JPH0815121B2

JPH0815121B2 - 電圧非直線低抗体の製造方法

Info

Publication number: JPH0815121B2
Application number: JP61205753A
Authority: JP
Inventors: 義弘中野
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1986-09-03
Filing date: 1986-09-03
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPS6362202A

Description

【発明の詳細な説明】（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し、更に詳
しくは、電気特性の良好な電圧非直線抵抗体の製造する
のに適した電圧非直線抵抗体の製造方法に関するもので
ある。

（従来の技術）従来、電圧非直線抵抗体の製造する際の混合工程で
は、例えば酸化ビスマス，酸化コバルト，酸化マンガ
ン，酸化アンチモン，酸化クロム，酸化けい素，酸化ニ
ッケル，酸化アルミニウム等の各種金属酸化物およびホ
ウケイ酸ビスマスガラスをそのままあるいは一たん仮焼
した後所定の粒径に粉砕し、これらの粉砕粉を酸化亜鉛
の原料中に添加して単にボールミル、振動ミル、乳化機
（例えばディスパーミル）等により分散混合して原料粉
末を得ていた。

（発明が解決しようとする問題点）ところで従来のボールミルの場合には、混合に非常に
長い時間が必要であり、振動ミルや乳化機の場合には、
混合の際の温度管理が十分検討されていないために、原
料粉末中の各成分を均一に分散・混合することができ
ず、従ってこのような原料粉末を造粒、成形、焼成して
製造した電圧非直線抵抗体では電気特性の向上を図るの
が難しく、また、該特性のばらつきが大きい不利があっ
た。

本発明の目的は、とくに混合工程において各種金属酸
化物と主原料とを混合する際に生じる上述の如き従来の
問題を解消し、放電耐量等の電気特性が良好でかつ一定
の品質を得るのに有利な電圧非直線抵抗体の製造方法を
提案するところにある。

（問題点を解決するための手段）本発明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各種金属酸化物を添加、混
合する工程において、前記原料と前記金属酸化物よりな
る原料粉末に0.1〜2.0wt％の有機結合剤を加えるととも
に、水分量が30〜35wt％になる泥漿とし、この泥漿を40
℃以下の温度に強制的に冷却しつつ乳化機にて混合する
ことを特徴とする電圧非直線抵抗体の製造方法であり、
上記原料粉末に加える有機結合剤としてはポリビニルア
ルコールあるいはポリビニルピロリドン、エチレンオキ
シド、メチルセルロース、ヒドロキシエチレンセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース等を用いる。

（作用）本発明は、上述した構成において酸化亜鉛の主原料に
各種添加物の微粉砕物を添加して電圧非直線抵抗体用の
原料粉末を得る際、これら原料粉末に有機結合剤を加え
るとともに、水分量を所定の範囲に調整して泥漿とし、
これを40℃以下の温度で混合するので酸化亜鉛および添
加物を均一に混合することができるのである。

なお、泥漿を40℃以下の温度で混合する理由は、40℃
を越えると混合の際に混合物がゲル化し、均一に混合す
ることができないためである。とくにこの温度は20〜30
℃に調整するのがより好ましい。

またその含有量が原料粉末の固形分に対して0.1〜2.0
wt％であるのが好ましい理由としては、まずポリビニル
アルコールは水溶性であり、他のバインダより低粘性で
安定しているとともに、ポリビニルアルコールを用いた
造粒粉を成形した場合、内部欠陥の少ない密度の高い成
形体が得られるからである。

またその含有量は、0.1wt％未満では効果がなく、一
方2.0wt％を越えると電圧非直線抵抗体の電気的特性が
低下するためである。従って、有機結合剤としては、ポ
リビニールアルコールを加えるのが好ましくその含有量
は0.1〜2.0wt％の範囲内にするのが好ましいのである。

以下、酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体を、
本発明の混合方法を適用して製造する場合の一実施例に
つき説明する。

まず、所定の粒度に調整した酸化ビスマス，酸化コバ
ルト，酸化マンガン、酸化アンチモン，酸化クロム，酸
化けい素，酸化ニッケル，酸化アルミニウム等よりなる
添加物の混合物を好ましくは700〜850℃で仮焼する。

次に得られた仮焼物を好ましくは乾式解砕後湿式ボー
ルミルで微粉砕する。仮焼は添加物によっては実施しな
くてもよく、その場合は添加物を直接湿式ボールミルで
微粉砕する。微粉砕は、次工程で混合する酸化亜鉛との
平均粒径差を２μｍ以下、より好ましくは両者がほぼ同
等の平均粒径となるまで実施する。

次に、酸化亜鉛の粉末と上記添加物の微粉砕物とを混
合する。

混合に際しては、これら酸化亜鉛の粉末と添加物より
なる原料粉末に結合剤としてポリビニルアルコールを該
原料粉末の固形物に対して0.1〜2.0wt％の範囲で加え
る。そして、この混合物の水分量を30〜35wt％の範囲
に、また粘度を好ましくは100cP±50に調整する。混合
操作は、乳化機を用い、泥漿の温度を40℃以下（好まし
くは20〜30℃）に強制的に冷却して調整しつつ約80分間
混合する。ここで温度調整するための手段としては、例
えば乳化機に冷却ジャケットを設け、この中に冷却水を
循環させ、内部温度により冷却水の流量をコントロール
する。

次に、得られた混合泥漿を減圧脱気後好ましくはスプ
レードライヤーで微細粒子に造粒した後、造粒物を成形
圧力800〜1000kg/cm²の下で所定の形状に加圧成形す
る。その成形体を昇降温速度50〜70℃/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。

この絶縁被覆層は酸化ビスマス，酸化アンチモン，酸
化けい素等に有機結合剤としてエチルセルロース、ブチ
ルカルビトール、酢酸ｎブチル等を加えた酸化物ペース
トであり、これを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、1000〜1
300℃好ましくは1200℃、３〜７時間という条件で本焼
成する。

なお、ガラス粉末に有機結合剤としてエチルセルロー
ス、ブチルカルビトール、酢酸ｎブチル等を加えたガラ
スペーストを前記の絶縁被覆層上に100〜200μｍの厚さ
に塗布し、空気中で昇降温速度100〜200℃/hr、400〜60
0℃保持時間0.5〜２時間という条件で熱処理することに
よりガラス層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て電圧非直線抵抗体を得る。

（実施例）実施例−１上述した方法で作製した直径47mm、厚さ20mmの電圧非
直線抵抗体において、本発明の混合方法を適用した試料
No.1〜４と、混合時の温度又は有機結合剤のどちらかが
本発明範囲外の比較例No.5,6を準備し、欠陥発生率、電
圧非直線指数、サージ耐量破壊率（％）および漏洩電流
の比について、比較調査した。

なお欠陥発生率は、得られた試料に対して超音波探傷
測定を実施して直径0.5mm以上の欠陥の数を調べてその
割合を求めたものであり、電圧非直線指数αはＩ＝KV^α
（I:電流、V:電圧、K:比例定数）に基づいてV₁mAとV₁₀₀
μＡとの比から求めた。

また、放電耐量は1000Aおよび1200Aの電流を2msの電
流波形で20回繰り返し印加した後、素子が破壊した数を
サージ耐量破壊率として求め、さらに、漏洩電流の比は
素子を周囲温度130℃課電率95％で課電し、課電直後に
対する課電100時間後の電流比I₁₀₀時間／I₀時間から求
めた。

その結果を表−１に示す。

表−１から明かなように、本発明の混合方法を適用し
て得られた試料No.1〜４は比較例No.5,6に比べて欠陥発
生率が非常に小さく、高い電圧非直線性、及びサージ耐
量、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、雷サージ耐量の電気的諸特性が良好であ
るとともに電圧非直線指数α、漏洩電流の比、について
は標準偏差値（σ）も小さく、特性の変動が少ないこと
がわかった。

実施例−２同様に上述した方法で作製した直径47mm、厚さ20mmの
電圧非直線抵抗体において、原料粉末の混合に際して加
えるポリビニルアルコールの含有量（wt％）の電気的特
性に与える影響を調べるため混合工程においてその含有
量を種々変化させた原料粉末より得られた試料No.7〜12
を準備した。

これら試料No.7〜12に対して、実施例１と同様に欠陥
発生率、電圧非直線指数、サージ耐量破壊率（％）およ
び漏洩電流の比につき調査した。

その結果を表−２に示す。

表−２から明かなように、本発明による混合方法を適
用した原料粉末にて作製した試料No.8〜No.11は何れも
良好な値を示すことが確かめられた。

（発明の効果）本発明によれば、とくに混合工程において酸化亜鉛を
主成分とする原料と各種の添加物とよりなる原料粉末を
短時間で均一に混合することができるので、その結果、
欠陥発生が少なくサージ耐量、課電寿命特性等の良好な
電圧非直線抵抗体の製造が工業的に実現できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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各種金属酸化物を添加、
混合する工程において、前記原料と前記金属酸化物よりなる原料粉末に0.1〜2.0
wt％の有機結合剤を加えるとともに、水分量が30〜35wt
％になる泥漿とし、この泥漿を40℃以下の温度に強制的
に冷却しつつ乳化機にて混合することを特徴とする電圧
非直線抵抗体の製造方法。
【請求項２】有機結合剤がポリビニルアルコールであ
る、特許請求の範囲第１項記載の電圧非直線抵抗体の製
造方法。