JP7377780B2

JP7377780B2 - 熱処理炉

Info

Publication number: JP7377780B2
Application number: JP2020136396A
Authority: JP
Inventors: 琢磨松本; 毅史小牧
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2023-11-10
Anticipated expiration: 2040-08-12
Also published as: JP2022032534A; CN114076511A

Description

本明細書に開示する技術は、被処理物に熱処理を実施する熱処理炉に関する。

特許文献１に開示される熱処理炉では、被処理物であるフィルム体は搬入口から処理室を通って搬出口まで架け渡される。フィルム体は、搬入口から処理室内に搬入され、処理室内を搬送されて、搬出口から搬出される。フィルム体は、処理室内に配置された加熱装置により加熱され、フィルム体に含まれる水分（水及び／又は溶剤）は、処理室内を搬送されている間に除去される。フィルム体から効率的に水分を除去するためには、フィルム体から除去された水分を速やかに炉外に排気する必要がある。このため、特許文献１の熱処理炉では、給気装置により処理室内に気体を供給し、処理室内の気体を排気装置によって排気している。

国際公開２０１４／１６３１７５号

上記の熱処理炉では、被処理物であるフィルム体が処理室内を複数の案内ローラによって規定される複雑な搬送経路を通って、搬入口から搬出口まで架け渡されている。このため、処理室内の気体の流れが架け渡されたフィルム体によって影響を受け、処理室内の気体の排気が阻害されることでフィルム体からの水分除去効率を低下させるという問題があった。本明細書は、処理室内の気体の排気を改善することで、複数の案内ローラによって規定される搬送経路を搬送されるフィルム体からの水分除去効率を向上することができる技術を開示する。

本明細書に開示する熱処理炉は、炉体と、搬送装置と、複数の案内ローラと、加熱装置と、給気装置と、排気装置を備えている。炉体は、搬入口と、搬出口と、搬入口と搬出口との間に配置された処理室と、を備えている。搬送装置は、搬入口から搬出口まで架け渡される被処理物を、搬入口から処理室を通って搬出口に搬送する。複数の案内ローラは、処理室内に配置されており、搬送装置によって搬送される被処理物を案内する。加熱装置は、処理室内に配置されており、搬送装置によって搬送される被処理物を加熱する。給気装置は、処理室内に気体を供給する。排気装置は、処理室内の気体を排気する。被処理物は、搬入口から搬出口まで架け渡されるフィルム体である。炉体は、フィルム体の表面側に位置する第１の壁と、フィルム体の裏面側に位置し、第１の壁と対向する第２の壁と、を備えている。排気装置は、第１の壁に設けられ、処理室内の気体を排気する１又は複数の第１の排気口と、第２の壁に設けられ、処理室内の気体を排気する１又は複数の第２の排気口を備えている。

上記の熱処理炉では、フィルム体（被処理物）が処理室内を搬入口から搬出口まで架け渡されていても、フィルム体の表面側の気体は第１の壁に設けられた第１の排気口から排気し易く、また、フィルム体の裏面側の気体は第２の壁に設けられた第２の排気口から排気し易くなる。このため、給気装置から処理室内に供給された気体を、第１の排気口及び第２の排気口から円滑に排気することができ、フィルム体からの水分除去効率を向上することができる。

実施例１に係る熱処理炉の縦断面図。図１のＩＩ－ＩＩ線断面図。実施例１に係るヒータの断面図。実施例１に係る給気管の断面図。

本明細書に開示する熱処理炉では、複数の第１の排気口のそれぞれには第１排気流路が接続されており、第1排気流路のそれぞれには流量調整弁が設けられていてもよい。複数の第２の排気口のそれぞれには第２排気流路が接続されており、第２排気流路のそれぞれには流量調整弁が設けられていてもよい。このような構成によると、複数の第１の排気口のそれぞれの排気流量と、複数の第２の排気口のそれぞれの排気流量を調整することができ、処理室からの気体の排気状態を調整することができる。

本明細書に開示する熱処理炉では、複数の案内ローラは、処理室の中心から見て第１の壁側となる位置において、搬入口と搬出口とを結ぶ第１方向に間隔を空けて配置される１又は複数の第１の案内ローラと、処理室の中心から見て第２の壁側となる位置において、第１方向に間隔を空けて配置される１又は複数の第２の案内ローラを備えていてもよい。被処理物は、第１の案内ローラと第２案内ローラとに交互に架け渡されていてもよい。第１の排気口の第１方向の位置は、隣接する第１の案内ローラの間の位置であってもよい。第２の排気口の第１方向の位置は、隣接する第２の案内ローラの間の位置であってもよい。このような構成によると、第１の壁側に第１方向に間隔を空けて配置される第１の案内ローラの間の位置に第１の排気口が設けられ、第２の壁側に第１方向に間隔を空けて配置される第２の案内ローラの間の位置に第２の排気口が設けられる。このため、フィルム体と第１の壁とで挟まれた空間の空気を第１の排気口から排気し易くでき、フィルム体と第２の壁とで挟まれた空間の空気を第２の排気口から排気し易くできる。

本明細書に開示する熱処理炉では、被処理物は、複数の案内ローラによって規定される搬送経路を通って搬入口から搬出口まで搬送されてもよい。給気装置は、処理室内であって、搬送経路に沿って配置されており、被処理物に向かって気体を噴出する複数の給気管を備えていてもよい。フィルム体の表面に直交し、搬入口と搬出口を通過する断面で見たときに、複数の給気管は、被処理物と第１の壁とで挟まれた空間内に配置される第１の給気管と、被処理物と第２の壁とで挟まれた空間内に配置される第２の給気管と、を備えていてもよい。このような構成によると、被処理物であるフィルム体の表面側と裏面側のそれぞれに気体が供給され、その供給された気体を第１の排気口及び第２の排気口から排気することができる。

本明細書に開示する熱処理炉では、被処理物は、複数の案内ローラによって規定される搬送経路を通って搬入口から搬出口まで搬送されてもよい。加熱装置は、搬送経路に沿って配置され、赤外領域の電磁波を放射して被処理物を加熱する複数のヒータを備えていてもよい。このような構成によると、被処理物が搬送経路に沿って配置された複数のヒータで加熱されるため、被処理物の熱処理効率を向上することができる。

本明細書に開示する熱処理炉では、フィルム体は、フィルムと、フィルムの表面及び裏面の少なくとも一方に塗布されたペーストと、を備えていてもよい。そして、加熱装置は、ペーストに含まれる水分を除去してもよい。処理室に対する気体の給排気が効果的に行われることで、ペーストからの水分除去を効果的に行うことができる。

本明細書に開示する熱処理炉では、搬送装置は、炉体の外側であって搬入口の近傍に配置され、被処理物が巻回された搬入口ローラと、炉体の外側であって搬出口の近傍に配置され、処理室内を搬送された被処理物を巻き取る搬出口ローラと、をさらに備えていてもよい。搬入口ローラ及び搬出口ローラが回転することで、搬入口ローラに券回された被処理物は、搬入口ローラから送り出されて処理室内を搬送されてもよい。このような構成によると、搬入口ローラに券回された被処理物に連続して熱処理を実施することができる。

本明細書に開示する熱処理炉では、処理室内の雰囲気は、露点が０℃以下となる不活性ガス雰囲気であってもよい。このような構成によると、雰囲気ガスに含まれる水分の凝結を抑制することができる。

以下、実施例１に係る熱処理炉１０について説明する。本実施例の熱処理炉１０は、ワークＷ（被処理物の一例）に含まれる水分を除去する乾燥炉（脱水装置）である。ワークＷは、長手方向に連続して伸びるシート体（フィルム体の一例）であり、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ、電池などに用いられるフィルムが該当する。このようなフィルム（フィルム体）は、フィルム自体に水分が含まれる場合や、あるいは、フィルムに被覆層が被覆されている場合は当該被覆層に水分が含まれていることがある。このため、まずはフィルムに含まれる水分が除去され、その後、水分が除去されたフィルムを所望の大きさに切断して、最終製品が製造される。本実施例の熱処理炉１０は、このようなシート体から水分を除去するために用いることができる。

以下、図面を参照して、熱処理炉１０の構成を説明する。図１，２に示すように、熱処理炉１０は、直方体形状の炉体１２と、炉体１２へのワークＷの搬入と搬出を行う搬送装置２０と、ワークＷを加熱する加熱装置（２６，２８）と、ワークＷの表面に冷却ガスを供給する給気装置（３８等）を備えている。

炉体１２は、下壁１３と、下壁１３に対向する上壁１４と、下壁１３に一端が接続されると共に上壁１４に他端が接続される側壁１７，１８（図２参照）と、これらの壁１３，１４，１７，１８によって取囲まれる処理室（１９ａ，１９ｂ）の端部を閉じる搬入側壁１５及び搬出側壁１６を備える。
下壁１３は、平面視すると矩形状の板材であり、処理室（１９ａ，１９ｂ）の下方に配置されている。図１に示すように、下壁１３には、ｘ方向に略一定の間隔を空けて複数の排気口５６ａ～５６ｆが設けられている。複数の排気口５６ａ～５６ｆのそれぞれは、排気ファン６０に接続されている。排気ファン６０が運転すると、処理室（１９ａ，１９ｂ）内の雰囲気ガスが処理室（１９ａ，１９ｂ）外に排気されるようになっている。
上壁１４は、下壁１３と同一形状の板材であり、処理室（１９ａ，１９ｂ）の上方に配置されている。上壁１４にも、下壁１３と同様に、ｘ方向に略一定の間隔を空けて複数の排気口５０ａ～５０ｇが設けられている。複数の排気口５０ａ～５０ｇのそれぞれは、排気ファン５４に接続されている。排気ファン５４が運転すると、処理室（１９ａ，１９ｂ）内の雰囲気ガスが処理室（１９ａ，１９ｂ）外に排気されるようになっている。なお、排気口５０ａ～５０ｇ、５６ａ～５６ｆ及び排気ファン５４、６０から構成される排気装置については、後でさらに詳述する。
搬入側壁１５には搬入口１５ａが設けられており、搬出側壁１６には搬出口１６ｂが形成されている。搬入口１５ａと搬出口１６ｂの高さ方向の位置は同一の位置となっており、搬入口１５ａと搬出口１６ｂは互いに対向している。図１から明らかなように、処理室（１９ａ，１９ｂ）は、搬入口１５ａと搬出口１６ｂとの間に配置されている。
なお、炉体１２を構成する各壁１３，１４，１５，１６，１７，１８の内面（すなわち、処理室（１９ａ，１９ｂ）側の面）には、鏡面加工が施されている。その結果、これらの面の赤外領域の電磁波（詳細には、後述するヒータ２６，２８が放射する電磁波）の反射率は５０％以上となっている。これによって、ヒータ２６，２８が放射する電磁波をワークＷへ効率的に照射できるようになっている。

搬送装置２０は、炉体１２の外側であって搬入口１５ａの近傍に配置される搬入口ローラ２１と、炉体１２の外側であって搬出口１６ａの近傍に配置される搬出口ローラ２５と、処理室（１９ａ，１９ｂ）内に配置される複数の案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）を備えている。
搬入口ローラ２１にはワークＷが巻回されている。搬入口ローラ２１に券回されたワークＷは、搬入口１５ａから処理室（１９ａ，１９ｂ）を通って搬出口１６ａまで架け渡されている。具体的には、ワークＷは、搬入口ローラ２１から搬入口１５ａを通って案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に架け渡され、さらに案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）から搬出口１６ａを介して搬出口ローラ２５に架け渡されている。
搬出口ローラ２５は、処理室（１９ａ，１９ｂ）から搬出されるワークＷを巻き取るローラである。搬出口ローラ２５には図示しない駆動装置が接続されており、駆動装置により搬出口ローラ２５が回転駆動される。搬出口ローラ２５が回転すると、搬入口ローラ２１に券回されたワークＷが処理室（１９ａ，１９ｂ）に送り出される。搬入口ローラ２１から送り出されたワークＷは、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に案内されて処理室（１９ａ，１９ｂ）内の所定の搬送経路を移動し、搬出口１６ａから処理室（１９ａ，１９ｂ）外に送り出されて搬出口ローラ２５に巻き取られる。すなわち、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）は、処理室（１９ａ，１９ｂ）内のワークＷの搬送経路を規定している。

案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）は、上壁１４の近傍に配置される複数の上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、下壁１３の近傍に配置される複数の下部案内ローラ２４を備えている。なお、本実施例において、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）には、ワークＷと接触する接触式ローラを用いたが、ワークＷを非接触で案内する非接触式ローラを用いることもできる。
上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）（請求項でいう第１の案内ローラの一例）は、ｘ方向に一定の間隔を空けて配置されている。具体的には、上部案内ローラ２２ａは搬入口１５ａに隣接して配置され、上部案内ローラ２２ｃは搬出口１６ａに隣接して配置されている。複数の案内ローラ２２ｂは、上部案内ローラ２２ａと上部案内ローラ２２ｃの間に等間隔で配置されている。上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）のそれぞれの高さ方向の位置は同一となっている。
複数の下部案内ローラ２４（請求項でいう第２の案内ローラの一例）のそれぞれは、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と同様、ｘ方向に一定の間隔を空けて配置されている。隣接する下部案内ローラ２４のｘ方向の間隔は、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）のｘ方向の間隔と同一となっている。複数の下部案内ローラ２４のｘ方向の位置は、隣接する上部案内（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）の中央位置となっている。複数の下部案内ローラ２４の高さ方向の位置は同一となっている。

上述したように上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と下部案内ローラ２４が配置されているため、搬入口１５ａからｘ方向に搬送されるワークＷは、上部案内ローラ２２ａによって下方に向かって搬送され、次いで、下部案内ローラ２４によって上方に向かって搬送され、以下、上部案内ローラ２２ｂと下部案内ローラ２４によって上下方向に繰り返し搬送される。そして、最も搬出口１６ａ側に配置された下部案内ローラ２４から上方に向かって搬送されるワークＷは、上部案内ローラ２２ｃによって搬出口１６ａに向かって搬送される。このように、処理室（１９ａ，１９ｂ）内を上下方向に繰り返し搬送することで、処理室（１９ａ，１９ｂ）内のスペースを有効に活用でき、ワークＷを乾燥させるための処理時間を確保している。なお、図１から明らかなように、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に架け渡されたワークＷによって、処理室（１９ａ，１９ｂ）は、上壁１４側に設けられる上部処理室１９ａと、下壁１３側に設けられる下部処理室１９ｂとに区分されている。なお、図２から明らかなように、ワークＷがない位置（すなわち、ワークＷのＹ方向の両端の外側の位置）では、上部処理室１９ａと下部処理室１９ｂは接続されている。

加熱装置は、処理室（１９ａ、１９ｂ）内に配置され、搬送装置２０によって搬送されるワークＷを加熱する。加熱装置は、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）の近傍に配置された第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）と、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と下部案内ローラ２４の間の高さに配置された第２ヒータ２８を備えている。図２に示すように、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）と第２ヒータ２８は、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）の軸線方向に伸びており、ワークＷの幅方向（ｙ方向）の全体を加熱可能となっている。

図１に示すように、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）は、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）の上方に配置される複数の第１上部ヒータ２６ａと、下部案内ローラ２４の下方に配置される複数の第１下部ヒータ２６ｂを備えている。第１上部ヒータ２６ａのそれぞれは、対応する上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と対向して配置されており、第１下部ヒータ２６ｂのそれぞれは対応する下部案内ローラ２４と対向して配置されている。このため、第１上部ヒータ２６ａと上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）の間にワークＷが位置し、ワークＷは第１上部ヒータ２６ａによって直接加熱される。同様に、第１下部ヒータ２６ｂと下部案内ローラ２４の間にワークＷが位置し、ワークＷは第１下部ヒータ２６ｂによって直接加熱される。

第２ヒータ２８は、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）のそれぞれの下方に、ｚ方向に間隔を空けて２個配置されている。また、第２ヒータ２８は、下部案内ローラ２４のそれぞれの上方に、ｚ方向に間隔を空けて２個配置されている。このため、ｘ方向に間隔を空けて１１個の第２ヒータ２８が並ぶと共に、ｙ方向に間隔を空けて２個の第２ヒータ２８が並んで配置されている。図から明らかなように、第２ヒータ２８は、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と下部案内ローラ２４に架け渡されたワークＷと対向する位置（すなわち、ワークＷの搬送方向に隣接する案内ローラ間の中間位置の近傍）に配置されている。第２ヒータ２８が案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）の軸線方向に伸びているため、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と下部案内ローラ２４に架け渡されたワークＷの幅方向の全体が第２ヒータ２８によって加熱される。

第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）は、赤外領域の電磁波を放射する公知の波長制御可能なヒータであり、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）と第２ヒータ２８は同一構造を有している。このため、ここでは第２ヒータ２８の構造について簡単に説明する。
図３に示すように、第２ヒータ２８は、フィラメント３０と、フィラメント３０を収容する内管３２と、内管３２を収容する外管３４を備えている。フィラメント３０は、例えば、タングステン製の発熱体であり、図示しない外部電源から電力が供給されるようになっている。フィラメント３０に電力が供給されて所定温度（例えば、１２００～１７００℃）となると、フィラメント３０から赤外線を含む電磁波が放射される。内管３２は、フィラメント３０から放射される電磁波のうち特定の波長領域（本実施例では、赤外領域）の電磁波のみを透過する赤外線透過材料によって形成されている。内管３２を形成する赤外線透過材料を適宜選択することで、フィラメント３０から内管３２の外部に放射される電磁波の波長を所望の波長に調整することができる。外管３４も、内管３２と同一の赤外線透過材料によって形成されている。したがって、内管３２を透過した電磁波は、外管３４を透過して外部に放射される。内管３２と外管３４の間の空間３６は、冷媒（例えば、空気）が流れる冷媒流路となっている。空間３６（すなわち、冷媒流路）に冷媒が供給されることで、外管３４の温度が高温となり過ぎることが防止されている。これによって、ワークＷの過熱が防止される。なお、赤外領域の電磁波を放射する波長制御可能なヒータについては、例えば、特許４７９００９２号に詳細に開示されている。

給気装置は、処理室（１９ａ，１９ｂ）内をｙ方向に伸びる複数の給気管３８と、処理室（１９ａ，１９ｂ）外に配置されて複数の給気管３８に冷却ガスを供給する給気ファン（図示省略）を備えている。図４に示すように、給気管３８には、周方向の２か所に噴出孔３９ａ，３９ｂが形成されている。このため、給気ファンから給気管３８に供給された冷却ガスは、噴出孔３９ａ，３９ｂから処理室（１９ａ，１９ｂ）内に噴射される。本実施例では、噴出孔３９ａ，３９ｂから噴射される冷却ガスの噴出方向がワークＷの表面に対して直交するように、給気管３８を設置する向きが調整されている。図４に示すように、噴出孔３９ａ，３９ｂは、給気管３８の軸線を挟んで対向する位置に配置されている。このため、給気管３８の搬入口１５ａ側と搬出口１６ａ側のそれぞれにワークＷが位置する場合、当該給気管３８の噴出孔３９ａから噴射される冷却ガスは一方のワークＷに噴射され、当該給気管３８の噴出孔３９ｂから噴射される冷却ガスは他方のワークＷに噴射される。また、図２に示すように、給気管３８の噴出孔３９ａ，３９ｂは、ｙ方向に間隔を空けて複数形成されている。このため、噴出孔３９ａ，３９ｂから噴射される冷却ガスは、ワークＷの幅方向（ｙ方向）の全体に噴射されることになる。

図１に示すように、給気管３８は、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）のそれぞれの下方に、ｚ方向に間隔を空けて２個配置されている。また、給気管３８は、下部案内ローラ２４のそれぞれの上方に、ｚ方向に間隔を空けて２個配置されている。図１から明らかなように、給気管３８は、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）及び第２ヒータ２８が配置される位置とは異なる位置に配置されている。具体的には、第２ヒータ２８と給気管３８はｚ方向（搬送方向）に等しい間隔を空けて交互に配置されている。また、上述したように、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に架け渡されたワークＷによって、処理室（１９ａ，１９ｂ）は上部処理室１９ａと下部処理室１９ｂとに区分されているが、上部処理室１９ａと下部処理室１９ｂのそれぞれに給気管３８が配置されている。

給気管３８に供給される冷却ガスとしては、例えば、不活性ガス、窒素、Ａｒガス等を用いることができる。処理室（１９ａ，１９ｂ）内の雰囲気ガスは、給気管３８から処理室（１９ａ，１９ｂ）内に噴射されるガスによって調整される。本実施例では、ワークＷに含まれる水分を除去するため、処理室（１９ａ，１９ｂ）内の雰囲気ガスは、露点が０℃以下となるガスに調整されている。なお、冷却ガスとしては、露点が０℃以下となる大気としてもよい。

ここで、処理室（１９ａ，１９ｂ）内の雰囲気ガスを排気する排気装置について詳しく説明する。排気装置は、排気口５０ａ～５０ｇ、５６ａ～５６ｆと、流量調整弁５２ａ～５２ｇ、５８ａ～５８ｆと、排気ファン５４、６０と、を備えている。

排気口５０ａ～５０ｇは、上壁１４に設けられており、ｘ方向に間隔を空けて配置されている。具体的には、排気口５０ａは、搬入口１５ａと第１ヒータ２６ａの間に配置されている。排気口５０ｂは、上部案内ローラ２２ａと、これに隣接する上部案内ローラ２２ｂ（詳しくは、最も搬入口１５ａ側の上部案内ローラ２２ｂ）の間に配置されている。排気口５０ｃ～５０ｅは、隣接して配置される上部案内ローラ２２ｂ、２２ｂの間に配置されている。排気口５０ｆは、最も搬出口１６ａ側の上部案内ローラ２２ｃと、これに隣接する上部案内ローラ２２ｂの間に配置されている。排気口５０ｇは、上部案内ローラ２２ｃと搬出口１６ａの間に配置されている。図１から明らかなように、排気口５０ｂ～５０ｆのそれぞれは、搬入口１５ａ側から２列目、４列目、６列目、８列目、１０列目に配置された対応する給気管３８及び第２ヒータ３８と対向している。また、排気口５０ｂ～５０ｆのそれぞれは、下部案内ローラ２４と対向しており、排気口５０ｂ～５０ｆとワークＷの間には下部案内ローラ２４が位置している。排気口５０ｂ～５０ｆの下方には、隣接する上部案内ローラ（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）と、それらのｘ方向の中間に位置する下部案内ローラ２４と、これらに架け渡されたワークＷによって区画される空間（上部処理室１９ａの一部）が位置している。なお、本実施例では、排気口５０ａ～５０ｇは、上壁１４のｙ方向の中間の位置に１つ配設されているが、ｙ方向の複数個所に配設されてもよい。

排気口５６ａ～５６ｆは、下壁１３に設けられており、ｘ方向に間隔を空けて配置されている。具体的には、排気口５６ａは、搬入口１５ａと最も搬入口１５ａ側に配置された下部案内ローラ２４の間に配置されている。排気口５６ｂ～５６ｅは、隣接して配置される下部案内ローラ２４の間に配置されている。排気口５６ｆは、最も搬出口１６ａ側の下部案内ローラ２４と搬出口１６ａの間に配置されている。図１から明らかなように、排気口５６ａ～５６ｆのそれぞれは、搬入口１５ａ側から１列目、３列目、５列目、７列目、９列目、１１列目に配置された対応する給気管３８及び第２ヒータ３８と対向している。また、排気口５６ａ～５６ｆのそれぞれは、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ、２２ｃ）と対向しており、排気口５６ａ～５６ｆとワークＷの間に上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ、２２ｃ）が位置している。排気口５６ｂ～５６ｅの上方には、隣接する下部案内ローラ２４と、それらのｘ方向の中間に位置する上部案内ローラ２４と、これらに架け渡されたワークＷによって区画される空間（下部処理室１９ｂの一部）が位置している。なお、本実施例では、排気口５６ａ～５６ｆは、下壁１４のｙ方向の中間位置に１つ配設されているが、ｙ方向の複数個所に配設されてもよい。

排気ファン５４は、排気口５０ａ～５０ｇと接続されている。排気ファン５４と排気口５０ａとを接続する排気流路には流量調整弁５２ａが設けられている。同様に、排気ファン５４と排気口５０ｂ～５０ｇを接続する排気流路のそれぞれには、流量調整弁５２ｂ～５２ｇが設けられている。本実施例では、排気口５０ａ～５０ｇを１つの排気ファン５４に接続しながら、排気口５０ａ～５０ｇのそれぞれに流量調整弁５２ａ～５２ｇを設けることで、排気口５０ａ～５０ｇのそれぞれから排気される雰囲気ガスの流量を独立して制御することができる。

同様に、排気ファン６０は、排気口５６ａ～５６ｆと接続されている。排気ファン６０と排気口５６ａ～５６ｆとを接続する排気流路（専用部分）のそれぞれには、流量調整弁５８ａ～５８ｆが設けられている。したがって、排気口５６ａ～５６ｆのそれぞれから排気される雰囲気ガスの流量も独立して制御することができる。

コントローラ４４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたプロセッサによって構成され、搬送装置２０と加熱装置（２６，２８）と給気装置と排気装置（５４，６０，５２ａ～５２ｇ，５８ａ～５８ｆ）を制御する。具体的には、コントローラ４４は、搬送装置２０を制御することでワークＷの搬送速度及び張力を制御し、加熱装置（２６，２８）を制御することでワークＷの加熱量を制御し、給気装置を制御することで給気管３８からワークＷに噴射される冷却ガスの流量及び流速を制御する。また、コントローラ４４は、排気ファン５４，６０の回転数と流量調整弁（５２ａ～５２ｇ，５８ａ～５８ｆ）の開度を制御することで、排気口５０ａ～５０ｇ、５６ａ～５６ｆのそれぞれから排気される雰囲気ガスの流量を制御する。

なお、熱処理炉１０には、搬入口ローラ２１に巻回されたワークＷを搬出口ローラ２５にセットするための通し装置が設けられている。図１に示すように、通し装置は、処理室（１９ａ，１９ｂ）内と処理室（１９ａ，１９ｂ）外を通って循環するチェーン４２と、チェーン４２を駆動する駆動装置（図示省略）を備えている。チェーン４２は、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に架け渡されたワークＷと同様に、搬入口１５ａから上下方向に向きを変えながら搬出口１６ａまで伸び、搬出口１６ａから処理室（１９ａ，１９ｂ）の外側を通って搬入口１５ａに戻っている。図１に示すように、チェーン４２が架け渡される経路は、ワークＷが架け渡される経路（すなわち、ワークＷの搬送経路）と複数個所で交差している。なお、チェーン４２が配置される位置は、ワークＷの幅方向（ｙ方向）の外側の位置となるため、チェーン４２とワークＷが干渉することはない（図２参照）。通し装置によりワークＷを搬出口ローラ２５にセットするには、まず、チェーン４２に設けられた図示しないクランプにより搬入口ローラ２１に巻回されたワークＷをクランプする。次いで、駆動装置によりチェーン４２を循環させ、ワークＷを搬入口ローラ２１より送り出す。これにより、チェーン４２のクランプに保持されたワークＷは、処理室（１９ａ，１９ｂ）内をチェーン４２と共に移動し、搬出口１６ａまで移動する。搬出口１６ａまでワークＷが移動すると、クランプを操作してチェーン４２からワークＷを開放し、ワークＷを搬出口ローラ２５にセットする。最後に、搬出口ローラ２５を回転させてワークＷに張力を与えることで、ワークＷが搬入口１５ａから案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）を介して搬出口１６ａまで架け渡される。

次に、上述した熱処理炉１０を用いてワークＷから水分を除去する処理を説明する。まず、給気管３８から処理室（１９ａ，１９ｂ）内に冷却ガスを供給し、処理室（１９ａ，１９ｂ）内を所定の雰囲気に調整する。次いで、コントローラ４４は、搬送装置２０を駆動することで、ワークＷを搬入口１５ａから処理室（１９ａ，１９ｂ）を通って搬出口１６ａまで搬送する。この際、コントローラ４４は、加熱装置（２６，２８）を制御してワークＷに赤外線領域の電磁波を照射すると共に、給気管３８からワークＷの表面に冷却ガスを噴出する。加熱装置（２６，２８）から赤外線領域の電磁波が照射されると、ワークＷに含まれる水分が照射された電磁波を吸収し、水分が蒸発する。ワークＷから蒸発した水分は、給気管３８から噴射される冷却ガスによってワークＷの表面から除去される。ワークＷの表面から除去された水分（ただし、水分には微量の有機溶剤が含まれる）を含んだ雰囲気ガスは、下壁１３の排気口１３ａと、上壁１４の排気口１４ａのそれぞれから処理室（１９ａ，１９ｂ）外に排気される。ワークＷは、搬入口１５ａから搬出口１６ａまで搬送される間に水分が除去される。水分が除去されたワークＷは、搬出口ローラ２５に巻き取られる。

上記の熱処理炉１０によると、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）の近傍で、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）と対向する第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）を備えている。また、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と下部案内ローラ２４の間に第２ヒータ２８を備えている。これらヒータ２６ａ，２６ｂ，２８のため、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に接触した状態におけるワークＷに対する熱収支を制御でき、また、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に接触していない状態におけるワークＷに対する熱収支を制御することができる。このため、ワークＷの熱収支を好適に制御でき、ワークＷから水分を除去する処理の効率を格段に向上することができる。例えば、ワークＷが案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に接触することで、ワークＷから案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に熱が流れてワークＷが冷却され過ぎてしまう場合は、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）からワークＷに供給する熱量を増加し、ワークＷが冷却され過ぎないようにする。これによって、ワークＷから水分を除去する効率が低下してしまうことを防止することができる。

また、上記の熱処理炉１０では、給気管３８と第２ヒータ３８が搬送方向に交互に配置され、また、給気管３８からの冷却ガスはワークＷの表面に直交する方向から噴射される。これによって、ワークＷの内部から蒸発した水分がワークＷの表面から速やかに除去され、ワークＷからの水分の除去が促進される。これによっても、ワークＷの水分の除去効率を高めることができる。

さらに、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に架け渡されたワークＷによって、処理室（１９ａ，１９ｂ）は上部処理室１９ａと下部処理室１９ｂとに区分されるが、上部処理室１９ａと下部処理室１９ｂのそれぞれに給気管３８と排気口１４ａ，１３ａが配置されている。このため、上部処理室１９ａに供給された冷却ガス及び下部冷却室１９ｂに供給された冷却ガスは、除去された水分と共に速やかに処理室（１９ａ，１９ｂ）外に排気される。これによっても、処理室（１９ａ，１９ｂ）内のガスの流れが好適化され、ワークＷの水分除去効率を高めることができる。特に、本実施例では、上壁１４の排気口５０ｂ～５０ｆは、ワークＷと下部案内ローラ２４で区画された空間（上部処理室１９ａの一部）に向かって開口し、給気管３８からこの空間に供給された冷却ガスを速やかに炉外に排気することができる。同様に、下壁１３の排気口５６ｂ～５６ｅは、ワークＷと上部案内ローラ２２ｂで区画された空間（下部処理室１９ｂの一部）に向かって開口し、給気管３８からこの空間に供給された冷却ガスを速やかに炉外に排気することができる。このため、処理室（１９ａ、１９ｂ）内の雰囲気ガスの流れが改善され、ワークＷの水分除去効率を高めることができる。

なお、ヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）は、内管及び外管を形成する赤外線透過材料を選択することで、放射する赤外線の波長領域を調整することができる。このため、ワークＷの特性に応じて放射する電磁波の波長を調整することで、ワークＷの熱処理効率を向上することができる。例えば、ワークＷとして、固形分（フェノール・エポキシ樹脂、１０～９０ｗｔ％）と、該固形分をスラリー状又はペースト状とする溶媒（水又は溶剤（例えば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール、ＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）等）から構成される物質を乾燥する場合を考える。このようなワークＷを乾燥する場合、熱処理炉１０の前半では近赤外線波長を選択したヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）により水又は溶剤の乾燥を行い、熱処理炉１０の後半では遠赤外線波長を選択したヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）によるアニーリングを行うようにしてもよい。

また、上記の実施例では、ヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）は、全て同一の波長領域の電磁波を放射したが、このような例に限られない。例えば、ヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）から放射される電磁波の波長は、搬送経路上の位置に応じて調整されていてもよい。例えば、熱処理炉１０によってワークＷから水分を除去する場合、ワークＷに含まれる水分量は、搬入口１５ａから搬出口１６ａに向かって徐々に低下する。このため、ヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）から放射される電磁波の波長を、搬入口１５ａから搬出口１６ａに向かって徐々に長くすることで、水分量に応じた電磁波をワークＷに照射することができる。

また、上記の実施例では、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）の近傍に第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）を配置し、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）によってワークＷを加熱したが、このような例に限られない。例えば、案内ローラの内部に熱媒が流れる流路を設け、案内ローラによってワークＷを加熱してもよい。このような構成によっても、案内ローラに接触する状態におけるワークＷの熱収支が制御可能となり、ワークＷの熱処理効率を向上することができる。

また、上記の実施例では、排気口５０ａ～５０ｇ、排気口５６ａ～５６ｆのそれぞれから均等に雰囲気ガスを排気していたが、このような例に限られない。例えば、排気口５０ｂ～５０ｆ，５６ｂ～５６ｅは、ワークＷと下部案内ローラ２４又はワークＷと上部案内ローラ２２ｂで区画された空間に向かって開口している。この空間は、ワークＷによって囲まれているため、この空間にワークＷから比較的に多くの水分が排出されると考えられる。そこで、排気口５０ｂ～５０ｆ，５６ｂ～５６ｅについては、その他の排気口５０ａ，５０ｇ，５６ａ，５６ｆと比較して、排気される雰囲気ガスの流量が多くなるように、流量調整弁５２ｂ～５２ｆ，５８ｂ～５８ｅを調整してもよい。あるいは、ワークＷに含まれる水分は、搬入口１５ａから搬出口１６ａに向かって徐々に低下する。このため、ワークＷに含まれる水分量に応じて、搬入口１５ａから搬出口１６ａに向かって排気口５０ａ～５０ｇ、排気口５６ａ～５６ｆから排気される雰囲気ガスの流量が変化するように、量調整弁５２ｂ～５２ｆ，５８ｂ～５８ｅを調整してもよい。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０熱処理炉
１２炉体
２２上部案内ローラ
２４下部案内ローラ
２６第１ヒータ
２８第２ヒータ
３８給気管
５０ａ～５０ｇ、５６ａ～５６ｆ排気口
５２ａ～５２ｇ、５８ａ～５８ｆ流量調整弁
５４，６０排気ファン

Claims

搬入口と、搬出口と、前記搬入口と前記搬出口との間に配置された処理室と、を備える炉体と、
前記搬入口から前記搬出口まで架け渡される被処理物を、前記搬入口から前記処理室を通って前記搬出口に搬送する搬送装置と、
前記処理室内に配置されており、前記搬送装置によって搬送される前記被処理物を案内する複数の案内ローラと、
前記処理室内に配置されており、前記搬送装置によって搬送される前記被処理物を加熱する加熱装置と、
前記処理室内に気体を供給する給気装置と、
前記処理室内の前記気体を排気する排気装置と、
を備えており、
前記被処理物は、前記搬入口から前記搬出口まで架け渡されるフィルム体であり、
前記炉体は、前記フィルム体の表面側に位置する第１の壁と、前記フィルム体の裏面側に位置し、前記第１の壁と対向する第２の壁と、を備えており、
前記排気装置は、
前記第１の壁に設けられ、前記処理室内の前記気体を排気する複数の第１の排気口と、
前記第２の壁に設けられ、前記処理室内の前記気体を排気する複数の第２の排気口と、を備えており、
前記複数の第１の排気口のそれぞれには第１排気流路が接続されており、前記第１排気流路のそれぞれには流量調整弁が設けられており、
前記複数の第２の排気口のそれぞれには第２排気流路が接続されており、前記第２排気流路のそれぞれには流量調整弁が設けられており、
前記複数の案内ローラは、
前記処理室の中心から見て前記第１の壁側となる位置において、前記搬入口と前記搬出口とを結ぶ第１方向に間隔を空けて配置される複数の第１の案内ローラと、
前記処理室の中心から見て前記第２の壁側となる位置において、前記第１方向に間隔を空けて配置される複数の第２の案内ローラと、
を備えており、
前記被処理物は、前記第１の案内ローラと前記第２の案内ローラとに交互に架け渡されており、
前記複数の第１の排気口の前記第１方向の複数の位置は、最も搬入口側の前記第１の案内ローラと前記搬入口との間となる第１搬入口側位置と、隣接する前記第１の案内ローラの間となる第１隣接位置と、最も搬出口側の前記第１の案内ローラと前記搬出口との間となる第１搬出口側位置と、有しており、
前記複数の第２の排気口の前記第１方向の複数の位置は、最も搬入口側の前記第２の案内ローラと前記搬入口との間となる第２搬入口側位置と、隣接する前記第２の案内ローラの間となる第２隣接位置と、最も搬出口側の前記第２の案内ローラと前記搬出口との間となる第２搬出口側位置と、を有しており、
前記第１隣接位置に配置される前記第１の排気口から排気される排気流量及び前記第２隣接位置に配置される前記第２の排気口から排気される排気流量が、前記第１搬入口側位置に配置される前記第１の排気口、前記第１搬出口側位置に配置される前記第１の排気口、前記第２搬入口側位置に配置される前記第２の排気口及び前記第２搬出口側位置に配置される前記第２の排気口から排気される排気流量より大きくなるように、前記流量調整弁が調整されている、熱処理炉。
前記被処理物は、前記複数の案内ローラによって規定される搬送経路を通って前記搬入口から前記搬出口まで搬送され、
前記給気装置は、前記処理室内であって、前記搬送経路に沿って配置されており、前記被処理物に向かって気体を噴出する複数の給気管を備えており、
前記フィルム体の表面に直交し、前記搬入口と前記搬出口を通過する断面で見たときに、前記複数の給気管は、
前記被処理物と前記第１の壁とで挟まれた空間内に配置される第１の給気管と、
前記被処理物と前記第２の壁とで挟まれた空間内に配置される第２の給気管と、を備えている、請求項１に記載の熱処理炉。
前記被処理物は、前記複数の案内ローラによって規定される搬送経路を通って前記搬入口から前記搬出口まで搬送され、
前記加熱装置は、前記搬送経路に沿って配置され、赤外領域の電磁波を放射して前記被処理物を加熱する複数のヒータを備えている、請求項１又は２に記載の熱処理炉。
前記フィルム体は、フィルムと、前記フィルムの表面及び裏面の少なくとも一方に塗布されたペーストと、を備えており、
前記加熱装置は、前記ペーストに含まれる水分を除去する、請求項１～３のいずれか一項に記載の熱処理炉。
前記搬送装置は、
前記炉体の外側であって前記搬入口の近傍に配置され、前記被処理物が巻回された搬入口ローラと、
前記炉体の外側であって前記搬出口の近傍に配置され、前記処理室内を搬送された前記被処理物を巻き取る搬出口ローラと、をさらに備えており、
前記搬入口ローラ及び前記搬出口ローラが回転することで、前記搬入口ローラに券回された前記被処理物は、前記搬入口ローラから送り出されて前記処理室内を搬送される、請求項１～４のいずれか一項に記載の熱処理炉。
前記処理室内の雰囲気は、露点が０℃以下となる不活性ガス雰囲気である、請求項１～５のいずれか一項に記載の熱処理炉。