专利名称：板材的加热方法及加热装置和对板材进行加热用的保持装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及板材的加热方法及加热装置和对板材进行加热用的保持装置。
背景技术：
如平板显示器的玻璃基板制造中的烧成工序那样，有时必须加热板材。这种板材的加热如以往专利文献1和专利文献2所记载的那样，采用将保持有板材的保持装置(盘、盒等)利用辊式输送机通过热风循环的加热炉内的方式来进行。通常在这种加热炉中。利用保持装置以一定间隔将多片板材平行地保持在热风流动方向上。此外，如专利文献1和专利文献2所记载的那样，往往在加热炉的上方设置吹出口，从吹出口向下方吹热风。
在以往的板材的加热方法中，板材因来自所接触的热风(空气)的热传导而升温(强制对流热传递)。热风的热量被板材吸收，越远离吹出口的下游侧，其温度就越低。由此，板材的温度越是热风流动方向的下游侧就越难以上升，在上游侧和下游侧产生温度差。
近年来，尤其在平板显示器的制造中，最好均匀地对板材进行加热。热风和板材的温度差越大，从热风向板材的对流热传递就越大，因此，当板材的温度接近于热风的吹出温度时，上游侧和下游侧的温度差缩小。即，若板材长时间滞留在加热炉内，则板材整体会大致上升到与热风吹出温度相同的温度，板材的上游侧和下游侧的温度差消失。但是，若延长加热所需的时间，则有可能有如下问题因加热装置的长度变长而使装置成本上升，而一旦缩短加热装置的长度，则可处理的板材的片数就变少，制造成本上升。
专利文献1日本特开平11-311484号公报专利文献2日本特开2005-114284号公报发明内容鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种可在短时间内均匀地对板材加热的加热方法和在短时间内对板材均匀加热用的保持装置。
为实现所述目的，本发明的板材的加热方法是，将多片板材保持成平行，在所述板材之间保持薄板状或箔状的辐射板，在加热炉内使热风在所述板材和所述辐射板之间流通，利用所述热风的对流热传递和来自所述辐射板的辐射热对所述板材进行加热。
采用该方法，板材不仅利用热风的强制对流热传递，而且利用由热风加热的辐射板所产生的辐射热而得到加热。因此，板材的升温速度加快，可在短时间内将板材整体加热到规定的温度。
另外，在本发明的板材的加热方法中，所述辐射板也可与所述板材的所述热风下游侧相对保持。
采用该方法，由于辐射板仅配置在相比于上游侧热风温度低且向板材的对流热传递量少的下游侧，故仅下游侧受到来自辐射板的辐射热。由此，来自辐射板的辐射热弥补了板材的上游侧和下游侧的对流热传递所产生的传热量之差，故板材的上游侧和下游侧的升温速度之差变小，可在短时间内均匀地加热板材。
另外，在本发明的板材的加热方法中，所述辐射板也可被保持成不与所述板材的所述热风上游侧的端部及接近于所述加热炉热源侧的端部相对。
采用该方法，可将来自辐射板的辐射热仅传递给温度低且热风对流所产生的热传递量小的下游侧、即传递给即使受到来自加热炉的热源的辐射热也不加热的部分，故板材整体的升温速度之差变小，可更均匀地加热。
在本发明的板材的加热方法中，所述辐射板也可是在厚度为100μm以下的表面形成有氧化膜的不锈钢箔。
采用该方法，由于使用耐热性高的不锈钢作为辐射板，故可应用于高温下的加热。另外，若使用厚度为100μm以下的箔作为辐射板，则辐射板的热容量小，不会使热风的温度下降，不会减少因对流热传递所产生的加热量。并且，通过在辐射板的表面形成氧化膜，辐射率提高，利用辐射进行的加热效率就高。
本发明的板材的加热装置包括将多片板材保持成平行、且在所述板材之间对薄板状或箔状的辐射板进行保持的保持装置；以及使热风循环以使其在所述板材及所述辐射板之间流通的加热炉。
采用该结构，可利用热风的对流热传递对板材及辐射板进行加热，可利用来自被加热的辐射板的辐射热进一步对板材进行加热。由此，可在短时间内加热板材。
采用本发明，对在加热炉内加热的板材进行保持的保持装置具有将多片板材平行保持的板材保持器；以及在所述板材之间及两侧、与所述板材平行地分别对薄板状或箔状的辐射板进行保持的辐射板保持器。
采用该结构，可将辐射板与板材相对地保持。由此，除了来自热风的对流热传递，还可由来自辐射板的辐射热对板材进行加热，可在短时间内加热板材。
在本发明的保持装置中，所述辐射板保持器也可包括竖立在所述保持装置两侧的多个支柱、以及与该支柱一起分别夹持所述辐射板的多个压板。
采用该结构，即使是像金属箔那样机械强度较低的辐射板，也可将其牢靠地保持在板材之间。另外，可容易地变更辐射板上下的长度和所保持的上下位置，可有选择地将辐射热赋予热风温度低的部分并均匀地加热板材。
在本发明的保持装置中，所述辐射板保持器也可将所述辐射板保持成与所述板材的下侧相对。
采用该结构，当热风从上方向下吹向板材时，越下侧热风的温度越低，但通过将来自辐射板的辐射热仅赋予板材的下侧，从而可减小板材的上下温度差。
在本发明的保持装置中，所述辐射板也可是在厚度为100μm以下的表面形成有氧化膜的不锈钢箔。
采用该结构，可用耐高温、热容量小而辐射率高的辐射板更有效地加热板材。
采用本发明，在用热风加热板材时，可在板材之间保持辐射板，利用来自辐射板的辐射热也可使板材升温。因此，可迅速加热板材。此外，通过将辐射热仅赋予热风温度低的部分，可减小升温速度之差，并可均匀地加热板材。
图1是本发明加热方法的第1实施形态的加热炉的剖视图。
图2是本发明的玻璃基板的保持装置的实施形态的局部剖视图。
图3是本发明的加热时辐射板的配置和玻璃基板的温度分布的概略图。
图4是表示利用图1的加热炉进行加热的玻璃基板温度变化的曲线图。
图5是表示本发明的辐射板配置的代替方案的概略图。
图6是本发明加热方法的第2实施形态的加热炉的剖视图。
具体实施例方式
现在，根据
本发明的实施形态。
图1表示本发明的板材的加热方法的第1实施形态。本实施形态使用加热炉1，加热炉1是公知的辊底式连续烧成炉，即，在由隔热材料构成的炉体2的内部设有辊式输送机3，通过使由辊式输送机3对加热对象物进行保持的保持装置4不断地通过加热炉1内，连续地对加热对象物进行烧成(加热)。
其本身也是本发明的一实施形态的保持装置4具有板材保持器7和将辐射板8保持的辐射板保持器9，该板材保持器7将加热对象物的板材即玻璃基板6保持在可使热风通过地开有许多孔的底座5上。辐射板8由表面形成氧化膜的厚度为50μm至100μm的不锈钢箔构成。另外，辐射板8的宽度比玻璃基板6宽，具有玻璃基板6一半左右的高度，偏向玻璃基板6的中央下面相对地得到保持。加热炉1的保持装置4的上方设有热风吹出口10，如箭头所示向下吹出热风，通过玻璃基板6及辐射板8的间隙，笔直向下吹向辊式输送机3的下侧。吹向下方的热风再受到配置在辊式输送机3下侧的加热器(热源)11的加热，通过设在炉体2内的侧方的循环流路13而由风扇12导向到加热炉1的上部，通过过滤器14再从吹出口10向下吹出。
图2表示保持装置4的详细结构。板材保持器7将多个玻璃基板6竖立保持成互相平行。另外，辐射板保持器9在相邻的玻璃基板6的中央及两端的玻璃基板6的前后两侧分别将辐射板8竖立成与玻璃基板6相对，也就是说，将辐射板8保持成与玻璃基板6平行。
板材保持器7包括固定在底座5上以保持玻璃基板6下端的下部保持部件15；通过支柱而固定在底座5上的第1框架16；固定在第1框架16上以保持玻璃基板6上端的上部保持部件17。
辐射板保持器9包括竖立固定在底座5两侧的多个支柱18、以及用螺栓19分别固定在各支柱18上的压板20，用支柱18和压板20分别夹持各辐射板8的两端。另外，支柱18用第2框架21互相连接以防止其前端振动。
接着，说明使用了上述加热炉1和保持装置4后的玻璃基板6的加热效果。
首先，图3表示在将本发明加热方法简化后的模型中利用热风加热一定时间时的玻璃基板6的温度分布。图3中，辐射板8以与玻璃基板6的热风下游侧约四分之三相对形态配置在各玻璃基板6之间和两侧。若对如此配置的常温的玻璃基板6及辐射板8在加热炉1中从上方向下吹热风进行加热时，玻璃基板6及辐射板8就受到来自热风的对流热传递的加热。
在图3的曲线中，虚线表示无辐射板8场合的温度分布。由玻璃基板6吸热的热风温度下降，故如图所示，玻璃基板6的上游侧的升温速度提高，越是上游侧就越成为高温。此外，用实线表示配置有辐射板8场合的温度分布。在配置有辐射板8的场合，辐射板8也同样因来自热风的对流热传递而升温，成为高温的辐射板8进行将其热量释放为电磁波的辐射。玻璃基板6不仅利用来自热风的对流热传递被加热，而且也利用辐射板8的辐射得到加热，故与辐射板8相对的部分比仅来自热风的对流热传递场合的温度高。如此，若仅在热风温度低的下游部分配置辐射板8，则可弥补玻璃基板6上游侧的温度上升和下游侧的温度上升之差，可减小上下的温度差。
在图2所示的本实施形态中，辐射板8不仅不配置在玻璃基板6的上端，而且也不配置在与下端相对的部分。这是因为由于在玻璃基板6的下方配置有加热器11，故接近于加热器11的玻璃基板6的下端附近受到来自加热器11的辐射热而升温，不需要来自辐射板8的辐射热。即，辐射板8在玻璃基板6的热风下游侧仅与远离热源的部分相对配置，从而可使玻璃基板6内的温度差成为最小。
接着，图4表示用图2的保持装置4对玻璃基板6进行加热时的上端部和下端部的温度变化。加热炉1在保持装置4的输送方向分成多个小室，各小室中的热风的吹出温度被设定成逐渐变高。图4中用虚线表示在将辐射板8取下后状态的玻璃基板6的下端部温度变化，用实线表示在将辐射板8安装后状态的玻璃基板6的下端部温度变化。辐射板8的有无会使玻璃基板6的上端部温度不一样。从图中可以看出，当热风的吹出温度350℃以上时辐射板8开始产生效果，温度越高，玻璃基板6的上端部与下端部的温度差降低效果就越好。这是因为辐射热与温度的关系呈四次方比例的缘故，辐射板8对于400℃以上高温的加热特别有效果。
辐射板8最好是热容量小的，且是薄板厚度为100μm以下的箔，以不使热风温度下降。另外，辐射板8必须耐400℃以上的高温，最好用金属特别用不锈钢形成。此外，辐射板8的辐射率高，则加热玻璃基板6的效果就高，故最好在不锈钢的表面预先形成氧化膜。
另外，在本实施形态中，如图5所示，也可将辐射板8每隔1片地保持在玻璃基板6上，即，将辐射板8配置成仅与1个玻璃基板6的表面或背面的任一面相对。这是因为在热风温度下降小的场合等玻璃基板6上下的对流传递热量差小的场合，也可减小辐射板8的辐射热的缘故。
由于本实施形态的辐射板保持器9将辐射板8夹在支柱18与压板20之间进行夹持，因此，即使辐射板8的材质是由不锈钢箔构成的机械强度低的材质，也可牢靠地得到保持。另外，即使改变辐射板8的上下的长度和所保持的高度，辐射板保持器9也能容易而牢固地对辐射板8进行保持，故可根据热风的温度和风量、玻璃基板的物理性等各种条件而容易地变更辐射板8的上下的长度和所保持的高度，以使玻璃基板6的温度差最小化。
此外，图6表示本发明的板材的加热方法的第2实施形态。图6中，对于与第1实施形态相同功能的结构要素，标上相同符号而省略说明。
本实施形态的加热炉1’构成为热风向水平方向吹到玻璃基板6上。利用辊式输送机3在加热炉1’内输送的保持构件4’具有水平地且互相隔开一定间隔地对多个玻璃基板6进行层叠保持的板材保持器7’；在玻璃基板6之间分别将辐射板8保持成水平的辐射板保持器9’。
在本实施形态中，辐射板8的作用也与第1实施形态相同。在本实施形态中，由于加热器11设在循环流路13中，故辐射板8配置成与玻璃基板6的下游侧端部相对。在将热风水平吹出的加热炉1’中，也可垂直保持玻璃基板6和辐射板8。
权利要求
1.一种板材的加热方法，其特征在于，将多片板材保持成平行，在所述板材之间保持薄板状或箔状的辐射板，在加热炉内使热风在所述板材和所述辐射板之间流通，利用所述热风的对流热传递和来自所述辐射板的辐射热对所述板材进行加热。
2.如权利要求1所述的板材的加热方法，其特征在于，所述辐射板被保持成与所述板材的所述热风下游侧相对。
3.如权利要求1所述的板材的加热方法，其特征在于，所述辐射板被保持成不与所述板材的所述热风上游侧的端部及接近于所述加热炉热源侧的端部相对。
4.如权利要求1至3中任一项所述的板材的加热方法，其特征在于，所述辐射板是在厚度为100μm以下的表面形成有氧化膜的不锈钢箔。
5.一种板材的加热装置，其特征在于，包括将多片板材保持成平行、且在所述板材之间对薄板状或箔状的辐射板进行保持的保持装置；以及使热风循环以使其在所述板材及所述辐射板之间流通的加热炉。
6.一种保持装置，对在加热炉内加热的板材进行保持，其特征在于，具有将多片板材平行保持的板材保持器；以及在所述板材之间及两侧、与所述板材平行地分别对薄板状或箔状的辐射板进行保持的辐射板保持器。
7.如权利要求6所述的保持装置，其特征在于，所述辐射板保持器包括竖立在所述保持装置两侧的多个支柱；以及与该支柱一起分别夹持所述辐射板的多个压板。
8.如权利要求7所述的保持装置，其特征在于，所述辐射板保持器将所述辐射板保持成与所述板材的下侧相对。
9.如权利要求6至8中任一项所述的保持装置，其特征在于，所述辐射板是在厚度为100μm以下的表面形成有氧化膜的不锈钢箔。
全文摘要
一种板材的加热方法，是在加热炉(1)内使热风在板材(6)之间流通的加热方法，在保持装置(4)上利用板材保持器(7)将多片板材(6)保持成平行，并在板材(6)之间利用辐射板保持器(9)将薄板状或箔状的辐射板(8)保持成与板材(6)的热风下游侧相对，保持装置(4)配置在加热炉(1)内，并使热风在板材(6)之间流通。采用本发明，可在短时间内均匀地对板材加热。
文档编号F27D3/12GK101025336SQ20071008520
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月16日 优先权日2006年2月24日
发明者新谷昌德, 桥詰俊夫, 高坂健児 申请人:中外炉工业株式会社