特許 6793875 熱処理炉

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6793875

(24)【登録日】2020年11月12日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】熱処理炉

(51)【国際特許分類】

   F27B 9/14 20060101AFI20201119BHJP

   F27B 9/36 20060101ALI20201119BHJP

   F27B 9/28 20060101ALI20201119BHJP

   F27D 7/02 20060101ALI20201119BHJP

   F27D 11/02 20060101ALI20201119BHJP

【ＦＩ】

   F27B9/14

   F27B9/36

   F27B9/28

   F27D7/02 Z

   F27D11/02 A

【請求項の数】13

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2020-509562(P2020-509562)

(86)(22)【出願日】2020年2月17日

(86)【国際出願番号】JP2020006127

【審査請求日】2020年2月18日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小牧 毅史

(72)【発明者】

【氏名】金南 大樹

【審査官】 伊藤 真明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−０６６５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１５３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１６３１７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−２０６５７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２６Ｂ １３／０８

Ｆ２６Ｂ ２３／０４

Ｆ２７Ｂ ９／００− ９／４０

Ｂ２９Ｂ ７／００−１１／１４

Ｂ２９Ｂ １３／００−１５／０６

Ｂ２９Ｃ ３１／００−３１／１０

Ｂ２９Ｃ ３７／００−３７／０４

Ｂ２９Ｃ ７１／００−７１／０２

Ｃ０８Ｊ ７／００

Ｃ２１Ｄ ９／５２− ９／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬入口と、搬出口と、前記搬入口と前記搬出口との間に配置された処理室と、を備える炉体と、
前記搬入口から前記搬出口まで架け渡される被処理物を、前記搬入口から前記処理室を通って前記搬出口に搬送する搬送装置と、
前記処理室内に配置されており、前記搬送装置によって搬送される前記被処理物を案内する複数の案内ローラと、
前記処理室内に配置されており、前記搬送装置によって搬送される前記被処理物を加熱する加熱装置と、を備えており、
前記被処理物は、前記複数の案内ローラによって規定される搬送経路を通って前記搬入口から前記搬出口まで搬送され、
前記加熱装置は、
前記複数の案内ローラ毎に、当該案内ローラの内部及び／又は当該案内ローラの近傍に配置され、前記被処理物を加熱する第１のヒータと、
前記搬送経路上であって、前記被処理物の搬送方向に隣接する案内ローラの間に位置する前記被処理物の近傍に配置され、前記被処理物を加熱する第２のヒータと、を備えており、
前記第２のヒータは、赤外領域の電磁波を放射するヒータであり、
前記被処理物は、フィルムと、前記フィルムの表面及び裏面の少なくとも一方に塗布されたペーストと、を備えており、
前記加熱装置は、前記ペーストに含まれる水分を除去する、熱処理炉。

【請求項2】

前記第１のヒータは、前記被処理物の搬送経路上であって前記案内ローラが配置された位置の近傍に配置され、前記第２のヒータと同一型の赤外領域の電磁波を放射するヒータであり、
前記第１のヒータと前記案内ローラとの間に前記被処理物が位置している、請求項１に記載の熱処理炉。

【請求項3】

前記第１のヒータは、前記案内ローラの内部に設けられ、前記案内ローラを加熱する熱媒が流れる流路を備えている、請求項１に記載の熱処理炉。

【請求項4】

前記処理室内に気体を供給する給気装置をさらに備えており、
前記給気装置は、前記処理室内であって、前記第１のヒータが配置された位置とは異なると共に前記第２のヒータが配置された位置とは異なる位置に配置されており、前記被処理物に向かって気体を噴出する複数の給気管を備えており、
前記第２のヒータと前記給気管は、前記搬送経路に沿って交互に配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱処理炉。

【請求項5】

前記複数の給気管から噴出する気体の噴出方向は、前記被処理物の表面に対して直交する、請求項４に記載の熱処理炉。

【請求項6】

前記炉体は、
前記搬入口が設けられる第１の壁と、
前記第１の壁と対向し、前記搬出口が設けられる第２の壁と、
前記第１の壁に一端が接続される一方で前記第２の壁に他端が接続される第３の壁と、
前記第１の壁に一端が接続される一方で前記第２の壁に他端が接続され、前記第３の壁と対向する第４の壁と、を備えており、
前記複数の案内ローラは、
前記搬入口から搬入される前記被処理物の搬送方向を、前記第３の壁に向かう第１の方向に変更する第１の案内ローラと、
前記第１の方向に搬送される前記被処理物の搬送方向を、前記第４の壁に向かう第２の方向に搬送方向を変更する第２の案内ローラと、
前記第２の方向に搬送される前記被処理物の搬送方向を、前記搬出口に向かう方向に変更する第３の案内ローラと、
を備えており、
前記第３の壁は、前記処理室内の雰囲気ガスを排気する第１の排気口を備えており、
前記第４の壁は、前記処理室内の雰囲気ガスを排気する第２の排気口を備えている、請求項４又は５に記載の熱処理炉。

【請求項7】

前記複数の給気管は、
前記被処理物と前記第３の壁とで挟まれた空間内に配置される第１の給気管と、
前記被処理物と前記第４の壁とで挟まれた空間内に配置される第２の給気管と、を備えている、請求項６に記載の熱処理炉。

【請求項8】

前記処理室の内面は、前記赤外領域の電磁波を反射する反射率が５０％以上となっている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の熱処理炉。

【請求項9】

前記搬送装置は、
前記炉体の外側であって前記搬入口の近傍に配置され、前記被処理物が巻回された搬入口ローラと、
前記炉体の外側であって前記搬出口の近傍に配置され、前記処理室内を搬送された前記被処理物を巻き取る搬出口ローラと、をさらに備えており、
前記搬入口ローラ及び前記搬出口ローラが回転することで、前記搬入口ローラに券回された前記被処理物は、前記搬入口ローラから送り出されて前記処理室内を搬送される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の熱処理炉。

【請求項10】

前記第２のヒータは、前記被処理物の特性に応じて、放射する電磁波の波長が調整されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱処理炉。

【請求項11】

前記搬入口から前記搬出口に向かって前記搬送経路に沿って前記第２のヒータが複数配置されており、
前記第２のヒータから放射する電磁波の波長は、当該第２のヒータが配置される前記搬送経路上の位置に応じて調整されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱処理炉。

【請求項12】

前記加熱装置は、前記被処理物に含まれる水分を除去し、
前記第２のヒータから放射する電磁波の波長は、前記搬入口から前記搬出口に向かって徐々に長くなるように調整されている、請求項１１に記載の熱処理炉。

【請求項13】

前記処理室内の雰囲気は、露点が０℃以下となる不活性ガス雰囲気である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の熱処理炉。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示する技術は、被処理物に熱処理を実施する熱処理炉に関する。

【背景技術】

【0002】

国際公開２０１４／１６３１７５号に開示される熱処理炉では、被処理物は搬入口から処理室を通って搬出口まで架け渡される。被処理物は、搬入口から処理室内に搬入され、処理室内を搬送される間に熱処理をされ、搬出口から搬出される。この熱処理炉では、処理室内に配置された複数の案内ローラによって被処理物が案内され、被処理物は処理室内の予め定められた搬送経路を搬送される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

上記の熱処理炉では、被処理物を複数の案内ローラによって規定される搬送経路を通って搬入口から搬出口まで搬送される。このため、被処理物を効率的に熱処理するためには、搬送経路上の各位置において被処理物が適切に加熱される必要がある。本明細書は、複数の案内ローラによって規定される搬送経路を搬送される被処理物を効率的に熱処理することができる技術を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本明細書に開示する熱処理炉は、炉体と、搬送装置と、複数の案内ローラと、加熱装置を備えている。炉体は、搬入口と、搬出口と、搬入口と搬出口との間に配置された処理室と、を備えている。搬送装置は、搬入口から搬出口まで架け渡される被処理物を、搬入口から処理室を通って搬出口に搬送する。複数の案内ローラは、処理室内に配置されており、搬送装置によって搬送される被処理物を案内する。被処理物は、複数の案内ローラによって規定される搬送経路を通って、搬入口から搬出口まで搬送される。加熱装置は、複数の案内ローラ毎に、当該案内ローラの内部及び／又は当該案内ローラの近傍に配置され、被処理物を加熱する第１のヒータと、搬送経路上であって、被処理物の搬送方向に隣接する案内ローラの中間位置の近傍に配置され、被処理物を加熱する第２のヒータと、を備えている。第２のヒータは、赤外領域の電磁波を放射するヒータである。

【0005】

上記の熱処理炉では、加熱装置は、案内ローラの内部及び／又は案内ローラの近傍に配置された第１のヒータと、搬送経路上であって隣接する案内ローラの中間位置の近傍に配置された第２のヒータを備えている。また、第２のヒータには、赤外領域の電磁波を放射するヒータが用いられている。これらのため、第１のヒータ及び第２のヒータから被処理物に供給される熱を適切に制御でき、被処理物を効率的に熱処理することができる。なお、第２のヒータは、予め設定された波長領域（赤外領域）の電磁波を放射する波長制御不能なヒータであってもよいし、あるいは、放射する電磁波の波長領域を制御可能なヒータであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施例１に係る熱処理炉の縦断面図。

【図2】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。

【図3】実施例１に係るヒータの断面図。

【図4】実施例１に係る給気管の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本明細書に開示する熱処理炉では、第１のヒータは、被処理物の搬送経路上であって案内ローラが配置された位置の近傍に配置され、第２のヒータと同一型の赤外領域の電磁波を放射するヒータであってもよい。また、第１のヒータと案内ローラとの間に被処理物が位置していてもよい。このような構成によると、案内ローラが配置された位置で被処理物を加熱する第１のヒータを、第２のヒータと同一型のヒータとなるため、加熱炉の構成を簡易にすることができる。

【0008】

本明細書に開示する熱処理炉では、第１のヒータは、案内ローラの内部に設けられ、案内ローラを加熱する熱媒が流れる流路を備えていてもよい。このような構成によっても、案内ローラを介して被処理物を加熱することができる。

【0009】

本明細書に開示する熱処理炉は、処理室内に気体を供給する給気装置をさらに備えていてもよい。給気装置は、処理室内であって、第１のヒータが配置された位置とは異なると共に第２のヒータが配置された位置とは異なる位置に配置されており、被処理物に向かって気体を噴出する複数の給気管を備えていてもよい。また、第２のヒータと給気管は、搬送経路に沿って交互に配置されていてもよい。このような構成によると、第１のヒータや第２のヒータが配置された位置とは異なる位置に給気管を配置するため、給気管を配置する位置の自由度が向上し、給気管を最適な位置に配置することができる。また、給気管から被処理物に向かって気体を噴射するため、噴出した気体が被処理物の表面に衝突し、被処理物表面の温度を均一化し易くなる。特に、第２のヒータと給気管が搬送経路に沿って交互に配置されるため、被処理物表面の温度がさらに均一化される。これらによって、被処理物の熱処理効率を向上することができる。

【0010】

本明細書に開示する熱処理炉では、複数の給気管から噴出する気体の噴出方向は、被処理物の表面に対して直交してもよい。このような構成によると、給気管からの気体を被処理物の表面に勢いよく噴出することができる。

【0011】

本明細書に開示する熱処理炉では、複数の案内ローラは、搬入口から搬入される被処理物の搬送方向を第１の方向に変更する第１の案内ローラと、第１の方向に搬送される被処理物を、第１の方向とは異なる第２の方向に搬送方向を変更する第２の案内ローラと、第２の方向に搬送される被処理物を、搬出口に向かって搬送方向を変更する第３の案内ローラと、を備えていてもよい。炉体は、処理室の中心から見て第１の方向側に位置する第１の壁と、処理室の中心から見て第２の方向側に位置する第２の壁と、を備えていてもよい。第１の壁は、処理室内の雰囲気ガスを排気する第１の排気口を備えていてもよく、第２の壁は、処理室内の雰囲気ガスを排気する第２の排気口を備えていてもよい。被処理物が搬入口から搬出口まで架け渡されていると、被処理物によって処理室は第１の壁側の空間と第２の壁側の空間によって区分されることになる。第１の壁と第２の壁の両側から処理室内の雰囲気ガスを排気するため、処理室内の空気の流れを好適にすることができる。

【0012】

本明細書に開示する熱処理炉では、複数の給気管は、被処理物と第１の壁とで挟まれた空間内に配置される第１の給気管と、被処理物と第２の壁とで挟まれた空間内に配置される第２の給気管と、を備えていてもよい。このような構成によると、被処理物によって区分された２つの空間のそれぞれに給気管が配置され、処理室内の空気の流れを好適にすることができる。

【0013】

本明細書に開示する熱処理炉では、処理室の内面は、赤外線領域の電磁波を反射する反射率が５０％以上となっていてもよい。このような構成によると、ヒータから放射される電磁波が被処理物に効率的に照射され、被処理物を効率的に加熱することができる。

【0014】

本明細書に開示する熱処理炉では、搬送装置は、炉体の外側であって搬入口の近傍に配置され、被処理物が巻回された搬入口ローラと、炉体の外側であって搬出口の近傍に配置され、処理室内を搬送された被処理物を巻き取る搬出口ローラと、をさらに備えていてもよい。搬入口ローラ及び搬出口ローラが回転することで、搬入口ローラに券回された被処理物は、搬入口ローラから送り出されて処理室内を搬送されてもよい。このような構成によると、搬入口ローラに券回された被処理物に連続して熱処理を実施することができる。

【0015】

本明細書に開示する熱処理炉では、被処理物は、フィルムと、フィルムの表面及び裏面の少なくとも一方に塗布されたペーストと、を備えていてもよい。加熱装置は、ペーストに含まれる水分を除去してもよい。このような被処理物は、熱容量が小さく案内ローラによる影響が大きい。このため、第１のヒータを備えることで、被処理物の熱処理効率（すなわち、水分除去率）の低下を抑制する効果が顕著となる。

【0016】

本明細書に開示する熱処理炉では、第２のヒータは、被処理物の特性に応じて、放射する電磁波の波長が調整されていてもよい。このような構成によると、被処理物に特性に応じて被処理物を好適に加熱することができる。

【0017】

本明細書に開示する熱処理炉では、複数の第２のヒータは、搬入口から搬出口に向かって搬送経路に沿って配置されていてもよい。第２のヒータから放射する電磁波の波長は、当該第２のヒータが配置される搬送経路上の位置に応じて調整されていてもよい。被処理物は、処理室内を搬送経路に沿って搬送されるに応じて熱処理が進行して行くことになる。このため、熱処理の進行に応じて電磁波の波長が調整されるため、被処理物に対する熱処理を好適に実施することができる。

【0018】

本明細書に開示する熱処理炉では、加熱装置は、被処理物に含まれる水分を除去してもよい。第２のヒータから放射する電磁波の波長は、搬入口から搬出口に向かって徐々に長くなるように調整されていてもよい。被処理物に含まれる水分は、搬入口から搬出口に向かって徐々に低下する。第２のヒータから放射する電磁波の波長を、搬入口から搬出口に向かって徐々に長くすることで、被処理物に含まれる水分を効率的に除去することができる。

【0019】

本明細書に開示する熱処理炉では、処理室内の雰囲気は、露点が０℃以下となる不活性ガス雰囲気であってもよい。このような構成によると、雰囲気ガスに含まれる水分の凝結を抑制することができる。

【実施例1】

【0020】

以下、実施例１に係る熱処理炉１０について説明する。本実施例の熱処理炉１０は、ワークＷ（被処理物の一例）に含まれる水分を除去する乾燥炉（脱水装置）である。ワークＷは、長手方向に連続して伸びるシート体であり、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ、電池などに用いられるフィルムが該当する。このようなフィルム（シート体）は、フィルム自体に水分が含まれる場合や、あるいは、フィルムに被覆層が被覆されている場合は当該被覆層に水分が含まれていることがある。このため、まずはフィルムに含まれる水分が除去され、その後、水分が除去されたフィルムを所望の大きさに切断して、最終製品が製造される。本実施例の熱処理炉１０は、このようなシート体から水分を除去するために用いることができる。

【0021】

以下、図面を参照して、熱処理炉１０の構成を説明する。図１，２に示すように、熱処理炉１０は、直方体形状の炉体１２と、炉体１２へのワークＷの搬入と搬出を行う搬送装置２０と、ワークＷを加熱する加熱装置（２６，２８）と、ワークＷの表面に冷却ガスを供給する給気装置（３８等）を備えている。

【0022】

炉体１２は、下壁１３と、下壁１３に対向する上壁１４と、下壁１３に一端が接続されると共に上壁１４に他端が接続される側壁１７，１８（図２参照）と、これらの壁１３，１４，１７，１８によって取囲まれる処理室（１９ａ，１９ｂ）の端部を閉じる搬入側壁１５及び搬出側壁１６を備える。
下壁１３は、平面視すると矩形状の板材であり、処理室（１９ａ，１９ｂ）の下方に配置されている。図１に示すように、下壁１３には、ｘ方向に略一定の間隔を空けて複数の排気口１３ａが設けられている。複数の排気口１３ａのうち中央に配置される５個の排気口１３ａは、後述する案内ローラ２４と対向する位置に配置されている。複数の排気口１３ａのうちｘ方向の一端に配置される排気口１３ａは、搬入側壁１５に近接する位置に配置されている。複数の排気口１３ａのうちｘ方向の他端に配置される排気口１３ａは、搬出側壁１５に近接する位置に配置されている。複数の排気口１３ａのそれぞれは、排気ファン１３ｂに接続されている。排気ファン１３ｂが運転すると、処理室（１９ａ，１９ｂ）内の雰囲気ガスが処理室（１９ａ，１９ｂ）外に排気されるようになっている。
上壁１４は、下壁１３と同一形状の板材であり、処理室（１９ａ，１９ｂ）の上方に配置されている。上壁１４にも、下壁１３と同様に、ｘ方向に略一定の間隔を空けて複数の排気口１４ａが設けられている。複数の排気口１４ａのそれぞれは、複数の排気口１３ａのそれぞれと対向する位置に配置されている。複数の排気口１４ａのそれぞれは、排気ファン１４ｂに接続されている。排気ファン１４ｂが運転すると、処理室（１９ａ，１９ｂ）内の雰囲気ガスが処理室（１９ａ，１９ｂ）外に排気されるようになっている。
搬入側壁１５には搬入口１５ａが設けられており、搬出側壁１６には搬出口１５ｂが形成されている。搬入口１５ａと搬出口１５ｂの高さ方向の位置は同一の位置となっており、搬入口１５ａと搬出口１５ｂは互いに対向している。図１から明らかなように、処理室（１９ａ，１９ｂ）は、搬入口１５ａと搬出口１５ｂとの間に配置されている。
なお、炉体１２を構成する各壁１３，１４，１５，１６，１７，１８の内面（すなわち、処理室（１９ａ，１９ｂ）側の面）には、鏡面加工が施されている。その結果、これらの面の赤外領域の電磁波（詳細には、後述するヒータ２６，２８が放射する電磁波）の反射率は５０％以上となっている。これによって、ヒータ２６，２８が放射する電磁波をワークＷへ効率的に照射できるようになっている。

【0023】

搬送装置２０は、炉体１２の外側であって搬入口１５ａの近傍に配置される搬入口ローラ２１と、炉体１２の外側であって搬出口１６ａの近傍に配置される搬出口ローラ２５と、処理室（１９ａ，１９ｂ）内に配置される複数の案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）を備えている。
搬入口ローラ２１にはワークＷが巻回されている。搬入口ローラ２１に券回されたワークＷは、搬入口１５ａから処理室（１９ａ，１９ｂ）を通って搬出口１６ａまで架け渡されている。具体的には、ワークＷは、搬入口ローラ２１から搬入口１５ａを通って案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に架け渡され、さらに案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）から搬出口１６ａを介して搬出口ローラ２５に架け渡されている。
搬出口ローラ２５は、処理室（１９ａ，１９ｂ）から搬出されるワークＷを巻き取るローラである。搬出口ローラ２５には図示しない駆動装置が接続されており、駆動装置により搬出口ローラ２５が回転駆動される。搬出口ローラ２５が回転すると、搬入口ローラ２１に券回されたワークＷが処理室（１９ａ，１９ｂ）に送り出される。搬入口ローラ２１から送り出されたワークＷは、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に案内されて処理室（１９ａ，１９ｂ）内の所定の搬送経路を移動し、搬出口１６ａから処理室（１９ａ，１９ｂ）外に送り出されて搬出口ローラ２５に巻き取られる。すなわち、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）は、処理室（１９ａ，１９ｂ）内のワークＷの搬送経路を規定している。

【0024】

案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）は、上壁１４の近傍に配置される複数の上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、下壁１３の近傍に配置される複数の下部案内ローラ２４を備えている。なお、本実施例において、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）には、ワークＷと接触する接触式ローラを用いたが、ワークＷを非接触で案内する非接触式ローラを用いることもできる。
上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）は、ｘ方向に一定の間隔を空けて配置されている。具体的には、上部案内ローラ２２ａ（請求項でいう第１の搬送ローラの一例）は搬入口１５ａに隣接して配置され、上部案内ローラ２２ｃ（請求項でいう第３の搬送ローラの一例）は搬出口１６ａに隣接して配置されている。複数の案内ローラ２２ｂは、上部案内ローラ２２ａと上部案内ローラ２２ｃの間に等間隔で配置されている。上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）のそれぞれの高さ方向の位置は同一となっている。
複数の下部案内ローラ２４（請求項でいう第２の搬送ローラの一例）のそれぞれは、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と同様、ｘ方向に一定の間隔を空けて配置されている。隣接する下部案内ローラ２４のｘ方向の間隔は、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）のｘ方向の間隔と同一となっている。複数の下部案内ローラ２４のｘ方向の位置は、隣接する上部案内（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）の中央位置となっている。複数の下部案内ローラ２４の高さ方向の位置は同一となっている。

【0025】

上述したように上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と下部案内ローラ２４が配置されているため、搬入口１５ａからｘ方向に搬送されるワークＷは、上部案内ローラ２２ａによって下方に向かって搬送され、次いで、下部案内ローラ２４によって上方に向かって搬送され、以下、上部搬送ローラ２２ｂと下部搬送ローラ２４によって上下方向に繰り返し搬送される。そして、最も搬出口１６ａ側に配置された下部搬送ローラ２４から上方に向かって搬送されるワークＷは、上部案内ローラ２２ｃによって搬出口１６ａに向かって搬送される。このように、処理室（１９ａ，１９ｂ）内を上下方向に繰り返し搬送することで、処理室（１９ａ，１９ｂ）内のスペースを有効に活用でき、ワークＷを乾燥させるための処理時間を確保している。なお、図１から明らかなように、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に架け渡されたワークＷによって、処理室（１９ａ，１９ｂ）は、上壁１４側に設けられる上部処理室１９ａと、下壁１３側に設けられる下部処理室１９ｂとに区分されている。

【0026】

加熱装置は、処理室（１９ａ、１９ｂ）内に配置され、搬送装置２０によって搬送されるワークＷを加熱する。加熱装置は、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）の近傍に配置された第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）と、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と下部案内ローラ２４の間の高さに配置された第２ヒータ２８を備えている。図２に示すように、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）と第２ヒータ２８は、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）の軸線方向に伸びており、ワークＷの幅方向（ｙ方向）の全体を加熱可能となっている。

【0027】

図１に示すように、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）は、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）の上方に配置される複数の第１上部ヒータ２６ａと、下部案内ローラ２４の下方に配置される複数の第１下部ヒータ２６ｂを備えている。第１上部ヒータ２６ａのそれぞれは、対応する上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と対向して配置されており、第１下部ヒータ２６ｂのそれぞれは対応する下部案内ローラ２４と対向して配置されている。このため、第１上部ヒータ２６ａと上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）の間にワークＷが位置し、ワークＷは第１上部ヒータ２６ａによって直接加熱される。同様に、第１下部ヒータ２６ｂと下部案内ローラ２４の間にワークＷが位置し、ワークＷは第１下部ヒータ２６ｂによって直接加熱される。

【0028】

第２ヒータ２８は、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）のそれぞれの下方に、ｚ方向に間隔を空けて２個配置されている。また、第２ヒータ２８は、下部案内ローラ２４のそれぞれの上方に、ｚ方向に間隔を空けて２個配置されている。このため、ｘ方向に間隔を空けて１１個の第２ヒータ２８が並ぶと共に、ｙ方向に間隔を空けて２個の第２ヒータ２８が並んで配置されている。図から明らかなように、第２ヒータ２８は、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と下部案内ローラ２４に架け渡されたワークＷと対向する位置（すなわち、ワークＷの搬送方向に隣接する案内ローラ間の中間位置の近傍）に配置されている。第２ヒータ２８が案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）の軸線方向に伸びているため、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と下部案内ローラ２４に架け渡されたワークＷの幅方向の全体が第２ヒータ２８によって加熱される。

【0029】

第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）は、赤外領域の電磁波を放射する公知の波長制御可能なヒータであり、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）と第２ヒータ２８は同一構造を有している。このため、ここでは第２ヒータ２８の構造について簡単に説明する。
図３に示すように、第２ヒータ２８は、フィラメント３０と、フィラメント３０を収容する内管３２と、内管３２を収容する外管３４を備えている。フィラメント３０は、例えば、タングステン製の発熱体であり、図示しない外部電源から電力が供給されるようになっている。フィラメント３０に電力が供給されて所定温度（例えば、１２００〜１７００℃）となると、フィラメント３０から赤外線を含む電磁波が放射される。内管３２は、フィラメント３０から放射される電磁波のうち特定の波長領域（本実施例では、赤外領域）の電磁波のみを透過する赤外線透過材料によって形成されている。内管３２を形成する赤外線透過材料を適宜選択することで、フィラメント３０から内管３２の外部に放射される電磁波の波長を所望の波長に調整することができる。外管３４も、内管３２と同一の赤外線透過材料によって形成されている。したがって、内管３２を透過した電磁波は、外管３４を透過して外部に放射される。内管３２と外管３４の間の空間３６は、冷媒（例えば、空気）が流れる冷媒流路となっている。空間３６（すなわち、冷媒流路）に冷媒が供給されることで、外管３４の温度が高温となり過ぎることが防止されている。これによって、ワークＷの過熱が防止される。なお、赤外領域の電磁波を放射する波長制御可能なヒータについては、例えば、特許４７９００９２号に詳細に開示されている。

【0030】

給気装置は、処理室（１９ａ，１９ｂ）内をｙ方向に伸びる複数の給気管３８と、処理室（１９ａ，１９ｂ）外に配置されて複数の給気管３８に冷却ガスを供給する給気ファン（図示省略）を備えている。図４に示すように、給気管３８には、周方向の２か所に噴出孔３９ａ，３９ｂが形成されている。このため、給気ファンから給気管３８に供給された冷却ガスは、噴出孔３９ａ，３９ｂから処理室（１９ａ，１９ｂ）内に噴射される。本実施例では、噴出孔３９ａ，３９ｂから噴射される冷却ガスの噴出方向がワークＷの表面に対して直交するように、給気管３８を設置する向きが調整されている。図４に示すように、噴出孔３９ａ，３９ｂは、給気管３８の軸線を挟んで対向する位置に配置されている。このため、給気管３８の搬入口１５ａ側と搬出口１６ａ側のそれぞれにワークＷが位置する場合、当該給気管３８の噴出孔３９ａから噴射される冷却ガスは一方のワークＷに噴射され、当該給気管３８の噴出孔３９ｂから噴射される冷却ガスは他方のワークＷに噴射される。また、図２に示すように、給気管３８の噴出孔３９ａ，３９ｂは、ｙ方向に間隔を空けて複数形成されている。このため、噴出孔３９ａ，３９ｂから噴射される冷却ガスは、ワークＷの幅方向（ｙ方向）の全体に噴射されることになる。

【0031】

図１に示すように、給気管３８は、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）のそれぞれの下方に、ｚ方向に間隔を空けて２個配置されている。また、給気管３８は、下部案内ローラ２４のそれぞれの上方に、ｚ方向に間隔を空けて２個配置されている。図１から明らかなように、給気管３８は、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）及び第２ヒータ２８が配置される位置とは異なる位置に配置されている。具体的には、第２ヒータ２８と給気管３８はｚ方向（搬送方向）に等しい間隔を空けて交互に配置されている。また、上述したように、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に架け渡されたワークＷによって、処理室（１９ａ，１９ｂ）は上部処理室１９ａと下部処理室１９ｂとに区分されているが、上部処理室１９ａと下部処理室１９ｂのそれぞれに給気管３８が配置されている。

【0032】

給気管３８に供給される冷却ガスとしては、例えば、不活性ガス、窒素、Ａｒガス等を用いることができる。処理室（１９ａ，１９ｂ）内の雰囲気ガスは、給気管３８から処理室（１９ａ，１９ｂ）内に噴射されるガスによって調整される。本実施例では、ワークＷに含まれる水分を除去するため、処理室（１９ａ，１９ｂ）内の雰囲気ガスは、露点が０℃以下となるガスに調整されている。なお、冷却ガスとしては、露点が０℃以下となる大気としてもよい。

【0033】

コントローラ４４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを備えたプロセッサによって構成され、搬送装置２０と加熱装置（２６，２８）と給気装置を制御する。具体的には、コントローラ４４は、搬送装置２０を制御することでワークＷの搬送速度及び張力を制御し、加熱装置（２６，２８）を制御することでワークＷの加熱量を制御し、給気装置を制御することで給気管３８からワークＷに噴射される冷却ガスの流量及び流速を制御する。

【0034】

なお、熱処理炉１０には、搬入口ローラ２１に巻回されたワークＷを搬出口ローラ２５にセットするための通し装置が設けられている。図１に示すように、通し装置は、処理室（１９ａ，１９ｂ）内と処理室（１９ａ，１９ｂ）外を通って循環するチェーン４２と、チェーン４２を駆動する駆動装置（図示省略）を備えている。チェーン４２は、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に架け渡されたワークＷと同様に、搬入口１５ａから上下方向に向きを変えながら搬出口１６ａまで伸び、搬出口１６ａから処理室（１９ａ，１９ｂ）の外側を通って搬入口１５ａに戻っている。図１に示すように、チェーン４２が架け渡される経路は、ワークＷが架け渡される経路（すなわち、ワークＷの搬送経路）と複数個所で交差している。なお、チェーン４２が配置される位置は、ワークＷの幅方向（ｙ方向）の外側の位置となるため、チェーン４２とワークＷが干渉することはない（図２参照）。通し装置によりワークＷを搬出口ローラ２５にセットするには、まず、チェーン４２に設けられた図示しないクランプにより搬入口ローラ２１に巻回されたワークＷをクランプする。次いで、駆動装置によりチェーン４２を循環させ、ワークＷを搬入口ローラ２１より送り出す。これにより、チェーン４２のクランプに保持されたワークＷは、処理室（１９ａ，１９ｂ）内をチェーン４２と共に移動し、搬出口１６ａまで移動する。搬出口１６ａまでワークＷが移動すると、クランプを操作してチェーン４２からワークＷを開放し、ワークＷを搬出口ローラ２５にセットする。最後に、搬出口ローラ２５を回転させてワークＷに張力を与えることで、ワークＷが搬入口１５ａから案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）を介して搬出口１６ａまで架け渡される。

【0035】

次に、上述した熱処理炉１０を用いてワークＷから水分を除去する処理を説明する。まず、給気管３８から処理室（１９ａ，１９ｂ）内に冷却ガスを供給し、処理室（１９ａ，１９ｂ）内を所定の雰囲気に調整する。次いで、コントローラ４４は、搬送装置２０を駆動することで、ワークＷを搬入口１５ａから処理室（１９ａ，１９ｂ）を通って搬出口１６ａまで搬送する。この際、コントローラ４４は、加熱装置（２６，２８）を制御してワークＷに赤外線領域の電磁波を照射すると共に、給気管３８からワークＷの表面に冷却ガスを噴出する。加熱装置（２６，２８）から赤外線領域の電磁波が照射されると、ワークＷに含まれる水分が照射された電磁波を吸収し、水分が蒸発する。ワークＷから蒸発した水分は、給気管３８から噴射される冷却ガスによってワークＷの表面から除去される。ワークＷの表面から除去された水分を含んだ雰囲気ガスは、下壁１３の排気口１３ａと、上壁１４の排気口１４ａのそれぞれから処理室（１９ａ，１９ｂ）外に排気される。ワークＷは、搬入口１５ａから搬出口１６ａまで搬送される間に水分が除去される。水分が除去されたワークＷは、搬出口ローラ２５に巻き取られる。

【0036】

上記の熱処理炉１０によると、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）の近傍で、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）と対向する第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）を備えている。また、上部案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と下部案内ローラ２４の間に第２ヒータ２８を備えている。これらヒータ２６ａ，２６ｂ，２８のため、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に接触した状態におけるワークＷに対する熱収支を制御でき、また、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に接触していない状態におけるワークＷに対する熱収支を制御することができる。このため、ワークＷの熱収支を好適に制御でき、ワークＷから水分を除去する処理の効率を格段に向上することができる。例えば、ワークＷが案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に接触することで、ワークＷから案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に熱が流れてワークＷが冷却され過ぎてしまう場合は、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）からワークＷに供給する熱量を増加し、ワークＷが冷却され過ぎないようにする。これによって、ワークＷから水分を除去する効率が低下してしまうことを防止することができる。

【0037】

また、上記の熱処理炉１０では、給気管３８と第２ヒータ３８が搬送方向に交互に配置され、また、給気管３８からの冷却ガスはワークＷの表面に直交する方向から噴射される。これによって、ワークＷの内部から蒸発した水分がワークＷの表面から速やかに除去され、ワークＷからの水分の除去が促進される。これによっても、ワークＷの水分の除去効率を高めることができる。

【0038】

さらに、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）に架け渡されたワークＷによって、処理室（１９ａ，１９ｂ）は上部処理室１９ａと下部処理室１９ｂとに区分されるが、上部処理室１９ａと下部処理室１９ｂのそれぞれに給気管３８と排気口１４ａ，１３ａが配置されている。このため、上部処理室１９ａに供給された冷却ガス及び下部冷却室１９ｂに供給された冷却ガスは、除去された水分と共に速やかに処理室（１９ａ，１９ｂ）外に排気される。これによっても、処理室（１９ａ，１９ｂ）内のガスの流れが好適化され、ワークＷの水分除去効率を高めることができる。

【0039】

なお、ヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）は、内管及び外管を形成する赤外線透過材料を選択することで、放射する赤外線の波長領域を調整することができる。このため、ワークＷの特性に応じて放射する電磁波の波長を調整することで、ワークＷの熱処理効率を向上することができる。例えば、ワークＷとして、固形分（フェノール・エポキシ樹脂、１０〜９０ｗｔ％）と、該固形分をスラリー状又はペースト状とする溶媒（水又は溶剤（例えば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）等）から構成される物質を乾燥する場合を考える。このようなワークＷを乾燥する場合、熱処理炉１０の前半では近赤外線波長を選択したヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）により水又は溶剤の乾燥を行い、熱処理炉１０の後半では遠赤外線波長を選択したヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）によるアニーリングを行うようにしてもよい。

【0040】

また、上記の実施例では、ヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）は、全て同一の波長領域の電磁波を放射したが、このような例に限られない。例えば、ヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）から放射される電磁波の波長は、搬送経路上の位置に応じて調整されていてもよい。例えば、熱処理炉１０によってワークＷから水分を除去する場合、ワークＷに含まれる水分量は、搬入口１５ａから搬出口１６ａに向かって徐々に低下する。このため、ヒータ（２６ａ，２６ｂ，２８）から放射される電磁波の波長を、搬入口１５ａから搬出口１６ａに向かって徐々に長くすることで、水分量に応じた電磁波をワークＷに照射することができる。

【0041】

また、上記の実施例では、案内ローラ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２４）の近傍に第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）を配置し、第１ヒータ（２６ａ，２６ｂ）によってワークＷを加熱したが、このような例に限られない。例えば、案内ローラの内部に熱媒が流れる流路を設け、案内ローラによってワークＷを加熱してもよい。このような構成によっても、案内ローラに接触する状態におけるワークＷの熱収支が制御可能となり、ワークＷの熱処理効率を向上することができる。

【0042】

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【要約】

本明細書は、複数の案内ローラによって規定される搬送経路を搬送される被処理物を効率的に熱処理する熱処理炉を開示する。この熱処理炉は、炉体と、被処理物を搬入口から処理室を通って搬出口に搬送する搬送装置と、処理室内に配置された複数の案内ローラと、処理室内に配置されて被処理物を加熱する加熱装置を備えている。加熱装置は、複数の案内ローラ毎に、当該案内ローラの内部及び／又は当該案内ローラの近傍に配置され、被処理物を加熱する第１のヒータを備える。加熱装置は、さらに被処理物の搬送経路上であって、搬送方向に隣接する案内ローラの中間位置の近傍で被処理物を加熱する第２のヒータを備えている。第２のヒータは、赤外領域の電磁波を放射するヒータである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】