JP6239841B2 - セラミックグリーンシート用スラリー組成物 - Google Patents
セラミックグリーンシート用スラリー組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6239841B2 JP6239841B2 JP2013067446A JP2013067446A JP6239841B2 JP 6239841 B2 JP6239841 B2 JP 6239841B2 JP 2013067446 A JP2013067446 A JP 2013067446A JP 2013067446 A JP2013067446 A JP 2013067446A JP 6239841 B2 JP6239841 B2 JP 6239841B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic green
- polyvinyl acetal
- acetal resin
- green sheet
- modified polyvinyl
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
なかでも、積層セラミックコンデンサは、一般に次のような工程を経て製造されている。
まず、ポリビニルブチラール樹脂やポリ(メタ)アクリル酸エステル系樹脂等のバインダー樹脂を有機溶剤に溶解した溶液に可塑剤、分散剤等を添加した後、セラミック原料粉末を加え、ビーズミル、ボールミル等の混合装置により均一に混合し、脱泡後に一定粘度を有するセラミックスラリー組成物を得る。このスラリー組成物をドクターブレード、リバースロールコーター等を用いて、離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム、またはSUSプレート等の支持体面に流延して、これを加熱等により、溶剤等の揮発分を溜去させた後、支持体から剥離してセラミックグリーンシートを得る。
次に、得られたセラミックグリーンシート上に、内部電極となる導電ペーストをスクリーン印刷により塗布したものを交互に複数枚積み重ね、加熱圧着して積層体を作製した後、積層体中に含まれるバインダー樹脂成分等を熱分解して除去する処理、いわゆる脱脂処理を行い、焼成して得られるセラミック焼結体の端面に外部電極を焼結する工程を経て積層セラミックコンデンサが得られる。
しかしながら、このような可塑剤を添加する方法では、可塑剤の選択や添加量の設定が難しく、これらが適切でないと、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤が相分離したり、ポリビニルアセタール樹脂と可塑剤とを含む組成物が有機溶媒との接触で溶出し、組成物の性質が著しく低下したりするという問題があった。特に、可塑剤を多量に添加した場合は、得られるセラミックグリーンシートの物性の低下や、可塑剤のブリードアウトや他樹脂・基板への移行による物性低下を招いていた。
しかしながら、この方法で得られたポリビニルアセタール樹脂中には、フィルムやシートに加工した際に濁りが生じることから、セラミックグリーンシートの原料とした使用した場合、ムラを生じ、剥離性が低下してしまうという問題点があった。
しかしながら、この方法で得られた変性ポリビニルアセタール樹脂は、エーテル結合やエステル結合が導入されることで、樹脂の親水性が高まり、各種無機物の分散性が悪化する。その結果、形成するセラミックグリーンシートの剥離性及び強度が低下してしまうという問題があった。
しかしながら、特許文献3は、エチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと略することがある)のガラスとの接着性、可視光の透過性、水蒸気バリア性、絶縁性、低吸水率などを活かし、太陽電池モジュール用封止材に関する改良を行った技術であり、フィルム形成にトリエチレングリコール−ジ−2−エチルヘキサネートという可塑剤を用いていることから、長時間使用時における可塑剤の移行によって、物性の低下が起きるという問題点があった。
以下に本発明を詳述する。
上記α−オレフィン単位は、例えば、酢酸ビニルモノマーとエチレンとの共重合により主鎖中に含まれる構造となる。この場合、α−オレフィン単位は主鎖中にランダムに導入され、水酸基の水素結合性を、強固な結晶を形成する程度までではないものの、分子鎖同士が適度に会合性を有する程度に低下させることができる。その結果、主鎖の柔軟性を向上させることが可能となる。
従って、本発明の変性ポリビニルアセタール樹脂をセラミックグリーンシートの材料として用いた場合は、可塑剤を用いることなく、高い強度と柔軟性を保ちうると考えられる。変性ポリビニルアセタール樹脂は、エタノール:トルエンの混合溶媒や、エチルメチルケトンといった、本技術領域において汎用の溶媒に高い溶解性を示す。
上記α−オレフィン単位の含有量が25モル%未満であると、得られる変性ポリビニルアセタール樹脂のガラス転移温度が高くなり、樹脂の内部可塑化効果が得られず、セラミックグリーンシートの強度が低下する。また、上記α−オレフィン単位の含有量が48モル%を超えると、樹脂の疎水性が強くなりすぎ、無機粉末の分散性が低下するため、得られるセラミックグリーンシートにひび割れなどの不具合が発生し、剥離性が低下する場合がある。なお、変性ポリビニルアセタール樹脂中のα−オレフィン単位の含有量は、変性ポリビニルアセタール樹脂の原料であるポリビニルアルコールに共重合させるα−オレフィンの量を制御することで調整することができる。上記α−オレフィン単位の含有量の好ましい下限は30モル%、好ましい上限は48モル%である。
上記アセタール化度が22モル%未満であると、得られる変性ポリビニルアセタール樹脂の溶剤溶解性が低下したり、ガラス転移温度が高くなり、充分な内部可塑効果が得られないため、セラミックグリーンシートの強度が低下する。また、内部電極となる導電ペースト等の被着体との接着性が低下するといった不具合が起こる。
上記アセタール化度の好ましい下限は25モル%、好ましい上限は55モル%である。
なお、ここでいうアセタール化度とは、変性ポリビニルアセタール樹脂を構成する全単量体単位に対する、アセタール化されたビニルアルコール単位の割合を表し、該変性ポリビニルアセタール樹脂のDMSO−d6(ジメチルスルホキサイド)溶液を試料としてプロトンNMR測定を行い、得られたスペクトルから算出することができる。
上記アセタール化度/α−オレフィン単位の好ましい下限は0.45、好ましい上限は1.85である。
上記ケン化度が80モル%未満であると、アセタール化が充分に進行せず、内部可塑効果が低下するため、得られるセラミックグリーンシートの強度が低下することがある。
なお、本明細書において、α−オレフィン−ビニルアルコール共重合体のケン化度とは、エチレン単位を除く、酢酸ビニル単位のうち、ビニルアルコール単位に変換された割合を指す。
上記有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、tert−ブタノール等のアルコール系有機溶剤;キシレン、トルエン、エチルベンゼン、安息香酸メチル等の芳香族有機溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等の脂肪族エステル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、ベンゾフェノン、アセトフェノン等のケトン系溶剤;ヘキサン、ペンタン、オクタン、シクロヘキサン、デカン等の低級パラフィン系溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のエーテル系溶剤;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルテセトアミド、N−メチルピロリドン、アセトアニリド等のアミド系溶剤、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、n−ブチルアミン、ジn−ブチルアミン、トリn−ブチルアミン、アニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ピリジン等のアミン系溶剤等が挙げられる。これらは、単体で用いることもできるし、2種以上の溶媒を混合で用いることもできる。これらのなかでも、樹脂に対する溶解性および、精製時の簡易性の観点から、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフランが特に好ましい。
上記酸触媒は特に限定されず、塩酸等のハロゲン化水素や、硝酸、硫酸等の鉱酸や、ギ酸、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸や、メタンスルホン酸、 エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等のスルホン酸や、リン酸等が挙げられる。これらの酸触媒は、単独で用いられても よく、2種以上の化合物を併用してもよい。なかでも、塩酸、硝酸、硫酸が好ましく、塩酸が特に好ましい。
なお、上記ガラス転移温度は、例えば、ずり変形型レオメーターを用いて粘弾性挙動を測定し、tanδのピークトップの値を求めることにより測定することができる。
また、通常複酸化物と称される複数の金属元素を含む酸化物粉末の具体的なものを結晶構造から分類すると、ペロブスカイト型構造をとるものとしてNaNbO3、SrZrO3、PbZrO3、SrTiO3、BaZrO3、PbTiO3、BaTiO3等が、スピネル型構造をとるものとしてMgAl2O4、ZnAl2O4、CoAl2O4、NiAl2O4、MgFe2O4等が、イルメナイト型構造をとるものとしてはMgTiO3、MnTiO3、FeTiO3等が、ガーネット型構造をとるものとしてはGdGa5O12、Y6Fe5O12等が挙げられる。 この中でも、本願の変性ポリビニルアセタール樹脂は、BaTiO3の粉末と混合したセラミックグリーンシートに対し、高い特性を示す。
また、上記樹脂溶液を作製する工程における上記樹脂溶液用有機溶剤の添加量の好ましい下限は無機粉末100重量部に対して70重量部、好ましい上限は130重量部である。上記樹脂溶液用有機溶剤の添加量が70重量部未満であると、所望の粘度に調整することが困難となり、塗工性が低下することがあり、130重量部を超えると、無機粉末濃度が低くなり、乾燥後のグリーンシートが一様にならないことがある。
より好ましい下限は90重量部、より好ましい上限は110重量部である。
本発明のセラミックグリーンシートの製造方法としては、例えば、本発明のセラミックグリーンシート用スラリー組成物を、離型処理したポリエステルフィルム上に、乾燥後の厚みが適当になるように塗工し常温で1時間風乾する。次いで、熱風乾燥機を用いて80℃で3時間乾燥させる。続いて120℃で2時間乾燥させる方法等が挙げられる。
<変性ポリビニルアセタール樹脂の作製>
主鎖の構成単位としてエチレンを有し、重合度800、エチレン含有量48.0モル%、ケン化度99.0%のエチレン−ビニルアルコール共重合体50gをエタノール200mLに加え、60℃の温度に加熱した。これに濃度1.0mol/Lの塩酸水溶液20gとn−ブチルアルデヒド21.7gとを添加し、回転数200rpmで3時間攪拌させた。このとき、エチレン−ビニルアルコール共重合体は反応が進行するにしたがって次第に溶解し、やがて均一な溶液が得られる。その後、炭酸ナトリウム3.2gを水30gに溶解させたものを加え、中和を行った。
反応液を5℃に冷却した水1000mL撹拌下滴下し、析出物を生成させた。このまま温度を1時間かけて40℃まで上昇させ、40℃で2時間攪拌した。生成した樹脂を濾取し、流水で3時間洗浄し、余剰の塩や未反応のアルデヒドを取り除いた。析出物を50℃、50mmHg条件下で12時間真空乾燥を行い、変性ポリビニルアセタール樹脂1を得た。なお、得られた変性ポリビニルアセタール樹脂の水分量をケット水分測定器(研精工業社製、「MX−50」)により測定したところ、1.3重量%であった。
(樹脂溶液の作製)
得られた変性ポリビニルアセタール樹脂8重量部、トルエン45重量部とエタノール45重量部との混合溶剤に加え、60分攪拌溶解することにより、樹脂溶液を作製した。
ED−216(楠本化成株式会社製、分散剤)1重量部、トルエン20重量部とエタノール20重量部との混合溶剤に加え、攪拌溶解した。次いで、100重量部のチタン酸バリウムの粉末(堺化学社製、BT02)を得られた溶液に添加し、直径0.5mmのセラミックビーズを80ml加え、ビーズミル(アイメックス社製、「レディーミル」)を用い、回転数1500rpmで180分間撹拌することにより、無機分散液を作製した。
得られた無機分散液に樹脂溶液を添加しビーズミルにて回転数1900rpmで90分間攪拌することにより、スラリー組成物を得た。
離型処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、得られたスラリー組成物を乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗工、乾燥してセラミックグリーンシートを作製した。
エチレン含有量、ケン化度、アルデヒドの種類、アセタール化度及び水酸基量を表1に示したように変更したこと以外は実施例1と同様にして、主鎖の構成単位としてエチレンを有する変性ポリビニルアセタール樹脂、スラリー組成物及びセラミックグリーンシートを製造した。
実施例1の(樹脂溶液の作製)において、得られた変性ポリビニルアセタール樹脂8重量部に代えて、ポリビニルアセタール樹脂(BM−2、積水化学工業社製)8重量部及び可塑剤(DOP)3重量部を添加した以外は、実施例1と同様にしてスラリー組成物及びセラミックグリーンシートを製造した。
実施例1の(樹脂溶液の作製)において、得られた変性ポリビニルアセタール樹脂8重量部に代えて、ポリビニルアセタール樹脂(BM−2、積水化学工業社製)8重量部を添加した以外は、実施例1と同様にしてスラリー組成物及びセラミックグリーンシートを製造した。
エチレン含有量、ケン化度、アルデヒドの種類、アセタール化度及び水酸基量を表1に示したように変更したこと以外は実施例1と同様にして、主鎖の構成単位としてエチレンを有する変性ポリビニルアセタール樹脂、スラリー組成物及びセラミックグリーンシートを製造した。
実施例及び比較例で得られたポリビニルアセタール樹脂、変性ポリビニルアセタール樹脂、セラミックグリーンシートについて以下の評価を行った。結果を表1に示した。
(1)アセタール化度、水酸基量
得られたポリビニルアセタール樹脂、変性ポリビニルアセタール樹脂をDMSO−d6に10重量%の濃度で溶解し、13C−NMRを用いて、アセタール化度、水酸基量を測定した。
得られたポリビニルアセタール樹脂、変性ポリビニルアセタール樹脂3.0gを80度、15MPaで15分間熱プレスし、厚み2mmの成型体を作成した。これをずり変形型レオメーター(ARES−G2、測定条件:frequency:6.28rad/s、ramp rate:5.0℃/min、strain:1.0% time per measure:5s)にて−20℃から150℃まで粘弾性挙動を測定し、tanδのピークトップの値よりガラス転移温度を評価した。
高温での熱流動性の指標として120℃における弾性率G‘(kPa)をずり変形型レオメーター(ARES−G2、測定条件:frequency:6.28rad/s、ramp rate:5.0℃/min、strain:1.0% time per measure:5s、温度120℃)により測定した。
有機溶媒への溶解性に関して検討するため、300mL三角フラスコに樹脂重量部20gに対して、溶剤(エタノール/トルエン=1/1(重量比)の混合液、及び、メチルエチルケトン(MEK))180gを加え、25℃にて3時間振とうし、溶解させた。得られた樹脂溶液を目視にて判定し、溶剤溶解性の評価を行った。
○ 変性ポリビニルアセタール樹脂が完全に溶解し、未溶解物が見られなかった。
△ 直径3mm程度の未溶解物がわずかに(200mL中に50個未満)観測された。
× 直径3mm程度の未溶解物が多量に(200mL中に50個以上)観測されたか、あるいは、全く溶解しなかった。
(1)セラミックグリーンシートの強度評価
得られたセラミックグリーンシートを、20℃の環境下、引っ張り速度10mm/minで引っ張り、オートグラフ(島津製作所社製)を使用して破断点の伸度(%)及び破断点応力(MPa)を測定した。
セラミックグリーンシートを10cm角に切断し、PETフィルム上に10枚重ね、70℃、圧力1500N/cm2、10分間の熱圧条件で積層したのち、セラミックグリーンシートをPETフィルムから剥離した際の剥離状態を目視を主体とする官能試験によって以下の3段階で評価した。
○ PETフィルムに付着したセラミックグリーンシートがなく、かつ、セラミックグリーンシートの切れやクラックが全くなかった。
△ PETフィルムに付着したセラミックグリーンシートが一部認められ、又は、セラミックグリーンシートの切れ、クラックが一部認められた。
× PETフィルムに付着したセラミックグリーンシートが多数認められ、又は、セラミックグリーンシートの切れ、クラックが多数認められた。
なお、良好な剥離性を得るためには、セラミック粉末がバインダー中に均一に分散すること、および、バインダーが高い柔軟性を有することの両立が必要である。
得られたセラミックグリーンシートの表面に、黒色の油性マジックで縦方向及び横方向にそれぞれ長さ10cmの二本づつ線を書き、マーキングした。マーキングされたセラミックグリーンシートを主面が鉛直方向と平行な平面内に位置するように置いた。これを20℃及び相対湿度50%の恒温恒湿条件で2ヶ月放置した。放置後のセラミックグリーンシートについて、以下の基準で評価した。
○ 油性マジックのにじみが、四本のいずれの線にも観測されない
× 四本の線の内の少なくとも一本の線で観測された
Claims (4)
- 主鎖中にα−オレフィン単位を有する変性ポリビニルアセタール樹脂であり、前記α−オレフィン単位の含有量が27.1〜48モル%であり、アセタール化度が22モル%以上であり、水酸基量が15〜35モル%である変性ポリビニルアセタール樹脂を含有することを特徴とするセラミックグリーンシート用スラリー組成物。
- 変性ポリビニルアセタール樹脂は、α−オレフィン単位の含有量に対するアセタール化度の比(アセタール化度/α−オレフィン単位の含有量)が、0.35〜2.0であることを特徴とする請求項1記載のセラミックグリーンシート用スラリー組成物。
- 変性ポリビニルアセタール樹脂は、α−オレフィンがエチレンであることを特徴とする請求項1又は2記載のセラミックグリーンシート用スラリー組成物。
- 請求項1、2又は3記載のセラミックグリーンシート用スラリー組成物を用いてなることを特徴とするセラミックグリーンシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013067446A JP6239841B2 (ja) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | セラミックグリーンシート用スラリー組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013067446A JP6239841B2 (ja) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | セラミックグリーンシート用スラリー組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014189681A JP2014189681A (ja) | 2014-10-06 |
| JP6239841B2 true JP6239841B2 (ja) | 2017-11-29 |
Family
ID=51836283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013067446A Active JP6239841B2 (ja) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | セラミックグリーンシート用スラリー組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6239841B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107210445B (zh) * | 2015-09-17 | 2021-03-16 | 积水化学工业株式会社 | 蓄电器件电极用粘合剂 |
| JP7411639B2 (ja) * | 2019-03-28 | 2024-01-11 | 株式会社クラレ | 合わせガラスの中間膜用変性ビニルアセタール樹脂 |
| TWI899037B (zh) * | 2019-03-29 | 2025-09-21 | 日商積水化學工業股份有限公司 | 聚乙烯縮醛樹脂 |
| US20230069427A1 (en) * | 2020-01-15 | 2023-03-02 | Kuraray Co., Ltd. | Resin composition, resin sheet, and laminated glass |
| EP4204377A1 (en) * | 2020-09-28 | 2023-07-05 | Kuraray Europe GmbH | Glass laminates with reduced creep at elevated temperature |
| EP4163265A1 (en) * | 2021-10-11 | 2023-04-12 | Kuraray Europe GmbH | Use of ethylene vinyl acetals as binder in ceramic green sheets |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006022160A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Sekisui Chem Co Ltd | 変性ポリビニルアルコール |
| JP2011057737A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Denki Kagaku Kogyo Kk | シート |
-
2013
- 2013-03-27 JP JP2013067446A patent/JP6239841B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014189681A (ja) | 2014-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6836001B1 (ja) | ポリビニルアセタール樹脂 | |
| KR101925479B1 (ko) | 슬러리 조성물, 세라믹 그린 시트 및 적층 세라믹 콘덴서 | |
| JP6239841B2 (ja) | セラミックグリーンシート用スラリー組成物 | |
| KR101780839B1 (ko) | 세라믹 그린 시트용 슬러리 조성물, 세라믹 그린 시트 및 적층 세라믹 콘덴서 | |
| JP7432051B1 (ja) | ポリビニルアセタール樹脂及びセラミックグリーンシート用樹脂組成物 | |
| TWI554525B (zh) | 經烷基改性之乙烯縮醛系聚合物及組成物 | |
| JP6178093B2 (ja) | 変性ポリビニルアセタール樹脂 | |
| JP2022173524A (ja) | ポリビニルアセタール樹脂 | |
| JP7795492B2 (ja) | ポリビニルアセタール樹脂 | |
| JP7457853B1 (ja) | ポリビニルアセタール樹脂 | |
| TW202608941A (zh) | 聚乙烯縮醛樹脂 | |
| CN120603864A (zh) | 聚乙烯醇缩醛树脂 | |
| TW202608940A (zh) | 聚乙烯縮醛樹脂 | |
| WO2025244077A1 (ja) | ポリビニルアセタール樹脂 | |
| TW202609006A (zh) | 聚乙烯縮醛樹脂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151119 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160915 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160927 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161125 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20161125 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170328 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170515 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171010 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171102 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6239841 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
