(57)【要約】【課題】大型の平板状部材を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】平板状部材５０を、トンネル状の炉体１の炉長方向に移送しつつ熱処理を行う平板状部材の熱処理炉であって、炉体１の両側壁１ｂから炉内に延出するローラ２を、互いに対向させて、炉長方向に複数、回転自在に配設し、対向するローラ２の先端２ａ間に、上方に開口した気体吹出口１８ａを配設し、ローラ２上に平板状部材５０を載置した状態で、気体吹出口１８ａから気体を平板状部材５０に吹き出し、ローラ２を一定方向に回転させて、平板状部材５０を炉体１の炉長方向に移送するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状部材を、トンネル状の炉体の炉長方向に移送しつつ熱処理を行う平板状部材の熱処理炉であって、
前記炉体の両側壁から炉内に延出するローラを、互いに対向させて、炉長方向に複数、回転自在に配設し、
前記対向するローラの先端間に、上方に開口した気体吹出口を配設し、
前記ローラ上に平板状部材を載置した状態で、前記気体吹出口から気体を、前記平板状部材に吹き出し、前記ローラを一定方向に回転させて、前記平板状部材を、炉体の炉長方向に移送するように構成したことを特徴とする平板状部材の熱処理炉。
【請求項２】
気体吹出口の開口面よりも下側を、気密構造にしたことを特徴とする請求項１に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項３】
炉体内に、気体噴出口が形成された気体供給管を、並列して配設し、
前記並列して配設された気体供給管間に、床板材を載置したことを特徴とする請求項２に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項４】
気体供給管の上面の両側端部に、凹欠部を凹欠形成し、
前記気体供給管の凹欠部上に、この凹欠部と嵌合する床板材を載置したことを特徴とする請求項３に記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項５】
隣接する床板材の上面の端部に、凹欠部を凹欠形成し、
前記床板材の凹欠部上に、この凹欠部と嵌合する接合床板材を載置したことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項６】
ローラの載置面と気体吹出口の開口面との寸法を、２〜５ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の平板状部材の熱処理炉。
【請求項７】
炉体の底部にアジャスターボルトを設置し、気体供給管及び床板材の高さを調節可能に構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに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、例えば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の製造に用いられる平板状部材の熱処理炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル等のフラットパネルは、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た平板状部材である。このような平板状部材の熱処理を効率よく行うために、特許文献１に示されるように、従来からローラーハースキルン等の熱処理炉が広く使用されている。
【０００３】
このようなローラーハースキルンは、図５に示されるように、炉体１２２に、多数のセラミックス製のローラ１２０を、貫通させて一定ピッチで配置した形式のトンネル炉である。各ローラ１２０は、炉体１２２外に設けた駆動装置１２１によって同一方向に回転されるようになっている。平板状部材１３１をセッター１３２上に載置した状態で、セッター１３２を前記ローラ１２０上に載せて、平板状部材１３１を搬送するようにしている。炉体１２２内は予熱帯、乾燥帯や焼成帯、冷却帯などに区分され、バーナやヒータ１２３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。平板状部材１３１は多数のローラ１２０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所定の温度履歴が与えられ、熱処理される。
【０００４】
最近では、製造されるフラットパネルが大型になりつつあることから、炉幅が大きくなり、ローラ１２０の長さも長くなりつつある。しかしながら、ローラ１２０はセラミックス製であることから、長尺のローラ１２０を製作することは困難であるという問題があった。また、ローラ１２０が長くなるにつれて、ローラ１２０の中央部分の曲げモーメントも増大することから、ローラ１２０が撓むことや、破損する可能性があるという問題があった。また、炉体１２２をメンテナンスする場合に、ローラ１２０を炉体１２２から抜き取る必要があるが、ローラ１２０が長尺である場合には、ローラ１２０を抜き取るスペースの確保が困難であるという問題があった。
【０００５】
そこで、ローラ１２０の代わりに、炉体１２２内の床面に、浮上用気体の噴出手段設けて、平板状部材１３１やセッター１３２を、前記浮上用気体で浮上させて炉体１２１内を搬送する熱処理炉が提案させている。しかしながら、このような熱処理炉は、炉体１２２内の温度が低下することを防止するために、前記浮上用気体を炉体１２２内の温度と殆ど同じ温度に加熱する必要があり、多大なエネルギーを消費してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、大型の平板状部材１３１であっても、熱処理することができる熱処理炉の開発が要望されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２９２４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、大型の平板状部材であっても、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ためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は平板状部材を、トンネル状の炉体の炉長方向に移送しつつ熱処理を行う平板状部材の熱処理炉であって、
前記炉体の両側壁から炉内に延出するローラを、互いに対向させて、炉長方向に複数、回転自在に配設し、
前記対向するローラの先端間に、上方に開口した気体吹出口を配設し、
前記ローラ上に平板状部材を載置した状態で、前記気体吹出口から気体を、前記平板状部材に吹き出し、前記ローラを一定方向に回転させて、前記平板状部材を、炉体の炉長方向に移送するように構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、気体吹出口の開口面よりも下側を、気密構造にしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、炉体内に、気体噴出口が形成された気体供給管を、並列して配設し、
前記並列して配設された気体供給管間に、床板材を載置したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、気体供給管の上面の両側端部に、凹欠部を凹欠形成し、
前記気体供給管の凹欠部上に、この凹欠部と嵌合する床板材を載置したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、隣接する床板材の上面の端部に、凹欠部を凹欠形成し、
前記床板材の凹欠部上に、この凹欠部と嵌合する接合床板材を載置したことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、ローラの載置面と気体吹出口の開口面との寸法を、２〜５ｍｍに設定したことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、炉体の底部にアジャスターボルトを設置し、気体供給管及び床板材の高さを調節可能に構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明は、炉体の両側壁から炉内に延出するローラを、互いに対向させて、炉長方向に複数、回転自在に配設したことを特徴とする。このため、ローラを２分割にすることにより長尺なローラを製作する必要がなく、炉幅を広くすることが可能となった。また、炉体をメンテナンスする際の、ローラを抜き取るための広大なスペースを確保する必要が無くなった。
【００１７】
また、請求項１に記載の発明は、前記対向するローラの先端間に、上方に開口した気体吹出口を配設し、前記ローラ上に平板状部材を載置した状態で、前記気体吹出口から気体を、前記平板状部材に吹き出し、前記ローラを一定方向に回転させて、前記平板状部材を、炉体の炉長方向に移送するように構成したことを特徴とする。このため、気体吹出口から吹き出される気体により、平板状部材を保持し、多大な曲げモーメントが、ローラに作用することを防止し、ローラの破損を防止することが可能となった。また、気体吹出口から吹き出される気体でも、平板状部材を保持することにしたので、ローラの長さを短くすることができ、炉体をメンテナンスする際の、ローラを抜き取るためのスペースを、更に減少させることが可能となった。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、気体吹出口の開口面よりも下側を、気密構造にしたことを特徴とする。このため、気体噴出口から吹き出される気体が、気体吹出口の開口面よりも下側に漏洩することを防止し、より少ない気体の吹き出し量で、平板状部材を保持することが可能となり、平板状部材の熱処理炉を運転するために使用されるエネルギー量を減少させることが可能となった。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、炉体内に、気体噴出口が形成された気体供給管を、並列して配設し、前記並列して配設された気体供給管間に、床板材を載置したことを特徴とする。このため、気体吹出口の開口面よりも下側を、気密構造にすることが可能となり、より少ない気体の吹き出し量で、平板状部材を保持することが可能となった。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、気体供給管の上面の両側端部に、凹欠部を凹欠形成し、
前記気体供給管の凹欠部上に、この凹欠部と嵌合する床板材を載置したことを特徴とする。このため、気体吹出口の開口面よりも下側の気密性をより向上させることが可能となった。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、隣接する床板材の上面の端部に、凹欠部を凹欠形成し、
前記床板材の凹欠部上に、この凹欠部と嵌合する接合床板材を載置したことを特徴とする。このため、気体吹出口の開口面よりも下側の気密性をより向上させることが可能となった。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、ローラの載置面と気体吹出口の開口面との寸法を、２〜５ｍｍに設定したことを特徴とする。このため、平板状部材の荷重を、ローラでより多く支えることにより、気体吹出口から吹き出される気体の吹き出し量を減少させることが可能となり、平板状部材の熱処理炉を運転するために使用されるエネルギー量を減少させることが可能となった。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、炉体の底部にアジャスターボルトを設置し、気体供給管及び床板材の高さを調節可能に構成したので、平板状部材の種類等に応じて炉外から搬送面の高さを調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】気体吹出口の周辺図である。
【図３】セッターの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す要部の断面図である。
【図５】従来のローラーハースキルンの説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は第１の実施形態の説明図であり、炉体１の断面を示した図である。炉体１は、床壁１ａ、側壁１ｂ、天井壁１ｃとから構成され、トンネル状をしている。炉体１は、耐火材や断熱材で構成されている。炉体１には、加熱手段が設けられ、この加熱手段により、炉体１内を昇温するようにしている。加熱手段の一例として、天井ヒータ、床ヒータが含まれる。
【００２６】
２は円柱形状のローラである。ローラ２は、耐熱材料であるセラミックスで構成されている。なお、前記セラミックスには、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や炭化珪素（ＳｉＣ）、Ｓｉ含浸ＳｉＣが含まれ、ローラ２をこれらのセラミックスで構成することが好ましい。ローラ２は、炉体１の両側壁１ｂから、炉内に延出している。両側壁１ｂから炉内に延出したローラ２の先端２ａは、互いに対向している。ローラ２は、炉体１に、炉長方向に対して一定間隔をおいて、複数配設されている。なお、本発明において、「両側壁１ｂから炉内に延出したローラ２の先端２ａは、互いに対向している」とは、両側壁１ｂから炉内に延出したローラ２の炉長方向の位置が同じ位置だけでなく、炉長方向の位置が同じ位置でない状態も含まれる。
【００２７】
ローラ２は、炉外から、側壁１ｂを貫通して配設されている。ローラ２の基端２ｂは、炉外に配設されたローラ支持部材３により回転自在に支持されている。ローラ２は、図示しない駆動手段により、同一速度で一定方向に回転するようになっている。前記駆動手段には、サーボモータやインバータモータが含まれる。
【００２８】
ローラ２の上には、平板状部材５０が載置され、一定方向に回転するローラ２により、炉体１の炉長方向に移送されるようになっている。この際に、平板状部材５０が、熱処理されるようになっている。なお、前記熱処理には、乾燥や焼成が含まれる。
【００２９】
対向するローラ２の先端２ａ間に、気体供給管１８が配設されている。本実施形態では、気体供給管１８は、炉体１の炉長方向に沿って、複数並列して配設されている。図２に気体吹出口の周辺図を示す。図２の（１）に示されるように、気体供給管１８は、角パイプ形状をしている。気体供給管１８は、セラミックスや耐熱金属で構成されている。気体供給管１８の上面には、気体供給管１８の内外を連通し、上方に開口した、気体吹出口１８ａが形成されている。気体吹出口１８ａは、炉体１の炉長方向に一定間隔もしくは不均等間隔をおいて複数形成されている。
【００３０】
図１に示されるように、隣接する気体供給管１８間には、結晶化ガラス等の床板材１５が載置されている。図２の（１）に示されるように、気体供給管１８の上面の両側端部は、切り欠かれていて、凹欠部１８ｂが凹欠形成されている。図２の（２）に示されるように、気体供給管１８の凹欠部１８には、床板材１５が載置され、床板材１５の両側端部１５ａが、気体供給管１８の凹欠部１８ｂと嵌合するようになっている。このように構成することにより、床板材１５の、高さ方向の位置決めが確実になり、床板材１５の設置作業が容易になる。気体供給管１８の上面と、床板材１５の上面とは、同じ高さになっていて、同一平面となっている。
【００３１】
図２の（３）に示されるように、炉長方向に隣接する床板材１５の端部は、切り欠かれていて、凹欠部１５ｂが凹欠形成されている。図２の（３）に示されるように、床板材１５の凹欠部１５ｂには、接合床板材１６が載置され、接合床板材１６が凹欠部１５ｂに嵌合し、隣接する床板材１５の隙間を封止している。床板材１５と接合床板材１６の上面は、同じ高さとなっていて、同一平面となっている。
【００３２】
以上説明した構造により、気体吹出口１８ａの開口面よりも下側は、気密構造になっている。このように構成することにより、後で説明するように、気体吹出口１８ａから吹き出される加熱気体が、床板材１５上から漏洩することを防止している。
【００３３】
気体供給管１８は、図示しない気体供給手段に接続されている。気体供給手段により、気体供給管１８に、空気や窒素等の気体が加圧された状態で供給されるようになっている。前記気体供給手段には、ブロワが含まれる。
【００３４】
気体供給手段と気体供給管１８との間には、加熱手段が設けられている。この加熱手段により、前記気体供給手段により供給された加圧気体が加熱され、気体吹出口１８ａから平板状部材５０の下面に加熱気体が吹き出されるようになっている。
【００３５】
前記加熱手段には、電熱ヒータやバーナが含まれる。気体吹出口１８ａから、吹き出される気体は平板状部材５０と直接接触するので、バーナフレームと加圧気体とを直接接触させる構造は、平板状部材５０に異物を付着させるおそれがあるため好ましくない。このため、前記加熱手段が、バーナである場合には、加圧空気の流路を外側からバーナ加熱する構造となっている。なお、前記加熱手段は、炉体１からの排気熱を、熱交換器で回収して、加圧気体の加熱に使用する構造のものであってもよい。
【００３６】
気体供給管１８内には、温度センサーが配設されている。この温度センサーで、気体供給管１８内を流通する加熱気体の温度を測温して、気体吹出口１８ａから吹き出される加熱気体の温度が所望の温度になるように制御している。
【００３７】
気体吹出口１８ａから加熱気体が吹き出されると、この加熱気体は、平板状部材５０の下面と、床板材１５との間を、炉体１の両側壁１ｂ方向に流通するようになっている。前述したように、気体吹出口１８ａの開口面よりも下側は、気密構造になっていて、連続的に、気体吹出口１８ａから加熱気体が吹き出されるので、平板状部材５０の下面と、床板材１５との間の空間の気圧は、平板上部材５０の上面の気圧よりも高くなるので、平板状部材５０に上向きの力が作用し、炉体１内を移送される平板状部材５０が、保持される。
【００３８】
また、気体吹出口１８ａから吹き出される気体により、平板状部材５０を保持し、多大な曲げモーメントが、ローラ２に作用することを防止し、ローラの破損を防止している。
【００３９】
本実施形態では、ローラ２の載置面（ローラ２の上端）と気体吹出口１８ａの開口面との寸法Ａを、２〜５ｍｍに設定している。このような寸法に設定したのは、気体吹出口１８ａの開口面よりもローラ２の載置面を若干高くして、平板状部材５０の荷重を、ローラ２でより多く支え、気体吹出口１８ａから吹き出される加熱気体の吹き出し量を減少させる意図である。寸法Aが２ｍｍよりも小さい場合には、平板上部材５０の下面を保持するために、気体吹出口１８ａから吹き出される加熱気体の吹き出し量が増大し、エネルギーが無駄になってしまう。一方で、寸法Ａが５ｍｍよりも大きい場合には、炉体１内を搬送される平板状部材５０が垂れ下がるように変形する恐れがある。
【００４０】
気体吹出口１８ａから吹き出される加熱気体の温度は、炉内１の温度に対して０℃〜−４０℃以内に制御されるようになっている。こ気体吹出口１８ａから吹き出される、加熱気体の温度の前記した温度に制御することにより、気体吹出口１８ａと平板上部材５０の面内温度差が小さくなるようにしている。気体吹出口１８ａから吹き出される加熱気体の温度が、炉内１温度に対して４０℃以上低い場合には、気体吹出口１８ａとその周辺の温度差が、大きくなり平板状部材５０の温度分布が不均一となり、平板状部材５０が反る危険性が生じる。
【００４１】
なお、平板状部材５をセッターに載せて、このセッターをローラ２上に載せて、板状部材５を炉体１の炉長方向に移送しても差し支えない。セッターを使用する場合には、結晶化ガラス製のセッターの他、チタン等の金属製のセッターを使用してもよい。セッターをチタン等の金属製にすると、ガラス製に比べて強度があるので、板厚を0.5〜1ｍｍに薄くすることが可能となり、セッターの質量をガラス製ものに比べて半分以下に軽くすることが可能となる。このため、セッター及び平板状部材５０を保持するために、気体吹出口１８ａから吹き出される、加熱空気の吹き出し量を減少させることが可能となる。また、セッターを薄くすることにより、セッターの熱容量を小さくすることが可能となり、セッターの持ち出し熱量を減少させること可能となる。
【００４２】
また、図３に示されるように、セッター６０の側端部６０ａを、下側に折り曲げて、下垂部６０ｂを形成して、セッター６０を袋状にすることが好ましい。セッター６０をこのような形状にすると、平板状部材５０の下面と床板材１５との間を、炉体１の両側壁１ｂ方向に流通する加熱気体が、セッター６０の下垂部６０ｂと衝突し、袋状のセッター内に滞留するようになるので、床板材１５との間の空間の気圧がより高くなり易く、より少ない加熱気体の吹き出し量で、セッター及び平板状部材５０を保持することが可能となる。
【００４３】
なお、以上説明した実施形態では、対向するローラ２の先端２ａ間に、気体供給管１８を配設し、この気体供給管１８の気体吹出口１８ａから加熱気体を吹き出す構成について本発明を説明したが、本発明の平板状部材の熱処理炉はこの実施形態に限定されず、例えば、対向するローラ２の先端２ａ間に、加熱空気が吹き出す気体吹出口が多数形成された、床板材を配設した構成にしても差し支えない。
【００４４】
以上に説明した実施形態では、気体供給管１８及びこれに支持された床板材１５の高さは一定であった。しかし図４に示す第２の実施形態では、炉体の底部に床壁１ａを貫通させてアジャスターボルト４が設けられており、その上部に調整プレート５とレンガ６とを介して気体供給管１８が支持されている。アジャスターボルト４は床壁１ａに固定されたナット７に螺合しているため、炉体１の底部からアジャスターボルト４を回転させることにより、気体供給管１８及び床板材１５の高さを調整することができる。このような調整を行うことによって平板状部材５０の種類に応じてその搬送面の高さを容易に変えることができる。
【００４５】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う平板状部材の熱処理炉もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。       
【符号の説明】
【００４６】
１        炉体
１ａ      床壁
１ｂ      側壁
１ｃ      天井壁
２        ローラ
２ａ      ローラの先端
２ｂ      ローラの基端
３        ローラ支持部材
４        アジャスターボルト
５        調整プレート
６        レンガ
７        ナット
１５      床板材
１５ａ    側端部
１５ｂ    凹欠部
１６      接合床板材
１８      気体供給管
１８ａ    気体吹出口
１８ｂ    凹欠部
５０      平板状部材
６０      セッター
６０ａ    側端部
６０ｂ    下垂部
１２０      ローラ
１２１      駆動装置
１２２      炉体
１２３      ヒータ
１３１      平板状部材
１３２      セッター
Ａ          ローラの載置面と気体吹出口の開口面との寸法
【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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