(57)【要約】【課題】セッターを用いることなく、平板状部材を変形させたり疵付けたりすることなく炉内を搬送し、熱効率良く熱処理することができる平板状部材の熱処理炉を提供する。【解決手段】本発明の熱処理炉は、平板状部材Ｐを炉長方向に搬送しつつ熱処理を行う炉であって、炉室２の床面を通気孔５を備えた耐熱ガラスまたはセラミックスにより構成し、平板状部材Ｐの浮上保持機能を持たせたものである。通気孔５は、耐熱ガラス板４またはセラミックス板３に穴あけ加工されたものであっても、あるいは多孔質セラミックの粒子間間隙であってもよい。また通気孔５をセラミックパイプの平坦面に形成することもできる。高温条件下においても浮上搬送に適したフラット面が維持される。【選択図】図１
2008180433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状部材を炉長方向に搬送しつつ熱処理を行う平板状部材の熱処理炉であって、炉室の床面を通気孔を備えた耐熱ガラスまたはセラミックスにより構成し、平板状部材の浮上保持機能を持たせたことを特徴とする平板状部材の熱処理炉。
【請求項２】
通気孔が耐熱ガラスまたはセラミックスに穴あけ加工されたものであることを特徴とする請求項１記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項３】
通気孔が多孔質セラミックの粒子間間隙であることを特徴とする請求項１記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項４】
通気孔が炉長方向に間隔を置いて形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項５】
通気孔がセラミックパイプの平坦面に形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の平板状部材の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルや液晶ディスプレイパネルのような大型のフラットパネルに代表される平板状部材を、乾燥したり焼成したりするために用いられる熱処理炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルは、ガラスやセラミックスからなる基板上に機能性材料を多層に印刷し、乾燥や焼成などの熱処理を施すことによって製造される平板状部材である。このような平板状部材の熱処理を効率よく行うために、従来から特許文献１に示されるようなローラーハースキルンが広く使用されている。
【０００３】
ローラーハースキルンは炉内に多数のローラーを一定ピッチで配置し、各ローラーを炉外に設けた駆動手段によって同一方向に回転させることによって、その上に載せたワークを搬送する形式のトンネル炉である。炉内は予熱帯、乾燥帯や焼成帯、冷却帯などに区分され、バーナーやヒーター等の加熱手段によって炉室内に所定の温度勾配が形成されている。ワークである平板状部材は多数のローラーによって炉長方向に移送されながら、予熱帯、乾燥帯や焼成帯、冷却帯などを通過する間に熱処理される。
【０００４】
しかし、最近ではフラットパネルの基板は薄肉化かつ大型化している。幅広の平板状部材を製造するには炉幅を拡大するとともにローラーを長尺化させる必要があるが、ローラーは１本の長さが３ｍを越えると寸法精度が低下し、幅がそれ以上の大型の平板状部材には対応しにくいという問題があった。
【０００５】
またローラー自体は水平面を構成していても、一定ピッチで配置されたローラーに支持されて平板状部材が高温領域を通過する際にローラー間の部分が重力によって垂れ下がり、平板状部材が僅かながら波打つように変形することがあった。また基板のローラーとの接触面に疵が付く可能性があった。このような傾向は平板状部材がガラス基板である場合に特に顕著となる。なお、このような問題は平板状部材をセッターの上に載せて炉内を搬送することによって回避できるが、平板状部材のみならずセッターも加熱冷却されるため余分のエネルギーを要することとなり、炉としての熱効率が悪くなるという別の問題を生ずることとなる。
【０００６】
さらに、平板状部材は炉室内で主として輻射熱によって加熱されることとなるため、障害物のない上面は加熱され易いが、ローラーが設けられている下面は加熱されにくく、表裏の温度分布の不均一によってローラー上で平板状部材が反るように変形する可能性があった。
【特許文献１】特開２００５−１５６０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って本発明の目的は、平板状部材が薄肉で大型である場合にも、セッターを用いることなく、平板状部材を変形させたり疵付けたりすることなく炉内を搬送し、熱効率良く熱処理することができる平板状部材の熱処理炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するためになされた本発明の平板状部材の熱処理炉は、平板状部材を炉長方向に搬送しつつ熱処理を行う平板状部材の熱処理炉であって、炉室の床面を通気孔を備えた耐熱ガラスまたはセラミックスにより構成し、平板状部材の浮上保持機能を持たせたことを特徴とするものである。
【０００９】
なお本発明において通気孔は、耐熱ガラスまたはセラミックスに穴あけ加工されたものであっても、あるいは多孔質セラミックの粒子間間隙であってもよい。また通気孔は床面の全面に設けられていてもよいが、炉長方向に間隔を置いて形成されたものとすることができる。この場合、通気孔をセラミックパイプの平坦面に形成されたものとすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の熱処理炉は、炉室の床面に平板状部材の浮上保持機能を持たせたので、セッターを用いなくても平板状部材を変形させたり疵付けたりすることなく炉内搬送しつつ、熱処理することができる。また本発明の熱処理炉は、炉室の床面を通気孔を備えた耐熱ガラスまたはセラミックスにより構成したので、金属板や樹脂板とは異なり、高温条件下においても膨張や変形をほとんど生じない。このため高温ゾーンでも搬送に適したフラット面を維持することができるとともに、浮上用気体のシール漏れも生じにくい利点がある。
【００１１】
特に請求項４のように通気孔を炉長方向に間隔を置いて形成すれば、床面を構成する耐熱ガラスやセラミックスの加工が少なくなり、また浮上用気体の供給配管も減少させることができる。さらに請求項６のようにセラミックパイプの平坦面に直接通気孔を形成して床面を構成すれば、シール部分がなくなるので浮上用気体のシール漏れの問題を回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の実施形態を示す炉長方向の断面図、図２は平面図である。これらの図において、１は平板状部材Ｐを炉長方向に搬送しながら焼成等の熱処理を施すための炉体、２はその炉室である。炉室２の床面はセラミックス板３と耐熱ガラス板４とによって構成されている。
【００１３】
セラミックス板３には図示のように通気孔５が一定間隔で形成されており、その下部に設けられたチャンバー６から供給される圧縮空気、窒素ガスなどの浮上用気体を吹き出し、平板状部材Ｐを床面上に浮上保持できるようになっている。また耐熱ガラス板４はセラミックス板３と交互に配置されたもので、通気孔５はなく単にフラット面を構成するための部材である。この結果、通気孔５は炉長方向に間隔を置いて形成されることとなる。耐熱ガラス板４は高さ調節機構７を備えており、セラミックス板３との間に段差ができないように調節される。
【００１４】
セラミックス板３、耐熱ガラス板４ともにその材質は特に限定されるものではなく、炉内温度に耐える耐熱性を備えたものであればよい。これらの材料は金属に比較して熱膨張率が非常に小さいため高温域においても歪が少なく、浮上搬送に適したフラットな床面を維持することができる。通気孔５の径は１〜５mm、ピッチは１０〜２００ｍｍ、浮上用気体の圧力は０．０５ｋＰａ〜１ＭＰａ程度とすればよく、これらの値は浮上保持する平板状部材Ｐのサイズと重量に応じて適宜決定すればよい。
【００１５】
この実施形態ではセラミックス板３に通気孔５を形成したが、耐熱ガラス板４に通気孔を形成することもできる。また、この実施形態ではセラミックス板３に穴あけ加工によって通気孔５を形成したが、セラミックス板３として多孔質セラミックを使用し、その粒子間間隙を通気孔とすることもできる。このような多孔質セラミックは、比較的粒子径の大きいセラミック粒子を無機結合材と混合して平板状に成形し、焼成する公知の方法によって得ることができる。
【００１６】
床面に平板状部材Ｐの浮上保持機能を持たせるには、通気孔５を床面の全体に均一配置してもよいことはもちろんであるが、コスト面からは必ずしも全体に均一配置する必要はなく、この実施形態のように通気孔５のない耐熱ガラス板４を、通気孔５を備えたセラミックス板３と交互に配置し、通気孔５を炉長方向に間隔を置いて形成しても支障はない。通気孔５から吹き出された気体は床面と平板状部材Ｐとの間に拡散しながら薄い層を形成し、浮上保持機能を発揮するためである。このように通気孔５が形成されたゾーンを部分的に形成することは、炉のコストダウンを図るうえで有利である。
【００１７】
通気孔５が形成されたゾーンの配置方法には、千鳥状またはストライプ状があり、ストライプ状の場合には炉長方向と炉幅方向とがある。本発明ではこれらの何れの配置方法を採用してもよいが、千鳥状配置は浮上用気体の配管構造が複雑化するので、コスト高となる傾向がある。また、炉長方向のストライプ配置は、ストライプの長さ方向である炉長方向に同一チャンバー６から同一温度の浮上用気体が供給されることとなるため、昇温工程あるいは降温工程のように炉内に温度カーブが設定されている場所では、平板状部材Ｐのうち浮上用気体と接している部分と、接していない部分とで温度差を生じる可能性がある。このためこの実施形態のように、通気孔５は炉幅方向のストライプ状とすることが最も好ましい。
【００１８】
本発明ではこのような浮上保持方式を採用したため、平板状部材Ｐと床面との間の摩擦係数はほとんどゼロになる。しかも床面を耐熱ガラス板４またはセラミックス板３により構成したので、金属板や樹脂板とは異なり、高温条件下においても膨張や変形をほとんど生じることがなく、フラット面を維持することができる。このようにして、セッターを用いなくても平板状部材Ｐを変形させたり疵付けたりすることなく炉内搬送しつつ、熱処理することができる。
【００１９】
なお、単に床面に浮上保持機能を持たせただけでは、平板状部材Ｐを炉内で前進させることができない。このため炉内に適宜の搬送機構を設けて平板状部材Ｐに前進力を与える必要がある。ただしそれに要する力はごくわずかであるから、例えば図２に示すように床面の側方に多数の搬送用ローラー８を配置して垂直軸の周りに回転させ、平板状部材Ｐの端面との間の摩擦力により平板状部材Ｐを前進させることができる。搬送用ローラー８は両側に配置してもよいが、床面を炉幅方向に１〜１０°程度わずかに傾斜させ、平板状部材Ｐが自重により滑り落ちる下側のみに搬送用ローラー８を配置すればよい。
【００２０】
上記した実施形態ではセラミックス板３に通気孔５を形成したが、この場合にはチャンバー６との接合部に浮上用気体の漏れを防止するためのシールが必要となる。図３と図４に示す第２の実施形態はこのシールを不要としたものであって、断面が角型のセラミックパイプ９の平坦面に通気孔５を穴あけ加工したものを所定間隔で配置し、これらのセラミックパイプ９の間の部分を耐熱ガラス板４またはセラミックス板３により接続し、フラットな床面を構成したものである。
【００２１】
この場合にはセラミックパイプ９自体がチャンバー６としての機能を発揮するので、第1の実施形態のようなチャンバー６を省略することができ、もちろん上記したセラミックス板３とチャンバー６との間のシールも不要となる。図４に示すように、浮上用気体はセラミックパイプ９の一端から供給すればよい。この実施形態によれば高温部分においてもシール漏れのおそれがなく、また浮上用気体の供給配管も簡素化することができる利点がある。
【００２２】
なお、何れの実施形態においても、浮上用気体として温度制御された熱風を用いることができる。この場合には熱風の温度を炉長方向にそれぞれ個別に設定し、浮上用気体自体を平板状部材Ｐの加熱源として利用することができる。浮上用気体は平板状部材Ｐに直接吹き付けられるため、優れた加熱効率を達成することができる。しかし炉室2内にヒーター等の補助加熱手段を配置してもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す炉長方向の断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す炉長方向の断面図である。
【図４】セラミックパイプの斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  炉体
２  炉室
３  セラミックス板
４  耐熱ガラス板
５  通気孔
６  チャンバー
７  高さ調節機構
８  搬送用ローラー
９  セラミックパイプ
【図１】
2008180433.tif 000003
【図２】
2008180433.tif 000004
【図３】
2008180433.tif 000005
【図４】
2008180433.tif 000006