(57)【要約】  本発明は、マイクロ押出成形によって、触媒、触媒担体、又は吸着剤の成形体を製造する方法であって、成形体前駆体材料のペースト状押出成形用化合物が、可動マイクロ押出成形ノズルを通して押出成形され、マイクロ押出成形ノズルの運動によって、成形体前駆体が、層で作製され、成形体前駆体が、次いで熱処理を施され、成形体前駆体を作製するために、ペースト状押出成形用化合物が、複数のマイクロ押出成形ノズルを通して同時に押出成形されることを特徴とする方法に関連する。更に、マイクロ押出成形ノズルを、押出成形ヘッドに一列に配置することができる。層の成形体前駆体の作製のために、押出成形ヘッドはまた、水平に約90°回転可能であり、互いに直交する空間方向に動かすこともできる。一実施形態において、層の成形体前駆体の作製は、互いに直交する空間方向に動かされる、少なくとも2個の押出成形ヘッドによって行うことができる。【選択図】図２
2021534973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ押出成形によって、触媒、触媒担体、又は吸着剤の成形体を製造する方法であって、成形体前駆体材料のペースト状押出成形用組成物が、可動マイクロ押出成形ノズルを通して押出成形され、マイクロ押出成形ノズルの運動によって、成形体前駆体が、層方向に構築され、成形体前駆体が、引き続いて熱処理を施され、ここでそれぞれの成形体前駆体を構築するために、ペースト状押出成形用組成物が、複数のマイクロ押出成形ノズルを通して同時に押出成形される、方法。
【請求項２】
押出成形が、押出成形ヘッドに一列に配置された、複数のマイクロ押出成形ノズルによって実施される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
成形体前駆体の層方向の構築のために、押出成形ヘッドが、水平に90°回転可能であり、互いに直交する空間方向に動かされる、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
成形体前駆体の層方向の構築が、互いに直交する空間方向に動かされる少なくとも2個の押出成形ヘッドによって実施される、請求項2に記載の方法。
【請求項５】
複数の押出成形ヘッドが、機械的に連結され、一緒に動かされる、請求項2から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
複数の成形体前駆体が、可動プラットフォーム上で同時に生成される、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
プラットフォームが、マイクロ押出成形ノズルに対して、連続的に又は不連続的に動かされる、請求項6に記載に方法。
【請求項８】
プラットフォームが、複数の成形体前駆体の生成の後、不連続的に動かされる、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
成形体前駆体の生成の間、プラットフォームが、連続的に動かされ、マイクロ押出成形ノズルの運動が、プラットフォームの運動を補償する、請求項7に記載の方法。
【請求項１０】
可動プラットフォームが、循環ベルトである、請求項6から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
循環ベルトが連続ベルトである、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
循環ベルトが、個別のセグメントを備える、請求項10に記載の方法。
【請求項１３】
循環ベルト上で、成形体前駆体を、熱処理として乾燥させることが施され、ベルトが、少なくとも1つの乾燥させる区間を通過する、請求項6から12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
循環ベルトが、ベルト乾燥機又はベルトか焼炉の一部である、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
循環ベルトが、穿孔を有し、少なくとも1つの乾燥させる区間において、穿孔を通じて流れる加熱ガスによる乾燥が行われる、請求項13又は14に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ押出成形によって触媒及び触媒担体又は吸着剤の成形体を製造する方法であって、成形体が、複数のマイクロ押出成形ノズルによって構築される方法に関連する。マイクロ押出成形によって化学触媒を付加製造する方法は、「ロボキャスティング」又は「直接インク書き込み」(DIM)とも称される。
【背景技術】
【０００２】
多くのプロセスで、成形体形態の化学触媒が使用される。こうした成形体は、しばしば、シリンダー、中空シリンダー又は球の形態である。例えば、三つ葉状若しくは星型の断面を有する成形体、又は複数の中空シリンダー形開口部を有する成形体も使用される。こうした成形体は、押出成形、打錠によって、又は球の場合、回転板上での凝集によっても製造される。
【０００３】
しかし、こうした従来の方法で製造することができる成形体のトポロジー的な自由度は、一般に制限される。
【０００４】
EP1127618A1には、錠剤化によって製造された、円形の端面を有する中空シリンダー形が記載されている。DE10226729A1には、押出成形によって製造された、押出成形方向に平行な切り込みを有するシリンダー形が記載されている。WO2016/156042A1には、押出成形によって製造された、4つの平行な中空シリンダー形開口部を有する成形体が記載されている。
【０００５】
より多様な成形体トポロジーを、しばしば3D印刷法とも称される付加製造法によって製造することができる。
【０００６】
包括的な用語である付加製造法には、一連の様々な方法を包含される。これらは、共通して、三次元成形体が、付加手段によって、すなわち、材料の連続的な付加によって構築されることを含む。
【０００７】
化学触媒の製造について、2種の付加製造法が特に記載されている。
【０００８】
米国特許第8,119,554号には、化学触媒を製造するための、いわゆる粉体床印刷法が記載されている。米国特許第9,278,338号に、同様に、化学触媒を製造するための、いわゆる粉体床印刷法が記載されている。両方の文献には、従来の錠剤化法又は押出成形法によっては得られなかったであろう外形を有する触媒成形体も記載されている。WO2016/166526及びWO2016/166523にも、従来の錠剤化法又は押出成形法によっては得られなかったであろう外形を有する触媒成形体の製造が記載されている。
【０００９】
しかし、粉体印刷法は、化学触媒を製造するにはあまり適切なものではない。例えば、粉体の構成要素が、液状接着剤と反応するか、又はそれに可溶である場合に困難になる。こうして得られた成形体はまた、一般に、高温でか焼して十分な機械的安定性を得ねばならず、これは、触媒特性に強い影響を及ぼし得る。特定の密度、従って体積要素において利用可能な活性組成物もまた、しばしば低い。
【００１０】
C.R.Tubioらは、Journal of Catalysis 334(2016)110〜115において、ロボキャスティング法による化学触媒成形体の製造を記載している。著者によって、「木杭(wood pile)」と記載された構造を有する、こうして得られた触媒成形体は、従来の押出成形法及び錠剤化法のいずれでも得ることができない。こうしたロボキャスティング法の1つの利点は、出発物質が従来の押出成形法と同様に扱われることであり、それは、この方法に相対的に広い利用可能性をもたらす。
【００１１】
3D-マイクロ押出成形技術(3D-ロボキャスティング技術)は、例えば、米国特許第7,527,671号、米国特許第6,027,326号、米国特許第6,401,795号、Catalysis Today 273(2016)、234〜243頁、Journal of Catalysis 334(2016)、110〜115頁、又は米国特許第6,993,406号に記載されている。
【００１２】
触媒成形体は、個別で又は少数で、例えばモノリスの形態で、例えば自動車の排ガス触媒において使用することができる。化学品を製造する方法において、触媒成形体は、しばしば、個別ではなく、むしろ不規則充填(dumped packing)の形態、いわゆる触媒床で使用される。
【００１３】
付加製造技術で得られる外形を有する成形体は、化学触媒用の打錠又は押出成形によって入手可能な従来の外形よりも、様々な利点を有することができる。巨視的な経路構造を有する成形体は、特に、相対的に小さい圧力損失で、触媒床体積当たり相対的に高い外形表面積を有することができる。
【００１４】
付加製造法は、しばしば、「ラピッドプロトタイピング」とも記載される。したがって、大抵、それらは、典型的には、一度限りのものとして、又は小さなバッチで、特定の成形体のプロトタイプを製造することができるように開発された。しかし、市販の反応器で使用するための化学触媒成形体は、しばしば、単一反応器ラインを満たすのに数トンから数百トンの規模で必要とされる。これは、数百万もの成形体に対応する。
【００１５】
触媒及び触媒担体をマイクロ押出成形するための先行技術の方法において、触媒又は触媒担体の成形体は、それぞれの場合、押出成形ヘッドから、対応する組成物を押出成形することによって製造され、一般に、押出成形ヘッドは、3つの空間方向で動かされ、それぞれの場合、1つのストランドのみを押出成形するための、1つの開口部を有する。
【００１６】
押出成形するための、1つの開口部のみを有する、こうした先行技術の押出成形ヘッドは、極めて個別の寸法の成形体(ラピッドプロトタイピング)の構築を可能にするが、多数の同じ成形体の大量生産には幾分不向きである。先行技術のマイクロ押出成形によって製造された、触媒又は触媒担体の成形体の、それぞれの個別の層の構築は、一般に、押出成形ヘッドの運動の方向において、多くの、極めて正確な変化、好ましくは、迅速な、突然の変化を必要とする。これは、一般に、個別寸法の1つの成形体の可能性についてではなく、むしろ標準化された成形体を多数、ほとんどエラーなく、高い信頼性をもって製造することについて関心が寄せられているために、触媒又は触媒担体の大量生産において特に問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって本発明は、その目的のために、成形体としての触媒又は触媒担体を多数、高い費用効率で製造することができる方法を見出さねばならない。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
目的は、マイクロ押出成形によって、触媒、触媒担体、又は吸着剤の成形体を製造する方法であって、成形体前駆体材料のペースト状押出成形用組成物が、可動マイクロ押出成形ノズルを通して押出成形され、マイクロ押出成形ノズルの運動によって、成形体前駆体が、層方向に構築され、成形体前駆体が、引き続いて熱処理を施され、ここでそれぞれの成形体前駆体を構築するために、ペースト状押出成形用組成物が、複数のマイクロ押出成形ノズルを通して同時に押出成形される方法によって実現される。
【００１９】
こうして製造された成形体は、使用される押出成形可能な配合物の種類に応じて、担体物質のみ、担体物質及び1種以上の活性成分、又は活性成分のみを含むことできる。マイクロ押出成形及び不連続なストランドの結合によって、巨視的に多孔質な触媒成形体、触媒担体成形体、又は吸着剤成形体が製造される場合が好ましい。
【００２０】
一般に、押出成形用組成物の流れと一緒に供給される、複数のマイクロ押出成形ノズルは、押出成形ヘッドにおいて、一列で互いに隣り合って配置され、上記ヘッドと共に一緒に動かされる。したがって、上記の不都合な点は、マイクロ押出成形された成形体を構築するために、押出成形ヘッドが、ストランドのマイクロ押出成形用の開口部を複数有する点において、本発明の方法によって改善される。
【００２１】
本発明は、図1から図4によってより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】複数のマイクロ押出成形ノズルを有する押出成形ヘッド、及びそれを通して同時に押出成形された、押出成形用組成物の平行ストランドの模式図を示す。
【図２】複数のマイクロ押出成形ノズルをそれぞれ有し、互いに直交して配置され、動かされる、2個の押出成形ヘッドの配置、及び押出成形用組成物のストランドの、こうして押出成形された層の模式図を示す。
【図３】装置が互いに直交して配置され、動かされる、複数の、しっかりと機械的に相互接続された押出成形ヘッドの装置の配置、及び構築物に存在する押出成形ストランドの層で構成された、こうして生成された複数の成形体前駆体の模式図を示す。
【図４】マイクロ押出成形によって生成された立方体状の「木杭」構造からの、シリンダー形構造、環状構造、又は多葉型構造の打ち抜きの模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
押出成形ヘッドの開口部(マイクロ押出成形ノズル)は、一列に配置されることが好ましく、押出成形ヘッドを、この列の並びに直交して動かすことによって、マイクロ押出成形ストランドが並列配置で形成されるようにし、好ましくは、それらが互いに接触しないようにする。こうした押出成形ヘッドの模式図を図1に示す。1個の押出成形ヘッド1に配置された、複数のマイクロ押出成形ノズル2は、複数の平行ストランドの層3を同時に生成する。
【００２４】
本発明の方法の好ましい一実施形態において、少なくとも2個の押出成形ヘッドが、個別の成形体の構築において必要とされる。こうした方法は、図2の例によって説明される。少なくとも2個の押出成形ヘッド1a及び1bは、押出成形工程の間、垂直に、且つ水平に、すなわち、成形体前駆体の層方向の構築の面において、それぞれの場合で、x方向又はy方向のいずれかのみで、段階的に動かされるように配置される。この目的のために、マイクロ押出成形ストランドの層3a及び層3bからの、成形体の連続的な層方向の構築において、上記ヘッドは、構築中の成形体を交互に通り過ぎる。特に、多数の成形体前駆体を同時に構築することも可能である。但し、2個の押出成形ヘッド1a及び1bは、構築中の多数の成形体前駆体をそれぞれ交互に通り過ぎる。
【００２５】
本発明の方法のこの実施形態において、成形体前駆体の層方向の構築は、互いに直交する空間方向に動かされる、少なくとも2個の押出成形ヘッドによって実施される。
【００２６】
好ましい一実施形態において、x方向又はy方向に動く押出成形ヘッドはそれぞれ、複数の成形体前駆体を層方向に構築する。
【００２７】
本発明の方法において、複数の押出成形ヘッドを、それぞれ、x方向又はy方向に同調して動かすことができるように、複数の押出成形ヘッドをしっかりと機械的に組み合わせることも可能である。これの模式図を図3に示す。各押出成形ヘッド1a、1b、及び1cは、y方向に可動な装置4にしっかりと機械的に接続され、各押出成形ヘッド1d、1e、及び1fは、x方向に可動な装置5にしっかりと機械的に接続されている。
【００２８】
本発明の方法のこの実施形態において、複数の押出成形ヘッドは、機械的に連結され、一緒に動かされる。
【００２９】
本発明の方法のさらなる一実施形態において、複数のマイクロ押出成形ノズルを有する本発明の押出成形ヘッドもまた回転可能である。押出成形ヘッドは、例えば、特定の角度、例えば90°回転可能であり、平行なマイクロ押出成形ストランドの任意の層が押出成形された後、成形体の構築中に、ストランドがマイクロ押出成形される面に対して平行な面で、この角度、例えば、90°回転することができる。
【００３０】
本発明の方法の好ましい一実施形態において、成形体前駆体の層方向の構築のために、押出成形ヘッドが、水平に90°回転し、互いに直交する空間方向に動かされる。
【００３１】
しっかりと機械的に相互接続された複数の押出成形ヘッドは、しっかりと接続された押出成形ヘッドの装置全体を回転することによって、ある角度、例えば、90°回転して配列することもできる。したがって、本発明の方法のこの実施形態において、複数の押出成形ヘッドは、同様に、しっかりと機械的に連結され、一緒に動かされる。
【００３２】
本発明の方法では、様々な外形を有する外面形状の成形体の形成が可能である。多孔性及び物質移動の特性に関して有利な外形は、例えば、立方体の形状を有する、いわゆる「木杭状」構造によって示される。しかし、立方体の形状外形を有する触媒又は触媒担体は、その充填特性に関して、こうした触媒成形体の不規則床(dumped bed)における使用について必ずしも有利ではない。ここで、図4に図式的に示すように、各打ち抜き型7a、7b、7c、又は7dを使用して、立方体状の「木杭」構造6から、シリンダー形構造8a、環状構造8b、又は多葉型構造8c若しくは多葉型構造8dを打ち抜くことが有利であり得る。得られる切れ端9a、9b、9c、又は9dは、有利なことに、場合により、ミリング(milling)ステップの後、製造工程で再利用される。
【００３３】
マイクロ押出成形ノズルは、一般に、5mm未満、好ましくは4mm未満、特に好ましくは0.05〜3mm、特に0.2〜2mmの直径を有する。
【００３４】
本発明の方法によって製造される成形体の幾何学的分解能は、必然的に、マイクロ押出成形ノズルの直径によって画定される。本発明の方法は、好ましくは、少なくとも3mm、特に好ましくは少なくとも5mm、特に少なくとも10mmの最小直径を有する成形体を製造するのに用いられる。
【００３５】
本発明で製造される成形体の最大サイズは、実質的に、本発明のプラットフォーム及び任意の囲いの寸法、並びにマイクロ押出成形ヘッドの運動範囲によっても画定される。本発明の方法で製造される触媒の最大直径は、好ましくは1m以下、特に好ましくは30cm以下、特に10cm以下である。
【００３６】
10cmよりも大きな寸法は、触媒反応を実施する器具に、概ね、極めて正確に適合するモノリス成形体で特に企図される。こうした用途の例には、排ガス処理の多くの方法が含まれる。
【００３７】
10cm以下の寸法、好ましくは5cm以下の寸法、特に3cm以下の寸法は、触媒反応を実施する器具に個別に適合するのではなく、むしろ触媒床における、いわゆる不規則充填として使用される成形体で特に企図される。こうした器具の例は、断熱反応器又は等温反応器、又は任意の所望の中間形態、特に、管束、プレート、不規則充填、又はトレイの反応器の形態である。こうした方法の例には、化学化合物を製造するための、多くの化学産業工程が含まれる。
【００３８】
乾燥させるステップ、又はさらなる熱処理はまた、本発明で製造される触媒成形体の収縮を引き起こすこともあり、マイクロ押出成形ノズル及び新しくマイクロ押出成形された(「未加工の」)成形体の寸法において考慮する必要があり得る。
【００３９】
標準の押出成形法でも用いられる配合物は、原則として、押出成形用組成物として好適である。触媒前駆体材料の粒径が、マイクロ押出成形ノズルに対して十分に小さいことが前提条件である。最大の粒子(d99値)は、ノズル直径よりも、好ましくは1/5以下であり、特に1/10以下であるべきである。
【００４０】
好適な配合物は、マイクロ押出成形に要求されるレオロジー特性を示す、ペースト状の懸濁液である。前述の文献に、好適なレオロジー特性がどのように定められ得るかが詳細に記載されている。必要であれば、結合剤及び粘度調節添加物、例えば、デンプン又はカルボキシメチルセルロースを配合物に添加することができる。
【００４１】
マイクロ押出成形可能な、ペースト状懸濁液は、好ましくは、液体希釈剤として水を含むが、有機溶媒も使用することができる。懸濁液は、触媒活性組成物又は触媒活性組成物用の前駆体化合物だけでなく、無機担体物質又は不活性物質も含むことができる。一般に使用される担体物質又は不活性物質の例は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、珪藻土、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、ハイドロタルサイト、スピネル、ペロブスカイト、金属リン酸塩、金属ケイ酸塩、ゼオライト、ステアタイト、コーディエライト、炭化物、及びその混合物である。
【００４２】
本発明の方法を用いて、本質的に、担体物質又は不活性物質のみを含む成形体を製造することができる。本発明の方法によって製造された、こうした成形体は、次いで、さらなる方法ステップにおいて、例えば、含浸させるステップ、又は被覆するステップ、場合により、更に熱処理するステップによって、触媒成形体へ変換することができる。
【００４３】
本発明の方法によって製造される成形体の、幾何学的分解能は、必然的に、マイクロ押出成形ノズルの直径によって画定される。本発明の方法は、好ましくは、少なくとも3mm、特に好ましくは少なくとも5mm、特に少なくとも10mmの最小直径を有する成形体を製造するのに用いられる。
【００４４】
本発明の方法の使用の例は、排ガス、例えば、酸化窒素又は笑気ガスを処理するためのモノリス成形体であり得る。
【００４５】
。
本発明の方法の使用の例には、例えば、二酸化硫黄から三酸化硫黄への酸化のための、又はエチレンからエチレンオキシドへの酸化のための、合成ガスを製造する方法において、触媒床の不規則充填として典型的に使用される成形体も含まれる。
【００４６】
SO2からSO3への酸化用の触媒を製造するのに好適な押出成形可能な配合物は、例えば、WO2016/156042A1に記載されており、特に、WO2016/156042A1の実施例1を参照されたい。一実施形態において、触媒成形体を製造するための本発明の方法は、SO2からSO3への酸化に用いられる。
【００４７】
成形体前駆体は、好ましくは、可動基材(プラットフォーム)に構築される。プラットフォームは、マイクロ押出成形ノズル及び押出成形ヘッドに対して、連続的に、又は不連続的に動かすことができる。
【００４８】
本発明の一実施形態において、プラットフォームは、複数の成形体前駆体の、層方向の生成の後、不連続的に動かされる。例えば、複数の成形体をロボキャスティングした後、プラットフォームは、次のロボキャスティングするステップのために、プラットフォームの自由領域が再度利用可能になるほど十分に、はるか前方に動かすことができる。
【００４９】
しかし、本発明の好ましい一実施形態において、プラットフォームは、成形体の層方向の生成の間、連続的に動かされ、マイクロノズルの運動が、プラットフォームの運動を補償する。この目的のために、3つの空間方向における、マイクロ押出成形ノズル/押出成形ヘッドの電子制御手段は、プラットフォームの並進運動が、マイクロ押出成形ノズル/押出成形ヘッドの追加の並進運動によって補償されるように構成される。プラットフォームの運動を補償するベクトル運動成分による、こうした制御補償は、当業者に公知である。
【００５０】
本発明の方法で製造された成形体の幾何学的分解能(正確性)はまた、マイクロ押出成形ノズル/押出成形ヘッド及びプラットフォームの、運動及び位置決めの正確性によって、特に、マイクロ押出成形ノズル/押出成形ヘッドとプラットフォームとの間の相対的な運動の正確性によっても画定される。本発明の成形体の、所望の分解能に必要な、マイクロ押出成形ノズル/押出成形ヘッド及びプラットフォームの、運動及び位置決めの正確性の評価は、当業者にとって、一般の数学の知識を用いて可能である。
【００５１】
プラットフォームが、ロボキャスティングするステップが実施される領域から、熱処理が実施される領域へ、連続的に、又は不連続的に動かされる場合が好ましい。好ましい一実施形態において、可動プラットフォームは循環ベルトである。循環ベルトは、連続ベルト、例えば、硬いゴムベルトであってもよい。金属資材で製造された、チェーンベルト又は平ベルトを使用することが好ましい。セラミック資材は、例えば、ベルト構造のプラットフォーム及びセグメントとして使用することもできる。プラスチック、例えばテフロンもまた、熱処理の温度で許容されるならば、使用することができる。このベルト構造は、好ましくは、ベルト構造のセグメントが、1循環後、その開始点に戻るように、軌道車の軌道のように配置される。
【００５２】
好ましい一実施形態において、循環ベルトで、成形体は、熱処理として乾燥が施され、ベルトは、少なくとも1つの乾燥させる区間を通過する。乾燥は、複数の乾燥させる区間において、様々な温度で行うことができる。循環ベルトが、穿孔を示し、少なくとも1つの乾燥させる区間において、穿孔を通じて流れる加熱ガスによって乾燥が行われることが好ましい。しかし、マイクロ押出成形による触媒成形体前駆体の生成及びその熱処理は、様々な循環ベルトで行うこともできる。
【００５３】
したがって、ロボキャスティングするステップが実施される、第1の領域、及び熱処理が実施される、少なくとも1つの、第2の領域を通過した後、ベルトは、成形体が離れ落ちるように反らされ、例えば、ベルトが、反対方向に引き戻されながら、さらなる方法ステップに移行し、再度反らされた後、ロボキャスティングするステップが実施される領域に戻される。
【００５４】
成形体は、ベルト構造を離れた後、1つ以上のさらなる方法ステップ、例えば、特により高温で、更に熱処理するステップ、又は仕上げするステップ、又は包装するステップを施されることがある。
【００５５】
本発明のベルト構造は、例えば、ローラー、ホイール、又は歯車によって曲げることができる。
【００５６】
プラットフォーム及びベルト構造は、ガス流を、ベルト構造を通して垂直に導入することができるように、特に、成形体の均一な熱処理又は乾燥を確実に行うために、好ましくは穿孔され、すなわち、開口部を設けられる。
【００５７】
プラットフォーム及びベルト構造は、網若しくは編組の形態、又はヒンジで接続されたプレートの形態であってもよい。ベルト、又はベルトの個別のセグメントが、金属資材で製造される場合が好ましい。
【００５８】
熱処理するステップにおける入熱は、例えば、マイクロ波放射、電動アセンブリ若しくは蒸気動力アセンブリ、燃料ガスによる直接加熱、又は予熱ガスの導入によって行うことができる。
【００５９】
本発明の方法において、プラットフォーム(ベルト構造)の少なくとも個別の領域が、大部分で密閉され、又は少なくとも吸引可能な筐体(チャンバー)に配置される場合が好ましい。特に、熱処理するステップは、一般に、密閉システムにおいて、例えば、ベルト乾燥機又はベルトか焼炉において実施される。用語「ベルト乾燥機」及び用語「ベルトか焼炉」は、一部重複してもよく、したがって、ベルトか焼炉は、ベルト乾燥機と同様に構築されてもよいが、相対的により高い温度で操作される。乾燥させるステップ及び更に熱処理するステップ(か焼するステップ)は、共通の器具で実施することもでき、好ましくは、多かれ少なかれ明確に分離された、一連の温度区域で実施することができる。
【００６０】
好適なベルトか焼器具は、例えば、EP1889657A2に記載されている。この器具は、ガス循環を生じる手段として、チャンバー(各チャンバー)のコンベヤーベルト上に好適に配置された通風孔を備える。好適な実施形態において、ガス循環を生じる手段はまた、チャンバー内のガス循環を誘導するためのガス誘導装置も備え、ガス誘導装置は、それぞれの場合で、コンベヤーベルトの接触面に直交した面の、実質的にコンベヤーベルトの端部で、チャンバー内に及ぶ。ガス循環を生じる手段及び/又はガス誘導装置は、有利なことに、ガスが、ガス透過可能なコンベヤーベルト及びその上に存在する粒子状触媒前駆体を通過して上昇し、チャンバーの壁で再度降下するように構成される。しかし、逆に、反対方向のガス循環もまた考えられる。ベルトか焼器具が、少なくとも2個の加熱可能なチャンバーを備える場合、上記チャンバーは、好ましくは、本質的にチャンバー間のガス交換が起こらないように、互いに境界を定められる。分解生成ガス等を取り除くために、チャンバー内で再循環させるガスの一部を、連続的に、又は定期的に取り除き、新しいガスに置き換える場合が好ましい。新しいガスの供給は、チャンバーの温度の一貫性が損なわれないように制御される。単位時間当たりの、チャンバーに循環させるガスの体積は、一般に、単位時間当たりの、チャンバーに供給され、チャンバーから廃棄されるガスの体積よりも大きく、好ましくは、その量の少なくとも5倍である。
【００６１】
複数の、例えば、2個の、又は3個の、前述のベルトか焼器具を、次々に通過することも可能である。1個の器具を通過した後、且つさらなる器具を通過する前に、触媒前駆体を、場合により回収し、中間で貯蔵することができる。
【００６２】
ロボキャスティングするステップが実施される領域を、吸引可能な筐体で囲むこともできる。これは、特に、触媒材料が健康に有害な物質を含むか、又は引火性溶媒が押出成形可能なペーストの製造において使用される場合に要求される。また、場合により、爆発性ガス雰囲気を形成することがある、有機添加剤又は他の物質、例えばアンモニアが使用される場合、爆発制御部分として、筐体及び排ガス吸引の構成が設けられる。フィルター、スクラバー、焼却設備、又はDeNOxデバイスによる、筐体から吸引された廃棄空気の処理も必要とされ得る。筐体の吸引の場合、好ましくは、対応する給気の供給も設けられる。
【００６３】
本発明の方法の一実施形態において、任意の付着物のあるプラットフォーム(ベルト構造)を連続的に、又は不連続的にクリーニングすることもまた行われる。これは、例えば、機械的にブラシによって、又は洗浄液を用いて、例えば、噴霧ノズルを用いて行うことができる。したがって、クリーニングは、好ましくは、ロボキャスティングするステップ又は熱処理するステップの領域の外側の、ベルト構造のセクションで自動的に実施される。
【符号の説明】
【００６４】
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g  可動押出成形ヘッド
2  マイクロ押出成形ノズル
3、3a、3b  平行な押出成形ストランドの層
4、5  複数の機械的に接続された押出成形ヘッドの可動装置
6  立方体状の「木杭」構造
7a、7b、7c、7d  打ち抜き型
8a、8b、8c、8d  目的の外形を有する、打ち抜かれた「木杭」構造
9a、9b、9c、9d  切れ端
【図１】
2021534973.tif 000003
【図２】
2021534973.tif 000004
【図３】
2021534973.tif 000005
【図４】
2021534973.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月24日(2020.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ押出成形によって、触媒、触媒担体、又は吸着剤の成形体を製造する方法であって、成形体前駆体材料のペースト状押出成形用組成物が、可動マイクロ押出成形ノズルを通して押出成形され、マイクロ押出成形ノズルの運動によって、成形体前駆体が、層方向に構築され、成形体前駆体が、引き続いて熱処理を施され、ここでそれぞれの成形体前駆体を構築するために、ペースト状押出成形用組成物が、押出成形ヘッドに一列に配置された、複数のマイクロ押出成形ノズルを通して同時に押出成形され、
成形体前駆体の層方向の構築のために、押出成形ヘッドが、水平に90°回転可能であり、互いに直交する空間方向に動かされるか、又は
成形体前駆体の層方向の構築が、互いに直交する空間方向に動かされる少なくとも2個の押出成形ヘッドによって実施される、方法。
【請求項２】
複数の押出成形ヘッドが、機械的に連結され、一緒に動かされる、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
複数の成形体前駆体が、可動プラットフォーム上で同時に生成される、請求項1又は2に記載の方法。
【請求項４】
プラットフォームが、マイクロ押出成形ノズルに対して、連続的に又は不連続的に動かされる、請求項3に記載に方法。
【請求項５】
プラットフォームが、複数の成形体前駆体の生成の後、不連続的に動かされる、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
成形体前駆体の生成の間、プラットフォームが、連続的に動かされ、マイクロ押出成形ノズルの運動が、プラットフォームの運動を補償する、請求項4に記載の方法。
【請求項７】
可動プラットフォームが、循環ベルトである、請求項3から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
循環ベルトが連続ベルトである、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
循環ベルトが、個別のセグメントを備える、請求項7に記載の方法。
【請求項１０】
循環ベルト上で、成形体前駆体を、熱処理として乾燥させることが施され、ベルトが、少なくとも1つの乾燥させる区間を通過する、請求項3から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
循環ベルトが、ベルト乾燥機又はベルトか焼炉の一部である、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
循環ベルトが、穿孔を有し、少なくとも1つの乾燥させる区間において、穿孔を通じて流れる加熱ガスによる乾燥が行われる、請求項10又は11に記載の方法。
【国際調査報告】
2021534973.tif 000007
2021534973.tif 000008
2021534973.tif 000009
2021534973.tif 000010
2021534973.tif 000011
2021534973.tif 000012
2021534973.tif 000013