JPH06290909A - 電圧非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents

電圧非直線抵抗体の製造方法

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JPH06290909A
JPH06290909A JP5073826A JP7382693A JPH06290909A JP H06290909 A JPH06290909 A JP H06290909A JP 5073826 A JP5073826 A JP 5073826A JP 7382693 A JP7382693 A JP 7382693A JP H06290909 A JPH06290909 A JP H06290909A
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JP
Japan
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amorphous silica
resistor
sodium silicate
raw material
silicon
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Application number
JP5073826A
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English (en)
Inventor
Satoshi Yamada
聡 山田
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電耐量等の電気的特性が良好で、スプレー
ドライヤで造粒可能な電圧非直線抵抗体の製造方法を提
供する。 【構成】 酸化亜鉛を主成分とし、添加物として少なく
ともケイ素成分を含む電圧非直線抵抗体の製造方法にお
いて、前記抵抗体のケイ素成分原料として、ケイ酸ナト
リウムの複分解反応生成物から得た非晶質シリカであっ
てその比表面積(BET法)が100m2/g 以下のものを使
用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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、特に原
料中添加剤として使用するケイ素成分原料に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来から酸化亜鉛を主成分とし、二酸化
ケイ素、酸化アンチモン、酸化ニッケル、酸化ビスマ
ス、酸化マンガン等の小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。そ
の一例として、酸化亜鉛を主成分とし、添加剤としての
ケイ素成分原料として非晶質シリカを使用する例が、特
開平2−135701号公報において開示されている。
【0003】図2は、上述した従来から知られている電
圧非直線抵抗体の製造方法の一例を示すフローチャート
である。図2に示すように、従来の電圧非直線抵抗体の
製造方法では、まず上述した非晶質シリカ等の添加剤を
湿式で混合し、乾燥し、約500℃で焙焼し、湿式粉砕
後、酸化亜鉛原料と混合して混合物スラリーを得る。次
に、混合物スラリーをスプレードライヤ等の噴霧乾燥機
で造粒し、造粒物を成形、脱脂、焼成して電圧非直線抵
抗体を得ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電圧非
直線抵抗体の製造方法では、ケイ素原料成分として非晶
質シリカを使用することにより高い放電耐量等を達成す
ることができるが、使用する非晶質シリカの性状によっ
ては放電耐量が低下する問題があった。また、添加剤に
非晶質シリカを使用した場合は、添加剤と酸化亜鉛原料
と所定量の水を単に混合して得た混合物スラリーではそ
の粘性が高くなるため、得られた混合物スラリーをその
ままスプレードライヤで噴霧乾燥して造粒できない問題
もあった。さらに、水分量を増して造粒したとしても、
水分が増えたことにより造粒品が中空品となり、放電耐
量の低下の原因にもなっていた。
【0005】本発明の目的は上述した課題を解消して、
放電耐量等の電気的特性が良好で、スプレードライヤで
造粒可能な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。
【0006】
【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、添加物として
少なくともケイ素成分を含む電圧非直線抵抗体の製造方
法において、前記抵抗体のケイ素成分原料として、ケイ
酸ナトリウムの複分解反応生成物から得た非晶質シリカ
であってその比表面積(BET法)が100m2/g 以下のも
のを使用することを特徴とするものである。
【0007】
【作用】上述した構成において、本発明者らは原料とし
て使用する非晶質シリカの製造工程について種々検討し
たところ、ケイ酸ナトリウムの複分解反応生成物から得
た非晶質シリカであってその比表面積(BET法)が10
0m2/g 以下のものを使用すると、各種放電耐量を良好に
でき、混合物スラリーのゲル化を防止スプレードライヤ
等で造粒可能となることを見いだしたことによる。
【0008】ここで、ケイ酸ナトリウムの複分解反応生
成物から得た非晶質シリカを使用することに限定したの
は、後述する実施例から明らかなように、他の方法から
得た非晶質シリカさらにはシリカガラスを使用した場合
と比べて、放電耐量が良好となるとともに、スプレード
ライヤによる造粒が可能なためである。また、比表面積
を100m2/g 以下と限定したのは、100m2/g を越えると放
電耐量が低下するとともにスプレードライヤによる造粒
が不可能となるためであり、またこの比表面積は小さい
ほど優れた放電耐量を示しゲル化のない原料を得ること
ができる。
【0009】
【実施例】図1は本発明におけ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。図1に示すフロ
ーチャートに従って非晶質シリカの製造方法を説明する
と、まずケイ酸ナトリウム水溶液と酸、二酸化炭素、ア
ンモニウム塩のいずれか、好ましくは塩酸、硫酸などの
酸とを混合して反応させる。複分解反応は好ましくは室
温から100 ℃の温度で行い、またシリカゾルをゲルかす
る工程を含んでいても良い。次に、得られた反応生成物
を洗浄乾燥し、好ましくは700 〜1200℃の温度で焙焼し
て、シリカ成分原料としてのBET法による比表面積が
1 〜100m2/gの非晶質シリカを得ている。なお、洗浄の
際十分な洗浄を行い、得られた非晶質シリカが、Ig.los
s 6wt%以下、不純物としてのCl、SO4 は0.01wt% 以下ま
で洗浄すると、バリスタの強度や放電耐量が向上して好
ましい。その後、得られた非晶質シリカを使用して従来
と同様に電圧非直線抵抗体を製造している。
【0010】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 、Co3O4 、MnO2、Sb2O3
Cr2O 3 、SiO2、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SiO2源原料として上述した方法
に従って製造した、好ましくは平均粒子径0.1 〜5.0μm
の非晶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と分散剤を加え、
規定の水分量である30%にし、好ましくはディスパーミ
ルにより混合した後、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/cm2の下
で所定の形状に成形する。そして成形体を昇降温速度1
〜10時間で熱処理し結合剤を飛散除去することが好まし
い。
【0011】次に、仮焼成した仮焼成体の側面に側面高
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、ブチルカルビトール、酢酸nブ
チル等を加えた側面高抵抗層用混合物ペーストを、30〜
300 μm の厚さに仮焼成体側面に塗布する。この際も、
ケイ素化合物として、このマスクは平均粒子径が10μm
以下の非晶質尻かを使用する。次に、これを昇降温速度
40〜60℃/hr、最高保持温度1000〜1300℃好ましくは11
00〜1250℃、3 〜7 時間という条件で本焼成する。
【0012】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の側面高抵抗層上に30〜30
0 μm の厚さに塗布し、空気中で昇降温速度50〜200 ℃
/hr、400 〜800 ℃で保持時間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
、Al2O3 、ダイヤモンド等の#400 〜2000相当の研磨
砥石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。
【0013】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。実施例 以下の表1に示すように、ケイ酸ナトリウムと塩酸との
複分解反応を利用するとともに焙焼温度を変化させるこ
とによりBET比表面積を1 〜100 m2/gの範囲とした本
発明例No.1〜6 の非晶質シリカと、同様にケイ酸ナトリ
ウムの複分解反応を利用したが比表面積が本発明範囲外
の比較例No.1〜4 の非晶質シリカと、四塩化ケイ素の複
分解反応を利用した比較例No.5〜6 の非晶質シリカと、
比較例No.7としてシリカガラスとを準備した。なお、試
験した抵抗体の組成は、非晶質シリカまたはシリカガラ
スSiO2を2mol% と、それ以外の添加剤であるBi2O3 、Co
3O 4 、MnO2、Sb2O3 、Cr2O3 、NiO を各々0.1 〜2mol%
、Al(NO3)2・9H2Oを0.001〜0.01mol%、銀を含むホウケ
イ酸ビスマスガラスを0.01〜0.3wt%、残部ZnO からなる
組成とし、水分量30%とした混合物スラリーを作製し、
この混合物スラリーから上述した製造方法に従って、直
径47mm、高さ22.5mmの形状でV1mA =250 V/mmの電圧
非直線抵抗体を得た。
【0014】準備した本発明例および比較例の電圧非直
線抵抗体に対し、雷サージ耐量及び開閉サージ耐量を測
定するとともに、製造工程におけるスプレードライヤに
よる造粒の可否を予め調べておいた。結果を表1に示
す。なお、表1において、雷サージ耐量は、電流4/10μ
s で2回印加した後破壊したかどうかを調べ、破壊しな
かったものを○破壊したものを×として示した。ここ
で、各レベルで2個結果があるのは、2つの試料に対し
てこの試験を行ったことを示す。また、開閉サージ耐量
は、電流2msで2回印加した後破壊したか草加を調べ、
破壊しなかったものを○破壊したものを×として示し
た。また、造粒のできないものは、水分量を増加して造
粒させてバリスタ特性を求めた(比較例NO.3,4,6)。
【0015】
【表1】
【0016】表1の結果から、本発明例は比較例と比べ
て、雷サージ耐量および開閉サージ耐量とも向上すると
ともに、スプレードライヤによる造粒が良好にできるこ
とがわかった。また、原料となる非晶質シリカとして
は、ケイ酸ナトリウムの複分解反応により得られたもの
でBET比表面積が100m2/g 以下のものを使用する必要
があることがわかった。
【0017】
【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、原料となるケイ素成分原料として、ケイ酸ナ
トリウムの複分解生成物からなりそのBET比表面積が
100m2/g 以下のものを使用することにより、雷サージ放
電耐量および開閉サージ放電耐量がともに良好で、しか
もスプレードライヤによる造粒が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけ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。
【図2】従来の電圧非直線抵抗体の製造方法の一例を示
すフローチャートである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化亜鉛を主成分とし、添加物として少
    なくともケイ素成分を含む電圧非直線抵抗体の製造方法
    において、前記抵抗体のケイ素成分原料として、ケイ酸
    ナトリウムの複分解反応生成物から得た非晶質シリカで
    あってその比表面積(BET法)が100m2/g 以下のもの
    を使用することを特徴とする電圧非直線抵抗体の製造方
    法。
JP5073826A 1993-03-31 1993-03-31 電圧非直線抵抗体の製造方法 Pending JPH06290909A (ja)

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