JPH11311484A - 炉内雰囲気循環型ローラハース式連続焼成炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省スペース及び省エネルギー化が図れ、対流
加熱により基板ガラスの隔壁等について均一な焼成処理
ができるローラハース式連続焼成炉を提供する。 【解決手段】 本発明の炉内雰囲気循環型ローラハース
式連続焼成炉１０は、炉内天井部１２に循環ファン２２
を設けるとともに炉内にバッフル２６を設け、前記循環
ファン２２の駆動により炉内雰囲気が循環する循環経路
４０を前記バッフルの周囲に形成し、少なくとも加熱帯
及び焼成帯の前記バッフル２６内の上部に耐熱フィルタ
３６を設けるとともに炉内壁１３を内板構造とし、ロー
ラハース２８により搬送されるトレイ３２上に基板ガラ
スＰをその進行方向に対してほぼ垂直に保持し、前記循
環ファン２２により炉内雰囲気を前記耐熱フィルタ３６
を介して前記バッフル２６内を搬送される前記基板ガラ
スＰに吹き付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネル用基板ガラスに形成した隔壁等を焼成するた
めのローラハース式連続焼成炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ローラハース式焼成炉でプラズマ
ディスプレイパネルの一方の基板ガラスに形成した隔
壁、蛍光体、あるいはシールフリット等を焼成する場
合、耐熱ガラス製セッタの上にその基板ガラスを隔壁等
形成面を上向けにした状態で平置きしてハースローラで
炉内を搬送しながら輻射加熱及び輻射冷却により焼成し
ていた。ここで、基板ガラスを耐熱ガラス製セッタに平
置きするのは、基板ガラスが約６００℃の焼成温度時に
軟化することにより平坦度が悪化するのを防ぐためであ
り、この耐熱ガラス製セッタには約５ｍｍの厚みのもの
が使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た基板ガラスに形成された隔壁等の焼成方法では、輻射
加熱及び輻射冷却で、かつ耐熱ガラス製セッタ上に基板
ガラスを平置きした状態で搬送されるため、基板ガラス
の進行方向前後部で温度差が生じ、均一な加熱あるいは
冷却ができず、特に冷却時には進行方向前端が低温に、
後端が高温になり、この温度差によって基板ガラスが変
形するおそれがあった。また、耐熱ガラス製セッタを使
用するため、その熱容量の大きさゆえに加熱時に過大な
熱量を必要とするとともに、割れ等の損傷に対して十分
に注意を払う必要があり作業性が悪かった。さらに、例
えば月産１万枚の処理を可能にするには炉長を約５５ｍ
としなければならず、設置スペースが大きくなるととも
に消費熱量も大きくなって熱効率が悪かった。さらにま
た、焼成によって耐熱ガラス製セッタと基板ガラスとが
密着状態となり、後に基板ガラスを取り外すのに手間が
かかるという問題もあった。

【０００４】そこで、本発明は、省スペース及び省エネ
ルギー化が図れ、清浄な雰囲気により基板ガラスの均一
な焼成処理ができるローラハース式連続焼成炉を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の炉内雰囲気循環型ローラハース式連続焼成
炉は、炉内天井部に循環ファンを設けるとともに炉内に
バッフルを設け、前記循環ファンの駆動により炉内雰囲
気が循環する循環経路を前記バッフルの周囲に形成し、
少なくとも加熱帯及び焼成帯の前記バッフル内の上部に
耐熱フィルタを設けとともに炉内壁を内板構造とし、ハ
ースローラにより搬送されるトレイ上に基板ガラスをそ
の進行方向に対してほぼ垂直に保持し、前記循環ファン
により炉内雰囲気を前記耐熱フィルタを介して前記基板
ガラスに吹き付けるようにしたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施形
態である炉内雰囲気循環型ローラハース式連続焼成炉
（以下、焼成炉という）１０の炉長方向の断面図であ
る。この焼成炉１０は、天井部１２及び床部１６から突
出して対向する仕切壁１４、１８によって装入側から順
に、加熱帯Ａ、焼成帯Ｂ、徐冷帯Ｃ及び冷却帯Ｄに区画
されている。また、加熱帯Ａ、徐冷帯Ｃ及び冷却帯Ｄ
は、それぞれ対向して天井部１２及び床部１６から突出
する仕切壁１４ａ、１８ａによって複数の処理室２０に
区画されている。なお、前記焼成炉１０の装入側と抽出
側には、それぞれ昇降式の装入扉１１及び抽出扉１５が
設けてある。

【０００７】図１及び図２に示すように、各処理室２０
の天井部１２には、循環ファン２２がそれぞれ設けられ
ている。また、加熱帯Ａ及び冷却帯Ｄの天井部１２に
は、気体供給口２４が設けてあり、この気体供給口２４
を介して、加熱帯Ａ及び冷却帯Ｄにはクリーンエアが炉
内に供給されるようになっている。なお、炉側壁１３の
下部には、炉内雰囲気の一部を炉外に排出するための排
気口２５が設けてある。

【０００８】加熱帯Ａ、焼成帯Ｂ及び徐冷帯Ｃの各処理
室２０は、図２に示すように、断面略コ字状の耐熱鋼製
または耐熱合金製のバッフル２６がトンネル状に設けら
れている。バッフル２６の天井部には開口部２６ａが形
成され、この開口部２６ａに循環ファン２２のファン部
２２ａが臨んで配置されている。

【０００９】炉壁１３は炉内側表面に耐熱鋼板を内張り
した内板構造としてある。これにより、断熱材からのア
ウトガスが炉内に侵入するのを防止してあるとともに、
付着不純物（ヤニ等）の除去作業を容易にかつ効率良く
行えるようになる。この炉壁１３とバッフル２６との間
の空間が後述するように炉内雰囲気の循環経路４０の一
部となっている。また、バッフル２６の両側の循環経路
４０には、天井部１２で保持されたラジアントチューブ
バーナ３０がそれぞれ配置されている。

【００１０】焼成炉１０内の下部には、多数のハースロ
ーラ２８が炉長方向にわたって等ピッチに設けられてい
る。これらハースローラ２８によって例えば耐熱鋼製ま
たは耐熱合金製のトレイ３２が搬送されるようになって
いる。トレイ３２上には、例えば耐熱鋼製の治具３４が
取り付けられている。この治具３４により被処理物であ
るプラズマディスプレイ用の基板ガラスＰが進行方向す
なわち炉長方向に対してほぼ垂直に保持される。

【００１１】バッフル２６内の上部には、耐熱フィルタ
３６が設けられている。耐熱フィルタ３６は、例えばニ
ッケルマットや耐熱合金繊維マット等で形成することが
でき、循環する雰囲気中に存在する１〜５μｍ程度の塵
や埃等の粒子を９５％以上、５μｍ以上の粒子を１００
％の効率で除去できることが好ましい。また、耐熱フィ
ルタ３６は塵や埃を捕らえて除去するだけでなく、整流
板としての機能も果たす。これにより、循環ファン２２
を駆動すると、図２中矢印で示すように、ラジアントチ
ューブバーナ３０により所定温度に昇温された循環雰囲
気は耐熱フィルタ３６を介してハースローラ２８上を搬
送される基板ガラスＰに向けて吹き付けられるととも
に、各基板ガラスＰの隙間を通過してハースローラ２８
の下方に流れ、その後、炉壁１３とバッフル２６との間
の循環経路４０を通って処理室２０の上部に至り、そこ
からバッフル２６の天井部の開口部２６ａに設けた循環
ファン２２を介してバッフル２６の内部に再び吹き込ま
れることになる。このように、本実施形態の焼成炉１０
では、炉内雰囲気がバッフル２６の周囲の循環経路４０
及びバッフル２６内部を通って循環するようになってい
る。なお、冷却帯Ｄはラジアントチューブバーナ３０を
備えていない点を除き、同様な構成としてある。

【００１２】図３は前記トレイ３２及び治具３４の正面
図、図４は図３におけるIV−IV線断面図、図５は図４に
おけるV部の拡大図である。トレイ３２上に取り付けら
れた治具３４は、耐熱鋼のＬ型アングルを溶接等で組み
立てて枠体に形成したものである。進行方向に対してほ
ぼ垂直に立てられた複数（本実施形態では１０枚）の基
板ガラスＰは、その下端が下端支持部材３４ａによって
それぞれ支持され、その側部が治具３４の上部両側にあ
る側部支持プレート３４ｂに固定された側部支持部材３
４ｃによってそれぞれ支持されている。側部支持部材３
４ｃには、図５に示すように、弓形の板ばね３４ｅが取
り付けてあり、この板ばね３４ｅによって基板ガラスＰ
の側部を両側から挟持している。側部支持部材３４ｃの
下方に設けた２つのガイド部材３４ｄは、基板ガラスＰ
を上方から治具３４に挿入するときにガイドするための
ものである。なお、治具３４の構造は上述したものに限
られず、基板ガラスＰをほぼ垂直に立てた状態で保持で
きる構造のものであればよく、例えば吊り下げ方式でも
よい。

【００１３】次に、前記構成からなる焼成炉１０を使用
して、基板ガラスＰに形成された隔壁、蛍光体あるいは
シールフリット等を焼成する方法について説明する。ま
ず、隔壁等が形成された複数の基板ガラスＰをトレイ３
２上の治具３４に装着して焼成炉１０の装入口から装入
する。炉内に装入された基板ガラスＰは、ハースローラ
２８によって抽出側に向けて順次搬送される。

【００１４】加熱帯Ａの各処理室２０では、バッフル２
６の周囲の循環経路４０においてラジアントチューブバ
ーナ３０で加熱された循環雰囲気が循環ファン２２によ
りバッフル２６内に取り込まれる。バッフル２６内に吹
き込まれた循環雰囲気は耐熱フィルタ３６を通過する際
に塵や埃が除去されるとともに整流され、清浄な雰囲気
となって基板ガラスＰに向けて上方より吹き付けられ
る。これにより、基板ガラスＰは対流加熱により５〜１
５℃／分の昇温速度で加熱される。そして、装入側から
例えば４つ目の処理室２０において例えば約４２０℃の
温度に所定時間（例えば、２０分程度）保持される（図
１参照）。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、炉内に供給された
クリーンエアとともに炉外に排出される。なお、前記ク
リーンエアとして、例えばＪＩＳＢ９９２０で示される
清浄度クラス７で露点−１０℃程度の空気を使用するこ
とができる。

【００１５】その後、基板ガラスＰは加熱帯Ａにおいて
同様に対流加熱により例えば６００℃の焼成温度まで加
熱される。そして、焼成帯Ｂではその焼成温度に所定時
間（例えば２０分程度）保持される（図１参照）。ここ
においてもまた、循環雰囲気による対流加熱によって基
板ガラスＰが焼成温度に保持され、隔壁等が均一に焼成
される。それから、基板ガラスＰは徐冷帯Ｃ及び冷却帯
Ｄにおいて循環ファン２２により耐熱フィルタ３６を介
して吹き付けられる循環雰囲気によって対流冷却され、
約１２０℃まで冷却されて炉外に排出される（図１参
照）。

【００１６】なお、本実施形態の焼成炉１０では、すべ
ての帯域の処理室２０のバッフル２６内に耐熱フィルタ
３６を設けたが、徐冷帯Ｃ及び冷却帯Ｄについては耐熱
フィルタ３６を省略することもできる。また、図６に示
すように、加熱帯Ａ、焼成帯Ｂ、徐冷帯Ｃ、および冷却
帯Ｄをそれぞれ独立した帯に区画し、さらには前記徐冷
帯Ｃを２つの独立した処理室２０に区画するために、搬
送トレイ３２が通過するときだけ開閉する昇降式扉４２
を設けて、焼成時及び徐冷時の温度管理を厳格に行うよ
うにしてもよい。さらに、本実施形態では加熱手段とし
てラジアントチューブバーナを用いたが、これに代えて
電熱ヒータを炉内雰囲気の循環経路に設けてもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の炉内雰囲
気循環型ローラハース式連続焼成炉によれば、整流板を
兼ねた耐熱フィルタで塵や埃を除去して清浄な循環雰囲
気を確保できるので、対流加熱及び対流冷却により焼成
処理を行うことができる。また、このように対流加熱が
可能になった結果、基板ガラスをほぼ垂直状態で焼成で
きるようになり、従来のように基板ガラスを平置きして
焼成するローラハース式連続焼成炉に比べて炉長を大幅
に短縮することができ、省スペース化を図れる。具体的
には、同一処理能力の炉についての比較で約４０％の短
縮が可能である。さらに、炉長を短くできるため、省エ
ネルギー化も図れる。

【００１８】また、進行方向に対して基板ガラスをほぼ
垂直状態で焼成できるので、加熱時及び冷却時に基板ガ
ラスの部位間における温度差がなくなり、基板ガラスの
変形を防止できる。

【００１９】さらにまた、例えば耐熱鋼製のトレイ及び
治具を用いることで熱容量の大きい耐熱ガラス製セッタ
を使用しなくなっため、熱効率の向上を図れるととも
に、焼成処理後に耐熱ガラス製セッタと基板ガラスとの
密着により基板ガラスの取り外しに手間がかかったり、
あるいは、耐熱ガラス製セッタに割れ等の破損が生じな
いように慎重に作業しなければならず作業性が悪いとい
ったこともなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 炉内雰囲気循環型ローラハース式連続焼成炉
の炉長方向の断面図。

【図２】 炉内雰囲気循環型ローラハース式連続焼成炉
の炉幅方向の断面図。

【図３】 基板ガラスを搬送及び保持するトレイ及び治
具の側面図。

【図４】 図３におけるIV−IV線断面図。

【図５】 図４におけるV部拡大図。

【図６】 炉内雰囲気循環型ローラハース式連続焼成炉
の変形例の炉長方向の断面図。

【符号の説明】

１０…炉内雰囲気循環型ローラハース式連続焼成炉、１
２…天井部、１３…炉壁、２２…循環ファン、２６…バ
ッフル、２８…ハースローラ、３０…ラジアントチュー
ブバーナ、３２…搬送用トレイ、３４…治具、３６…耐
熱フィルタ、４０…循環経路、Ｐ…基板ガラス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉内天井部に循環ファンを設けるととも
   に炉内にバッフルを設け、前記循環ファンの駆動により
   炉内雰囲気が循環する循環経路を前記バッフルの周囲に
   形成し、少なくとも加熱帯及び焼成帯の前記バッフル内
   の上部に耐熱フィルタを設けるとともに炉内壁を内板構
   造とし、ハースローラにより搬送されるトレイ上に基板
   ガラスをその進行方向に対してほぼ垂直に保持し、前記
   循環ファンにより炉内雰囲気を前記耐熱フィルタを介し
   て前記基板ガラスに吹き付けるようにしたことを特徴と
   する炉内雰囲気循環型ローラハース式連続焼成炉。