JP4402846B2

JP4402846B2 - 平面ガラス基板用連続式焼成炉

Info

Publication number: JP4402846B2
Application number: JP2001043266A
Authority: JP
Inventors: 欣弥木曽田
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: JP2002243368A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）等の平面ガラス基板用連続式焼成炉に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰ等の製造工程には、平面ガラス基板上に形成した隔壁、蛍光体あるいはシールフリット等を焼成する工程があり、この焼成工程に使用する連続式焼成炉は清浄な雰囲気中で処理する必要があることから、たとえば、炉内に耐熱ガラスを上下左右に配置して処理室を形成し、この処理室内で結晶化ガラスセッター（架台）上に基板を水平に保持し、ハースローラで炉内搬送しながら輻射主体で加熱する形式のものと、炉内に、上部に耐熱フィルタを配置したバッフルで処理室を形成し、架台上に略垂直に平面ガラス基板を保持し、前記架台をハースローラで炉内搬送しながら、平面ガラス基板を強制対流主体で加熱および冷却する形式のものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者は、炉内雰囲気がフィルタを介して循環するものでないため炉内で発生したパーティクル等は除去されず、積極的クリーン化機能が小さくパーティクル対応が不安定であるばかりか、輻射主体の加熱であることからガラス基板への熱伝達速度が小さく、また、平面ガラス基板は水平状態で連続的に搬送されるから温度分布差が大きいという問題点を有する。
【０００４】
一方、後者は、強制対流主体の加熱であることから前者の問題点の一部（平面ガラス基板への熱伝達速度が小さく、また温度分布差が大きい）は解消できるものの、耐熱フィルタによる圧損が大きく、単位面積通過風速が小さいという問題を、また、３００℃超の各ゾーンでは耐熱フィルタが高温酸化してパーティクルが発生し雰囲気の清浄化を一定に保持できないとともに高価な耐熱フィルタを多数必要とするため設備が高価になるという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明は、前記課題を簡単な構成で解決することのできる平面ガラス基板用連続式焼成炉を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、炉内壁表面に不銹金属材料を用いたエアタイト構造とするとともに、独立して温度制御可能な複数のゾーンから構成し、各ゾーンにそれぞれ給気量制御用ダンパを有するクリーンエアー供給管と排気量制御用ダンパを有する炉内雰囲気排気管を接続し、かつ、ゾーン内温度が３００℃以下の装入側あるいは抽出側のゾーンのうち少なくとも装入側ゾーン内にそれぞれ雰囲気循環通路を形成するバッフルおよびこの雰囲気循環通路中に循環ファンと加熱手段を配設し、前記バッフル内への循環雰囲気入口部に耐熱フィルタを配置するとともに、平面ガラス基板をハースローラにより炉内搬送するようにした構成としたものである。
【０００７】
また、平面ガラス基板を水平保持する場合、平面ガラス基板を各ゾーン毎に前記ハースローラによるタクト送りとするのが好ましい。
【０００８】
さらに、ゾーン内温度が３００℃超の各ゾーン内に耐熱性板を上下左右に配置して処理室を形成し、この処理室内に平面ガラス基板を位置させ、処理室の外方に配設した加熱手段で平面ガラス基板を輻射加熱するようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について図にしたがって説明する。
まず、本発明にかかる平面ガラス基板用連続式焼成炉（以下、焼成炉という）Ｔは、図１に示すように、炉天井と炉床に設けた仕切壁２，３によって区画された複数のゾーン（図では１３ゾーン）で構成され、各ゾーンは図２に示すように、所定温度にそれぞれ制御される。
【００１０】
前記焼成炉Ｔは、下部に多数のハースローラ６が炉長方向にわたって等ピッチに設けられるとともに、その装入側には装入扉４が、また、抽出側には抽出扉５が設けてある。
【００１１】
また、炉壁１は炉内側表面に不銹金属板を内張りした溶接エアタイト構造とし、断熱材からのアウトガスやパーティクルの炉内侵入を防止してある。
【００１２】
そして、３００℃以下のゾーン、すなわち、前記焼成炉Ｔの装入側ゾーン（Ｎｏ.１ゾーン、Ｎｏ.２ゾーン）と抽出側ゾーン（Ｎｏ.１１〜Ｎｏ.１３ゾーン）は図３の構成に、その他のゾーンでは図４の構成となっている。
【００１３】
図４は、図３と比較すれば明らかなように、図３における耐熱フィルタ１２を設けていない点においてのみ相違する。
【００１４】
これは、３００℃超の高温ゾーンにおいては、樹脂バインダ等からのパーティクルの発生は少ないため、クリーンエアーの給気と排気とによる内部雰囲気希釈により高価な耐熱フィルタ１２がなくても充分にクリーン度が維持できるため省略し、かつ、耐熱フィルタ１２の高温酸化によるパーティクルの発生をも防止したものである。
【００１５】
なお、図３において、７は、下方が開口し天井部が多孔板８からなる炉内に設けたバッフルで、その一側は炉壁１と一体構造となり、バッフル７の他側と炉壁１の間に形成される雰囲気循環通路９には加熱手段であるヒータ１０と循環ファン１１が配設され、循環ファン１１の回転により、雰囲気は耐熱フィルタ１２、多孔板８を通ってバッフル７内に流入し、架台Ａに略垂直に保持された平面ガラス基板Ｐを上方から下方に向かって吹き付けられ、炉内循環するようになっている。これは、３００℃以下のゾーン、特に、装入側ゾーンにおいては、平面ガラス基板Ｐ上に隔壁等を形成するために樹脂バインダ等を使用するが、この帯域においては樹脂バインダ等有機物の蒸発が激しく、バッフル７の内部でのパーティクルの発生が大きく、当該バッフル７内で発生するパーティクルが循環して再度バッフル７内への流入と、他のバッフル７からのパーティクルの流入を防止するためである。
【００１６】
なお、前記耐熱フィルタ１２は、たとえば、ニッケルマットや耐熱合金繊維マットからなり、１〜５μｍ程度の塵やパーティクルを９５％以上、５μｍ以上の粒子を１００％除去できるものである。
【００１７】
また、前記雰囲気循環通路９には、炉外に設置した給気ファン１４により外気が給気フィルタ１５を通って清浄化されたのち、給気量制御ダンパ１６の開度に応じてクリーンエアー供給管１ａから供給される。
【００１８】
一方、ゾーンを構成する焼成炉Ｔの天井部には炉内雰囲気排気管１ｂが設けられ、前記循環雰囲気の一部が排気量制御ダンパ１７の開度に応じて排気されるようになっている。なお、Ｎｏ.１１〜Ｎｏ.１３ゾーンにおいては加熱手段１０を備えていない。
【００１９】
つぎに、前記構成からなる焼成炉Ｔを使用して、平面ガラス基板Ｐに形成された隔壁、蛍光体あるいはシールフリット等の焼成方法について説明する。
【００２０】
まず、隔壁等が形成された複数の平面ガラス基板Ｐを架台Ａ上の治具（図示せず）に縦方向に所定間隔で装着して焼成炉Ｔの装入口から装入する。炉内に装入された平面ガラス基板Ｐは、ハースローラ６によって抽出側に向けて順次搬送される。
【００２１】
Ｎｏ.１ゾーンとＮｏ.２ゾーンでは、前記図３に示すように、雰囲気循環通路９でラジアントチューブバーナやヒータ等の加熱手段１０で各ゾーンに対応した所定温度に加熱された循環雰囲気が循環ファン１１により耐熱フィルタ１２を通ってバッフル７内に送り込まれるが、この循環雰囲気は耐熱フィルタ１２を通過する際に塵や埃あるいは樹脂バインダからのパーティクルが除去されるとともに整流され、清浄な雰囲気となって平面ガラス基板Ｐに向けて上方より吹き付けられ、平面ガラス基板Ｐは対流加熱により５〜１５℃／分の昇降速度で加熱され、この間に、隔壁等中に含まれる樹脂バインダが熱・酸化分解されて大半が気化し、これとともに発生するパーティクルの一部は炉内に供給されたクリーンエアーとともに炉内雰囲気排気管１ｂから炉外に排出され、残りのパーティクルは耐熱フィルタ１２に捕捉される。なお、前記クリーンエアーは、たとえば、ＪＩＳＢ９９２０で示される清浄度クラス７で露点−１０℃程度の空気であることが好ましい。
【００２２】
その後、平面ガラス基板Ｐは、Ｎｏ.３ゾーンからＮｏ.１０ゾーンにおいて、図４に示すように、雰囲気循環通路９で加熱手段１０により各ゾーンに対応した所定温度に循環雰囲気が保持され、循環ファン１１によりバッフル７内に吹き込まれ、平面ガラス基板Ｐは加熱、焼成および除冷されたのちＮｏ.１１〜Ｎｏ.１３ゾーンで冷却されて炉外に抽出される。
【００２３】
なお、各ゾーンは、仕切壁２，３で区画されているため、隣接ゾーン間での雰囲気の混合が少なく、各ゾーンは独立した温度に保持される。
【００２４】
前記第１の実施の形態では、平面ガラス基板Ｐを搬送方向と直角に垂直に起立させ、炉内雰囲気をバッフル７内で上方から下方に循環させる強制対流方式の場合を示したが、Ｎｏ.１、Ｎｏ.２、Ｎｏ.１１〜Ｎｏ.１３ゾーンを図５に、残りのゾーンを図６に示す構造として、炉内雰囲気をバッフル７内で横方向に循環させる強制対流方式としてもよい。この形式にあっては、図７に示すように、架台Ａ上に平面ガラス基板Ｐを所定間隔で水平状に載置して焼成する場合にも適用することができ、この場合、架台Ａの搬送はゾーン毎のタクト送りとし、平面ガラス基板Ｐの温度分布の悪化を防止する。
【００２５】
また、３００℃超の各ゾーンを図８に示すように、耐熱ガラス、インコネル、ＳＵＳ３０９系、ＳＵＳ３１０系等の耐熱性板を上下左右に配置して炉内マッフル（処理室）１８を形成し、加熱手段１０を炉内マッフル１８の外方に配置して平面ガラス基板Ｐを輻射加熱するようにしてもよい。なお、この場合、クリーンエアーは炉内マッフル１８内に直接供給され、排気されるものである。
【００２６】
なお、前記説明では、３００℃以下の装入側と抽出側ゾーンに耐熱フィルタ１２を用いるようにしたが、抽出側ゾーンでは樹脂バインダからのパーティクルの発生がないため耐熱フィルタ１２を必ずしも設ける必要はない。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の平面ガラス基板用連続焼成炉によれば、ゾーン内温度が３００℃以下の装入側あるいは抽出側ゾーンのうち少なくとも樹脂バインダから多量にパーティクルが発生する装入側ゾーンに設けたバッフルへの循環雰囲気入口部に高価な耐熱フィルタを設け、他の特に、３００℃超の高温ゾーンには耐熱フィルタを設けないため、それだけ従来のものより装置が安価である。
【００２８】
また、前記循環雰囲気入口部に耐熱フィルタを設けると、流通抵抗が増加し循環ファン能力を増大する必要があるが、殆どのゾーンに耐熱フィルタを設けないため循環ファンも安価なものとなる。
【００２９】
また、請求項２においては、平面ガラス基板を水平に保持し、各ゾーン毎にハースローラによるタクト送りとするため、平面ガラス基板の一部が隣接ゾーンに位置することがなく均熱化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる平面ガラス基板用連続式焼成炉の一部省略断面図。
【図２】図１における各ゾーンの炉温と平面ガラス基板温度を示すグラフ。
【図３】図１のＮｏ.２ゾーンの断面図。
【図４】図１のＮｏ.３ゾーンの断面図。
【図５】図３の他の形態を示す断面図。
【図６】図４の他の形態を示す断面図。
【図７】平面ガラス基板を水平送りする場合の図１におけるＮｏ.２ゾーンの断面図。
【図８】図４のその他の形態を示す断面図。
【符号の説明】
１〜炉壁、１ａ〜クリーンエアー供給管、１ｂ〜炉内雰囲気排気管、２，３〜仕切壁、６〜ハースローラ、７〜バッフル、８〜多孔板、９〜雰囲気循環通路、１０〜加熱手段、１１〜循環ファン、１２〜耐熱フィルタ、１４〜給気ファン、１５〜給気フィルタ、１８〜炉内マッフル、Ａ〜架台、Ｐ〜平面ガラス基板、Ｔ〜焼成炉。

Claims

炉内壁表面に不銹金属材料を用いたエアタイト構造とするとともに、独立して温度制御可能な複数のゾーンから構成し、各ゾーンにそれぞれ給気量制御用ダンパを有するクリーンエアー供給管と排気量制御用ダンパを有する炉内雰囲気排気管を接続し、かつ、ゾーン内温度が３００℃以下の装入側あるいは抽出側のゾーンのうち少なくとも装入側ゾーン内にそれぞれ雰囲気循環通路を形成するバッフルおよびこの雰囲気循環通路中に循環ファンと加熱手段を配設し、前記バッフル内への循環雰囲気入口部に耐熱フィルタを配置するとともに、平面ガラス基板をハースローラにより炉内搬送するようにしたことを特徴とする平面ガラス基板用連続式焼成炉。
前記平面ガラス基板を水平保持して基板を各ゾーン毎に前記ハースローラによるタクト送りとすることを特徴とする前記請求項１に記載の平面ガラス基板用連続式焼成炉。
ゾーン内温度が３００℃超の各ゾーン内に耐熱性板を上下左右に配置して処理室を形成し、この処理室内に平面ガラス基板を位置させ、処理室の外方に配設した加熱手段で平面ガラス基板を輻射加熱することを特徴とする前記請求項１または請求項２に記載の平面ガラス基板用連続式焼成炉。