JP2003322474A - 熱処理炉の給気管及び排気口 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脱バインダガスの凝結により、ガス供給口や
ガス排出口にバインダが付着することを防ぎ、又、基板
が汚染されることを防止するとともに、炉内のガスの流
れを均一にして、脱バインダガスの滞留を防止し、基板
からの脱バインダを均一に促進し得る、熱処理炉の給気
管及び排気口を提供すること。 【解決手段】 熱処理炉にガスを供給する給気管６１
と、炉からガスを吸引する排気口６８とが、次の特徴を
有すること。即ち、給気管６１は、炉の内部乃至炉の壁
内断熱壁層に、炉の内部の熱エネルギーを炉の内部に吹
き込まれる前のガスに与え得る冗長部６７（熱交換手
段）を備えることを特徴とするものであり、排気口６８
は、吸引されたガスを炉外に排出する排気導管６３が接
続され、その排気導管６３の径断面積より大きな開口面
積を有し、炉の側面の上部に設置されることを特徴とす
るものであること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、被加熱物を熱処
理する炉にガスを供給する給気管と、そのガスを含む排
ガスを排出する排気口と、及び、それら給気管、排気口
のうち何れか乃至両方を備える熱処理炉、あるいは被加
熱物が所定の被焼成体である焼成炉、に関する。

【０００２】

【従来の技術】 近年、壁掛けテレビやマルチメディア
用ディスプレイとして利用出来る大画面フラットディス
プレイパネル（以下、ＦＤＰともいう。）が実用化さ
れ、その需要が大きく伸びようとしている。このような
大画面ＦＤＰとしては、自発光型で広い視野角を持ち、
品質表示がよいという品質面のメリットと、作製プロセ
スが簡単で大型化が容易という製造面でのメリットを兼
ね備えた、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰ
ともいう。）が、最も市場に受け入れられている。しか
しながら、従来のブラウン管等と比較すればコスト差は
依然大きく、更なる需要の伸びを期待する上では一層の
コストダウンが必要といわれている。

【０００３】 ＰＤＰの製造は、例えば図６に示すよう
に、前面ガラス、背面ガラスと称する大型ガラス基板の
表面に、印刷、乾燥、焼成の工程を複数回繰り返す厚膜
法により、電極、誘導体、蛍光体等の種々の部材を逐次
形成して行き、最終的に前面ガラスと背面ガラスとを封
着することにより行われる。

【０００４】 ＰＤＰに代表されるＦＤＰ用ガラス基板
のような膜形成素材が塗布された基板の焼成は、一般
に、被焼成体であるその基板の進行方向に対して区画さ
れた複数の加熱室と、隣接する加熱室へその基板を搬送
するための搬送手段とを備えた焼成炉を使用して行われ
る。各加熱室は、個別に温度制御することが可能となっ
ており、これにより所望の温度曲線に従って、例えば、
予熱、昇温、均熱及び冷却、等を行うことが出来る。

【０００５】 この焼成の際には、特に基板の予熱が行
われる予熱域において、基板に塗布（印刷）されたペー
スト等の膜形成素材に含まれるバインダ成分が揮発して
多量の脱バインダガスが発生する。そこで、通常、予熱
域の加熱室内には、基板上に生じた脱バインダガスを拡
散して円滑に排出し、バインダ成分の揮発（脱バイン
ダ）を促進するために、外部よりクリーンエアが供給さ
れる。

【０００６】 従来、このような脱バインダの促進向上
を目的として行われるクリーンエアの供給は、例えば図
３に示すように行われていた。図３はＰＤＰ用焼成炉の
内部を加熱室の壁を透視して示す斜視図である。ヒータ
８を備える加熱室７に、ローラ５等の搬送手段にてセッ
ター３に載置された状態で基板１が搬送され、その基板
１よりも上方の天井近傍に設けられた給気管５１の供給
口１７から、流量計１２で監視され炉内圧力より高い圧
力を有する常温のクリーンエアを、基板１の進行方向に
沿って（又は、進行方向と逆向きに）、水平に吹き込む
様子を示している。尚、供給口１７は、給気管５１に複
数設けられている小さな孔（開口）である。

【０００７】 加熱室７に吹き込まれたクリーンエア
は、脱バインダの促進、等に供された後、供給口１７と
同様の孔（排気口）を有する排気管５２で回収され、排
気導管５０を通過後、排ガスとして炉外に排気される。
排気管５２に設けられる孔は図５に示す排気口１８であ
り、この排気口１８を通じてファン５３により吸引され
排気される。排気管において排気口は等間隔に形成され
ていてもよいが、図５に示す排気管５２は、加熱室７内
におけるクリーンエア（ガス）の流れを均一にするた
め、排気口１８は等間隔ではなく不均一に形成されてい
る。

【０００８】 又、図２（側面断面図）と図４（斜視
図、加熱室の壁を透視した図）は、他のＰＤＰ用焼成炉
を示す図であり、ローラ５等の搬送手段にて、各加熱室
７に、セッター３に載置された状態で基板１が搬送さ
れ、その基板１よりも上方の天井近傍に設けられた供給
口１７から、常温のクリーンエアを、基板１の進行方向
に沿って（又は、進行方向と逆向きに）、水平に吹き込
む様子を示している。

【０００９】 加熱室７に吹き込まれたクリーンエア
は、脱バインダの促進、等に供された後、各加熱室７の
隣接する加熱室との境界近傍の天井部分に設けられた排
気口２１から吸い込まれ排気管７２を通じて、排ガスと
して炉外に排気される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記
のような従来のクリーンエア等のガスの給気方法、及
び、脱バインダガスを含む排ガスの排気方法は、以下に
示す問題を有していた。先ず、給気方法にかかる問題に
ついて図４の例を用いて記載する。

【００１１】 第１に、クリーンエアが常温であること
から、供給口１７から加熱室７へクリーンエアを吹き込
む給気管５１の温度が、加熱室７内温度に比較して低
く、基板１から生じた脱バインダガスが、その給気管５
２に触れて若しくは近接して凝結あるいは結露してしま
う。その結果、供給口１７を閉塞させたり孔径を縮めて
しまい加熱室７へのクリーンエアの供給量を減衰させて
脱バインダに弊害が生じたり、又、基板１上に落下する
等により基板１が熱処理後に不良品となっていた。

【００１２】 第２に、クリーンエアは常温であり、そ
の温度が加熱室内温度（通常２００〜６００℃）に比較
して極低く、クリーンエアは加熱室７内に入って供給口
１７から吹き込まれるまでに昇温される。従って、給気
管５１の加熱室７外（流量計１２）に近いところにおい
てはクリーンエアの温度は低く、給気管５１の加熱室７
外（流量計１２）に遠いところにおいてはクリーンエア
の温度は高い。即ち、給気管５１において通常複数設け
られる、その供給口１７の場所によって、クリーンエア
が加熱室７内に入ってから供給口１７から吹き込まれる
までの滞留時間が異なることから、実際に吹き込まれる
クリーンエアに無視出来ない温度差が生じていた。

【００１３】 その結果、加熱室７内の温度分布を乱し
たり、基板１へのスポット冷却により、加熱室内で加熱
される基板１の基板内温度分布が悪化し、基板１内に不
要な歪や脱バイムラの問題が生じ得た。又、同じ開口径
の供給口１７から吹き込まれるクリーンエア量（ノルマ
ル流量換算値）が不均等になり、加熱室７内のクリーン
エアの流速分布を乱し、基板１から生じた脱バインダガ
スが円滑に排出されずに滞留してしまい脱バインダを促
進し難くなり、ＰＤＰの製品特性に悪影響を及ぼすこと
があった。

【００１４】 次いで、排気方法にかかる問題について
説明する。従来の問題の第３として、図２及び図４に示
す例では、排気口２１が各加熱室７の隣接する加熱室と
の境界近傍の天井部分に設けられていることから、加熱
室７から隣接する加熱室へ基板１を搬送する経路の上部
に位置することになり、脱バインダガスを含む高温ガス
が、排気口２１で吸い込まれ排気管７２から炉外へ排出
される間に冷却され凝結し、排気口２１から加熱室７内
へ落下し、基板１上に落下する等により基板１が熱処理
後に不良品となっていた。

【００１５】 又、図３に示す例では、この排気管５２
の位置によっては上記第１の問題と同様の結果を招来す
ることがある。又、図５に示すように、炉内からの均等
排気に寄与すべく、排気開口密度を、炉内中央部で密
に、炉内側壁近傍で疎になるように、孔の開口面積や開
口位置に工夫を加えた方法も行われていたが、実際の排
気分布は、排気管５２の近傍では良好であるが、１０ｃ
ｍ前後離れた部位では、その効果がないことがあった。
これは、排気管５２に開けられた排気口１８の面積が小
さく、吸引流速が概ね３〜１０ｍ／秒と高速であること
から、排気管１８近傍に漂う脱バインダガスのみが吸引
され易く、排気管１８から離れた脱バインダガスが吸引
されず隣接する加熱室に流出してしまうためである。

【００１６】 本発明は、これら従来方法が抱える問題
に鑑みてなされたものであり、脱バインダガスの凝結に
より、ガス供給口やガス排出口にバインダが付着するこ
とを防ぎ、又、基板が汚染されることを防止するととも
に、炉内のガスの流れを均一にして、脱バインダガスの
滞留を防止し、基板からの脱バインダを均一に促進し得
る、焼成炉等の熱処理炉の給気管及び排気口を提供する
ことを目的とする。

【００１７】 焼成を含む熱処理に用いられる従来の炉
におけるガスの給気管及び排気口について、その問題点
が検討され、敷設方法、敷設場所、開口部分や導管部分
の径及び長さ、等について研究が重ねられた結果、以下
に示す手段によって、上記目的が達成されることが見出
された。

【００１８】

【課題を解決するための手段】 即ち、本発明によれ
ば、被加熱物を熱処理する炉にガスを供給する給気管で
あって、炉の内部乃至炉の壁内断熱壁層に、炉の内部の
熱エネルギーを炉の内部に吹き込まれる前のガスに与え
得る熱交換手段を備えることを特徴とする給気管が提供
される。熱交換手段は、給気管自体の冗長部によって形
成することが出来、この冗長部を含む給気管の寸法は、
炉の内部におけるガスの滞留時間として、概ね０．５秒
以上となる寸法であることが好ましい。更に、炉の内部
に吹き込まれるガスの給気温度が、炉の内部温度と、概
ね５０℃以内の温度差であることが好ましい。尚、冗長
部とは、熱交換の目的を除いた場合に冗長となる給気管
構成部分を指す。

【００１９】 又、本発明によれば、以下に示す排気口
及び３つの排気管が提供される。排気口は、被加熱物を
熱処理する炉からガスを吸引する開口部であって、吸引
されたガスを炉外に排出する排気導管が接続され、排気
導管の径断面積より大きな開口面積を有し、炉の側面の
上部に設置されることを特徴とする排気口である。この
とき、その排気口は、炉の対向する側面の上部に、対に
設けられることが好ましい。

【００２０】 排気管は、第１に、被加熱物を熱処理す
る炉からガスを排出する排気管であって、ガスが吸引さ
れる排気口と、吸引されたガスを炉外に排出する排気導
管と、を備え、排気口が、排気導管の径断面積より大き
な開口面積を有し、炉の側面の上部に設置されることを
特徴とする排気管である。

【００２１】 第２に、被加熱物を熱処理する炉からガ
スを排出する排気管であって、ガスが吸引される排気口
と、吸引されたガスを炉外に排出する排気導管と、を有
し、排気口が、炉の対向する側面に少なくとも一対設け
られるとともに、排気導管が、側面に平行であり対に形
成される２つの排気口の中間に位置する面に対称に敷設
されることを特徴とする排気管である。

【００２２】 第３に、被加熱物を熱処理する炉からガ
スを排出する排気管であって、ガスが吸引される排気口
と、吸引されたガスを炉外に排出する排気導管と、が接
続されてなり、排気導管が排気口から着脱可能であるこ
とを特徴とする排気管である。

【００２３】 これらの排気管においては、排気口が、
吸引されるガスの流速として概ね１ｍ／秒以下である開
口面積を有することが好ましい。

【００２４】 更に、本発明によれば、被加熱物を熱処
理する炉にガスを供給する給気管と、炉からガスを排出
する排気管と、を有する給排気管であって、給気管は、
炉の内部乃至炉の壁内断熱壁層に、炉の内部の熱エネル
ギーを炉の内部に吹き込まれる前のガスに与え得る給気
管自体の冗長部からなる熱交換手段を有するとともに、
排気管は、ガスが吸引される排気口と、吸引されたガス
を炉外に排出する排気導管と、を備え、排気口が、排気
導管の径断面積より大きな開口面積を有し、炉の対向す
る側面の上部に対に設けられることを特徴とする給排気
管が提供される。この給排気管においては、冗長部を含
む給気管の寸法が、炉の内部におけるガスの滞留時間と
して、概ね０．５秒以上となる寸法であることが好まし
く、炉の内部に吹き込まれるガスの給気温度が、炉の内
部温度と、概ね５０℃以内の温度差であることが好まし
い。又、排気口が、吸引されるガスの流速として概ね１
ｍ／秒以下の開口面積を有することが好ましい。

【００２５】 次に、本発明によれば、被加熱物を熱処
理する炉であって、上記した給気管、及び、上記した排
気口、のうち、少なくとも何れかを有する熱処理炉が提
供される。

【００２６】 続いて、本発明によれば、上記した給気
管乃至排気口を備える以下に示す焼成炉が提供される。

【００２７】 第１に、被加熱物が膜形成素材が塗布さ
れた被焼成体たる基板であり、基板を熱処理する加熱室
を有し加熱室の少なくとも予熱乃至昇温を行える炉であ
って、上記給気管を有する焼成炉である。

【００２８】 第２に、被加熱物が膜形成素材が塗布さ
れ熱処理に伴いガスを発生する被焼成体たる基板であ
り、基板の進行方向に対して区画された複数の加熱室
と、隣接する加熱室へ基板を搬送するための搬送手段と
を備える炉であって、上記排気口を有する焼成炉であ
る。

【００２９】 第３に、被加熱物が膜形成素材が塗布さ
れた被焼成体たる基板であり、基板を熱処理する加熱室
を有し、基板の進行方向に対して区画された複数の加熱
室と、隣接する加熱室へ基板を搬送するための搬送手段
とを備え、加熱室の少なくとも予熱乃至昇温を行える炉
であって、炉に供給されるガスがクリーンエアであり、
炉から排出されるガスが熱処理に伴い基板から発生する
脱バインダガスであり、上記給気管、及び、上記排気
口、のうち、少なくとも何れか一方を有する焼成炉が提
供される。

【００３０】 これらの焼成炉は、被焼成体たる基板
が、ＰＤＰ用ガラス基板である場合に好適に用いられ
る。

【００３１】 次に、本発明によれば、以下に示す給気
方法及び排気方法、並びに給排気方法が提供される。

【００３２】 先ず、被加熱物を熱処理する炉にガスを
給気管を通じて供給する方法であって、炉の内部乃至炉
の壁内断熱壁層において給気管に備わる熱交換手段によ
って、炉の内部の熱エネルギーを、炉の内部に吹き込ま
れる前のガスに与え、ガスを所定の給気温度にプレヒー
トすることを特徴とする炉の給気方法が提供される。熱
交換手段は給気管自体の冗長部によって形成することが
出来る。この給気方法は、被加熱物が、膜形成素材が塗
布された被焼成体たる基板であり、炉が、基板を熱処理
する加熱室を有し加熱室の少なくとも予熱乃至昇温を行
える焼成炉である場合に、好適に用いられる。

【００３３】 次いで、被加熱物を熱処理する炉からガ
スを排出する方法であって、炉の対向する側面の上部
に、ガスを炉外に排出する排気導管の径断面積より大き
な開口面積を有する排気口を対に設け、排気口を通して
ガスを排出することを特徴とする炉の排気方法が提供さ
れる。この排気方法は、被加熱物が、膜形成素材が塗布
され熱処理に伴いガスを発生する被焼成体たる基板であ
り、炉が、基板の進行方向に対して区画された複数の加
熱室と隣接する加熱室へ基板を搬送するための搬送手段
とを備える焼成炉である場合に、好適に用いられる。

【００３４】 そして、被加熱物を熱処理する炉にガス
を供給し、ガスを排出する方法であって、炉の内部乃至
炉の壁内断熱壁層においてガスを供給する給気管に備わ
る熱交換手段によって、炉の内部の熱エネルギーを、炉
の内部に吹き込まれる前のガスに与え、ガスを所定の給
気温度にプレヒートするとともに、炉の対向する側面の
上部に、排気口を対に設け、排気口を通してガスを排出
することを特徴とする炉の給排気方法が提供される。

【００３５】 この給排気方法は、被加熱物が、膜形成
素材が塗布された被焼成体たる基板であり、炉が、基板
を熱処理する加熱室を有し基板の進行方向に対して区画
された複数の加熱室と隣接する加熱室へ基板を搬送する
ための搬送手段とを備え、加熱室の少なくとも予熱乃至
昇温を行える焼成炉であり、焼成炉に供給されるガス
が、クリーンエアであり、焼成炉から排出されるガス
が、熱処理に伴い基板から発生する脱バインダガスであ
る場合に、好適に用いられる。

【００３６】

【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈され
るべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りに
おいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、
改良を加え得るものである。

【００３７】 以下の説明においては、ＰＤＰ用ガラス
基板のような膜形成素材が塗布された基板の焼成に使用
される焼成炉に、脱バインダの促進等を目的としてクリ
ーンエアを供給する場合、及び、そのクリーンエアに基
板から揮発したバインダが混入した排ガスを、焼成炉か
ら排気する場合、を一実施形態として示して説明する。
しかしながら、本発明にかかる給気管及び排気口、並び
に、給気方法及び排気方法は、炉の内部にガスを供給す
るか、若しくは、その供給されたガスを含む排ガスを排
出するか、少なくとも何れかを行い、加熱乃至冷却に伴
い揮発乃至凝結する物質を含む被加熱物を、熱処理する
炉全般に適用可能な発明であることはいうまでもない。
尚、本発明において、ガス及び排ガスとは気体を指し、
その種類（構成分子又は原子）は限定されない。又、給
気管、排気管（導管部分）は狭義の管状体に限定されず
中空長筒体であればよく、ダクト等であってもよい。

【００３８】 図１に、熱処理炉の一例を示す。被加熱
物として膜形成素材が塗布されたＰＤＰ用のガラス基板
（基板１）を用い、熱処理として基板１の焼成を行うＰ
ＤＰ用焼成炉である。供給されるガスは、通常クリーン
エアであり、排出されるガスは、通常、そのクリーンエ
アに基板１から発生した脱バインダガス、等が混合した
排ガスである。

【００３９】 図１に示す焼成炉は、図２、図３及び図
４に示す従来のＰＤＰ用焼成炉と同様に、被焼成体であ
る基板１の進行方向に対して区画された複数の加熱室７
と、隣接する加熱室へ基板１を搬送するためのローラ５
（ウォーキングビーム、その他のコンベア、等でもよ
い）からなる搬送手段とを備えたものである。この焼成
炉は、各加熱室７を個別に温度制御することにより、所
望の温度曲線に従って、予熱、昇温、均熱及び冷却を行
えるように構成されている。又、搬送手段は、隣接する
加熱室へ基板１を連続的あるいは間欠的に搬送する間欠
送り方式の搬送手段を用いる。

【００４０】 先ず、給気管及び給気方法について説明
する。図１に示されるように、クリーンエアを供給する
給気管６１が、焼成炉の加熱室７内において冗長部６７
を有し基板１の搬送面の下側を引き回され、クリーンエ
アが給気管６１から加熱室７へ吹き込まれるまでの加熱
室７内における滞留時間が、より長くなっている。そし
て、冗長部６７が熱交換手段として働き、加熱室７内
（即ち炉の内部）に吹き込まれる前に、常温（概ね２０
℃）のクリーンエアと、高温（焼成時において概ね２０
０〜６００℃）の加熱室７内雰囲気との間で熱交換を生
じせしめ、互いの温度差を縮める。

【００４１】 クリーンエアの熱容量は、加熱室７内雰
囲気の熱容量に比べ希少であり、結果として加熱室７の
温度変化は無視出来る範囲であり、加熱室７内の熱が給
気管６１を介して給気管６１内（即ち吹き込まれる前）
のクリーンエアに伝導し、常温のクリーンエアが加熱室
７内雰囲気温度に近い給気温度にプレヒートされる。

【００４２】 尚、給気管６１の冗長部６７は、ローラ
５の下部であってヒータ８の近傍に敷設することが好ま
しい。ローラ５下部であれば、この部位にバインダの再
凝固があっても、基板１上への落下を懸念する必要がな
く、熱源に近い方が、より効率よく速くクリーンエアに
熱が伝導され易いからである。又、冗長部６７は、炉の
内部のみならず、炉の壁内断熱壁層に敷設されていて
も、熱交換が可能である（図１は加熱室７の壁を透視し
ているので明示されない）。

【００４３】 本発明においては、給気管に熱交換手段
を備え、加熱室内（炉の内部）の熱エネルギーを、より
多くクリーンエア（ガス）に与えて昇温させ、昇温した
クリーンエアの給気温度（加熱室内へ吹き込まれる際の
温度）を、そのクリーンエアが吹き込まれる（供給され
る）ときの加熱室内雰囲気温度と、概ね同じ、若しく
は、より近づけることが肝要である。

【００４４】 従って、熱交換手段は、熱交換手段を有
しない通常の給気管に比べて、加熱室内（炉の内部）の
熱エネルギーを、より多くクリーンエア（ガス）に与え
て昇温させることが出来ればよく、図１に示す例のよう
に給気管６１に冗長部６７を設けクリーンエアの加熱室
７内における滞留時間を長くする手段は、管を長くする
だけであり特殊な工事を要せず低コストであることから
好ましい態様であるが、この手段に限定されるわけでは
ない。

【００４５】 圧損が高くならない程度に、加熱室内に
おいて給気管を複数の管に分けて（即ちチューブ式熱交
換器の如く形成して）再び合流させたり、内部空間を有
する薄平な板状体を通して（即ちプレート式熱交換器の
如く形成して）もよく、又、加熱室内において給気管に
フィンを形成したり、更には、加熱室内における給気管
の材質として、一般には耐熱金属やセラミックスが好ま
しく用いられるが、より熱伝導率の極高い材質を採用す
ることも好ましい。

【００４６】 又、加熱室７内（炉の内部）に吹き込ま
れるクリーンエア（ガス）の給気温度は、加熱室７内の
温度と、概ね５０℃以内の温度差であることが好まし
い。基材１から生じた脱バインダガスが凝結し難くな
り、供給口１７の閉塞や基板１上への落下が生じ難くな
るとともに、基板１の温度分布を均一に出来る上に、給
気管６１の複数の供給口１７から加熱室７内に吹き込ま
れるクリーンエアの給気温度が供給口１７の場所によら
ず一定になるからである。

【００４７】 温度差が概ね５０℃以内でなければ、通
常、基材１に混入され用いられるセルロース等のバイン
ダの場合に、揮発後に凝結が起こり易く好ましくない。
又、供給口１７の場所による給気温度の差が解消せず、
加熱室７内の温度分布を乱すとともに、供給口１７の場
所によりクリーンエア量（ノルマル流量換算値）に差が
生じ易く、加熱室７内のクリーンエアの流速分布を不均
一にするので好ましくない。

【００４８】 図１に示すＰＤＰ用の焼成炉であり冗長
部６７を有する給気管６１は、通常の一条件として、例
えばクリーンエアが概ね２０℃で加熱室７内の雰囲気温
度が概ね６００℃の場合で、給気管の材質がステンレス
のときにおいて、冗長部６７を含む給気管６１の寸法
は、加熱室７内におけるガスの滞留時間として、概ね
０．５秒以上となる寸法であればよい。より詳細に一例
を挙げれば、一の加熱室当たりクリーンエアの供給量が
２００ノルマルリットル／分として、給気管サイズを２
０Ａとすれば、冗長部６７を含む給気管６１の寸法は概
ね５ｍであれば、上記したクリーンエアの給気温度と加
熱室７内の温度との温度差に収められる。

【００４９】 一方、意図的に、加熱室７内に吹き込む
クリーンエアの量を変化させることは好ましい。例え
ば、各加熱室７における基板１の静止時間（タクトタイ
ム）やタイマーと連動した所定の周期で、加熱室７内に
吹き込むクリーンエアの量を、例えばパルス的に増減さ
せるようにしてもよい。このようにすると、脱バインダ
ガスの部分的な滞留や基板１のスポット的な冷却を回避
することが出来、好ましい。

【００５０】 次に、排気管、排気口、及び排気方法に
ついて説明する。図１に示されるように、排気管６２
は、開口を有する箱状を呈しガス吸込口としての排気口
６８と、吸い込まれたガスを炉外に排出する排気導管６
３と、を有するとともにファン５３が接続されている。
ファン５３が稼動し排気口６８を負圧にすることによ
り、上記の如く給気管６１から吹き込まれたクリーンエ
アに基板１から発生した脱バインダガスが混入した排ガ
スを、排気口６８から吸い込み、排気導管６３を経て焼
成炉の外に排出する。

【００５１】 排ガスが吸引される排気口６８は、加熱
室７（炉）の側面の上部に設置されている。排気口６８
の形状は、図示されるような開口を有する箱状の他に、
排気口と排気導管を滑らかに接続するホーン状であって
もよい。

【００５２】 そして、単なる排気管６２の端部開口で
はなく、所定の開口面積を有する排気口６８を有するこ
とが肝要である。図３と図５に示される従来の方法のよ
うに、排気口が管に開けられた孔であると、排気口にお
ける吸引流速が速まり、加熱室内の排ガスを均一に排気
出来難くなる結果、隣接する加熱室へ排ガスが流出して
しまい易いが、排気口の開口を大きくすれば、その問題
は起こり難くなる。排気口における吸引流速を抑え、上
記問題の発生を防止するためには、排気口の開口面積
は、排ガスの流速として概ね０．５ｍ／秒以下であるこ
とが好ましい。

【００５３】 又、排気口６８は、加熱室７の側面に形
成されていることが重要である。図１は加熱室７の壁を
透視しているので明示されないが、排気口６８は、加熱
室７（炉）の側壁に埋設されて設置されている。こうす
ると、仮にバインダが排気口６８に付着して、加熱室７
内に落下しても、基板１の搬送経路上ではないので、基
板１に悪影響を及ぼさない。又、このように加熱室７の
側面に形成しても、上記のような大きな開口面積を確保
することにより加熱室７内の排ガスの流れの均一性が確
保され、加熱室７内の中央部において排ガスの滞留が生
じることはない。

【００５４】 更に、排気口６８は、加熱室７の上部に
形成されていることが肝要である。加熱室７内で、一般
的には基板１の温度は、同加熱室内の雰囲気温度より高
い。これは加熱が主に輻射加熱で行われるため、輻射吸
収が少ない炉内ガスよりも輻射吸収の大きい基板１に熱
エネルギーが伝達するためである。従って、基板１から
揮発する成分は、炉内雰囲気温度より高く、そのため炉
内上部へ対流し易い。排気口６８を加熱室７の上部に形
成することで、揮発分であるバインダガスを円滑に排気
出来る。

【００５５】 図１に示す排気口６８のように、加熱室
７の対向する側面の上部に対をなして設けられれば、尚
好ましい。トータル開口面積が、より大きくなって排気
口における吸引流速が、より小さくなるからである。排
気は広い開口面積でゆっくり吸引するほどに、排気口近
傍の排ガスに偏らず均等に排気出来る。従って、排気口
６８から離れた排ガスも隣接する加熱室に流出すること
なく、徐々に移動して排気口６８から吸い込まれ排出さ
れる。又、クリーンエア（排ガス）の流れ方向（基板１
の搬送方向乃至その反対方向）に対し左右対称に排気口
６８が設けられることになるので、加熱室７内のクリー
ンエア（排ガス）がより滑らかに流れ、滞留部分を形成
し難い。

【００５６】 図１に示すように２つの排気口６８を有
する場合において、排気管６２の排気導管６３は、加熱
室７の側面に平行であり対に形成される２つの排気口６
８の中間に位置する面に対称に敷設されることが肝要で
ある。換言すれば、排ガスが、一方の排気口６８から吸
い込まれて排出されるときも、他方の排気口６８から吸
い込まれて排出されるときも、その経路長が同じ（即ち
圧力損失は同じ）になるように、排気導管６３を形成す
ることが重要である。図１に示されるように、排気導管
６３を上記対称の基準となる面位置において合流（接
続）させることも好ましい。１台のファンで吸引出来、
管材料とともに、よりコスト削減されるからである。

【００５７】 このように形成された排気導管６３を有
する排気管６２は、ファン５３で吸引したときの２つの
排気口６８における圧力（負圧）に差が生じず、概ね同
じ排ガス流量が吸い込まれる。従って、尚更に、加熱室
７内のクリーンエア（排ガス）の流れを滑らかにして、
滞留部分を生じ難くする。

【００５８】 排気管６２においては、ガスが吸引され
る排気口６８と、吸引されたガスを炉外に排出する排気
導管６３とは接続されているが、固着されておらず、排
気導管６３が排気口６８から着脱可能である。即ち、上
記したように、加熱室７の側壁に埋め込まれた排気口６
８の上面に、その側壁を貫通して、排気導管６３が差し
込まれているだけである。このように構成を取ることに
よって、排気導管６３を焼成炉と切り離してメンテナン
スすることが可能となり、好ましい。

【００５９】 排気口６８から吸い込まれ排出される排
ガスに含まれる脱バインダガスは、排気導管６３内面に
付着し易く、長期間放置しておくと積層されて圧力損失
を増大させる結果、排気量を減少させ、炉内のバインダ
ガスの濃度を上昇させる。この場合、基板１からの脱バ
インダ能力を低減させ、又、炉内や基板に再付着するこ
とがあり、基板の性能に悪影響を与える。そこで、定期
的に排気導管６３内面を清掃、洗浄等を行う必要がある
が、この作業が容易になる。

【００６０】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明にかかる
給気管及び給気方法によれば、熱処理する炉に吹き込む
ガスの給気温度を、従来より炉内雰囲気の温度に近づけ
るので、バインダ等の揮発性物質を含むガスの凝結が防
止されるとともに、ガス供給口にバインダ等の凝結した
物質が付着せず、又、被加熱物の汚染が防止される。そ
して、吹き込まれるガスの流量（ノルマル流量換算値）
が、給気管のガス供給口の場所によらず一定になり、炉
の内部のガスの流れが均一になって、脱バインダガス等
の揮発性ガスの滞留が防止され、被加熱物からの揮発が
均一に促進され得る。

【００６１】 又、本発明にかかる排気口及び排気方法
によれば、大きな開口を有する排気口を、炉の側面の上
部に対で設置すること、排気口における圧力（負圧）が
同じになるように排気導管を対称形に設けること、乃
至、排気導管を排気口から着脱可能にすること、によっ
て、炉の内部のガスの流れが均一になって、脱バインダ
ガス等の揮発性ガスの滞留が防止されるとともに、被加
熱物を汚染することがなく、又、定期的に行うメンテナ
ンスが容易となる。

【００６２】 このような本発明にかかる給気管及び排
気口、並びに給気方法及び排気方法を用いた熱処理を経
て作製される、例えばＰＤＰ等の製品は、品質がより向
上するとともに、歩留まりの改善が図られる結果、より
安価に市場に提供され、更なる需要を喚起し得るという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる熱処理炉の一実施形態を示す
図であり、ＰＤＰ用焼成炉の内部を透視した斜視図であ
る。

【図２】 従来の熱処理炉の一例を示す図であり、ＰＤ
Ｐ用焼成炉の側面からみた断面図である。

【図３】 従来の熱処理炉の一例を示す図であり、ＰＤ
Ｐ用焼成炉の内部を透視した斜視図である。

【図４】 従来の熱処理炉の他例を示す図であり、ＰＤ
Ｐ用焼成炉の内部を透視した斜視図である。

【図５】 従来のＰＤＰ用焼成炉の排気管の一例を示す
説明図である。

【図６】 ＰＤＰの製造工程を示す工程図である。

【符号の説明】

１…基板、３…セッター、５…ローラ、７…加熱室、８
…ヒータ、１２…流量計、１７…供給口、１８…排気
口、２１…排気口、５０…排気導管、５１…給気管、５
２…排気管、５３…ファン、６１…給気管、６２…排気
管、６３…排気導管、６７…冗長部、６８…排気口、７
２…排気管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 9/24 Ｈ０１Ｊ 9/24 Ａ ５Ｃ０４０ 11/02 11/02 Ｂ (72)発明者 竹田 孝広 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 4K050 AA02 AA04 BA07 BA17 CC09 CC10 CD06 CG04 4K063 AA05 AA06 AA12 BA06 BA12 CA03 DA01 DA13 DA15 FA02 5C012 AA05 AA09 BB01 BB07 5C027 AA01 AA05 AA09 AA10 5C028 FF06 FF08 FF14 5C040 GC19 GD09 GF19 GG09 JA21 JA31 MA23

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱物を熱処理する炉にガスを供給す
   る給気管であって、 前記炉の内部乃至前記炉の壁内断熱壁層に、前記炉の内
   部の熱エネルギーを前記炉の内部に吹き込まれる前のガ
   スに与え得る熱交換手段を備えることを特徴とする給気
   管。
2. 【請求項２】 被加熱物を熱処理する炉からガスを吸引
   する排気口であって、 吸引されたガスを炉外に排出する排気導管が接続され、
   前記排気導管の径断面積より大きな開口面積を有し、炉
   の側面の上部に設置されることを特徴とする排気口。
3. 【請求項３】 被加熱物を熱処理する炉であって、請求
   項１に記載の給気管、及び、請求項２に記載の排気口、
   のうち、少なくとも何れか一方を有する熱処理炉。
4. 【請求項４】 被加熱物が膜形成素材が塗布され熱処理
   に伴いガスを発生する被焼成体たる基板であり、前記基
   板の進行方向に対して区画された複数の加熱室と、隣接
   する加熱室へ前記基板を搬送するための搬送手段とを備
   える炉であって、請求項１に記載の給気管、及び、請求
   項２に記載の排気口、のうち、少なくとも何れか一方を
   有する焼成炉。
5. 【請求項５】 被焼成体たる前記基板が、フラットディ
   スプレイパネル用ガラス基板である請求項４に記載の焼
   成炉。