(57)【要約】  【課題】長尺セラミック成形体の乾燥において、成形体の寸法精度が悪いため、焼成後の磁器の加工精度が低くなって製品の特性が悪くなる。【解決手段】セラミックス成形体を２本のローラー対の間に載せて回転乾燥する回転乾燥装置で、前記ローラーの表面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ以下の２本のローラー対からなるローラーＡと算術平均表面粗さ（Ｒａ）が２．０〜４．０μｍの２本のローラー対からなるローラーＢとを具備したこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス成形体を２本のローラー対の間に載せて回転乾燥する回転乾燥装置において、表面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ以下の２本のローラー対からなるローラーＡと、算術平均表面粗さ（Ｒａ）が２．０〜４．０μｍの２本のローラー対からなるローラーＢとを具備したことを特徴とする回転乾燥装置。
【請求項２】
上記ローラーＡの表面材質をテフロン（登録商標）とすることを特徴とする請求項１に記載の回転乾燥装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の回転乾燥装置を用いて、先にセラミックス成形体をその水分率が回転乾燥前の５０〜７０％の範囲となるまでローラーＡで回転乾燥させた後、前記セラミックス成形体全体の水分率が回転乾燥前の１０％以下になるまでローラーＢで回転乾燥することを特徴とする回転乾燥方法。
【請求項４】
前記セラミックス成形体の外径と全長の比が１：２０以上であることを特徴とする請求項３記載の回転乾燥方法。
【請求項５】
前記セラミックス成形体がジルコニア製であることを特徴とする請求項３に記載の回転乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信等で光ファイバの接続に用いる光通信用割スリーブ成形体等のセラミックス成形体の回転乾燥装置及びそれを用いた回転乾燥方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信における情報量の増大に伴い、光ファイバ３２を用いた光通信が使用されている。この光通信において、光ファイバ３２同士の接続、あるいは光ファイバ３２と各種光素子との接続には光コネクタが用いられている。
【０００３】
例えば、光ファイバ３２同士を接続するコネクタの場合、図３に示すようにフェルール３１に形成された貫通孔に光ファイバ３２の端部を保持し、一対のフェルール３１を割スリーブ３３の両端から挿入して、内部で凸球面状に加工した端面同士を当接させるようにした構造となっている。
【０００４】
従来この割スリーブ３３などの筒状体は、押出成形したものを乾燥・焼成後、加工して製造される。
【０００５】
まずジルコニア等のセラミックス材料と水を含むバインダーを混合したものを押出成形機に投入し、金型から押し出しながら成形体をコンベアベルト１５などによって搬送する。そして所定のＬ寸となるように切断した後、サヤなどに収納する。この時のＬ寸は、通常、例として３００〜８００ｍｍ程度である。
【０００６】
次にこの長尺成形体１２をサヤに収納した状態で乾燥した後、必要に応じて生加工を施し、焼成セッターに移載して焼成する。そして取り出された磁器を所定の長さに切断加工した後、さらに内外径などの加工を施して製品となる。
【０００７】
ここで乾燥に用いるサヤは通常、軽量金属製で、断面がＶ形のＶ溝列を有し、長さは長尺成形体１２のＬ寸に応じて変わるが、例として８００ｍｍ程度である。長尺成形体１２はその外周がＶ溝面に接するように収納され、サヤごと乾燥機または乾燥室に入れて乾燥する。この時の乾燥温度は、長尺成形体１２のＬ寸収縮が限界点に達するまで、すなわちまだ水の蒸発は続いているが、寸法収縮が起こらなくなる状態になるまでの間は高湿低温とする。これは急速乾燥による変形などを防止するためである。そしてＬ寸収縮が限界点に達した後は、低湿高温とし、極力脱水するまで行う（特許文献１）。
【０００８】
また長尺成形体１２を２本のローラーの間に載せて回転乾燥する方法も行われている。
【０００９】
ここで乾燥に用いるローラーは通常、金属または樹脂製で、断面が円形であり、長さは長尺成形体のＬ寸に応じて変わるが、例として８００ｍｍ程度である。この２本のローラー対が同方向に回転することで載っている長尺成形体１２が回転し、乾燥が行われる。この方法では長尺成形体１２が回転するため、表面の乾燥速度差が生じにくく、前記のサヤ乾燥とは異なり、変形しにくい。このため通常、サヤ乾燥のような温湿度コントロールは行わず、比較的高温状態に曝して急速乾燥を行う。
【特許文献１】特開１９９２−６７９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし従来の乾燥方法では成形体の寸法精度が良くないという問題があった。成形体の寸法精度が悪い場合、後加工における加工代が多くなって生産性が悪くなるだけでなく、加工精度も低下して光通信用割スリーブ製品の特性も悪化するという問題がある。
【００１１】
ここで乾燥工程において、長尺成形体１２の寸法精度が悪くなる原因として以下の３点が挙げられる。
【００１２】
第１に、長尺成形体１２の外周がサヤまたはローラーに接しているため、径方向に比べてＬ寸方向の収縮抵抗が大きくなり、特に成形体の中央部ほどＬ寸方向に縮みにくくなって、その分、径方向に縮むようになる。したがって乾燥後の成形体は、中央部で径が細く、端部で径が太くなるような寸法分布となり、全体として寸法精度が悪くなる。
【００１３】
第２に、長尺成形体１２がサヤに接している場合、上表面と下表面の乾燥速度差が異なるため乾燥しやすい上方向に反り上がって変形し、寸法精度が悪くなる。
【００１４】
第３に、乾燥前の長尺成形体１２は軟らかく、サヤまたはローラーに成形体を載せるまでの過程において変形して真円度が悪くなるため、乾燥後の成形体の真円度も悪くなる。
【００１５】
従来のサヤ乾燥の場合は、上記１〜３の原因が全て影響するため、寸法精度がかなり悪くなる。特にバインダーに水を含む成形体の場合、粘着性を有するため、Ｌ寸方向の収縮抵抗が大きくなってＬ寸内における寸法ばらつきが大きくなりやすい。
【００１６】
また従来の回転乾燥の場合は、長尺成形体１２が回転しているため、Ｌ寸方向の収縮抵抗が小さくなり、径方向の収縮ばらつきが小さくなって寸法精度が良くなる。
【００１７】
また表面の乾燥速度差がなくなるため、反り変形を生じず、寸法精度が良くなる。
【００１８】
しかし上記３の原因で説明したように、成形体をローラー対に載せるまでの過程において変形しているため、乾燥後の成形体の真円度も悪くなり、寸法精度が悪くなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上述の課題に鑑み、セラミックス成形体を２本のローラー対の間に載せて回転乾燥する回転乾燥装置において、表面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．２μｍ以下の２本のローラー対からなるローラーＡと、算術平均表面粗さ（Ｒａ）が２．０〜４．０μｍの２本のローラー対からなるローラーＢとを具備したことを特徴とする。
【００２０】
さらに上記ローラーＡの表面材質をテフロン（登録商標）とすることを特徴とする。
【００２１】
また上記回転乾燥装置を用いて、先にセラミックス成形体をその水分率が回転乾燥前の５０〜７０％の範囲となるまでローラーＡで回転乾燥させた後、前記セラミックス成形体全体の水分率が回転乾燥前の１０％以下になるまでローラーＢで回転乾燥することを特徴とする。
【００２２】
さらに前記セラミックス成形体の外径と全長の比が１：２０以上であることを特徴とする。
【００２３】
また前記セラミックス成形体がジルコニア製であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の長尺成形体の回転乾燥装置及びこれを用いた乾燥方法によれば、長尺成形体の寸法精度を良くして加工精度を高め、例えば光通信用割スリーブの挿入損失などの特性を良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
図１（ａ）は、本発明の長尺成形体１２の回転乾燥装置及びこれを用いた乾燥方法の一実施形態を示す斜視図であり、また図１（ｂ）は同正面図である。
【００２７】
光通信用割スリーブ３３などの筒状体は、以下のように作製される。まずジルコニア等のセラミックス材料と水を含むバインダーを混合したものを押出成形機に投入し、金型から押し出しながら成形体をコンベアベルト１５などによって搬送する。そして所定の全長となるように切断した後、さらに回転乾燥装置１１までコンベアベルト１５などによって搬送する。この時のＬ寸は、通常、例として３００〜８００ｍｍ程度である。ここで全長は基本的に最終製品の全長に加工代を考慮した寸法とするが、割スリーブ３３などのように、最終製品の全長が短い場合でも、長尺の状態で成形、乾燥、焼成を行うことがある。
【００２８】
これは磁器になってから最終製品の全長に切断した方が無駄がなく、取り扱いも容易になるためである。
【００２９】
回転乾燥後は、必要に応じて生加工を施し、焼成セッターに移載して焼成する。そして取り出された磁器を所定の長さに切断加工した後、さらに内外径などの加工を施して製品となる。
【００３０】
回転乾燥装置１１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、２本のローラー対で１つのユニットを構成しており、２本のローラー対が同方向に回転することで、その間に載った成形体が逆方向に回転するようになっている。
【００３１】
まず始めに金型から押し出され、所定のＬ寸に切断後、コンベアベルト１５によって搬送されてきた長尺成形体１２は、最初のローラーユニットＡ１３の上まで来るとセンサーによって搬送停止し、コンベアベルト１５が左右に開いてローラーユニットＡ１３の２本のローラー対の間に落下収納される。長尺成形体１２を収納したローラーユニットＡ１３は直ちに回転を開始し、長尺成形体１２の回転乾燥が開始される。そしてローラーユニットＡ１３が回転した状態で横方向に１ピッチ進行した時、コンベアベルト１５の下には次のローラーユニットＡ１３が進行してきており、再び長尺成形体１２の落下収納がなされ、こうして押出成形と回転乾燥が連続的に行われていく。ここで１ピッチ送る時間は、基本的に押出成形体のＬ寸切断タクトタイムであり、通常５〜３０秒程度である。
【００３２】
次に回転した状態で横方向に１ピッチずつ進行していったローラーユニットＡ１３がローラーユニットＢ１４の前まで来ると、ローラーの回転を停止し、長尺成形体１２がローラーユニットＢ１４に載せかえられる。
【００３３】
そして改めて長尺成形体１２を収納したローラーユニットＢ１４は直ちに回転を開始し、再び回転乾燥が開始される。ローラーユニットＢ１４はローラーユニットＡ１３と同様に回転しながら横方向に１ピッチずつ進行していき、長尺成形体１２の乾燥が終了する時間に達した位置で、長尺成形体１２が回転乾燥装置１１から取り出され、長尺成形体１２の回転乾燥が終了する。ローラーユニットＡ１３及びローラーユニットＢ１４は、チェーンコンベアなどによって公転状に回転しており、元の位置まで連続的に回収される。
【００３４】
ここで長尺成形体１２を２種類のローラーユニットに載せかえて回転乾燥するのは、始めにローラー表面が滑らかなローラーユニットＡ１３で、長尺成形体１２のＬ寸収縮抵抗が大とならないよう回転乾燥し、Ｌ寸収縮が限界点に達した後は、ローラー表面が粗いローラーユニットＢ１４に載せかえて、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、長尺成形体１２の突出部などを削り落とすことで真円度を良くし、ローラーユニットＡ、Ｂ両者の効果で寸法精度を良くするためである。
【００３５】
ローラーユニットＡ１３のローラー表面の面粗さは、算術平均表面粗さ（Ｒａ）０．２μｍ以下とする。これは面粗さが小さいほど、Ｌ寸方向の収縮抵抗を極力低くでき、Ｌ寸方向に縮みにくい成形体の中央部ほど径方向に大きく縮むことによって生じるＬ寸内の径方向のばらつきを防ぐことができるためである。
【００３６】
算術平均表面粗さ（Ｒａ）はＪＩＳ  Ｂ０６０１「輪郭曲線の表面粗さ」に基づいて測定される。
【００３７】
そして算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．２μｍを超えると上記のばらつきが大きくなって寸法精度が悪くなる。さらに望ましくは、ローラーユニットＡ１３のローラー表面材質をテフロン（登録商標）とする。このテフロン（登録商標）は、金属製のローラーにテフロン（登録商標）コーティング処理を施すか、テフロン（登録商標）の熱収縮チューブを被せることで得る。ローラー表面をテフロン（登録商標）とすることで、滑らかで摩擦係数の小さい状態とすることができ、Ｌ寸方向の収縮抵抗が大幅に低くなってＬ寸内の寸法精度を良くすることができる。また特にバインダーに水を含む成形体の場合、粘着性を有するため、Ｌ寸方向の収縮抵抗が大きくなりやすいが、テフロン（登録商標）の表面は離型性に優れており、成形体の粘着によるＬ寸方向の収縮抵抗を低くでき、Ｌ寸内の寸法精度を良くすることができる。
【００３８】
ローラーユニットＡ１３における回転乾燥は、長尺成形体１２のＬ寸収縮が限界点に達する時間に合った位置に、その長尺成形体１２を載せたローラーユニットＡ１３が進行するまで行う。ここでＬ寸収縮の限界点とは、まだ水の蒸発は続いているが、Ｌ寸方向などの寸法収縮が起こらなくなる状態をいう。したがってこの限界点に達した後は、ローラー表面が粗いローラーユニットＢ１４に載せ変えても、Ｌ寸方向の収縮抵抗による寸法精度の悪化を生じなくなる。このＬ寸収縮の限界点は、添加した水分量に対する長尺成形体１２全体の水分率が５０〜７０％の範囲であり、この範囲になった時、ローラーＢへの載せ変えが可能となる。この限界点に達するまでの時間は、長尺成形体１２の大きさや添加水分量などによって決まるので、試験によって求め、回転乾燥装置１１の中で、この限界点に達するまでの時間となる位置が決定される。
【００３９】
次にローラーユニットＡ１３からローラーユニットＢ１４の載せ変えは、真空吸着などの方法によって行う。ローラーユニットＡ１３がローラーユニットＢ１４の前まで来ると、ローラーの回転を停止し、真空吸着パッドを有したアームが接近して長尺成形体１２を吸着する。そしてアームがスライドして長尺成形体１２をローラーユニットＢ１４の上まで運搬し、落とすことで載せかえが行われる。
【００４０】
ローラーユニットＢ１４のローラー表面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）は２．０〜４．０μｍの範囲とする。これは長尺成形体１２の突出部などを削り落とすことで真円度を良くし、寸法精度を良くするのが目的であるが、算術平均表面粗さ（Ｒａ）が２．０μｍより小さいと突出部などを削り落とすことが十分できず、真円度を良くできないためであり、またＲａ４．０μｍより大きくなると削り量が多くなりすぎてローラー表面が汚れ、突出部などを削り落とすという効果の持続時間が極端に短くなるためである。
【００４１】
ローラーユニットＢ１４における回転乾燥は、セラミックス原料と水を含むバインダーを混合時に、添加した水分量に対する長尺成形体１２全体の水分率が１０％以下になるまで行う。これは長尺成形体１２全体の水分率が添加した水分量に対して１０％以下となれば、十分に乾燥した状態となり、全くハンドリング性に問題がなくなるためである。
【００４２】
さらに水分率が添加した水分量に対して１０％以下に達すると、乾燥が困難となり、高温状態に曝さないと乾燥しなくなるためである。この点に達するまでの時間は、長尺成形体１２の大きさや添加水分量などによって決まるので、試験によって求める。
【００４３】
そして回転乾燥装置１１の中で、この点に達するまでの時間となる位置が決定される。この位置までローラーユニットＢ１４が進行して来ると、ローラーの回転を停止し、全ての乾燥が終了した長尺成形体１２を回転乾燥装置１１から取り出す。この方法は先の載せかえと同様、真空吸着などによって行う。
【００４４】
ローラーユニットＡ１３及びローラーユニットＢ１４におけるローラー単体は、ユニット上で回転した時の最大振れ量を０．１ｍｍ以下とする。これは振れ量が０．１ｍｍを超えると、ローラーの特定の位置が長尺成形体１２に強く当たるようになり、ローラーユニットＢ１４において真円度を良くするように長尺成形体１２の外周を削り落とすことができなくなるためである。通常、長尺のローラーにおいてユニット上で回転した時の最大振れは中央部で生じるので、この位置における振れ量をダイヤルゲージなどによって測定する。
【００４５】
次にローラーユニットＡ１３の材質は金属とするが、望ましくはステンレス鋼とする。これは剛性が大きいので振れ回りが小さく、また鏡面にして算術平均表面粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以下とすることができるためである。
【００４６】
さらにテフロン（登録商標）コーティング処理またはテフロン（登録商標）チューブの被覆を行う場合も、母材は金属で、望ましくはステンレス鋼とする。またテフロン（登録商標）は摩擦係数の小さいＰＴＦＥ、ＰＦＡまたはＦＥＰとする。またローラーユニットＢ１４の材質は同様に金属とし、望ましくはステンレス鋼とする。そして算術平均表面粗さ（Ｒａ）２．０〜４．０μｍの範囲となるよう加工仕上げを行う。
【００４７】
以上のように本発明の回転乾燥装置１１及び乾燥方法とすることで、ローラーユニットＡ１３における回転乾燥によって、Ｌ寸方向の収縮抵抗を小さくして寸法精度を良くすることができ、また表面の乾燥速度差が異なることによって生じる反り変形を防いで寸法精度を良くすることができる。
【００４８】
さらにローラーユニットＢ１４における回転乾燥によって、長尺成形体１２の突出部を削り落として真円度を良くし、寸法精度を良くすることができる。
【００４９】
ローラーユニットＢ１４に載せかえた後の回転乾燥においては、すでに限界点に達して寸法収縮を生じないため、乾燥時間を短縮するのに熱風を吹き付けるなど高温乾燥としても良い。この時の温度は、あまり高温にするとバインダーの蒸発が起こるので、８０〜１００℃程度とする。
【実施例】
【００５０】
以下本発明の実施例を説明する。
【００５１】
まず、ジルコニアを主成分とし、イットリア、アルミナ等を含有した原料粉末に押出成形に必要なバインダーとして水分を含む結合剤、潤滑剤、可塑剤をそれぞれ混合した材料を押出成形機に投入し、成形体外径が約φ５ｍｍ、成形体内径が約φ３．２ｍｍとなるような金型を取り付けて、光通信用割スリーブの押出成形を行った。
【００５２】
成形体は引取機にて引き取り、Ｌ寸が約７００ｍｍになるように切断してさらにコンベアベルトで回転乾燥装置まで搬送し、回転乾燥を行った。この時の外径と全長の比は、約１：２１８であった。
【００５３】
回転乾燥装置は面粗さの小さいローラーＡから面粗さの大きいローラーＢに真空吸着にて載せかえる方式とした。また比較のためにローラーＢを使用しない試験及び従来のＶサヤ乾燥試験も行った。各々のローラーの母材はステンレス鋼とし、面粗さを変えて試験を行った。またローラーＡでは、ＦＥＰ製のテフロン（登録商標）熱収縮チューブを被覆した試験も行った。回転乾燥時間は、ローラーＡでＬ寸収縮が限界に達するまで約２０分、ローラーＢで添加した水分量に対して水分率が１０％以下になるまで約２０分であった。
【００５４】
以上のような回転乾燥を行った乾燥体をＬ寸が約３００ｍｍになるように半分に切断して１３５０℃で焼成し、さらに焼成後の長い磁器をＬ寸が約１２ｍｍになるようにスライシング加工機にて切断した。
【００５５】
このようにして元の１本の乾燥体から約３６個の試料が得られ、さらに乾燥体５本分、計１８０個の試料を得た。そして各々の試料の外径をマイクロメータで測定し、乾燥体１本中における磁器外径寸法ばらつきを評価した。またこの磁器を最終製品である光通信用割スリーブに加工し、挿入損失を測定した。各測定値は平均値である。
【００５６】
結果を表１に示す。
【表１】
2006205526.tif 000003
【００５７】
表１から明らかなように、本発明による回転乾燥機及び乾燥方法を用いた試料（Ｎｏ．３、４、５、８、９）は、外径寸法ばらつきが２．８〜５．３μｍ、また挿入損失が０．０３〜０．０５ｄＢと良く、乾燥時の収縮ばらつき及び変形を小さくできることがわかった。
【００５８】
特にローラーＡの表面にテフロン（登録商標）チューブを被覆した試料（Ｎｏ．４）は、外径寸法ばらつきが２．８μｍ、また挿入損失が０．０３ｄＢと特に良いことがわかった。
【００５９】
これに対して本発明の範囲外である試料（Ｎｏ．１、２、６、７、１０、１１）は、外径寸法ばらつきが８．１〜４３．８μｍ、また挿入損失が０．１４〜０．３９ｄＢと悪いことがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（ａ）は本発明の長尺セラミック成形体用回転乾燥装置及び乾燥方法を示す斜視図であり、（ｂ）は同正面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明の長尺セラミック成形体用回転乾燥装置を用いて長尺セラミック成形体の真円度を良くすることを説明する同正面図である。
【図３】光ファイバ同士を接続する一般的な光コネクタの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１１：回転乾燥装置
１２：長尺成形体（セラミックス成形体）
１３：ローラー（ユニットＡ）
１４：ローラー（ユニットＢ）
１５：コンベアベルト
３１：フェルール
３２：光ファイバ
３３：割スリーブ
【図１】
2006205526.tif 000004
【図２】
2006205526.tif 000005
【図３】
2006205526.tif 000006