JP2007040699A

JP2007040699A - ローラハース式連続焼成炉

Info

Publication number: JP2007040699A
Application number: JP2006215502A
Authority: JP
Inventors: Iwao Morimoto; 巌穂森本
Original assignee: Koyo Thermo Systems Co Ltd
Current assignee: JTEKT Thermo Systems Corp
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2006-08-08
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】セッターを用いずに板状被加熱物を直接ハースローラー上に載置して搬送しても、板状被加熱物に歪みが発生するのを抑えること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】少なくとも板状被加熱物Ａが熱歪みを生じる温度以上になる領域のハースローラー２のピッチ間隔ｄを、板状被加熱物Ａを直接ハースローラー２上に載置しても歪みが生じないように狭くした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板等の板状被処理物に熱処理を行うローラハース式連続焼成炉に関するものである。

例えばプラズマディスプレイパネル用基板等のガラス基板に電極、誘電体、蛍光体等の膜形成を行うためには、ローラハース式連続焼成炉が用いられている。このローラハース式連続焼成炉では、例えばガラス基板等の板状被加熱物は、トンネル型の炉内を、所定温度まで加熱される加熱ゾーン、徐冷が行われる徐冷ゾーン、さらに常温程度まで冷却する冷却ゾーンに順次搬送されながら熱処理が行われている。図３は従来のローラハース式連続焼成炉を示す概略断面図であり、このローラハース式連続焼成炉について説明する。

このローラハース式連続焼成炉には、図３に示すように板状被加熱物Ａを通過させるトンネル型の炉内２１の下方に板状被加熱物Ａを搬送するための複数のハースローラー２２が設けられている。このハースローラー２２は、一般的に外径ｓが約５０〜６０ｍｍ程度であり、ピッチ間隔ｄが約２００ｍｍ程度で取り付けられている。また、ハースローラー２２はモータ（図示しない）により回転され、この回転によってハースローラー２２上に載置された板状被加熱物Ａが搬送される。このとき、板状被加熱物Ａに歪みが発生しないよう安定した状態で搬送するために、板状被加熱物Ａは直接ハースローラー２２上に載置されるのではなく、耐熱ガラス等のセッター２３上に載置されて、このセッター２３をハースローラー２２上に載置することで搬送されている。

しかしながら、従来のように板状被加熱物Ａをセッター２３上に載置して搬送する方法では、焼成時に板状被加熱物Ａおよびセッター２３が同時に加熱されることになるので、消費電力が多くなるという問題があった。このとき、セッター２３は板状被加熱物Ａと熱容量は略同じで体積比では大きいので、セッター２３の加熱に消費される電力の割合が多くなり、本来必要がない電力を消費することになっていた。また、セッター２３は、平坦度を高めるために表面研磨されているので非常に高価であった。

なお、従来のローラハース式連続焼成炉で、板状被加熱物Ａを直接ハースローラー２２上に載置して搬送しようとすると、加熱ゾーンや徐冷ゾーンのうち、特に板状被加熱物が熱歪みを生じる温度以上になる領域において、板状被加熱物Ａに大きな歪みが発生することとなり、要求される精度を満足することはできなかった。
本発明は上記の事情に鑑みて提案されたものであって、セッターを用いずに板状被加熱物を直接ハースローラー上に載置して搬送しても、板状被加熱物に歪みが発生するのを抑えること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。

本発明は上記目的を達成するために以下の手段を採用している。すなわち、板状の板状被加熱物を所定の温度条件に従って加熱、徐冷を含む一連の熱処理を行うトンネル型の炉内に、この板状被加熱物を搬送するための複数のハースローラーが所定のピッチ間隔で配列されたローラハース式連続焼成炉において、少なくとも上記板状被加熱物が熱歪みを生じる温度以上になる領域の上記ピッチ間隔を、上記板状被加熱物に歪みを生じることなく、この板状被加熱物をハースローラー上に直接載置して搬送可能な間隔としたものである（請求項１）。このようにハースローラーのピッチ間隔を狭くすることにより、板状被加熱物とハースローラーが接する面積、すなわち板状被加熱物を支持する面積を多くすることができる。これによって、板状被加熱物がハースローラー間の隙間により撓むことを防止することができるので、セッターを用いずに板状被加熱物を直接ハースローラー上に載置して搬送しても、板状被加熱物に歪みが発生するのを抑えることができる。

また、上記ローラハース式連続焼成炉は、少なくとも上記板状被加熱物が熱歪みを生じる温度以上になる領域の上記ハースローラーの少なくとも表面が、溶融シリカで形成されることが望ましい（請求項２）。この場合、板状被加熱物と接触するハースローラーの表面が溶融シリカであるので、板状被加熱物の表面にキズをつけ難くすることができる。
また、少なくとも上記板状被加熱物が熱歪みを生じる温度以上になる領域の上記ハースローラーの表面粗さは、板状被加熱物の表面粗さ以下であることが望ましい（請求項３）。この場合、板状被加熱物と接触するハースローラーの表面が滑らかに仕上げられているので、板状被加熱物の表面にキズがつくのをより効果的に防止することができる。

以上のように、本発明に係るローラハース式連続焼成炉では、板状被加熱物に歪みを生じることなく、この板状被加熱物をハースローラー上に直接載置して搬送可能なように、少なくとも板状被加熱物が熱歪みを生じる温度以上になる領域のハースローラーのピッチ間隔を狭く構成しているので、板状被加熱物がハースローラー間の隙間により撓むことを防止することができる。これによって、セッターを用いずに板状被加熱物を直接ハースローラー上に載置して搬送しても、板状被加熱物に歪みが発生するのを抑えることができる。また、焼成にセッターを必要としないので、セッターにかかるコストを無くすことが可能である。また、焼成にセッターを必要としないので、板状被加熱物だけを加熱すればよく、消費電力が少なくなる。また、板状被加熱物より寸法が大きいセッターを使用しないので、炉自体を小さくすることができる。

また、上記ハースローラーの少なくとも表面が溶融シリカで形成される場合、板状被加熱物と接触するハースローラーの表面が溶融シリカであるので、板状被加熱物の表面にキズをつけ難くすることができる。
また、上記ハースローラーの表面粗さが板状被加熱物の表面粗さ以下である場合、板状被加熱物と接触するハースローラーの表面が滑らかに仕上げられているので、板状被加熱物の表面にキズがつくのをより効果的に防止することができる。

図１は本発明に係るローラハース式連続焼成炉の一実施の形態を示す概略断面図であり、図２はこのローラハース式連続焼成炉の全体構成を示す概略図である。以下、図に基づいてこのローラハース式連続焼成炉について説明する。
この連続焼成炉には、図２に示すようにガラス基板等の板状被加熱物Ａを所定温度まで加熱する加熱ゾーンＢと、所定温度まで加熱された板状被加熱物Ａを徐冷する徐冷ゾーンＣと、徐冷された板状被加熱物Ａをさらに常温程度まで冷却する冷却ゾーンＤとが設けられている。板状被加熱物Ａは、トンネル型の炉内１を加熱ゾーンＢ、徐冷ゾーンＣ、冷却ゾーンＤと順次移動されながら熱処理が行われる。

このローラハース式連続焼成炉の加熱ゾーンＢおよび徐冷ゾーンＣでは、図１に示すように板状被加熱物Ａを通過させるトンネル型の炉内１は、上面、下面および側面が断熱材で構成される断熱層５で覆われるように構成されている。なお、徐冷ゾーンＣでは、断熱層５の厚みが板状被加熱物Ａの進行方向に進むにしたがって薄くなるように構成されている。炉内１には、下方にこの炉内１を加熱するためのボトムヒーター３、このボトムヒーター３の上方に板状被加熱物Ａを搬送するための複数のハースローラー２、また上方にこの炉内１を加熱するためのトップヒーター４が設けられている。

ハースローラー２は、隣接するハースローラー２間に生じる隙間が少なくなるようにピッチ間隔ｄを狭くして取り付けられている。ここでは、例えば外径ｓが３０ｍｍであり、ピッチ間隔ｄを５０ｍｍとして取り付けられている。このようにハースローラー２のピッチ間隔ｄを狭くすることにより、板状被加熱物Ａとハースローラー２が接する面積、すなわち板状被加熱物Ａを支持する面積が多くなる。これによって、板状被加熱物Ａを直接ハースローラー２上に載置して搬送する時に、板状被加熱物Ａに歪みが発生するのを抑えることができる。なお、ハースローラー２のピッチ間隔ｄを狭くすると、板状被加熱物Ａが接触するハースローラー２の数増えることにより１つのハースローラー２にかかる荷重が減少するので、ハースローラー２の外径ｓを小さくすることができる。よって、板状被加熱物Ａの特性（強度、大きさ等）に応じて歪みの発生を極力抑えることができるハースローラー２の外径ｓおよびピッチ間隔ｄを決定する。

また、ハースローラー２は、溶融シリカで形成されており、表面が表面粗さ（中心線平均粗さ）５μｍ以下で仕上げられている。このように板状被加熱物Ａと接触するハースローラー２が溶融シリカで、かつ表面が滑らかに仕上げられているので、板状被加熱物の表面にキズがつくのを効果的に防止することができる。また、ハースローラー２はモータ（図示しない）により回転され、この回転によってハースローラー２上に直接載置された板状被加熱物Ａが搬送される。

なお、本実施の形態では、ハースローラー２の取り付け等についての上記のような構成を加熱ゾーンＢおよび徐冷ゾーンＣに採用しているが、これに限られるものではない。例えば、炉内１の全てのゾーンのハースローラー２についても上記同様に構成することも可能であるが、少なくとも加熱ゾーンＢおよび徐冷ゾーンＣのうち板状被加熱物が熱歪みを生じる温度以上になる領域が上記同様に構成されていればよい。ここで、板状被加熱物が熱歪みを生じる温度は、ガラス基板の場合、歪点以上というのが理論上の目安となっているが、これに限られるものではなく、実用上はこれより１００〜２００℃低い温度までマージンをとり、例えば４００℃前後までとする場合もある。
また、本実施の形態では、ハースローラー２を溶融シリカで形成しているが、例えば表面を溶融シリカでコーティングした金属管等のように、少なくともハースローラー２の表面が溶融シリカで形成されていればよい。

本発明に係るローラハース式連続焼成炉の一実施の形態を示す概略断面図である。本発明に係るローラハース式連続焼成炉の一実施の形態の全体構成を示す概略図である。従来のローラハース式連続焼成炉を示す概略断面図である。

符号の説明

Ａ板状被加熱物
Ｂ加熱ゾーン
１炉内
２ハースローラー
ｓ外径
ｄピッチ間隔

Claims

板状被加熱物を所定の温度条件に従って加熱、徐冷を含む一連の熱処理を行うトンネル型の炉内に、この板状被加熱物を搬送するための複数のハースローラーが所定のピッチ間隔で配列されたローラハース式連続焼成炉において、
少なくとも上記板状被加熱物が熱歪みを生じる温度以上になる領域の上記ピッチ間隔を、上記板状被加熱物に歪みを生じることなく、この板状被加熱物をハースローラー上に直接載置して搬送可能な間隔としたことを特徴とするローラハース式連続焼成炉。
少なくとも上記板状被加熱物が熱歪みを生じる温度以上になる領域の上記ハースローラーの少なくとも表面が、溶融シリカで形成された請求項１に記載のローラハース式連続焼成炉。
少なくとも上記板状被加熱物が熱歪みを生じる温度以上になる領域の上記ハースローラーの表面粗さは、板状被加熱物の表面粗さ以下である請求項１または請求項２に記載のローラハース式連続焼成炉。