JP5318373B2 - 連続焼成装置 - Google Patents

Description

この発明は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）用ガラス基板等の製造工程中の焼成工程やガラス基板のアニール処理で使用される連続焼成装置に関する。

連続焼成装置は、設定温度が異なる複数の熱処理ゾーンを、ガラス基板等の処理対象物の搬送方向に沿って連続して炉内に形成している。処理対象物は、メッシュベルトコンベアやローラハース等の搬送手段により、それぞれの間に所定の間隔を設けてタクト搬送され、各熱処理ゾーンで停止している間に所定の熱処理を受ける。

各熱処理ゾーンで処理対象物に所定の熱処理を正確に施すためには、各熱処理ゾーン内の温度を設定温度に維持しなければならない。このため、隣接する熱処理ゾーン間での熱の移動を抑制する必要があり、炉壁内で隣接する熱処理ゾーン間に位置する部分には断熱材が配置されている。また、各熱処理ゾーン間に断熱壁を設けたものもある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平０８−２５４３９２号公報

しかしながら、熱処理の高速化の要請に対応すべく処理対象物の搬送のタクトタイムを短くしようとすると、隣接する熱処理ゾーン間の温度差が拡がり、熱干渉が増大して互いの温度に影響を与え合い、各熱処理ゾーンで設定温度を維持することが困難になる。これを防ぐべく、断熱材を搬送方向に長くすると、装置の大型化を招く問題がある。

この発明の目的は、隣接する２つの熱処理ゾーン間で処理対象物の搬送方向を横断する方向に気体を流通させることにより、隣接する熱処理ゾーン間の熱干渉を抑制して搬送方向の断熱材の長さを短くすることができ、装置の長さを短縮することができる連続焼成装置を提供することにある。

この発明の連続焼成装置は、炉、給気部材及び排気部材を備えている。炉には、それぞれに所定の熱処理温度が設定された複数の熱処理ゾーンが、処理対象物の搬送方向に沿って連続して配置されている。給気部材及び排気部材は、熱処理ゾーンのそれぞれの間で、搬送方向に直交する方向で対向する位置に配置されている。給気部材は、炉の外部の気体を排気部材に向けて吐出する。排気部材は、炉の内部の気体を炉の外部に排出する。

この構成では、複数の熱処理ゾーンのそれぞれの間で、炉外の気体が給気部材から排気部材に向けて吐出された後、排気部材によって炉外に排出される。隣接する熱処理ゾーンの間が気体によって遮断され、一方の熱処理ゾーンの熱が他方の熱処理ゾーンに影響を与えることが効果的に抑制される。

この構成において、給気部材及び排気部材は上下方向に配置することができる。板状の処理対象物を水平にして搬送する炉は、高さ方向の間隔が幅方向の間隔よりも狭い。給気部材と排気部材とがより近接して配置でき、炉内に吐出された気体の熱処理ゾーンへの流入を抑えることができる。

また、給気部材に吐出前の外気を加熱する加熱手段を備えてもよい。炉内に吐出される気体によって熱処理ゾーンの熱が奪われることを抑制できる。

さらに、炉内に処理対象物の搬送範囲を包囲する防塵部材が設けられている場合に、給気部材及び排気部材は防塵部材の内側に配置すべきである。処理対象物の搬送経路の清浄状態を維持することができるとともに、給気部材及び排気部材をより近接させて配置することができる。

この発明によれば、複数の熱処理ゾーンのそれぞれの間で、炉外の気体を給気部材から排気部材に向けて吐出した後、排気部材によって炉外に排出することで、隣接する熱処理ゾーンの間を気体によって遮断することができる。隣接する２つの熱処理ゾーン間で処理対象物の搬送方向を横断する方向に気体を流通させることにより、隣接する熱処理ゾーン間の熱干渉を抑制して搬送方向の断熱材の長さを短くすることができ、装置の長さを短縮することができる。

以下に、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。図１及び図２は、この発明の実施形態に係る連続焼成装置の一例を示す側面断面図及び正面断面図である。連続焼成装置１０は、炉１１内に複数の熱処理ゾーン１２を、処理対象物である基板１００の搬送方向（図１中、矢印Ｘで示す方向。）に沿って連続して配置している。

炉１１は、上壁面１１Ａ、底壁面１１Ｂ、側壁面１１Ｃ，１１Ｄで構成されている。炉１１の上壁面１１Ａには、ヒータ１３が備えられている。複数の熱処理ゾーン１２のそれぞれは、ヒータ１３により、予め設定された所定の熱処理温度に加熱される。

複数の熱処理ゾーン１２のそれぞれの間には、上壁面１１Ａに断熱材１７が配置されている。複数の熱処理ゾーン１２のそれぞれの熱が、上壁面１１Ａ内の熱伝導により、互いに影響し合わないようにされている。

炉１１内には、複数のローラ１５が搬送方向Ｘに沿って等間隔で回転自在に配置されている。基板１００は、複数のローラ１５の回転により、複数の熱処理ゾーン１２を順に通過して搬送される。基板１００は、各熱処理ゾーン１２内で所定時間にわたって停止した後、次の熱処理ゾーン１２に搬入される。複数の基板１００が、それぞれの間に所定の間隔を設けてタクト搬送される。

炉１１内には、基板１００が搬送される範囲を囲んで防塵板１６Ａ〜１６Ｄが配置されている。防塵板１６Ａ〜１６Ｄは、この発明の防塵部材であり、一例として耐熱ガラス板で構成されている。防塵板１６Ａ〜１６Ｄは、炉１１の壁面から生じた塵埃が基板１００に付着することを防止する。

防塵板１６Ａ〜１６Ｄの内側で、複数の熱処理ゾーン１２のそれぞれの間には、給気部材１及び排気部材２が、基板１００の搬送方向を挟んで上下に配置されている。給気部材１と排気部材２との間には、基板１００が通過するための間隔が設けられている。給気部材１は、炉１１の外部の気体を排気部材２に向けて吐出する。排気部材２は、炉１１の内部の気体を炉１１の外部に排出する。

給気部材１及び排気部材２は、基板１００の搬送面内で搬送方向Ｘに直交するＹ軸方向における防塵板１６Ｃと防塵板１６Ｄとの間の全幅にわたる長さにされている。

複数の熱処理ゾーン１２のそれぞれの間で、気体が基板１００の搬送路を横断して流れる。複数の熱処理ゾーン１２は、それぞれの間を気体で遮蔽され、それぞれの熱が互いに影響を及ぼすことがない。

図３は、給気部材の断面図である。給気部材１は、例えばＳＵＳ３１０Ｓ等の金属板を素材として、上面１Ａ、底面１Ｂ、側面１Ｃ，１Ｄ、正面１Ｅ、背面１Ｆを有する中空直方体形状に形成されている。給気部材１の内部には、一例として仕切板３，４及び吐出板５が水平方向に配置されている。

仕切板３，４は、Ｙ軸方向について、給気部材１の内部よりも短い。仕切板３，４は、それぞれ給気部材１の左右の側面１Ｃ，１Ｄとの間に交互に間隙３Ａ，４Ａが形成されるように配置されている。

吐出板５は、Ｙ軸方向について、給気部材１の内部に等しい長さにされている。吐出板５は、仕切板３，４の下方に配置され、複数のノズル孔５ＡがＹ軸方向に沿って形成されている。

給気部材１の底面１Ｂには、複数の吐出孔１ＧがＹ軸方向に沿って形成されている。吐出孔１Ｇは、Ｙ軸方向について、吐出孔５Ａと一致しない位置に配置されている。

給気部材１の上面１Ａと仕切板３との間における側面１Ｄには、導入管６が貫通している。導入管６は、例えばＳＵＳ３１０Ｓ等の金属管であり、炉１１の外部の気体を給気部材１の内部に導入する。導入管６は、炉１１の外部で図示しないファンに接続されており、フィルタ等によって清浄化された後にファンによって加圧された気体を給気部材１内に導入する。

給気部材１内に導入された気体は、上面１と仕切板３との間を矢印Ｙ１方向に移動した後、間隙３Ａから仕切板３と仕切板４との間に下降し、この間を矢印Ｙ２方向に移動する。さらに、気体は、間隙４Ａから仕切板４と吐出板５との間に下降し、この間を矢印Ｙ１方向に移動する。気体は、仕切板４と吐出板５との間に充満した後に、吐出孔５Ａから吐出板５と底面１Ｂとの間に下降し、この間に充満した後に吐出孔１Ｇから炉１１内に吐出される。

気体は、給気部材１内で矢印Ｙ１及びＹ２方向に蛇行する間に、炉１１内の熱によって徐々に加熱された後に炉１１内に吐出される。炉１１内の熱が急激に低下することがない。給気部材１内に配置される仕切板及び吐出板の数は、上記の例に限るものではなく、給気部材１内での温度変化を考慮して任意の数とすることができる。

図４は、排気部材の断面図である。排気部材２は、例えばＳＵＳ３１０Ｓ等の金属板を素材として、上面２Ａ、底面２Ｂ、側面２Ｃ，２Ｄ、正面２Ｅ、背面２Ｆを有する中空直体形状に形成されている。

上面２Ａには、複数の吸引孔２ＧがＹ軸方向に沿って形成されている。上面２Ａには、例えばＳＵＳ３１０Ｓ等の金属板からなる２枚の障壁７が立設している。２枚の障壁７は、互いの間に搬送方向Ｘ内で吸引孔２Ｇを挟む位置に配置されている。２枚の障壁には、上端に開放したスリット７Ａが複数ずつ形成されている。

側面１Ｄには、排気管８が貫通している。排気管８は、排気部材２の内部を炉１１外の図示しない排気ファンに連結する。排気部材２の内部は排気ファンによって炉１１の内部に対して負圧状態にされる。

排気ファンが駆動されて排気部材２内が負圧状態になると、炉１１内の気体が吸引孔２Ｇから排気部材２の内部に流入した後、排気管８を経由して炉１１外に排出される。排気部材２の上方には給気部材１が対向して配置されており、給気部材１は排気部材２に向けて気体を吐出する。排気部材２は、主に給気部材１から吐出された気体を炉１１外に排出する。

給気部材１から吐出された炉１１外の気体を排気部材２によって炉１１外に排出することで、複数の熱処理ゾーン１２のぞれぞれの間に炉１１外の気体の流路が形成される。この流路は、隣接する２つの熱処理ゾーン１２の間を遮蔽するエアカーテンとして作用する。隣接する２つの熱処理ゾーン１２のそれぞれの熱が互いに影響を与え合うことを抑制でき、各処理ゾーン１２を所定の熱処理温度に維持し易くなる。この結果、各処理ゾーン１２の熱処理温度の維持のために、上壁面１１Ａに配置すべき断熱材１７の半双方向Ｘの長さを短くすることができ、炉１１の長さを短縮することができる。

なお、炉１１内で基板１００を移動させる際には、給気部材１からの気体の吐出、及び排気部材２による気体の排出を停止させておく。基板１００の温度が、気体の流通によって変動することを防止する。

給気部材１及び排気部材２は、防塵板１６Ａ〜１６Ｄに貫通させて取り付けることもできるが、防塵板１６Ａ〜１６Ｄの内側に設けることで基板１００の搬送経路の清浄状態を維持することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施形態に係る連続焼成装置の炉の一例を示す側面断面図である。 同炉の正面断面図である。 同連続焼成装置の給気部材の断面図である。 同連続焼成装置の排気部材の断面図である。

符号の説明

１ 給気部材
２ 排気部材
１０ 連続焼成装置
１１ 炉
１２ 熱処理ゾーン
１３ ヒータ
１６Ａ〜１６Ｄ 防塵板（防塵部材）
１７ 断熱材
１００ 基板（処理対象物）

Claims (3)

1. それぞれに所定の熱処理温度が設定された複数の熱処理ゾーンを、処理対象物の搬送方向に沿って連続して配置した炉と、
   前記複数の熱処理ゾーンのそれぞれの間で、前記搬送方向に直交する方向で対向する位置に配置された給気部材及び排気部材であって、前記炉の外部の気体を前記排気部材に向けて吐出する給気部材、及び前記炉の内部の気体を前記炉の外部に排出する排気部材と、
   を備え、
   前記給気部材は、前記排気部材に向かって気体を吐出するためのそれぞれが小孔からなる複数の吐出孔を有する中空直方体形状体であって吐出前の外気を前記炉の内部の熱によって加熱するものであるとともに、気体を前記吐出孔に導く仕切板を内部に備え、
   かつ、前記給気部材及び前記排気部材は、長手方向を水平面内で前記搬送方向に直交する方向に平行にして配置され、
   前記仕切板は、気体が前記給気部材内で前記搬送方向に直交する方向に沿って上下に蛇行するように、長手方向を前記給気部材内で前記搬送方向に直交する方向に平行にして上下に複数配置された連続焼成装置。
2. 前記給気部材内における最下段の前記仕切板と前記吐出孔との間に、前記搬送方向に直交する方向に複数の小孔が形成された吐出板を配置した請求項１に記載の連続焼成装置。
3. 前記炉内に処理対象物の搬送範囲を包囲する防塵部材をさらに備え、
   前記給気部材及び排気部材を前記防塵部材の内側に配置した請求項１又は２に記載の連続焼成装置。

Images