JPH02133902A

JPH02133902A - 電圧非直線抵抗体の製造方法

Info

Publication number: JPH02133902A
Application number: JP63286885A
Authority: JP
Inventors: Osamu Imai; 修今井
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1988-11-15
Publication date: 1990-05-23
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0812808B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体の製
造方法に関するものである。

（従来の技術）従来から酸化亜鉛を主成分としＢ１２Ｏ３，５ｂｚＯｉ
。

５Ｌ０２１　ＣＯ２０３１Ｍｎ０ｚ等の少量の添加物を
含有した抵抗体は、優れた電圧非直線性を示すことが広
く知られており、その性質を利用して避雷器等に使用さ
れている。

この電圧非直線抵抗体では、雷等のサージ電流が素子に
印加された場合に主として素子側面に沿った放電いわゆ
る沿面放電が生じ素子が破壊することがあるため、円周
側面にＢ１−９ｂ−３ｉ系化合物またはＢ１−３ｂ−５
ｉ−Ｚｎ系化合物よりなる高抵抗層を設けるのが一般的
である。

（発明が解決しようとする課題）このうち、Ｓｉ成分は高抵抗層中にスビ♀ルを生成し、
雷サージ耐量向上に効果がある。しかしながら、従来は
Ｓｔ成分付与として結晶質の５ｉＯｚ等を粉砕せずその
まま使用していたため粒度も粗く、連続的に均一に生成
してはじめてその効果のあるケイ酸亜鉛相が不均一に生
成する場合があった。

そのような場合は、雷サージ耐量も向上せずそのバラツ
キが大となるとともに、側面高抵抗層も吸湿を示し長期
信頬性に欠ける等良好な特性を有する電圧非直線抵抗体
を得られない問題があった。

本発明の目的は上述した課題を解消して、雷サージ耐量
の向上が可能でそのバラツキも少ないとともに側面高抵
抗層の吸湿性をも改善できる電圧非直線抵抗体の製造方
法を捉供しようとするものである。

（課題を解決するための手段）本発明の電圧非直線抵抗体の製造方法は、酸化亜鉛を主
成分とする電圧非直線抵抗体の側面に、少なくともケイ
素化合物、アンチモン化合物、ビスマス化合物よりなる
側面高抵抗層用の混合物を塗布し次いで焼成する電圧非
直線抵抗体の製造方法において、前記混合物中のケイ素
化合物が非晶質シリカであり、その平均粒径が１０μｍ
以下であることを特徴とするものである。

（作　用）上述した構成において、本発明者らはＳｉ成分の付与方
法について種々検討した結果、高抵抗層を形成する混合
物中のＳｉ成分として非晶質シリカを使用するとともに
、その平均粒径が１０μｍ以下好ましくは６μｍ以下で
あると、良好なケイ酸亜鉛相が得られ、その結果後述す
る実施例からも明らかなように雷サージ耐量が向上しそ
のバラツキが減少するとともに、側面高抵抗層の吸湿性
も改善されることを見出した。

なお、非晶質シリカの製造方法については特に限定する
ものではないが、ケイ酸ナトリウムの複分解反応から得
られたものまたは四塩化ケイ素の熱分解により得られた
ものを使用すると、後述する実施例から明らかなように
より特性が良好になるため好ましい。また、その純度は
ＳｉＯ□として９５％以上であると好ましい。

さらに、側面高抵抗層を形成する混合物としては、非晶
質シリカ、ビスマス化合物、アンチモン化合物をＳｉＯ
□、　ＢｉｚＯｚ、　５ｂｚＯｚに換算して、５ｉＯｚ
７０〜９５モル％、好ましくは８０〜９０モル％、Ｂ１
２（ｈ　　１〜１５モル％、好ましくは３〜１０モル％
、５ｂｚｏ：＋　３〜２０モル％、好ましくは５〜１５
モル％、必要に応じて亜鉛化合物を外記でＺｎＯに換算
して１５０モル％以下好ましくは８０モル％以下に添加
したしたものが好ましく、全体の平均粒径が１０μｍ以
下であると好ましい。また、側面高抵抗層の厚さは３０
〜１５０μｍであると好ましい。

ここで側面高抵抗層用の混合物の組成として、ビスマス
化合物、アンチモン化合物、亜鉛化合物を規定したが、
各化合物とも１０００°Ｃ以下、好ましくは８００°Ｃ
以下で酸化物に変化するものであればよい。具体的には
酸化物、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等があげられるが、
酸化物が最も好ましい。

（実施例）酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体を得るには、
まず所定の粒度に調整した酸化亜鉛原料と所定の粒度に
調整したＢｉ２Ｏ３，Ｃｏ：＋Ｌ＋　ＭｎＯ２゜Ｓｂ、
Ｏ，、Ｃｒ、０３．５ｉＯｚ、　ＮｉＯ等よりなる添加
物の所定量を混合する。この際、これらの原料粉末に対
して所定量のポリビニルアルコール水溶液等を加え、好
ましくはデイスパーミルにより混合した後、好ましくは
スプレードライヤにより造粒して造粒物を得る。造粒後
、成形圧力８００〜１０００ｋｇ／ｃＪＯ下で所定の形
成に成形する。その成形体を昇降温速度５０〜７０°Ｃ
／ｈｒで８００〜１０００°Ｃ保持時間１〜５時間とい
う条件で仮焼成する。

なお、仮焼の前に成形体を昇降温速度１０〜１００”Ｃ
／ｈｒで４００〜６００°Ｃで１〜１０時間保持し、結
合剤を飛散除去することが好ましい。そして本発明の素
体とは成形体を前記条件で熱処理した脱脂体をいう。

次に、仮焼成した仮焼体の側面に側面高抵抗層を形成す
る。本発明では、ビスマス化合物、アンチモン化合物、
ケイ素化合物等の所定量に有機結合剤としてエチルセル
ロース、ブチルカルピトール、酢酸ｎブチル等を加えた
側面高抵抗層用の混合物ペーストを、６０〜３００μｍ
の厚さに仮焼体の側面に塗布する。この際、本発明では
ケイ素化合物として、平均粒径が１０μｍ以下の非晶質
シリカを使用する。なお、前記混合物ペーストは素体に
塗布してもよい。次に、これを昇降温速度４０〜６０’
Ｃ／ｈｒ、　１０００〜１３００°Ｃ好ましくは１１０
０〜１２５０°Ｃ１３〜７時間という条件で本焼成する
。なお、ガラス粉末に有機結合剤としてエチルセルロー
ス、ブチルカルピトール、酢酸ｎブチル等を加えたガラ
スペーストを前記の側面高抵抗層上に１００〜３００μ
ｍの厚さに塗布し、空気中で昇降温速度１００〜２００
°Ｃ／ｈｒ、４００〜６００°Ｃ保持時間０．５〜２時
間という条件で熱処理することによりガラス層を形成す
ると好ましい。

その後、得られた電圧非直線抵抗体の両端面をＳ＋Ｃ，
Ａ　１２（）３＋　　ダイヤモンド等の＃４００〜２０
００相当の研磨剤により水好ましくは油を使用して研磨
する。次に、研磨面を洗浄後、研磨した両端面に例えば
アルミニウムによって電極を例えば溶射により設けて電
圧非直線抵抗体を得ている。

以下、実際に本発明範囲内および範囲外の電圧非直線抵
抗体について各種特性を測定した結果について説明する
。

側１ガ上述した方法で作成した直径４７胴、厚さ２０＋ｎｍの
電圧非直線抵抗体において、側面高抵抗層用の混合物中
のケイ素化合物の状態および平均粒径の影響を調べるた
め、素子本体の組成はＢｔｚＯｉ　１．０モル％、ｃｏ
、ｏ、　０．７モル％、Ｍｎ０ｚ　０．５モル％、５ｂ
ｚｏ：＋１．０モル％、Ｃｒ２Ｏ３０，５モル％、Ｎｉ
ＯＯ，５モル％、Ａ　Ｐ、２ｏ３０．００５モル％、Ｓ
ｉ０□２モル％および残部がＺｎＯとしてケイ素化合物
として非晶質シリカを使用するとともに平均粒径が１０
μｍ以下である本発明範囲内の試料Ｎｏ、　１〜９と、
いずれかの点で本発明の範囲を満たさない比較例Ｎｏ、
　１〜４を準備し、それぞれの雷サージ耐量破壊率と側
面高抵抗層の吸湿性を測定した。ここで、側面高抵抗層
用のケイ素化合物以外の混合物はビスマス化合物として
は平均粒径５μｍの酸化ビスマスを、アンチモン化合物
としては平均粒径３μｍの酸化アンチモンを使用した。

また、側面高抵抗層用の混合物は５ｉ０２８５モル％、
Ｂｉｇ（ｈ　５モル％、５ｂ２０３１０モル％の三元系
とした。使用したケイ素化合物のうち非晶質シリカにつ
いては、第１図（ａ）〜（ｃ）の製造方法に従って作成
したものを使用し、第１図（ａ）に従ったものをＡ、第
１図（ｂ）に従ったものをＢ、第１図（ｃ）に従ったも
のをＣと第１表中に表記した。結果を第１表に示す。

第１表において、雷サージ耐量破壊率は、１００ＫＡ１
１０にＡ、　１２０にＡのパルス電流を４７１０μｓの
電流波形で２回印加した後破壊したものの割合を示した
。

また、側面高抵抗層の吸湿性は、素子を蛍光探傷液中に
圧力２００　ｋｇ／ｃ＋＋１の状態で２４時間浸漬した
後の吸湿状態を検査し、高抵抗層に滲みのないものを○
、滲みの若干あるものをΔ、滲みの多いものを×として
表示した。

第１表の結果から、ケイ素化合物として非晶質シリカを
使用するとともにその平均粒径を１０μｍ以下とした本
発明試料Ｎｏ、　１〜９は、いずれかの点で本発明を満
足しない比較例Ｎｏ、　１〜４と比較して、良好な雷サ
ージ耐量と良好な吸湿性を示すことがわかった。また、
本発明の中でも、非晶質シリカとしてケイ酸ナトリウム
の複分解反応を利用して得たものまたは四塩化ケイ素の
熱分解反応を利用して得たものを使用すると、雷サージ
耐量がより減少し好ましいことがわかる。さらに、ケイ
素化合物の平均粒径については、６μｍ以下であるとさ
らに雷サージ耐量破壊率が減少し好ましいことがわかる
。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明の電圧非直線抵
抗体の製造方法によれば、側面高抵抗層用の混合物中の
ケイ素化合物の状態および平均粒径を規定することによ
り、良好でバラツキも少ない雷サージ耐量を有するとと
もに側面高抵抗層の吸湿性も改善された電圧非直線抵抗
体を得ることができる。

また、開閉サージ耐量、課電寿命、制限電圧についても
良好な特性が確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明で使用する非晶
質シリカの製造方法の一例を示すフローチャートである
。

Claims

【特許請求の範囲】

１．酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体の側面に
、少なくともケイ素化合物、アンチモン化合物、ビスマ
ス化合物よりなる側面高抵抗層用の混合物を塗布し次い
で焼成する電圧非直線抵抗体の製造方法において、前記
混合物中のケイ素化合物が非晶質シリカであり、その平
均粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする電圧非直
線抵抗体の製造方法。