JP2008038012A - 無機微粒子分散ペースト組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリーン印刷性に優れ、かつ、低温で脱脂可能な無機微粒子分散ペースト組成物に関する。
近年、導電性粉末、セラミック粉末等の無機微粒子をバインダー樹脂に分散させた無機微粒子分散ペースト組成物が、様々な形状の焼成体を得るために用いられている。特に、無機微粒子として蛍光体をバインダー樹脂に分散させた蛍光体ペースト組成物は、有機EL等に用いられ、近年需要が高まりつつある。
無機微粒子分散ペースト組成物は、例えば、スクリーン印刷、ドクターブレード等を用いた塗工法、シート状に加工するためのキャスティング法等により所定の形状に加工した後、脱脂、焼成を行うことで必要な形状の焼成体とすることができる。なかでも、スクリーン印刷は、特に大量生産に適した方法である。
無機微粒子分散ペースト組成物は、例えば、スクリーン印刷、ドクターブレード等を用いた塗工法、シート状に加工するためのキャスティング法等により所定の形状に加工した後、脱脂、焼成を行うことで必要な形状の焼成体とすることができる。なかでも、スクリーン印刷は、特に大量生産に適した方法である。
特にスクリーン印刷で用いられる無機微粒子分散ペースト組成物は、チキソ性を有することが好ましい。チキソ性とは、例えば、回転粘度計で粘度を評価した場合、高回転(歪速度が高い変位)では低粘度を示し、低回転(歪速度が低い変位)では高粘度を示す性質であり、無機微粒子分散ペースト組成物においては、塗工の際には粘度が充分に低く塗工が容易で、一方、塗工後に静置して乾燥させる際には粘度が充分に高く自然流延してしまわないという性質が求められる。
無機微粒子分散ペースト組成物に用いるバインダー樹脂としては、チキソ性を有するエチルセルロース等のセルロース系樹脂を用いることが一般的である。しかし、無機微粒子を分散させ、スクリーン印刷でパターンを印刷後、脱脂、焼成を行い、無機微粒子層を得るというプロセスを考慮した場合、セルロース系樹脂は熱分解性が悪いため、より高温で脱脂しなければならず、生産工程で大きなエネルギーが必要となったり、焼成炉のスペースが大きくなったりする等の問題があった。
このような問題に対し、熱分解性がよく、低温で脱脂することが可能であるアクリル系樹脂を用いる方法が検討され、例えば、アクリル系樹脂を用いた無機微粒子分散ペースト組成物が開示されている。通常のアクリル系樹脂では充分なチキソ性が得られないため、特許文献1に開示されている無機微粒子分散ペースト組成物では、アクリル系樹脂にチキソ性付与剤を添加することでチキソ性を付与していた。
また、他方では高沸点溶剤であるイソブチルメタクリレートポリマーからなるバインダー樹脂に、ひまし油類等のチキソ性付与剤を添加することで、バインダー樹脂を増粘させ、チキソ性を付与する方法が開示されている(特許文献2参照)。しかし、これらに用いられるチキソ性付与剤はいずれも熱分解性が悪いため、無機微粒子分散ペースト組成物を低温で脱脂することができなかった。
特開2006−190491号公報
特開2000−144124号公報
本発明は、上記現状に鑑み、スクリーン印刷性に優れ、かつ、低温で脱脂可能な無機微粒子分散ペースト組成物を提供することを目的とする。
本発明は、(メタ)アクリル樹脂と無機微粒子と有機溶剤とを含有する無機微粒子分散ペースト組成物であって、上記(メタ)アクリル樹脂の溶解度パラメータをSPM、上記有機溶剤の溶解度パラメータをSPSとしたとき、SPMとSPSとが下記数式(1)又は下記数式(2)を満たす無機微粒子分散ペースト組成物である。
以下に本発明を詳述する。
本発明者らは、鋭意検討の結果、(メタ)アクリル樹脂と無機微粒子と有機溶剤とを含有する無機微粒子分散ペースト組成物において、(メタ)アクリル樹脂と有機溶剤とが適度な相分離を発現するように溶解度パラメータを規定することにより、スクリーン印刷に適した粘度(チキソ性)を保持しながら、(メタ)アクリル樹脂の量を低減することができるため、(メタ)アクリル樹脂特有の粘着性や延糸を抑え、かつ、低温脱脂性及び貯蔵安定性に優れた無機微粒子分散ペースト組成物を得ることができるということを見出し、本発明を完成させるに至った。
本明細書において溶解度パラメータ(以下SP値ともいう)とは、Polymer Engineering&Science 14 147(1974)等に記載されているように物質の化学構造のみから推算した値であり、下記数式(3)より求めることができる。SP値が近いもの同士は相溶し、SP値が離れたもの同士は相分離する。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル樹脂のSP値をSPM、有機溶剤のSP値をSPSとする。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル樹脂のSP値をSPM、有機溶剤のSP値をSPSとする。
Ev:蒸発エネルギー(J/mol)
V:モル容積(m3/mol)
Δei:原子または原子団の蒸発エネルギー(cal/mol)
ΔVi:モル体積(cm3/mol)
V:モル容積(m3/mol)
Δei:原子または原子団の蒸発エネルギー(cal/mol)
ΔVi:モル体積(cm3/mol)
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物は、バインダー樹脂として(メタ)アクリル樹脂を含有する。
上記(メタ)アクリル樹脂の主成分としては特に限定されないが、9.0<SPM<14.0の範囲にあるものが好ましく、例えば、(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート及びイソボロニル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種からなる共重合体;(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体に由来するセグメントと、下記化学式(1)で示される繰り返しユニットからなるポリアルキレンオキシドセグメントとを有するアクリル系共重合体等が好適に用いられる。ここで、例えば(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
なかでも、熱分解性がよく、より低温で脱脂することが可能であることから9.2<SPM<10.2であるポリメチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレートが好ましく、更に熱分解性がよく、更に低温で脱脂することが可能であり、少ない樹脂量で高い粘度を得ることが可能であることから、ガラス転移温度(Tg)が高いポリメチルメタクリレート(SPM=9.9(J/m3)0.5)が特に好ましい。ポリメチルメタクリレートを主成分とする場合には、(メタ)アクリル樹脂におけるポリメチルメタクリレートの割合は10重量%以上であることが好ましく、50重量%以上であることがより好ましく、100重量%であることが特に好ましい。
なかでも、熱分解性がよく、より低温で脱脂することが可能であることから9.2<SPM<10.2であるポリメチルメタクリレート、ポリイソブチルメタクリレートが好ましく、更に熱分解性がよく、更に低温で脱脂することが可能であり、少ない樹脂量で高い粘度を得ることが可能であることから、ガラス転移温度(Tg)が高いポリメチルメタクリレート(SPM=9.9(J/m3)0.5)が特に好ましい。ポリメチルメタクリレートを主成分とする場合には、(メタ)アクリル樹脂におけるポリメチルメタクリレートの割合は10重量%以上であることが好ましく、50重量%以上であることがより好ましく、100重量%であることが特に好ましい。
Rは炭素数3以上で構成されるアルキレン基であり、nは自然数である。
上記(メタ)アクリル樹脂のポリスチレン換算による数平均分子量の好ましい下限は5000、好ましい上限は50000である。5000未満であると、(メタ)アクリル樹脂と有機溶剤とが適度な相分離(ミクロ相分離)を発現することができないために充分なチキソ性が得られないことがあり、50000を超えると、(メタ)アクリル樹脂と有機溶剤とが完全に相分離してしまい、また、本発明の無機微粒子分散ペースト組成物の粘着力が高くなり、延糸が発生したりし、スクリーン印刷性が悪くなることがある。より好ましい上限は40000、更に好ましい上限は30000である。特に、数平均分子量が5000〜10000であると、スクリーン印刷時に鮮明な像が得られるため好ましい。
従来の無機微粒子分散ペースト組成物では、印刷可能な粘度を保つために、比較的高い分子量の樹脂を用いていた。これに対し、本発明では、無機微粒子分散ペースト組成物を適度に相分離させることにより数平均分子量が小さい樹脂でも良好な印刷性能を発揮できるようになっただけでなく、焼成後の残渣を飛躍的に少なくすることが可能となった。
なお、ポリスチレン換算による数平均分子量の測定は、カラムとして例えばSHOKO社製カラムLF−804を用いてGPC測定を行うことで得ることができる。
従来の無機微粒子分散ペースト組成物では、印刷可能な粘度を保つために、比較的高い分子量の樹脂を用いていた。これに対し、本発明では、無機微粒子分散ペースト組成物を適度に相分離させることにより数平均分子量が小さい樹脂でも良好な印刷性能を発揮できるようになっただけでなく、焼成後の残渣を飛躍的に少なくすることが可能となった。
なお、ポリスチレン換算による数平均分子量の測定は、カラムとして例えばSHOKO社製カラムLF−804を用いてGPC測定を行うことで得ることができる。
上記(メタ)アクリル樹脂の分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量=Mw/Mn)は3以下であることが好ましく、より好ましくは2.5以下である。
分子量分布が3を超えると、重合溶液中のオリゴマー等の低分子量成分が可塑剤となり、無機微粒子分散ペースト組成物に充分な粘度が得られず、スクリーン印刷性が悪くなることがあり、また高分子量成分が糸曳性を悪化させる場合がある。
分子量分布が3を超えると、重合溶液中のオリゴマー等の低分子量成分が可塑剤となり、無機微粒子分散ペースト組成物に充分な粘度が得られず、スクリーン印刷性が悪くなることがあり、また高分子量成分が糸曳性を悪化させる場合がある。
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物における(メタ)アクリル樹脂の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は5重量%、好ましい上限は25重量%である。5重量%未満であると、無機微粒子分散ペースト組成物に充分な粘度が得られず、スクリーン印刷性が悪くなることがあり、25重量%を超えると、無機微粒子分散ペースト組成物の粘度が高くなりすぎ、粘着性や糸曳性が低下し、スクリーン印刷性が悪くなることがある。
上記(メタ)アクリル樹脂の製造方法としては特に限定されず、例えば、フリーラジカル重合法、リビングラジカル重合法、イニファーター重合法、アニオン重合法、リビングアニオン重合法等の従来公知の方法を用いることができる。
なお、本発明の無機微粒子分散ペースト組成物に用いるバインダー樹脂として、(メタ)アクリル樹脂重合反応の後の反応溶液をそのまま用いる場合には、重合溶液にモノマーやオリゴマー等の低分子量成分が含まれないことが好ましい。
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物は、無機微粒子を含有する。
上記無機微粒子としては特に限定されず、例えば、銅、銀、ニッケル、パラジウム、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、チタン酸バリウム、窒化アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ケイ酸塩ガラス、鉛ガラス、CaO・Al2O3・SiO2系無機ガラス、MgO・Al2O3・SiO2系無機ガラス、LiO2・Al2O3・SiO2系無機ガラス等の低融点ガラス、BaMgAl10O17:Eu、Zn2SiO4:Mn、(Y、Gd)BO3:Eu等の蛍光体、種々のカーボンブラック、金属錯体等が挙げられる。特に、蛍光体は熱劣化することが知られているが、本発明により低温脱脂が可能であることから、低温脱脂、低温焼成等熱劣化を抑えたプロセスで焼成体を得ることが可能である。
上記無機微粒子としては特に限定されず、例えば、銅、銀、ニッケル、パラジウム、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、チタン酸バリウム、窒化アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ケイ酸塩ガラス、鉛ガラス、CaO・Al2O3・SiO2系無機ガラス、MgO・Al2O3・SiO2系無機ガラス、LiO2・Al2O3・SiO2系無機ガラス等の低融点ガラス、BaMgAl10O17:Eu、Zn2SiO4:Mn、(Y、Gd)BO3:Eu等の蛍光体、種々のカーボンブラック、金属錯体等が挙げられる。特に、蛍光体は熱劣化することが知られているが、本発明により低温脱脂が可能であることから、低温脱脂、低温焼成等熱劣化を抑えたプロセスで焼成体を得ることが可能である。
上記無機微粒子の含有量としては特に限定されないが、無機微粒子分散ペースト組成物のうち(メタ)アクリル樹脂、有機溶剤等の無機微粒子以外の成分からなるバインダー樹脂組成物100重量部に対して好ましい下限が10重量部、好ましい上限が300重量部である。10重量部未満であると、充分なチキソ性が得られないことがあり、300重量部を超えると、無機微粒子を分散させることが困難となることがある。
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物は、有機溶剤を有する。
上記有機溶剤のSP値SPSは、下記数式(1)又は下記数式(2)を満たす。本発明においては、無機微粒子分散ペースト組成物において、SP値がこの範囲にあることで、ポリマーと有機溶剤とを適度に相分離させることができ、相溶状態よりも溶液粘度を高くすることができるということを見出した。
従来の無機微粒子分散ペースト組成物においては、バインダー樹脂と有機溶剤とは相溶し合うもの、すなわちSP値が近いもの同士を選択していた。しかしながら、バインダー樹脂として(メタ)アクリル樹脂を用いる場合、(メタ)アクリル樹脂と有機溶剤とが相溶するとスクリーン印刷性が悪くなるということが分かった。そこで、本発明者らは、(メタ)アクリル樹脂と有機溶剤とのSP値の関係をこのように規定することにより、バインダー樹脂と有機溶剤とが適度な相分離を発現し、適度な粘度(チキソ性)が得られ、スクリーン印刷性に優れたものとなることを見出した。
上述したように上記(メタ)アクリル樹脂のSP値は、9.0<SPM<14.0であることが好ましいことから、これらを鑑みると上記有機溶剤としては、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノn−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオール、ターピネアセテート、ジヒドロターピネオール、テキサノール、ベンジルアセテート、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等が好適である。
なかでも、(メタ)アクリル樹脂と適度な相分離を発現しやすいことから、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオール、テキサノールが好適であり、更にそのなかでも、(メタ)アクリル樹脂としてポリメチルメタクリレートを選択した場合に適度な相分離を発現しやすいことから、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオール、テキサノールが特に好適である。
なお、これらの有機溶剤は単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよいが、2種以上が併用される場合には、有機溶剤の混合重量比で個別の有機溶剤のSP値を分配することにより算出したSP値が上記数式(1)又は上記数式(2)を満たせばよい。
なかでも、(メタ)アクリル樹脂と適度な相分離を発現しやすいことから、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオール、テキサノールが好適であり、更にそのなかでも、(メタ)アクリル樹脂としてポリメチルメタクリレートを選択した場合に適度な相分離を発現しやすいことから、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオール、テキサノールが特に好適である。
なお、これらの有機溶剤は単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよいが、2種以上が併用される場合には、有機溶剤の混合重量比で個別の有機溶剤のSP値を分配することにより算出したSP値が上記数式(1)又は上記数式(2)を満たせばよい。
上記有機溶剤は、分子中に水酸基又はアセトキシ基を少なくとも1個有することが好ましい。これにより、(メタ)アクリル樹脂と有機溶剤との適度な相分離を発現させやすくなり、スクリーン印刷に適した粘度(チキソ性)を維持しながら(メタ)アクリル樹脂の量を低減させることが容易となり、低温での脱脂が容易となる。
上記有機溶剤の沸点としては特に限定されないが、好ましい下限は180℃、好ましい上限は280℃である。180℃未満であると、スクリーン印刷中に有機溶剤が揮発してしまい、スクリーン印刷性が悪くなることがあり、280℃を超えると、本発明の無機微粒子分散ペースト組成物を低温で脱脂することができないことがある。
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物においては、(メタ)アクリル樹脂としてメチル(メタ)アクリレート、有機溶剤としてブチルカルビトール、テルピネオールテキサノール、テキサノールからなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。この組み合わせにより、有機溶媒とメチル(メタ)アクリレート樹脂とが適度な相分離を発現でき、スクリーン印刷性に優れた粘度の無機微粒子分散ペースト組成物を得ることができる。
また、本発明の無機微粒子分散ペースト組成物は、適度な相分離を安定化させるために、ノニオン系界面活性剤を含有することが好ましい。上記ノニオン系界面活性剤としては特に限定されないが、脂肪鎖にアルキレンエーテルを付加させたものが好適である。なお、上記ノニオン性界面活性剤は、熱分解性がよいが、大量に添加すると無機微粒子分散ペースト組成物の熱分解性が低下することがあるため5重量%未満であることが好ましい。
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物は、B型粘度計において23℃、回転数50rpmで測定した粘度η50rpmの好ましい下限が10Pa・s、好ましい上限が50Pa・sである。10Pa・s未満であると、無機微粒子分散ペースト組成物のチキソ性が低く、スクリーン印刷が悪くなることがあり、50Pa・sを超えると、無機微粒子分散ペースト組成物の粘着力が高くなることがある。より好ましい下限は20Pa・s、より好ましい上限は40Pa・sである。
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物は、パラレルプレート型レオメーターによる100(1/s)での粘度η100と300(1/s)での粘度η300との比η100/η300が1.5以上であることが好ましい。1.5未満であると、スクリーン印刷性が悪い。
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物の作製方法としては特に限定されず、従来公知の攪拌方法が挙げられ、具体的には例えば、各物質を3本ロール等で攪拌する方法等が挙げられる。
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物は、特に無機微粒子としてガラス粉末を用いたときのガラスペースト組成物、無機微粒子としてセラミック粉末を用いたときのセラミックペースト組成物、無機微粒子として蛍光体粉末を用いたときの蛍光体ペースト組成物、無機微粒子として導電性粉末を用いたときの導電ペースト組成物、無機微粒子としてガラス粉末又はセラミックス粉末を用いたときのグリーンシートとして好適である。このような用途で用いることにより、特にスクリーン印刷性に優れ、かつ、低温で脱脂可能なものとなる。
本発明によれば、スクリーン印刷性に優れ、かつ、低温で脱脂可能な無機微粒子分散ペースト組成物を提供することができる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
攪拌機、冷却器、温度計、及び、窒素ガス導入口を備えた2Lセパラプルフラスコに、メチルメタクリレート(三菱レイヨン社製)100重量部と、連鎖移動剤としてドデシルメルカプタン(DDM)(和光純薬社製)を1重量部と、有機溶剤としてテルピネオール(ヤスハラケミカル社製)100重量部とを混合し、モノマー混合液を得た。
得られたモノマー混合液を、窒素ガスを用いて20分間バブリングすることにより溶存酸素を除去した後、セパラブルフラスコ系内を窒素ガスで置換し攪拌しながら溶液温度が95℃に達するまで昇温した。温度が達した後、重合開始剤を酢酸エチルで希釈した溶液を加えた。また重合中に重合開始剤を含む酢酸エチル溶液を数回添加した。
重合開始から10時間後、室温まで冷却し重合を終了させた。これにより、(メタ)アクリル樹脂としてポリメチルメタクリレート(PMMA)のテルピネオール溶液を得た。得られた(メタ)アクリル樹脂について、GPCによる分析を行ったところ、ポリスチレン換算による数平均分子量は30000であった。なお、ポリスチレン換算数平均分子量の測定には、カラムとしてSHOKO社製カラムLF−804を用いた。また、SPM=9.9(J/m3)0.5であった。
このようにして得られた(メタ)アクリル樹脂の溶液にテルピネオールとテキサノールを更に添加し、高速分散機を用いて分散し、(メタ)アクリル樹脂10重量%に対してテルピネオール29.95重量%とテキサノール20重量%とが含有されているバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物に対して、界面活性剤0.25重量%と、緑色蛍光体粉末(日亜化学社製)40重量%とを添加し、三本ロールを用いて充分に混練することにより、無機微粒子分散ペースト組成物として蛍光体ペースト組成物を作製した。
攪拌機、冷却器、温度計、及び、窒素ガス導入口を備えた2Lセパラプルフラスコに、メチルメタクリレート(三菱レイヨン社製)100重量部と、連鎖移動剤としてドデシルメルカプタン(DDM)(和光純薬社製)を1重量部と、有機溶剤としてテルピネオール(ヤスハラケミカル社製)100重量部とを混合し、モノマー混合液を得た。
得られたモノマー混合液を、窒素ガスを用いて20分間バブリングすることにより溶存酸素を除去した後、セパラブルフラスコ系内を窒素ガスで置換し攪拌しながら溶液温度が95℃に達するまで昇温した。温度が達した後、重合開始剤を酢酸エチルで希釈した溶液を加えた。また重合中に重合開始剤を含む酢酸エチル溶液を数回添加した。
重合開始から10時間後、室温まで冷却し重合を終了させた。これにより、(メタ)アクリル樹脂としてポリメチルメタクリレート(PMMA)のテルピネオール溶液を得た。得られた(メタ)アクリル樹脂について、GPCによる分析を行ったところ、ポリスチレン換算による数平均分子量は30000であった。なお、ポリスチレン換算数平均分子量の測定には、カラムとしてSHOKO社製カラムLF−804を用いた。また、SPM=9.9(J/m3)0.5であった。
このようにして得られた(メタ)アクリル樹脂の溶液にテルピネオールとテキサノールを更に添加し、高速分散機を用いて分散し、(メタ)アクリル樹脂10重量%に対してテルピネオール29.95重量%とテキサノール20重量%とが含有されているバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物に対して、界面活性剤0.25重量%と、緑色蛍光体粉末(日亜化学社製)40重量%とを添加し、三本ロールを用いて充分に混練することにより、無機微粒子分散ペースト組成物として蛍光体ペースト組成物を作製した。
(実施例2)
表1のように配合すること以外は実施例1と同様にしてバインダー樹脂組成物、及び、蛍光体ペースト組成物を作製した。
表1のように配合すること以外は実施例1と同様にしてバインダー樹脂組成物、及び、蛍光体ペースト組成物を作製した。
(実施例3)
攪拌機、冷却器、温度計、及び、窒素ガス導入口を備えた2Lセパラプルフラスコに、イソブチルメタクリレート(共栄社化学社製)100重量部と、連鎖移動剤としてドデシルメルカプタン(DDM)(和光純薬社製)を0.1重量部と、有機溶剤としてテルピネオール(ヤスハラケミカル社製)100重量部とを混合し、モノマー混合液を得た。
得られたモノマー混合液を、窒素ガスを用いて20分間バブリングすることにより溶存酸素を除去した後、セパラブルフラスコ系内を窒素ガスで置換し攪拌しながら溶液温度が95℃に達するまで昇温した。温度が達した後、重合開始剤を酢酸エチルで希釈した溶液を加えた。また重合中に重合開始剤を含む酢酸エチル溶液を数回添加した。
重合開始から10時間後、室温まで冷却し重合を終了させた。これにより、(メタ)アクリル樹脂としてポリイソブチルメタクリレート(PIBMA)のテルピネオール溶液を得た。得られた(メタ)アクリル樹脂について、GPCによる分析を行ったところ、ポリスチレン換算による数平均分子量は45000であった。なお、ポリスチレン換算数平均分子量の測定には、カラムとしてSHOKO社製カラムLF−804を用いた。また、SPM=9.3(J/m3)0.5であった。
このようにして得られた(メタ)アクリル樹脂の溶液にテルピネオールとテキサノールを更に添加し、高速分散機を用いて分散し、(メタ)アクリル樹脂10重量%に対してテルピネオール29.95重量%とテキサノール20重量%とが含有されているバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物に対して、界面活性剤0.25重量%と、緑色蛍光体粉末(日亜化学社製)40重量%とを添加し、三本ロールを用いて充分に混練することにより、無機微粒子分散ペースト組成物として蛍光体ペースト組成物を作製した。
攪拌機、冷却器、温度計、及び、窒素ガス導入口を備えた2Lセパラプルフラスコに、イソブチルメタクリレート(共栄社化学社製)100重量部と、連鎖移動剤としてドデシルメルカプタン(DDM)(和光純薬社製)を0.1重量部と、有機溶剤としてテルピネオール(ヤスハラケミカル社製)100重量部とを混合し、モノマー混合液を得た。
得られたモノマー混合液を、窒素ガスを用いて20分間バブリングすることにより溶存酸素を除去した後、セパラブルフラスコ系内を窒素ガスで置換し攪拌しながら溶液温度が95℃に達するまで昇温した。温度が達した後、重合開始剤を酢酸エチルで希釈した溶液を加えた。また重合中に重合開始剤を含む酢酸エチル溶液を数回添加した。
重合開始から10時間後、室温まで冷却し重合を終了させた。これにより、(メタ)アクリル樹脂としてポリイソブチルメタクリレート(PIBMA)のテルピネオール溶液を得た。得られた(メタ)アクリル樹脂について、GPCによる分析を行ったところ、ポリスチレン換算による数平均分子量は45000であった。なお、ポリスチレン換算数平均分子量の測定には、カラムとしてSHOKO社製カラムLF−804を用いた。また、SPM=9.3(J/m3)0.5であった。
このようにして得られた(メタ)アクリル樹脂の溶液にテルピネオールとテキサノールを更に添加し、高速分散機を用いて分散し、(メタ)アクリル樹脂10重量%に対してテルピネオール29.95重量%とテキサノール20重量%とが含有されているバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物に対して、界面活性剤0.25重量%と、緑色蛍光体粉末(日亜化学社製)40重量%とを添加し、三本ロールを用いて充分に混練することにより、無機微粒子分散ペースト組成物として蛍光体ペースト組成物を作製した。
(実施例4〜実施例7、比較例1〜比較例5)
表1のように配合すること以外は実施例1と同様にしてバインダー樹脂組成物、及び、蛍光体ペースト組成物を作製した。
なお、実施例1、2、3及び比較例1、2における有機溶剤は混合溶剤であり、混合溶剤のSPSは、有機溶剤の混合重量比で個別の有機溶剤のSPSを分配することにより算出した。
表1のように配合すること以外は実施例1と同様にしてバインダー樹脂組成物、及び、蛍光体ペースト組成物を作製した。
なお、実施例1、2、3及び比較例1、2における有機溶剤は混合溶剤であり、混合溶剤のSPSは、有機溶剤の混合重量比で個別の有機溶剤のSPSを分配することにより算出した。
<評価>
実施例1〜実施例7、及び、比較例1〜比較例5で得られたバインダー樹脂組成物、及び、蛍光体ペースト組成物について以下の評価を行った。結果を表2に示した。
実施例1〜実施例7、及び、比較例1〜比較例5で得られたバインダー樹脂組成物、及び、蛍光体ペースト組成物について以下の評価を行った。結果を表2に示した。
(1)相分離の評価
得られたバインダー樹脂組成物を一晩23℃で貯蔵した後、以下の基準により相分離具合を目視で評価した。
○ 白濁していた(適度に相分離していると考えられた)。
×1 透明であった(相溶していた)。
×2 完全に相分離していた。
得られたバインダー樹脂組成物を一晩23℃で貯蔵した後、以下の基準により相分離具合を目視で評価した。
○ 白濁していた(適度に相分離していると考えられた)。
×1 透明であった(相溶していた)。
×2 完全に相分離していた。
(2)粘度の評価
蛍光体ペースト組成物をB型粘度計(BROOK FILED社製、DVII+Pro)を用いて23℃、回転数50rpmで粘度η50rpmを測定し、以下の基準により評価した。
○ 粘度が10〜50Pa・s
× 粘度が10Pa・s未満、又は、50Pa・sを超える。
蛍光体ペースト組成物をB型粘度計(BROOK FILED社製、DVII+Pro)を用いて23℃、回転数50rpmで粘度η50rpmを測定し、以下の基準により評価した。
○ 粘度が10〜50Pa・s
× 粘度が10Pa・s未満、又は、50Pa・sを超える。
(3)スクリーン印刷性(粘度比法(チキソ性評価法))
蛍光体ペースト組成物をHAAKE社製レオメーター(VISCOANALYSER VAR100)にて評価温度20℃、せん断速度掃引モード、10mmφパラレルプレート、ギャップ0.1mmの条件にて3.7×10−5〜3.0×102(1/s)のせん断速度領域における粘度を測定し、粘度比(100(1/s)での粘度η100)/(300(1/s)での粘度η300)を求め、以下の基準により評価した。
○ 粘度比が1.5以上であった。
× 粘度比が1.5未満であった。
蛍光体ペースト組成物をHAAKE社製レオメーター(VISCOANALYSER VAR100)にて評価温度20℃、せん断速度掃引モード、10mmφパラレルプレート、ギャップ0.1mmの条件にて3.7×10−5〜3.0×102(1/s)のせん断速度領域における粘度を測定し、粘度比(100(1/s)での粘度η100)/(300(1/s)での粘度η300)を求め、以下の基準により評価した。
○ 粘度比が1.5以上であった。
× 粘度比が1.5未満であった。
(4)粘着力評価
乳剤で被覆したスクリーンメッシュ(東京プロセス社製)上に、蛍光体ペースト組成物を厚さ0.5mmで塗り、0.5kgのおもりを付けたポリエステル布(5cm×5cm)で拭取り強さである粘着力を測定し、基準により評価した。
○ 粘着力が4.9N/cm未満であった。
× 粘着力が4.9N/cm以上であった。
乳剤で被覆したスクリーンメッシュ(東京プロセス社製)上に、蛍光体ペースト組成物を厚さ0.5mmで塗り、0.5kgのおもりを付けたポリエステル布(5cm×5cm)で拭取り強さである粘着力を測定し、基準により評価した。
○ 粘着力が4.9N/cm未満であった。
× 粘着力が4.9N/cm以上であった。
(5)貯蔵安定性評価
蛍光体ペースト組成物を23℃で1ヶ月貯蔵した後、溶液の相分離(油状物の染み出し)、蛍光体粉末の沈降等の有無を目視にて確認し、以下の基準により評価した。
○:油状物の染み出し、蛍光体粉末の沈降等は確認されなかった。
×:蛍光体ペースト組成物が完全に相分離し、蛍光体粉末の沈降が観察され、上澄み液の粘度が低下していた。
蛍光体ペースト組成物を23℃で1ヶ月貯蔵した後、溶液の相分離(油状物の染み出し)、蛍光体粉末の沈降等の有無を目視にて確認し、以下の基準により評価した。
○:油状物の染み出し、蛍光体粉末の沈降等は確認されなかった。
×:蛍光体ペースト組成物が完全に相分離し、蛍光体粉末の沈降が観察され、上澄み液の粘度が低下していた。
本発明によれば、スクリーン印刷性に優れ、かつ、低温で脱脂可能な無機微粒子分散ペースト組成物を提供することができる。
Claims (10)
- B型粘度計において23℃、回転数50rpmで測定した粘度η50rpmが10〜50Pa・sであることを特徴とする請求項1記載の無機微粒子分散ペースト組成物。
- (メタ)アクリル樹脂は、ポリメチルメタクリレートを主成分とすることを特徴とする請求項1又は2記載の無機微粒子分散ペースト組成物。
- (メタ)アクリル樹脂の含有量が5〜25重量%であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の無機微粒子分散ペースト組成物。
- (メタ)アクリル樹脂の数平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の無機微粒子分散ペースト組成物。
- 有機溶剤は、分子中に水酸基又はアセトキシ基を少なくとも1個有することを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の無機微粒子分散ペースト組成物。
- 有機溶剤の沸点が180〜280℃であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の無機微粒子分散ペースト組成物。
- 有機溶剤は、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テルピネオール、及び、テキサノールからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の無機微粒子分散ペースト組成物。
- 無機微粒子は、蛍光体、金属、ケイ素化合物、カーボンブラック、金属錯体、シリカ系化合物及びセラミックスからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の無機微粒子分散ペースト組成物。
- パラレルプレート型レオメーターによる100(1/s)での粘度η100と300(1/s)での粘度η300との比η100/η300が1.5以上であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9記載の無機微粒子分散ペースト組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006213733A JP2008038012A (ja) | 2006-08-04 | 2006-08-04 | 無機微粒子分散ペースト組成物 |
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- 2006-08-04 JP JP2006213733A patent/JP2008038012A/ja active Pending
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