JP2007212029A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送経路中の第１均熱領域から他の領域にガスが流れることを防止し、搬送経路の全体にわたって清浄度を高い状態に維持する。
【解決手段】第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２に排気ボックス６及び第１の導入管７を備えた。排気ボックス６は、第１均熱領域で加熱によって被処理物から発生したガスを外部に排出する。第１の導入管７は、清浄空気を第１均熱領域５１に導入する。搬送経路５において、第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域である第２昇温領域５３、第２均熱領域５４、徐冷領域５５及び冷却領域５６には、搬送ローラ２の上方に第２の導入管４を、搬送経路５に直交する方向を長手方向として、搬送経路５に沿って複数配置した。第２の導入管４は、清浄空気を第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域に導入する。
【選択図】図２

Description

この発明は、プラズマディスプレイ用ガラス基板等の被処理物に対する焼成工程中に、中空の搬送経路内で加熱処理、徐冷処理及び冷却処理等の熱処理を行う熱処理装置に関する。

プラズマディスプレイ用ガラス基板等の被処理物に対する焼成工程では、中空の搬送経路内で加熱処理、徐冷処理及び冷却処理等の熱処理が行われる。この熱処理に使用される熱処理装置は、上面、下面及び左右両側面の４面を断熱材料の外壁部材で被覆して中空の搬送経路を構成している。搬送経路の少なくとも上面の一部には、搬送経路内を設定温度に加熱するヒータが配置されている。

プラズマディスプレイ用ガラス基板等の被処理物には、表面に有機材料等の種々の塗布剤が塗布されている。塗布剤に含まれるバインダ等には、加熱や燃焼によってガス化するものがある。このガスは、搬送経路内を汚損し、冷却時に昇華物に固化して搬送経路の壁面等に付着する。この昇華物が、被処理物の表面に再付着して被処理物に欠陥を生じる。このため、第１均熱処理で十分にガスを発生させている。

従来の熱処理路装置では、搬送経路中で第１昇温処理が行われる第１昇温領域と第１均熱処理が行われる第１均熱領域とに、排気ボックス及び清浄空気の導入管を配置している。第１昇温領域と第１均熱領域とには、導入管から清浄空気が流入する一方、ガスが排気ボックスから外部に排出される。第１昇温領域と第１均熱領域との清浄度を高い状態に維持することができ、この領域で昇華物が被処理物に付着することが防止される。（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３６５５７２９号公報

排気ボックス及び清浄空気の導入管を配置することで第１昇温領域と第１均熱領域との清浄度は高い状態に維持されるが、搬送経路内の第２昇温処理、第２均熱処理、徐冷処理及び冷却処理等が行われる他の領域の清浄度を高めることができない問題があった。導入管から導入される清浄空気の流れによって被処理物から発生した昇華ガスが排気ボックスに完全に吸引される前に、第１昇温領域及び第１均熱領域から他の領域に流れることによると考えられる。

このため、搬送経路中の第１昇温領域及び第１均熱領域以外の領域で被処理物に昇華物が付着し、被処理物に欠陥を生じる。

この発明の目的は、搬送経路の全体にわたって清浄度を高い状態に維持することができる熱処理装置を提供することにある。

この発明の熱処理装置は、搬送経路を搬送中の被処理物に対して第１昇温処理、第１均熱処理、第２昇温処理、第２均熱処理、徐冷処理及び冷却処理を含む処理を順次行う熱処理装置であって、搬送経路中の第１昇温処理及び第１均熱処理が行われる第１昇温領域及び第１均熱領域に清浄空気を導入する第１の導入管と、第１昇温領域及び第１均熱領域の空気を外部に排出する排気ボックスと、を備えた熱処理装置において、第２の導入管を備えている。第２の導入管は、搬送経路中の第１昇温領域及び第１均熱領域以外の領域に、清浄空気を導入する。

この構成では、搬送経路中の第１昇温領域及び第１均熱領域以外の領域に、第２の導入管から清浄空気が導入される。

第２の導入管は、搬送経路に沿って複数配置することができる。第１昇温領域及び第１均熱領域以外の領域が長い場合にも、この領域に充分な清浄空気が導入される。

第２の導入管は、被処理物の上面に向けて下向きに清浄空気を導入するものとすることができる。清浄空気によって被処理物の上面が清浄状態に保たれる。

第２の導入管は、被処理物の上面の上側で搬送経路に沿って水平に清浄空気を導入するものとすることもできる。清浄空気によって被処理物の上面の空気が清浄状態に保たれる。

第２の導入管は、前記被処理物の上面の上側で、かつ、前記搬送経路に直交する方向における前記被処理物の上面の両端部の外側に、前記搬送経路に沿う方向を長手方向として配置され、搬送経路に直交する水平方向と下方向とに向けて清浄空気を導入するものとすることもできる。清浄空気によって被処理物の上面の空気が清浄状態に保たれるとともに、搬送経路に直交する方向における被処理物の両端部と搬送経路の側面との間が遮蔽される。側面の開口部分等から侵入した塵埃による被処理物の汚損、及び、被処理物の温度低下が防止される。

この発明の熱処理装置によれば、搬送経路中の第１昇温領域及び第１均熱領域以外の領域に第２の導入管から清浄空気を導入し、第１昇温領域及び第１均熱領域で加熱によって発生したガスのそれ以外の領域への流入を抑えるとともに、搬送経路の側面の開口部等から塵埃が侵入することを抑え、搬送経路の全体にわたって清浄度を高い状態に維持することができる。

図１は、この発明の実施形態に係る熱処理装置１０における熱処理の内容を示す図である。熱処理装置１０は、炉内の搬送経路の一端から他端まで被処理物を搬送し、この間に被処理物に第１昇温処理、第１均熱処理、第２昇温処理、第２均熱処理、徐冷処理及び冷却処理を順に施す。

第１均熱処理は、被処理物を一例として３５０℃〜４００℃に加熱した状態を２０分間維持する。第２均熱処理は、被処理物を一例として６００℃に加熱した状態を３０分間維持する。徐冷処理は、被処理物を一例として４０分かけて４００℃まで冷却する。冷却処理は、被加熱物を一例として約５０分かけて常温まで冷却する。

第１昇温処理及び第１均熱処理では、加熱によって被処理物に塗布された塗布剤からガスが発生する。このガスは、所定の温度まで冷却されると、昇華物に固化する。この昇華物は、搬送経路の内壁面等に付着し、後の熱処理時に搬送される被処理物に再付着すると被処理物に欠陥を生じさせる。

図２は、熱処理装置１０の構成を示す側面断面図である。熱処理装置１０には、搬送経路５に沿って、第１昇温領域５１、第１均熱領域５２、第２昇温領域５３、第２均熱領域５４、徐冷領域５５及び冷却領域５６が形成されている。搬送経路５には、複数の搬送ローラ２が回転自在に配置されている。第１昇温領域５１、第１均熱領域５２、第２昇温領域５３、第２均熱領域５４、徐冷領域５５及び冷却領域５６は、第１昇温処理、第１均熱処理、第２昇温処理、第２均熱処理、徐冷処理及び冷却処理のそれぞれを行う。

第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２には、搬送ローラ２の配置位置の上方に、複数の排気ボックス６及び複数の第１の導入管７が搬送経路に沿って配置されている。排気ボックス６は、第１均熱領域で加熱によって被処理物から発生したガスを外部に排出する。排気ボックス６は、搬送経路５の側面の壁面を貫通しており、熱処理装置１０の右側面側で図示しないエジェクタに接続されている。

第１の導入管７は、清浄空気を第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２に導入する。第１の導入管７は、搬送経路５の右側面の壁面を貫通しており、熱処理装置１０の右側面側で図示しない高圧クリーンエアー、ＣＤＡ（クリーンドライエアー）又はブロワに接続されている。ブロワにはフィルタが備えられており、外気を清浄化して第１の導入管７に導く。また、クリーンユニットから第１の導入管７に清浄空気を供給することもできる。

搬送経路５において、第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域である第２昇温領域５３、第２均熱領域５４、徐冷領域５５及び冷却領域５６には、搬送ローラ２の上方に第２の導入管４が配置されている。第２の導入管４は、清浄空気を第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域に導入する。一例として、複数の第２の導入管４が、搬送経路５に直交する方向を長手方向として、搬送経路５に沿って複数配置されている。

図３（Ａ）は、この発明の第１の実施形態に係る熱処理装置１０の搬送経路５における第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域の構成を示す正面断面図である。熱処理装置１０は、外壁部材１１〜１４、搬送ローラ２、耐熱ガラス３１〜３４、第２の導入管４を備えている。

外壁部材１１〜１４は、断熱材料によって構成されており、それぞれ被処理物２０が搬送される搬送経路の上面、下面及び左右両側面を被覆する。少なくとも第１昇温領域５１、第１均熱領域５２、第２昇温領域５３及び第２均熱領域５４の外壁部材１１は、内側面に図示しないヒータを備えている。

耐熱ガラス３１〜３４は、防塵部材であり、それぞれ外壁部材１１〜１４の内側に配置されている。耐熱ガラス３１〜３４は、外壁部材１から離脱した塵埃が、被処理物２０に付着することを防止する。

搬送ローラ２は、両端部が外壁部材１３及び外壁部材１４の貫通孔１３Ａ及び１４Ａ、並びに、耐熱ガラス３３及び耐熱ガラス３４の貫通孔３３Ａ及び３４Ａを貫通しており、左右両側面側の炉外で軸受２１，２２によって回転自在に支持されている。搬送ローラ２には、図示しない搬送モータの回転が伝達され、上面に被処理物２０を搬送する。

第２の導入管４は、搬送経路５内の第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域で、耐熱ガラス３１と搬送ローラ２との間に、被処理物の搬送方向に直交する方向を長手方向にして配置されている。第２の導入管４は、一例として円筒形を呈し、被処理物２０の幅よりも長くされている。

第２の導入管４のそれぞれは、搬送経路５の右側面の壁面を貫通しており、熱処理装置１０の右側面側で図示しない高圧クリーンエアー、ＣＤＡ又はブロワに接続されている。ブロワにはフィルタが備えられており、外気を清浄化して第２の導入管４に導く。また、クリーンユニットから第２の導入管４に清浄空気を供給することもできる。

第２の導入管４からは、搬送経路５内の被処理物２０の上面に向けて下向きに清浄空気が導入される。

搬送経路５の第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域で、搬送ローラ２上を搬送される被処理物２０の上面には清浄空気が供給される。第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２で被処理物２０から発生したガスが、第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域に流れることがなく、被処理物２０の表面がガスの昇華物によって汚損されることがない。

第２の導入管４の配置本数を増減することにより、搬送経路５の長さの変化に対応することができる。

第２の導入管４からは、水平方向に清浄空気を導入するようにしてもよい。被処理物２０の表面に清浄空気が直接当たることがなく、被処理物２０の温度分布が高い精度で均一に維持される。

複数の第２の導入管４のそれぞれは、熱処理装置１０の背面（出口）側から搬送経路５に沿って炉内に挿入された１本の導入管から分岐させることもできる。

図３（Ｂ）は、この発明の第２の実施形態に係る熱処理装置１０′の構成を示す正面断面図である。この実施形態に係る熱処理装置１０′では、搬送経路５内の第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域に、一例として４本の第２の導入管４１が、耐熱ガラス３１と搬送ローラ２との間に配置されている。第２の導入管４１のそれぞれは、一例として円筒形を呈している。

図には現れていないが、第２の導入管４１は、一例として熱処理装置１０の背面（出口）側から搬送経路５に沿って炉内に挿入されている。第２の導入管４１からは、搬送経路５に直交する水平方向に清浄空気が導入される。第２の導入管４１のそれぞれには、フィルタを備えたブロワ、クリーンユニット、高圧クリーンエアー又はＣＤＡから清浄空気が供給される。

搬送経路５の第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域で、搬送ローラ２上を搬送される被処理物２０の上面の上方には、清浄空気が充填される。第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２で被処理物２０から発生したガスが、第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域に流れることがなく、被処理物２０の表面がガスの昇華物によって汚損されることがない。

第２の導入管４１からは、水平方向に清浄空気を導入するようにしてもよい。被処理物２０の表面に清浄空気が直接当たることがなく、被処理物２０の温度分布が高い精度で均一に維持される。

図３（Ｃ）は、この発明の第３の実施形態に係る熱処理装置１０″の構成を示す正面断面図である。この実施形態に係る熱処理装置１０″では、搬送経路５内の第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域に、２本の第２の導入管４２が、耐熱ガラス３１と搬送ローラ２との間に配置されている。第２の導入管４２のそれぞれは、一例として円筒形を呈している。

第２の導入管４２は、搬送経路５に直交する方向における被処理物２０の両端部の外側に、搬送経路５に沿う方向を長手方向として配置されている。第２の導入管４２は、搬送経路に直交する水平方向と下方向とに向けて清浄空気を導入する。

図には現れていないが、第２の導入管４２は、一例として熱処理装置１０の背面（出口）側から搬送経路５に沿って炉内に挿入されている。第２の導入管４２のそれぞれには、フィルタを備えたブロワ、クリーンユニット、高圧クリーンエアー又はＣＤＡから清浄空気が供給される。

第２の導入管４２から導入された清浄空気により、被処理物の上面の空気が清浄状態に保たれる。

第２の導入管４２から水平方向に導入された清浄空気は、搬送経路５内の被処理物２０の上面に直接当たることがない。被処理物２０の温度分布が高い精度で均一に維持される。

第２の導入管４２から下方向に導入された清浄空気は、搬送経路５に直交する方向における被処理物２０の両端部と耐熱ガラス３３，３４との間を遮蔽する。外壁部材１３及び外壁部材１４の貫通孔１３Ａ及び１４Ａ、並びに、耐熱ガラス３３及び耐熱ガラス３４の貫通孔３３Ａ及び３４Ａから侵入した塵埃による被処理物の汚損、及び、被処理物の温度低下が防止される。

熱処理装置１０では、搬送経路５が複数段に構成され、搬入口と搬出口にリフタが配置される場合がある。複数段の搬送経路５のそれぞれにおける第１昇温領域５１及び第１均熱領域５２以外の領域及びリフタの内部にも、第２の導入管４、４１又は４２を配置することで、熱処理中及びそれに続く熱処理装置内の搬送中の全期間において被処理物２０の汚損を防止できる。

この発明の実施形態に係る熱処理装置１０における熱処理の内容を示す図である。 熱処理装置１０の構成を示す側面断面図である。 この発明の第１〜３の実施形態に係る熱処理装置１０，１０′，１０″の搬送経路５における第１の均熱領域以外の領域の構成を示す正面断面図である。

符号の説明

２ 搬送ローラ
４ 第２の導入管
５ 搬送経路
６ 排気ボックス
７ 第１の導入管
１１〜１４ 外壁部材
２０ 被処理物
３１〜３４ 耐熱ガラス

Claims (5)

1. 搬送経路を搬送中の被処理物に対して第１昇温処理、第１均熱処理、第２昇温処理、第２均熱処理、徐冷処理及び冷却処理を含む処理を順次行う熱処理装置であって、前記搬送経路中の第１昇温処理及び第１均熱処理が行われる第１昇温領域及び第１均熱領域に清浄空気を導入する第１の導入管と、前記第１昇温領域及び前記第１均熱領域の空気を外部に排出する排気ボックスと、を備えた熱処理装置において、
   前記搬送経路中の前記第１昇温領域及び前記第１均熱領域以外の領域に、清浄空気を導入する第２の導入管を配置したことを特徴とする熱処理装置。
2. 前記第２の導入管は、前記搬送経路に沿って複数配置されていることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
3. 前記第２の導入管は、前記被処理物の上面に向けて下向きに清浄空気を導入することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱処理装置。
4. 前記第２の導入管は、前記被処理物の上面の上側で前記搬送経路に沿って水平に清浄空気を導入することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱処理装置。
5. 前記第２の導入管は、前記被処理物の上面の上側で、かつ、前記搬送経路に直交する方向における前記被処理物の上面の両端部の外側に、前記搬送経路に沿う方向を長手方向として配置され、搬送経路に直交する水平方向と下方向とに向けて清浄空気を導入することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱処理装置。

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