JPH03181102A

JPH03181102A - 電圧非直線抵抗体の製造方法

Info

Publication number: JPH03181102A
Application number: JP1318950A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Nakano; 義弘中野; Kanji Kawai; 川合　完治
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1989-12-11
Filing date: 1989-12-11
Publication date: 1991-08-07
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH07114163B2

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）酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体は、そのすぐ
れた非直線電圧−電流特性から電圧安定化あるいはサー
ジ吸収を目的とした避雷器やサージアブソーバに広く利
用されている。この電圧非直線抵抗体は、主成分の酸化
亜鉛に電圧非直線性ヲ発現すル少ｆｆｉのビスマス、ア
ンチモン、コバルト、マンガン等の金属酸化物を添加し
、混合、造粒、成形したのち仮焼成し、仮焼体の側面に
側面高抵抗層を形成するため無機絶縁物質を塗布した後
焼成し、その焼結体の両端面に電極を取り付けることに
より構成されている。

上述した従来の方法において、電圧非直線抵抗体として
良好な電気的特性を得るために、側面高抵抗層を形成す
るための例えばけい素化合物、ビスマス化合物、アンチ
モン化合物等よりなる無機絶縁物質（以下、側面高抵抗
剤と記す）を、電圧非直線抵抗体用の素体の側面に所定
の厚みにかつ均一に塗布する必要があることが知られて
いる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、側面高抵抗剤を素体の側面に所定の厚み
でかつ均一に塗布することは難しく、側面高抵抗剤を素
体へ所定の厚みに均一に塗布することができないと、得
られる電圧非直線抵抗体の絶縁不良発生率が増大したり
雷サージ放電耐量等の電気的特性が悪化する問題があっ
た。

本発明の目的は上述した課題を解消して、側面高抵抗剤
の付着強度を増大し、さらに塗布を所定の厚みに均一に
して、その結果絶縁抵抗及び雷サージ放電耐量に優れた
電圧非直線抵抗体を歩留よく得ることができる電圧非直
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、主成分の酸化
亜鉛に、焼成後に焼成体自身に電圧非直線性を発現させ
るＢｉ、　Ｓｂ、　Ｃｏ、　Ｍｎ等の金属酸化物の添加
物の少なくとも１種以上を添加し、混合、造粒、成形し
たのち、仮焼して仮焼後の吸水率を１、ＯＸ　１０−２
〜４．０Ｘ１０−’％好ましくは５．ＯＸ　１０−２〜
２．０Ｘ１０−’％とし、側面に高抵抗層を設けた後本
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、塗布前の仮焼体
の吸水率を制御することにより、側面高抵抗体の素体側
面への塗布量が制御でき、かつ塗布量のバラツキを少く
し、塗布膜の厚みを均一にできることを見出した。すな
わち、仮焼体の吸水率を１．０Ｘ１０−２〜４．０Ｘ１
０−’％と限定することにより、その後の側面高抵抗剤
の塗布工程において、側面高抵抗剤の素体側面への塗布
量を制御できかつバラツキなく均一とすることができる
。

ここで、仮焼後の吸水率を１．０Ｘ１０−２〜４．０×
１０−１％と限定したのは、吸水率が１．０Ｘ１０−”
％未満であると側面高抵抗剤が素体側面に付着しにくく
なり電気的特性が悪化する。また、吸水率が４．０Ｘ１
０−’％を越えると側面高抵抗剤の塗布量が所定量を超
えかつ塗布量のバラツキが大きくなり、本焼戒時に側面
剤の化学反応が不十分となる部分を生じ、電気的特性が
低下する。また、本焼戒後の素子自体の電気的特性が悪
化するためである。

上記仮焼体の吸水率を５．ＯＸ　１０−２〜２．０Ｘ１
０−’％にした場合は、塗布量を所定量に制御できかつ
塗布量のバラツキも著しく小さくでき、絶縁不良発生率
を著しく減少でき、雷サージ放電耐量を向上させること
ができるため、より好ましい。

なお、所定の吸水率を有する仮焼体を得るには、成形工
程における成形圧力を１０００ｋｇ　／　ｃｍ２としこ
の圧力での保持時間を３０秒とし、仮焼温度を９２０°
Ｃ〜９２５°Ｃとし、この温度での保持時間を１２０〜
１３０分間とした場合に仮焼後の吸水率を１．ＯＸ　１
０−２〜４．０Ｘ１０−’％に制御できるため好ましい
。

（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、
まず所定のね度に調整した酸化亜鉛原料と所定の粒度に
調整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化アンチモン、酸化クロム、好ましくは非晶質の酸化
ケイ素、酸化ニッケル、酸化ホウ素、酸化銀等よりなる
添加物の所定量を混合する。なお、この場合酸化銀、酸
化ホウ素の代わりに硝酸銀、ホウ酸を用いてもよい、好
ましくは銀を含むホウケイ酸ビスマスガラスを用いると
よい。また、添加物を８００〜１０００°Ｃで仮焼した
後粉砕し、所定粒度に調整したものと酸化亜鉛原料を混
合してもよい。この際、これらの原料に対して所定量の
ポリビニルアルコール水溶液等を加える。

次に好ましくは２００ｍｍ１１ｇ以下の真空度で減圧脱
気を行い混合泥漿の水分量を３０〜３５−ｔ％程度に、
またその混合泥漿の粘度を１００±５０ｃＰとするのが
好ましい。次に、得られた混合泥漿を噴霧乾燥装置に供
給して平均粒径５０〜１５０μｍ、好ましくは８０〜１
２０　ｐｍで、水分量が０．５〜２．０　ｗｔ％、より
好ましくは０．９〜１．５　ｗｔ％の造粒粉を造粒する
。

次に、得られた造粒粉を成形工程において、成形圧力１
０００ｋｇ／ｃｍ２の下で所定の形状に成形する。

そして、その素体（成形体）を昇降温度３０〜１００’
Ｃ／ｈｒで好ましくは９２０〜９２５°Ｃ１保持時間１
２０〜１３０分間仮焼して仮焼後の吸水率を１．０Ｘ１
０−２〜４．０Ｘ１０−’％としている。この仮焼の際
、好ましくは大気圧より低い減圧状態より好ましくは１
００ｔｏｒｒ以下の状態で仮焼成する。なお、仮焼成の
前に成形体を昇降温速度１０〜１００°Ｃ／ｈｒで４０
０〜６００°Ｃ１保持時間１〜１０時間で結合剤を飛散
除去することが好ましい。

次に、仮焼成した仮焼体の側面に高抵抗層を形威する。

ずなわち、ＢｉｚＯ，、５ｂｚ０３．　ＺｎＯ，５ｉＯ
ｚ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、２００〜３００μｍの厚さに
仮焼体の側面に塗布する。前記ペーストは素体に塗布し
てもよい。

次に、側面に混合物ペーストを塗布した素体を昇降温速
度２０〜１００′Ｃ／ｈｒ、１０００〜１３００°Ｃ好
ましくは１０５０〜１２５０°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１
００〜３００μｍの厚さに塗布し、空気中で昇降温速度
５（１〜２００　’Ｃ／　ｈｒ、４００〜９００°Ｃ１
保持時間０．５〜４時間という条件で熱処理することに
よりガラス層を恩威すると好ましい。

その後、得られた電圧非直線抵抗体の両端面をＳｉＣ，
八ｆ　２０３．ダイヤモンド等の１１４００〜＃２００
０相当の研磨剤により水好ましくは油を研磨液として使
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、実際に本発明の範囲内および範囲外の電圧非直線
抵抗体において、各種特性を測定した結果について説明
する。

夫豊明上述した方法に従って、Ｂｉｔ（１＋　１．０モル％、
ＣＯ：１０４０．５モル％、ＭｎＯ２０，５モ／Ｌ／％
、５ｂｚＯ３１，０モル％、ＣｒｚＯｉ　０．５モル％
、Ｎｉ００．５モル％、Ａ　ｌ　２０３０．００５モル
％、５ｉＯｚ　１〜２モル％および残部がＺｎＯからな
る原料に、ホウケイ酸ビスマスガラスを外記で０．１ｗ
ｔ％添加し、９００〜９２５°Ｃで１〜５時間の条件で
仮焼成を実施して、直径５５ｍｍ、厚さ２５ｍｍの形状
の仮焼体を得た。得られた仮焼体の吸水率を測定した後
、所定組成の側面高抵抗層用ペーストを素体の側面に塗
布した。その後、複数（ｎ　＝２０）の各試験体毎に塗
布量の平均値およびバラツキを測定した。いずれも結果
を第１表に示す。その後、本焼成して上述した形状でバ
リスタ電圧（ＶＩｍＡ）が２００Ｖ／ｍｍの第１表に示
す本発明例および比較例の電圧非直線抵抗体を準備した
。なお、吸水率は、ＪＩＳ　Ｒ２２０５に準して測定し
求めた。

最後に、得られた電圧非直線抵抗体に対し、絶縁不良発
生率、雷サージ放電耐量破壊率を測定し、その結果をあ
わせて第１表に示した。ここで、絶縁不良発生率は超絶
縁計によりＪＩＳ　Ｃ１３０３に準して測定し、１．０
Ｘ１０’ＭΩ以上の抵抗値のものを合格とし、この個数
ａと１．ＯＸ　１０’ＭΩ未満の抵抗値１００の式で求
めた。雷サージ放電耐量破壊率は、１２０　ＫＡの電流
を４／１０μｓの電流波形で２回繰り返し印加した後に
破壊しなかったものを合格としその個数ｍと、破壊した
ものを不良としその個数ｎとで　　　　　ｘ　ｉｏｏの
式で求めた。

−１−ｎ第１表の結果から、所定の吸水率を有する仮焼体を使用
した本発明の試料Ｎｏ、　３〜７は、吸水率の点で本発
明を満足しない比較例試料Ｎｏ、　１〜２および８〜９
と比べて、塗布量が１．２〜１．８ｇ／個となり望まし
く、かつ塗布量のバラツキσ□引　も０．０３〜０．０
５と小さくなり、その結果絶縁不良発生率、雷サージ放
電耐量破壊率を小さくすることができた。また本発明試
料Ｎｏ、　３〜７の塗布膜はいずれも偏肉が極めて小さ
い状態であった。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、所定
の仮焼により仮焼後の仮焼体の吸水率を１．０Ｘ１０−
２〜４．０Ｘ１０−’％とすることにより、側面高抵抗
層用のペーストを素体側面に所定量を均一に塗布でき、
その結果サージ放電耐量等の電気的特性が良好な電圧非
直線抵抗体を歩留よく得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１．主成分の酸化亜鉛に、焼成後に焼成体自身に電圧非
直線性を発現させるＢｉ，Ｓｂ，Ｃｏ，Ｍｎ等の金属酸
化物の添加物の少なくとも１種以上を添加し、混合、造
粒、成形したのち、仮焼して仮焼後の吸水率を１．０×
１０＾−＾２〜４．０×１０＾−＾１％とし、側面に高
抵抗層を設けた後本焼成することを特徴とする電圧非直
線抵抗体の製造方法。