【書類名】 明細書
【発明の名称】 熱処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被処理物を熱処理する熱処理ゾーンを有する熱処理装置であって、
前記熱処理ゾーンは、給気部と排気部とからなる給排気部を少なくとも２つ有する給排気機構と、前記被処理物の一方の面と接して搬送する搬送部とを備え、
前記給排気機構が前記被処理物の前記搬送部と接する側と反対側に設けられている熱処理装置。
【請求項２】 給気部と排気部とが交互に配置されている、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】 給気部の少なくとも一部が、空隙率が１〜１０％である多孔質材料から成り、多孔質材料の微細孔が給気口である請求項１または２に記載の熱処理装置。
【請求項４】 給気口と被処理物との間の距離が７０mm以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項５】 熱処理ゾーンが、被処理物の搬送部と接する側に加熱装置を備え、被処理物の搬送部と接する面に対して垂直な方向に互いに平行に複数重ねられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項６】 熱処理ゾーンの搬入口が形成された炉壁と搬出口が形成された炉壁との少なくとも一方に加熱装置が設けられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項７】 被処理物がプラズマ・ディスプレイ・パネルである請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱処理装置。
【請求項８】 被処理物を熱処理ゾーンにて熱処理する熱処理方法であって、
前記被処理物の一方の面を支持して熱処理ゾーン内に搬入し、給気部と排気部とからなる給排気部を少なくとも２つ有する給排気機構により熱処理ゾーン内へのガスの供給と熱処理ゾーン外へのガスの排出とを前記被処理物の他方の面側で行い、前記熱処理ゾーン外へのガスの排出に伴って前記被処理物から放出された気化成分を熱処理ゾーン外へ排出する熱処理方法。
【請求項９】 熱処理ゾーン外へ排出されるガスの流量が、熱処理ゾーン内に供給されるガスの流量と同じ又はそれよりも大きくなるようにガスを給排気する請求項８に記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品原料、中間品または最終製品を熱処理するための熱処理装置に関し、特にプラズマ・ディスプレイ・パネル（以下「ＰＤＰ」とも呼ぶ）の製造において使用する乾燥炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマ・ディスプレイ・パネル、太陽電池パネル、抵抗チップ等の各種デバイスおよび電子部品を最終製品とする種々の製品の製造過程において、様々の熱処理、例えば加熱および冷却処理等が利用されている。熱処理により達成される作用は数多く知られており、具体的には、乾燥、脱水、焼成、反応促進、表面改質、封着、排気、およびアニール等が知られている。このうち、乾燥とは、気化し得る成分（単に気化成分とも呼ぶ）を含む材料を加熱することにより、この材料から気化し得る成分（例えば、有機溶媒または水）を気化させて除去することをいい、さらに、気化し得る成分以外の成分の物理的および／または化学的性質を必要に応じて変化させる処理をいう。
【０００３】
乾燥処理は種々の製品の製造工程において実施される。一般的に実施される乾燥処理として、例えば、板状の基材の表面に有機溶媒または水等の溶媒に固形分を分散または溶解させたもの（例えばペーストまたは溶液等）を塗布した後、気化し得る成分である溶媒を除去して表面に固形分のみを残存させる処理がある。そのような乾燥処理が製品の品質に特に影響を及ぼす例の１つとして、プラズマ・ディスプレイ・パネルの製造がある。プラズマ・ディスプレイ・パネルの製造において、乾燥処理は、ガラス基板上に印刷または塗布により形成した陰極形成用ペースト膜、障壁形成用ペースト膜、蛍光体用ペースト膜等のペースト膜から有機溶媒を除去するために実施される。
【０００４】
ＰＤＰの製造において実施される乾燥処理に際しては、ペーストから有機溶媒を実質的に完全に取り除くことが要求される。乾燥処理後に有機溶媒が残存していると、後の工程において有機溶媒が蒸発したときに、蒸発した有機溶媒が装置内に浮遊するダストを取り込んで凝縮してタール状物を形成し、これが装置内に付着することがある。タール状物はまた、装置内で凝縮した有機溶媒が熱により変質（例えば重合）することによっても形成される。タール状物は加熱されて乾燥すると振動等により剥離または脱落してＰＤＰに付着することがあり、そのことはＰＤＰの品質に好ましくない影響を及ぼす。さらに、ＰＤＰの製造において実施される乾燥処理に際しては、１）プラズマ・ディスプレイ・パネルのガラス基板の表面（特に、ペーストが塗布されていない面）を損傷しないこと、および２）ペースト塗布面がダストで汚染されないこと等もまた要求される。
【０００５】
上記の要求を満たすべく、プラズマ・ディスプレイ・パネルの製造用乾燥炉として、被処理物、即ち、表面にペースト膜を形成したＰＤＰ用ガラス基板（このようにペースト膜が形成されたＰＤＰ用のガラス基板を単にＰＤＰ用基板とも呼ぶ）をその下面からウォーキング・ビームで支持するとともに搬送し、被処理物の上方（即ち、ペースト形成面の側）に設けた加熱装置で被処理物を加熱する乾燥炉が一般に使用されている。さらに、乾燥炉内にはガス（具体的にはエアー）を供給・排出する機構が設けられて、蒸発した有機溶媒がガスに同伴されて排出されるようになっている。
【０００６】
特開平５−２０３３６４号公報および特開平５−２０３３６５号公報には、熱処理室（または熱処理ゾーン）を多段に積み重ねてなる熱処理装置が提案されている。これらの熱処理装置は、一度に多くの被処理物を熱処理できるという利点を有する。
【０００７】
いずれの熱処理装置を乾燥炉として用いる場合も、熱処理装置には、ガス（具体的にはエアー）を供給し、排出する機構（この機構を「給排気機構」とも呼ぶ）が設けられる。給排気機構は、乾燥すべき対象（例えばＰＤＰ用基板のペースト膜）から蒸発し熱処理装置内に放出された気化成分（例えば有機溶媒）を熱処理装置外へ排出するとともに、排出されたガスの量に相当する量のガスを熱処理装置内に供給するためのものである。一般に、ガスは熱処理ゾーンの上方から供給され、熱処理ゾーンの下方にて排出され、熱処理ゾーン内には熱処理ゾーンを通り抜けるガスの流れが生じる。したがって、一般に、熱処理ゾーン内に供給されるガスは乾燥すべき対象の表面に直接的に吹き付けられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
乾燥処理においては、乾燥すべき対象（例えばＰＤＰ用基板のペースト膜）から、有機溶媒等の気化成分を実質的に完全に除去することが必要である。しかし、この要求は必ずしも十分に満たされず、乾燥処理後もなお気化成分が残存し、最終製品の品質に悪影響を及ぼすという問題が常にある。この問題は、先に説明した乾燥炉を使用してＰＤＰ用基板のペースト膜を乾燥する場合にも発生し得る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが上記問題の原因を究明したところ、乾燥すべき対象（例えばペースト）全体が乾燥しないうちに対象の表面に乾燥した皮膜が形成されると、皮膜が気化成分の蒸発を妨げる障壁となるために、気化成分が対象内部に残存し、乾燥が不十分になることが判った。さらに、板状の基材（単に基材とも呼ぶ）の表面に形成した気化成分を含む膜（例えばペースト膜）を乾燥する場合、膜の厚さが厚いほど皮膜が形成されやすく、気化成分が膜の内部に残存する傾向にあることも判った。したがって、ＰＤＰ用のガラス基板表面に形成されるペースト膜（例えば数十μｍ（銀電極）〜百数十μｍ（誘電体およびリブ））のように、厚い膜を乾燥する際には、この皮膜の形成を防止することが特に必要とされる。
【００１０】
本発明者らは、ガスの供給および排出によって形成されるガスの流れを従来のものと異なるようにする給排気機構を採用することによって、膜の乾燥中、膜の表面に皮膜が形成されることを有効に防止できること、ならびに膜の表面付近の雰囲気における気化成分の蒸気圧を効率的に低減させて気化成分の気化を促進し得ることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明は、被処理物を熱処理する熱処理ゾーンを有する熱処理装置であって、熱処理ゾーンが、隣り合う給気部と排気部の組み合わせ、即ち、給気部と排気部とから成る給排気部を少なくとも２つ有する給排気機構と、被処理物の一方の面と接して被処理物を搬送する搬送部とを備え、給排気機構が熱処理ゾーンにおいて被処理物の搬送部と接する側と反対側に設けられている熱処理装置を提供する。
【００１２】
本発明の熱処理装置によって実施される「熱処理」は、被処理物を加熱することによって、被処理物の少なくとも一部の少なくとも１つの特性（例えば、有機溶媒含有量、水分保有率、重量、電気抵抗、透過率、形成膜厚またはその均一性、内部応力またはひずみ、強度、組成等）を所定のように変化させる処理をいう。本発明の熱処理装置は、熱処理として、被処理物を加熱することにより被処理物の一部（例えば基材の一方の面に形成された膜）から有機溶媒または水のような気化し得る成分を除去する乾燥処理を実施するのに特に適した装置である。
【００１３】
本明細書において、「被処理物」とは、その少なくとも一部が熱処理の対象となるものをいう。本発明の熱処理装置で熱処理される被処理物は、一般に、気化し得る成分（例えば有機溶媒または水）を含む膜（例えば膜状のペースト）が一方の面に形成された基材であって、膜が乾燥処理の対象となるものである。そのような被処理物は具体的にはＰＤＰ用基板である。
【００１４】
給排気機構を構成する「給気部」は１または複数の給気口を有するガス供給部であり、「排気部」は１または複数の排気口を有するガス排出部である。排気部は、熱処理ゾーン内のガスを吸引して熱処理装置の外に排出する箇所であり、ガス吸引部とも呼ぶ。
【００１５】
「給気部と排気部とから成る給排気部」とは、より具体的には「隣り合う給気部と排気部の組み合わせ」を意味し、この給排気部を「少なくとも２つ有する給排気機構」とは、給排気機構を被処理物の搬送部と接する側と反対の側に設けたときに、被処理物から見て、１つの給気部と１つの排気部とが隣り合っている組み合わせが少なくとも２箇所に存在するように、給気部および排気部が配置されていることをいう。１つの隣り合う給気部と排気部の組み合わせ（即ち、給排気部）を構成する給気部および／または排気部は、別の隣り合う給気部と排気部の組み合わせを構成してよい。例えば、給気部および排気部が「給気部Ａ−排気部Ｂ−給気部Ｃ」の順に配置されている場合、排気部Ｂは、給気部Ａと１つの給排気部を構成するとともに、給気部Ｃとも１つの給排気部を構成している。給気部および排気部が「給気部Ａ−排気部Ｂ−排気部Ｃ−給気部Ｄ」の順に配置されている場合、給排気部は「給気部Ａ−排気部Ｂ」と「排気部Ｃ−給気部Ｄ」である。
【００１６】
前記給排気部を少なくとも２つ有する限りにおいて、給気部と排気部の配置（アレンジメント）は特定のものに限定されない。例えば、「給気部−給気部−排気部」の順序が一方向で繰り返されるように、給気部および排気部を配置してよい。あるいは、給気部と排気部はランダムに配置してよい。
【００１７】
好ましくは、本発明の熱処理装置においては、給気部と排気部とが交互に配置されている。「給気部と排気部が交互に配置されている」とは、図７〜図９に示すように、給排気機構を被処理物の搬送部と接する面と反対の面の側に設けたときに、被処理物から見て給気部と排気部とが交互に存在するように配置されていることをいう。
【００１８】
本発明の熱処理装置は、被処理物の一方の面（シート状物の場合には、大きい２つの面（主表面）のうち、一方の面）と接して搬送する搬送部（即ち、搬送手段）を有する。本明細書において、被処理物を「搬送」するとは、被処理物を熱処理ゾーン内で所定の方向（一般には直線方向）で移動させることをいい、被処理物を熱処理ゾーン内に搬入すること、ならびに被処理物を熱処理ゾーンから搬出することをも含む。したがって、被処理物を移動させる方向である「搬送方向」には、被処理物が熱処理ゾーン内で移動する方向のほか、被処理物が搬入される方向および搬出される方向が含まれる。
【００１９】
給排気機構は被処理物の搬送部と接する側と反対の側に設けられる。したがって、給排気機構は、給気口および排気口が熱処理ゾーン内に搬入された被処理物が搬送部と接する面と反対の面と向かい合うように、熱処理ゾーン内に設けられる。
【００２０】
本明細書において、被処理物が搬送されるときに搬送部である搬送装置（例えばローラ）と接する面は、便宜的に「搬送面」と呼ぶことがある。例えば、一方の面に気化成分を含む膜（単に「膜」とも呼ぶ）が形成された基材が被処理物であって、この膜を熱処理に付す（例えば乾燥処理する）場合、被処理物の搬送面は、膜が形成されていない基材の面である。搬送面はまた、被処理物の「裏面」とも呼ぶ。したがって、被処理物の搬送面とは反対の面を、被処理物の「表面」と呼ぶ。被処理物が一方の面に膜が形成された基材であって、この膜を熱処理に付す（例えば乾燥処理する）場合、被処理物の「表面」は膜の基材と接していない側の面に相当する。膜のこの面はまた、膜の「表面」とも呼び、膜の基材と接している側の面は、膜の「裏面」とも呼ぶ。
【００２１】
本発明の熱処理装置は、熱処理ゾーン内に設けられる給排気機構において、隣り合う給気部と排気部の組み合わせである給排気部を少なくとも２つ有することを特徴とする。この給排気部においては、給気部から熱処理ゾーン内に入ったガスは給気後、被処理物から蒸発した気化成分を同伴して比較的早い時期に、隣に位置する排気部で吸引されるため、供給されたガスの被処理物表面への吹き付けが防止され、あるいは緩和される。したがって、給排気機構において給排気部の数が多いほど、給気部から供給されるガスの被処理物表面への吹き付けがより効果的に防止され、あるいは緩和される。そのため、給排気機構においては、給気部と排気部とが交互に配置されていることが好ましい。
【００２２】
給排気部において、給気部と排気部との間の距離は３０〜１５０mmであることが好ましい。隣り合う給気部と排気部との間の距離は、給気部に形成された給気口の中心と、排気部に形成された排気口の中心とを結ぶ線分のうち、最も短いものの長さに相当する。給気口が後述するように多孔質材料の微細孔である場合には、給気口の中心が給気部の端部にあるとみなし、排気口の中心と給気部の端部を結ぶ線分のうち、最も短いものの長さを、隣り合う給気部と排気部との間の距離とする。隣り合う給気部と排気部との間の距離が１５０mmを越えると、被処理物が均一に熱処理されないことがある。また、当該距離が１５０mmを越えると、被処理物を乾燥する場合に、被処理物の表面の雰囲気における気化成分の蒸気圧を低下させにくく、その結果、乾燥ムラが生じることがある。３０mmという距離は実施可能な最小値であり、隣り合う給気部と排気部との間の距離を３０mm未満にすることは技術的に困難である。
【００２３】
本発明の熱処理装置は、好ましくは、給気部から供給されるガスが被処理物の表面に強く吹き付けられないように給排気し得るものである。そのような熱処理装置は、被処理物の表面付近において、速度の大きいガスの流れ（即ち、風）をいずれの方向にも生じさせないものである。具体的には、本発明の熱処理装置は、被処理物の表面付近のガスの速度が０．３ｍ／秒以下となるものであることが好ましく、０．１ｍ／秒以下となるものであることがより好ましい。
【００２４】
被処理物の表面付近のガスの速度は、プローブを有する風速計（例えば、本田工業株式会社製の風速計ＱＢ−５）を、被処理物の表面に配置して測定する。この風速計によれば、ガスの速度はプローブで測定されるから、この風速計で測定されるガスの速度はプローブの位置におけるガスの速度である。一般に、プローブは、被処理物の表面から若干離れたところに位置する。例えば、先に例示した風速計ＱＢ−５の場合、プローブは被処理物の表面から５mmの高さに位置する。また、本発明の熱処理装置において、ガスの速度は、被処理物の表面に近づくほど小さくなる。即ち、被処理物の表面から５mmの高さで測定したガスの速度が０．３ｍ／秒以下であれば、被処理物の表面におけるガスの速度はそれよりも小さい。したがって、本発明の熱処理装置は、被処理物の表面から５mm以下離れた位置で測定するガスの速度が０．３ｍ／秒以下であれば好ましいものとみなされ、その意味において「表面『付近』」という用語を使用する。
【００２５】
また、被処理物の表面付近のガスの速度が０．３ｍ／秒以下である熱処理装置とは、被処理物の表面のいずれの箇所に風速計を配置した場合でも、給排気を実施しているときに測定されるガスの速度が０．３ｍ／秒以下である熱処理装置をいう。したがって、そのような熱処理装置において、例えば、複数の風速計を被処理物の表面に配置すると、いずれの風速計によっても、給排気中に測定されるガスの速度は０．３ｍ／秒以下となる。あるいは、そのような熱処理装置において、風速計を被処理物の任意の一箇所または複数箇所に配置した状態にて、給排気を実施しながら被処理物を熱処理ゾーン内で搬送すると、搬送中、風速計が示すガスの速度は０．３ｍ／秒を越えない。
【００２６】
被処理物表面へのガスの吹き付けを弱くする、即ち、被処理物の表面付近のガスの速度を小さくする方法として、給気部に形成される給気口の数を多くして、ガスを分散させる方法がある。給気口の数の多少は熱処理ゾーンの寸法との関係に応じて決定される。例えば、４０〜６０インチ程度のＰＤＰ用基板を熱処理する場合には、給気部に、隣接する給気口同士の間隔が５０mm以下となるように複数の給気口を１列に設ければ、給気部における給気口の数は被処理物の表面付近のガスの速度を小さくするのに十分なほど多いものとなる。給気口同士の間隔は、給気口の中心同士の距離である。給気口は、複数列にわたって形成してよく、あるいはランダムに形成してよい。その場合には、各給気口に隣接する給気口のうち、少なくとも１つの給気口と当該給気口との間の距離が５０mm以下となるように、給気口を形成することが好ましい。
【００２７】
被処理物の表面付近のガスの速度を小さくする別の方法として、給気部に形成される給気口の開口面積を小さくする方法がある。一般に、給気口の開口面積が小さいほど、給気口を通過するガスの速度はより大きくなるが、給気口を通過した後のガスの速度が減少する度合いもより大きくなる。そのため、給気口の開口面積が十分に小さい場合には、給気口を通過するガスの速度が大きいことは問題とならない。したがって、給気口の開口面積はより小さいことが好ましい。具体的には、給気口は、その孔径が３mm以下であることが好ましい。円形でない給気口は、その開口面積と同じ面積を有する円の直径を算出したときに、その直径が３mm以下となるような開口面積を有することが好ましい。孔径が３mmを越えると、給気口を通過した後のガスが十分に減速されず、被処理物にガスが強く吹き付けられる。また、給気口の開口面積が大きいと、給気口間で供給されるガスの流量にバラツキが生じ、被処理物に均一にガスを供給することが困難となる。給気口の孔径は、より好ましくは０．５〜３mmである。
【００２８】
上述したように、被処理物の表面付近のガスの速度を小さくするとともに、給気部からガスを被処理物の表面全体に均一に供給するには、１つの給気部に、開口面積（給気口が円形である場合は孔径）がより小さい給気口をより多く設けることが好ましい。また、給気口は給気部全体にわたって均等に設けることが好ましい。
【００２９】
開口面積の小さい給気口が均等に多数設けられた給気部として、微細孔（ポア）を多数有する多孔質材料で少なくとも一部が形成され、この微細孔が給気口として作用する給気部を使用してもよい。そのような給気部は、具体的には空隙率が１〜１０％である多孔質材料から成るものであることが好ましい。給気部はその全体が多孔質材料から成るものであってよい。
【００３０】
開口面積の小さい給気口を多数形成した給気部を含む給排気機構を用いれば、給気口と被処理物との間の距離を小さくしても、ガスは被処理物に強く吹き付けられない。例えば、上記のように給気口の孔径を３mm以下とし、隣接する給気口同士の間隔を５０mm以下とし、さらに供給されるガスの流量を調節することによって、本発明の熱処理装置においては、給気口と被処理物との間の距離（即ち、給気口と被処理物の表面との間の距離）を７０mm以下とすることができる。給気口と被処理物との間の距離を小さくすることができれば、後述のように、熱処理ゾーンを複数重ねて熱処理装置を構成する場合に、熱処理装置全体の高さを低くすることが可能となる。
【００３１】
本発明の熱処理装置において、給排気機構は、１つの熱処理ゾーンにおいて、排気部から熱処理ゾーン外へ排出されるガスの流量（単に「排気流量」とも呼ぶ）が、給気部から熱処理ゾーン内に供給されるガスの流量（単に「給気流量」とも呼ぶ）と同じ又はそれよりも大きくなるように、ガスを給排気するものであることが好ましい。熱処理ゾーン内の雰囲気が熱処理ゾーンの外に漏出することを防止するためである。
【００３２】
１つの熱処理ゾーンにおける排気流量および給気流量に代えて、被処理物１つあたりの排気流量および給気流量を、給排気の指標として採用してよい。その場合、本発明の熱処理装置における給排気機構は、被処理物１つあたりの排気流量が被処理物１つあたりの給気流量と同じ又はそれよりも大きくなるように、ガスを給排気するものであることが好ましい。
【００３３】
本発明はまた、上記の給排気機構を含む熱処理ゾーンが、被処理物の搬送部と接する側（即ち、搬送面の側）に設けられた加熱装置を含む熱処理装置を提供する。
【００３４】
加熱装置を被処理物の搬送面の側に配置することで、被処理物を表面からではなく裏面から優先的に加熱することが可能となる。したがって、例えばＰＤＰ用基板のペースト膜を乾燥する場合のように、基材の表面に形成した膜を乾燥する場合、膜には裏面から順次乾燥された部分が形成されることとなり、膜の表面付近の乾燥が他の部分よりも早く進行することが防止される。即ち、被処理物の搬送面の側に配置された加熱装置は、上記の給排気機構と相俟って、気化成分が膜の内部に残っている状態で膜の表面に乾燥した皮膜が形成されることをより有効に抑制する。
【００３５】
上記のように加熱装置を配置した熱処理ゾーンは、好ましくは被処理物を搬送する搬送部としてローラを含む。被処理物はローラの回転に従って熱処理ゾーン内で所定の方向に移動する。ローラを利用する搬送方式によれば、ローラを回転させる駆動装置（例えばモータ、歯車（ギア）およびベルト）を被処理物の搬送部と接する側（即ち、搬送面の側）に設ける必要がなく、したがって駆動装置は熱による影響を受けることなく作動する。即ち、ローラを利用する搬送方式は、熱処理ゾーン内において加熱装置を被処理物の搬送面の側に設けることを可能にする搬送方式である。
【００３６】
本発明の熱処理装置は、熱処理ゾーンが被処理物の搬送部と接する面（一般的には、被処理物の主表面である）に対して垂直な方向に互いに平行に複数重ねられて成る熱処理装置であってよい。このような熱処理装置を本明細書において多段熱処理装置とも呼ぶ。多段熱処理装置によれば一度に多くの被処理物を熱処理することが可能である。一般に、多段熱処理装置は、炉体の表面積が小さく、また、加熱装置から放出される熱が上下方向の熱処理ゾーンで利用されて上下端を除く各熱処理ゾーン間の上下方向の熱損失が見かけ上ないため、炉体からの放熱量を小さくすることが可能である。
【００３７】
本発明の熱処理装置が多段熱処理装置である場合、給気部が隣接する熱処理ゾーンの加熱装置に近接していることが好ましい。給気部が加熱装置に近接すると、給気部を通過するガスが加熱装置で加熱され、被処理物の表面付近に予熱されたガスが供給されて熱処理が促進されるので、熱損失を少なくして熱処理を実施できる。
【００３８】
本発明の熱処理装置が多段熱処理装置である場合、排気部は隣接する熱処理ゾーンの加熱装置と接触していないことが好ましい。排気部が加熱装置と接触していると、加熱を必要としない排気部に熱が伝わって熱損失が大きくなるためである。
【００３９】
本発明の熱処理装置は、被処理物が熱処理中、熱処理ゾーン内を通過するように、被処理物を搬送しながら熱処理を実施する熱処理装置であってよい。このような熱処理装置は本明細書において連続式熱処理装置とも呼ぶ。
【００４０】
別の態様では、本発明の熱処理装置は、被処理物を熱処理ゾーン内で停止させた状態にて熱処理を実施する熱処理装置であってよい。このような熱処理装置は本明細書において枚葉式熱処理装置とも呼ぶ。
【００４１】
連続式熱処理装置は、被処理物の搬送方向に長く延びた熱処理ゾーンを１つだけ有するようなものであってよく、あるいはそのような熱処理ゾーンが複数重ねられた多段熱処理装置であってよい。
【００４２】
同様に、枚葉式熱処理装置は、熱処理ゾーンが１つだけ設けられた熱処理装置であって、熱処理ゾーン内に１または複数の被処理物が所定位置に搬入された後、被処理物が停止した状態にて熱処理され、その後、被処理物が熱処理ゾーンから搬出される熱処理装置であってよく、あるいは熱処理ゾーンが複数重ねられ、各熱処理ゾーン内に１または複数の被処理物が所定位置に搬入された後、被処理物が停止した状態にて熱処理され、その後、被処理物が各熱処理ゾーンから搬出される多段熱処理装置であってよい。枚葉式の多段熱処理装置は、被処理物が通過するための領域を必要としないから、少なくとも１つの被処理物を熱処理し得る程度まで各熱処理ゾーンの寸法を小さくでき、したがって、その設置面積は連続式の熱処理装置と比較して一般に小さい。
【００４３】
以上において説明した熱処理装置はいずれも、被処理物を乾燥処理する乾燥装置として好ましく用いられる。特に、本発明の熱処理装置は、被処理物をプラズマディスプレイパネルとする装置として好ましく用いられる。ＰＤＰの製造工程において、本発明の熱処理層装置は、例えば、ガラス基板の表面（ガラス基板の表面に別の層が形成されている場合には当該層の表面）に形成されたペースト膜を乾燥するＰＤＰ製造用乾燥炉として好ましく用いられる。本発明の熱処理装置はまた、太陽電池パネルおよび抵抗チップ等の各種デバイスおよび電子部品を最終製品とする種々の製品の製造過程において好ましく使用される。
【００４４】
本発明はまた、被処理物の少なくとも一部を熱処理装置の熱処理ゾーンで熱処理する熱処理方法であって、
前記被処理物の一方の面を支持して熱処理ゾーン内に搬入し、給気部と排気部とからなる給排気部を少なくとも２つ有する給排気機構により熱処理ゾーン内へのガスの供給と熱処理ゾーン外へのガスの排出とを前記被処理物の他方の面側で行い、前記熱処理ゾーン外へのガスの排出に伴って前記被処理物から放出された気化成分を熱処理ゾーン外へ排出する熱処理方法を提供する。この熱処理方法によれば、給排気を、隣り合う１つの供給されるガスの流れと１つの排出されるガスの流れが、被処理物の搬送面とは反対の面の側にて少なくとも２箇所にて形成される。
【００４５】
給気および排気はそれぞれ、給気部および排気部を有する給排気機構を用いて実施される。本発明の熱処理方法において、「供給されるガスの流れ」（「供給ガス流」とも呼ぶ）および「排出されるガスの流れ」（「排出ガス流」とも呼ぶ）は、それぞれ１つの給気部および排気部が形成するガスの流れである。１つの給気部に複数の給気口が形成されている場合には、全部の給気口からのガスが全体として形成する流れが、１つの「供給されるガスの流れ」に相当する。１つの排気部に複数の排気口が形成されている場合も同様に、全部の排気口に向かうガスが全体として形成する流れが、１つの「排出されるガスの流れ」に相当する。
【００４６】
「隣り合う１つの供給されるガスの流れと１つの排出されるガスの流れが少なくとも２箇所にて形成される」とは、隣り合う供給ガス流と排出ガス流の組み合わせが、少なくとも２つ存在することをいう。１つの隣り合う供給ガス流と排出ガス流の組み合わせを構成する供給ガス流および／または排気ガス流は、別の隣り合う供給ガス流と排出ガス流の組み合わせを構成してよい。隣り合う供給ガス流と排出ガス流の組み合わせが少なくとも２つ存在する限りにおいて、供給ガス流と排出ガス流の並び方は特定のものに限定されない。例えば、「排出ガス流−排出ガス流−供給ガス流」の順序が一方向で繰り返されるように、排出ガス流および供給ガス流が存在してよい。
【００４７】
本発明の熱処理方法は、給気および排気を、（１）被処理物の搬送部と接する側（即ち、搬送面）と反対の側にて実施すること、ならびに（２）隣り合う１つの供給されるガスの流れと１つの排出されるガスの流れが、被処理物の搬送面とは反対の面の側にて少なくとも２箇所にて形成されるように実施することを特徴とする。このように給排気すれば、熱処理ゾーン内には被処理物の搬送面に対して垂直な方向で熱処理ゾーンを貫くような（即ち、熱処理ゾーンの上から被処理物を越えて下に向かう）ガスの流れが形成されにくいため、ガスが被処理物の表面に強く吹き付けられることを緩和し得る。また、熱処理により被処理物中の気化成分が気化する場合には、このように給排気することで、被処理物の表面付近の雰囲気における気化成分の蒸気圧を効果的に低減させて、気化成分の気化を促進することができる。したがって、本発明の熱処理方法は、被処理物を乾燥処理するのに適しており、本発明の熱処理方法によれば、基材に形成された膜を乾燥するときに、膜の表面に乾燥した皮膜が形成されにくく、膜を十分に乾燥できる。
【００４８】
本発明の熱処理方法は、本発明の熱処理装置によって好ましく実施される。即ち、熱処理ゾーンにおいて、隣り合う給気部と排気部とからなる給排気部を少なくとも２つ有する給排気機構が、被処理物の搬送部と接する側と反対の側に設けられている熱処理装置を用いれば、隣り合う１つの供給されるガスの流れと１つの排出されるガスの流れが、被処理物の搬送部と接する側と反対の側にて少なくとも２箇所にて形成されるように給排気を実施しながら、熱処理を実施することができる。
【００４９】
本発明の熱処理方法において、給排気は、供給ガス流と排出ガス流が被処理物の搬送部と接する側と反対の側にて交互に形成されるように実施されることが好ましい。そのように給排気を実施すれば、被処理物へのガスの吹き付けがより緩和され、また被処理物の表面付近の雰囲気における気化成分の蒸気圧がより低減して気化成分の蒸発がより促進される。
【００５０】
本発明の熱処理方法は、被処理物の表面にガスが強く吹き付けられないようにして実施することが好ましい。具体的には、被処理物の表面付近のガスの速度が０．３ｍ／秒以下となるように給排気を実施しながら、熱処理することが好ましい。「被処理物の表面付近のガスの速度」の意味は、先に熱処理装置に関連して説明したとおりである。
【００５１】
本発明の熱処理方法においては、給排気を、１つの熱処理ゾーンにおいて、排出されるガスの流量が供給されるガスの流量と同じ又はそれよりも大きくなるように実施することが好ましい。熱処理ゾーン内の雰囲気が熱処理ゾーンの外に漏れないようにするためである。
【００５２】
本発明の熱処理方法は、前述のように乾燥処理に適しており、特にＰＤＰ用基板に形成されたペースト膜の乾燥処理に適している。本発明の熱処理方法を含む製造方法に従ってＰＤＰを製造すれば、ペースト膜の不十分な乾燥に起因する品質低下が生じず、高品質のＰＤＰを得ることができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
先に、本発明の熱処理装置の熱処理ゾーンに設けられる給排気機構について説明する。
【００５４】
本発明の熱処理装置においては、給気部と排気部とからなる給排気部を少なくとも２つ有する給排気機構を採用する。給気部および排気部はそれぞれ、給気口および排気口を有し、給気口および排気口と連通している通路として空洞部を有する。ガスは給気部の通路を介して供給され、また排出部の通路を介して熱処理装置の外に排出される。
【００５５】
給排気機構において、給気部と排気部は種々の態様にて配置され得る。具体的には、図７および図９に示すように、横方向の断面（即ち、長手方向に垂直な断面）が円形である管状体（丸パイプ）または横方向の断面が矩形である管状体を、給気部および排気部とし、これらをその長手方向が被処理物の搬送方向と直交する又は平行となるように交互に配置してよい。あるいは、そのような管状体である給気部および排気部を、その長手方向が被処理物の搬送方向と直交する又は平行となるようにし、長手方向と直交する方向で、「排気部−排気部−給気部」、「給気部−給気部−排気部」または「排気部−排気部−給気部−給気部」等の順序が繰り返されるように配置してよい。あるいは、給気部と排気部をランダムに配置してよい。あるいは、図８に示すように管路を有するフレーム状の給気部と排気部とを交互に配置してよい。
【００５６】
給排気機構はまた、１つの給気部と１つの排気部とを組合せたものを１つのユニットとして、このユニットが複数個配置されて成るものであってよい。ユニットとユニットとの間は離れていてよく、あるいは隣接していてよい。このようなユニットにおいては、１つのユニットの給気部から供給されたガスは専らそのユニットの排気部から排出される。ユニット間の距離が小さい場合、１つのユニットの給気部から供給されたガスは、隣接するユニットの排気部からも排出されてよい。
【００５７】
給気部および排気部は、耐熱性、耐腐食性、および耐変形性を有する材料で形成することが好ましい。そのような材料は、具体的には、ステンレス、アルミニウム、インコネル、鋼材、セラミック、またはテフロン（登録商標）のような耐熱性樹脂である。
【００５８】
給排気機構の給気部は、被処理物の表面にガスが強く吹き付けられないように構成される。被処理物の表面へのガスの吹き付けの強弱を表す指標としては、前述のとおり、被処理物の表面付近のガスの速度が採用される。給気部は、被処理物の表面付近のガスの速度が、好ましくは０．３ｍ／秒以下、より好ましくは０．１ｍ／秒以下となるように構成される。被処理物の表面付近のガスの速度は、給気口の数および開口面積のほか、被処理物と給気口との間の距離、ならびに熱処理ゾーン内に供給されるガスの流量（給気流量）および圧力（給気圧力）の影響を受ける。したがって、被処理物と給気口との間の距離、ならびに給気流量および給気圧力が予め設定されている場合には、それらを考慮して給気口の数および開口面積を決定する。給気口の数の多少は隣接する給気口同士の間隔によって表され、一般に当該間隔が狭いほど給気口の数は多い。
【００５９】
給排気機構の排気部は、排出されるガスが受ける抵抗ができるだけ小さくなるように構成することが好ましい。したがって、給排気機構の排気部に形成される排気口の数および開口面積は、熱処理ゾーンから排出されるガスの流量（排気流量）に応じて選択される。一般に、排気口の開口面積が大きいほど、排出されるガスが受ける抵抗は小さくなる。排気口の数の多少も、給気口のそれと同様、隣接する排気口同士の間隔で表される。前述したように、１つの熱処理ゾーンにおいて（即ち、被処理物１つあたりの）、排気流量は給気流量と同じ又はそれよりも大きいことが好ましい。したがって、給排気機構の排気部の数および開口面積は、給気流量により間接的に決定されるといえる。
【００６０】
このように、給気部および排気部の好ましい構成は、被処理物の種類および熱処理条件等に応じて決定される。例えば、４２〜６０インチサイズのＰＤＰ用基板を乾燥する場合に、
１）管状の給気部および排気部を、その長手方向がＰＤＰ用基板の長手方向と平行となり、１つのＰＤＰ用基板と対向する給気部および排気部がそれぞれ１〜２０個となるように配置し、
２）給気流量および排気流量を、それぞれＰＤＰ用基板１つにつき、１０〜５０Ｎｌ（ノルマルリットル）／分および３０〜１００Ｎｌ／分とし、
３）給気口と被処理物との間の距離を１０〜７０mmとする
ときには、１つの給気部には、孔径０．５〜３mmの給気口を給気部の長手方向に沿って４〜３０mm間隔で１列に設け、１つの排気部には、孔径２〜６mmの排気口を長手方向に沿って２０〜１００mm間隔で１列に設けることが好ましい。
【００６１】
給気部はまた、微細な孔を多数有する多孔質材料でその一部が形成され、この微細孔が給気口として作用するものであってよい。給気部を構成し得る多孔質材料は、具体的には、アルミナ焼結材のようなセラミック焼結材、またはアルミニウムから成る発泡材である。アルミニウムから成る発泡材は、例えば三菱マテリアル社から発泡アルミニウムとして販売されている。多孔質材料を使用する場合、その空隙率は１〜１０％であることが好ましい。
【００６２】
給排気機構は、給排気部（即ち、隣り合う給気部と排気部の組み合わせ）において、給気部と排気部との間の距離が前述のように３０〜１５０mm、より好ましくは５０〜１００mmとなるように、給気部および排気部を配置して構成することが好ましい。この好ましい距離は、いずれの条件で熱処理を実施する場合でも適用される。
【００６３】
好ましくは、給気部はガスに含まれるダストを捕集するフィルターを有する。フィルターでダストを捕集すれば、熱処理装置内にはダストを含まないクリーンなガスが供給される。
【００６４】
図７〜図９に本発明で使用するのに適した給排気機構の形態を図示する。図７の（ａ）は、それぞれ空洞部を有する給気部（52）と排気部（54）とが一方向に交互に並べられた給排気機構（50）の平面図であって、熱処理ゾーンに取り付けたときに、熱処理ゾーン内に搬入された被処理物と向かい合う面の平面図に相当する。図７の（ｂ）は、図７の（ａ）を線Ａ−Ａ’に沿って切断した断面図である。図示した態様において、１つの給気部（52）には、開口面積の小さい給気口（56）が多数設けられて、ガスが被処理物の表面に強く吹き付けられることなく均一に供給されるようにしている。１つの排気部（54）には、給気口よりも開口面積の大きい排気口（58）が設けられて、排出されるガスが受ける抵抗が小さくなるようにしている。図７においては、給気口（56）は給気部（52）の長手方向に２列にわたって設けられている。したがって、隣り合う給気部（52）と排気部（54）との間の距離はｗで示される距離となる。
【００６５】
熱処理ゾーン内に供給されるガスは各給気部（52）の両端またはいずれか一方の端部にて取りこむことができ、熱処理ゾーンから排出されるガスは各排気部（54）の両端またはいずれか一方の端部から熱処理装置の外部に放出することができる。あるいは、熱処理装置の外部に延びる給気管を設け、この給気管と給気部（52）を連通させ、給気管を介して取りこんだガスを熱処理ゾーン内に供給してもよい。同様に、熱処理装置の外部に延びる排気管を設け、この排気管と排気部（54）を連通させ、排気部で吸引された熱処理ゾーン内のガスを排気管を介して外部に放出してもよい。図７に示す給排気機構は、被処理物を熱処理ゾーンに搬入したときに被処理物の表面の側に位置し、給気口および排気口が被処理物の表面と向かい合うように、熱処理ゾーンを規定する壁（例えば天井）に、給気部および排気部が被処理物の搬送方向に沿って交互に配置されるように設けるとよい。枚葉式の熱処理装置においては、給気部を、その中心が被処理物の中心上に位置するように配置して、給気部および排気部を交互に配置することが好ましい。
【００６６】
図８は、フレーム状の給気部（62）と排気部（64）とが交互に配置された給排気機構の斜視図である。１つの給気部（62）と１つの排気部（64）とからなる給排気部において、給気口（66）の数と排気口（68）の数は同じである（中央の排気部を除く）。給気部（62）に設けられた給気口（66）は排気部（64）に設けられた排気口（68）よりも小さい。必要に応じて給気口は排気口より大きくしてよい。
【００６７】
図８に示す給排気機構においても、給気部および排気部はそれぞれガスが通過できる空洞部を有している。各給気部は少なくとも一箇所にて、例えば熱処理装置の外に通じる給気管と繋がっていて外部からガスを取り込み、このガスを熱処理ゾーン内に供給するようになっている。また、各排気部は少なくとも一箇所にて、例えば熱処理装置の外に通じる排気管と繋がっていて、熱処理ゾーンから吸引したガスを排気管から熱処理装置の外に放出するようになっている。図８に示す給排気機構は、例えば、これを１つのユニットとして、熱処理ゾーンに被処理物が搬入されたときに被処理物の表面の側に位置し、給気口および排気口が被処理物の表面と向かい合うように、熱処理ゾーンを規定する壁（例えば天井）に敷き詰めるように設けるとよい。
【００６８】
図９に別の給排気機構の一例を示す。図９の（ａ）は、空洞部の断面が円形であるパイプ状の給気部（72）と排気部（74）とが交互に並べられた給排気機構（70）の平面図であって、熱処理ゾーンに取り付けたときに、熱処理ゾーン内に搬入された被処理物と向かい合う面の平面図に相当する。図９の（ｂ）は、図９の（ａ）を線Ａ−Ａ’に沿って切断した断面図である。給気部（72）および排気部（74）は、それぞれ円形の給気口（76）および排気口（78）を有する。１つの給気部（72）には、開口面積の小さい給気口（76）（例えば孔径３mmの給気口）が多数設けられ、１つの排気部（74）には、開口面積が給気口（76）よりも大きい排気口（78）（例えば孔径６mmの排気口）が設けられている。また、給気部（72）と排気部（74）は、給気部と排気部との間の距離（ｗ）が３０〜１５０mmとなるよう間隔をあけて配置されている。給気部（72）へのガスの取りこみ、および排気部（74）からのガスの放出、ならびに給排気機構（70）の熱処理ゾーン内への配置に関しては、先に図７を参照して説明した給排気機構（50）と同じであるから、ここではその詳細な説明を省略する。
【００６９】
給排気機構を用いた給排気は、前述のように、好ましくは１つの熱処理ゾーンにおける排気流量が給気流量と同じまたはそれよりも大きくなるように実施される。熱処理ゾーン内の雰囲気が熱処理ゾーンの外に漏出することを防止するためである。そのように給排気するために、例えば、排気を強制的に実施し、排気に伴って熱処理装置内の圧力が減少したときに排出されたガスの量に相当する量のガスが給気部から自然に供給されるように実施してよい。あるいは、給気流量と排気流量をより正確に制御するために、給気および排気をともに強制的に実施してよい。熱処理ゾーンが閉じられた空間を形成している場合（搬入口および搬出口が閉鎖されている場合）に、給排気を１つの熱処理ゾーンにおける排気流量が給気流量よりも多くなるように強制的に実施すると、減圧下で熱処理が実施されることとなる。
【００７０】
給気流量および排気流量は、被処理物の種類に応じて選択される。例えば、上記の給排気機構を含む本発明の熱処理装置がＰＤＰ製造用乾燥炉であって、５０インチサイズのＰＤＰ基板を乾燥するものである場合、ＰＤＰ用基板１つあたりの給気流量を３００Ｎｌ／分以下とし、排気流量を５００Ｎｌ／分以下とすることが好ましい。省エネルギー化のためには、給気流量を１００Ｎｌ／分以下とし、排気流量を１５０Ｎｌ／分以下とすることがより好ましい。
【００７１】
熱処理が乾燥処理である場合には、給排気を実施している間、排気部により排出されるガスには、乾燥すべき対象から蒸発した気化成分（例えば有機溶媒）が含まれる。この気化成分は適当なトラップ手段（例えば、冷却器、溶媒吸着フィルター、または活性炭等）により捕集して、熱処理装置の外部に放出されるガスが気化成分を含まないようにすることが好ましい。
【００７２】
給気部および排気部の寸法は、熱処理ゾーン内において１つの被処理物と向かい合う給気部および排気部の数ができるだけ多くなるように選択することが好ましい。具体的には、熱処理ゾーン内において、１の被処理物と対向する給気部および排気部は、それぞれ２以上であることが好ましい。特に、熱処理中、被処理物が実質的に移動しない枚葉式の熱処理装置を構成する熱処理ゾーンにおいては、１の被処理物と対向する給気部および排気部は、それぞれ４以上であることが好ましい。
【００７３】
さらに枚葉式の熱処理装置においては、供給されるガスおよび排出されるガスの流れが被処理物の被処理面の中心に関して対称となるように給気部および排気部を設けることが好ましい。具体的には、給気部を、その中心が被処理物の被処理面の中心上に位置するように配置し、それに隣接するように排気部を配置し、さらに給気部および排気部を所望の数だけ交互に配置するとよい。あるいは排気部を、その中心が被処理物の被処理面の中心上に位置するように配置してもよい。
【００７４】
給排気機構は、熱処理ゾーンにおいて被処理物の表面の側に、給気口および排気口と被処理物の表面との間の距離が適度なものとなるようにして、熱処理ゾーン内に設ける。一般に、熱処理ゾーン内において、給気部の給気口と被処理物の表面との間の距離が短いほど、被処理物にはガスがより強く吹き付けられる。そのため、基材表面に形成された膜を乾燥する場合には、膜の表面が他の部分よりも早く乾燥して皮膜が形成されやすく、また乾燥ムラが生じやすくなる。一方、排気部の排気口と被処理物の表面との間が離れすぎている場合、給気口から供給されるガスが気化成分を同伴することなく排気口に吸引されて排出されることがある。その結果、気化成分（例えば有機溶媒）の濃度が被処理物表面で高くなり、乾燥速度が低下する、あるいは乾燥が不十分になることがあり得る。給気口および排気口と被処理物の表面との間の距離は、被処理物の種類に応じて選択される。例えば、本発明の熱処理装置がＰＤＰ製造用乾燥炉として使用される場合、給排気機構は、給気口および排気口と被処理物の表面との間の距離が１０〜７０mmとなるように熱処理ゾーン内に設けることが好ましい。
【００７５】
上記の給排気機構を含む熱処理ゾーンに含まれる他の部分または要素は、従来の熱処理装置の熱処理ゾーンにおいて採用されているものと同様に構成してよい。例えば、熱処理ゾーンには、熱風ヒーターのような加熱装置を給排気機構とともに被処理物の表面の側に設置し、被処理物を水平方向に搬送するウォーキング・ビームを設けてよい。その場合、加熱装置は、例えば、給気部と排気部との間、または前述の給気部と排気部とから成るユニット間に位置することとなる。
別法として、給排気機構の給気部から供給されるガスを所望の温度に加熱し、加熱したガスを供給することにより被処理物を加熱してよい。
【００７６】
熱処理ゾーンは、好ましくは被処理物の搬送部と接する側（即ち、搬送面の側）に設けられた加熱装置を含む。そのような熱処理ゾーンにおいては被処理物の表面の側に加熱装置が位置しないため、この熱処理ゾーンは給排気機構を取り付けるのに好都合である。さらに、加熱装置が被処理物の裏面側にあるため、特に基材表面に形成した膜（例えばＰＤＰ用基板のペースト膜）を乾燥する場合、ペーストは裏面から順次乾燥され、表面において乾燥が先行しない。したがって、加熱装置を被処理物の裏面側に設ければ、基材表面に形成された膜を乾燥する場合に、加熱装置の配置と給排気機構との相乗効果によって、膜の表面に乾燥した皮膜が形成されることをさらに防止できる。
【００７７】
被処理物の搬送部と接する側に設けられた加熱装置を含む熱処理ゾーンは、被処理物の表面の側に設けられた加熱装置をさらに含んでよい。被処理物の表面の側に設けられる加熱装置は、例えば、給排気機構の給気部から供給されるガスを所望の温度に加熱する、あるいは被処理物をその表面の側から加熱するためのものである。
【００７８】
熱処理ゾーンが被処理物の搬送部と接する側に設けられた加熱装置を含む場合、熱処理ゾーンはより好ましくは被処理物を搬送する搬送部としてローラを含む。ローラを利用する搬送方式によれば、ローラを回転させる駆動装置を被処理物の搬送部と接する側に設ける必要がなく、したがって駆動装置は熱による影響を受けることなく作動する。即ち、ローラを利用する搬送方式は、熱処理ゾーン内において加熱装置を被処理物の搬送部と接する側に設けることを可能にする搬送方式である。
【００７９】
以下、加熱装置が被処理物の搬送部と接する側に設けられ、搬送手段としてローラを含む熱処理ゾーンをさらに詳細に説明する。
【００８０】
加熱装置は、加熱炉または乾燥炉等の熱処理装置において常套的に使用されているものから、被処理物の種類に応じて任意に選択できる。具体的には、赤外線ヒーター（遠赤外線ヒーターを含む）、熱風ヒーター、または接触ホットプレートヒーター等を使用できる。赤外線ヒーターは、適当な熱源（電気、ガスの燃焼により発生する熱、または高温の水蒸気もしくはオイルからの対流伝熱）により熱せられて赤外線を放射する要素を含む。熱風ヒーターは、適当な熱源により加熱されたガスを吹き付けるものである。吹き付けられるガスは、例えば高温の水蒸気もしくはオイルと熱交換させることにより加熱してよく、あるいは電気ヒーターで加熱してよい。本発明の熱処理装置をＰＤＰ製造用乾燥炉とする場合、加熱装置として赤外線ヒーターを使用することが好ましい。
【００８１】
加熱装置は、好ましくは被処理物から離して配置される。したがって、例えば、被処理物を水平方向で搬送する場合、加熱装置は被処理物の下方に配置される。
【００８２】
加熱装置の付近ではダストが発生しやすいため、熱処理ゾーンのクリーン度を高く維持する必要がある場合には、加熱装置の全体または一部を適当な防塵部材（例えば、アルミ板、ガラス板またはステンレス板）で隔離し、ダストが被処理物に付着しないようにすることが好ましい。加熱装置の隔離は、例えばＰＤＰ製造用乾燥炉において特に必要である。加熱装置が被処理物を均一に加熱できず、被処理物の被処理面で温度のばらつきを生じさせるようなものである場合、防塵部材は、そのような加熱装置で加熱されたときでも全体が均一な温度となる均熱板であることが好ましい。均熱板が被処理物と加熱装置との間に介在すれば、被処理物は、全体が均一な温度に加熱された均熱板によって均一に加熱されることとなる。均熱板は熱伝導率の高い材料から成ることが好ましく、例えばアルミニウム板であることが好ましい。均熱板を設ける場合、加熱装置で加熱された均熱板から被処理物に熱が十分に伝達されるよう、均熱板は、例えば、加熱により赤外線を放射する材料を被処理物と対向する表面に塗布したものであることが好ましい。
【００８３】
熱処理ゾーン内には、被処理物の搬送手段としてローラが配置される。ローラは具体的には円柱形または円筒形の棒状物である。そのようなローラは、熱処理ゾーン内にて、その回転軸が被処理物の搬送部と接する面と平行な面において搬送方向と直交し、かつ互いに平行となるように搬送方向で間隔をあけて並べられる。ローラとローラとの間の間隔は等間隔であることが好ましい。
【００８４】
各ローラは適当な駆動装置によって回転させられる。駆動装置は熱の影響を受けないよう、好ましくは熱処理ゾーンを規定する壁の外に配置される。各ローラが駆動装置によって同じ方向に回転させられると、ローラ上にある被処理物はローラの回転に従って所定の方向に搬送される。
【００８５】
ローラによる被処理物の搬送は、ローラが回転する際のローラと被処理物との間の摩擦によって、被処理物が損傷せず、また塵埃が生じないように実施する必要がある。したがって、本発明の装置においては、
１）ローラをフッ素系樹脂（例えばテフロン（登録商標）等）のような耐熱性樹脂、ステンレス、アルミニウムもしくはその合金、チタン合金、インコネル、鉄、ガラス（例えば石英ガラス）、セラミック材料（例えば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、もしくはマグネシア）、または金属酸化物のような耐熱性および耐溶剤性を有し、熱膨張率の小さい材料で形成すること、
２）被処理物が所望のように搬送される限りにおいてローラの数を少なくし、ローラと被処理物との接触面積を小さくすること、
３）ローラが被処理物をその搬送面が搬送方向と平行になるように（具体的には水平に）支え得るように、ローラを形成し、配置すること、
４）被処理物の温度分布に影響を及ぼさないようにローラを形成し、配置すること、
５）ローラの機械的強度が大きいこと、ならびに
６）ローラの熱容量が小さいこと
が好ましい。
【００８６】
例えば、本発明の熱処理装置をＰＤＰ製造用乾燥炉として使用し、タテ×ヨコが１０００mm×７００mmである厚さ３mmのＰＤＰ用のガラス基板に形成されたペースト膜を、温度１００〜１５０℃にて乾燥する場合、ステンレスから成る直径２０〜３０mmの円柱形または円筒形のローラを、その軸方向がガラス基板のヨコ方向と一致するようにＰＤＰ用のガラス基板１枚につき３〜５本、等間隔に配置して、ＰＤＰ用のガラス基板を搬送することが好ましい。ローラの熱容量を小さくして熱損失を小さくするためには、ローラを円筒形状とすることがより好ましい。ローラの材料、寸法および数は、これらに限定されず、ＰＤＰ用のガラス基板の大きさ等に応じて任意に変えることができる。
【００８７】
ローラが、その一部が他の部分から突出しているようなローラであれば、被処理物が搬送されるとき、被処理物は突出部のみでローラと接触するので、被処理物とローラとの接触面積はより小さくなる。
【００８８】
そのようなローラは、例えば、ローラの周にローラの外径よりも大きい外径を有するリングを取り付けることによって得られる。リングを取り付けると、被処理物はリングを介してローラと接触し、リングで支持されて搬送される。ローラが棒状物である場合、好ましくは、リングは軸方向に間隔をあけて複数取り付けられる。
【００８９】
被処理物がリングで支持されると、被処理物のリングとの接触箇所において大きな力が作用し、被処理物が変形または損傷するおそれがある。したがって、リングは、被処理物が変形または損傷しないかぎりにおいて、適当な数および／または形状を選択してローラの周に取り付けることができる。リングはその形状にもよるが、一般にはローラの軸方向（即ち、長さ方向）において５０〜３００mm間隔でローラに取り付けることが好ましい。
【００９０】
リングは、耐熱性に優れ、かつ被処理物を傷つけないような材料で形成することが好ましい。リングは、具体的には、テフロン（登録商標）のようなフッ素系樹脂、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フェノール樹脂、またはシリコンゴムのような耐熱性樹脂で形成することが好ましい。リングは、リングと被処理物との接触面積ができるだけ小さくなるよう、外周部が曲面となっている形状を有することがより好ましい。そのようなリングの一例を図５に示す。図５はリングを有するローラの一部を断面図で示した側面図であり、図中の両矢印はローラの長手方向を示す。リング（300）はローラ（34）に形成された溝（34ａ）に嵌め込まれており、その外周部は曲面となっている。
【００９１】
別のリングの一例を図６に示す。図６は、ローラの一部を断面図で示した側面図であり、図中の両矢印はローラの長手方向を示す。図６においては、リング状の基体（400）がローラ（44）に形成された溝（44ａ）に嵌め込まれ、この基体（400）の外周に球状体（410）が埋め込まれている。このようなリングを用いた場合、被処理物は球状体と接触し、被処理物とリングとの接触面積はさらに小さくなる。球状体は図６に示すように間隔をあけてリング状の基体（400）の外周に配置してよく、あるいは互いに接触するようにリング状の基体に配置してよい。球状体は、好ましくはテフロン（登録商標）のようなフッ素系樹脂またはブチルゴムから成る。
【００９２】
あるいは、ローラは、複数の車輪状物がシャフトの周りに間隔をあけて設けられたものであってよい。そのようなローラは、シャフトを回転軸として、回転軸が被処理物の搬送部と接する面と平行な面において搬送方向と直交し、かつ互いに平行となるように搬送方向で間隔をあけて並べられる。このローラで被処理物を搬送する場合、被処理物は車輪状物とのみ接触するので、ローラと被処理物との接触面積は円筒形または円柱形の棒状の形態を有するローラよりも小さくなる。
【００９３】
本発明の熱処理装置が連続式のものである場合には、被処理物が熱処理ゾーン内を通過するとき、被処理物のローラと接触する箇所は順次変化する。一方、本発明の熱処理装置が枚葉式のものである場合には、熱処理中、熱処理ゾーン内で被処理物は停止した状態にある。そのために、ローラと接触する部分がローラの「影」に入り、被処理物の下方に位置する加熱装置によって十分に熱処理されず、その部分の熱処理後の状態が他の部分と異なることがある。同様のことは、連続式熱処理装置において被処理物の搬送を停止した場合にも生じ得る。したがって、枚葉式の熱処理装置で熱処理する場合、ならびに連続式の熱処理装置において搬送が停止される等の理由によって被処理物の特定箇所のみがローラと接触する状態が長く続く場合には、被処理物を揺動して、被処理物におけるローラとの接触箇所を変化させることが好ましい。
【００９４】
被処理物を揺動するとは、被処理物を搬送方向において僅かな距離だけ前進させることと後退させることとを繰り返すこと（即ち、被処理物の往復直線運動を繰り返すこと）をいう。被処理物は、ローラを２方向に交互に回転させることによって、即ち、ローラを順方向に回転させることと逆方向に回転させることを交互に繰り返すことによって揺動することができる。したがって、被処理物を揺動するには、ローラを順方向および逆方向の２方向に回転させる駆動装置にローラを接続する必要がある。駆動装置はまた、ローラを１方向に僅かに（例えば１／２回〜１回）回転させた後、直ぐにローラを反対の方向に僅かに回転させ得るものでなければならない。
【００９５】
被処理物の揺動の幅（即ち、揺動中、被処理物のある箇所が最も前進したときの位置と最も後退したときの位置との間の距離）は、熱処理の種類、揺動が必要な時間、ローラの寸法、ならびに被処理物の寸法および種類等に応じて決定される。例えば、枚葉式の熱処理装置をＰＤＰ製造用乾燥炉として使用する場合には、被処理物の揺動の幅を、例えば、ローラとローラとの間の距離の１／２倍〜等倍にほぼ等しくし、熱処理を実施している間ずっと被処理物を揺動することが好ましい。
【００９６】
熱処理ゾーンは被処理物を熱処理ゾーンに入れるための搬入口、および被処理物を熱処理ゾーンから取り出すための搬出口を有する。熱処理ゾーンが連続式の熱処理装置を構成する場合、搬入口および搬出口は対向するように設けられる。熱処理ゾーンが枚葉式の熱処理装置を構成する場合、搬入口および搬出口は対向するように設けられて、被処理物が一方向にのみ移動するようにしてよく、あるいは１つの開口部が搬入口と搬出口とを兼ねるようにしてよい。いずれの場合においても、搬入口および搬出口の開口面積は、熱処理ゾーン内の熱が漏出しにくいよう、できるだけ小さくすることが好ましい。
【００９７】
本発明の熱処理装置は、以上において説明した熱処理ゾーンを有するように構成される。
例えば、本発明の熱処理装置は１のみの熱処理ゾーンを有する熱処理装置であってよい。その場合、熱処理ゾーンは搬入口と搬出口を除いて断熱材料から成る壁で囲まれる。熱処理ゾーンを囲む壁は炉壁とも呼ぶ。一般に、１のみの熱処理ゾーンを有する熱処理装置は、熱処理ゾーンが被処理物の搬送方向に長く延びたトンネル構造を有する連続式熱処理装置である。連続式熱処理装置において、熱処理ゾーンの搬送方向の長さは、被処理物および加熱装置の種類、ならびに熱処理温度（加熱温度）との関係において、所望の熱処理が実施できるように選択される。
【００９８】
１のみの熱処理ゾーンを有する熱処理装置は枚葉式の熱処理装置であってもよい。その場合、熱処理ゾーンの寸法は、１度に処理しようとする被処理物の数に応じて決定される。あるいは、１度に処理し得る被処理物の数は熱処理ゾーンの寸法および被処理物の寸法に応じて決定される。
【００９９】
本発明の熱処理装置はまた、熱処理ゾーンが被処理物の搬送部と接する面に対して垂直な方向に互いに平行に複数重ねられている多段熱処理装置であってよい。
【０１００】
多段熱処理装置が枚葉式である場合、各熱処理ゾーンは所定数の被処理物を配置できるように構成される。例えば、枚葉式の多段熱処理装置をＰＤＰ製造用の乾燥炉として使用する場合、熱処理装置は、各熱処理ゾーンにおいて、ＰＤＰ用基板を１枚またはそれ以上処理するものであってよい。
【０１０１】
多段熱処理装置が連続式である場合、各熱処理ゾーンは、その内部を被処理物が移動する間に被処理物が十分に熱処理されるように、搬送方向において十分な長さを有する。
【０１０２】
多段熱処理装置において、先に説明した給排気機構は、各熱処理ゾーンにおいて被処理物の搬送部と接する面とは反対の面（即ち、表面）の側に設けられる。加熱装置が被処理物の裏面の側に設けられている場合、給排気機構は隣接する熱処理ゾーンの加熱装置と近接することになる。したがって、多段熱処理装置においては、加熱装置が設けられているゾーンを給気管として、給排気機構の給気部をこれに連通させ、当該ゾーンからガスを取り込んで熱処理ゾーン内にガスを供給してもよい。
【０１０３】
多段熱処理装置においては、先に説明した給排気機構の給気部は隣接する熱処理ゾーンに設けられた加熱装置にできるだけ近接させることが好ましい。給気部が加熱装置に近接すると、給気部を通過するガスが加熱装置で加熱され、被処理物の表面付近に予熱されたガスが供給されて熱処理が促進されるので、熱損失を少なくして熱処理を実施できる。しかし、予熱されたガスの温度が高すぎると、基材表面に形成された膜を乾燥する場合（例えばＰＤＰ用のガラス基板に形成されたペースト膜を乾燥する場合）には、膜の表面が他の部分よりも早く乾燥して皮膜が形成されることがある。したがって、給気部から供給されるガスの温度が目的とする熱処理との関係において高くなりすぎる場合には、給気部はガスが適度に加熱される程度に加熱装置から離す必要がある。給気部から供給されるガスの温度は、ＰＤＰ製造用乾燥炉においては具体的には室温（約２５℃）〜１００℃程度であることが好ましい。
【０１０４】
多段熱処理装置は、熱処理ゾーンを規定する炉壁のうち、搬入口が形成された炉壁と搬出口が形成された炉壁との少なくとも一方に加熱装置が設けられたものであることが好ましい。この加熱装置は、熱処理ゾーンの搬入口および搬出口付近で気化成分が凝縮することを防止するとともに、搬入口および搬出口付近の温度が低下することを防止して熱処理ゾーン内の温度を均一にする。
【０１０５】
一般に、搬入口が形成された炉壁は、搬入口が熱処理ゾーンの外部と通じているために熱処理ゾーンの他の部分に比べて温度が低くなる傾向にある。搬出口が形成された炉壁も同様である。そのため、例えばＰＤＰ製造用乾燥炉のように、気化成分（例えば有機溶媒）を蒸発させる熱処理装置においては、蒸発した気化成分が炉壁の搬入口および搬出口付近で凝縮しやすい。
【０１０６】
気化成分が熱処理ゾーンで凝縮するとき、気化成分は装置内に浮遊するダストを取り込んで凝縮するためにタール状物を形成しやすい。タール状物はまた、装置内で凝縮した有機溶媒が熱により変質（例えば重合）することによっても形成される。タール状物は加熱されて乾燥すると振動等により炉壁から脱落して被処理物に付着することがある。そのことは被処理物の品質に好ましくない影響を及ぼす。そのため、気化成分の蒸発を伴う熱処理工程においては、熱処理ゾーンで凝縮した気化成分を除去する作業が定期的に実施される。この作業を実施する間、熱処理は実施できないため、この作業は熱処理全体の効率を低下させる要因となる。
【０１０７】
搬入口が形成された炉壁と搬出口が形成された炉壁との少なくとも一方の炉壁に設けられる加熱装置は、気化成分の凝縮に起因して生じる被処理物の品質低下および熱処理の効率低下の問題を改善する。この加熱装置はまた、搬入口および搬出口付近の部分とそれ以外の部分との間の温度差を小さくし、熱処理がより均一に実施されることを可能にする。この加熱装置は、１のみの熱処理ゾーンを有する（即ち、多段でない）熱処理装置にも設けられてよい。
【０１０８】
多段熱処理装置は、好ましくは、被処理物を熱処理ゾーンの搬入口まで運ぶ搬入装置、および熱処理された被処理物を搬出口から受け取って所定の位置まで運ぶ搬出装置を有する。搬入装置は、例えば、被処理物を載せるステージを有し、被処理物を所望の段の搬入口まで上昇または下降させるリフターである。リフターのステージから熱処理ゾーンへの被処理物の搬入は、例えば、リフターのステージにローラを設け、ローラを回転させて被処理物を移動させることにより実施できる。この方法によれば、被処理物はステージから熱処理ゾーンへスライドするように搬入される。したがって、搬入口を、被処理物が通過できる程度の面積を有するスリット状の開口部とすることができる。かかるスリット状の開口部の面積は、被処理物の断面積よりも僅かに大きい。搬出装置も同様のリフターであってよく、その場合、搬出口もまたスリット状の開口部とすることができる。
【０１０９】
被処理物を熱処理ゾーンに搬入し、また熱処理ゾーンから搬出する機構は、上記のローラおよびリフターを使用する機構以外のものであってよい。例えば、熱処理装置内に被処理物を載せるピンを設け、被処理物を載せたフォークを前進させて被処理物をピンの上に運び、フォークを下降させて被処理物をピンの上に移載し、それからフォークを後退させる方法によって、被処理物を搬入してよい。また、熱処理が終了した後、熱処理ゾーンでフォークを前進させてピンの上にある被処理物の下方に位置させ、フォークを上昇させて被処理物をピンの上からフォークの上に移載し、それからフォークを後退させる方法によって、被処理物を熱処理ゾーンから搬出してよい。フォークは適当な駆動機構によって、上下動させ、また前進および後退させる。
【０１１０】
多段熱処理装置は、上記搬入口および搬出口、加熱装置、ローラ等の搬送装置、ならびに給排気機構を有する熱処理ゾーンが、被処理物の搬送部と接する面に対して垂直な方向に積み重ねられて成る。本発明の多段熱処理装置において、各熱処理ゾーン間は実質的に加熱装置および給排気機構によって隔てられ、熱処理ゾーンの四方は断熱材料から成る炉壁で規定される。
【０１１１】
多段熱処理装置は２以上直列的に配置してよく、１の多段熱処理装置で熱処理した被処理物が続いて別の多段熱処理装置で処理されるようにしてよい。その場合、１の多段熱処理装置の搬出口は次の多段熱処理装置の搬入口と近接していることが好ましく、搬出口と搬入口との間には例えばローラの駆動により被処理物を搬送する搬送通路を必要に応じて設けるとよい。
【０１１２】
続いて、本発明の熱処理装置の一例を図面を参照して説明する。図１は１のみの熱処理ゾーンを有する連続式熱処理装置の模式的断面図である。
【０１１３】
図１に示す熱処理装置は、給気部（72）および排気部（74）で構成された給排気機構（70）を含むＰＤＰ製造用乾燥炉（10）であり、被処理物（12）は、ガラス基板（12ａ）の上にペースト膜（12ｂ）が形成されたものである。被処理物（12）はローラ（14）の回転によって、熱処理ゾーン（11）内を図中の白抜き矢印の方向に搬送される。ローラ（14）はステンレスから成る円筒形の棒状部材である。ローラ（14）は、回転軸が被処理物の搬送方向に対して垂直となるように、被処理物の搬送方向において間隔をあけて平行に配置されている。ローラ（14）は、１枚の被処理物（12）が４個のローラ（14）で支持されるように間隔をあけて配置されている。ローラ（14）はそれぞれ、駆動装置（図示せず）によって矢印の方向に回転させられる。ローラ（14）は、例えば各ローラ（14）の一方の端部に設けた歯車にチェーンベルトをわたしかけ、チェーンベルトにモータから動力を伝達することによって、一斉に駆動されて回転する。
【０１１４】
図１に示す熱処理装置において、加熱装置はガラス基板（12ｂ）の表面側および裏面側に配置されている。ガラス基板（12ｂ）の裏面側に配置された加熱装置（16）は、パネル状の電気赤外線ヒーターである。加熱装置（16）からのダストが被処理物（12）へ付着することを防止し、また熱処理ゾーン内の温度ムラを小さくするために、加熱装置（16）の上面は、アルミニウムから成る均熱板（18）で覆われている。
【０１１５】
ガラス基板（12ｂ）の表面側に配置された加熱装置（16’）は、給気部（72）と排気部（74）との間の間隙からの輻射熱で被処理物（12）を上側から加熱するとともに、供給されるガスを加熱するために設けられ、加熱装置（16）を補助する。加熱装置（16’）はパネル状の電気赤外線ヒーターである。加熱装置（16’）の熱処理ゾーンに向けられた面は、アルミニウムから成る均熱板（18’）で覆われ、加熱装置（16’）からのダストが被処理物（12）に付着することを防止している。
【０１１６】
乾燥炉内で搬送されている間に、ペースト膜（12ｂ）が乾燥する。ペースト膜（12ｂ）は、加熱装置（16）に近い側（即ち裏面側）から順次乾燥し、それに伴ってペースト膜（12ｂ）中の有機溶媒がペースト膜（12ｂ）表面から蒸発する。
【０１１７】
蒸発した有機溶媒を乾燥炉内から除去するために、加熱装置の上側の炉壁（100）には図９に示す給排気機構（70）が設置されている。給排気機構（70）は、空洞部の断面が円形であるパイプ状の給気部（72）と排気部（74）とが、その長手方向が被処理物（22）の搬送方向と直交するように、搬送方向において交互に配置されて成る。給気部（72）および排気部（74）は、いずれもステンレスから成る。各給気部（72）はその長手方向の両端または一方の端部にて熱処理装置の外部からガスを取りこんで、給気口（76）からガスを供給する。各排気部（74）は、排気口（78）から吸引したガスをその長手方向の両端または一方の端部から排出する。各排気部（74）には蒸発した有機溶媒を回収するためのトラップ（図示せず）が設けられている。図示した態様においては、３つの給気部（72）および３つの排気部（74）が１つの被処理物（12）と対向するように配置されている。
【０１１８】
ペーストから蒸発した有機溶媒は、給排気機構（70）の排気部（74）から強制的に乾燥炉（10）の外に排出される。熱処理ゾーン（11）内には、排出されたガスと同量またはそれよりも少ない量のガスが強制的に給気部（72）から供給される。したがって、熱処理ゾーン（11）内には図中の矢印で示されるガスの流れが形成される。給気部（72）から供給されるガスは被処理物（12）の表面に向かうものの、隣接する排気部（74）で直ぐに吸引されるため、被処理物（12）の表面に強く吹き付けられない。
【０１１９】
乾燥炉の本体を構成し、熱処理ゾーン（11）を規定する炉壁（100）は、断熱性を有する綿状のガラス繊維から成る。連続式のＰＤＰ製造用乾燥炉の搬送方向の長さは、一般に５〜４０ｍである。被処理物の乾燥処理は、この長さの乾燥炉を被処理物が通過する間に乾燥が終了するように、熱処理温度および被処理物の搬送速度（即ち、ローラ（14）の回転速度）を適宜選択して実施する。
【０１２０】
給気排気機構は、図１に示す態様のものに限られず、例えば、図７に示すような空洞部の断面が矩形である角パイプ状の給気部および排気部から成るものであってよい。１つの被処理物と対向する給気部および排気部の数は３より多くてもよく、少なくてもよい。給排気機構は図８に示すようなものであってよい。
【０１２１】
図２は、枚葉式の多段熱処理装置の一部を模式的に示す断面図である。この多段熱処理装置（20）もまたＰＤＰ製造用乾燥炉であり、被処理物（22）はＰＤＰ用のガラス基板の表面にペースト膜が形成されたものである。各熱処理ゾーン（21）は炉壁（200）、加熱装置（26）および給排気機構（50）によって規定され、向かい合う１組の炉壁（200）には搬入口（21ａ）および搬出口（21ｂ）が形成されている。
【０１２２】
各熱処理ゾーン（21）は被処理物（22）を搬送するためのローラ（24）を有する。ローラ（24）はステンレスから成る円筒形の棒状部材である。ローラ（24）は回転軸が被処理物の搬送方向に対して垂直となるように、被処理物の搬送方向において間隔をあけて平行に配置されている。ローラ（24）は駆動装置（図示せず）により順方向（矢印ａの方向）に回転させられて、搬入口（21ａ）から入る被処理物（22）を熱処理ゾーンの所定位置に配置させる。さらに、ローラ（24）は、被処理物（22）が熱処理されている間、被処理物（22）のローラ（24）との接触箇所を変化させるために順方向（矢印ａ）および逆方向（矢印ｂ）に交互に回転させられて、被処理物（22）を揺動する。
【０１２３】
加熱装置（26）は被処理物（22）の下方に位置するように設けられている。加熱装置（26）は図１を参照して説明したものと同様のものであり、ダストが被処理物（22）に付着しないように、その上下がアルミニウムから成る均熱板（28）で覆われている。
【０１２４】
図２に示す熱処理装置は多段熱処理装置であるため、被処理物（22）の上方には、隣接する熱処理ゾーンの加熱装置（26）が位置することとなり、給排気機構（50）は被処理物の上方に位置する加熱装置（26）の下方を覆う均熱板（28）と接している。隣接する熱処理ゾーンの加熱装置（即ち、被処理物の上方に位置する加熱装置）は、給気排気機構（50）をも加熱するから、被処理物(2）は給気排気機構（50）からの放射熱によっても加熱される。
【０１２５】
熱処理ゾーン（21）の搬入口（21ａ）が形成された炉壁と搬出口（21ｂ）が形成された炉壁にはそれぞれ加熱装置（27）が設けられている。この加熱装置（27）は、搬入口（21ａ）および搬出口（21ｂ）付近を加熱して、ペースト膜から放出された有機溶媒が炉壁で凝縮するのを防止するとともに、搬入口（21ａ）および搬出口（21ｂ）付近で熱処理ゾーン内の温度が低下するのを防止している。
【０１２６】
被処理物（22）のペースト膜は、被処理物（22）が熱処理ゾーン（21）に滞留している間に乾燥する。被処理物（22）を乾燥している間、ローラ（24）は２方向に交互に回転して被処理物（22）を揺動している。ペースト膜は、加熱装置（26）に近い側（即ち裏面側）から、ペースト膜に含まれる溶媒が蒸発することによって乾燥し、蒸発した有機溶媒は熱処理ゾーンに放出される。熱処理ゾーン内に放出された有機溶媒を乾燥炉内から除去するために、各熱処理ゾーンの上部に図７に示す給排気機構が設置されている。
【０１２７】
図３に図２の多段熱処理装置を構成する熱処理ゾーンの断面を拡大して示す。給排気機構（50）は、空洞部の断面が矩形である管状の給気部（52）と排気部（54）とが、その長手方向が被処理物（22）の搬送方向と直交するように、搬送方向において交互に配置されて成る。図示した態様においては、給気部（52）が被処理物（22）の中心上に位置するように配置されており、排気部（54）は給気部（52）よりも１つ多い。給気部（52）および排気部（54）は、いずれもステンレスから成る。各給気部はその長手方向の両端または一方の端部にて熱処理装置の外からガスを取りこみ、各排気部はその長手方向の両端または一方の端部からガスを熱処理装置の外に排出する。各排気部には蒸発した有機溶媒を回収するためのトラップ（図示せず）が設けられている。
【０１２８】
前述のとおり、給気部（52）は隣接する熱処理ゾーンの加熱装置を覆う均熱板（28）と接しているので、給気部（52）からは加温されたガスが供給される。排気部（54）を通過するガスは、それに含まれる有機溶媒が凝縮しない程度に、加熱装置（26）によって温められている。
【０１２９】
ペーストから蒸発した有機溶媒は、給排気機構（50）の排気部（54）から強制的に乾燥炉（20）の外に排出される。乾燥炉（20）の各熱処理ゾーン（21）には、排出されたガスと同量またはそれよりも少ない量のガスが強制的に給気部（52）から供給される。したがって、熱処理ゾーン（21）では図中の矢印で示されるガスの流れが形成される。給気部（52）から供給されるガスは被処理物（22）の表面に向かうものの、隣接する排気部（54）で直ぐに吸引されるため、被処理物（22）の表面に強く吹き付けられない。なお、図示した態様では、給気部と排気部とは間隙なく配置されているが、給気部と排気部とは間隔をあけて配置してよく、その場合でも本発明の熱処理装置の効果を十分に得ることができる。
【０１３０】
熱処理ゾーン（21）への被処理物（22）の搬入は、図２に示すようにリフター（210）を用いて行う。リフター（210）は矢印Ｅ−１またはＥ−２の方向に移動して、被処理物（22）を所定の熱処理ゾーンの搬入口（21ａ）付近に位置させる。リフター（210）は、モーター（216）により駆動されるボールねじ（212）によって移動させる。リフター（210）のステージ（210ａ）にはローラ（214）が設けられ、リフターに載せられた被処理物（一点鎖線で表示）は、ローラ（214）の回転により矢印Ａの方向に移動し、搬入口（21ａ）を経由してリフター（210）から熱処理ゾーン（21）へ搬入される。熱処理ゾーン（21）に搬入された被処理物（22）はローラ（24）の回転によって熱処理ゾーン（21）の所定位置に配置される。
【０１３１】
熱処理後の被処理物（22）は、ローラ（24）を順方向（矢印ａ）に回転させることによって矢印Ｂの方向に移動し、搬出口（21ｂ）を経由してリフター（220）に載せられる。熱処理ゾーン（21）からリフター（220）へ被処理物（22）を移動することは、それぞれに設けられたローラ（24，224）を回転することにより行われる。被処理物がリフターのステージ（220ａ）の所定位置に載せられると、リフター（220）は、モータ（226）により駆動されるボールねじ（222）によって矢印Ｆ−１またはＦ−２の方向に移動し、被処理物を所定の位置に運ぶ。
【０１３２】
各熱処理ゾーンに被処理物を滞留させる時間は、熱処理温度および被処理物の種類を考慮して決定される。例えば、図２に示すようなＰＤＰ製造用乾燥炉において、有機溶媒としてアルコール系溶媒を含む５０〜１００μｍの厚さのペーストを３０〜２００℃の熱処理温度で乾燥する場合、滞留時間は１０〜３０分程度とすればよい。
【０１３３】
熱処理ゾーン（21）を規定する乾燥炉の炉壁（200）は、断熱性を有する綿状のガラスファイバーで形成された板状部材である。図示した態様において、各熱処理ゾーン（21）はＰＤＰ用基板を１枚乾燥する。したがって、多段熱処理装置の設置面積はＰＤＰ用基板１枚の面積よりもやや大きい面積であり、図１の連続式熱処理装置のそれよりも相当小さい。
【０１３４】
多段熱処理装置に配置される給排気機構は図示したものに限られず、他の態様のものであってよい。図４に、図３に示す給排気機構（50）に代えて、図９に示すような給排気機構（70）を配置した熱処理装置の熱処理ゾーンの断面を拡大して示す。図４において、給気部（72）および排気部（74）は、その長手方向が被処理物の搬送方向と直交するように、搬送方向において交互に配置されている。
【０１３５】
以上、図面を参照して説明した熱処理装置はそれぞれ本発明の熱処理装置の一形態を例示したものであり、その他、種々の構成配置が考えられ得る。例えば、図１および図２に示す熱処理装置において、ローラ（14，24，214，224）はそれぞれ、図５または図６に示すようなリングが取り付けられたローラであってよい。加熱装置を覆うために使用する均熱板（18，18’，28）は、ステンレス板またはガラス板であってよい。また、図１の連続式熱処理装置において、加熱装置は被処理物の裏面側のみに配置してよい。図２に示す多段熱処理装置において、各熱処理ゾーンは搬入口と搬出口を兼ねる開口部を１つだけ有してよく、その場合、リフターは１つで足りる。
【０１３６】
多段熱処理装置において、被処理物をフォークにより搬入および搬出し、被処理物を熱処理ゾーンでピンの上に配置させる形態を図１０に示す。図１０において、被処理物（22）はフォーク（232）の上に載せられている。フォーク（232）は油圧シリンダー（図示せず）で作動するリフター（230）によって矢印Ｚ−１またはＺ−２の方向に移動し、被処理物（22）を所定の熱処理ゾーンの開口部（21ｃ）まで運ぶ。フォーク（232）は被処理物（22）をピン（25）の頂部よりも高い位置に維持して矢印Ｘの方向に前進して熱処理ゾーン（21）に進入し、被処理物（22）が所定位置に達すると下降して被処理物（22）をピン（25）の上に載せる。それから、フォーク（232）は矢印Ｙの方向に後退して熱処理ゾーン（21）から出る。熱処理が終了すると、フォーク（232）が再度前進して被処理物（22）の下方に位置する。それから、フォーク（232）が上昇し、それにより被処理物（22）がピン（25）の上からフォーク（232）の上に移される。フォーク（232）は被処理物（22）を載せた状態にて矢印Ｙの方向に後退し、被処理物（22）を熱処理ゾーン（21）から搬出する。
【０１３７】
図１０の熱処理装置において、開口部（21ｃ）は搬入口兼搬出口である。開口部（21ｃ）は被処理物（22）を載せたフォーク（232）が通過できるよう、図２に示す搬入口（21ａ）および搬出口（21ｂ）よりも開口面積が大きい。そのため、図１０の熱処理装置はカバー（21ｄ）を有している。カバー（21ｄ）は被処理物（22）の搬入時および搬出時以外は閉じられて開口部（21ｃ）を覆い、熱処理ゾーンの熱を漏出させず、また熱処理装置の外部の低温のガスが熱処理ゾーン内に進入するのを防止する。
【０１３８】
本発明の熱処理装置は乾燥炉として特に好ましく用いられる。本発明の熱処理装置はまた、例えばＰＤＰの製造工程においてペーストを焼成するために用いられる焼成炉として使用できる。本発明の熱処理装置はまた、太陽電池の製造工程においてカーボン電極および銀電極をスクリーン印刷した後に乾燥および焼成するための熱処理装置、ポリマー二次電池の製造工程においてリチウム電極材を塗工した後に乾燥およびアニールするための熱処理装置、電気抵抗チップ部材の製造工程において抵抗体をスキージ印刷した後に乾燥および焼成するための熱処理装置として使用することができる。
【０１３９】
【発明の効果】
本発明の熱処理装置は、給気部と排気部とからなる給排気部を少なくとも２つ有する給排気機構が、熱処理ゾーンにおいて、被処理物の搬送部と接する側と反対側に設けられていることを特徴とする。この特徴により、本発明の熱処理装置は、熱処理中、被処理物の表面にガスを強く吹き付けることなく、熱処理装置内にガスを供給および排出することを可能にする。したがって、特に、本発明の熱処理装置を、基材表面に形成された膜を乾燥する乾燥炉、特にＰＤＰ用のガラス基板に形成されたペースト膜を乾燥するＰＤＰ製造用の乾燥炉として使用する場合、乾燥処理中、膜の内部に気化成分が残存した状態にて膜の表面に乾燥した皮膜が形成されることが有効に防止され、膜全体を十分に乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一形態である連続式熱処理装置を模式的に示す断面図である。
【図２】 本発明の一形態である多段熱処理装置を模式的に示す断面図である。
【図３】 図２の多段熱処理装置を構成する熱処理ゾーンを模式的に示す拡大断面図である。
【図４】 多段熱処理装置を構成する熱処理ゾーンの別の態様を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】 本発明の熱処理装置において使用できるローラの一部を断面図で示した側面図である。
【図６】 本発明の熱処理装置において使用できるローラの一部を断面図で示した側面図である。
【図７】 （ａ）および（ｂ）は本発明の熱処理装置において使用できる給排気機構の平面図および断面図である。
【図８】 本発明の熱処理装置において使用できる給排気機構の一部を切り欠いた斜視図である。
【図９】 （ａ）および（ｂ）は本発明の熱処理装置において使用できる給排気機構の平面図および断面図である。
【図１０】 本発明の一形態である多段熱処理装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０，２０...熱処理装置（ＰＤＰ製造用乾燥炉）、１１，２１...熱処理ゾーン、１２，２２...被処理物（ＰＤＰ用基板）、１４，２４...ローラ、１６，１６’，２６...加熱装置、１８，１８’，２８...ガラス基板、１００...炉壁、２１ａ...搬入口、２１ｂ...搬出口、２１ｃ...開口部、２１ｄ...カバー、２５...ピン、２００...炉壁、２１０，２２０...リフター、２１２，２２２...ボールねじ、２１４，２２４...ローラ、２１６，２２６...モータ、２３０...リフター、２３２...フォーク、３４，４４...ローラ、３４ａ，４４ａ...溝、３００...リング、４００...リング状基体、４１０...球状体、５０，６０，７０...給排気機構、５２，６２，７２...給気部、５４，６４，７４...排気部、５６，６６，７６...給気口、５８，６８，７８...排気口。
[Document name] statement
Patent application title: Heat treatment apparatus
[Claim of claim]
1. A heat treatment apparatus having a heat treatment zone for heat treating an object to be treated, comprising:
SaidHeat treatment zoneIs the salaryAir and exhaustAir supply and exhaust unitSupply and exhaust mechanism having at least twoAnd a transport unit that transports in contact with one surface of the object to be treated;
SaidSupply and exhaust mechanismThe side opposite to the side in contact with the transport unit of the object to be treatedHeat treatment equipment provided in.
The air supply part and the exhaust part are alternately arranged.ing,The heat treatment apparatus according to claim 1.
[Claim 3] of the air supply unitAt least partially, Made of a porous material having a porosity of 1 to 10%, and the fine pores of the porous materialIsClaim 1Or 2The heat treatment apparatus as described in.
4. The distance between the air supply port and the object to be treated is 70 mm or less.3The heat treatment apparatus according to any one of the above.
5. The heat treatment zoneA heating device provided on the side in contact with the transport unit of the processing object,Processing objectSurface in contact with the transport unitA plurality of parallel superimpositions in a direction perpendicular to the1 to 4The heat treatment apparatus according to any one of the above.
6. A heat treatment zoneofFurnace wall with a loading port formedWhenFurnace wall with outlet formedAt least one withThe heating device is provided in the5The heat treatment apparatus according to any one of the above.
[7] Processing objectPlasma display panelLeCertain claims 1-6The heat treatment apparatus according to any one of the above.
8. ProcessedHeat thingsProcessing zoneHeat treatment atHeat treatment method,
Supply of gas into the heat treatment zone and heat treatment by the air supply and discharge mechanism having at least two air supply and exhaust units including the air supply unit and the exhaust unit while supporting one surface of the object to be processed and carried into the heat treatment zone The discharge of the gas out of the zone is performed on the other side of the object to be treated, and the discharge of the gas out of the heat treatment zone is performed.Released from the objectWasHeat treatment zoneGo outsideHeat treatment method to discharge.
[9] Outside the heat treatment zoneThe flow rate of exhausted gas, In the heat treatment zoneTo be equal to or greater than the flow rate of the supplied gasSupply and exhaust gasClaim8The heat treatment method as described in.
Detailed Description of the Invention
[0001]
Field of the Invention
The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat treating product raw materials, intermediate products or final products, and more particularly to a drying furnace used in the manufacture of plasma display panels (hereinafter also referred to as "PDP").
[0002]
[Prior Art]
Various heat treatments such as heating and cooling are used in the manufacturing process of various products such as plasma display panels, solar panels, resistance chips and various devices and electronic parts as final products. A number of effects achieved by heat treatment are known, and specifically, drying, dehydration, baking, reaction acceleration, surface modification, sealing, evacuation, annealing, etc. are known. Among these, drying means that a component (for example, an organic solvent or water) that can be vaporized is removed by heating the material containing a component that can be vaporized (also simply referred to as a vaporized component). No. Furthermore, it refers to a treatment that changes the physical and / or chemical properties of components other than the components that can be vaporized as necessary.
[0003]
The drying process is carried out in the manufacturing process of various products. As a drying treatment generally carried out, for example, after applying to the surface of a plate-like substrate a substance (for example, a paste or a solution) in which solid content is dispersed or dissolved in an organic solvent or a solvent such as water, There is a treatment to remove the solvent which is a component which can be converted to leave only the solid content on the surface. One example where such a drying process has a particular impact on product quality is the manufacture of plasma display panels. In the manufacture of a plasma display panel, the drying process removes an organic solvent from a paste film such as a cathode-forming paste film, a barrier-forming paste film, and a phosphor paste film formed by printing or coating on a glass substrate To be implemented.
[0004]
The drying process carried out in the manufacture of PDPs requires that the paste be substantially completely free of organic solvent. If the organic solvent remains after the drying process, when the organic solvent evaporates in a later step, the evaporated organic solvent takes in the dust floating in the apparatus and condenses to form a tar-like substance, which is an apparatus May stick inside. The tar-like substance is also formed by thermally degenerating (for example, polymerizing) the organic solvent condensed in the apparatus. The tar-like substance may peel off or drop off due to vibration or the like when it is heated and dried and adhere to the PDP, which adversely affects the quality of the PDP. Furthermore, during the drying process to be carried out in the manufacture of PDPs, 1) do not damage the surface of the glass substrate of the plasma display panel (in particular, the side to which the paste is not applied), and It is also required not to be contaminated with
[0005]
An object to be treated, ie, a glass substrate for PDP having a paste film formed on the surface thereof as a drying furnace for manufacturing a plasma display panel to satisfy the above requirements The substrate is also supported by a walking beam from the lower surface of the substrate (also simply called a PDP substrate) and transported, and the substrate is dried by a heating device provided above the substrate (ie, on the side where the paste is formed). Furnaces are commonly used. Furthermore, a mechanism for supplying and discharging a gas (specifically, air) is provided in the drying furnace, and the evaporated organic solvent is entrained with the gas and discharged.
[0006]
JP-A-5-203364 and JP-A-5-203365 propose a heat treatment apparatus in which a heat treatment chamber (or heat treatment zone) is stacked in multiple stages. These heat treatment apparatuses have the advantage of being able to heat-treat many objects at once.
[0007]
In any heat treatment apparatus used as a drying furnace, the heat treatment apparatus is provided with a mechanism (also referred to as "supply / discharge mechanism") for supplying and discharging gas (specifically, air). The supply and exhaust mechanism discharges the vaporized component (for example, an organic solvent) evaporated from the object to be dried (for example, the paste film of the substrate for PDP) and released into the heat treatment apparatus to the outside of the heat treatment apparatus. The amount of gas corresponding to H.sub.2 is supplied into the heat treatment apparatus. Generally, the gas is supplied from above the heat treatment zone and exhausted below the heat treatment zone, and a gas flow is generated in the heat treatment zone through the heat treatment zone. Thus, in general, the gas supplied into the heat treatment zone is sprayed directly onto the surface to be dried.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the drying process, it is necessary to substantially completely remove a vaporized component such as an organic solvent from an object to be dried (for example, a paste film of a substrate for PDP). However, this requirement is not always sufficiently satisfied, and there is always the problem that the vaporized components remain even after the drying process and adversely affect the quality of the final product. This problem may also occur when the paste film of the PDP substrate is dried using the drying furnace described above.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have investigated the cause of the above problems and found that if the dried film is formed on the surface of the object before the entire object to be dried (for example, the paste) is dried, the film prevents the evaporation of the vaporization component. As a result, it was found that the vaporized components remained inside the object, resulting in insufficient drying. Furthermore, when a film (for example, a paste film) containing a vaporized component formed on the surface of a plate-like substrate (also referred to simply as a substrate) is dried, the film is more easily formed as the thickness of the film increases. It was also found that it tends to remain inside the membrane. Therefore, when a thick film is to be dried, such as a paste film (for example, several tens of μm (silver electrode) to one hundred and several tens of μm (dielectric and ribs)) formed on the surface of a glass substrate for PDP It is particularly necessary to prevent the formation of
[0010]
The present inventors form a film on the surface of the film during drying of the film by adopting an air supply and exhaust mechanism that makes the flow of gas formed by the supply and discharge of gas different from the conventional one. It has been found that it is possible to effectively prevent the problem and to efficiently reduce the vapor pressure of the vaporized component in the atmosphere near the surface of the membrane to promote the vaporization of the vaporized component, and to complete the present invention.
[0011]
That is, the present invention is a heat treatment apparatus having a heat treatment zone for heat treating an object to be treated, and the heat treatment zone is a combination of an adjacent air supply unit and an exhaust unit.That is, an air supply / exhaust unit comprising an air supply unit and an exhaust unitSupply and exhaust mechanism having at least twoAnd a transport unit for transporting the object in contact with one surface of the object.Supply and discharge mechanism is in the heat treatment zoneThe side opposite to the side in contact with the transport unitA heat treatment apparatus provided in
[0012]
The “heat treatment” performed by the heat treatment apparatus according to the present invention heats the treatment object to at least one of the characteristics of the treatment object (eg, organic solvent content, water retention rate, weight, electricity) It is a treatment that changes resistance, transmittance, formed film thickness or its uniformity, internal stress or strain, strength, composition, etc. in a predetermined manner. In the heat treatment apparatus of the present invention, as the heat treatment, a component that can be vaporized such as an organic solvent or water from a part of the object (for example, a film formed on one surface of the substrate) by heating the object It is an apparatus particularly suitable for carrying out a drying process to remove
[0013]
In the present specification, the "object to be treated" refers to those to which at least a part thereof is subjected to a heat treatment. Generally, the object to be heat-treated by the heat treatment apparatus of the present invention is a substrate on one side of which a film (for example, a film-like paste) containing a component which can be vaporized (for example, an organic solvent or water) is formed And the membrane is the subject of the drying process. Such an object to be processed is specifically a PDP substrate.
[0014]
The "air supply unit" constituting the air supply and exhaust mechanism is a gas supply unit having one or more air supply ports, and the "exhaust unit" is a gas discharge unit having one or more exhaust ports. The exhaust part is a place for sucking the gas in the heat treatment zone and discharging it out of the heat treatment apparatus, and is also called a gas suction part.
[0015]
More specifically, “the air supply and discharge unit consisting of the air supply unit and the exhaust unit” is more specifically"Combination of adjacent air supply part and exhaust part"Means that this air supply and exhaust unitThe “supply / discharge mechanism having at least two” means that the supply / discharge mechanismThe side opposite to the side in contact with the transport unitThe air supply portion and the exhaust portion are arranged such that there is at least two combinations in which one air supply portion and one exhaust portion are adjacent to each other when viewed from the workpiece Say that Combination of one adjacent air supply and exhaust(Ie, the air supply and exhaust unit)The air supply part and / or the exhaust part which comprises may comprise the combination of another adjacent air supply part and an exhaust part. For example, when the air supply unit and the exhaust unit are arranged in the order of “air supply unit A-exhaust unit B-air supply unit C”, the exhaust unit B includes one air supply unit A and one air supply unit A.Air supply and exhaust unitTogether with the air supply unit C.Air supply and exhaust unitAre configured. When the air supply unit and the exhaust unit are arranged in the order of "air supply unit A-exhaust unit B-exhaust unit C-air supply unit D",Air supply and exhaust unitThese are "air supply unit A-exhaust unit B" and "exhaust unit C-air supply unit D".
[0016]
The air supply and exhaust unitThe arrangement (arrangement) of the air supply unit and the exhaust unit is not limited to a specific one as long as at least two are provided. For example, the air supply unit and the air discharge unit may be arranged such that the order of "air supply unit-air supply unit-exhaust unit" is repeated in one direction. Alternatively, the air supply unit and the exhaust unit may be randomly arranged.
[0017]
Preferably, the heat treatment apparatus of the present inventionAtThe air supply part and the exhaust part are alternately arranged.ing. “Air supply and exhaust parts are arranged alternatelying7 to 9 show that the air supply andThe side in contact with the transport unitWhen provided on the side of the pair of faces, it means that the air supply part and the exhaust part are alternately present as viewed from the object to be treated.
[0018]
The heat treatment apparatus of the present invention is a conveyance unit (i.e., conveyance means) that conveys in contact with one surface of an object to be treated (in the case of a sheet, one of the two large surfaces (main surfaces)). ). In the present specification, "conveying" an object to be treated means moving the object in a heat treatment zone in a predetermined direction (generally a linear direction), and carrying the object into the heat treatment zone As well as unloading the object from the heat treatment zone. Therefore, the “conveyance direction” which is the direction in which the object to be treated is moved includes the direction in which the object to be treated is carried in and the direction in which it is carried out, as well as the direction in which the object moves in the heat treatment zone.
[0019]
The air supply and exhaust mechanismThe side in contact with the transport unitOppositeSide ofProvided in Therefore, the air supply and discharge mechanism is configured to receive the treatment object whose air supply and exhaust ports are carried into the heat treatment zone.And the surface that contacts the transport unitIt is provided in the heat treatment zone so as to face the opposite side.
[0020]
In the present specification, when the object is transportedIt is a conveyance partSurface in contact with the transport device (eg, roller)May be conveniently referred to as the "conveying surface". For exampleWhen the substrate on which the film (also referred to simply as “film”) containing the vaporization component is formed on one side is the object to be treated and this film is subjected to a heat treatment (for example, drying treatment) The transport surface is the surface of the substrate on which the membrane is not formed. The transport surface is also referred to as the "back side" of the object to be treated. Therefore, the surface opposite to the transport surface of the object to be treated is referred to as the "surface" of the object to be treated. When the object to be treated is a substrate on which a film is formed on one side and this film is subjected to heat treatment (for example, dried), the "surface" of the object to be treated is not in contact with the substrate of the film Corresponds to the This side of the membrane is also referred to as the "front side" of the membrane, and the side of the membrane in contact with the substrate is also referred to as the "back side" of the membrane.
[0021]
A heat treatment apparatus according to the present invention is a combination of an adjacent air supply unit and an exhaust unit in an air supply and discharge mechanism provided in a heat treatment zone.The air supply and exhaust unitAnd at least two.This air supply and exhaust unitIn this case, the gas that has entered the heat treatment zone from the air supply unit is supplied with the gas, and is entrained by the vaporized component that has evaporated from the object to be sucked by the adjacent exhaust unit at a relatively early timing. Spraying of the treated gas onto the surface of the object is prevented or mitigated. Therefore, inOf the air supply and exhaust departmentThe greater the number, the more effectively the spraying of the gas supplied from the air supply unit to the surface of the object is prevented or mitigated. Therefore, in the air supply and discharge mechanism, it is preferable that the air supply unit and the exhaust unit be alternately arranged.
[0022]
Air supply and exhaust unitPreferably, the distance between the air supply portion and the exhaust portion is 30 to 150 mm. The distance between the adjacent air supply unit and the exhaust unit is the shortest among the line segments connecting the center of the air supply opening formed in the air supply unit and the center of the exhaust opening formed in the exhaust unit. It corresponds to the length. When the air supply port is a fine hole of porous material as described later, the center of the air supply port is considered to be at the end of the air supply unit, and the center of the exhaust port and the end of the air supply unit are connected. Of the line segments, the shortest length is taken as the distance between the adjacent air supply and exhaust. If the distance between the adjacent air supply portion and the exhaust portion exceeds 150 mm, the workpiece may not be heat-treated uniformly. Moreover, when the said distance exceeds 150 mm, when drying a to-be-processed object, it is hard to reduce the vapor pressure of the vaporization component in the atmosphere of the surface of a to-be-processed object, As a result, drying nonuniformity may arise. The distance of 30 mm is the smallest possible value, and it is technically difficult to make the distance between adjacent air supply and exhaust less than 30 mm.
[0023]
The heat treatment apparatus of the present invention is preferably capable of supplying and exhausting gas so that the gas supplied from the air supply unit is not strongly sprayed to the surface of the object to be treated. Such a heat treatment apparatus does not generate a high velocity gas flow (ie, wind) in any direction near the surface of the object to be treated. Specifically, in the heat treatment apparatus of the present invention, the gas velocity near the surface of the object to be treated is preferably 0.3 m / sec or less, preferably 0.1 m / sec or less. Is more preferred.
[0024]
The velocity of the gas in the vicinity of the surface of the object to be treated is measured by placing an anemometer having a probe (for example, anemometer QB-5 manufactured by Honda Industries Co., Ltd.) on the surface of the object to be treated. According to the anemometer, the velocity of the gas is measured by the probe, so the velocity of the gas measured by the anemometer is the velocity of the gas at the position of the probe. Generally, the probe is located slightly away from the surface of the object to be treated. For example, in the case of the anemometer QB-5 exemplified above, the probe is located at a height of 5 mm from the surface of the object to be treated. Further, in the heat treatment apparatus of the present invention, the velocity of the gas decreases as it approaches the surface of the object to be treated. That is, if the velocity of the gas measured at a height of 5 mm from the surface of the object to be treated is 0.3 m / sec or less, the velocity of the gas on the surface of the object to be treated is smaller. Therefore, the heat treatment apparatus of the present invention is considered to be preferable if the velocity of the gas measured at a position 5 mm or less away from the surface of the object to be processed is 0.3 m / sec or less. Use the term "."
[0025]
In addition, with a heat treatment apparatus in which the gas velocity near the surface of the object is 0.3 m / s or less, the air supply and discharge are carried out even when an anemometer is disposed at any location on the surface of the object. This refers to a heat treatment apparatus in which the velocity of the gas measured at the same time is 0.3 m / sec or less. Therefore, in such a heat treatment apparatus, for example, when a plurality of anemometers are disposed on the surface of the object to be treated, the velocity of the gas measured in the air supply and exhaust by any anemometer is 0.3 m / sec or less. Become. Alternatively, in such a heat treatment apparatus, when the object to be treated is transported in the heat treatment zone while supplying and discharging air in a state where the anemometer is disposed at any one or a plurality of locations of the object to be treated The gas velocity indicated by the anemometer does not exceed 0.3 m / s.
[0026]
As a method to weaken the gas spray on the surface of the object to be treated, ie, to reduce the velocity of the gas near the surface of the object to be treated, the number of gas inlets formed in the air inlet is increased to There is a way to distribute. The number of air supply ports is determined depending on the relationship with the size of the heat treatment zone. For example, when heat treating a PDP substrate of about 40 to 60 inches, a plurality of air inlets may be provided in a row so that the distance between adjacent air outlets is 50 mm or less in the air supplying portion. The number of air supply ports in the air supply unit is sufficiently large to reduce the velocity of the gas near the surface of the object to be treated. The distance between the air supply ports is the distance between the centers of the air supply ports. The air inlets may be formed in multiple rows or may be formed randomly. In that case, the air supply port may be formed such that the distance between at least one air supply port and the air supply port among the air supply ports adjacent to each air supply port is 50 mm or less. preferable.
[0027]
As another method for reducing the velocity of the gas near the surface of the object to be treated, there is a method for reducing the opening area of the air supply port formed in the air supply portion. In general, the smaller the opening area of the air inlet, the higher the velocity of the gas passing through the air inlet, but the greater the degree to which the velocity of the gas after passing the air inlet decreases. Therefore, when the opening area of the air supply port is sufficiently small, it does not matter that the velocity of the gas passing through the air supply port is high. Therefore, the opening area of the air supply port is preferably smaller. Specifically, the air supply port preferably has a hole diameter of 3 mm or less. The non-circular air supply port preferably has an opening area such that the diameter is 3 mm or less when the diameter of a circle having the same area as the opening area is calculated. If the hole diameter exceeds 3 mm, the gas after passing through the air supply port is not sufficiently decelerated, and the gas is strongly sprayed to the object to be treated. In addition, when the opening area of the air supply port is large, the flow rate of the gas supplied between the air supply ports varies, which makes it difficult to uniformly supply the gas to the object to be treated. The hole diameter of the air supply port is more preferably 0.5 to 3 mm.
[0028]
As described above, in order to reduce the velocity of the gas near the surface of the object to be processed and uniformly supply the gas from the air supply portion to the entire surface of the object, the opening area (one air supply portion) In the case where the air supply port is circular, it is preferable to provide more air supply ports having a smaller hole diameter. In addition, it is preferable that the air supply port be uniformly provided over the entire air supply unit.
[0029]
A porous material having a large number of fine pores (pores) as an air supply unit in which a large number of air supply openings having a small opening area are uniformly provided.At least partiallyIt is also possible to use an air supply unit in which the fine holes act as air supply openings. It is preferable that such an air supply part is specifically made of a porous material having a porosity of 1 to 10%.The aeration section may consist entirely of porous material.
[0030]
By using an air supply and discharge mechanism including an air supply portion having a large number of air supply openings having a small opening area, the gas is strongly sprayed to the object to be processed even if the distance between the air supply opening and the object to be treated is reduced. Absent. For example, as described above, in the heat treatment apparatus of the present invention, the hole diameter of the air supply port is 3 mm or less, the distance between adjacent air supply ports is 50 mm or less, and the flow rate of the supplied gas is adjusted. The distance between the air inlet and the object to be treated (that is, the distance between the air inlet and the surface of the object to be treated) can be 70 mm or less. If the distance between the air supply port and the object to be treated can be reduced, the height of the entire heat treatment apparatus can be reduced when a plurality of heat treatment zones are stacked to constitute the heat treatment apparatus as described later. It becomes.
[0031]
In the heat treatment apparatus of the present invention, in the heat treatment zone, the flow rate of gas discharged from the exhaust unit to the outside of the heat treatment zone (also simply referred to as "exhaust flow rate") in one heat treatment zone It is preferable that the gas be supplied and discharged so as to be equal to or larger than the flow rate of the supplied gas (also referred to simply as the "charge air flow rate"). This is to prevent the atmosphere in the heat treatment zone from leaking out of the heat treatment zone.
[0032]
Instead of the exhaust flow rate and the air supply flow rate in one heat treatment zone, the exhaust flow rate and the air supply flow rate per object to be treated may be adopted as the indicators of the air supply and exhaust. In that case, the air supply and discharge mechanism in the heat treatment apparatus of the present invention supplies and discharges the gas such that the flow rate of exhaust gas per treatment object is equal to or larger than the flow rate of air supply per treatment object. It is preferred that
[0033]
The present invention also provides a heat treatment zone including the above-described air supply and discharge mechanism for an object to be treated.The side in contact with the transport unit (ie,Transport side)A heat treatment apparatus including a heating device provided in
[0034]
By disposing the heating device on the side of the transport surface of the object to be treated, it is possible to heat the object to be treated preferentially from the back surface, not from the surface. Therefore, when the film formed on the surface of the base material is dried, for example, as in the case of drying the paste film of the substrate for PDP, a part of the film which is sequentially dried from the back surface is formed. Drying around is prevented from progressing earlier than the other parts. That is, the heating device disposed on the side of the transport surface of the processing object forms a dried film on the surface of the film in a state where the vaporized component remains inside the film, in conjunction with the above-described air supply and discharge mechanism. To be more effective
[0035]
The heat treatment zone in which the heating device is arranged as described above preferably conveys the object to be treated.Transport unitAs a roller. The object moves in a predetermined direction in the heat treatment zone as the roller rotates. According to the transfer method using the roller, the drive device (for example, motor, gear (gear) and belt) for rotating the rollerThe side in contact with the transport unit (ie,Transport side)There is no need to provide it, so the drive operates without being affected by heat. That is, the transfer method using the roller is a transfer method which enables the heating device to be provided on the side of the transfer surface of the object in the heat treatment zone.
[0036]
In the heat treatment apparatus of the present invention, the heat treatment zone is an object to be treated.Surface in contact with the transport unit (generally, the main surface of the object to be treated)The heat treatment apparatus may be formed by stacking a plurality of layers parallel to each other in a direction perpendicular to. Such a heat treatment apparatus is also referred to as a multi-stage heat treatment apparatus in the present specification. According to the multi-stage heat treatment apparatus, it is possible to heat treat many objects at once. Generally, in the multi-stage heat treatment apparatus, the surface area of the furnace body is small, and the heat released from the heating device is utilized in the heat treatment zone in the vertical direction, and the heat loss in the vertical direction between the heat treatment zones except for the upper and lower ends is apparently Because of this, it is possible to reduce the amount of heat radiated from the furnace body.
[0037]
When the heat treatment apparatus of the present invention is a multi-stage heat treatment apparatus, it is preferable that the air supply unit be close to the heating apparatus in the adjacent heat treatment zone. When the air supply unit approaches the heating device, the gas passing through the air supply unit is heated by the heating device, and the preheated gas is supplied near the surface of the object to promote heat treatment, thereby reducing heat loss. Heat treatment can be performed.
[0038]
When the heat treatment apparatus of the present invention is a multi-stage heat treatment apparatus, it is preferable that the exhaust unit is not in contact with the heating apparatus of the adjacent heat treatment zone. When the exhaust part is in contact with the heating device, the heat is transmitted to the exhaust part that does not require heating, resulting in a large heat loss.
[0039]
The heat treatment apparatus of the present invention may be a heat treatment apparatus that carries out the heat treatment while conveying the treatment subject so that the treatment subject passes through the heat treatment zone during the heat treatment. Such a heat treatment apparatus is also referred to herein as a continuous heat treatment apparatus.
[0040]
In another aspect, the heat treatment apparatus of the present invention may be a heat treatment apparatus that performs the heat treatment in a state where the object to be treated is stopped in the heat treatment zone. Such a heat treatment apparatus is also referred to herein as a single wafer heat treatment apparatus.
[0041]
The continuous heat treatment apparatus may have only one heat treatment zone elongated in the transport direction of the object, or may be a multi-step heat treatment apparatus in which a plurality of such heat treatment zones are stacked.
[0042]
Similarly, the single-wafer heat treatment apparatus is a heat treatment apparatus provided with only one heat treatment zone, and after one or more objects to be treated are carried into the heat treatment zone, the object is stopped. The heat treatment apparatus may be a heat treatment apparatus in which heat treatment is carried out in a heated state and then the object to be treated is carried out from the heat treatment zone, or a plurality of heat treatment zones are stacked, and one or more objects to be treated are in predetermined positions in each heat treatment zone. After being carried in, the heat treatment may be performed in a multi-stage heat treatment apparatus in which the heat treatment is performed in a state where the object to be treated is stopped, and then the object to be treated is unloaded from each heat treatment zone. Since the single-wafer multi-stage heat treatment apparatus does not require a region for the object to pass through, the size of each heat treatment zone can be reduced to the extent that the at least one object can be heat-treated. Is generally small compared to continuous heat treatment equipment.
[0043]
Any of the heat treatment apparatuses described above is preferably used as a drying apparatus for drying an object to be treated.Ru.In particular,The heat treatment apparatus of the present invention is preferably used as an apparatus in which an object to be treated is a plasma display panel.In the manufacturing process of PDPThe heat treatment layer device of the present invention is, for example,It is preferably used as a drying furnace for PDP production that dries the paste film formed on the surface of the glass substrate (in the case where another layer is formed on the surface of the glass substrate). The heat treatment apparatus of the present invention is also preferably used in the manufacturing process of various products such as various devices such as solar cell panels and resistor chips and electronic parts as final products.
[0044]
The present invention also provides that at least a portion of the object to be treated is treated in the heat treatment zone of the heat treatment apparatus.Heat treatmentHeat treatment method,
Supply of gas into the heat treatment zone and heat treatment by the air supply and discharge mechanism having at least two air supply and exhaust units including the air supply unit and the exhaust unit while supporting one surface of the object to be processed and carried into the heat treatment zone The discharge of the gas out of the zone is performed on the other side of the object to be treated, and the discharge of the gas out of the heat treatment zone is performed.Released from the objectWasHeat treatment zoneGo outsideDrainHeatProvide a treatment method.According to this heat treatment method,In the air supply and exhaust, one adjacent supplied gas flow and one discharged gas flow are formed at at least two places on the side opposite to the object conveyance surface.Ru.
[0045]
The air supply and exhaust are performed using an air supply and exhaust mechanism having an air supply unit and an exhaust unit, respectively. In the heat treatment method of the present invention, "flow of supplied gas" (also referred to as "supply gas flow") and "flow of discharged gas" (also referred to as "discharge gas flow") are respectively one air supply unit. And the flow of gas formed by the exhaust part. In the case where a plurality of air supply ports are formed in one air supply unit, the flow formed as a whole of the gas from all the air supply ports corresponds to one "flow of supplied gas". Similarly, in the case where a plurality of exhaust ports are formed in one exhaust part, the flow generally formed by the gases directed to all the exhaust ports corresponds to one “stream of discharged gas”.
[0046]
“One adjacent supplied gas flow and one discharged gas flow are formed at at least two locations” means that there are at least two combinations of adjacent supplied gas flow and exhaust gas flow. Say what to do. The feed gas stream and / or the exhaust gas stream that make up one adjacent feed gas stream and exhaust gas stream combination may constitute another adjacent feed gas stream and exhaust gas stream combination. The arrangement of the feed gas stream and the exhaust gas stream is not limited to a specific one, as long as there are at least two combinations of the adjacent feed gas stream and the exhaust gas stream. For example, an exhaust gas stream and a feed gas stream may be present, such that the sequence "exhaust gas stream-exhaust gas stream-feed gas stream" is repeated in one direction.
[0047]
The heat treatment method of the present invention comprises the steps of: (1)The side in contact with the transport unit (ie,Transport surfaceOpposite)(2) the flow of one supplied gas and the flow of one exhausted gas adjacent to each other are at least two on the side opposite to the transfer surface of the object to be treated It is characterized in that it is implemented to be formed at a location. If the air is exhausted in this manner, the heat treatment zone is penetrated in the heat treatment zone in a direction perpendicular to the conveyance surface of the treatment object (that is, it goes downward from the top of the heat treatment zone to the treatment object). Since the gas flow is less likely to be formed, it can be mitigated that the gas is strongly sprayed to the surface of the object to be treated. Further, when the vaporized component in the object to be treated is vaporized by the heat treatment, the vapor pressure of the vaporized component in the atmosphere in the vicinity of the surface of the object to be treated is effectively reduced by supplying and exhausting in this manner. The vaporization of the components can be promoted. Therefore, the heat treatment method of the present invention is suitable for drying the object to be treated, and according to the heat treatment method of the present invention, the film formed on the substrate is dried on the surface of the film when it is dried. It is difficult to form a film, and the film can be sufficiently dried.
[0048]
The heat treatment method of the present invention is preferably carried out by the heat treatment apparatus of the present invention. That is, in the heat treatment zone, the adjacent air supply unit and exhaust unitAir supply and exhaust unitThe supply and exhaust mechanism having at least twoThe side opposite to the side in contact with the transport unitIf the heat treatment apparatus provided in the apparatus is used, one adjacent supplied gas flow and one discharged gas flowThe side opposite to the side in contact with the transport unitThe heat treatment can be carried out while performing the air supply and exhaust so as to be formed in at least two places.
[0049]
In the heat treatment method of the present invention, the supply and exhaust gas streams are supplied from the object to be treated and the exhaust gas stream from the object to be treated.The side opposite to the side in contact with the transport unitIt is preferable that the process be performed alternately. If the air supply and exhaust are carried out in this way, the spray of the gas to the object to be treated is alleviated, and the vapor pressure of the vaporized component in the atmosphere near the surface of the treated object is further reduced to promote evaporation of the vaporized component more. Be done.
[0050]
The heat treatment method of the present invention is preferably carried out in such a manner that the gas is not strongly blown to the surface of the object to be treated. Specifically, it is preferable to carry out heat treatment while carrying out air supply and exhaust so that the velocity of the gas in the vicinity of the surface of the object to be treated is 0.3 m / sec or less. The meaning of "the velocity of the gas near the surface of the object to be treated" is as described above in relation to the heat treatment apparatus.
[0051]
In the heat treatment method of the present invention, it is preferable to carry out the air supply and exhaust so that the flow rate of the gas to be discharged becomes equal to or larger than the flow rate of the supplied gas in one heat treatment zone. This is to prevent the atmosphere in the heat treatment zone from leaking out of the heat treatment zone.
[0052]
The heat treatment method of the present invention is suitable for the drying process as described above, and in particular for the drying process of the paste film formed on the PDP substrate. If PDPs are manufactured according to the manufacturing method including the heat treatment method of the present invention, quality deterioration due to insufficient drying of the paste film does not occur and high quality PDPs can be obtained.
[0053]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
First, the air supply and discharge mechanism provided in the heat treatment zone of the heat treatment apparatus of the present invention will be described.
[0054]
In the heat treatment apparatus of the present invention, SalaryAir and exhaustAir supply and exhaust unitAdopt an air supply and exhaust mechanism that has at least two. The air supply unit and the exhaust unit each have an air inlet and an air outlet, and have a cavity as a passage communicating with the air inlet and the air outlet. The gas is supplied through the passage of the air supply unit and discharged out of the heat treatment apparatus through the passage of the discharge unit.
[0055]
In the air supply and discharge mechanism, the air supply unit and the exhaust unit can be arranged in various manners. Specifically, as shown in FIGS. 7 and 9, a tubular body (round pipe) whose cross section (that is, a cross section perpendicular to the longitudinal direction) is circular or a tubular body whose cross section is rectangular The air supply portion and the exhaust portion may be alternately arranged such that the longitudinal direction thereof is orthogonal or parallel to the transport direction of the object to be treated. Alternatively, the air supply portion and the exhaust portion, which are such tubular bodies, are arranged such that the longitudinal direction is orthogonal to or parallel to the transport direction of the object to be processed, and in the direction orthogonal to the longitudinal direction. The order of the part-gas supply part, the "gas supply part-gas supply part-gas exhaust part", or the "exhaust part-exhaust part-gas supply part-gas supply part" may be repeated. Alternatively, the air supply unit and the exhaust unit may be randomly arranged. Alternatively, as shown in FIG. 8, frame-like air supply units and exhaust units having pipe lines may be alternately arranged.
[0056]
The air supply / exhaust mechanism may be configured by arranging a plurality of units as one unit in which one air supply unit and one exhaust unit are combined. The unit and the unit may be separated or may be adjacent to each other. In such a unit, the gas supplied from the air supply unit of one unit is exhausted exclusively from the exhaust unit of that unit. When the distance between units is small, the gas supplied from the air supply unit of one unit may be exhausted from the exhaust unit of the adjacent unit.
[0057]
The air supply portion and the exhaust portion are preferably formed of a material having heat resistance, corrosion resistance, and deformation resistance. Such materials are specifically stainless steel, aluminum, inconel, steel, ceramic, or a heat resistant resin such as Teflon (registered trademark).
[0058]
The air supply unit of the air supply and exhaust mechanism is configured such that the gas is not strongly blown to the surface of the object to be treated. As described above, the velocity of the gas in the vicinity of the surface of the object to be treated is employed as an index indicating the strength of the gas spray on the surface of the object to be treated. The air supply unit is configured such that the gas velocity near the surface of the object to be treated is preferably 0.3 m / sec or less, more preferably 0.1 m / sec or less. The velocity of the gas near the surface of the object to be treated is not only the number and opening area of the air inlet, but also the distance between the object to be treated and the air inlet and the flow rate of the gas supplied into the heat treatment zone Affected by flow rate) and pressure (air supply pressure). Therefore, when the distance between the object to be treated and the air supply port, and the air supply flow rate and the air supply pressure are previously set, the number of air supply ports and the opening area are determined in consideration of them. More or less of the number of air inlets is represented by the distance between adjacent air outlets, and in general, the smaller the distance, the more the number of air outlets.
[0059]
It is preferable that the exhaust part of the air supply and exhaust mechanism be configured so that the resistance to the discharged gas is as small as possible. Therefore, the number and opening area of the exhaust port formed in the exhaust part of the air supply and exhaust mechanism are selected according to the flow rate (exhaust flow rate) of the gas discharged from the heat treatment zone. Generally, the larger the opening area of the exhaust port, the smaller the resistance to the exhausted gas. The number of exhaust ports is also expressed by the distance between adjacent exhaust ports, as in the case of the air supply ports. As mentioned above, in one heat treatment zone (i.e. per object), the exhaust flow rate is preferably equal to or greater than the charge air flow rate. Therefore, it can be said that the number of exhaust parts and the opening area of the air supply and discharge mechanism are indirectly determined by the air supply flow rate.
[0060]
Thus, preferable configurations of the air supply unit and the exhaust unit are determined according to the type of the object to be treated, the heat treatment conditions, and the like. For example, when drying a PDP substrate of 42 to 60 inches in size,
1) The tubular air supply part and exhaust part are such that the longitudinal direction is parallel to the longitudinal direction of the PDP substrate, and there are 1 to 20 air supply parts and exhaust parts facing one PDP substrate. Place
2) The air supply flow rate and the exhaust flow rate are 10 to 50 Nl (normal liter) / min and 30 to 100 Nl / min, respectively, for one PDP substrate,
3) The distance between the air inlet and the object is 10 to 70 mm
Sometimes, one air supply unit is provided with air supply openings with a hole diameter of 0.5 to 3 mm in one row at intervals of 4 to 30 mm along the longitudinal direction of the air supply unit, and one air discharge unit has a hole diameter of 2 to 2 mm. It is preferable to provide 6 mm of exhaust ports in one row at intervals of 20 to 100 mm along the longitudinal direction.
[0061]
The air supply portion may also be partially formed of a porous material having a large number of fine pores, and the micropores may function as an air supply port. Specifically, the porous material that can constitute the air supply portion is a ceramic sintered material such as an alumina sintered material, or a foam made of aluminum. A foam material made of aluminum is, for example, sold as foam aluminum from Mitsubishi Materials. When using a porous material, the porosity is preferably 1 to 10%.
[0062]
The air supply and exhaust systemAir supply and exhaust unit (ie,Combination of adjacent air supply unit and exhaust unit)Preferably, the air supply portion and the exhaust portion are disposed and configured such that the distance between the air supply portion and the exhaust portion is 30 to 150 mm, more preferably 50 to 100 mm as described above. This preferred distance is applied when performing heat treatment under any conditions.
[0063]
Preferably, the air supply unit has a filter for collecting dust contained in the gas. If dust is collected by the filter, a clean gas containing no dust is supplied into the heat treatment apparatus.
[0064]
Figures 7-9 illustrate forms of air supply and exhaust mechanisms suitable for use in the present invention. FIG. 7 (a) is a plan view of the air supply and discharge mechanism (50) in which the air supply part (52) and the exhaust part (54) each having a hollow part are alternately arranged in one direction. Corresponds to a plan view of the surface facing the object carried into the heat treatment zone. FIG. 7B is a cross-sectional view of FIG. 7A taken along line A-A '. In the illustrated embodiment, one air supplying portion (52) is provided with a large number of air inlets (56) having a small opening area so that the gas is uniformly supplied without being strongly sprayed on the surface of the object to be treated. It is like that. One exhaust portion (54) is provided with an exhaust port (58) having an opening area larger than that of the air supply port so that the resistance to the discharged gas is reduced. In FIG. 7, the air supply ports (56) are provided in two rows in the longitudinal direction of the air supply section (52). Therefore, the distance between the adjacent air supply portion (52) and the exhaust portion (54) is a distance indicated by w.
[0065]
The gas supplied into the heat treatment zone can be taken in at both ends or any one end of each air supply portion (52), and the gas discharged from the heat treatment zone is at both ends or any one of the exhaust portions (54) It can be discharged from the one end to the outside of the heat treatment apparatus. Alternatively, an air supply pipe extending to the outside of the heat treatment apparatus may be provided, the air supply pipe and the air supply portion (52) may be communicated, and the gas taken in via the air supply pipe may be supplied into the heat treatment zone. Similarly, an exhaust pipe extending to the outside of the heat treatment apparatus is provided, and the exhaust pipe is communicated with the exhaust part (54), and the gas in the heat treatment zone sucked by the exhaust part is discharged to the outside through the exhaust pipe. Good. The air supply / discharge mechanism shown in FIG. 7 is located on the surface side of the object when the object is carried into the heat treatment zone, and the heat treatment zone is positioned so that the air supply port and the exhaust port face the surface of the object The air supply unit and the exhaust unit may be provided alternately on a wall (for example, a ceiling) that defines the direction along the conveyance direction of the object to be treated. In the single-wafer heat treatment apparatus, it is preferable to arrange the air supply unit such that the center thereof is located on the center of the object to be processed, and the air supply unit and the exhaust unit are alternately arranged.
[0066]
FIG. 8 is a perspective view of an air supply and discharge mechanism in which frame-like air supply parts (62) and exhaust parts (64) are alternately arranged.. 1Air supply (62) and one exhaust (64)Air supply and exhaust unit, The number of air inlets (66) and the number of outlets (68) are the same (except for the central exhaust). The air supply port (66) provided in the air supply unit (62) is smaller than the exhaust port (68) provided in the exhaust unit (64). The inlet may be larger than the outlet if desired.
[0067]
Also in the air supply and exhaust mechanism shown in FIG. 8, the air supply unit and the exhaust unit each have a hollow portion through which gas can pass. Each air supply unit is connected to an air supply pipe leading to, for example, the outside of the heat treatment apparatus at at least one place so as to take in gas from the outside and supply the gas into the heat treatment zone. In addition, each exhaust unit is connected at least at one place, for example, to an exhaust pipe leading to the outside of the heat treatment apparatus, and the gas sucked from the heat treatment zone is discharged from the exhaust pipe to the outside of the heat treatment apparatus. The air supply / exhaust mechanism shown in FIG. 8 is, for example, one unit, which is located on the surface side of the object to be treated when the object to be treated is carried into the heat treatment zone, and the air inlet and the outlet are treated. It may be provided to be laid on a wall (for example, a ceiling) which defines a heat treatment zone so as to face the surface of an object.
[0068]
FIG. 9 shows an example of another air supply and exhaust mechanism. (A) of FIG. 9 is a plan view of the air supply and discharge mechanism (70) in which a pipe-like air supply part (72) and an exhaust part (74) in which the cross section of the hollow part is circular are alternately arranged. When attached to the heat treatment zone, it corresponds to a plan view of the surface facing the object carried into the heat treatment zone. (B) of FIG. 9 is a cross-sectional view of (a) of FIG. 9 taken along line A-A '. The air supply (72) and the exhaust (74) have circular air inlets (76) and air outlets (78), respectively. One air supply unit (72) is provided with a large number of air supply openings (76) (for example, air supply openings with a hole diameter of 3 mm) having a small opening area, and an opening area is supplied to one exhaust unit (74). An exhaust port (78) larger than the port (76) (for example, an exhaust port with a hole diameter of 6 mm) is provided. Further, the air supply unit (72) and the exhaust unit (74) are disposed at an interval such that the distance (w) between the air supply unit and the exhaust unit is 30 to 150 mm. With reference to FIG. 7, the intake of gas to the air supply unit (72) and the release of gas from the exhaust unit (74) and the arrangement of the air supply and exhaust mechanism (70) in the heat treatment zone are described above with reference to FIG. Since it is the same as the air supply / exhaust mechanism (50) described above, the detailed description thereof is omitted here.
[0069]
As described above, the air supply and discharge using the air supply and discharge mechanism is preferably performed such that the exhaust flow rate in one heat treatment zone is equal to or larger than the air supply flow rate. This is to prevent the atmosphere in the heat treatment zone from leaking out of the heat treatment zone. In order to supply and exhaust as such, for example, the exhaust is forcedly carried out, and an amount of gas corresponding to the amount of gas discharged from the air supply unit when the pressure in the heat treatment apparatus decreases along with the exhaust. It may be implemented to be supplied naturally. Alternatively, both supply and exhaust may be forced to both control the supply and exhaust flow more accurately. If the heat treatment zone forms a closed space (when the inlet and outlet are closed), forced air supply and exhaust so that the exhaust flow rate in one heat treatment zone is higher than the air supply flow rate Heat treatment is performed under reduced pressure.
[0070]
The air supply flow rate and the exhaust flow rate are selected according to the type of the object to be treated. For example, in the case where the heat treatment apparatus of the present invention including the above-described air supply and discharge mechanism is a drying furnace for PDP manufacture and is for drying a 50 inch size PDP substrate, the air supply flow rate per PDP substrate is 300 Nl. Preferably, the flow rate is set to 500 Nl / min or less. In order to save energy, it is more preferable to set the air supply flow rate to 100 Nl / min or less and the exhaust flow rate to 150 Nl / min or less.
[0071]
In the case where the heat treatment is a drying treatment, the gas discharged by the exhaust unit during the air supply and discharge contains a vaporized component (for example, an organic solvent) evaporated from the object to be dried. The vaporized component is preferably collected by a suitable trap means (for example, a cooler, a solvent adsorption filter, activated carbon or the like) so that the gas released to the outside of the heat treatment apparatus does not contain the vaporized component.
[0072]
The dimensions of the air supply and exhaust are preferably selected such that the number of air supply and exhaust facing the one object in the heat treatment zone is as high as possible. Specifically, in the heat treatment zone, it is preferable that the number of the air supply portion and the exhaust portion facing the object to be processed is two or more. In particular, in the heat treatment zone that constitutes a single-wafer heat treatment apparatus in which the object to be treated does not move substantially during heat treatment, the number of the air supply portion and the exhaust portion facing one object to be treated is 4 or more. Is preferred.
[0073]
Furthermore, in the single-wafer heat treatment apparatus, it is preferable to provide the air supply unit and the exhaust unit so that the flows of the supplied gas and the discharged gas are symmetrical with respect to the center of the processing target surface. Specifically, the air supply unit is disposed such that the center thereof is located on the center of the surface to be treated of the object, the exhaust unit is disposed adjacent thereto, and the air supply unit and the exhaust unit are further provided. It is good to arrange alternately only a desired number. Alternatively, the exhaust part may be arranged such that its center is located on the center of the surface to be treated of the object to be treated.
[0074]
The air supply / exhaust mechanism is provided in the heat treatment zone on the side of the surface of the object to be treated in the heat treatment zone such that the distance between the air supply and exhaust ports and the surface of the object to be treated is appropriate. Generally, in the heat treatment zone, the shorter the distance between the air supply port of the air supply unit and the surface of the object, the stronger the gas is sprayed to the object. Therefore, when the film formed on the surface of the substrate is dried, the surface of the film is dried faster than the other portions to easily form a film, and drying unevenness easily occurs. On the other hand, when the gap between the exhaust port of the exhaust unit and the surface of the object to be processed is too far, the gas supplied from the air supply port may be sucked into the exhaust port without being accompanied by a vaporized component and discharged. is there. As a result, the concentration of the vaporized component (for example, the organic solvent) may be high on the surface of the object to be treated, the drying speed may be reduced, or the drying may be insufficient. The distance between the inlet and outlet and the surface of the object to be treated is selected according to the type of object to be treated. For example, when the heat treatment apparatus of the present invention is used as a drying furnace for PDP production, the air supply and discharge mechanism performs heat treatment so that the distance between the air inlet and the air outlet and the surface of the object is 10 to 70 mm. It is preferable to provide in a zone.
[0075]
Other parts or elements included in the heat treatment zone including the above-described air supply and discharge mechanism may be configured similar to those employed in the heat treatment zone of a conventional heat treatment apparatus. For example, in the heat treatment zone, a heating device such as a hot air heater may be installed on the surface side of the object together with the supply and exhaust mechanism, and a walking beam may be provided to transport the object horizontally. In that case, the heating device is located, for example, between the air supply unit and the exhaust unit, or between the units including the air supply unit and the exhaust unit described above.
Alternatively, the object may be heated by heating the gas supplied from the air supply unit of the air supply and exhaust mechanism to a desired temperature and supplying the heated gas.
[0076]
The heat treatment zone is preferably of the object to be treatedThe side in contact with the transport unit (ie,Transport side)Including the heating device provided in This heat treatment zone is convenient for mounting the air supply and discharge mechanism, since the heating device is not located on the side of the surface of the object in such a heat treatment zone. Furthermore, since the heating device is on the back side of the object to be treated, particularly when the film formed on the surface of the substrate (for example, the paste film of the substrate for PDP) is dried, the paste is dried sequentially from the back side, and drying on the surface precedes do not do. Therefore, when the heating device is provided on the back side of the object to be treated, the film formed on the surface of the substrate is dried on the surface of the film by the synergetic effect of the arrangement of the heating device and the air supply and discharge mechanism. It can further prevent the formation of a film.
[0077]
Processing objectSide in contact with the transport unitThe heat treatment zone including the heating device provided in the may further include a heating device provided on the side of the surface of the object to be treated. The heating device provided on the side of the surface of the object is, for example, for heating the gas supplied from the air supply unit of the air supply and discharge mechanism to a desired temperature or heating the object from the side of the surface. It is a thing.
[0078]
The heat treatment zone isContact the transport unitWhen including the heating device provided on the side, the heat treatment zone more preferably transports the objectTransport unitAs a roller. According to the conveyance method using the roller, the driving device for rotating the roller is the object to be processed.Contact the transport unitThere is no need to be on the side, so the drive works without being affected by heat. That is, in the transfer method using the roller, the heating device is not required to be processed in the heat treatment zone.Contact the transport unitIt is a transport method that allows it to be installed on the side.
[0079]
Below, the heating deviceSide in contact with the transport unitThe heat treatment zone is provided in more detail and includes the rollers as transport means.
[0080]
A heating device can be arbitrarily selected according to the kind of to-be-processed object from what is conventionally used in heat processing apparatuses, such as a heating furnace or a drying furnace. Specifically, an infrared heater (including a far infrared heater), a hot air heater, or a contact hot plate heater can be used. An infrared heater includes an element that emits infrared light by being heated by an appropriate heat source (electricity, heat generated by combustion of gas, or convective heat transfer from high temperature water vapor or oil). A hot air heater blows the heated gas with a suitable heat source. The gas to be sprayed may be heated, for example by heat exchange with high temperature steam or oil, or it may be heated by an electric heater. When the heat treatment apparatus of the present invention is used as a drying furnace for PDP production, it is preferable to use an infrared heater as the heating apparatus.
[0081]
The heating device is preferably arranged away from the object to be treated. Thus, for example, when the object to be treated is conveyed in the horizontal direction, the heating device is disposed below the object to be treated.
[0082]
Since dust is likely to be generated near the heating device, if it is necessary to maintain high cleanliness of the heat treatment zone, the whole or a part of the heating device may be a suitable dustproof member (for example, aluminum plate, glass plate or stainless steel It is preferable to isolate with a plate to prevent dust from adhering to the object to be treated. The isolation of the heating device is especially necessary, for example in a drying oven for PDP production. In the case where the heating device can not uniformly heat the object to be treated and causes temperature variations on the surface of the object to be treated, the dustproof member is entirely even when heated by such a heating device. It is preferable that it is a heat equalizing board which becomes uniform temperature. If the heat spreader intervenes between the object to be treated and the heating device, the object to be treated is uniformly heated by the heat spreader heated to a uniform temperature throughout. The heat spreader is preferably made of a material having high thermal conductivity, for example, an aluminum plate. When the heat spreader is provided, the heat spreader faces, for example, a material that emits infrared radiation by heating so that the heat is sufficiently transmitted from the heat spreader heated by the heating device to the work. It is preferable to apply to the surface to be
[0083]
In the heat treatment zone, a roller is disposed as a transport means for the object to be treated. The roller is in particular a cylindrical or cylindrical rod. Such a roller has its axis of rotation within the heat treatment zoneSurface in contact with the transport unitIn the plane parallel to the above, they are arranged at intervals in the transport direction so as to be orthogonal to the transport direction and parallel to each other. The spacing between the rollers is preferably equidistant.
[0084]
Each roller is rotated by a suitable drive. The drive is preferably arranged outside the wall defining the heat treatment zone so as not to be affected by heat. When each roller is rotated in the same direction by the driving device, the object on the roller is conveyed in a predetermined direction as the roller rotates.
[0085]
The conveyance of the object by the roller needs to be carried out so that the object to be treated is not damaged by the friction between the roller and the object when the roller rotates, and that dust is not generated. Thus, in the device of the invention:
1) The roller is made of heat resistant resin such as fluorine resin (for example, Teflon (registered trademark)), stainless steel, aluminum or its alloy, titanium alloy, inconel, iron, glass (for example quartz glass), ceramic material (for example, carbonized) To be made of a material having heat resistance and solvent resistance, such as silicon, silicon nitride, or magnesia), or metal oxide, and having a low coefficient of thermal expansion,
2) To reduce the number of rollers and reduce the contact area between the roller and the object as long as the object is conveyed as desired
3) forming and arranging the roller so that the roller can support the object to be treated with its conveyance surface parallel to the conveyance direction (specifically, horizontally);
4) Forming and arranging the rollers so as not to affect the temperature distribution of the object to be treated
5) mechanical strength of the roller is high, and
6) The heat capacity of the roller is small
Is preferred.
[0086]
For example, the heat treatment apparatus of the present invention is used as a drying furnace for PDP manufacture, and a paste film formed on a 3 mm thick glass substrate for PDP having 1000 mm × 700 mm in length × width at a temperature of 100 to 150 ° C. When drying, a cylindrical or cylindrical roller of 20 to 30 mm in diameter made of stainless steel, 3 to 5 per glass substrate for PDP so that the axial direction coincides with the horizontal direction of the glass substrate, equally spaced Preferably, the glass substrate for the PDP is transported. In order to reduce the heat capacity of the roller to reduce the heat loss, it is more preferable to make the roller cylindrical. The material, size and number of the rollers are not limited to these, and can be arbitrarily changed according to the size of the glass substrate for PDP and the like.
[0087]
If the roller is a roller whose part protrudes from the other part, when the object to be treated is conveyed, the object to be treated contacts with the roller only at the projecting part, so the object to be treated and the roller Contact area is smaller.
[0088]
Such a roller is obtained, for example, by attaching a ring around the roller with an outer diameter which is larger than the outer diameter of the roller. When the ring is attached, the object comes into contact with the roller through the ring, and is supported and transported by the ring. If the roller is a rod, preferably the rings are axially spaced apart.
[0089]
When the object to be treated is supported by the ring, a large force acts on the point of contact of the object to be treated with the ring, and the object to be treated may be deformed or damaged. Therefore, the ring can be attached to the circumference of the roller by selecting an appropriate number and / or shape as long as the object is not deformed or damaged. Although depending on the shape of the ring, it is generally preferable to attach the ring to the roller at intervals of 50 to 300 mm in the axial direction (i.e., the longitudinal direction) of the roller.
[0090]
The ring is preferably made of a material that is excellent in heat resistance and does not damage the object to be treated. Specifically, the ring is preferably formed of a fluorine-based resin such as Teflon (registered trademark), a butyl rubber, an ethylene-propylene rubber, a phenol resin, or a heat-resistant resin such as silicone rubber. It is more preferable that the ring has a shape in which the outer peripheral portion is a curved surface so that the contact area between the ring and the object to be processed is as small as possible. An example of such a ring is shown in FIG. FIG. 5 is a side view showing a cross section of a part of the roller having a ring, and the double arrows in the drawing indicate the longitudinal direction of the roller. The ring (300) is fitted into a groove (34a) formed in the roller (34), and the outer peripheral portion is a curved surface.
[0091]
An example of another ring is shown in FIG. FIG. 6 is a side view showing a part of the roller in a sectional view, and double arrows in the drawing indicate the longitudinal direction of the roller. In FIG. 6, a ring-shaped base (400) is fitted in a groove (44a) formed in a roller (44), and a spherical body (410) is embedded in the outer periphery of the base (400). When such a ring is used, the object to be treated is in contact with the spherical body, and the contact area between the object to be treated and the ring is further reduced. The spheres may be spaced around the periphery of the ring-shaped substrate (400) as shown in FIG. 6, or may be arranged on the ring-shaped substrate to be in contact with each other. The spherical body is preferably made of fluorocarbon resin such as Teflon (registered trademark) or butyl rubber.
[0092]
Alternatively, the rollers may be a plurality of wheel-like members spaced around the shaft. Such a roller has a shaft as a rotation axis, and the rotation axis transports the object to be processed.Contact with departmentIn the plane parallel to the plane, they are arranged at intervals in the conveyance direction so as to be orthogonal to the conveyance direction and parallel to each other. When the object to be treated is transported by the roller, the object to be treated contacts only with the wheel-like object, so the contact area between the roller and the object to be treated is smaller than that of a roller having a cylindrical or cylindrical rod shape. .
[0093]
When the heat treatment apparatus of the present invention is of a continuous type, when an object to be treated passes through the inside of the heat treatment zone, the portions of the object to be in contact with the roller change sequentially. On the other hand, when the heat treatment apparatus of the present invention is a single wafer type, the object to be treated is stopped in the heat treatment zone during the heat treatment. Therefore, the part in contact with the roller enters the "shadow" of the roller and may not be sufficiently heat-treated by the heating device located below the workpiece, and the state after heat treatment of that part may differ from other parts. . The same thing may occur when the conveyance of the object is stopped in the continuous heat treatment apparatus. Therefore, when the heat treatment is performed by a single-wafer heat treatment apparatus, or when only a specific portion of the treatment object is in contact with the roller for a long time, the conveyance is stopped in the continuous heat treatment apparatus. It is preferable that the workpiece be swung to change the contact point of the workpiece with the roller.
[0094]
The term "oscillating an object" refers to repeating advancing and retracting the object by a slight distance in the transport direction (that is, repeating reciprocating linear motion of the object). The object to be treated can be swung by alternately rotating the roller in two directions, that is, alternately repeating rotating the roller in the forward direction and rotating it in the reverse direction. Therefore, in order to rock the object to be processed, it is necessary to connect the roller to a driving device that rotates the roller in two directions, forward and reverse. The drive should also be able to rotate the roller slightly in the opposite direction immediately after rotating the roller slightly in one direction (e.g. 1/2 to 1 turn).
[0095]
The width of the swing of the object to be treated (ie, the distance between the position when the portion where the object to be treated advances most and the position when it retracts the most during swinging) It is determined in accordance with the time required, the size of the roller, and the size and type of the object to be treated. For example, in the case of using a single-wafer heat treatment apparatus as a drying furnace for PDP manufacture, the swing width of the object to be treated is, for example, 1⁄2 to 1 × the distance between the rollers. It is preferable to make it approximately equal and to shake the object during heat treatment.
[0096]
The heat treatment zone has an inlet for placing the object in the heat treatment zone, and an outlet for taking the object out of the heat treatment zone. When the heat treatment zone constitutes a continuous heat treatment apparatus, the inlet and outlet are provided to face each other. When the heat treatment zone constitutes a single-wafer heat treatment apparatus, the loading and unloading ports may be provided to face each other so that the object to be processed moves in only one direction, or one opening is loaded. It may be made to serve as a mouth and an outlet. In any case, the opening area of the inlet and outlet is preferably as small as possible so that the heat in the heat treatment zone is unlikely to leak out.
[0097]
The heat treatment apparatus of the present invention is configured to have the heat treatment zone described above.
For example, the heat treatment apparatus of the present invention may be a heat treatment apparatus having only one heat treatment zone. In that case, the heat treatment zone is surrounded by a wall made of heat insulating material except for the loading and unloading ports. The wall surrounding the heat treatment zone is also referred to as the furnace wall. In general, a heat treatment apparatus having only one heat treatment zone is a continuous heat treatment apparatus having a tunnel structure in which the heat treatment zone extends in the transport direction of the object to be treated. In the continuous heat treatment apparatus, the length in the transport direction of the heat treatment zone is selected so that the desired heat treatment can be carried out in relation to the types of the object to be treated and the heating apparatus and the heat treatment temperature (heating temperature).
[0098]
The heat treatment apparatus having a heat treatment zone of only 1 may be a single-wafer heat treatment apparatus. In that case, the dimensions of the heat treatment zone are determined according to the number of objects to be treated at one time. Alternatively, the number of workpieces that can be processed at one time is determined according to the dimensions of the heat treatment zone and the dimensions of the workpieces.
[0099]
In the heat treatment apparatus of the present invention, the heat treatment zone is also used to convey the object to be treated.Contact with departmentIt may be a multi-stage heat treatment apparatus in which a plurality of layers are stacked in parallel in a direction perpendicular to the surface.
[0100]
When the multi-stage heat treatment apparatus is a single-wafer type, each heat treatment zone is configured to be able to arrange a predetermined number of objects to be treated. For example, when a single wafer type multi-stage heat treatment apparatus is used as a drying furnace for PDP production, the heat treatment apparatus may process one or more PDP substrates in each heat treatment zone.
[0101]
When the multi-stage heat treatment apparatus is continuous, each heat treatment zone has a sufficient length in the transport direction so that the object is sufficiently heat-treated while the object moves inside.
[0102]
In the multi-stage heat treatment apparatus, the above-described air supply and discharge mechanismSurface in contact with the transport unitIs provided on the side of the opposite surface (ie, the surface). When the heating device is provided on the back side of the object to be treated, the air supply and discharge mechanism is in close proximity to the heating device of the adjacent heat treatment zone. Therefore, in the multi-stage heat treatment apparatus, the zone where the heating device is provided is used as an air supply pipe, the air supply unit of the air supply and exhaust mechanism is communicated with this, and the gas is taken in from the zone and supplied into the heat treatment zone. It is also good.
[0103]
In the multistage heat treatment apparatus, it is preferable that the air supply unit of the air supply and discharge mechanism described above be as close as possible to the heating device provided in the adjacent heat treatment zone. When the air supply unit approaches the heating device, the gas passing through the air supply unit is heated by the heating device, and the preheated gas is supplied near the surface of the object to promote heat treatment, thereby reducing heat loss. Heat treatment can be performed. However, when the temperature of the preheated gas is too high, when the film formed on the surface of the substrate is dried (for example, when the paste film formed on the glass substrate for PDP is dried), the surface of the film is The coating may be formed by drying earlier than the other parts. Therefore, if the temperature of the gas supplied from the air supply unit becomes too high in relation to the target heat treatment, the air supply unit needs to be separated from the heating device to such an extent that the gas is appropriately heated. Specifically, the temperature of the gas supplied from the air supply unit is preferably about room temperature (about 25 ° C.) to about 100 ° C. in the drying furnace for PDP production.
[0104]
Among the furnace walls defining the heat treatment zone, the multi-stage heat treatment apparatus has a furnace wall in which the inlet is formed.WhenFurnace wall with outlet formedAt least one withPreferably, a heating device is provided. This heating device prevents condensation of vaporized components in the vicinity of the inlet and outlet of the heat treatment zone, and prevents the temperature in the vicinity of the inlet and outlet from decreasing, thereby making the temperature in the heat treatment zone uniform. Do.
[0105]
In general, the furnace wall in which the loading port is formed tends to be lower in temperature than the other portions of the heat treatment zone because the loading port communicates with the outside of the heat treatment zone. The same applies to the furnace wall in which the outlet is formed. Therefore, for example, in a heat treatment apparatus that evaporates a vaporized component (for example, an organic solvent), such as a drying furnace for PDP production, the vaporized vaporized component tends to be condensed in the vicinity of the inlet and outlet of the furnace wall.
[0106]
When the vaporized component condenses in the heat treatment zone, the vaporized component tends to form a tar-like substance to take in and condense the dust floating in the apparatus. The tar-like substance is also formed by thermally degenerating (for example, polymerizing) the organic solvent condensed in the apparatus. When the tar-like substance is heated and dried, it may come off from the furnace wall due to vibration or the like and adhere to the object to be treated. That adversely affects the quality of the object to be treated. Therefore, in the heat treatment process involving evaporation of the vaporized components, an operation of removing the vaporized components condensed in the heat treatment zone is periodically performed. Since the heat treatment can not be carried out while performing this work, this work causes the efficiency of the entire heat treatment to be reduced.
[0107]
Loading portWith the furnace wall on whichFurnace wall with outlet formedAt least one furnace wall withThe heating device provided in the present invention solves the problem of the deterioration of the quality of the object to be treated and the reduction of the efficiency of the heat treatment caused by the condensation of the vaporized components. The heating device also reduces the temperature difference between the inlet and the outlet and the other part, allowing the heat treatment to be performed more uniformly. The heating device may also be provided in a heat treatment apparatus having only one heat treatment zone (ie not in multiple stages).
[0108]
The multi-stage heat treatment apparatus preferably includes a carry-in device for carrying the object to be treated to the carry-in port of the heat treatment zone, and a carry-out device for receiving the heat-treated object from the carry-out port and carrying it to a predetermined position. The loading device is, for example, a lifter that has a stage on which the object to be treated is placed, and raises or lowers the object to the inlet of a desired stage. Loading of the processing object from the stage of the lifter to the heat treatment zone can be performed, for example, by providing a roller on the stage of the lifter and rotating the roller to move the processing object. According to this method, the object is carried from the stage to the heat treatment zone so as to slide. Therefore, the loading port can be a slit-like opening having an area that allows the workpiece to pass through. The area of the slit-like opening is slightly larger than the cross-sectional area of the object to be treated. The unloading device may also be a similar lifter, in which case the outlet may also be a slit-like opening.
[0109]
The mechanism for carrying the object into the heat treatment zone and carrying it out of the heat treatment zone may be other than the mechanism using the above-mentioned roller and lifter. For example, a pin for mounting the object in the heat treatment apparatus is provided, the fork carrying the object is advanced to carry the object on the pin, and the fork is lowered to transfer the object on the pin. The workpiece may be carried in by loading and then retracting the fork. Also, after the heat treatment is completed, the fork is advanced in the heat treatment zone to be positioned below the workpiece on the pin, and the fork is lifted to transfer the workpiece from the pin onto the fork. The object may then be removed from the heat treatment zone by a method of retracting the fork. The fork is moved up and down and advanced and retracted by means of a suitable drive mechanism.
[0110]
In the multi-stage heat treatment apparatus, the heat treatment zone having the inlet and outlet, a heating device, a conveying device such as a roller, and an air supply and discharge mechanismSurface in contact with the transport unitStacked in a direction perpendicular to the In the multi-stage heat treatment apparatus of the present invention, the heat treatment zones are substantially separated by the heating device and the supply / discharge mechanism, and the four sides of the heat treatment zones are defined by the furnace wall made of the heat insulating material.
[0111]
Two or more multistage heat treatment apparatuses may be disposed in series, and the object to be treated which has been heat-treated by one multistage heat treatment apparatus may be subsequently treated by another multistage heat treatment apparatus. In that case, it is preferable that the unloading port of 1 multistage heat treatment apparatus be in close proximity to the loading port of the next multistage heat treatment apparatus, and for example, the workpiece is transported by driving the roller between the unloading port and the loading port. A transfer passage may be provided as needed.
[0112]
Subsequently, an example of the heat treatment apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a continuous heat treatment apparatus having a heat treatment zone of only one.
[0113]
The heat treatment apparatus shown in FIG. 1 is a drying furnace (10) for PDP manufacture including an air supply and discharge mechanism (70) including an air supply unit (72) and an exhaust unit (74), and the object to be treated (12) is The paste film (12b) is formed on the glass substrate (12a). The workpiece (12) is conveyed in the heat treatment zone (11) in the direction of the white arrow in the figure by the rotation of the roller (14). The roller (14) is a cylindrical rod made of stainless steel. The rollers (14) are arranged in parallel at intervals in the transport direction of the object such that the rotation axis is perpendicular to the transport direction of the object. The rollers (14) are spaced apart such that a single workpiece (12) is supported by the four rollers (14). The rollers (14) are each rotated in the direction of the arrow by means of a drive (not shown). The rollers (14) are simultaneously driven to rotate, for example, by wrapping the chain belt over a gear provided at one end of each roller (14) and transmitting power from the motor to the chain belt.
[0114]
In the heat treatment apparatus shown in FIG. 1, the heating device is disposed on the front side and the back side of the glass substrate (12b). The heating device (16) disposed on the back side of the glass substrate (12b) is a panel-like electric infrared heater. The upper surface of the heating device (16) is made of aluminum so as to prevent dust from the heating device (16) from adhering to the object to be treated (12) and to reduce temperature unevenness in the heat treatment zone. Covered with a board (18).
[0115]
The heating device (16 ') disposed on the surface side of the glass substrate (12b) has the object to be treated (12) from the upper side by radiant heat from the gap between the air supply portion (72) and the exhaust portion (74). It is provided for heating and heating the supplied gas, and assists the heating device (16). The heating device (16 ') is a panel-like electric infrared heater. The surface of the heating device (16 ') directed to the heat treatment zone is covered with a heat spreader plate (18') made of aluminum, and dust from the heating device (16 ') adheres to the object (12) To prevent.
[0116]
While being transported in the drying oven, the paste film (12b) dries. The paste film (12b) is sequentially dried from the side close to the heating device (16) (that is, the back side), and the organic solvent in the paste film (12b) evaporates from the surface of the paste film (12b) accordingly.
[0117]
In order to remove the evaporated organic solvent from the inside of the drying furnace, a feed / discharge mechanism (70) shown in FIG. 9 is installed on the furnace wall (100) on the upper side of the heating device. In the air supply and exhaust mechanism (70), the longitudinal direction of the pipe-like air supply part (72) and the exhaust part (74) in which the cross section of the hollow part is circular is orthogonal to the transport direction of the object (22) As such, they are alternately arranged in the transport direction. The air supply portion (72) and the exhaust portion (74) are both made of stainless steel. Each air supply section (72) takes in gas from the outside of the heat treatment apparatus at both ends in the longitudinal direction or one end, and supplies the gas from the air supply port (76). Each exhaust section (74) exhausts the gas drawn from the exhaust port (78) from both ends or one end in the longitudinal direction. Each exhaust section (74) is provided with a trap (not shown) for recovering the evaporated organic solvent. In the illustrated embodiment, three air supply units (72) and three exhaust units (74) are disposed to face one object (12).
[0118]
The organic solvent evaporated from the paste is forced to be discharged out of the drying furnace (10) from the exhaust part (74) of the air supply and discharge mechanism (70). In the heat treatment zone (11), a gas equal to or less than the amount of the discharged gas is forcibly supplied from the air supply unit (72). Therefore, a gas flow indicated by the arrow in the figure is formed in the heat treatment zone (11). Although the gas supplied from the air supply unit (72) is directed to the surface of the object to be treated (12), it is immediately sucked by the adjacent exhaust portion (74), so it is strongly sprayed on the surface of the object to be treated (12) Absent.
[0119]
The furnace wall (100) constituting the main body of the drying furnace and defining the heat treatment zone (11) is made of cotton-like glass fibers having thermal insulation. The length in the transport direction of the continuous drying furnace for PDP production is generally 5 to 40 m. The drying process of the object to be treated is such that the heat treatment temperature and the conveying speed of the object to be treated (that is, the rotational speed of the roller (14)) so that the drying is completed while the object passes through the drying oven of this length. Select and implement as appropriate.
[0120]
The air supply / exhaust mechanism is not limited to the one shown in FIG. 1, but may be, for example, an angular pipe-like air supply part and an exhaust part where the cross section of the hollow part is rectangular as shown in FIG. . The number of air supply units and exhaust units facing one object may be more or less than three. The air supply and discharge mechanism may be as shown in FIG.
[0121]
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a part of a single wafer type multi-stage heat treatment apparatus. This multistage heat treatment apparatus (20) is also a drying furnace for PDP production, and the object to be treated (22) is one in which a paste film is formed on the surface of a glass substrate for PDP. Each heat treatment zone (21) is defined by a furnace wall (200), a heating device (26) and an air supply / exhaust mechanism (50), and a pair of furnace walls (200) facing each other has an inlet (21a) and an outlet (21b). ) Is formed.
[0122]
Each heat treatment zone (21) has a roller (24) for transporting the object (22). The roller (24) is a cylindrical rod made of stainless steel. The rollers (24) are arranged in parallel at intervals in the transport direction of the object such that the rotation axis is perpendicular to the transport direction of the object. The roller (24) is rotated in the forward direction (the direction of the arrow a) by a driving device (not shown) to position the workpiece (22) entering from the inlet (21a) at a predetermined position in the heat treatment zone. In addition, the roller (24) is directed in the forward direction (arrow a) and the reverse direction to change the contact position of the workpiece (22) with the roller (24) while the workpiece (22) is heat-treated. The workpiece is alternately rotated by (arrow b) to swing the workpiece (22).
[0123]
The heating device (26) is provided below the workpiece (22). The heating device (26) is the same as that described with reference to FIG. 1, and is covered with a heat spreader plate (28) whose upper and lower sides are made of aluminum so that dust does not adhere to the object to be treated (22). It is
[0124]
Since the heat treatment apparatus shown in FIG. 2 is a multi-stage heat treatment apparatus, the heating device (26) of the adjacent heat treatment zone is located above the object to be treated (22), and the air supply / discharge mechanism (50) It is in contact with a heat spreader (28) covering the lower side of the heating device (26) located above the object. Since the heating device in the adjacent heat treatment zone (ie, the heating device located above the object to be treated) also heats the air supply and exhaust mechanism (50), the object to be treated (2) is the air supply and exhaust mechanism (50) It is also heated by radiant heat from
[0125]
The heating apparatus (27) is provided in the furnace wall in which the carrying in port (21a) of the heat processing zone (21) was formed, and the furnace wall in which the carrying out port (21b) was formed, respectively. The heating device (27) heats the vicinity of the loading port (21a) and the unloading port (21b) to prevent the organic solvent released from the paste film from condensing on the furnace wall, and the loading port (21a) And the temperature in the heat treatment zone is prevented from decreasing near the outlet (21b).
[0126]
The paste film of the object to be treated (22) is dried while the object to be treated (22) is staying in the heat treatment zone (21). While drying the object to be treated (22), the rollers (24) rotate alternately in two directions to rock the object to be treated (22). The paste film is dried by evaporation of the solvent contained in the paste film from the side (that is, the back side) close to the heating device (26), and the evaporated organic solvent is released to the heat treatment zone. In order to remove the organic solvent released into the heat treatment zone from the inside of the drying furnace, an air supply and discharge mechanism shown in FIG. 7 is installed above each heat treatment zone.
[0127]
The cross section of the heat treatment zone which comprises the multistage heat treatment apparatus of FIG. 2 in FIG. 3 is expanded and shown. In the air supply and exhaust mechanism (50), the longitudinal direction of the tubular air supply part (52) and the exhaust part (54) whose cross section of the hollow part is rectangular is orthogonal to the conveyance direction of the object (22) Are alternately arranged in the transport direction. In the illustrated embodiment, the air supply unit (52) is disposed on the center of the object (22), and the exhaust unit (54) is one more than the air supply unit (52). The air supply unit (52) and the exhaust unit (54) are both made of stainless steel. Each air supply unit takes in gas from the outside of the heat treatment apparatus at both ends or one end in the longitudinal direction, and each exhaust unit discharges the gas from the heat treatment apparatus from both ends or one end in the longitudinal direction . Each exhaust part is provided with a trap (not shown) for recovering the evaporated organic solvent.
[0128]
As described above, since the air supply unit (52) is in contact with the heat equalizing plate (28) covering the heating device of the adjacent heat treatment zone, the heated gas is supplied from the air supply unit (52). The gas passing through the exhaust part (54) is warmed by the heating device (26) to such an extent that the organic solvent contained therein is not condensed.
[0129]
The organic solvent evaporated from the paste is forced to be discharged out of the drying furnace (20) from the exhaust part (54) of the air supply and discharge mechanism (50). The heat treatment zone (21) of the drying furnace (20) is forcibly supplied with a gas of the same amount as or less than the discharged gas from the air supply unit (52). Therefore, in the heat treatment zone (21), a gas flow indicated by the arrow in the figure is formed. The gas supplied from the air supply unit (52) is directed to the surface of the object to be treated (22) but is immediately sucked by the adjacent exhaust portion (54), so it is strongly sprayed on the surface of the object to be treated (22) Absent. Although the air supply unit and the exhaust unit are arranged without a gap in the illustrated embodiment, the air supply unit and the exhaust unit may be arranged with a space, and even in that case, the effect of the heat treatment apparatus of the present invention You can get enough.
[0130]
The loading of the object to be treated (22) to the heat treatment zone (21) is performed using a lifter (210) as shown in FIG. The lifter (210) moves in the direction of the arrow E-1 or E-2 to position the object (22) near the inlet (21a) of the predetermined heat treatment zone. The lifter (210) is moved by a ball screw (212) driven by a motor (216). The stage (210a) of the lifter (210) is provided with a roller (214), and the object (indicated by a dot-and-dash line) placed on the lifter moves in the direction of arrow A by the rotation of the roller (214) It is carried in from the lifter (210) to the heat treatment zone (21) via the carry-in port (21a). The workpiece (22) carried into the heat treatment zone (21) is disposed at a predetermined position in the heat treatment zone (21) by the rotation of the roller (24).
[0131]
The object to be treated (22) after the heat treatment is moved in the direction of arrow B by rotating the roller (24) in the forward direction (arrow a), and placed on the lifter (220) via the outlet (21b) Be Moving the object to be treated (22) from the heat treatment zone (21) to the lifter (220) is performed by rotating the rollers (24, 224) provided thereon. When an object to be treated is placed on a predetermined position of the lifter stage (220a), the lifter (220) is moved in the direction of arrow F-1 or F-2 by a ball screw (222) driven by a motor (226). Transport the workpiece to a predetermined position.
[0132]
The time for which the object to be treated is retained in each heat treatment zone is determined in consideration of the heat treatment temperature and the type of the object to be treated. For example, when a paste having a thickness of 50 to 100 μm containing an alcohol solvent as an organic solvent is dried at a heat treatment temperature of 30 to 200 ° C. in a drying furnace for PDP production as shown in FIG. It may be about minutes.
[0133]
The furnace wall (200) of the drying furnace which defines the heat treatment zone (21) is a plate-like member formed of cotton-like glass fiber having thermal insulation. In the illustrated embodiment, each heat treatment zone (21) dries one PDP substrate. Therefore, the installation area of the multi-stage heat treatment apparatus is slightly larger than the area of one PDP substrate, and is considerably smaller than that of the continuous heat treatment apparatus of FIG.
[0134]
The supply and discharge mechanism disposed in the multi-stage heat treatment apparatus is not limited to that illustrated, but may be another aspect. FIG. 4 is an enlarged sectional view of the heat treatment zone of the heat treatment apparatus in which the air supply and discharge mechanism (70) as shown in FIG. 9 is disposed instead of the air supply and discharge mechanism (50) shown in FIG. In FIG. 4, the air supply portion (72) and the exhaust portion (74) are alternately arranged in the transport direction so that the longitudinal direction is orthogonal to the transport direction of the object to be treated.
[0135]
The heat treatment apparatus described above with reference to the drawings is an example of one embodiment of the heat treatment apparatus of the present invention, and various other configurations and arrangements can be considered. For example, in the heat treatment apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the rollers (14, 24, 214, 224) may each be a roller attached with a ring as shown in FIG. 5 or FIG. The heat spreader plate (18, 18 ', 28) used to cover the heating device may be a stainless steel plate or a glass plate. Further, in the continuous heat treatment apparatus of FIG. 1, the heating device may be disposed only on the back side of the object to be treated. In the multi-stage heat treatment apparatus shown in FIG. 2, each heat treatment zone may have only one opening that doubles as a loading and unloading port, in which case one lifter is sufficient.
[0136]
In the multi-stage heat treatment apparatus, an embodiment is shown in FIG. 10 in which an object to be treated is carried in and out by a fork, and the object to be treated is disposed on a pin in a heat treatment zone. In FIG. 10, the object to be treated (22) is placed on a fork (232). The fork (232) is moved in the direction of arrow Z-1 or Z-2 by a lifter (230) operated by a hydraulic cylinder (not shown), and the workpiece (22) is opened at a predetermined heat treatment zone opening (21c). Carry up to). The fork (232) keeps the workpiece (22) higher than the top of the pin (25) and advances in the direction of arrow X to enter the heat treatment zone (21), and the workpiece (22) When it reaches a predetermined position, it descends and places the object to be treated (22) on the pin (25). Then the fork (232) retracts in the direction of the arrow Y out of the heat treatment zone (21). When the heat treatment is completed, the fork (232) advances again and is positioned below the object (22). Then, the fork (232) is raised, whereby the object (22) is transferred from above the pin (25) onto the fork (232). The fork (232) retracts in the direction of the arrow Y with the workpiece (22) placed thereon, and the workpiece (22) is unloaded from the heat treatment zone (21).
[0137]
In the heat treatment apparatus of FIG. 10, the opening (21c) is a loading and unloading port. The opening (21 c) has a larger opening area than the loading port (21 a) and the unloading port (21 b) shown in FIG. 2 so that the fork (232) carrying the object to be processed 22 can pass through. Therefore, the heat treatment apparatus of FIG. 10 has a cover (21d). The cover (21d) is closed except at the time of loading and unloading of the object to be treated (22) to cover the opening (21c) and does not leak the heat of the heat treatment zone, and the low temperature gas outside the heat treatment apparatus is heat treated Prevent entry into the zone.
[0138]
The heat treatment apparatus of the present invention is particularly preferably used as a drying furnace. The heat treatment apparatus of the present invention can also be used, for example, as a firing furnace used to fire a paste in the manufacturing process of PDP. The heat treatment apparatus of the present invention is also a heat treatment apparatus for screen printing of carbon electrodes and silver electrodes in the process of manufacturing a solar cell, and drying and firing after coating a lithium electrode material in the process of manufacturing a polymer secondary battery. And, it can be used as a heat treatment apparatus for annealing and a heat treatment apparatus for drying and baking after squeegee printing of the resistor in the manufacturing process of the electric resistance tip member.
[0139]
【Effect of the invention】
The heat treatment apparatus of the present invention comprises an air supply unit and an exhaust unit.Air supply and exhaust unitIn the heat treatment zone, the feed / discharge mechanism having at least twoAnd the side that contacts theAntiOpposite sideIt is characterized in that it is provided in Due to this feature, the heat treatment apparatus of the present invention makes it possible to supply and exhaust the gas into the heat treatment apparatus during the heat treatment without strongly blowing the gas onto the surface of the object to be treated. Therefore, in particular, when the heat treatment apparatus of the present invention is used as a drying furnace for drying a film formed on the surface of a substrate, particularly as a drying furnace for PDP manufacture for drying a paste film formed on a glass substrate for PDP During the drying process, it is effectively prevented that the dried film is formed on the surface of the film in a state where the vaporized component remains inside the film, and the entire film can be sufficiently dried.
Brief Description of the Drawings
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a continuous heat treatment apparatus which is an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a multi-stage heat treatment apparatus which is an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged sectional view schematically showing a heat treatment zone constituting the multi-stage heat treatment apparatus of FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view schematically showing another aspect of a heat treatment zone constituting the multi-stage heat treatment apparatus.
FIG. 5 is a cross-sectional side view of a portion of a roller that can be used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a side view showing, in cross section, a portion of a roller that can be used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view of an air supply and discharge mechanism that can be used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a partially cutaway perspective view of a gas supply and discharge mechanism that can be used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIGS. 9 (a) and 9 (b) are a plan view and a cross-sectional view of an air supply and discharge mechanism that can be used in the heat treatment apparatus of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a multi-stage heat treatment apparatus which is an embodiment of the present invention.
[Description of the code]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20 ... Heat processing apparatus (drying furnace for PDP manufacture) 11, 21 ... Heat processing zone, 12, 22 ... Processing object (substrate for PDP), 14, 24 ... Roller, 16, 16 ', 26 ... heating device, 18, 18', 28 ... glass substrate, 100 ... furnace wall, 21a ... loading port, 21b ... unloading port, 21c ... opening, 21d: cover, 25: pin, 200: furnace wall, 210, 220: lifter, 212, 222: ball screw, 214, 224: roller, 216, 226: Motor, 230: lifter, 232: fork, 34, 44: roller, 34a, 44a: groove, 300: ring, 400: ring-like substrate, 410: spherical body 50, 60, 70: Air supply and discharge mechanism, 52, 62, 72: Air supply unit, 54, 64, 74: Exhaust unit, 56, 66, 76: Air supply port, 58, 68, 78 ... Exhaust port.