JPS62249401A

JPS62249401A - 電圧非直線抵抗体の製造法

Info

Publication number: JPS62249401A
Application number: JP61092206A
Authority: JP
Inventors: 中田　正美; 修今井
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1987-10-30
Also published as: JPH0516641B2

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
造法に関し、更に詳しくは、各種電気的諸特性のバラツ
キの少ない電圧非直線抵抗体の製造法に関するものであ
る。

（従来の技術）電圧非直線抵抗体はその優れた非直線電圧−電流特性が
利用されて、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。代
表的なものとして、近年開発された酸化亜鉛電圧非直線
抵抗体（通称酸化亜鉛素子）がある。これは酸化亜鉛を
主成分とし、これに少量のビスマス、マンガン、コバル
ト、二ッケル、アンチモン、クロム、ケイ素等の酸化物
を添加し、混合造粒、成形した後、空気中で高温焼成し
、その焼結体に電極を取り付けて構成されるものである
。この電圧非直線抵抗体において、焼結体は酸化亜鉛粒
子とその周囲を取りまく添加物によって形成される粒界
相からなり、その優れた非直線特性は酸化亜鉛粒子と粒
界相との界面に起因すると考えられている。

従来、電圧非直線抵抗体を製造する際酸化亜鉛と添加物
を混合するにあたって、酸化亜鉛と添加物とをボールミ
ルにより長時間粉砕混合する方法や、添加物を予め仮焼
した後微粉砕し、その後酸化亜鉛と混合する方法等が採
用されていた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上述した従来の混合方法では、主成分で
ある酸化亜鉛に対して添加物としてのビスマス、コバル
ト、マンガン等の酸化物の量が極めて少量（添加物全体
で約１０％以下）であり、酸化亜鉛と添加物とを均一に
混合することが非常に難しかった。また、両者の混合は
大気中で行われているため、混合物の泥漿中に気泡の巻
込みが多かった。その結果、得られた酸化亜鉛素子の電
気的諸特性のバラツキが大きくなるとともに、雷サージ
耐量、課電寿命等の特性の低下が生じる欠点があった。

本発明の目的は上述した不具合を解消して、雷サージ耐
量、課電寿命等の電気的諸特性が良好で安定している電
圧非直線抵抗体の製造法を提供しようとするものである
。

（問題点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法は、酸化亜鉛を主成
分とする原料に、添加物として電圧非直線性を生じさせ
る金属酸化物を添加混合し、この混合物を成形、焼成し
て焼結体を得る電圧非直線抵抗体の製造法において、添
加物の微粉砕物中に酸化亜鉛の微粉末を投入、混合し、
その後この混合物を減圧脱気して泥漿を調整することを
特徴とするものである。

なお、酸化亜鉛の微粉末を添加物の微粉砕物中に添加混
合するに先立って、添加物の微粉砕物をＰＶＡ等の有機
質結合剤、分散剤および消泡剤に混合すると、混合物が
より均一に混合できるので好ましい。また、添加物の微
粉砕物の粒度を平均粒径２，５μｍ以下、混合物の泥漿
濃度を水分３０〜３５％および減圧脱気時の真空度を２
００ｍ１　Ｈ９以下と規定すると、この場合も混合物が
より均一に混合できるので好ましい。

（作用）上述した構成において、少量の添加物の微粉砕物中に多
回の酸化亜鉛の微粉末を投入して均一混合するとともに
、この混合物を減圧脱気して泥漿を調整することにより
、泥漿内の巻込み気泡を減少させ、混合物の均一性を向
上させることができる。その結果、各種電気的諸特性の
バラツキが少なく安定した性能を有する電圧非直線抵抗
体を得ることができる。

なお、添加物の微粉砕物の粒度を平均粒径で２．５μｍ
以下とすると好ましいのは、２．５μｍ以下だと酸化亜
鉛の微粉末の粒径（約１μｌ）と同程度まで粉砕するこ
とになり混合物をより均一にすることができるためであ
る。また、混合物の泥漿濃度を水分３０〜３５％に調整
すると好ましいのは、泥漿がこの範囲の水分を有すると
粘性が最良となるためである。さらに、混合時の真空度
を２００ｍｍ　Ｈｇ以下とすると好ましいのは、混合物
中の脱泡がより完全に行えるためである。

以下、酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体を製造
する一実施例について説明する。まず、所定の粒度に調
整したＢｉ　２０３．ＣＯ２０３゜Ｍｎ　０２．３ｂ　
２０３．Ｃｒ２Ｏ３，ＳｉＯ２゜ＮｉＯ等の各種添加物
よりなる混合物をそのまま又は７００〜９００℃で仮焼
後、湿式ボールミル中で銀を含むホウケイ酸ビスマスガ
ラスとともに好ましくは２゜５μｍ以下に微粉砕する。

次に、好ましくはディスパーミルを使用して、ＰＶＡ等
の有機質結合剤、アミン塩型カチオン界面活性剤等の分
散剤およびノニオン型界面活性剤等の消泡剤中に添加物
の微粉砕物を混合し、次いで好ましくはＡｌ２Ｏ３の所
定間を硝酸アルミニウムとして加え、しかる後記漿の水
分が３０〜３５％になるように調整し、酸化亜鉛の微粉
末を混合する。その後混合物を好ましくは２００ｍｍ　
Ｈｙ以下の減圧下でゆっくり攪拌しながら１〜２時間脱
泡する。なお、添加物を仮焼する場合は、各種添加物を
仮焼に先立って２μｍ以下に粉砕することが好ましい。

また、湿式粉砕及び泥漿に使用する水としては、Ｃａ２
”＋Ｍｇ”＋Ｋ”＋Ｎａ”等の陽イオンの総量が１０ｐ
ｐｍ未満であり、かつＣＪ２−、ＣＯ３２−。

ＳＯ４２−、ＳＯ３２−等の陰イオンの総量も１０ｐｐ
ｎ＋未満である水を用いることが好ましい。

次に、得られた泥漿に対し　１４９μｍの篩通しを行な
った後、スプレードライヤ等により造粒する。

その後、成形圧力８００〜１１０００ｃ　／　ｄの下で
所定の形状に成形する。その成形体を昇降温速度５０〜
７０”Ｃ／　ｈｒで８００〜１０００℃保持時間１〜５
時間という条件で仮焼成して結合剤を飛散除去する。

次に、仮焼成した仮焼体の側面に絶縁被覆層を形成する
。本発明では、Ｂｉ　２０ｓ、５ｂ２０３゜Ｓｉ　０２
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ブチル等を加えた酸化物ペースト
を、３０〜１００μｍの厚さに仮焼体の側面に塗布する
。次にこれを昇降温速度４０〜６０℃／　ｈｒ、　１０
００〜１３００℃好ましくは１１００〜１２５０℃で２
〜７時間という条件で本焼成して、電圧非直線抵抗体を
得る。

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
ペーストを前記絶縁被覆層上に１００〜２００μｍの厚
さに塗布し、空気中で昇降温速度１００〜２００℃／ｈ
ｒ、　　４００〜６００℃保持時間０．５〜２時間とい
う条件で熱処理することによりガラス相を形成すると好
ましい。

そして最後に電圧非直線抵抗体の両端面を平滑に研磨し
、アルミニウム電極を溶射により設ける。

以下、実際に本発明製造法の組成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開窓した結果につ
いて説明する。

実施例１上述した方法で作成した直径４７１１１厚さ２０１の電
圧非直線抵抗体において、本発明の混合方法および減圧
脱気を行なった試料南１〜５と、混合方法または減圧脱
気のどちらかで本発明範囲外の比較例隔１〜３を準備し
、それぞれの電圧非直線性、雷サージ後のＪＶ、ｍ＾、
漏洩電流の平均およびそれらの標準偏差を求めた。なお
・、これらすべての試料は添加物に対して仮焼を実施し
、仮焼後の微扮砕物の平均粒径を２．０μｍとするとと
もに、泥漿の水分は３２％と一定にした。また、混合に
はディスパーミルを使用した。結果を第１表に示す。

第１表中電圧非直線指数αはＩ−ＫＶ”（１：電流、■
＝雷電圧Ｋ：比例定数）に基づいてＶ、ＩＩＩ＾とＶ、
００μ八との比から永めた。また、雷サージ後のΔＶ、
ＩＩ＾は４×１０μｓの電流波形で４０ＫＡの電流を１
０回印加した後のＶ＋ｍ＾の低下率を示す。さらに、漏
洩電流の比は素子を周囲温度１３０℃：ｌｌ電率９５％
で課電し、課電直後に対する課電１００時間後の電流比
Ｉ　１００時間／■ｏ時間から求めた。

第１表から明らかなように、本発明の混合方法Ｊ３よび
減圧脱気を行なった試料陥１〜５は比較例１Ｖ５１〜３
に比べて高い電圧非直線性および少ない雷サージ復のＡ
　Ｖ　＋　ｍ△、少ない漏洩電流が達成でき、その結果
電圧非直線性、課電寿命、雷サージ耐重の電気的諸特性
が良好であるとともにそれらの標準偏差値も小さく特性
の変動が少ないことがわかった。

さらに本発明の試料隔１〜５のうちでも、減圧脱気時の
真空度が２００ｎ　Ｈｙ以下の場合さらに良好な特性を
発揮することがわかった。

（発明の効果）以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の電圧非直線抵抗体の製造法によれば、所定の混合方法
および混合時の減圧脱気を行なうことにより、電圧非直
線性、課電寿命、言す−ジ耐凄等の電気的諸特性が良好
で変動の少ない電圧非直線抵抗体を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】１、酸化亜鉛を主成分とする原料に、添加物として電圧
非直線性を生じさせる金属酸化物を添加混合し、この混
合物を成形、焼成して焼結体を得る電圧非直線抵抗体の
製造法において、添加物の微粉砕物中に酸化亜鉛の微粉
末を投入、混合し、その後この混合物を減圧脱気して泥
漿を調整することを特徴とする電圧非直線抵抗体の製造
法。２、前記添加物の微粉砕物を有機質結合剤、分散剤およ
び消泡剤に添加混合する特許請求の範囲第１項記載の電
圧非直線抵抗体の製造法。３、前記添加物の微粉砕物の粒度が平均粒径２．５μｍ
以下である特許請求の範囲第１項記載の電圧非直線抵抗
体の製造法。４、前記混合物の泥漿濃度を水分３０〜３５％に調整す
る特許請求の範囲第１項記載の電圧非直線抵抗体の製造
法。５、前記減圧脱気における真空度を２００ｍｍＨｇ以下
とする特許請求の範囲第１項記載の電圧非直線抵抗体の
製造法。６、前記混合にディスパーミルを用いる特許請求の範囲
第１項記載の電圧非直線抵抗体の製造法。