JPS6398101A - 複合バリスタ材料 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、複合バリスタ材料、具体的には、半導体セラ
ミック粉末と樹脂とを含有してなる複合バリスタ材料に
関する。

（従来の技術） 一般に、バリスタ素体の材料としては、シリコンカーバ
イド、酸化亜鉛、チタン酸バリウムなどのセラミック材
料が汎用されているが、セラミックは混合、成形及び焼
成など長時間を要する処理工程を必要とするため生産性
に欠け、しからセラミック材料は堅く、脆いため成形性
及び加工性に欠けるという問題がある。このため、近年
、成形性及び加工性を改迎したバリスタ材料として、例
えば、特開昭５３−４４８９９号公報及び特開昭５５−
５８４６号公報にて、半導体化したセラミック粉末と樹
脂とからなる複合材料か提案されている。

（発明か解決しようとする問題点） しかしながら、この種の複合バリスタ材料は、バリスタ
電圧が８０Ｖ／ｍｍ以上と高いため用途が制限されると
いう問題があった。

従って、この発明は、成形性及び加工性に優れバリスタ
電圧の低いバリスタ材料を得ることを目的とする。

に優れた （問題を解決するための手段） 本発明は、面記問題を解決する手段として、半導体セラ
ミック粉末１〜９６重量％、高分子材料３〜４０重量％
、鉛酸バリウム１〜７５重量％とからなることを特徴と
する複合バリスタ材料を提供するものである。

半導体セラミック粉末としては、ＳｉＣ系、Ｚｎ−０系
、Ｔ　ｉ　Ｏを系、５ｒＴｉＣｈ系、５ｎ０２系、Ｆｅ
ｗＯ３系など任意の半導体化したセラミック粉末が挙げ
られ、これらは単独であるいは混合して使用できる。

高分子材料としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、
シリコン樹脂、ポリイミド、ジアリルフタレート樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂；　ポリカ
ーボネイト樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
アセタール樹脂、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹
脂；　並びにニトリルブダジエンゴム、スチレンブタジ
ェンゴム、フッ素ゴム、ラテックスなどのゴム類が挙げ
られるが、これらに限定されるものではない。

（作用） 本発明においては、半導体セラミック粉末と共に高分子
材料中に分散させた鉛酸バリウムが、それらとの相互作
用により、非直線係数、機械的強度その他の特性を低下
させることなく、バリスタ電圧を低下させる機能を果た
し、半導体セラミック粉末、高分子材料及び鉛酸バリウ
ムの混合比を適宜設定することにより所望のバリスタ特
性が得られる。

本発明における複合バリスタ材料の成分組成を前記範囲
に限定したのは次の理由による。即ち、半導体セラミッ
ク粉末を１〜９６重量％とじたのは、半導体セラミック
粉末カ用重量％未満では非直線係数（α）が２．５より
小さくなりバリスタとしての機能が低下し、９６重量％
を越えろと強度が弱く脆くなるからである。

また、高分子材料を３〜４０重量％としたのは、樹脂が
３重量％未満では強度が弱くなると共に脆くなり、４０
重量％を越えるとバリスタ電圧が高くなるからである。

鉛酸バリウムは前記のようにバリスタ電圧を低くするた
めの重要な成分で、鉛酸バリウムが１重量％未満ではバ
リスタ電圧を低下させる効果が十分に期待できず、７５
重量％を越えると非直線係数（α）が２．５以下に低下
するからである。

以下、本発明に実施例について説明する。

実施例１ ティジンＬ−１２５０（商品名、ティジン株式会社製ポ
リカーボネート）６．５重量部を塩化メチレンに溶解さ
せ、これに鉛酸バリウム粉末３０重量部を加えて混練し
た後、チタン酸ストロンチウム系半導体セラミック粉末
６３，５重量部を加えて十分に混練し、常温で真空中に
保持して溶剤を除去した。

なお、前記チタン酸ストロンチウム系半導体セラミック
粉末は、ＳｒＴｉＯ３９９，０モル％、Ｙｔｏ、　　０
．５モル％、Ｔｉ１ｔ　　０．５モル％からなる組成を
有するものである。

得られた混合物を９５０ｋｇ／ｃｍ”の圧力下、１８０
℃で３０分間プレスし、室温まで冷却してシート状に成
形した。得られたシート状複合バリスタ材料の両面にア
ルミニウムを蒸着してアルミニウム電極を形成した後、
１０ｘ　１０Ｘ０．３ｍｍに切断してバリスタを得た。

比較例！ ポリカーボネート樹脂（商品名：ティジンＬ−１２５０
ティジン（株）製）を６．５重量部溶解させた塩化メチ
レン溶液に実施例１で用いたチタン酸ストロンチウム系
半導体セラミック粉末９３゜５重量部を加えて十分に混
練した後、真空中、常温て溶剤を除去し、これを１８０
℃、３０分間予熱し、９５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力下、常
温で１０分間プレスしてシートを得た。次いで、このシ
ートを用い、実施例１と同様にしてバリスタを製造した
。

実施例２ フッ素ゴムラテックス６．５重蛍部に鉛酸バリウム粉末
３０重量部を加えて混練した後、実施例１で用いたチタ
ン酸ストロンチウム系半導体セラミック粉末６３．５重
量部を加えて十分に混練し、エタノールを加えてフッ素
ゴムを凝固させ、ろ適役、常温で真空中に保持して溶剤
を除去した。

この混合物を９５０　ｋｇ／ｃｍ’の圧力下、１７０℃
で３０分間プレスしてシートを得、実施例１と同様にし
てバリスタを製造した。

比較例２ フッ素ゴムラテックス６重量部に実施例！で川いたチタ
ン酸ストロンチウム系半導体セラミック粉末９４重量部
を添加して混練した後、実施例２と同様にしてシートを
得、次いで実施例１と同様にしてバリスタを製造した。

実施例３ ビスマレイミドトリアジン樹脂６．５重量部をメチルエ
チルケトンに溶解し、この溶液に鉛酸バリウム粉末３０
重量部を加えて混練した後、実施例１て用いたチタン酸
ストロンチウム系半導体セラミック粉末６３．５重量部
を加えて十分に混練し、これを常温で真空中に保持して
溶剤を除去した。

得られた混合物を９５０ｋｇ／Ｃｍ’の圧力下、１６０
℃で３０分間プレスしてシートを得、実施例１と同様に
してバリスタを製造した。

比較例３ ビスマレイミドトリアジン樹脂６．５重量部と実施例１
で用いたチタン酸ストロンチウム系半導体セラミック粉
末９３．５重量部を原料として用い、実施例３と同様に
してシートを得、次いで実施例Ｉと同様にしてバリスタ
を製造した。

実施例４〜８、比較例４ 一液性ペースト状エボキノ樹脂をメチルエチルケトンに
溶解して得た溶液に鉛酸バリウム粉末を加えて混練した
後、実施例１で用いたチタン酸ストロンチウム系半導体
セラミック粉末を加えて十分に混練し、次いで常温で真
空中に保持して溶剤を除去し、それぞれ第１表に示す混
合比でチタン酸ストロンチウム系半導体セラミック粉末
（Ｓ　ｒＴｉＣｈ）、エポキン樹脂及び鉛酸バリウム（
ＢａＰｂ０３）を含有する混合物を：Ａ製した。

この混合物を９５０ｋｇ／ｃｍ２の圧力下、１５０°Ｃ
で３０分間プレスしてシートを得、実施例１と同様にし
てバリスタを製造した。

実施例４　７３．５　　　６．５　　　　２０〃５　　
６３．５　　　　６．５　　　　　３０／／６　　５３
．５　　　　　６．５　　　　　４０〃７　　３３．５
　　　　６．５　　　　　６０〃８　　１８．５　　　
　６，５　　　　　７５比較例４　１３．５　　　６．
５　　　　８０比較例５ 一液性ペースト状エポキシ樹脂６重量部と実施例１で用
いたチタン酸ストロンチウム系半導体セラミック粉末９
４重量部を原料として用い、実施例４〜９と同様にして
シートを得、実施例１と同様にしてバリスタを製造した
。

比較例６ 一液性ペースト状エポキシ樹脂６．５重量部に鉛酸バリ
ウム粉末９３．５重量部を加えて十分に混練した後、実
施例４〜９と同様にしてソートを得、実施例１と同様に
してバリスタを製造した。

実施例９ 一液性ペースト状エボキン樹脂６．５重蛍部をメチルエ
チルケトンに溶解して得た溶液に鉛酸バリウム粉末５０
重量部を加えて混練した後、酸化亜鉛系半導体セラミッ
ク粉末を加えて十分に混練し、次いで常温で真空中に保
持して溶剤を除去した。

なお、面記鉛酸バリウム系半導体セラミック粉末は、Ｚ
ｎＯ：９６．５モル％、Ｂｉ、Ｏ，：０，５モル％、Ｃ
ｏｏ：１モル％、ＣｒｔＯ＊：１モル％、ｓｂ、。

３：０．５モル％、ＭｎＯ＋０．５モル％からなる組成
を有するものである。

得た混合物を９５０ｋｇ／ｃｍ”の圧力下、１５０℃で
３０分間プレスしてシートを得、実施例１と同様にして
バリスタを製造した。

比較例７ 一液性ペースト状エポキシ樹脂６．５重量部に実施例９
で用いた酸化亜鉛系半導体セラミック粉末９３．５重量
部を加えて十分に混練した後、実施例９と同様にしてシ
ートを得、実施例１と同様にしてバリスタを製造した。

前記実施例及び比較例で得た各バリスタについて、単位
厚さ当たり１ｍＡの電流を流した時の電界強度Ｖ、及び
１ｍＡ流した時の非直線係数（α）を測定した。得られ
た結果を第２表に示す。

第２表 実施例１　　　　　８０　　　　　　３．８比較例１　
　　　５９２　　　　　　４．４実施例２　　　　　３
８　　　　　　３．４比較例２　　　　２４４　　　　
　　５．８実施例３　　　　　２８　　　　　　４．３
比較例３　　　　　９０　　　　　　５．０実施例４　
　　　　６０　　　　　　　＝１　、８〃５　　　　３
８　　　　　３．５ 〃６　　　　３０　　　　　３．５ 〃７　　　　１９　　　　　３．３ 〃８　　　　１２　　　　　２．７ 比較例４　　　　　　８　　　　　　２．３比較例５　
　　　　９０　　　　　　５．９〃６　　　　　　３　
　　　　　１．２実施例９　　　　　８５　　　　　　
４．５第２表の結果から明らかなように、この発明に係
る複合バリスタ材料は、８０Ｖ／ｍｍ以下のバリスタ電
圧を示し、しかも実用上十分な値（２，５）の非直線係
数を示す。また、樹脂及び半導体セラミック粉末の種類
及びそれらと鉛酸バリウムとの組成比を変えることによ
りバリスタ電圧を制御できることが判る。

（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、半導
体セラミック粉末と樹脂とからなる複合材料の利点、即
ち、優れた成形性及び加工性と、セラミックバリスタの
利点、即ち、汎用性とを併有し、実用上十分な非直線係
数を有する複合バリスタ材料を得ることができる。従っ
て、複合バリスタの使用電圧範囲を拡大でき、しかも、
使用する高分子材料の種類、もしくは複合バリスタ材料
の組成を本発明の範囲内で変えることにより任意の特性
を有するバリスタを製造できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体セラミック粉末１〜９６重量％、高分子材
   料３〜４０重量％、鉛酸バリウム１〜７５重量％からな
   ることを特徴とする複合バリスタ材料。