JPWO2007108417A1 - 熱処理炉 - Google Patents

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Abstract

複雑な構成を必要とせず、設備の大型化やコストの増大を招くことなしに、例えば、セラミック電子部品の製造工程でセラミック成形体を焼成する場合において、脱バインダーとその後の焼成を連続して行うことが可能な熱処理炉を提供する。ケース３の内部の熱処理領域１を囲むように設置された断熱材２と、ケース３の内壁との間に、熱処理領域１から断熱材２を経て伝わる熱を反射させるリフレクタ４を配設する。断熱材２の内部にヒータ７が埋設されたモジュールヒータ８を用いる。リフレクタ４として、複数の薄板５を、その主面が所定の間隔をおいて並置されるように配設した構造を有するリフレクタを用いる。

Description

本願発明は、熱処理炉に関し、詳しくは、例えば、セラミック電子部品を製造する際における未焼成セラミック素体の焼成工程や、焼成工程に先立つ脱バインダー工程などにおいて、被熱処理物を熱処理するために用いられる焼成炉や脱脂炉などの熱処理炉に関する。
図６は従来の熱処理炉の一例を示す図である。従来、セラミック電子部品の製造工程で、セラミック成形体（未焼成セラミック素体）などの被焼成物を焼成するための焼成炉として、図６に模式的に示すように、ケース６１の内部の熱処理領域６５の周囲に、セラミックウール材などの断熱材６２中にヒータ６３を配設した、いわゆるモジュールヒータ６４を配設した焼成炉が広く用いられている。
しかしながら、このような焼成炉は、脱バインダー工程が終了した後のセラミック成形体を焼成する場合に用いられるものであり、通常、脱バインダーを行う場合には用いることが困難なものである。
これは、図６に示すようなモジュールヒータ６４を備えた熱処理炉を用い、熱処理領域６５内にセラミック成形体（未焼成セラミック素体）などの被焼成物６６を入れて脱バインダーを行った場合、モジュールヒータ６４を構成する、セラミックウールなどからなる断熱材６２にバインダー蒸気が浸透して、断熱材６２中で凝縮、固化し、バインダー蒸気が浸透した部分としていない部分とで大きな熱膨張率の差を生じ、断熱材６２の剥離や破壊などを生じる場合があることによる。
そのため、従来、脱バインダーと、その後の焼成を連続して行う場合には、脱バインダー工程で発生したバインダー蒸気がセラミックウール材などからなる断熱材に浸透しないように、インナーケース（インナーマッフル）を備えた熱処理炉が用いられている。
すなわち、脱バインダー工程で発生したバインダー蒸気が、ケースの内壁で冷却されて結露し、断熱材などに付着することを防止するため、ケースの内側にインナーケースを設けることにより、バインダー蒸気がインナーケースの外側に漏出してケースの内壁に接触して結露することを防止するようにしている。
そして、このようなインナーケースを用いた熱処理炉として、図７に示すような熱処理炉が提案されている（特許文献１参照）。
この熱処理炉は、セラミックや金属などの焼結体を製造するために用いられる熱処理炉であり、例えばセラミック材料を熱処理する場合において、バインダーの分解ガスや燃焼ガスなどの不純物を大気に放出することなく熱処理することを可能にするとともに、保守を容易にすることを目的とものである。
この熱処理炉は、図７に示すように、炉体７１の内部に設けた、グラファイト板などからなるインナーケース７２内で被処理物７３を加熱処理するとともに、被処理物７３から発生するバインダー蒸気などのガス状の不純物を、インナーケース７２内から炉体７１の外部に排出するように構成されており、上部に導入口７４を有する不純物補集トラップ７５を炉体７１の外部に設け、インナーケース７２内において発生した不純物を、導出管７６により不純物補集トラップ７５に導き、捕集するようにしている。
そして、この熱処理炉によれば、不純物を大気中に放出することなく効率よく除去することが可能になるとともに、簡便な構成であるため保守が容易で、運転費、保守費を削減することができるとされている。
しかしながら、この熱処理炉においては、炉体内にインナーケースを配設することが必要なばかりでなく、導出管７６や不純物補集トラップ７５などが必要になることから、構成が複雑になり、設備の大型化やコストの増大を招くという問題点がある。
また、ケースの内壁を金属マッフルで覆うようにした熱処理炉も知られているが、ケースの内壁を金属マッフルで覆うことは、
(１)最高使用温度が金属マッフルを構成する金属の耐熱温度に依存することになり、炉の操作条件が制約されることになる、
(２)金属マッフルを構成する金属のクリープ変形に対する対策が必要となり、炉内寸法が制約を受ける、
(３)炉内が金属マッフルで仕切られた熱処理領域とその他の領域とに区画されることになり、必要有効炉内寸法に対して熱処理炉の寸法が大きくなり、設備が大型化する、
(４)炉内が二重構造となり、組立て・製作に手間がかかり、コストの増大を招く、
というような問題点がある。
また、ケースの内壁をセラミックボードで構成するようにした熱処理炉も考えられるが、脱脂過程で発生するバインダー蒸気は、セラミックボードを通過して、ケースの内壁にまで到達し、通常、バインダー蒸気の凝縮温度以下の温度になっているケースの内壁（すなわち断熱材の背面）で凝縮する。そして、凝縮したバインダーは、断熱材中に浸透、固化し、断熱材の熱伝導率を高くするだけでなく、浸透した部分とそうでない部分とで、大きな熱膨張率の差を生じ、断熱材の剥離や破壊を招くという問題点がある。特に、断熱材に金属ヒータが埋め込まれたモジュールヒータを使用した場合、断熱材に埋め込まれた金属ヒータの絶縁性を短期間に低下させるという問題点がある。
特公平７−２１３８９号公報
本願発明は、上記課題を解決するものであり、複雑な構成を必要とせず、設備の大型化やコストの増大を招くことなしに、例えば、セラミック電子部品の製造工程で未焼成セラミック素体などを焼成する場合において、脱バインダーとその後の焼成を連続して行うことが可能な熱処理炉を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本願発明（請求項１）の熱処理炉は、
ケースと、
前記ケース内にあり、被熱処理物が収容される熱処理領域と、
前記熱処理領域を所定の温度に加熱するためのヒータと、
前記熱処理領域を囲むように設置された断熱材と、
前記断熱材と前記ケースの内壁との間に配置され、前記熱処理領域から前記断熱材を経て伝わる熱を反射させるリフレクタと
を具備することを特徴としている。
また、請求項２の熱処理炉は、請求項１の発明の構成において、前記ヒータは、その主要部が前記断熱材の内部に配設されたものであることを特徴としている。
また、請求項３の熱処理炉は、請求項１または２の発明の構成において、前記リフレクタが、耐熱性を有する金属材料からなる複数の薄板を、各薄板の主面が所定の間隔をおいて並置されるように配設した構造を有するものであることを特徴としている。
また、請求項４の熱処理炉は、請求項３の発明の構成において、前記リフレクタを構成する前記複数の薄板間に、該薄板間の気体の対流を抑制するための仕切用断熱材が配設されていることを特徴としている。
また、請求項５の熱処理炉は、請求項１〜４のいずれかの発明の構成において、前記リフレクタが、前記断熱材の外周面の略全面を覆うように配設されていることを特徴としている。
本願発明（請求項１）の熱処理炉は、ケースと、ケース内にあり、被熱処理物が収容される熱処理領域と、熱処理領域を所定の温度に加熱するためのヒータと、熱処理領域を囲むように設置された断熱材と、断熱材とケースの内壁との間に配置され、熱処理領域から断熱材を経て伝わる熱を反射させるリフレクタとを備えているので、輻射熱により断熱材の背面の温度をバインダー蒸気が凝縮する温度以上とすることが可能になり、断熱材中にバインダー成分が凝縮、固化することを防止することができる。
その結果、インナーケースや、熱処理領域の金属内張りなどを必要とすることなく、熱処理炉を構成することが可能になり、構造を簡素化して、設備の大型化やコストの増大を招くことなく、セラミック電子部品の製造工程でセラミック成形体を焼成する場合において、脱バインダーとその後の焼成を連続して行うことが可能な熱処理炉を提供することが可能になる。
また、請求項２の熱処理炉のように、請求項１の発明の構成において、ヒータの主要部が、断熱材の内部に配設されているような構成とした場合、すなわち、ヒータを、断熱材の内部にヒータが配設された、いわゆるモジュールヒータとした場合、熱処理炉の構造が簡略化され、炉内寸法の制約を少なくして熱処理領域を広く有効に利用できる。
すなわち、従来の熱処理炉ではモジュールヒータは焼成用のヒータであり、そのままでは脱脂時には使用することができず、脱脂時にも利用しようとすると、インナーケースが必要となるが、モジュールヒータの背面にリフレクタを設けることで、断熱材中にバインダー成分が凝縮、固化することを防止することが可能になり、インナーケースを必要とすることなく、モジュールヒータを用いて、脱脂とその後の焼成を連続して行うことが可能な熱処理炉を提供することが可能になる。
また、例えば、１０００℃以下の比較的低温の焼成炉では、ヒータを断熱材に埋め込んだモジュールヒータを使用することにより、熱処理炉の構造を簡単にすることが可能になり、コストダウンを図ることができる。
したがって、本願発明は、ヒータとして、断熱材の内部にヒータを配設した、いわゆるモジュールヒータが用いられている熱処理炉に適用した場合に特に有意義である。
また、請求項３の熱処理炉のように、請求項１または２の発明の構成において、リフレクタとして、耐熱性を有する金属材料からなる複数の薄板を、各薄板の主面が所定の間隔をおいて並置されるように配設した構造を有するものを用いるようにした場合、例えば、バインダーを含有するセラミック成形体を焼成する場合において、脱バインダー工程で発生するバインダー蒸気が断熱材中で凝縮、固化し、断熱材が劣化して、剥離、破壊が起こることをより確実に防止することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
また、リフレクタを構成する、耐熱性を有する金属材料からなる薄板の枚数を調節することにより、断熱材の背面温度（断熱材の外周側の、リフレクタと対向する面の温度）を制御することが可能になり、熱処理炉の操作条件に最適な設計を行うことが可能になる。
また、炉内温度に対して、断熱材の厚み、リフレクタを構成する薄板の枚数を適切に設定することにより、リフレクタの表面温度を任意に設定することが可能になる。その結果、炉内雰囲気が酸化雰囲気であるような場合にも、リフレクタの構成材料として高価な材料を用いることを不要にすることが可能になり、経済的に所望の断熱効果を得ることが可能になる。
また、請求項４の熱処理炉のように、請求項３記載の熱処理炉において、リフレクタを構成する複数の薄板間に、該薄板間の気体の対流を抑制するための仕切用断熱材を配設するようにした場合、薄板間に存在する気体の対流が、仕切用断熱材により妨げられ、仕切用断熱材により仕切られた所定の領域内での対流になるため、リフレクタによる断熱効率を向上させることが可能になる。
また、例えば、垂直に配設して用いられるリフレクタにおいて、リフレクタを構成する薄板の上辺に略平行な仕切用断熱材と、下辺に略平行な仕切用断熱材を配設するようにした場合、上下の仕切用断熱材の距離が小さくなるほど、対流が起こる領域が小さくなり、対流による伝熱を抑制して、断熱効率を向上させることが可能になる。
また、請求項５の熱処理炉のように、請求項１〜４のいずれかの発明の構成において、前記リフレクタを、断熱材の外周面の略全面を覆うように配設するようにした場合、例えば、バインダーを含有するセラミック成形体を焼成する場合において、脱バインダー工程で発生するバインダー蒸気が断熱材中で凝縮、固化し、断熱材が劣化して剥離、破壊が起こることをより確実に防止することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
本願発明の熱処理炉が備える断熱材およびリフレクタの作用を説明するための図である。 本願発明の一実施例（実施例１）にかかる熱処理炉の要部構成を模式的に示す図である。 本願発明の一実施例（実施例１）にかかる熱処理炉の構成を模式的に示す正面断面図である。 本願発明の一実施例（実施例１）にかかる熱処理炉の構成を模式的に示す平面断面図である。 本願発明の他の実施例（実施例２）にかかる熱処理炉の構成を模式的に示す斜視図である。 セラミック電子部品の製造工程でセラミック材料を熱処理する際に用いられる従来の熱処理炉の構成を模式的に示す断面図である。 炉体の内部にインナーケースが配設された構造を有する従来の熱処理炉の例を示す図である。
符号の説明
１ 熱処理領域
２ 断熱材
２ａ 断熱材の外側表面
３ ケース
４ リフレクタ
５、５ａ、５ｂ 薄板
６ 空気層
７ ヒータ
８ モジュールヒータ
９ 扉
１０ 熱処理炉
１２ａ、１２ｂ 仕切用断熱材
１５ 上辺
１６ 下辺
２０ 仕切用断熱材により仕切られた領域
２１ スタッドボルト
Ｄ 仕切用断熱材の距離
Ｌ 断熱材の背面とリフレクタとの距離
Ｔ モジュールヒータの厚み
本願発明の熱処理炉においては、ケースと、ケース内にあり、被熱処理物が収容される熱処理領域と、熱処理領域を加熱するためのヒータと、熱処理領域を囲むように設置された断熱材とを備えた熱処理炉において、熱処理領域から断熱材を経て伝わる熱を反射させるリフレクタが、断熱材とケースの内壁との間、すなわち、断熱材の外側（背面）に配設される。
リフレクタとしては、ステンレスなどの耐熱金属（例えば、ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３０４など）製の複数の薄板を、その主面が所定の間隔をおいて対向するように配設した構造を有するリフレクタを用いる。このリフレクタは、熱線を反射する機能を果たす。
なお、熱伝達の形態は、熱伝導・対流伝熱・輻射（放射）伝熱の３つの形態に分類されるが、リフレクタは主として、そのうちの熱線の輻射（放射）による輻射（放射）伝熱を抑制する機能を果たす。
以下に、リフレクタを備えた本願発明の熱処理炉における熱伝達の機構を、図１を参照しつつ説明する。なお、図１は、ケース３の内部を示すものであって、被熱処理物が収容される熱処理領域１を囲むように配設された断熱材２と、断熱材２の外側（背面）であって、断熱材２とケース３の内壁との間に配設された、複数の薄板５から形成されたリフレクタ４を備えた熱処理炉１０の要部を示している。
図１に示す熱処理炉１０において、熱処理領域１が、所定の熱処理温度（Ｔ0℃）になっている場合、熱は、断熱材２を経て、熱伝導により熱処理領域１から断熱材２の外側に伝わる。そして、断熱材２の伝導熱抵抗により、断熱材２の外側表面２ａの温度（境界温度）はＴ1℃で平衡に達する。
そして、断熱材２の外側表面２ａに伝わった熱は、リフレクタ４に達すると、輻射と対流およびリフレクタ４を構成する複数の薄板５、および複数の薄板５間の空気層６における熱伝導により、ケース３に伝達される。
リフレクタ４間の熱伝達は主に輻射である。対流伝熱については輻射ほどの影響はないが、より精度を高めるには考慮するほうがよい。
そして、リフレクタ４を構成する複数の薄板５間においては、熱線の吸収と反射が繰り返され、最終的には、Ｔ2〜Ｔnの温度で平衡に達する。なお、Ｔnは、ケース３の温度となる。
また、ケース３の外表面では、外気への対流と輻射により、熱が外気に伝達される。そして、各領域（すなわち、リフレクタ４を構成する複数の薄板５間の各空気層６）で伝達される熱量はほぼ等しいことから、リフレクタ４を構成する複数の薄板５のそれぞれにおいて、熱平衡時の温度が定まることになる。
したがって、リフレクタ４を構成する薄板５の枚数を調整（増減）することにより、同じ条件（熱伝導率、断熱材厚さ）の断熱材２が用いられている場合の、断熱材２の背面温度を任意に制御することが可能になる。すなわち、リフレクタ４を構成する薄板５の枚数を増やすことにより、リフレクタ４の熱抵抗を大きくして、断熱材２の背面温度を上昇させることができる。
その結果、選定した断熱材２に対して、リフレクタ４を構成する薄板５の枚数を適切に設定することにより、断熱材２の背面温度を、例えばバインダー蒸気の凝縮温度以上の温度に確実に保つことが可能になる。そして、これにより断熱材２中にバインダー成分が凝縮、固化することを防止することが可能になる。
また、熱処理領域１内の温度が最高温度にあるときに、断熱材２の背面温度をバインダー蒸気に由来するカーボンの酸化温度（例えば４００℃）以上の温度に設定することも可能である。
このように設計された断熱構成を有する熱処理炉においては、原理的に、断熱材中にバインダーが蓄積することがなく、大量にバインダー蒸気が発生する脱脂工程においても、インナーマッフルなどを使用することなく、熱処理を行うことができる。また、インナーマッフルなどを使用する必要がないことから、設備の小型化や設備コストの大幅な削減を図ることが可能になる。
なお、断熱材２を用いずに、断熱材２を用いるべき領域とリフレクタ４を用いるべき領域の全てをリフレクタ４で構成するようにした場合、通常、放射率εが０．２〜０．４（すなわち、反射率が０．８〜０．６）であることが想定されるリフレクタ４では、高温（６００℃以上の温度域）において、遮熱の効果が小さく、リフレクタ４を構成する薄板５の必要枚数が多くなりすぎて現実的な構成ではなくなる。また、断熱材２を用いるべき領域にリフレクタ４を用いた場合、リフレクタ４を構成する薄板５の構成材料である金属の酸化により、リフレクタ４の放射率εが短時間に増大してしまうことがあり、酸化雰囲気での使用が困難になるため、断熱材２を用いるべき領域にリフレクタ４を用いることは好ましくない。
すなわち、本願発明の熱処理炉のように、断熱材２とリフレクタ４を組み合わせることにより、酸化雰囲気でも長時間安定して使用することが可能な熱処理炉を得ることが可能になるため、断熱構成としては、断熱材２とリフレクタ４を組み合わせて用いる構成とすることが望ましい。
以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
図２〜４は、本願発明の一実施例（実施例１）にかかる熱処理炉の構成を示す図であり、図２は本願発明の要部構成を示す断面図、図３は本願発明の熱処理炉の構成を模式的に示す正面断面図、図４は本願発明の熱処理炉の構成を模式的に示す平面断面図である。
この熱処理炉１０は、低温焼結性のセラミックグリーンシートを用いた、セラミック多層基板用のセラミック積層体の脱脂工程、焼結工程を連続して行う熱処理炉である。なお、この熱処理炉により熱処理が行われる被熱処理物は、薄いセラミックグリーンシートを積層することにより形成されたセラミック積層体であり、２０重量％程度のバインダーを含有するものである。
この実施例１で用いられている熱処理炉は、図２に模式的に示すように、内部に被熱処理物が収容される熱処理領域１を備え、前面が被熱処理物を出し入れするための扉９（図４）となっているケース３と、熱処理領域１を所定の温度に加熱するためのヒータ７と、ケース３の内部の熱処理領域１を囲むように設置された、例えば、セラミックファイバーなどからなる断熱材２と、断熱材２とケース３の内壁との間に配置され、熱処理領域１から断熱材２を経て伝わる熱を反射させるリフレクタ４とを備えている。
なお、ヒータ７としてはカンタル線が用いられている。また、カンタル線からなるヒータ７は断熱材２の内部に埋設されており、この実施例１の熱処理炉では、断熱材２と断熱材２に埋め込まれたヒータ７がいわゆるモジュールヒータ８を構成している。
モジュールヒータ８（断熱材２）の厚みＴは１００mmであり、熱伝導率λは０．１２Ｗ／ｍＫである。
また、リフレクタ４は、断熱材２に近い位置に配設された、ＳＵＳ３１６製の３枚の薄板５（５ａ）と、この３枚の薄板５ａの外側に配設された、ＳＵＳ３０４製の３枚の薄板５（５ｂ）の、合計６枚の薄板５から構成されている。なお、各薄板５はスタッドボルト２１を介して断熱材２およびケース３に取り付けられている。
また、この実施例１のリフレクタの放射率εは０．４（反射率は０．６）である。
さらに、断熱材２の背面（外側表面２ａ）とリフレクタ４との距離Ｌは１０mm、リフレクタ４を構成する複数の薄板５ａの間隔、薄板５ｂの間隔、さらには、薄板５ａと薄板５ｂの間隔は、それぞれ１０mmである。
上述のように、断熱材２とリフレクタ４を組み合わせた断熱機構を有するこの実施例１の熱処理炉においては、熱処理領域１の温度が、最もバインダー蒸気の発生量の多い３００℃のときに、断熱材２の背面温度を２３０℃に保持することができた。
また、熱処理領域１の温度が最高温度である９００℃のときに、断熱材２の背面温度を６０３℃に保持することができた。
その結果、断熱材の背面でバインダーが凝縮、固化することを確実に防止して、安定した熱処理を行うことができた。
すなわち、この実施例１の熱処理炉は、断熱材２とケース３の内壁との間に配置され、熱処理領域１から断熱材２を経て伝わる熱を反射させるリフレクタ４を備えているので、輻射熱により断熱材の背面の温度をバインダー蒸気が凝縮する温度以上とすることが可能になり、断熱材中にバインダー成分が凝縮、固化することを防止することができる。
そして、その結果として、熱処理領域の金属内張りや、インナーケースなどを必要とすることなく、熱処理炉を構成することが可能になり、構造を簡素化して、設備の大型化やコストの増大を招いたりせずに、例えば、セラミック電子部品の製造工程でセラミック成形体を焼成する場合において、脱バインダーとその後の焼成を連続して行うことが可能になる。
また、この実施例１の熱処理炉においては、ヒータ７を断熱材２の内部に配設したモジュールヒータ８を用いるようにしているので、構造を簡素化して、小型で経済性に優れた熱処理炉を提供することができる。上述のような従来の熱処理炉の構成であれば、ヒータとしてモジュールヒータを用いた場合には、断熱材中でバインダー蒸気の凝縮が生じ、断熱材の剥離や破壊を招くことになるが、本願発明の熱処理炉は、上述のように、リフレクタ４を備えているため、輻射熱により断熱材の背面の温度をバインダー蒸気が凝縮する温度以上とすることが可能になり、断熱材中におけるバインダー蒸気の凝縮により、断熱材の剥離や破壊が生じることを防止することができる。したがって、本願発明は、ヒータとして、モジュールヒータを用いるように構成された熱処理炉に適用した場合に特に有意義である。
また、この実施例１の熱処理炉では、ステンレス製の複数の薄板５を、各薄板５の主面が所定の間隔をおいて並置するように配設した構造を有するリフレクタ４を用い、このリフレクタ４を、断熱材２の外周面の略全面を覆うように配設しているので、脱バインダー工程で発生するバインダー蒸気が断熱材中で凝縮、固化し、断熱材が劣化して剥離、破壊が起こることをより確実に防止することができる。さらに、リフレクタ４を構成する薄板５の枚数を調節することにより、断熱材２の背面温度を制御することが可能になり、熱処理炉の運転条件に最適な設計を行うことができる。なお、断熱材の外周面の略全面とは、配線を通す穴など、設計上隙間が形成されることが避けられない部分や、リフレクタの継ぎ目部分などを除いた外周面の全体を指している。
また、断熱材２の厚みＴとリフレクタ４を構成する薄板５の枚数を適切に設定することにより、炉内温度に対してリフレクタ４の表面温度を任意に設定することが可能になり、炉内雰囲気が酸化雰囲気である場合にも、リフレクタ４の構成材料として、高価な材料を用いることなく所望の断熱効果を得ることができる。
図５は本願発明の他の実施例（実施例２）にかかる熱処理炉の要部を示す図である。
この実施例２の熱処理炉においては、リフレクタ４を構成する複数の薄板５間の上下両側に、薄板５の上辺１５および下辺１６に略平行に、薄板５間の気体が通過することを抑制するように仕切用断熱材１２ａ，１２ｂが配設されている。その他の構成は上記実施例１の熱処理炉の場合と同様である。
また、図５において、図１〜４と同一符号を付した部分は、同一または相当する部分を示す図である。
この実施例２の熱処理炉の場合のように、リフレクタ４を構成する複数の薄板５間の上下両側に、薄板５の上辺１５および下辺１６に略平行に、薄板５間の気体が通過することを抑制するように仕切用断熱材１２ａ，１２ｂを配設するようにした場合、薄板５間に存在する気体の対流が、仕切用断熱材１２ａ，１２ｂにより仕切られた領域２０内での対流になり、リフレクタ４による断熱効率を向上させることが可能になる。
また、上辺１５に略平行な仕切用断熱材１２ａと、下辺１６に略平行な仕切用断熱材１２ｂの距離Ｄが小さくなるほど、対流による伝熱を抑制して、断熱効率を向上させることが可能になる。
なお、被熱処理物をプレスしながら焼成するホットプレス炉では、プレスロッドの挿入口があり、金属マッフルで炉内を完全に覆うことが難しいこともあり、断熱が不十分になって、ケースが通常の熱処理炉の場合より高温になりやすく、溶接割れの問題や、ケースの耐用性の低下につながる傾向があるが、リフレクタを備えた本願発明（請求項１〜５）の熱処理炉によれば、ケースの温度を十分に低下させることが可能になり、溶接割れの問題や、ケースの耐用性低下の問題を回避することが可能になる。
また、上記実施例１，２では、リフレクタ４としてステンレス製（ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３０４製）の合計６枚の薄板５を用いて構成したリフレクタ４を用いた場合を例にとって説明したが、リフレクタ４を構成する薄板５の材料や、薄板５の枚数、リフレクタ４を構成する複数の薄板５の間隔などに関しては、特に制約はなく、熱処理炉の使用条件などを考慮して種々の応用、変形を加えることが可能である。
また、上記実施例１，２では、セラミック多層基板用のセラミック積層体を脱脂、焼結する際に用いられる熱処理炉を例にとって説明したが、本願発明において、被熱処理物はこれに限られるものではなく、例えば、積層セラミックコンデンサの製造工程において、バインダーを含むセラミックグリーンシートを積層することにより形成されるセラミック積層体をはじめ、種々の形態のセラミック材料（被熱処理物）を熱処理して、脱バインダーおよび焼結を行うため熱処理炉に広く適用することが可能である。
さらに、本願発明は、セラミック材料を熱処理して、脱バインダーおよび焼成を行うために用いられる熱処理炉に限らず、熱処理工程で分解ガスや燃焼ガス、蒸発ガスなどを生じる種々の被処理物を熱処理する場合にも適用することが可能である。
また、上記実施例では、断熱材として、セラミックファイバーからなる断熱材を用いた場合を例にとって説明したが、断熱材の種類はこれに限られるものではなく、公知の種々の材料を用いることが可能である。
さらに、上記実施例では、ヒータとして、断熱材２にヒータ７が埋め込まれたいわゆるモジュールヒータ８を用いているが、本願発明は、モジュールヒータを用いた熱処理炉に限られるものではなく、断熱材とヒータが別体となった構成を有する熱処理炉にも本願発明を適用することが可能である。
本願発明はさらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
上述のように、本願発明の熱処理炉は、断熱材とケースの内壁との間に、熱処理領域から断熱材を経て伝わる熱を反射させるリフレクタを配設するようにしているので、輻射熱により断熱材の背面の温度をバインダー蒸気が凝縮する温度以上とすることが可能になり、断熱材中にバインダー成分が凝縮、固化することを防止することができる。その結果、例えば、セラミック電子部品の製造工程で用いられるセラミック材料などの、熱処理工程でバインダー蒸気を発生するような被熱処理物を熱処理する場合にも、インナーケースや、熱処理領域の金属内張りなどを必要とせず、小型化で経済性に優れ、かつ、安定した熱処理を行うことが可能な熱処理炉を提供することが可能になる。
したがって、本願発明は、例えば、セラミック多層基板や積層セラミックコンデンサなどの、脱バインダー工程、その後の本焼成工程を経て製造される種々のセラミック電子部品を製造する場合に広く適用することが可能である。

Claims (5)

  1. ケースと、
    前記ケース内にあり、被熱処理物が収容される熱処理領域と、
    前記熱処理領域を所定の温度に加熱するためのヒータと、
    前記熱処理領域を囲むように設置された断熱材と、
    前記断熱材と前記ケースの内壁との間に配置され、前記熱処理領域から前記断熱材を経て伝わる熱を反射させるリフレクタと
    を具備することを特徴とする熱処理炉。
  2. 前記ヒータは、その主要部が前記断熱材の内部に配設されたものであることを特徴とする請求項１記載の熱処理炉。
  3. 前記リフレクタが、耐熱性を有する金属材料からなる複数の薄板を、各薄板の主面が所定の間隔をおいて並置されるように配設した構造を有するものであることを特徴とする請求項１または２記載の熱処理炉。
  4. 前記リフレクタを構成する前記複数の薄板間に、該薄板間の気体の対流を抑制するための仕切用断熱材が配設されていることを特徴とする請求項３記載の熱処理炉。
  5. 前記リフレクタが、前記断熱材の外周面の略全面を覆うように配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱処理炉。
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