JPH04167502A - 電圧非直線抵抗体の製造方法 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、電圧非直線抵抗体の製造方法に関する。

Ｂ１発明の概要 本発明は、電圧非直線抵抗体の製造方法において、添加
原料のうちの５ｉ０２を非晶質かっ球状としたことによ
り、製造される抵抗体の電気特性を向上したものである
。

Ｃ１従来の技術 従来、酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体は、添
加原料にＢ　ｉ２０３、Ｃｏ２Ｏ３、ｓｂ、ｏ、、Ｍｎ
Ｏ２、Ｎｉ０１及びＳｉＯ□等を用いて非直線性が高く
かつ熱損失が小さい組成としており、通常これら添加原
料は以下の様に製造される。

即ち、上記添加原料をボールミル等で予備粉砕した後、
有機バインダー及び酸化亜鉛と混合してスラリー状とし
、これをスプレードライヤーで乾燥させて流動性の良い
粉体を得る。

次に、上記粉体を金型プレスにより円板等の形状に成形
し、脱脂を行った後に１０００℃〜１３００℃にて数時
間焼成を行う。

更に上記焼成物の側面に絶縁コーティングを施した後、
両平面を研磨し、アルミニウムの電極を吹き付けて電圧
非直線抵抗体を完成する。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 上記添加原料の内５ｉ０２は、通常その組成式が５ｉ０
２・ｎＮａ２Ｏで表される水ガラスを酸で溶解した後乾
燥及び粉砕を行って製造される湿式法シリカを使用して
おり、その特質として、粒径が大きくかつ不定形の二次
凝集体となっていることが挙げられる。

このため、５ｉＯｚは他の添加原料に比して物性が異な
り、特にその粒径は他の添加原料が見掛は上敷μｍ程度
以下であるのに対し、５ｉｎ２の粒径は１０〜３０μｍ
と約１０倍になっている。

従って、ボールミル等にて予備粉砕を行う場合は添加原
料の平均粒径をサブミクロンのオーダーにする必要があ
るため、その粉砕時間はＳｉｎ、の粉砕程度により決定
され、通常予備粉砕時間を１６時間以上としている。

しかし、上記のように予備粉砕を１６時間以上行っても
十分な解砕及び分散を行うことは困難であるため、この
添加原料を主原料、及び有機バインダー等と湿式混合を
行う際に粒度偏析が発生する。

更にＳｉＯ□の比重は２．３であるのに対し、他の添加
原料の比重は５〜９となっているために比重偏析も生じ
、分散や混合が完全には行われない。

よって、焼結時にＺ　ｎ２Ｓ　１０　ｍが不均一に生成
されてＺｎ２ＳｉＯ４の異常集中箇所には０．１〜２ｍ
ｍ程度のボイドと呼ばれる気孔が発生し、雷サージ吸収
能力が著しく低下する。

このため、雷サージ吸収後のＶ　１ｍＡが大きく劣化し
て常時課電状態における避雷器の電圧負担及び熱損失が
増加し、その結果熱暴走に至る可能性が生じる。

本発明はこのような背景の下になされたものであり、添
加原料を均一に混合してボイド発生率を低くすることに
より熱損失、雷インパルス劣化、及び雷インパルス耐量
等の電気特性に優れた電圧非直線抵抗体を製造すること
を目的とする。

Ｅ０課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、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おいて、副成分と
して微粒の球状でかつ粒度の揃った非晶質酸化珪素を添
加したことを特徴とする。

Ｆ９作用 本願の発明者は、上記の課題を解決すべく種々検討した
結果、原料５ｉＣ）＋の性状を非晶質でかつ球状で粒度
が揃ったものとすると水分散性等も向上し、最適である
ことが判明した。

更に、上記粒径を平均で１０μｍ以下とし、かつ粒度分
布として１０％粒径と９０％粒径（全体の粒度の大きい
ほうから１０％点）が、平均５０％粒径に対して夫々０
．５倍以上、２倍以内にあれば他の試料とスラリー中で
の粒度偏析及び比重偏析を起こさず、安定した成分分布
をとることも判明した。

本発明はこれらの判明事項を基になされたものであり、
主成分のＺｎＯ及び他の添加成分を混合して有機バイン
ダと湿式混合する際に、上記のようにＳｉｎｇを非晶質
かつ球状で粒度が揃ったものとすることにより、スラリ
ー中での粒度偏析、比重偏析が抑制されて成分分布が安
定化したものとなった。

また、焼結性においても、非晶質５ｉＯｚは、主成分の
ＺｎＯとの反応が円滑に移行して均一となり、焼結の収
縮でも未反応のＳｉＯ２バルクが生じないため、ボイド
の発生が減少する。

その結果として、抵抗体特性として熱損失の低減、耐イ
ンパルス印加時のＶ　ｌ　ｓ　Ａ劣化の減少及び耐イン
パルスの吸収能力が向上する。

Ｆ、実施例 本実施例においては、主原料にＺｎＯを用い、添加原料
のＳｉＯ２に性質及び粒径の異なる試料Ｎ０１１〜Ｎｏ
、　９を用いて夫々以下の方法にて電圧非直線抵抗体を
作成した。

即ち、添加原料のＢ　ｉ２０３、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｒ２０
１、ＭｎＯ２，５ｂ２０．、Ｎｉ０１及び試料５ｉ０２
をＺｎＯに対し各々Ｑ、　５ｍｏ１％配合した粉体を作
成し、これに同重量の純水を加えてボールミルに投入し
て１６時間混合粉砕を行い、粉砕スラリーを得る。

その後、上記粉砕スラリーとＺｎＯとを、ポリビニルア
ルコールにカチオン系分散剤を混合して得られるバイン
ダー溶液に投入して２時間混合分散を行う。

上記のように得られた生成物をスプレードライヤーにて
噴霧乾燥し、直径１００μｍ程度の造粒粉を得て、この
造粒粉を金型ブレスにより直径６４ｍｍ、厚さ２３ｍｍ
の円板状に成形して脱脂を行った後に、１０００℃〜１
３００℃にて数時間焼成を行う。

次に側面に絶縁コーティングを施した後、両手面を研磨
し、アルミニウムの電極を吹き付けて電圧非直線抵抗体
を完成する。

上記方法により各試料の夫々について電圧非直線抵抗体
を作成し、各試料の特性と作成した各電圧非直線抵抗体
のボイド発生率を第１表に示す。

第１表 前記第１表中において、粒径比Ａは全体の粒度の大きい
ほうから１０％点における粒径の、平均粒径に対する比
率を表し、粒径比Ｂは全体の粒度の小さいほうから１０
％点における粒径の、平均粒径に対する比を表す。

従って、各試料における粒径沈入が小さくかつ粒径比Ｂ
が大きいほど粒度分布が小さく粒径が揃っていることを
示し、逆に粒径沈入が大きくかっ粒径比Ｂが小さいほど
粒度分布が広く粒径が不揃いであることを示す。

また、課電率８５％で温度１２０℃における熱損失、４
７１０μｓ波１００ｋＡ印加後の雷インパルス劣化、及
び破壊率１０％点における雷インパルス耐量（ｋＡ）を
夫々第１図、第２図及び第３図に示す。

上記実施例の結果より、５ｉ０２を結晶質とした試料Ｎ
ｏ、　１、Ｎｏ、　２及び５ｉ０２を非晶質かっ不定形
状粒子とした試料Ｎ０１３〜Ｎ００５においては、ボイ
ド発生率が夫々３５％、１９％及び１０％、５％、５％
となっていることがわかる。

これらの値は、５ｉ０２を非晶質かつ球状粒子とした、
試料Ｎ０１６〜Ｎ０９９における発生率の最高値である
１、０％に対して非常に大きくなっており、更に、同粒
径の試料で比較を行うと、平均粒径１０μｍの試料ＮＯ
３２、Ｎ０１４、Ｎ０１７のボイド発生率は夫々１９％
、５％、０．５％となり、５ｉ０２を非晶質とすること
により特性が１０倍から３８倍向上していることが確認
される。

これは、５ｉ０２が非晶質ではない場合、ＺｎＯとの反
応がスムーズに進行せず、焼結後の収縮の際に未反応の
５ｉ０２バルクがボイド発生の原因となるためと考えら
れる。

また、他の特性においても、５ｉ０２を非晶質かつ球状
とした試料Ｎ０１６〜ＮＯ１９が非常に優れている事が
分かる。

また、５ｉ０２を非晶質として球状にし、かつ粒径を１
ｈｍとした試料ＮＯ，７及びＮ００８は、特にボイド発
生率と雷インパルスにおいて試料ＮＯ，８が勝っている
。

上記のように、等しい粒径の試料においても特性に差が
あり、これは試料Ｎ０８７における粒径比Ａの値が３で
あるのに対して試料Ｎｏ、　８の値は２と小さく、また
粒径比Ｂは夫々０．３及び０．５で試料Ｎｏ、　８が大
きいことから、試料Ｎ０１７が試料Ｎ０１８に比して粒
度分布が広く粒径が不揃いであることに起因すると考え
られる。

更に、平均粒径が５μｍである試料Ｎ０１５に比して、
平均粒径ｌＯμ謹である試料Ｎ０１４が雷インパルス劣
化等において良好な結果を得ており、この原因としても
、上記試料Ｎｏ、　７及びＮｏ９ｇの例と同様に、試料
ＮＯ３４の粒度分布が小さいことに起因すると考えられ
る。

上記比較例より、製造される抵抗体の電気特性には粒径
だけでなく粒度分布も大きい影響を与えることがわかり
、粒度分布を小さくして粒径比Ａを２以下、粒径比Ｂを
０．５以上とし、これにより他の原料とスラリー中での
粒度偏析、比重偏析を防止して安定した成分分布とする
ことが好ましいと考えられる。

Ｇ９発明の効果 本発明によれば、電圧非直線抵抗体の添加原料であるＳ
ｉＯ２を非晶質かつ球状として分散性を向上し、各成分
を均一に混合してボイドの発生を抑制され、製造される
電圧非直線抵抗体の熱損失、雷インパルス劣化及び雷イ
ンパルス耐量等の電気特性の向上した電圧非直線抵抗体
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は各５ｉｎ２試料に対する熱損失を表すグラフ、
第２図は各５ｉ０２試料に対する雷インパルス劣化を表
すグラフ、第３図は各５ｉｎ２試料に対する雷インパル
ス耐量を表すグラフである。 外１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体の製造
   方法において、 副成分として微粒の球状でかつ粒度の揃った非晶質酸化
   珪素を添加したことを特徴とする電圧非直線抵抗体の製
   造方法。