JPH0997706A - 非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電耐量を向上させ、絶縁破壊を防止する。 【解決手段】 主原料である酸化亜鉛、添加物スラリ
ー、有機バインダーを混合し(Ｓ１)、脱泡後噴霧乾燥し
て造粒粉を生成し(Ｓ２)、円盤状に成形後(Ｓ３)仮焼し
て仮焼成体を形成する(Ｓ４)。次に、酸化亜鉛、酸化ビ
スマス、酸化アンチモン、酸化ケイ素等に有機バインダ
ーと有機溶剤を混合して形成された第１絶縁材を前記仮
焼成体側面に被膜して第１絶縁層を形成して(Ｓ５)１０
時間焼成する(Ｓ６)。その後、熱処理を施し(Ｓ７)、ロ
ールコーターを使用して均一にエポキシワニスを前記第
１絶縁層表面に塗布して第２絶縁層を形成する(Ｓ８)。
この後、１８０℃の温度で１０分間焼き付けて焼成体を
得て(Ｓ９)、その焼成体の表裏面を平滑に研磨し、アル
ミニウム電極材料を溶射して(Ｓ１０)非直線抵抗体を完
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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】非直線抵抗体は酸化亜鉛を主成分とする
ものが多く、主添加物成分として酸化ビスマス、酸化ケ
イ素、酸化アンチモン、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化クロム、酸化ニッケル等の金属酸化物を添加し、非
直線性が高く熱損失の少ない組成配合から成っている。

【０００３】上記主添加物をボールミル等で予備粉砕し
た後、酸化亜鉛、有機バインダーを混合し、この混合物
をスプレードライヤーで乾燥して流動性が良い造粒粉を
生成する。次に、この造粒粉から金型成形プレスにより
円盤状の成形体を形成する。この成形体の脱脂を行った
後、１０００〜１３００℃の温度で数時間仮焼成して仮
焼成体を形成する。この仮焼成体側面に絶縁材をコーテ
ィングして絶縁層を形成し、５００〜６５０℃の温度で
熱処理して焼成体を形成した後に焼成体の表裏面を研磨
し、研磨された表裏面にアルミニウム電極材料を溶射し
て非直線抵抗体を完成させる手段を採っている。

【０００４】以上のようにして得られた非直線抵抗体
は、例えば避雷器の限流要素ユニット等に用いられる。
特に避雷器用の非直線抵抗体は、一般的に使用される弱
電用サージ・アブソーバと比較して吸収し得るエネルギ
ーが大きいため、大きな体積、または大口径サイズの素
子が必要になる。通常、上記製造工程で用いる有機バイ
ンダーとして、水系の有機バインダー、例えばポリビニ
ルアルコール(ＰＶＡ)が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記非直線抵抗体は、
規格上雷サージ等の急峻波に対する絶縁性が必要であ
り、かつ所定の電流において耐えることができなければ
ならない。そのため、仮焼成体側面に絶縁材を塗布して
絶縁層を設けることにより、雷に対する絶縁破壊を防止
している。

【０００６】絶縁層を仮焼成体に設ける方法は、仮焼成
体と同じ成分をペースト状にして得た絶縁材を、ロール
コーティングまたはスプレー噴霧により前記仮焼成体の
所定の側面に付着し、１０００℃以上の温度で反応焼結
させることにより絶縁層を形成するようにしていた。上
記のような手段を使用すると、雷に対する絶縁作用が十
分ではなく、規格上必要な放電耐量を得る事ができない
問題が生じる。

【０００７】上記問題を解決するために、仮焼成体側面
に絶縁材を焼結させた後、絶縁層表面にその絶縁材とは
異なる絶縁材を塗布して焼き付ける方法がある。再度塗
布する絶縁材には、無機物であるガラス質(鉛ガラス、
珪酸ガラス等)が使用されているが、このガラス質の場
合には空気中の雰囲気状態による影響が大きく、高湿度
下では放電耐量が著しく低下する問題が生じる。一方、
耐湿特性が良い絶縁用樹脂を使用する絶縁方法もある
が、有機物を使用するためにコロナなどの影響で発生す
るオゾンなどの分解ガスにより絶縁破壊を起こし、放電
耐量が低下してしまう問題が起こる。

【０００８】本発明は、上記背景に基づいてなされたも
のであり、放電耐量を向上させ、急峻波またはオゾン等
の分解ガスにより起こる絶縁破壊を防止するようにした
非直線抵抗体の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、まず、酸化亜鉛と所定量の添加物、有機
バインダーを混合した後、乾燥して造粒粉を得、その造
粒粉を成形体に形成した後、成形体を仮焼して仮焼成体
を得る。その後、酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アンチ
モン、酸化ケイ素を混合したものから成る混合物を乾燥
して焙焼した後に粉砕し、有機溶剤に溶解して形成した
絶縁材を前記仮焼成体側面に被膜して第１絶縁層を形成
する。この第１絶縁層表面には、樹脂ワニスから成る第
２絶縁層を形成することを特徴とする。

【００１０】前記樹脂ワニスはエポキシワニスであり、
硫酸バリウムと酸化亜鉛との混合物を３０〜９５％、エ
ポキシ樹脂を５〜７０％配合して形成することを特徴と
する。

【００１１】なお、前記第１絶縁層に被膜するエポキシ
ワニスの厚さは、３０〜５００μｍにすることを特徴と
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
図１に示す製造工程図に基づいて説明する。本発明にお
ける実施の第１形態において、ステップＳ１では主原料
である酸化亜鉛と所定量の添加物スラリー、有機バイン
ダーを混合して混合物を生成し、脱泡工程を経た後、ス
プレー・ドライヤーにより噴霧乾燥工程を行ってステッ
プＳ２で造粒粉を得る。ステップＳ３では前記造粒粉を
金型プレスにより直径４０ｍｍ、厚さ４００ｍｍ(φ４
０−ｔ４００)の円盤状に成形体を形成し、ステップＳ
４では前記成形体を８５０〜９５０℃の温度で２時間仮
焼して仮焼成体を形成する。

【００１３】その後、ステップＳ５では前記仮焼成体側
面に絶縁材をコーティングして第１絶縁層を形成する
が、この第１絶縁層に使用する絶縁材は、酸化亜鉛、酸
化ビスマス、酸化アンチモン、酸化ケイ素等の混合物に
有機バインダー、有機溶剤を十分に混合した後ペースト
状にして得たものを使用する。この絶縁材を仮焼成体側
面に被膜した後、ステップＳ６では１０５０〜１２００
℃の温度で１０時間焼成して第１絶縁層を形成する。ス
テップＳ７では５５０〜６５０℃の温度で１時間熱処理
を施した後、ステップＳ８ではリトポン(硫酸バリウム
と酸化亜鉛との混合物)を含有するエポキシワニスをロ
ールコーターを使用して第１絶縁層表面に均一に被膜し
て第２絶縁層を形成する。この後、ステップＳ９では赤
外線加熱により１８０℃の温度で１０分間焼き付けて焼
成体を形成する。この後、ステップＳ１０では前記焼成
体の表裏面を平滑に研磨し、アルミニウム電極材料を溶
射して非直線抵抗体を完成する。

【００１４】上記第１形態により製造した非直線抵抗体
の試料を使用して波形４／１０(μｓ．)、放電耐量電流
値６５，７０，７５，８０(ｋＡ)における破壊率(％)を
観測する放電耐量特性試験を行った。この試験におい
て、本発明の実施の形態により形成した非直線抵抗体と
比較するために、従来周知の製造方法により第１絶縁層
のみ形成する１層構造の絶縁層を有する試料と、第１絶
縁層と鉛ガラス層を形成する２層構造の絶縁層を有する
試料との２種類の非直線抵抗体の試料を使用した。な
お、エポキシワニスから成る第２絶縁層に含有されるリ
トポンにおいて、表１に示すようにリトポン比率｛リト
ポン／(エポキシ樹脂＋リトポン)ｗｔ％｝を種々に変え
て配合し、第１絶縁層表面に被膜して非直線抵抗体の試
料を製造し、その観測結果を同じく表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１に示す観測結果において、第１絶縁層
表面に第２絶縁層を形成するＮｏ．３〜１２の試料は、
第１絶縁層のみ形成する試料と第１絶縁層と鉛ガラス層
を形成するＮｏ．１、２の試料と比較して、高い放電耐
量値が確保できた。また、第２絶縁層に配合されるリト
ポンの含有比率が３０〜９５％のＮｏ．４〜１１の試料
においては、高い放電耐量値が確保できることが判明し
た。特にＮｏ．８、９の試料においては、優れた放電耐
量特性が見られた。

【００１７】次に、実施の第２形態を図２に基づいて説
明するに、図１と同一部分は同一符号を付して説明を省
略する。図２において、第１形態同様にステップＳ１に
示す混合物生成工程からステップＳ８に示す第１絶縁層
表面に第２絶縁層を形成する工程を経た後、塗布厚み変
化工程を行う。以下、第１形態同様な製造工程を踏まえ
て非直線抵抗体を完成する。

【００１８】上記第２形態により製造した非直線抵抗体
の試料を使用して波形４／１０(μｓ．)、放電耐量電流
値６５，７０，７５，８０(ｋＡ)における破壊率(％)を
観測する放電耐量特性試験を行った。なお、第１絶縁層
表面に形成する第２絶縁層の厚みを表２に示すように種
々に変化させて試料を形成し、前記試験結果を表２に示
す。

【００１９】

【表２】

【００２０】この観測結果より、第１絶縁層表面に形成
する第２絶縁層の厚さが３０〜５００μｍのＮｏ．１５
〜２１の試料は、良好な放電耐量特性が得られ、破壊率
を低く抑えられることが判明した。特に、Ｎｏ．１７〜
２０の試料は、放電耐量特性および破壊率において優れ
た結果が得られた。第１絶縁層表面に形成する第２絶縁
層の厚さを３０μｍ未満または５００μｍ以上にする
と、従来周知の製造方法により形成した試料と比較して
放電耐量特性値は向上せず、非直線抵抗体自身の熱破壊
による破損が発生した。また、絶縁層の厚みを厚くする
に従って塗布工数が増大し、製造費用が増すと共に均一
に塗布することが困難となることが判明した。

【００２１】非直線抵抗体の第１絶縁層表面にエポキシ
ワニスから成る第２絶縁層を設けることにより、雷サー
ジによる放電耐量特性が向上し、絶縁破壊および沿面閃
絡破壊の発生を抑制することができ、非直線抵抗体の耐
久性を向上させることができる。

【００２２】

【発明の効果】以上示したとおり本発明によれば、非直
線抵抗体を形成する際に、仮焼成体側面に第１絶縁層を
設けた後、その第１絶縁層表面に耐湿特性の良いエポキ
シワニスから成る第２絶縁層を設けることにより、雷サ
ージによる放電耐量特性を向上させる効果が得られる。
また、コロナなどの影響により発生するオゾン等の分解
ガスにより起こる沿面閃絡破壊の発生を抑制することが
でき、非直線抵抗体の耐久性を向上させる効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態における非直線抵抗体
の製造工程図。

【図２】本発明の実施の第２形態における非直線抵抗体
の製造工程図。

【符号の説明】

Ｓ１…混合物生成工程。 Ｓ２…造粒粉生成工程。 Ｓ３…成形体形成工程。 Ｓ４…仮焼成体形成工程。 Ｓ５…仮焼成体側面に第１絶縁層を形成する工程。 Ｓ６…１０時間焼成工程。 Ｓ７…熱処理工程。 Ｓ８…第１絶縁層表面に第２絶縁層を形成する工程。 Ｓ９…焼成体形成工程。 Ｓ１０…電極材料溶射工程。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田上 幸雄 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 飯田 憲 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化亜鉛と所定量の添加物、有機バイン
   ダーを混合した後、乾燥して造粒粉を得、その造粒粉を
   成形体に形成した後、成形体を仮焼して仮焼成体を得た
   後、 酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化ケイ素
   を混合したものから成る混合物を乾燥して焙焼した後に
   粉砕し、有機溶剤に溶解して形成した絶縁材を前記仮焼
   成体側面に被膜して第１絶縁層を形成した後に、 前記第１絶縁層表面に樹脂ワニスから成る第２絶縁層を
   形成することを特徴とする非直線抵抗体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記樹脂ワニスはエポキシワニスである
   ことを特徴とする請求項１記載の非直線抵抗体の製造方
   法。
3. 【請求項３】 前記エポキシワニスは、硫酸バリウムと
   酸化亜鉛との混合物を３０〜９５％、エポキシ樹脂を５
   〜７０％配合して形成することを特徴とする請求項２記
   載の非直線抵抗体の製造方法。
4. 【請求項４】 前記エポキシワニスを３０〜５００μｍ
   前記第１絶縁層に被膜することを特徴とする請求項１記
   載の非直線抵抗体の製造方法。