JPH02239601A - 電圧非直線抵抗体の製造法 - Google Patents

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、Ｂｉ２０■，　ｓｂ．
ｏ．ＳｉＯ■，　ＭｎＯ■等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の製造方法としては、雷等のサー
ジ耐量や課電寿命等の向上を、焼成体密度を均一にする
ことにより達成する方法が、例えば特開昭５６−８３０
０５号公報や特開昭６２−１４１７０１号公報において
開示されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の電圧非直線抵抗体の製造法のうち、特開
昭５６　−　８３００５号公報においては、原料粉末に
各種の添加剤を混合、造粒、予備圧縮成型した後に、脱
脂し、その後に熱間静水圧プレスにて焼結するものが示
されている。しかし、上記方法では酸化亜鉛素子の焼結
が液相焼結であるため、焼結中の液相部の抜け等による
組成の変動とそれにともなうバリスタ特性の低下や、熱
処理時に試料にクランクが発生することがあり、しかも
製造装置が特殊なものであり量産性に欠けるという問題
があった． また、冷間静水圧プレスしたのちに焼成して製造する方
法が特開昭６２−１４１７０１号公報に開示さ・れてい
るが、成型時に素子を高密度化すればするほどバインダ
ーの除去が困難となり、またバインダー除去のための脱
脂処理時に素子が膨張し、成型密度を高《した効果が薄
れるという問題があった。

本発明の目的は上述した課題を解決して、酸化亜鉛素子
の高密度化を図り、各種の放電耐量を向上し、特性のバ
ラツキを減少させる電圧非直線抵抗体の製造方法を提供
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
成分とし、少なくとも１種以上の金属酸化物を含んで成
る電圧非直線抵抗体の製造法において、 原料を粉砕・混合した後、有機バインダ等を加え圧縮成
形によりｌｏＯＭＰａ以下の圧力で予備成形し、有機物
成分を３００〜６００″Ｃで脱脂処理し、該脱脂体を２
００　ＭＰａ以上の圧力で冷間等方圧縮処理を行った後
に焼成すること、を特徴とするものである．（作　用） 上述した構成において、本発明者らは所定の冷間等方圧
縮処理を所定の脱脂をしたのちに行うことにより、酸化
亜鉛素子を高密度化しつつ、サージ耐量が良好になり、
特性のバラッキも減少することを見出した。

この冷間等方圧縮処理に用いられる圧力媒体としては、
気体、液体等を含む圧力伝達媒体であればよく、所望の
効果を得るためには加圧圧力は２００ＭＰａ以上を必要
とする。

また、脱脂性を良好な程度に維持するためには、予備成
形を１００ＭＰａ以下の圧力で行う必要がある。

この予備成形の実施は、好ましくは成形後の残留気孔が
他の方法よりも均一微細になりやすいスプレードライヤ
ーによる造粒扮を乾式加工成形するとよい。

さらに脱脂処理を３００〜６００゜Ｃの範囲で実施する
必要がある。この理由は３００゜Ｃ未満では完全に脱脂
が行われず、６００゜Ｃを越えると焼結が進行し、冷間
等方圧縮の効果が得られないためである。

好ましくは脱脂した脱脂体を、恒温恒温器により調湿し
た後に冷間等方圧縮処理をすると、粒子が移動し易くな
り、素子密度が均一になる。

（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
調整した旧！０３＋　ＣＯ３０４１　ＭｎＯｚ＋　ｓｂ
２ｏ３，Ｃｒ２０．　ｓｔｏ，，　ＮｉＯ等よりなる添
加物の所定量を混合する。この際、本発明ではＳｉｎｇ
源原料として平均粒径１０μｍ以下の非品質シリカを使
用する。

これら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、好ましくはディ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、油圧金型プレスにて予備成形圧力
８〜１００ＭＰａの下で所定の形状に成形する。

次いで例えば脱脂処理条件５００℃×５時間にて脱脂し
た後、湿式ラバープレス装置を用いて焼成後に種々の異
なる焼成密度をもつ焼結体が得られるように、成形圧力
を２００〜６８０ＭＰａの冷間等方圧縮処理を施し、脱
脂体を製作した。

次に脱脂体の側面に側面高抵抗層を形成する。

本発明では、酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化ケイ
素等の所定量に有機結合剤としてエチルセルロース、プ
チルカルビトール、酢酸ｎプチル等を加えた側面高抵抗
層用混合ペーストを、６０〜３００μｌの厚さに脱脂体
の側面に塗布する。また、この場合、脱脂体を昇降温速
度５０〜７０℃／ｈｒで８５０〜９８０゜Ｃ、１〜５時
間仮焼成した仮焼体に塗布してもよい。この際、本発明
では酸化ケイ素として、好ましく゛は平均粒径が１０μ
ｍ以下の非晶質シリカを使用する。

これら脱脂体を昇降温速度４０〜６０″Ｃ／ｈｒ　、１
０００〜１３００゜Ｃ１好まし《は１１００〜ｌ２５０
゜Ｃに３〜７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、プチルカ
ルビトール、酢酸ｎブチル等を加えたガラスペーストを
前記側面抵抗層上に１００〜３００ＩＩＩＩ＋の厚さに
塗布し、空気中で昇降温速度ｌＯＯ〜２００゜Ｃ／ｈｒ
　、４００〜６００゜Ｃに保持時間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ＳｉＣ，
　Ａ１２０３，　　ダイヤモンド等の＃４００〜２００
０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
ミニウム等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
。

災星±１ 上述した方法で作成した直径４７ｏｕｎ、厚さ２２．５
ＭでＶ　ＩＭＡ　＝２１０　〜２３０Ｖ／ｍｍの電圧非
直線抵抗体において、脱脂処理条件を５００゜ＣＸ５時
間に維持しつつ、冷間等方圧縮処理の加圧圧力を変化さ
せた場合に特性に及ぼす影響を調べるため、本発明範囲
内の試料Ｎｏ．１〜１５と、いずれかの点で本発明の範
囲内を満たさない比較例Ｎｏ．　１６〜２４と、従来例
Ｎｏ、２５〜２７を準備し、電圧非直線指数、雷サージ
耐量破壊率および成形密度を測定した。

ここでＮｏ．２５．　２６は脱脂処理前に冷間等方圧縮
を実施、Ｎｏ．２　７は熱間等方圧縮を実施したもので
ある．この結果を第１表に示す。この第１表において、
電圧非直線指数αはＩ＝ＫＶ　（Ｉ　：電流、■：電圧
、Ｋ：比例定数）に基いてＶＩｍＡとＶ１。。μ．との
比から求めた。雷サージ耐量破壊率は、ＩＯＯＫＡ，１
１０Ｋ／ｌ．　１２０ＫＡ，　１３０ＫＡのパノレス電
流を４／１０　ｕ　ｓの電流波形で２回印加した後破壊
したものを×で、破壊しなかったものをＯで示す。

密度はアルキメデス法により測定した。

第１表 第１表の結果から冷間等方圧縮処理を脱脂した後に行っ
た本発明例Ｎα１〜Ｎα１５では、比較例および従来例
Ｎｏ．　１６〜Ｎｏ．２７と比較して雷サージ耐量が良
好であることが分かった。また予備成形時の加圧圧力を
１００ＭＰａ以下とし、冷間等方圧縮処理の加圧圧力を
２００ＭＰａ以上とした場合に良好な特性が得られるこ
とも分かった。

災施開Ｉ 上述した方法で作成した直径４　７　ｍｍ　，厚さ２２
．５ｍｍでＶ　ｌ−Ａ　＝２１０　〜２３０Ｖ／ｍｍの
電圧非直線抵抗体において、脱脂処理条件を変化させ、
冷間等方圧縮処理を６８０ＭＰａに維持した場合に特性
に及ぼす影響を調べるため、本発明範囲内の試料Ｎｏ．
１〜１３と、本発明の範囲を満たさない脱脂条件の試料
Ｎｏ．１４〜２４とを準備し、電圧非直線指数（α）お
よび雷サージ耐量破壊率を実施例１と同様に測定した．
この結果を第２表に示す． 第２表の結果から脱脂処理条件が３００〜６００゜Ｃの
間で実施されると、良好な特性が得られることが分かっ
た。

（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
抗体の製造法によれば、原料を粉砕・混合した後、有機
バインダ等を加え所定予備成形し、有機物成分を所定の
条件で脱脂除去した後、脱脂体に所定の冷間等方圧“縮
処理を行うことにより、雷サージ耐量が向上し、特性の
バラツキが減少するとともに、内部欠陥を減少した電圧
非直線抵抗体を得ることができる。

また、課電寿命特性においても良好な結果が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．酸化亜鉛を主成分とし、少なくとも１種以上の金属
   酸化物を含んで成る電圧非直線抵抗体の製造法において
   、 原料を粉砕・混合した後、有機バインダ等 を加え１００ＭＰａ以下の圧力で予備成形し、有機物成
   分を３００〜６００℃で脱脂処理し、該脱脂体を２００
   ＭＰａ以上の圧力で冷間等方圧縮処理し、焼成すること
   を特徴とする電圧非直線抵抗体の製造法。