專利名稱：進(jìn)行熱處理的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對基質(zhì)進(jìn)行熱處理的裝置和方法，特別是根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所描述的為了生產(chǎn)圓盤存儲器的表以液體表面涂覆的塑料基質(zhì)。此外本發(fā)明還描述了一個這種類型的裝置的運(yùn)行方法。
背景技術(shù)：
在生產(chǎn)圓盤存儲器(例如CD或者是DVD)的過程中，在一個確定的生產(chǎn)工序中粘接劑，顏料或其他層涂在基質(zhì)上，這些涂層必須被烘干，然后進(jìn)行接下來的工序。這項任務(wù)例如可以通過印刷，旋涂或者是其它的方式來進(jìn)行。顏料和粘接劑往往含有溶劑或者是酒精。
此外已知的是，聚碳酸酯往往作為基質(zhì)的塑料原料被使用，并且聚碳酸酯通常能含有或者是吸收約重量百分比為0.3％的水分。這點(diǎn)對于許多的真空涂層工藝來說是一個缺點(diǎn)，因為在真空的條件下，水分蒸發(fā)，就會影響真空條件并且降低涂層質(zhì)量(例如對于磁光圓盤存儲器)，這樣就會隨后導(dǎo)致更長的泵出時間。
為了縮短過程時間或者是補(bǔ)救上面所提到的缺點(diǎn)，基質(zhì)將在一個烘箱中在可控制的條件下被烘干。同時通過熱處理過程實(shí)現(xiàn)一個燒結(jié)的，或者是化學(xué)的，或者也可以是物理的轉(zhuǎn)變過程。(例如改變所涂覆的層的折射指數(shù))通常的在大氣環(huán)境下，圓盤存儲器的基質(zhì)在60～120攝氏度下被熱處理5～20分鐘，例如烘干。根據(jù)生產(chǎn)過程的生產(chǎn)率，需要將一個更多數(shù)量的基質(zhì)暫時存放在一個裝置中，對于圓盤存儲器的烘干爐容量典型在50～1200個基質(zhì)之間。
對于這樣的熱處理裝置的一般要求(在下面經(jīng)常被稱簡化為烘箱，但是不僅僅局限于烘箱)是，良好的裝料和卸料方式，烘干條件的控制，緊湊的結(jié)構(gòu)和少的能量需求。
技術(shù)的公開狀態(tài)這種類型的烘干裝置的已公開的實(shí)施形式待烘干的基質(zhì)將在一個可加熱的隧道中通過輻射或者是氣流被烘干。基質(zhì)在此被容納件固定住，容納件被固定在絲杠上，從而通過絲杠的旋轉(zhuǎn)輸送基質(zhì)。這種實(shí)施形式可是臥式的也可以是立式的。在較長的烘干時間和/或者是大量的基質(zhì)件數(shù)的情況下，絲杠就會變得很長，這也在空間上分離進(jìn)料裝置和卸料裝置。由于在基質(zhì)的外邊緣上固定，特別是當(dāng)用旋涂涂覆的基質(zhì)時，支承件會被弄臟。轉(zhuǎn)軸的一種替代方案是可以把待烘干的基質(zhì)收集在籃子或者是容納件中，或者放在轉(zhuǎn)軸上，并且分批被烘干。在烘箱中的布置在此可以在轉(zhuǎn)盤上或者是線性的(隧道原理)來實(shí)現(xiàn)。
在DE 199 04 045 C1中顯示了一種已公開的實(shí)施形式。其中在轉(zhuǎn)軸上布置的基質(zhì)在一個旋轉(zhuǎn)的烘箱中通過氣流被烘干。加熱裝置設(shè)在烘箱的中間區(qū)域。
這種裝置的缺點(diǎn)就是，烘箱的直徑在生產(chǎn)容量擴(kuò)大的情況下將極大地增加。此外在內(nèi)部空間中氣流在所有的盤上循環(huán)經(jīng)過，這就使烘干過程的均勻性和可控制性只有很少的回旋余地。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供用于烘干基質(zhì)，特別是圓盤存儲器的裝置和方法，其中避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。特別是本發(fā)明應(yīng)當(dāng)能容納大量的基質(zhì)，并能實(shí)現(xiàn)同時有緊湊的尺寸及單獨(dú)用于熱處理的區(qū)域。烘干過程應(yīng)該均勻，并且在另一區(qū)域可以被控制。本發(fā)明的另一個任務(wù)就是，在一個簡化了的機(jī)械結(jié)構(gòu)中能相對于現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省能量。
這項任務(wù)通過本發(fā)明被解決。在下面，本發(fā)明將借助于單個的實(shí)施實(shí)例或者是比較實(shí)例連同圖例被詳細(xì)解釋。
根據(jù)本發(fā)明的解決辦法

圖1顯示了一個按照本發(fā)明的烘干裝置。這個在俯視圖上基本是圓形的布置由一個外罩區(qū)域3和6，一個核心區(qū)域4以及一個位于其間的熱處理區(qū)域，它有按照輻狀布置的熱處理區(qū)域和一個位于其間的扇形區(qū)域5。根據(jù)設(shè)計，可以實(shí)現(xiàn)6～20個熱處理區(qū)域。罩區(qū)域3，6在裝載和卸載區(qū)域1和2的地方有留出的空隙。
烘干裝置包含一個帶有用于基質(zhì)保持器((這里)為在轉(zhuǎn)軸上裝好的基質(zhì))的容納件的轉(zhuǎn)盤(沒有被顯示)。這個轉(zhuǎn)軸可以由例如一個中央芯軸組成，帶有一個中心孔的基質(zhì)可以通過這個芯軸被串起來，并分別通過一個間隔塊被分隔開。不改變本發(fā)明的思想，可以應(yīng)用其它的裝載方案。通過芯軸的徑向的接連布置實(shí)現(xiàn)，它們從上面看下去是與轉(zhuǎn)盤的中心點(diǎn)同心，并接連設(shè)在半徑上。
優(yōu)選的至少由兩個，根據(jù)基質(zhì)的尺寸也可以是三個或者更多的轉(zhuǎn)軸接連布置，這形成了相應(yīng)的同心布置形式。
在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，加熱裝置和氣流輸送裝置以及在需要的情況下的微塵濾清器設(shè)在罩區(qū)域3中，并且產(chǎn)生一種恒溫的氣體或者是空氣流按徑向從外到里直到核心區(qū)域7，在這里氣流被例如轉(zhuǎn)向并且通過一個(沒有顯示)在烘箱上布置的引導(dǎo)裝置被轉(zhuǎn)向回到罩區(qū)域3中。這就允許，出于保養(yǎng)管理的目的，加熱裝置和例如通風(fēng)裝置可以從外面可觸及，并且在內(nèi)部區(qū)域7中放棄運(yùn)動部件。此外可以設(shè)計引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，使得通過一個濕度測量計和一個溫度測量計監(jiān)控氣體的狀態(tài)。根據(jù)使用的場合，作為持續(xù)空氣流的氣體流或者是空氣流的一部分可以被導(dǎo)出，并且被新鮮的空氣所代替。用于冷卻持續(xù)氣流或者說為了預(yù)熱新鮮空氣的熱交換器就可以使對能量需求進(jìn)一步降低。
此外也提供了以下方案，即空氣流反過來從里面向外面流，其中加熱裝置優(yōu)選布置在中心的中間，其他所描述的優(yōu)點(diǎn)在這兩種方法中都得到了體現(xiàn)。
中間壁5允許對氣流進(jìn)行轉(zhuǎn)向，特別是產(chǎn)生均勻的氣流，這有利于基質(zhì)的熱處理的均勻性。氣流的徑向定向允許，結(jié)合中間壁在不同的罩區(qū)域的區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)不同的溫度區(qū)域，這通過罩區(qū)域3的(位置固定的)流入?yún)^(qū)域?qū)?yīng)有不同溫度區(qū)域的空氣流的方法來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)例在轉(zhuǎn)軸上裝載的基質(zhì)將被放入到熱處理裝置的位置1中，并且用相應(yīng)的保持裝置來固定。豎井狀區(qū)段，即熱處理區(qū)域徑向地接連地在此容納兩個轉(zhuǎn)軸。每一個熱處理區(qū)域由兩個壁區(qū)域形成兩側(cè)，這些側(cè)壁屬于相鄰的中間扇形5。熱處理區(qū)域和中間扇形被可旋轉(zhuǎn)地布置在一個轉(zhuǎn)盤上。優(yōu)選地這個轉(zhuǎn)盤被可控制地驅(qū)動，例如，緩慢連續(xù)地或者是間斷地，其中，轉(zhuǎn)盤在每一個間斷運(yùn)動中轉(zhuǎn)過一個角度，使得每個熱處理區(qū)域的位置一個一個的被轉(zhuǎn)動。本實(shí)例中，運(yùn)動按照逆時針的方向進(jìn)行。轉(zhuǎn)軸接下來進(jìn)行熱處理，并且向前運(yùn)動直到提取位置2。
在此就可以象上面提到的那樣，通過不同程度加熱的流入空氣或者是通過罩區(qū)域3的不同的扇形中的空氣量的變化實(shí)現(xiàn)一個分級的熱處理。由此基質(zhì)的加熱過程可以被控制，并且避免例如不想要的溫度突變，這有助于避免例如基質(zhì)的翹曲。
在圖1中用6標(biāo)識的區(qū)域例如可以設(shè)計為一個冷卻區(qū)域。那里的吹入?yún)^(qū)域可以把冷空氣導(dǎo)入到基質(zhì)上，使得在進(jìn)行后續(xù)加工之前可以保證一個可能必要的手處理溫度。優(yōu)選的可以把區(qū)域3的被基質(zhì)加熱的冷空氣導(dǎo)到發(fā)熱體，從而就可以有助于降低整個裝置的能量需求。也有可能通過一個單獨(dú)的排風(fēng)通道7來實(shí)現(xiàn)冷空氣的流出。
通過中間扇形5的設(shè)計，可以放棄裝載和取出區(qū)域的一個附加的罩蓋。中間扇形5的符合圓弧狀的徑向外側(cè)的壁罩住了(就象圖1中可以簡單可見的那樣)烘箱的內(nèi)部區(qū)域，并且避免了能量的損失。再者可以取消機(jī)械的運(yùn)動部件(如門，烘箱門或者是可擺動的屏蔽板)。
根據(jù)任務(wù)范圍和節(jié)拍率，裝料和卸料區(qū)域也可以從功能上統(tǒng)一。當(dāng)節(jié)拍率允許，可以僅在一個站上進(jìn)行卸料及接著再裝料。此外這還有優(yōu)點(diǎn)，即僅僅須設(shè)一個操作系統(tǒng)而不是兩個。
本發(fā)明其他的優(yōu)點(diǎn)通過在轉(zhuǎn)軸上設(shè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，使得轉(zhuǎn)軸在熱處理過程中能旋轉(zhuǎn)，這種形式使得加熱變得更均勻。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置可以各自單獨(dú)地電驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)，或者通過在一個位置固定的齒輪圈上旋轉(zhuǎn)的齒輪來實(shí)現(xiàn)。
通過在熱處理區(qū)域裝入傳感器，可以實(shí)現(xiàn)每個熱處理區(qū)域的各自單獨(dú)的溫度過程控制。一個相應(yīng)的評估單元，例如一個PC，在這種方式下允許，可修正地作用，或者是調(diào)整一個預(yù)定的溫度過程。這個評估單元可以同時監(jiān)測導(dǎo)入氣流和持續(xù)氣流的濕度狀態(tài)和溫度狀態(tài)的調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種用于基質(zhì)熱處理的裝置，帶有一個環(huán)形的熱處理區(qū)域，該區(qū)域具有一個轉(zhuǎn)盤用來容納基質(zhì)保持件，所述裝置還帶有一個圍繞轉(zhuǎn)盤中間軸線的核心區(qū)域(4)，還帶有一個圍繞熱處理區(qū)域的罩區(qū)域(3，6)，還帶有一個用于基質(zhì)保持件的進(jìn)料和卸料區(qū)域(1，2)，還帶有至少有一個用于加熱氣流的熱源和氣流導(dǎo)向裝置，其特征在于，基質(zhì)保持件至少是兩個接連地設(shè)在熱處理區(qū)域中，熱處理區(qū)域輻狀徑向繞轉(zhuǎn)盤中心布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在熱處理區(qū)域之間布置有中間扇形(5)，用形成熱處理區(qū)域兩側(cè)的壁來輻狀平行地限制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2所述的裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)盤可以繞著它的中心軸線用馬達(dá)旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的裝置，其特征在于，熱源被布置在罩區(qū)域(3，6)中，氣流導(dǎo)向裝置可以將氣流從罩區(qū)域徑向地通過熱處理區(qū)域向中心軸線轉(zhuǎn)向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至5所述的裝置，其特征在于，從罩區(qū)域(6)的至少一個區(qū)段出來的氣流在溫度和/或者是氣體量方面和從其余的罩區(qū)域(3)中出來的氣流是不同的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，從罩區(qū)域(6)中發(fā)出的氣流比從罩區(qū)域(3)中發(fā)出的氣流溫度低，并且用于基質(zhì)的冷卻。
7.在一個根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的裝置中用于基質(zhì)的熱處理的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)盤在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中不連續(xù)地以受控制的間隔旋轉(zhuǎn)，直到熱處理區(qū)域再次全等，但向前移動了一個位置。
8.在一個根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的裝置中根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于基質(zhì)的熱處理的方法，其特征在于，設(shè)計氣流導(dǎo)向裝置，使得氣流基本上均勻地流過熱處理區(qū)域。
9.在一個根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的裝置中根據(jù)權(quán)利要求7和8所述的用于基質(zhì)的熱處理的方法，其特征在于，用于冷卻的氣流接著被用作氣流熱源的導(dǎo)入氣流。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于基質(zhì)熱處理的裝置和方法，帶有一個環(huán)形的熱處理區(qū)域，該區(qū)域有一個轉(zhuǎn)盤來接收基質(zhì)保持件，其中基質(zhì)保持件至少是兩個接連被放置在熱處理區(qū)域中，熱處理區(qū)域仍以輻狀徑向圍繞轉(zhuǎn)盤中心布置。
文檔編號A21B1/22GK1774792SQ200480010264
公開日2006年5月17日 申請日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者T·埃森哈默, T·馬特, G·施特里特馬特, K·查普夫 申請人:尤納克西斯巴爾策斯公司