(57)【要約】【課題】有機溶剤を含有する材料が塗布された基材が一定速度で搬送されながら乾燥される連続式の乾燥炉として使用した場合に、乾燥ムラを生じさせたり、乾燥効率が低下したりすることがなく、更に、設備に要するコストが低く、大型化も容易な乾燥炉を提供する。【解決手段】有機溶剤を含有する材料が塗布された基材を乾燥するために使用される乾燥炉である。本乾燥炉には、炉内への給気及び炉内からの排気を行うための給排気装置として、略平行な位置関係を有する１本又は複数本の給気管３ａ、３ｂと当該給気管と隣り合うように配された１本又は複数本の排気管５とを一組とする給排気管ユニット７が、前記基材の上方位置に炉幅方向と略平行になるようにして所定間隔で複数組配置されており、給気管３ａ、３ｂ及び排気管５は、各々管壁の一部に当該管の長手方向に沿って略直線状に形成された通気部を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶剤を含有する材料が塗布された基材を乾燥するために使用される乾燥炉であって、炉内への給気及び炉内からの排気を行うための給排気装置として、略平行な位置関係を有する１本又は複数本の給気管と当該給気管と隣り合うように配された１本又は複数本の排気管とを一組とする給排気管ユニットが、前記基材の上方位置に炉幅方向と略平行になるようにして所定間隔で複数組配置されており、前記給気管及び排気管は、各々管壁の一部に当該管の長手方向に沿って略直線状に形成された通気部を有している乾燥炉。
【請求項２】
前記給排気管ユニットが、略平行な位置関係を有する２本の給気管と当該２本の給気管の間に配された１本の排気管とを一組とするものである請求項１に記載の乾燥炉。
【請求項３】
前記排気管の通気部の開口部が炉の天井方向に向かって開口し、前記給気管の通気部の開口部が前記排気管の下方に向かって開口するように、前記排気管及び前記給気管の通気部の位置が調整されている請求項１又は２に記載の乾燥炉。
【請求項４】
前記給気管及び前記排気管の通気部が、金属網、多孔板又はそれらを積層して空気透過圧損を持つ構造としたものからなる請求項１ないし３の何れか一項に記載の乾燥炉。
【請求項５】
前記給気管及び前期排気管の断面上において当該管の中心軸を中心として中心角４０〜５０゜の扇形を描いたときの弧に相当する部分のみが前記通気部となっている請求項１ないし４の何れか一項に記載の乾燥炉。
【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用ガラス基板のような、有機溶剤を含有するペースト、フリット等の材料が塗布された基材を乾燥するために使用される乾燥炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の製造は、例えば図９に示すように、前面ガラス基板、背面ガラス基板と称する大型ガラス基板の表面に、印刷、乾燥、焼成の工程を複数回繰り返す厚膜法により、電極、誘導体、蛍光体等の種々の部材を逐次形成して行き、最終的に前面ガラス基板と背面ガラス基板とを封着することにより行われる。
【０００３】
印刷工程では、ガラス基板に所定のパターンでペースト、フリット等を塗布（印刷）することにより、電極や誘電体となる部分の形成を行うが、続く乾燥工程において乾燥炉内で加熱を行うと、ガラス基板に塗布されたペースト、フリット等に含有される有機溶剤が揮発して炉内に当該有機溶剤を含むガスが発生する。
【０００４】
この有機溶剤の揮発を促して乾燥を促進するため、乾燥炉には、炉内にクリーンエア等のガスを供給するための給気管と、有機溶剤を含んだガスを炉外に排出するための排気管とを備えた給排気装置が設けられている。
【０００５】
図７は、このような給排気装置を備えた炉の一例を示す概略図である。本図は炉の乾燥室内を側面方向から見たものであり、この乾燥炉は、このような構造の乾燥室が炉長方向に複数連設されることにより構成されている。基板１は、ローラー９等の搬送手段により乾燥室間をタクト送り方式（各加熱室で基板が一旦停止する搬送方式）で搬送されながら乾燥される。給排気装置としては、乾燥室内の所定位置に停止した基板１両端部付近の上方位置にそれぞれ複数本の排気管１７を炉幅方向と平行になるようにして所定間隔で配置し、この排気管１７の間の位置（基板１両端部付近を除く基板１の上方位置）に複数本の給気管１５を炉幅方向と平行になるようにして所定間隔で配置している。これら排気管１７及び給気管１５の上方とローラー９の下方には、それぞれパネルヒーター１１が配され、これによって基板１が所定温度に加熱される。
【０００６】
排気管１７は金属製の管体に所定のピッチで貫通孔を設けたものであり、給気管１５は金属製のメッシュ（金網）を筒状に形成したものである。給気管１５内に供給されたクリーンエア等のガスは、給気管１５の管壁を構成するメッシュの開口部を通じて基板１の上面に送られ、基板１から揮発した有機溶剤を伴いながら基板１の上面に沿って排気管１７が有る端部付近まで移動し、排気管１７の貫通孔から排気管１７内に吸引回収され、排気管１７に接続された排気ダクト等を通じて炉外へ排出される（なお、このような乾燥炉に関する先行技術文献は特に見当たらない。）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような基板の乾燥は、生産効率やコスト等の観点から、炉内において基板が一定速度で搬送されながら乾燥される連続式の乾燥炉を用いて行われるのが望ましいが、前記の乾燥炉は、基板が間欠的に停止し、その停止位置が決められているタクト送り方式の乾燥炉を前提として開発されたものであり、基板が一定速度で連続的に搬送されるような乾燥炉に対して、前記のような排気管と給気管との配置を適用した場合には、基板上のガスの流れが不安定になり、乾燥ムラが生じたり、乾燥効率が低下したりといった問題がある。
【０００８】
また、前記乾燥炉において給気管に使用される金属製のメッシュは非常に高価なものであるため、給気管全体をメッシュで構成すると設備に多大なコストがかかる。更に、最近はＰＤＰ等を使用したテレビの大型化などにより、基板の大型化が進行しており、それに伴って乾燥炉も大型化する必要性が高まっているが、全体をメッシュで構成した給気管は強度が低いため、大型化することが困難である。
【０００９】
本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＰＤＰ用ガラス基板のような有機溶剤を含有する材料が塗布された基材が一定速度で搬送されながら乾燥される連続式の乾燥炉として使用した場合にも、乾燥ムラを生じさせたり、乾燥効率が低下したりすることがなく、更に、設備に要するコストが低く、大型化も容易な乾燥炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、有機溶剤を含有する材料が塗布された基材を乾燥するために使用される乾燥炉であって、炉内への給気及び炉内からの排気を行うための給排気装置として、略平行な位置関係を有する１本又は複数本の給気管と当該給気管と隣り合うように配された１本又は複数本の排気管とを一組とする給排気管ユニットが、前記基材の上方位置に炉幅方向と略平行になるようにして所定間隔で複数組配置されており、前記給気管及び排気管は、各々管壁の一部に当該管の長手方向に沿って略直線状に形成された通気部を有している乾燥炉、が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の乾燥炉は、ＰＤＰ用ガラス基板のような有機溶剤を含有する材料が塗布された基材が一定速度で搬送されながら乾燥される連続式の乾燥炉として使用した場合においても、乾燥ムラが生じにくく、また、乾燥効率にも優れる。更に、給気管及び排気管に部分的に通気部を形成するようにしたことで、通気部を構成するために使用する高価なメッシュ等の使用量を抑えて設備の低コスト化を図ることができるとともに、大型化にも対応可能な強度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明に係る乾燥炉の一例を示す炉内を側面方向から見た概略図である。前記のとおり、本発明の乾燥炉においては、炉内への給気及び炉内からの排気を行うための給排気装置として、略平行な位置関係を有する１本又は複数本の給気管と当該給気管と隣り合うように配された１本又は複数本の排気管とを一組とする給排気管ユニットが、基材の上方位置に炉幅方向と略平行になるようにして所定間隔で複数組配置される。図１の例では、略平行な位置関係を有する２本の給気管３ａ、３ｂと当該２本の給気管３ａ、３ｂの間に配された１本の排気管５とを一組とする給排気管ユニット７が、基板１の上方位置に炉幅方向と略平行になるようにして所定間隔で複数組配置されている。基板１は、搬送手段であるローラー９上に載置され、ローラー９の回転により一定の速度で搬送される。給排気管ユニット７の上方と、ローラー９の下方には、それぞれパネルヒーター１１が配されており、このパネルヒーターによって基板１が所定温度に加熱される。なお、本例の説明においては、乾燥対象となる基材として、ＰＤＰ用ガラス基板のような有機溶剤を含有する材料が塗布された基板１が用いられているが、本発明に係る乾燥炉の乾燥対象はこのような基板に限定されるものではなく、有機溶剤を含有する材料が塗布されたものであればシートやフィルム等の板状体や膜状体も乾燥対象となり得る。
【００１３】
図２及び図３にそれぞれ示すように、給気管３ａ、３ｂ及び排気管５は、各々管壁の一部に当該管の長手方向に沿って直線状に形成された通気部１３を有する。ポンプ等により給気管３ａ、３ｂ内に送られたクリーンエア等のガスは、給気管３ａ、３ｂの通気部１３を通じて炉内に吹き込まれた後、基板１から揮発した有機溶剤を伴って、排気管５の通気部１３から排気管５内に吸引回収され、排気管５に接続された排気ダクト等を通じて炉外へ排出される。
【００１４】
給気管３ａ、３ｂ及び排気管５に形成される通気部１３の範囲としては、例えば、給気管３ａ、３ｂ及び排気管５が図４に示すような、円形の断面を有する円管である場合、その断面上において当該円管の中心軸を中心として中心角θ1が４０〜５０゜の扇形を描いたときの弧に相当する部分のみが通気部１３となるようにするのが好ましい。通気部１３の形成範囲がこれより広いと、通気部１３を構成するために使用する高価なメッシュ等の使用量が増加して設備コストが増大するとともに、ガスの吹き込みや吸引回収に後述するような方向性を持たせにくくなり、一方、通気部１３の形成範囲がこれより狭いと、給排気に支障を来すおそれがある。
【００１５】
各給排気管ユニットにおける給気管及び排気管の通気部の位置関係としては、図５に示すように、排気管５の通気部１３の開口部が炉の天井方向に向かって開口し、給気管３ａ、３ｂの通気部１３の開口部が排気管５の下方に向かって開口するように、排気管５及び給気管３ａ、３ｂの各通気部１３の位置を調整することが好ましい。より具体的には、例えば、給気管３ａ、３ｂ及び排気管５が、図５に示すような円形の断面を有する円管である場合、各々の断面において、排気管５の中心軸を通り、通気部１３を二等分する直線Ｌ1が垂線と平行となり、それぞれ給気管３ａ、３ｂの中心軸を通り、通気部１３を二等分する直線Ｌ2、Ｌ3と水平線とのなす角θ2、θ3が４０〜５０゜であることが好ましい。
【００１６】
図６は、給気管３ａ、３ｂから炉内に供給され排気管５に吸引回収されるまでのガスの流れを矢印で示した概略図である。それぞれの通気部の位置関係が前記のように調整された各給排気管ユニット７において、２本の給気管３ａ、３ｂからそれぞれ中央の排気管５の下方に向かって吹き込まれたクリーンエア等のガスは、流れ同士が排気管５の下方でぶつかって流速が低下した後、基板１の上面を緩やかに流れ、基板１から揮発した有機溶剤を伴いながら給排気管ユニット７の外側に回り込んで上昇し、排気管５の上部（通気部）より排気管５内に吸引回収される。
【００１７】
所定間隔で配置された各給排気管ユニット７毎に、同様のガスの流れが生じる結果、基板１に対して、小さな間隔でガスの流れの上下方向の変化が生じることになるので、連続的に搬送されている基板１が炉内のどの位置に存在するときも、ほぼ同様のガスの流れを受けることになり、乾燥ムラが生じにくい。なお、図８は、図７に示した従来の乾燥炉における排気管と給気管との配置を、炉長方向に繰り返すことによって、基板１が一定速度で連続的に搬送されるような乾燥炉に適用した例を示すものであるが、このような乾燥炉では、基板１に対して、大きな間隔でガスの流れの上下方向の変化が生じるので、基板１の存在する位置によって基板１が受けるガスの流れが大きく変化し、乾燥ムラが生じやすい。
【００１８】
また、本発明においては、各給排気管ユニット間の下方位置（上方に給排気管ユニットが存在しない位置）では、基板上面のガスの流れは非常に微弱（低速度）であるので、基板上面は、ガス流が良く当たる部分とほとんど当たらない部分が周期的に現れ、その結果、有機溶剤の揮発が促されて乾燥が促進され、高い乾燥効率が得られる。
【００１９】
なお、図５に示すように、各給排気管ユニットにおいては、排気管５が給気管３ａ、３ｂよりやや上方に位置するようにすると、ガスの流れがスムーズになり好ましい。具体的な位置としては、排気管５の中心軸と給気管３ａ、３ｂの中心軸との上下方向の距離Ｄ1が８〜１２ｍｍとなるようにするのが好ましい。また、排気管５と給気管３ａ又は３ｂとの距離Ｄ2は、３０〜４５ｍｍとするのが好ましい。両者の距離Ｄ2が前記範囲より短かったり、前記範囲を超えていたりする場合には、前述したようなガスの流れが得られにくくなる。また、図６に示すような、隣接する給排気管ユニット７間の距離Ｄ3は、４５〜５５ｍｍとなるようにするのが好ましい。この距離Ｄ3が前記範囲より短いと、前述したようなガスの流れが得られにくくなり、前記範囲より長いと、基板上面においてガス流がほとんど当たらない部分が大きくなりすぎて、乾燥効率が低下する。
【００２０】
本発明における排気管及び給気管の通気部は、金属網、多孔板又はそれらを積層して空気透過圧損を持つ構造としたもの（メッシュ）からなることが好ましい。本発明に用いられる給気管や排気管のような部分的に通気部を有する管の作製方法としては、例えば、金属板を筒状に丸め端部間を金属製のメッシュを介して接合したり、エッチングにより局部的にメッシュ状にした金属板を筒状に丸めたりといった方法を挙げることができる。給気管や排気管の材質としては、乾燥炉内の温度に耐えられ、かつ、給気管や排気管としての必要強度を満たすようなもので有れば特に制限はなく、例えばステンレス等からなるものが好適に使用できる。通気部は、ガスの供給や排気をスムーズに行うという観点から、その空気透過特性が２００〜２０００Ｐａで１リッター／分／ｃｍ2程度であるようにすることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に用いられる給気管や排気管の断面形状は特に限定されるものではないが、管周りのガスの流れをスムーズにする観点から、円形の断面形状を有するものが好ましい。給気管や排気管の管径（内径）は、管内ガスの流速や、基板とヒーターとの透視面積などを考慮して、２５〜３０ｍｍ程度とすることが好ましい。給気管や排気管の長さは、乾燥対象である基板の幅や乾燥炉の幅に応じて適宜決定すればよい。
【００２２】
前述のとおり、本発明に係る乾燥炉の乾燥対象は、有機溶剤を含有する材料が塗布（印刷含む）された基材であり、特にＰＤＰ用ガラス基板の乾燥に好適であるが、有機溶剤を含有するペースト、フリット等の材料が塗布されたものであればそれ以外の基板、シート、フィルム等の板状体や膜状体の乾燥にも使用できる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２４】
図１０に示すように、ＰＤＰ用ガラス基板（長さ１３６０ｍｍ×幅２３００ｍｍ）を、長さ方向においてＡ部、Ｂ部、Ｃ部の三つの部位に区分し、図８のような従来構造の乾燥炉と、図１のような本発明の乾燥炉とで乾燥させたときの、Ａ部上面、Ｂ部上面、Ｃ部上面における風速（ガスの流速）を、ＰＤＰ用ガラス基板の幅方向の中心線上と中心線から左右各々２５０ｍｍ、７５０ｍｍ離れた直線上の位置で１ｍｍ間隔で測定し、その測定結果から平均値を算出してグラフ化し、図１１（従来構造の乾燥炉）及び図１２（本発明の乾燥炉）に示した。
【００２５】
また、これとは別に、ＰＤＰ用ガラス基板（長さ１３６０ｍｍ×幅２３００ｍｍ）を、図８のような従来構造の乾燥炉と、図１のような本発明の乾燥炉とで乾燥させたときの、基板上面各部おける風速を測定し、その測定結果からコンター図を作製して、図１３（従来構造の乾燥炉）及び図１４（本発明の乾燥炉）に示した。
【００２６】
図１１と図１２との比較より、従来構造の乾燥炉に比べ本発明の乾燥炉は、Ａ部、Ｂ部及びＣ部における風速の差が小さく、各部のガスの流れが均等であることがわかる。また、図１３と図１４との比較より、従来構造の乾燥炉では、基板に対して大きな間隔で流速の変化が生じているのに対し、本発明の乾燥炉では基板に対して小さな間隔で流速が変化し、流速が高い部分（ガス流が良く当たる部分）と流速が低い部分（ガス流ほとんど当たらない部分）が周期的に現れることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、ＰＤＰ用ガラス基板のような、有機溶剤を含有するペースト、フリット等の材料が塗布された基板や、同様に有機溶剤を含有する材料が塗布されたシート、フィルム等の板状あるいは膜状の基材を乾燥するための乾燥炉として好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る乾燥炉の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に使用される給気管の一例を示す概略図である。
【図３】本発明に使用される排気管の一例を示す概略図である。
【図４】給気管及び排気管における通気部の形成範囲を示す概略図である。
【図５】各給排気管ユニットにおける給気管及び排気管の通気部の位置関係を示す概略図である。
【図６】給気管から炉内に供給され排気管に吸引回収されるまでのガスの流れを矢印で示した概略図である。
【図７】従来の乾燥炉の構造を示す概略図である。
【図８】従来の乾燥炉における排気管と給気管との配置を、基板が一定速度で連続的に搬送されるような乾燥炉に適用した例を示す概略図である。
【図９】ＰＤＰの製造工程を示す工程図である。
【図１０】実施例に用いたＰＤＰ用ガラス基板の測定区分を示す説明図である。
【図１１】実施例（従来構造の乾燥炉）の結果を示すグラフである。
【図１２】実施例（本発明の乾燥炉）の結果を示すグラフである。
【図１３】実施例（従来構造の乾燥炉）の結果を示すコンター図である。
【図１４】実施例（本発明の乾燥炉）の結果を示すコンター図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：基板
３ａ：給気管
３ｂ：給気管
５：排気管
７：給排気管ユニット
９：ローラー
１１：パネルヒーター
１３：通気部
１５：給気管
１７：排気管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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