觸。
8、上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是,它不允許對基材的非平面層面進(jìn)行可再現(xiàn)的、均勻的涂覆。涂覆材料深入貫穿通道中的滲透深度也不能通過已知制造工藝進(jìn)行調(diào)整。
9、本發(fā)明的目的是提供一種用于利用減少層面堵塞的涂覆材料涂覆基材的具有貫穿通道的入口開口的層面表面的方法,該方法即使在基材的非平面層面的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)均勻涂覆,并且能夠?qū)崿F(xiàn)可再現(xiàn)層厚度和深入貫穿通道中的滲透深度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、此目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)用于廢氣后處理裝置的基材的方法和根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的對應(yīng)裝置和基材來實(shí)現(xiàn)。
2、另外的實(shí)施方案在從屬權(quán)利要求中指定。
3、根據(jù)第一方面,一種用于生產(chǎn)用于廢氣后處理裝置的基材(1)的方法具有以下步驟:
4、-在彈性基底(11)上施加(s1)涂覆材料(12);
5、-將該基材(1)的表面浸漬或按壓(s2)到該涂覆材料(12)中,
6、在該表面中布置有穿過該基材(1)的貫穿通道(2)的入口開口;
7、-提起(s3)經(jīng)涂覆的基材(1);以及
8、-對經(jīng)涂覆的基材(1)上的該涂覆材料(12)進(jìn)行后處理,并且特別是干燥或煅燒,
9、-其中該彈性基底(11)在柔性襯墊(21)上方延伸,并且該襯墊吸收該基材(1)在該彈性基底(11)上的壓力,使得所有穿過該基材(1)的貫穿通道(2)的入口開口能夠由該涂覆材料(12)
10、潤濕。
11、根據(jù)本發(fā)明的方法有利地用于防止層面堵塞,并且即使在基材的非平面層面的情況下也能夠以可再現(xiàn)的層厚度和涂覆材料深入貫穿通道中的滲透深度實(shí)現(xiàn)均勻涂覆。在這種情況下,涂覆材料優(yōu)選地獨(dú)立于基材的實(shí)際催化涂層在單獨(dú)生產(chǎn)步驟中施加到基材的層面。該層面對應(yīng)于基材的其中貫穿通道的開口并且特別是入口開口在基材中終止的一側(cè)。涂覆通常利用含貴金屬的材料來執(zhí)行。以此方式生產(chǎn)的基材可有利地用于具有一個(gè)或多個(gè)基材的廢氣后處理裝置中。
12、合適的基材是對于汽車排氣領(lǐng)域技術(shù)人員已知的實(shí)施方案。貫穿通道可完全地穿透基材(所謂的流通式基材)或者在壁流式過濾器的情況下可在使得多孔基材材料代表平行延伸的相鄰貫穿通道之間的廢氣過濾器的程度上延伸到基材中。已催化涂覆有催化劑材料的基材也稱為催化劑元件。
13、流通式基材是現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)催化劑元件,可由金屬或玻璃纖維增強(qiáng)紙(波紋載體,例如,wo17153239a1、wo16057285a1、wo15121910a1和其中所引用的文獻(xiàn))或陶瓷材料組成。優(yōu)選地使用耐火陶瓷,諸如堇青石、碳化硅或鈦酸鋁等。單位面積的通道數(shù)量是通過孔密度來表征的,孔密度的范圍通常介于每平方英寸300至900個(gè)孔之間(cpsi)。陶瓷中通道壁的壁厚介于0.5mm至0.05mm之間。
14、現(xiàn)有技術(shù)中常用的所有陶瓷材料可用作壁流式過濾器。優(yōu)選使用由堇青石、碳化硅或鈦酸鋁制成的多孔壁流式過濾器基材。這些壁流式過濾器基材具有流入通道和流出通道,其中流入通道的相應(yīng)的下游端和流出通道的相應(yīng)的上游端由氣密“塞”交替地封閉。由此,迫使待凈化并且流過濾器基材的廢氣穿過流入通道和流出通道之間的多孔壁,這提供極佳的微粒過濾效果。微粒的過濾性能可以通過孔隙率、孔/半徑分布和壁的厚度來設(shè)計(jì)。壁流式過濾器的孔隙率通常大于40%,通常為從40%至75%,并且特別是從45%至70%[如根據(jù)申請日期的最新版本din?66133所測量]。平均孔徑(直徑)為至少3μm,例如從3μm至34μm,優(yōu)選地大于5μm,并且特別是從5μm至28μm或從7μm至22μm[根據(jù)申請日期的最新版本din66134所測量]。
15、基材的貫穿通道中的表面可涂覆有催化劑材料。利用催化劑材料涂覆貫穿通道的工藝步驟是任選的,并且可在利用涂覆材料進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的層面涂覆的工藝步驟之前、期間或之后進(jìn)行。在這些工藝步驟之間,可進(jìn)行干燥、還原和煅燒步驟。
16、該涂覆材料(12)可包含催化活性組分,并且特別是含貴金屬的溶液。涂覆材料可與催化劑材料相同、與其不同或者可具有修改濃度的催化活性組分。涂覆材料可例如基于具有吸附或非吸附特性的含貴金屬的溶液或懸浮液來生產(chǎn);特別地,此處應(yīng)當(dāng)提及含rh、含pt和含pd的貴金屬溶液或懸浮液。然后,此類涂覆材料具有用于將烴類氧化成h2o和co2、將co氧化成co2的催化劑,或者還可幫助還原nox。
17、因此,涂覆材料的催化功能基本上由金屬rh、pt和/或pd并且優(yōu)選地pt和/或pd或rh、或rh和pd提供,該涂覆材料可以是增稠的溶液,或者在另選實(shí)施方案中可負(fù)載在高表面積載體氧化物上。
18、對于本領(lǐng)域技術(shù)人員,用于這些催化活性金屬的合適載體氧化物是高表面積、溫度穩(wěn)定的氧化物。一般來講,這些載體氧化物是氧化鋁、氧化硅、氧化鋯或氧化鈦,或它們的混合物。在本上下文中,活性氧化鋁特別為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。特別描述了具有100m2/g至200m2/g的表面的γ氧化鋁?;钚匝趸X經(jīng)常在文獻(xiàn)中描述并且可商購獲得?;钚匝趸X通常包含相對于氧化鋁多達(dá)10重量%的量的氧化硅或氧化鑭作為穩(wěn)定劑。
19、在另選但為優(yōu)選的實(shí)施方案中,催化功能由負(fù)載在高表面積氧化鋁和普通儲氧材料諸如鈰氧化物、鈰鋯混合氧化物或la、y、pr、nd摻雜的鈰氧化物或鈰鋯混合氧化物的混合物上的rh、和/或pd、和/或pt提供。
20、儲氧材料優(yōu)選地是其中存在鈰/鋯/稀土金屬混合氧化物的那些儲氧材料。氧化鑭、氧化釔、氧化鐠、氧化釹、氧化釤以及這些金屬氧化物中的一者或多者的混合物可例如被認(rèn)為是稀土金屬氧化物。氧化鑭、氧化釔、氧化釹以及這些金屬氧化物中的一者或多者的混合物是優(yōu)選的。特別優(yōu)選的是氧化鑭和氧化釔,并且在本上下文中,氧化鑭和氧化釔的混合物是非常特別優(yōu)選的。在非常優(yōu)選的實(shí)施方案中,最終催化劑元件中的涂覆材料具有氧化功能,特別是對于烴類、co和煙灰。在這種情況下,除前面提及的載體氧化物之外,pt和/或pd主要或僅作為催化活性物種存在于涂覆材料中。
21、然而,用于與涂覆材料一起涂覆的上文提及的貴金屬還可作為可能增稠的低粘度溶液而存在。
22、在本上下文中,貴金屬溶液是貴金屬溶解在溶劑(優(yōu)選地,水)中的那些貴金屬溶液。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道在這種情況下可使用哪些溶液。用于生產(chǎn)該溶液的貴金屬化合物特別是如下:
23、鈀化合物選自四氨合氯化鈀(ii)、氫氧化鈀、氯化鈀、硫酸鈀、硝酸鈀、二亞硝基二氨氯化鈀(ii)、二亞硝基二氨硫酸鈀(ii)、甘氨酸鈀、四氨合硫酸鈀(ii)、雙(乙二氨基)碳酸鈀(ii)、雙(乙二氨基)硫酸鈀(ii)、雙(乙酰丙酮)鈀(ii)、二氨二氯鈀(ii)、水合氧化鈀、四氨合碳酸氫鈀(ii)、雙(乙二氨基)氯化鈀(ii)和醋酸鈀。
24、銠化合物選自氯化銠(iii)、碘化銠(iii)、水合氧化銠(iii)、硝酸銠(iii)和硫酸銠(iii)。
25、鉑化合物選自氯化鉑(ii)、四氯合鉑(ii)酸h2(ptcl4)、二亞硝基二亞硫酸鉑(ii)酸以及它們的鹽、二亞硝基二氨鉑(ii)、四氨合鉑(ii)鹽、硝酸鉑(ii)、六氯合鉑(iv)酸h2(ptcl6)、六羥基合鉑(iv)酸、醋酸四氨合鉑(ii)、四乙基銨六羥基合鉑(iv)、雙乙醇銨六羥基合鉑(iv)以及它們的鹽。
26、為了調(diào)整涂覆材料的粘度,可添加適當(dāng)?shù)闹鷦?,諸如增稠劑、表面活性物質(zhì)、酸或堿、或剪切致稀物質(zhì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道此處如何進(jìn)行(參見例如ep3131660b1)。例如,可向溶液添加助劑材料諸如甲基纖維素以用于增稠。
27、此外,對于根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的催化劑元件的構(gòu)造,基材可涂覆有不同催化劑材料,并且因此形成不同催化劑技術(shù)。可存在以具有一個(gè)或不同催化或污染物吸收催化劑技術(shù)的基材的形式安裝在排氣系統(tǒng)中的多個(gè)部件。根據(jù)本發(fā)明的端面涂層可施加到其中預(yù)期發(fā)生層面堵塞的任何部件。端面涂層的施加和操作模式與部件功能或催化劑技術(shù)無關(guān)。催化劑技術(shù)可例如但不限于是doc催化劑、nsc催化劑、dpf催化劑、三元催化劑(twc)、scr催化劑、asc催化劑或這些技術(shù)的組合。
28、從現(xiàn)有技術(shù)得知各種不同的催化劑材料,例如,具有cu、fe、v、w、ce、sb、nb、zr、mo、al、pd的沸石可用于scr催化劑,如例如從wo?2008/132452a2、wo?2019/096785?a1、wo2019/096786?a1、wo?2022/058404a1、wo?2020/043662?a1、wo?2015/075083?a1、wo?2019/072527a1、wo?2019/072527?a1、wo?2019/219629?a1、wo?2020/039074a1、wo?2018/189177a1、wo?2017/134001?a1、wo?2017/134005a1、wo?2017/134006?a1、wo?2017/134007?a1、wo2013/159825a1、wo?2017/178576?a1、wo?2018/054928?a1、wo?2018/029330a1和wo?2022/128523?a1得知。例如從wo2022223688a1、wo2021151876a1、wo2021140326a1、wo2008000449a2、wo2008113445a1和wo2008113457a1得知用于twc催化劑的催化劑材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉他將何種催化劑材料用于本發(fā)明目的(還可參見例如wo2019121994a1、wo2019121995a1、wo9535152a1、wo2008000449a2、ep0885650a2、ep1046423a2、ep1726359a1、ep1541220a1、ep1900416b1、ep3045226a1、wo2009012348a1和ep1974809b1)。
29、三元催化劑基本上由以下組分組成:貴金屬、高表面積載體氧化物和儲氧材料。它們在大部分情況下包含鉑族金屬諸如pt、pd和rh作為催化活性組分,其中pd和rh是特別優(yōu)選的。催化活性金屬通常被沉積成以便高度分散在高表面積氧化物和儲氧材料上。特別優(yōu)選的是,貴金屬在其與其它組分混合到涂層混合物中之前預(yù)先固定在儲氧材料上。在twc的情況下,分區(qū)或分層實(shí)施方案現(xiàn)在是正常情況。在優(yōu)選實(shí)施方案中,排氣系統(tǒng)中具有根據(jù)本發(fā)明修改的催化劑元件的至少一個(gè)twc具有帶有兩個(gè)不同三元涂層的2層結(jié)構(gòu),優(yōu)選地如ep3247493a1所述。
30、儲氧材料特別是其中存在鈰/鋯/稀土金屬混合氧化物的那些儲氧材料。氧化鑭、氧化釔、氧化鐠、氧化釹、氧化釤以及這些金屬氧化物中的一者或多者的混合物可例如被認(rèn)為是稀土金屬氧化物。氧化鑭、氧化釔、氧化釹以及這些金屬氧化物中的一者或多者的混合物是優(yōu)選的。特別優(yōu)選的是氧化鑭和氧化釔,并且在本上下文中,氧化鑭和氧化釔的混合物是非常特別優(yōu)選的。
31、作為用于催化活性金屬的載體氧化物,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員,優(yōu)選高表面積、溫度穩(wěn)定的氧化物是合適的。一般來講,這些載體氧化物是氧化鋁、氧化硅、氧化鋯或氧化鈦,或它們的混合物。在本上下文中,活性氧化鋁特別為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。特別描述了具有100m2/g至200m2/g的表面的γ氧化鋁?;钚匝趸X經(jīng)常在文獻(xiàn)中描述并且可商購獲得?;钚匝趸X通常包含相對于氧化鋁多達(dá)10重量%的量的氧化硅或氧化鑭作為穩(wěn)定劑。
32、根據(jù)本發(fā)明,層面將以以下這種方式涂覆有涂覆材料:使得僅貫穿通道之間的網(wǎng)的層面表面由涂覆材料涂覆,并且貫穿通道的內(nèi)表面由涂覆材料潤濕至僅達(dá)0mm至20mm、優(yōu)選地介于0mm和5mm之間并且特別優(yōu)選地介于0mm和2mm之間的最大深度。
33、作為生產(chǎn)的結(jié)果,根據(jù)本發(fā)明的待涂覆的基材的層面通常不是平面的,而是相對于其軸向方向可具有凸形或凹形結(jié)構(gòu)或以某種其他方式不規(guī)則成形的結(jié)構(gòu)。這些層面的此3d結(jié)構(gòu)在一批基材內(nèi)還可有所不同。
34、為了均勻涂覆有涂覆材料,以上方法規(guī)定將催化劑元件的層面壓入平坦地施加在彈性基底上的涂覆材料中,其中柔性襯墊位于該彈性基底下方。涂覆材料以液體形式如分散液、懸浮液、溶液、凝膠等來提供,該涂覆材料可與上面提及的催化活性材料一起提供。
35、可規(guī)定將液體涂覆材料平坦地并且特別是以恒定的層厚度施加在特別是水平對準(zhǔn)的彈性基底上。
36、隨后,將待涂覆的基材的層面壓入彈性基底中。彈性基底在基材的層面被壓入時(shí)屈服,并且附接在下方的柔性襯墊提供彈性基底對基材的層面的對應(yīng)的反壓力,使得彈性基底上的涂覆材料在整個(gè)表面上方與該層面接觸,并且涂覆材料由此以恒定的層厚度和恒定的滲透深度施加到貫穿通道的內(nèi)表面,盡管基材的層面不均一也是如此。
37、基底彈性地形成有封閉表面,以便在基材的層面被按壓時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)形狀的彈性?;椎姆忾]表面防止涂覆材料滲透到彈性基底的材料中及其下方,并且由此確保涂覆材料的材料損失最小化和彈性基底的使用壽命更長。
38、彈性基底可以是彈性塑料或橡膠材料,并且特別是泡沫橡膠材料以及光滑和/或封閉表面。此基底將被選擇成使得例如在5n/cm-25n/cm并且優(yōu)選地6n/cm-15n/cm的施加力(iso?2118)下伸長率為1%,或者材料寬度的剛度為50kp/cm至200kp/cm(根據(jù)din?53505的肖氏a硬度為60-95并且優(yōu)選地70-90)?;卓衫缬删哂杏蓀vc、pu或腈制成的涂層的聚酯組成。
39、特別地,材料諸如例如具有封閉表面的泡沫橡膠材料可接觸基底。例如,可使用氯丁橡膠、泡沫橡膠和硅樹脂、塞洛瑪(“werkstoffeigenschaften?undschwingungsisolation?technische?informationen”,rrg?industrietechnik?gmbh,www.rrg.de)等。泡沫橡膠材料的彈性特性可例如以介于10和18之間并且特別是12-14的肖氏a硬度(根據(jù)din?53505)和/或介于0.1g/cm3至1g/cm3之間的密度來描述。
40、然而,在基材的層面上具有極度不均一度的情況下,根據(jù)本發(fā)明,如果在彈性基底下方存在一旦基材被壓到彈性基底上就向彈性基底生成適當(dāng)?shù)姆磯毫Φ墓δ?,則這是非常有利的。根據(jù)本發(fā)明,柔性襯墊在此充當(dāng)生成反壓力的這種單元。在這種情況下,柔性襯墊有利地位于相對于柔性襯墊和彈性基底更硬但并非彈性的單元的凹陷部中,該單元優(yōu)選地為本身不能從所壓入的基材滑移的基底板。這有助于充分地穩(wěn)定柔性襯墊以防滑移。
41、柔性襯墊通過面向彈性基底的下側(cè)的柔性上側(cè)來表征。柔性襯墊由例如任選的護(hù)套和填充物組成。護(hù)套和填充物可由相同材料組成。例如,可使用簡單的泡沫墊或硅樹脂襯墊。柔性襯墊優(yōu)選地選自塑料材料,諸如硅樹脂墊等。特別優(yōu)選地,使用具有高達(dá)10mm并且優(yōu)選地2mm的厚度和60±5的肖氏a硬度(根據(jù)din?53505)的硅樹脂墊。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉其他另選方案。
42、為了固定柔性襯墊以防滑移,柔性襯墊優(yōu)選地貼靠在已結(jié)合到對應(yīng)尺寸、固定并且非彈性的單元(例如,基底板)中的凹陷部中。優(yōu)選地,柔性襯墊還可由基底板中的由柔性、水密和氣密材料(例如,類似上述殼體)覆蓋的凹陷部形成。這在基底板和覆蓋物之間產(chǎn)生腔體,該腔體在此稱為柔性襯墊。固定必須以使得防止填充物從襯墊滲漏的方式設(shè)計(jì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉該設(shè)計(jì)過程。
43、柔性襯墊的填充物優(yōu)選地為氣體諸如空氣,或液體諸如水或硅油,或凝膠諸如利用增稠劑增稠的水混合物。例如,瓊脂、瓜爾膠、鈉溶膠和甲基纖維素可用作增稠劑。特別優(yōu)選的是使用穩(wěn)定的水混合物。為了穩(wěn)定優(yōu)選使用的水,可使用例如甘油、硅油或類似的油的添加物。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉用于穩(wěn)定水以防例如真菌形成的可能性。
44、然后,以以下這種方式將柔性襯墊或具有柔性襯墊的基底板定位在彈性基底下方:使得當(dāng)基材被壓入彈性基底中時(shí),柔性襯墊可在彈性基底上方施加將涂覆材料壓入基材中所需的反壓力。因此,基底板(如果存在的話)必須根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員的要求來設(shè)計(jì)和定位。
45、因此,基底板優(yōu)選地具有用于柔性襯墊的凹陷部或形成柔性襯墊。凹陷部還優(yōu)選地對應(yīng)于待壓入的基材的尺寸。凹陷部應(yīng)當(dāng)被設(shè)計(jì)成使得一旦基材被壓入彈性基底和柔性襯墊中,在彈性基底上的涂覆材料就被壓在基材上并且壓入基材中。為了穩(wěn)定凹陷部,如果凹陷部由緊固環(huán)包圍,則這可為有利的。這促進(jìn)凹陷部的邊緣的硬化,從而有利于柔性襯墊固定在凹陷部中。在基底板的凹陷部中的對應(yīng)柔性襯墊在圖5中以平面圖示出并且在圖6中以側(cè)視圖與相關(guān)聯(lián)彈性基底一起示出。此外,如果凹陷部具有襯墊可經(jīng)由其連接到用于襯墊的填充材料的入口的穿過基底板的通路,則這可為有利的。因此,柔性襯墊中的填充材料的量可從外部快速適應(yīng)于新基材或涂覆材料的規(guī)格,而不必插入新襯墊。
46、柔性襯墊的形狀適應(yīng)于待涂覆有涂覆材料的基材。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道此處如何進(jìn)行。凹陷部的直徑應(yīng)當(dāng)對應(yīng)于待涂覆的基材的形狀,并且其大小至少與所采用的基材大小相同或更大,并且優(yōu)選地比基材直徑大10mm-30mm。凹陷部的深度優(yōu)選地為2mm-15mm,并且更優(yōu)選地為2mm-5mm。
47、原則上,彈性基底和柔性襯墊的彈性或可變形性可被選擇成使得基材的層面的不均一度在被壓入基底中時(shí)致使基底抵靠層面的整個(gè)表面,并且涂覆材料因此被施加到整個(gè)層面。層面?zhèn)鹊谋砻娴娜魏涡螤畹暮暧^不均一度可通過基底的彈性和作用在基材或催化劑元件上的力的相互作用來補(bǔ)償。
48、由彈性基底和柔性襯墊組成的整個(gè)系統(tǒng)相應(yīng)地施加適應(yīng)于待涂覆的基材的彈性。由此,彈性可特別有利地通過柔性襯墊的填充水平來控制。此彈性可被選擇成例如使得在層面表面的宏觀不均一度為例如+/-3mm并且優(yōu)選地+/-1.5mm并且基材對彈性基底和柔性襯墊的接觸壓力為例如介于5n和150n之間的情況下,基材的所壓上的表面貼靠在全表面上,以便實(shí)現(xiàn)涂覆材料在層面表面的所有區(qū)域上的均勻施加。最大接觸力應(yīng)當(dāng)僅受基材的機(jī)械穩(wěn)定性限制。
49、因此,彈性基底和柔性襯墊的材料可關(guān)于其彈性或可變形性來選擇,使得在基材的層面具有一定不均一度的情況下,該材料允許基底的表面貼靠在整個(gè)層面表面上。用于在凹陷部中接納柔性襯墊的單元并非彈性的。與彈性基底和柔性襯墊相比,該單元具有高得多的剛度,使得來自基材對彈性基底和柔性襯墊的壓力不造成此單元的任何變形。
50、基材的層面被相應(yīng)地壓到彈性基底上以施加涂覆材料,其結(jié)果是涂覆材料施加到基材的層面表面,并且其中彈性基底加上柔性襯墊的柔性使得可適應(yīng)于基材的層面上的不均一度。出于此目的,如果液體涂覆材料施加到并且特別是以恒定的層厚度施加到彈性基底的整個(gè)表面,則這是有利的。施加到彈性基底的涂覆材料的層厚度優(yōu)選地為0.2mm至4mm,優(yōu)選地為0.2mm至2mm,并且特別優(yōu)選地為0.2mm至1mm。
51、為了簡化涂覆材料以恒定的層厚度到彈性基底的全表面施加,涂覆材料優(yōu)選地特別是通過使用用于調(diào)整粘度的物質(zhì)(例如,膠凝劑諸如多糖、纖維素等)來形成有增加的或合適的粘度。粘度還關(guān)于基底的表面特性來選擇,使得避免由于涂覆材料的表面張力而引起收縮或液滴形成或島狀物形成。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道此處如何進(jìn)行。
52、此外,涂覆材料應(yīng)當(dāng)具有剪切致稀特性,使得涂覆材料的施加不導(dǎo)致膜破裂等。例如,此處0.5pa*s至10pa*s并且特別是1pa*s至6pa*s的粘度可為適合的,其中剪切速率介于12l/s和20l/s之間并且特別是介于14l/s和17l/s或16l/s之間(根據(jù)din?53019,在20℃下,具有cc39系統(tǒng)的安東帕rheolab?qc旋轉(zhuǎn)流變儀)。剪切致稀允許材料在穩(wěn)定膜中的所需均勻分布。
53、在壓入工藝之前,一定量的涂覆材料在彈性基底上的施加和在基材的層面可容納在其中的表面上的分布可優(yōu)選地通過刮涂刀來完成。另選地,在壓入工藝之前,涂覆材料還可借助于膜施加器施加到彈性基底的表面。此外,在壓入工藝之前,涂覆材料可借助于狹縫模具施加到相對于該狹縫模具移動(dòng)的彈性基底。移動(dòng)的彈性基底可優(yōu)選地由傳送帶構(gòu)成。這允許彈性基底繼續(xù)在柔性襯墊上方移動(dòng)。因此,涂覆材料可施加到移動(dòng)彈性基底,然后基材可在柔性襯墊上方壓入傳送帶上的涂覆材料中(圖6)。多余涂覆材料可優(yōu)選地從呈傳送帶形式的移動(dòng)彈性基底去除,并且可被供應(yīng)以重復(fù)使用。同樣地,可能并且優(yōu)選的是,先前涂覆操作的在涂覆材料的施加之前剩余的殘留涂覆材料特別是通過刮擦來去除。
54、然后,涂覆材料在基材中的區(qū)域長度可經(jīng)由涂覆材料的粘度、施加到彈性基底的層厚度、接觸持續(xù)時(shí)間和基材的壓入壓力來確定。以此方式涂覆的區(qū)域長度可優(yōu)選地為0mm至20mm,更優(yōu)選地為介于0mm和5mm之間,并且特別優(yōu)選地為介于0mm和2mm之間。這些涂覆形式提供涂覆材料在彈性基底上的能夠非常精確地調(diào)整的層厚度的可能性,該層厚度具有特別是小于±0.5mm至±0.1mm并且特別優(yōu)選地低至±0.05mm或甚至±0.03mm的一致性,并且因此特別是結(jié)合封閉表面提供可再現(xiàn)且限定的涂覆材料到基材或催化劑元件的轉(zhuǎn)移。
55、在將層面從涂覆材料中提起之后,可對基材進(jìn)行熱處理以干燥或煅燒。
56、根據(jù)另外的方面,提出了一種用于生產(chǎn)用于廢氣后處理裝置的基材(1)的裝置(10),該裝置包括:
57、-特別是水平取向的具有封閉表面的彈性基底(11);
58、-施加單元(13),該施加單元被配置為將液體涂覆材料(12)施加到該基底(11);
59、-壓入單元(16),該壓入單元被設(shè)計(jì)成在已經(jīng)施加該涂覆材料(12)之后將待涂覆的基材(1)浸漬或按壓到該涂覆材料(12)
60、中,其中該彈性基底(11)在柔性襯墊(21)上方延伸,并且此襯墊以使得所有穿過該基材(1)的貫穿通道(2)的入口開口能夠由該涂覆材料(12)潤濕的方式吸收該基材(1)在該彈性基底(11)上的壓力。
61、在優(yōu)選實(shí)施方案中,該裝置的特征在于,不可彈性變形的基底板布置在該彈性基底和該襯墊下方。另外的優(yōu)選實(shí)施方案是其中該基底板具有凹陷部的實(shí)施方案,該柔性襯墊被包圍到該凹陷部中以防止滑移。最優(yōu)選地,該基底板提供用于利用填充材料(例如,空氣或水或凝膠)填充該柔性襯墊的側(cè)向布置的通路。
62、根據(jù)另外的方面,提供一種根據(jù)上面的方法中的一種方法得到的基材。