CN101749949A - 循环式基板烧成炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种减少热损失，并且能够获得稳定的烧成温度的循环式基板烧成炉。通过向炉体主体部(10)内部吹出热风来进行玻璃基板(W)的烧成处理。从炉体主体部(10)排出的热风通过循环扇(40)在循环路径(20)内循环，从用于分解有机物的催化剂过滤部(70)经过吸附分解生成物的吸附塔(30)，在主加热器(52)中被再次加热。从炉体主体部(10)排出的热风直接流入到催化剂过滤部(70)中，从而热风中所含有的有机物被分解，因此不需要用于加热催化剂的另外单独的加热器，就能够减少热损失。另外，炉体主体部(10)内部的烧成温度能够仅通过控制主加热器(52)来调整，因此容易控制温度，能够获得稳定的烧成温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种循环式基板烧成炉，该循环式基板烧成炉一边使热风循环，一边对液晶显示装置用玻璃基板、PDP(等离子体显示屏(plasma displaypanel))用玻璃基板和半导体晶片等的薄板形状电子部件用基板(以下，简称“基板”)进行烧成处理。
背景技术
作为滤色片(color filter)的制造工序之一，有烧成玻璃基板的工序，该玻璃基板通过喷墨而附着有彩色墨(color ink)。通过在升温到规定的烧成温度的烧成炉中并在大气环境下将玻璃基板保持规定时间，来进行该烧成工序。另外，在玻璃基板上形成金属配线时，在同样的烧成炉中，在氮气等非活性气体环境下烧成玻璃基板。在所有的烧成处理工序中，由于玻璃基板上的彩色墨等被烧成物所含有的有机溶剂挥发或者氧化，所以产生很多有机物并扩散到环境中。
由此，在烧成处理中不断地将清洁的热风送到烧成炉中，并且也连续将气体排出，使得有机物不会滞留在烧成炉中。因为不能使含有大量从烧成炉排出的有机物的气体直接地放出到外部气体中，所以通过洗涤器(scrubber)等实施收集排气中的有机物的处理。
但是，若通过洗涤器处理来自烧成炉的热排气，则被带走的热能非常多，能量利用效率差，因此也使用如下的循环式烧成炉，即，通过循环利用暂时排出的热风，来尽量减少白白排出的热能。在循环式烧成炉中，使烧成炉产生的热排气的一部分排出到外部，并且导入与其量相当的新鲜的外部气体。
即使是循环式烧成炉，也在排气管路或者循环管路中设置催化剂，以分解除去有机物。为了充分地分解有机物，而需要使催化剂温度达到规定温度以上，特别是在排气管路中设置有催化剂的情况下，因为排气温度大幅下降，所以必须需要用于加热催化剂的另外单独的加热器。关于在排气管路中设置加热器和催化剂，检测催化剂的出口侧温度来控制加热器温度的技术，公开在例如专利文献1中。
专利文献1：JP特开2005-338840号公报。
但是，在用于将气体排出到外部的排气管路上附加仅用于加热催化剂的加热器造成大的热损失，从而成为产生高成本的主要原因。另外，若在循环管路上设置有催化剂的情况下还设置附加的加热器，则不仅成为成本提高的主要原因，还存在难于控制烧成温度的问题。即，对用于使气体在烧成炉中循环的主要的加热器和催化剂用的辅助加热器，需要分别控制温度，这两个加热器都设置在循环管路上，因此互相成为干扰的主要原因，从而温度的变动显著。其结果是，丧失烧成炉的烧成温度的稳定性，在烧成处理的再现性上出现问题。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而作出的，其目的在于提供一种热损失少并且能够获得稳定的烧成温度的循环式基板烧成炉。
为了解决上述问题，技术方案1的发明是使热风循环来进行基板的烧成处理的循环式基板烧成炉，其特征在于，具有：炉体主体部，其在内部容置基板；循环路径，其使从所述炉体主体部排出的热风循环，并再次供给到所述炉体主体部中；循环扇，其设置在所述循环路径上，使热风循环；主加热器，其用于加热在所述循环路径中循环的热风；催化剂过滤部，其设置在所述循环路径上，具有担载催化剂的金属过滤器(metal filter)；捕获装置，其设置在所述循环路径上，用于捕获二氧化碳和/或水分。
另外，技术方案2的发明是在技术方案1的发明的基础上的循环式基板烧成炉，其特征在于，所述捕获装置包括两个捕获塔，所述两个捕获塔并列设置在两个流路上，其中，所述两个流路在所述循环路径的中途被分支为两叉并再次合流，该循环式基板烧成炉具有：切换装置，其择一地切换所述两个流路，使得热风在所述两个捕获塔中的某一个中通过；切换控制部，其用于控制所述切换装置的切换时机(timing)。
另外，技术方案3的发明是在技术方案2的发明的基础上的循环式基板烧成炉，其特征在于，所述两个捕获塔是吸附二氧化碳和/或水分的两个吸附塔。
另外，技术方案4的发明是在技术方案2的发明的基础上的循环式基板烧成炉，其特征在于，所述两个捕获塔是吸收二氧化碳的两个吸收塔。
另外，技术方案5的发明是在技术方案4的发明的基础上的循环式基板烧成炉，其特征在于，所述两个吸收塔分别具有：二氧化碳的吸收材料；用于使所吸收的二氧化碳从所述吸收材料放出的放出用加热器；用于回收从所述吸收材料放出的二氧化碳的回收系统。
另外，技术方案6的发明是在技术方案1～5中任一项的发明的基础上的循环式基板烧成炉，其特征在于，所述催化剂过滤部设置于所述循环路径中的所述炉体主体部的下游侧且位于所述炉体主体部至所述捕获装置之间。
另外，技术方案7的发明是在技术方案1～5中任一项的发明的基础上的循环式基板烧成炉，其特征在于，所述催化剂过滤部设置于所述循环路径中的所述主加热器的下游侧且位于所述主加热器至所述炉体主体部之间。
另外，技术方案8的发明是在技术方案2～5中任一项的发明的基础上的循环式基板烧成炉，其特征在于，所述催化剂过滤部分别设置在所述两个流路上。
另外，技术方案9的发明是在技术方案1的发明的基础上的循环式基板烧成炉，其特征在于，所述催化剂包括光催化剂，所述催化剂过滤部具有光照射装置，所述光照射装置用于向所述光催化剂照射光。
另外，技术方案10的发明是在技术方案1的发明的基础上的循环式基板烧成炉，其特征在于，在所述炉体主体部的热风导入口具有金属过滤器。
根据本发明，从炉体主体部排出的热风在循环路径中循环的过程中流入到催化剂过滤部中，从而热风中所含有的有机物被分解，因此不需要用于加热催化剂的另外单独的加热器，能够使热损失减少。另外，炉体主体部内部的烧成温度能够仅通过控制主加热器来调整，从而容易控制温度，能够获得稳定的烧成温度。
特别是，根据技术方案2的发明，择一地将用于热风通过的捕获塔切换为其中某一个，因此能够在使用某一个捕获塔的期间，进行另一个捕获塔的再生处理，从而能够抑制伴随维护而引起的基板烧成炉的运转率低下。
特别是，根据技术方案6的发明，催化剂过滤部设置于循环路径中的炉体主体部的下游侧且位于炉体主体部至捕获装置之间，因此从炉体主体部排出的热风直接流入到催化剂过滤部，从而能够高效率地分解热风中所含有的有机物。
特别是，根据技术方案7的发明，催化剂过滤部设置于循环路径中的主加热器的下游侧且位于主加热器至炉体主体部之间，因此刚被主加热器加热的热风流入到催化剂过滤部中，从而能够高效率地分解热风中所含有的有机物。
特别是，根据技术方案8的发明，催化剂过滤部分别设置在两个流路上，因此在切换捕获塔的同时，也能够切换使用的催化剂过滤部，从而能够与进行捕获塔的再生处理一起进行催化剂过滤部的维护，不必为了催化剂过滤部的维护使基板烧成炉停止，从而提高基板烧成炉的运转率。
特别是，根据技术方案9的发明，担载在金属过滤器上的催化剂包括光催化剂，因此也能够完全分解残留附着在金属过滤器上的有机物。
特别是，根据技术方案10的发明，在炉体主体部的热风导入口具有金属过滤器，因此在催化剂过滤部未被完全分解而残留的有机物也被去除，从而能够进一步提高导入到炉体主体部的热风的清洁度。
附图说明
图1是表示第一实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。
图2是表示第二实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。
图3是表示第三实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。
图4是表示第四实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。
图5是表示第五实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。
图6是表示第六实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。
图7是表示第七实施方式的吸收塔的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。此外，在本说明书中，所谓“捕获(trap)”是包含物理上吸引取入二氧化碳等的分解生成物的“吸附”和通过化学反应取入分解生成物的“吸收”这两者的概念用语。
<1.第一实施方式>
图1是表示本发明的循环式基板烧成炉的第一实施方式的整体结构的图。该基板烧成炉一边循环利用热风一边对滤色片用的载有彩色墨等的方形玻璃基板W进行烧成处理，该基板烧成炉具有：容置玻璃基板W来进行烧成处理的炉体主体部10、用于使热风循环的循环路径20、使用于分解有机物的催化剂担载在过滤器上的催化剂过滤部70、用于吸附热风中所含有的水分及二氧化碳的吸附塔30、循环扇40、用于加热热风的主加热器52、金属过滤器54。另外，在基板烧成炉上设置有控制部90。
炉体主体部10是能够多层(在本实施方式为40层)地容置玻璃基板W的框体。炉体主体部10的内侧形成为大致四棱柱形状的热处理空间。在炉体主体10的内壁表面，内置有多个未图示的叉子(fork)。各叉子从炉体主体部10的内壁表面向热处理空间沿水平方向延伸设置。由沿水平方向排列的多个叉子构成一层的架子，这样的架子形成有40层。能够在各层的架子上以水平姿势装载一个玻璃基板W。
在炉体主体部10的主面侧(图1的纸面左侧)设置有百叶窗式(louvertype)的闸门(shutter)11。闸门11是将多个百叶板层叠为多层而构成的。在各百叶板上附设有未图示的升降驱动机构，能够对每个百叶板进行升降。在附图外的搬运机械手相对于炉体主体部10搬出搬入玻璃基板W时，以仅使与搬出搬入目的地的架子相向的部位成为访问(access)用开口的方式，使与该架子大致处于相同高度位置的百叶板上升。这样一来，能够使玻璃基板W搬出搬入时的开口形成为需要的最小限度，并能够将随着搬出搬入而引起的热能的流失控制在最小限度。此外，在驱动闸门11的比较靠下部的百叶板时，也连动地驱动位于该百叶板上层的百叶板，因此越是下部的百叶板，越需要设置能够获得较大的输出的驱动机构。
在炉体主体部10的侧面，相向地设置用于将热风导入到内部热处理空间中的热风导入口12和用于排出热风的热风排气口14。即，从炉体主体部10的一个侧面供给的热风在热处理空间内沿玻璃基板W的表面在水平方向上流动，然后流入到相反一侧的侧面。热风导入口12及热风排气口14至少设置在炉体主体部10的内壁表面中的与容置玻璃基板W的多层架子整体相对应的高度位置上。由此，能够向容置在炉体主体部10中的多张玻璃基板W均匀地供给热风，以进行均匀的烧成处理。
循环路径20是气体能够通过的流路，连通炉体主体部10的热风排气口14和热风导入口12，能够使从炉体主体部10排出的热风循环，将其再次供给到炉体主体部10中。在循环路径20的路径中途设置有催化剂过滤部70、吸附塔30、循环扇40及主加热器52。在第一实施方式中，在循环路径20中的炉体主体部10的下游侧且在炉体主体部10至吸附塔30之间，设置有催化剂过滤部70。此外，所说的循环路径20的上游侧是靠近炉体主体部10的热风排气口14的一侧，相反地，所说的下游侧是靠近热风导入口12的一侧。
催化剂过滤部70具有催化剂过滤器71，该催化剂过滤器71使发挥催化剂功能的白金(Pt)或者铂铑(Pt-Rh)的粒子担载在的金属过滤器上，该金属过滤器由耐热性好的金属制的网(mesh)(在第一实施方式中为不锈钢制的网)构成。催化剂过滤部70兼具用于分解热风中所含有的有机物的催化剂的功能和作为去除颗粒的过滤器的功能。
两个吸附塔30、30并列设置在循环路径20的中途。即，循环路径20在其路径中途的一个部位被分支为两个流路20a、20b，在这些被分支而成的两个流路20a、20b上分别设置有吸附塔30。被分支为两叉而成的两个流路20a、20b再次合流。各吸附塔30在其内部填充有用于吸附二氧化碳(CO2)及水分(H2O)的吸附剂(在第一实施方式中为活性碳)。在循环路径20中流动的热风通过吸附塔30，由此从热风中除去二氧化碳及水分。
另外，在两个吸附塔30上分别设置有用于回收二氧化碳及水分的旁通管路(bypass line)34，并且分别附设有用于从吸附剂释放出所吸附的二氧化碳及水分的再生用加热器33。若通过再生用加热器33加热吸附了二氧化碳及水分的吸附剂，则从该吸附剂释放出所吸附的二氧化碳及水分。旁通管路34通过向吸附塔30施加与循环路径20的流路20a、20b反方向的压力差，来回收从吸附剂放出的二氧化碳及水分。
两个吸附塔30、30被择一地使用。具体地说，有选择地仅开放被分支的两个流路20a、20b中的一个，以使在循环路径20中流动的热风仅在两个吸附塔30中的某一个中通过。这种流路的切换通过4个蝶阀(butterfly damper)31a、31b、32a、32b来执行。在打开蝶阀31a、31b，关闭蝶阀32a、32b时，流路20a开放，仅选择使用图1中纸面左侧的吸附塔30。相反，在打开蝶阀32a、32b，关闭蝶阀31a、31b时，流路20b开放，仅选择使用图1中纸面右侧的吸附塔30。即，蝶阀31a、31b、32a、32b发挥切换装置的功能，择一地切换热风的流路20a、20b，使得热风在两个吸附塔30、30中的某一个中通过。
循环扇40具有未图示的马达和旋转叶片，马达使旋转叶片旋转，由此在循环路径20中产生从上游侧向下游侧的热风的循环气流(也就是说，从热风排气口14向热风导入口12的气流)。主加热器52是通过通电发热来对在循环路径20中循环的热风进行加热的热源。
金属过滤器54附设在炉体主体部10的热风导入口12上。即，金属过滤器54设置在循环路径20的终端，金属过滤器54的热风出口直接连接在炉体主体部10的热风导入口12上。金属过滤器54去除热风中所含有的颗粒，以形成清洁的热风。
作为设置在基板烧成炉上的控制部90的硬件的结构与通常的计算机相同。即，控制部90具有进行各种运算处理的CPU、用于存储基本程序的只读存储器即ROM、用于存储各种信息的自由读写的存储器即RAM及预先存储有控制用应用程序和数据等的磁盘等。控制部90与4个蝶阀31a、31b、32a、32b分别电连接，以控制它们的动作。另外，控制部90也控制基板烧成炉整体的各动作机构(循环扇40、主加热器52、闸门11的升降驱动机构等)的动作。
下面，对具有上述结构的循环式基板烧成炉的动作内容进行说明。首先，在烧成处理中，搬运机械手以一定间隔依次将玻璃基板W搬入到炉体主体部10中，然后交到规定层的架子上。装载在构成架子的叉子上的玻璃基板W因来自热风导入口12的热风而升温到烧成温度。然后，由搬运机械手搬出在炉体主体部10内经过了规定的烧成时间的玻璃基板W。
如本实施方式，在玻璃基板W上所载有的被烧成物是彩色墨的情况下，加热空气被循环，炉体主体部10成为空气环境，但在被烧成物是金属配线材料(有机金属)的情况下，成为氮气等非活性气体环境(也就是说，加热的非活性气体循环)。无论被烧成物是哪种，玻璃基板W上的被烧成物所含有的有机溶剂通过烧成处理而挥发或者氧化，由此产生很多有机物并扩散到炉体主体部10内的环境中。然后，含有有机物的热气体作为热排气(热风)从炉体主体部10的热风排气口14排出。
从热风排气口14排出的热排气通过循环扇40在循环路径20内循环。在该循环过程中，从热风排气口14排出的热风首先送给催化剂过滤部70。排出的热风在催化剂过滤部71中通过，由此热风中所含有的有机物发生分解反应。具体地说，有机物分解为水和二氧化碳。在第一实施方式中，热风通过将催化剂粒子担载在由金属制的网构成的金属过滤器上的催化剂过滤器71，因此能够提高被排出的热风和催化剂的接触效率，从而提高有机物的分解效率。另外，即使在热风中含有以颗粒状态通过的有机物和因升华物变为固态而形成的物质，这些物质也被催化剂过滤器71收集。
如第一实施方式所述，在被烧成物是彩色墨的情况下，加热空气作为热风被循环，在催化剂过滤部70中同时发生有机物的加热分解和氧化分解。由此，利用氧化分解所产生的热使催化剂过滤器71的温度进一步上升，从而能够进一步提高有机物的分解效率。另外，在被烧成物是金属配线材料的情况下，被加热的非活性气体(氮气)作为热风被循环，因此在催化剂过滤部70中仅发生有机物的加热分解。此外，即使在非活性气体环境中进行烧成处理时，也可以通过具有向催化剂过滤部70辅助性地供给氧气(或者空气)的氧化性气体供给机构，在催化剂过滤器71中发生有机物的加热分解和氧化分解，以提高有机物的分解效率。
如上所述，在催化剂过滤部70中有机物被分解为水和二氧化碳。通过分解产生的这些分解生成物作为气相包含在热风中。若热风中的上述分解生成物的浓度过高，则有可能妨碍烧成处理。因此，在第一实施方式的循环式基板烧成炉中，在循环路径20的中途设置有两个吸附塔30、30。吸附塔30在其内部填充有活性碳，使热风通过，由此吸附除去作为分解生成物的水分及二氧化碳。由此，热风中的水蒸气及二氧化碳的浓度不会过度变高，从而能够使基板烧成炉长期稳定地运转。
两个吸附塔30、30并列设置在循环路径20的中途，通过4个蝶阀31a、31b、32a、32b择一地切换热风的流路20a、20b，使得热风仅在两个吸附塔30、30中的某一个中通过。因而，通过催化剂过滤部70并且有机物被分解了的热风流入到两个吸附塔30、30的某一个中，以进行水分及二氧化碳的除去处理。
在热风正在通过的一个的吸附塔30中，活性碳的吸附能力逐渐降低，因此不能充分地吸附除去水分及二氧化碳。由此，在适当时机对使用的吸附塔30进行切换。即，为了在两个吸附塔30中交替地通过热风，控制部90控制4个蝶阀31a、31b、32a、32b的切换时机。作为对使用的吸附塔30进行切换的时机，可以在吸附塔30的运转时间经过了规定时间的时刻进行切换，另外，也可以在热风中所含有的水蒸气或者二氧化碳的浓度超过了规定值的时刻进行切换。
在对使用的吸附塔30进行切换后，进行到此为止所使用的吸附塔30的再生处理。再生处理只要是通过如下方式使吸附能力恢复即可，即，利用再生用加热器33加热吸附剂以使吸附的水分及二氧化碳脱离，利用旁通管路34向吸附塔30施加与循环路径20相反方向的压力差，来回收脱离的水分及二氧化碳。也可以通过控制部90自动地控制此时的再生用加热器33的温度。另外，作为再生处理，可以是只将吸附塔30的活性碳更换为新的活性碳的方式。
不久，再通过控制部9来切换4个蝶阀31a、31b、32a、32b，使得热风在完成再生处理而恢复了吸附能力的吸附塔30中通过。然后，同样进行另一个吸附塔30的再生处理。如上述这样，如果交替使用两个吸附塔30、30，则能够在不停止基板烧成炉的情况下连续运转。
在吸附塔30中被除去了水分及二氧化碳的热风由循环扇4送出到主加热器52而被再次加热。在主加热器52中升温的热风送给金属过滤器54。在金属过滤器54中，在催化剂过滤部70未被完全分解而残留的有机物也被去除，从而能够使热风的清洁度进一步提高。在金属过滤器54中通过了的热风再从热风导入口12供给到炉体主体部10的内部。
在第一实施方式的基板烧成炉中，从炉体主体部10排出的热风直接流入到催化剂过滤部70中，热风中所含有的有机物被分解。因而，不需要用于加热催化剂的另外单独的加热器，从而能够减少热损失。另外，炉体主体部10的内部的烧成温度仅通过控制主加热器52来调整，因此容易控制温度，能够获得稳定的烧成温度。
<2.第二实施方式>
下面，对本发明的第二实施方式进行说明。图2是表示第二实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。在图2中，对于与第一实施方式相同的单元标注相同的附图标记。第二实施方式的基板烧成炉与第一实施方式的不同点为催化剂过滤部70除了催化剂过滤器71之外还具有光源72。
在第二实施方式中，在催化剂过滤器71所担载的催化剂的一部分中混入作为光催化剂发挥功能的氧化钛(TiO2)。催化剂过滤部70所具有的光源72向催化剂过滤器71照射光。担载在催化剂过滤器71上的光催化剂由于接收来自光源72的光而发挥催化剂作用。关于第二实施方式的基板烧成炉的其他结构与第一实施方式相同。
第二实施方式的基板烧成炉的动作内容也与第一实施方式大致相同，与第一实施方式相同，能够抑制热损失使其减少，并且获得稳定的烧成温度。另外，在第二实施方式中，在适当的时机从光源72向催化剂过滤器71照射光。这样一来，催化剂过滤器71的光催化剂接收光而发挥催化剂作用，能够使一部分残留附着在金属过滤器上的有机物高效地分解。即，能够通过从光源72向催化剂过滤器71照射光，实施一种清洗(cleaning)处理。
<3.第三实施方式>
下面，对本发明的第三实施方式进行说明。图3是表示第三实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。在图3中，对于与第一实施方式相同的单元标注相同的附图标记。第三实施方式的循环式基板烧成炉与第一实施方式的不同点为催化剂过滤部70的配置位置。
如图3所示，在第三实施方式中，设置有催化剂过滤部70，所述催化剂过滤部70设置于循环路径20中的主加热器52的下游侧且位于主加热器52至炉体主体部10之间。第二实施方式的基板烧成炉的其他结构与第一实施方式相同。
在第三实施方式中，从炉体主体部10的热风排气口14排出并通过循环扇40在循环路径20内循环的热风，从吸附塔30经过主加热器52流入到催化剂过滤部70中。刚被主加热器52加热的热风流入到催化剂过滤部70中，因此催化剂过滤部70的催化剂温度也升高，热风中所含有的有机物被高效地分解。即，通过将催化剂过滤部70配置在主加热器52的后级，减小从主加热器52到催化剂过滤部70的热风的温度降低，从而催化剂过滤部70的分解效率提高。如果含有氧气的气体或者加热空气作为热风循环，则在催化剂过滤部70中同时发生有机物的加热分解和氧化分解。由此，利用氧化分解所产生的热使催化剂过滤器71的温度进一步上升，从而能够使有机物的分解效率更高。
如第三实施方式，不需要用于加热催化剂的另外单独的加热器，能够减少热损失。另外，炉体主体部10内部的烧成温度仅通过主加热器52的控制进行调整，因此容易控制温度，能够获得稳定的烧成温度。
<4.第四实施方式>
下面，对本发明的第四实施方式进行说明。图4是表示第四实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。在图4中，对于与第二实施方式及第三实施方式相同的单元标注相同的附图标记。第四实施方式的循环式基板烧成炉与第三实施方式的不同点为催化剂过滤部70除了催化剂过滤器71以外还具有光源72。
在第四实施方式中，与第三实施方式相同，设置有催化剂过滤部70，所述催化剂过滤部70设置于循环路径20中的主加热器52的下游侧且位于主加热器52至炉体主体部10之间。另外，与第二实施方式相同，在催化剂过滤器71所担载的催化剂的一部分中混入有作为光催化剂发挥功能的氧化钛(TiO2)。催化剂过滤部70所具有的光源72向催化剂过滤器71照射光。担载在催化剂过滤器71上的光催化剂通过接收来自光源72的光而发挥催化剂作用。第四实施方式的基板烧成炉的其他结构与第三实施方式相同。
第四实施方式的基板烧成炉的动作内容也与第三实施方式大致相同，与第三实施方式同样，能够抑制热损失使其减少，并且获得稳定的烧成温度。另外，在第四实施方式中，在适当的时机从光源72向催化剂过滤器71照射光。这样一来，催化剂过滤器71的光催化剂接收光而发挥催化剂作用，使一部分残留附着在金属过滤器上的有机物高效地分解。即，通过从光源72向催化剂过滤器71照射光，能够实施一种清洗处理。
<5.第五实施方式>
下面，对本发明的第五实施方式进行说明。图5是表示第五实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。在图5中，对于与第一实施方式相同的单元标注相同的附图标记。第五实施方式的循环式基板烧成炉与第一实施方式不用点为催化剂过滤部70的配置位置。
如图5所示，在第五实施方式中，在设置吸附塔30、30的两个流路20a、20b上分别设置有催化剂过滤部70。第五实施方式的基板烧成炉的其他结构与第一实施方式相同。
在第五实施方式中，从炉体主体部10的热风排气口14排出并通过循环扇40在循环路径20内循环的热风，从催化剂过滤部70经过吸附塔30流入到主加热器52中。该热风的通过顺序本身与第一实施方式相同。因而，与第一实施方式相同，能够抑制热损失使其减少，并且获得稳定的烧成温度。
并且，在第五实施方式中，在两个流路20a、20b上分别设置有催化剂过滤部70，因此在通过4个蝶阀31a、31b、32a、32b对使用的吸附塔30进行切换的同时，也对使用的催化剂过滤部70进行切换。由此，能够与进行吸附塔30的再生处理一起对催化剂过滤部70进行维护和清洗，不必为了催化剂过滤部70的维护而使基板烧成炉停止，从而能够提高基板烧成炉的运转率。此外，不必在同一时间进行吸附塔30及催化剂过滤部70的维护，也可以按照各自的维护周期仅进行某一个的维护。
<6.第六实施方式>
下面，对本发明的第六实施方式进行说明。图6是表示第六实施方式的循环式基板烧成炉的整体结构的图。在图6中，对于与第二实施方式及第五实施方式相同的单元标注相同的附图标记。第六实施方式的循环式基板烧成炉与第五实施方式不同点为催化剂过滤部70除了催化剂过滤器71之外还具有光源72。
在第六实施方式中，与第五实施方式相同，在设置有吸附塔30、30的两个流路20a、20b上分别设置有催化剂过滤部70。另外，与第二实施方式相同，在催化剂过滤器71所担载的催化剂的一部分中混入有作为光催化剂发挥功能的氧化钛(TiO2)。催化剂过滤部70所具有的光源72将向催化剂过滤器71照射光。在催化剂过滤器71上担载的光催化剂由于接收来自光源72的光而发挥催化剂作用。第六实施方式的基板烧成炉的其他结构与第五实施方式相同。
第六实施方式的基板烧成炉的动作内容也与第五实施方式大致相同，与第五实施方式同样地，能够控制热损失使其减少，并且获得稳定的烧成温度。另外，在第六实施方式中，在适当的时机从光源72向催化剂过滤器71照射光。这样一来，催化剂过滤器71的光催化剂由于接收光而发挥催化剂作用，能够使一部分残留附着在金属过滤器上的有机物高效地分解。即，能够通过从光源72向催化剂过滤器71照射光实施一种清洗处理。
<7.第七实施方式>
下面，对本发明的第七实施方式进行说明。在第七实施方式中，设置有吸收塔60来替代吸附塔30，其中，所述吸收塔60具有在比较高的温度下吸收二氧化碳的吸收材料61，所述吸附塔30在内部填充有吸收二氧化碳及水分的吸附剂。图7是表示第七实施方式的吸收塔60的图。在图7中，对于与第一实施方式相同的单元标注相同的附图标记。
两个吸收塔60、60并列设置在循环路径20的中途。与第一实施方式相同，循环路径20在其路径中途的一个部位被分支为两个流路20a、20b，在这些被分支的两个流路20a、20b上分别设置有吸收塔60。被分支为两叉的两个流路20a、20b再次合流。各吸收塔60具有在比较高的温度下吸收二氧化碳的吸收材料61。在第七实施方式中，使用硅酸锂(Li4SiO4)作为吸收材料61。例如，如在日本特开2006-102561号公报中所公开的那样，硅酸锂在从室温至400℃的温度范围内吸收二氧化碳。炉体主体部10内的烧成温度大概在200℃～300℃，该温度在硅酸锂吸收二氧化碳的温度范围内。因而，吸收材料61能够从在循环路径20中流动的热风中吸收除去二氧化碳。
另外，各吸收塔60具有放出用加热器62及回收系统64，其中，所述放出用加热器62用于使所吸收的二氧化碳从吸收材料61放出，所述回收系统64用于回收从吸收材料61放出的二氧化碳。硅酸锂具有若加热到比吸收二氧化碳的温度范围更高的温度则放出二氧化碳的性质。因而，若放出用加热器62加热吸收有二氧化碳的吸收材料61，则从该吸收材料61放出所吸收的二氧化碳。回收系统64具有阀63a、63b，通过打开两阀63a、63b，回收从吸收材料61放出的二氧化碳。具体地说，每次打开阀63b，将运载气体(例如，氮气)送给吸收材料61。通过打开阀63a，从被加热的吸收材料61放出的二氧化碳与其运载气体一起被回收。
与第一实施方式相同，两个吸收塔60、60被择一地使用。即，通过4个蝶阀31a、31b、32a、32b择一地切换热风的流路20a、20b，在循环路径20中流动的热风仅在两个吸收塔60、60中的某一个中通过。除了将吸附塔30替换为吸收塔60这一点之外，第七实施方式的基板烧成炉的结构与第一实施方式相同。
第七实施方式的基板烧成炉的动作内容也与第一实施方式大致相同。即，从炉体主体部10的热风排气口14排出并通过循环扇40在循环路径20内循环的热风，从催化剂过滤部70经过吸收塔60流入到主加热器52中。从炉体主体部10排出的热风直接流入到催化剂过滤部70中，热风中所含有的有机物被分解，因此不需要用于加热催化剂的另外单独的加热器，使热损失减少。另外，炉体主体部10的内部的烧成温度能够仅通过控制主加热器52来调整，因此容易控制温度，能够获得稳定的烧成温度。
另外，切换蝶阀31a、31b、32a、32b，使得在循环路径20内循环的热风仅在两个吸收塔60、60中的某一个中通过。因而，在催化剂过滤部70中通过且有机物被分解了的热风流入到两个吸收塔60、60中的某一个中，进行二氧化碳的除去处理。
然后，与第一实施方式相同，在适当的时机切换使用的吸收塔60。即，控制部90控制4个蝶阀31a、31b、32a、32b的切换时机，使得热风在两个吸收塔60、60中交替地通过。
在对使用的吸收塔60进行切换后，进行到此为止所使用的吸收塔60的再生处理。吸收塔60的再生处理是通过放出用加热器62加热吸收材料61，并且打开阀63a、63b来进行的。由此，所吸收的二氧化碳从吸收材料61放出，该放出的二氧化碳被回收系统64回收。
不久，再通过控制部90切换4个蝶阀31a、31b、32a、32b，使得热风在再生处理完成了的吸收塔60中通过。然后，同样进行另一个吸收塔60的再生处理。若如此，则能够在不用使基板烧成炉停止的情况下连续地运转。
在第一实施方式～第六实施方式(图1～图6)中，都能够使用吸收塔60来代替吸附塔30。即，可以在循环路径20的路径中途的一个部位分支而成的两个流路20a、20b上分别设置用于捕获二氧化碳和/或水分的捕获塔。
<8.变形例>
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但该发明能够在不脱离其构思的范围内，进行上述以外的各种变更。例如，在上述各实施方式中，将捕获塔(吸附塔30或者吸收塔60)并列设置在循环路径20的中途，在使用某一个捕获塔的期间，进行另一个捕获塔的再生处理，以使基板烧成炉的运转率提高，但也可以在循环路径20的中途仅设置一个捕获塔。即使这样，也能够与上述各实施方式一样，能够抑制热损失使其减少，并且获得稳定的烧成温度。
另外，在第二、第四、第六实施方式中，可以不设置光源72，利用来自室内照明器具等的光使催化剂过滤器71发挥催化剂作用。
另外，在第一实施方式～第六实施方式中，使用活性碳作为吸附塔30的吸附剂，但不限于此，是吸附二氧化碳和/或水分的原料即可，可以使用例如硅胶(silica gel)或沸石。另外，也可以使用高分子膜或者沸石膜、氧化硅膜、碳膜等无机膜作为吸附剂。
另外，可以使用烧结陶瓷(ceramics)替代上述各实施方式的金属过滤器54。进一步，如果催化剂过滤部70具有充分的作为过滤器的功能，能够可靠地去除有机物和颗粒，则不必设置金属过滤器54。但是，如第一、第二、第五、第六实施方式，在催化剂过滤部70的下游侧设置有循环扇40及主加热器52的情况下，以除去从其产生的颗粒为目的，优选在炉体主体部10的热风导入口12上附设金属过滤器54。
另外，在上述各实施方式中，将基板烧成炉的循环路径20形成为完全封闭的系统，但也可以在其上具有气体交换机构，所述气体交换机构一边排出一部分气体一边导入新的气体。
另外，基板烧成炉的炉体主体部10中所能够容置的玻璃基板W的张数不限于40张，能够是任意数量。
另外，根据本发明的循环式基板烧成炉，成为烧成处理的对象的基板不限于玻璃基板W，也可以是半导体晶片。另外，载放在基板上的被烧成物也不限定于彩色墨和金属配线材料，也可以是围堰(bank)用材料、ITO电极(铟锡氧化物的透明电极)用材料、有机绝缘膜用材料、透光性有机膜用材料、具有有机溶媒的各种油墨等。
Claims (10)
1.一种循环式基板烧成炉，使热风循环来进行基板的烧成处理，其特征在于，具有：
炉体主体部，其在内部容置基板；
循环路径，其使从所述炉体主体部排出的热风循环，并再次供给至所述炉体主体部中；
循环扇，其设置在所述循环路径上，使热风循环；
主加热器，其对在所述循环路径中循环的热风进行加热；
催化剂过滤部，其设置在所述循环路径上，具有担载催化剂的金属过滤器；
捕获装置，其设置在所述循环路径上，用于捕获二氧化碳和/或水分。
2.如权利要求1所述的循环式基板烧成炉，其特征在于，
所述捕获装置包括两个捕获塔，所述两个捕获塔并列设置在两个流路上，其中，所述两个流路是在所述循环路径的中途被分支为两叉并再次合流的两个流路，
该循环式基板烧成炉具有：
切换装置，其择一地切换所述两个流路，使得热风在所述两个捕获塔中的某一个中通过；
切换控制部，其用于控制所述切换装置的切换时机。
3.如权利要求2所述的循环式基板烧成炉，其特征在于，
所述两个捕获塔是吸附二氧化碳和/或水分的两个吸附塔。
4.如权利要求2所述的循环式基板烧成炉，其特征在于，
所述两个捕获塔是吸收二氧化碳的两个吸收塔。
5.如权利要求4所述的循环式基板烧成炉，其特征在于，
所述两个吸收塔分别具有：
二氧化碳的吸收材料；
放出用加热器，其用于使所吸收的二氧化碳从所述吸收材料放出；
回收系统，其用于回收从所述吸收材料放出的二氧化碳。
6.如权利要求1～5中任一项所述的循环式基板烧成炉，其特征在于，
所述催化剂过滤部设置于所述循环路径中的所述炉体主体部的下游侧且位于所述炉体主体部至所述捕获装置之间。
7.如权利要求1～5中任一项所述的循环式基板烧成炉，其特征在于，
所述催化剂过滤部设置于所述循环路径中的所述主加热器的下游侧且位于所述主加热器至所述炉体主体部之间。
8.如权利要求2～5中任一项所述的循环式基板烧成炉，其特征在于，
所述催化剂过滤部分别设置在所述两个流路上。
9.如权利要求1所述的循环式基板烧成炉，其特征在于，
所述催化剂包括光催化剂，
所述催化剂过滤部具有光照射装置，所述光照射装置用于向所述光催化剂照射光。
10.如权利要求1所述的循环式基板烧成炉，其特征在于，
在所述炉体主体部的热风导入口具有金属过滤器。
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