JPH05343205A - 非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非直線抵抗体の製造方法において、電極とＺ
nＯ素子との密着性を高くし、安価で優れた特性を有す
る非直線抵抗体の製造方法を提供し、非直線抵抗体を製
造する際のメンテナンスを簡素化し、安全で粉じん等の
発生がなくして作業環境を向上するとともに、製造ライ
ンの昼夜無人運転等を可能とする。 【構成】 ＺnＯを主成分とする原料を混合、造粒、成
形して得られるＺnＯ素子に電極付を行う非直線抵抗体
の製造方法において、上記電極付を無電解メッキ法にて
行う。例えば、ＺnＯ素子の電極形成領域に第１スズイ
オンを吸着させて第１スズイオン層を形成し、次にこの
第１スズイオン層上に触媒金属層を形成し、更にこの触
媒金属層に電極となる金属を含む溶液を接触させて電極
を形成することにより上記無電解メッキを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非直線抵抗体に関し、
特に酸化亜鉛を主成分とする非直線抵抗体の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】酸化亜鉛（ＺnＯ）を主成分とする非直
線抵抗体は、副添加成分として酸化ビスマス，酸化アン
チモン，酸化コバルト，酸化マンガン，酸化クロム，酸
化ニッケル，酸化珪素等の非直線性を誘発する成分を添
加して非直線性が高く、熱損失の小さい組成配合からな
っている。

【０００３】通常、非直線抵抗体を製造するには、まず
上記副添加成分をボールミル等で予備粉砕した後、ポリ
ビニルアルコール(ＰＶＡ)等の有機バインダーおよびＺ
nＯと混合し、スプレードライヤーにて噴霧乾燥後、流
動性のよい造粒粉を得る。この造粒粉を金型成形プレス
により円柱状等に成形して脱脂を行った後800〜1000℃
程度で仮焼を行い、絶縁セラミック材料を塗布した後に
1000〜1300℃程度で数時間焼成する。更に両平面を研磨
し、アルミニウムの電極を溶射して非直線抵抗体を完成
する。

【０００４】例えば避雷器等に用いられる非直線抵抗体
においては、一般の弱電用サージアブソーバに比べると
吸収するエネルギーが大きいので、大きな体積又は大口
径サイズのものが必要となる。

【０００５】アルミニウムの電極はこの大口径サイズの
焼結体において、サージエネルギーの集電体の役割を果
たしている。

【０００６】このアルミニウムの電極は、溶射条件によ
って焼結体からのハガレを生じさせることがあり、また
電極付工程の作業場雰囲気は粉塵が多く、爆発の危険を
伴うので良好な作業環境とはいいがたく、従って設備無
人運転は困難である。

【０００７】また、上記非直線抵抗体は避雷器に組み込
む時に多層積層して使用するが、この非直線抵抗体を固
定するために絶縁体の支持棒を用いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
ＺnＯ素子を固定するために絶縁体の支持棒を用いると
碍管の径が大きくなり、コストが高くなる。

【０００９】これらを解決するためには、円板状の非直
線抵抗体をハンダ付け、ロー付け等により接着すること
が考えられるが、通常この非直線抵抗体表面に溶射付け
により形成されているアルミニムの溶射電極はＺnＯ素
子との密着性が悪い。従って、非直線抵抗体の接着時に
素子と溶射電極がハクリすることがある。

【００１０】更に、アルミニウムどうしをハンダ付けす
ることは非常に困難であるので、電極をアルミニムによ
り形成すると上記ハンダ付けによる接着は非常に難し
い。

【００１１】また、銅はハンダ付けが可能ではあるが、
銅を溶射付けして電極を形成するにはコストが高くな
り、経済的に不利である。

【００１２】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、非直線抵抗体の製造方法において、電極とＺnＯ素
子との密着性を高くし、安価で優れた特性を有する非直
線抵抗体の製造方法を提供する。

【００１３】また、非直線抵抗体を製造する際のメンテ
ナンスを簡素化し、安全で粉じん等の発生がなくして作
業環境を向上するとともに、製造ラインの昼夜無人運転
等を可能とすることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために、本発明はＺnＯを主成分とする原料を混
合、造粒、成形して得られるＺnＯ素子に電極付を行う
非直線抵抗体の製造方法において、 前記電極付を無電
解メッキ法にて行うことを特徴とする。

【００１５】一般に無電解メッキは皮膜の密着性が高
く、電極付けを行う場合も溶射付けに比べて無電解メッ
キによる電極は密着力が高く素子表面に均一に析出す
る。

【００１６】アルミニウムのメタリコン電極は密着力が
低いので、高エネルギーの開閉サージを印加するとアル
ミニウムとＺnＯ素子との熱膨張率の違い等によりメタ
リコン・エッジ部分でハクリを生じ、次印加においてそ
のハクリ部で破壊を生じてしまう。

【００１７】無電解メッキでは密着力が高く、また電極
が均一に形成されるので、開閉サージに対するエネルギ
ー耐量が増加する。また、マスキングの違いにより無電
解メッキ電極は、側面絶縁層の部分までメッキを行うこ
とが可能であり、この点でも電極エッジ、フラッシュオ
ーバーが起こりにくく、エネルギー耐量が増加する。ま
た、上記無電解メッキの具体例としては、例えばＺnＯ
素子の電極形成領域に第１スズイオンを吸着させて第１
スズイオン層を形成し、次にこの第１スズイオン層上に
触媒金属層を形成し、更にこの触媒金属層に電極となる
金属を含む溶液を接触させて電極を形成する方法等が挙
げられる。

【００１８】上記無電解メッキはＺnＯ素子上に電極材
（通常は金属）よりもイオン化傾向の小さい金属層（触
媒金属層）を形成し、この触媒金属層に電極材を接触さ
せて電極を形成することにより行う。

【００１９】上記触媒金属としては例えばＰdを用いる
ことができる。その説明図を図１に示す。

【００２０】図１において、１はＺnＯ素子、２はＳn²⁺
層（還元層）、３はＰd²⁺層（触媒層）、４はメッキ電
極材層である。

【００２１】図１に示す様にＺnＯ素子上にＳn²⁺層（還
元層）を形成し、このＳn²⁺の還元力により、Ｓn²⁺層上
にＰd²⁺層（触媒層）を形成させた後に、更に電極材を
接触させると、イオン化傾向の違いによりこのＰd²⁺層
上に電極材が析出する。これにより良好な無電解メッキ
を行うことができる。

【００２２】

【実施例】本実施例においては下記の製造方法にて作成
したＺnＯ素子（焼結体）に、アルミニウムの溶射電極
の代替として無電解メッキによる電極を施して非直線抵
抗体を製造した。

【００２３】まず、主原料であるＺnＯと、予め所定の
配合で混合、粉砕した添加原料（Ｂi₂Ｏ₃、Ｓb₂Ｏ₃、Ｃ
o₂Ｏ₃、Ｃr₂Ｏ₃、ＳiＯ₂、ＭnＯ₂、ＮiＯ等）とを、カ
チオン系分散剤及びＰＶＡを主成分とする有機バインダ
溶液に加えてボールミルで混合し、原料スラリーを製造
した。

【００２４】この原料スラリーを十分脱泡した後にスプ
レードライヤにて噴霧乾燥して造粒粉を得た。

【００２５】と混合し、スプレードライヤーにて噴霧乾
燥後、流動性のよい造粒粉を得た。この造粒粉を乾式金
型プレスにより直径６０mm，高さ３０mmの円柱状（φ６
０−ｔ３０）に成形して800〜1000℃にて２時間仮焼
し、側面部に絶縁材を塗布した後に1100〜1250℃で10時
間焼成する。更に側面部に低融点ガラス系の絶縁材を塗
布して550〜650℃で焼き付けた後に両平面を研磨してＺ
nＯ素子を得た。

【００２６】上記ＺnＯ素子に、以下に示す方法にて電
極付を行うことにより非直線抵抗体試料１、２を製造し
た。また、従来法によりアルミニウムの溶射により電極
付けを行って非直線抵抗体を製造し、これを比較例とし
た。

【００２７】まず、試料１、２にては上記ＺnＯ素子を
研磨、洗浄した後に、側面にメッキ液が接触しないよう
にシール（保護）し、センシタイザ（還元層形成剤）で
あるＳnＣl₂溶液（0.05〜1.0g/l)にＺnＯ素子を３０秒
〜５分浸漬して水洗を行った。

【００２８】その後にアクチベータ（触媒層形成剤）で
あるＰdＣl₂溶液（0.05〜1.0g/l）に３０秒〜５分ＺnＯ
素子を浸漬した後に水洗を行い、次に、建浴したメッキ
液に３０分程度浸漬して電極付を行った。

【００２９】この際、試料１にてはメッキ液として市販
の無電解銅メッキ溶液（奥野製薬製、ＴＭＰ５００）を
用い、また試料２にては市販の無電解ニッケルメッキ溶
液（奥野製薬製、トップケミアロイＢ−１）を用いてそ
れぞれ電極付を行った。

【００３０】上記試料１、２における無電解メッキを行
ったＺnＯ素子の説明図を図２に示す。また、比較例に
おけるアルミニウムの溶射付けを行ったＺnＯ素子の説
明図を図３に示す。

【００３１】尚、図２及び図３において１１はＺnＯ素
子、１２は側面絶縁材、１３は無電解メッキにより形成
された電極、１４は溶射電極を示す。

【００３２】図３により、従来法に係る比較例において
は電極の表面は一様ではなく、凹凸がみられ、かつ素子
表面の端部においては電極が形成されていないことがわ
かる。

【００３３】これに対し、図２においては素子表面の全
面において一様に電極が形成されており、電極付けが良
好に行われていることがわかる。

【００３４】上記方法により作成した非直線抵抗体試料
１、２及び比較例のそれぞれについて２ms波開閉サージ
耐量試験を行った。この試験は、800A、1000A、1200Aの電
流を20回印加し、その破壊率を算出することにより行っ
た。その結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】また、試料１、２及び比較例のそれぞれに
ついて4/10μｓ波放電耐量試験を行った。この試験は、
65kA、100kA、120kAの電流を２回印加て測定した。その結
果を表２に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】上記表１、表２にから、本実施例に係る試
料１、２においては抵抗体破壊率は０〜１０％と非常に
低い結果が得られているのに対し、従来法に係る比較例
においては、開閉サージ耐量試験（1200A）において抵
抗体破壊率は５０％に達している。

【００３９】従って、本実施例においては開閉サージ耐
量、放電耐量ともに良好な結果が得られており、良好な
特性を有する抵抗体を製造することができる。

【００４０】更に、無電解メッキ液コバルト、金、銀等
を用いて電極付けを行ったところ、上記試料１、２と同
様に良好な結果が得られ、従って、無電解メッキにより
非常に良好に電極付けを行うことができることが確認さ
れた。

【００４１】

【発明の効果】本発明にては上記のように非直線抵抗体
を製造しているので、従来のアルミニウムの溶射電極に
比べて電極の密着性が高く、また放電耐量等の特性も向
上する。

【００４２】更に、本発明においては非直線抵抗体を製
造する際のメンテナンスも簡素化されるとともに、安全
で粉じん等も発生しないので、作業環境が改善されると
ともに、製造ラインの昼夜無人運転等が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】無電解メッキの説明図

【図２】無電解メッキにより電極を形成した非直線抵抗
体の説明図

【図３】アルミニウムの溶射付けにより電極を形成した
非直線抵抗体の説明図

【符号の説明】

１…ＺnＯ素子 ２…Ｓn²⁺層（還元層） ３…Ｐd²⁺層（触媒層） ４…メッキ電極材層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＺnＯを主成分とする原料を混合、造
   粒、成形して得られるＺnＯ素子に電極付を行う非直線
   抵抗体の製造方法において、 前記電極付を無電解メッキ法にて行うことを特徴とする
   非直線抵抗体の製造方法。