JP2022066157A - 微粒子用分散剤およびスラリー組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】バインダーを添加しても優れた粉体の分散安定性を維持できるスラリー組成物を提供する。
【解決手段】微粒子用分散剤は、成分(a1)と成分(a2)とのエステル反応物であり、酸価が85~220mgKOH/gであるポリエーテルエステル化合物またはその中和塩からなる。
成分(a1): 式(1)のポリエーテル化合物
HO-(AO)m-H ・・・・(1)
(AOは炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、AOのうち20質量%以上をオキシエチレン基が占めており、mは2~30である。)
成分(a2): 炭素数2~9であり、2個または3個のカルボキシル基を有する多塩基酸またはその酸無水物
【選択図】 なし
【解決手段】微粒子用分散剤は、成分(a1)と成分(a2)とのエステル反応物であり、酸価が85~220mgKOH/gであるポリエーテルエステル化合物またはその中和塩からなる。
成分(a1): 式(1)のポリエーテル化合物
HO-(AO)m-H ・・・・(1)
(AOは炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、AOのうち20質量%以上をオキシエチレン基が占めており、mは2~30である。)
成分(a2): 炭素数2~9であり、2個または3個のカルボキシル基を有する多塩基酸またはその酸無水物
【選択図】 なし
Description
本発明は、有機あるいは無機粉体などの分散体の溶媒中への分散に用いられる微粒子用分散剤、およびスラリー組成物に関する。さらに詳しくは、バインダーを添加しても優れた分散安定性を維持する微粒子用分散剤および、これを用いたスラリー組成物に関する。
積層セラミックスコンデンサ(MLCC)や積層チップインダクタなどの電子部品は、主にチタン酸バリウムやフェライトなどのセラミックスやバインダー樹脂からなるグリーンシートを積層する工法で製造されている。また、このグリーンシートは、セラミックス等の微粒子、溶剤、分散剤等を配合してビーズミルやボールミル等で解砕した後、ポリビニルブチラール樹脂やアクリル樹脂、さらに可塑剤等を添加することにより調製されたスラリー組成物をPETフィルム等に塗布し、乾燥させることによって製造されている。
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、MLCCの小型化・大容量化が求められている。小型化・大容量化するため、その構成部品であるセラミックスグリーンシート、および導電層は薄膜・多層化している。また、ここで高品質な薄膜シートを得るため、スラリー組成物の原料として使用されるセラミックス粉や金属粉は微粒子化し、バインダーとしては薄膜でも強度が得られる高分子量の樹脂が使用されている。
一方で、従来、セラミックス粉や金属粉を溶剤中での効率良く解砕し、解砕後の分散安定性を得るため分散剤が用いられている。例えば特許文献1にはポリオキシエチレンモノフェニルエーテルと環式カルボン酸のエステル化物が提案されている。しかし上述したように粉体が微粒子化した場合、粒子同士の凝集力が高まるため、上述した解砕初期の分散性や、経時的な分散安定性が低下するという問題があった。
このような問題に対して、粒子径が1μm以下の微粒子に対する溶媒中での初期分散性や分散安定性を向上させた分散剤が提案されており、特許文献2には特定のポリオキシアルキレンアルキルエーテルとトリメリット酸とのエステルが示されている。
このような問題に対して、粒子径が1μm以下の微粒子に対する溶媒中での初期分散性や分散安定性を向上させた分散剤が提案されており、特許文献2には特定のポリオキシアルキレンアルキルエーテルとトリメリット酸とのエステルが示されている。
しかしながら、昨今、原料粉体の微粒子化が進むにつれて、スラリー組成物に使用される分散剤の分散性能に対する要求はますます高まっている。とくに、粉体の粒径が小さい場合、スラリーへ高分子の樹脂であるバインダー成分を添加した際に、溶媒中で得られていた分散性や分散安定性が著しく低下する場合がある。スラリー組成物としての分散安定性が低下すると、均一にスラリーを塗布することができなくなるため、薄膜で高品質のグリーンシートが得られにくくなるという問題を生じる。
本発明の課題は、上記課題を解決することであり、詳しくは溶媒中だけでなく、バインダーを添加しても優れた粉体の分散安定性を維持できるスラリー組成物を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定の構造を有するポリエーテルと多塩基酸からなるポリエーテルエステル化合物、またはその中和塩から成る微粒子用分散剤により上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は下記の〔1〕、〔2〕である。
〔1〕 下記成分(a1)と下記成分(a2)とのエステル反応物であり、酸価が85~220mgKOH/gであるポリエーテルエステル化合物、またはその中和塩からなることを特徴とする、微粒子用分散剤。
成分(a1): 下記式(1)で示されるポリエーテル化合物
HO-(AO)m-H ・・・・(1)
(式(1)において、
AOは炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、前記オキシアルキレン基AOのうち20質量%以上をオキシエチレン基が占めており、
mは前記オキシアルキレン基AOの平均付加モル数であり、2~30である。)
成分(a2): 炭素数2~9であり、2個または3個のカルボキシル基を有する多塩基酸またはその酸無水物
〔1〕 下記成分(a1)と下記成分(a2)とのエステル反応物であり、酸価が85~220mgKOH/gであるポリエーテルエステル化合物、またはその中和塩からなることを特徴とする、微粒子用分散剤。
成分(a1): 下記式(1)で示されるポリエーテル化合物
HO-(AO)m-H ・・・・(1)
(式(1)において、
AOは炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、前記オキシアルキレン基AOのうち20質量%以上をオキシエチレン基が占めており、
mは前記オキシアルキレン基AOの平均付加モル数であり、2~30である。)
成分(a2): 炭素数2~9であり、2個または3個のカルボキシル基を有する多塩基酸またはその酸無水物
〔2〕 成分(A)を0.01~6質量%、成分(B)を1~10質量%、成分(C)を10~60質量%、および成分(D)を残部含有することを特徴とする、スラリー組成物。
成分(A): [1]の微粒子用分散剤。
成分(B): ポリビニルブチラール
成分(C): 平均粒径200nm以下の粉体
成分(D): 溶剤
成分(A): [1]の微粒子用分散剤。
成分(B): ポリビニルブチラール
成分(C): 平均粒径200nm以下の粉体
成分(D): 溶剤
本発明によれば、溶媒中の粉体の分散安定性だけでなく、バインダーを配合しても優れた分散安定性を維持することができる。
以下、本発明の微粒子用分散剤、およびスラリー組成物について説明する。
(微粒子用分散剤)
本発明の微粒子用分散剤は、成分(a1)と成分(a2)とのエステル反応物からなり、その酸価が85~220mgKOH/gであることを特徴とするポリエーテルエステル化合物、またはその中和塩から成る。
(微粒子用分散剤)
本発明の微粒子用分散剤は、成分(a1)と成分(a2)とのエステル反応物からなり、その酸価が85~220mgKOH/gであることを特徴とするポリエーテルエステル化合物、またはその中和塩から成る。
(成分(a1))
本発明における成分(a1)は、式(1)で示されるポリエーテル化合物である。
HO-(AO)m-H ・・・・(1)
式(1)において、AOは炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドを付加重合することで得られる。その付加形式はランダム状であっても、ブロック状であってもよい。
本発明における成分(a1)は、式(1)で示されるポリエーテル化合物である。
HO-(AO)m-H ・・・・(1)
式(1)において、AOは炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドを付加重合することで得られる。その付加形式はランダム状であっても、ブロック状であってもよい。
オキシアルキレン基AO全体の質量を100質量%としたとき、オキシエチレン基が20質量%以上を占めているが、35質量%以上を占めていることが好ましく、50質量%以上を占めていることが更に好ましい。オキシエチレン基の質量が20質量%未満の場合、アルコール溶剤やポリビニルブチラール樹脂との相溶性が得られにくくなるため、スラリーの分散安定性が低下する。
オキシアルキレン基AO全体の質量を100質量%としたとき、オキシエチレン基の比率は100質量%であってよい。
式(1)においてmは、AOで示されるオキシアルキレン基の平均付加モル数であり、2~30である。mが2未満であると、分散安定性が得られにくくなる。mが30を超えると、粉体同士を凝集し易くなり、分散初期の粘度が低下し難くなる。本発明の観点からは、mは、3以上が好ましく、4以上が更に好ましい。また、mは、20以下が好ましく,15以下が更に好ましい。
また、式(1)で示されるポリエーテル化合物の分子量は、100~1500であることが好ましく、より好ましくは100~1000であり、さらに好ましくは100~600である。
(成分(a2))
本発明における成分(a2)は、炭素数2~9であり、カルボキシル基を2個または3個有する多塩基酸、またはその酸無水物である。この多塩基酸の炭素数は2~6が特に好ましい。また、多塩基酸としてはコハク酸、マレイン酸、アジピン酸、フタル酸、トリメリット酸等が挙げられる。アルコールとの反応のし易さの観点から、好ましくは酸無水物であり、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸が挙げられ、無水コハク酸が特に好ましい。
本発明における成分(a2)は、炭素数2~9であり、カルボキシル基を2個または3個有する多塩基酸、またはその酸無水物である。この多塩基酸の炭素数は2~6が特に好ましい。また、多塩基酸としてはコハク酸、マレイン酸、アジピン酸、フタル酸、トリメリット酸等が挙げられる。アルコールとの反応のし易さの観点から、好ましくは酸無水物であり、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸が挙げられ、無水コハク酸が特に好ましい。
本発明のポリエーテルエステル化合物は、成分(a1)と成分(a2)をエステル化反応することにより得られるエステル反応物である。この反応は、無溶剤で行っても良いし、適当な脱水有機溶媒を使用しても良い。反応に使用した溶媒は、反応終了後、蒸留等の操作により除去するか、あるいはそのまま製品の一部として使用することもできる。反応温度は好ましくは60~180℃であり、更に好ましくは70~160℃であり、特に好ましくは80~140℃である。
成分(a1)と成分(a2)の反応比率としては、成分(a1)/成分(a2)=2/1~1/2モル比率であることが好ましい。
また、本発明のポリエーテルエステル化合物の酸価は85~220mgKOH/gであるが、好ましくは100~220mgKOH/gであり、より好ましくは120~220mgKOH/g、さらに好ましくは140~200mgKOH/gである。この酸価が85mgKOH/gを下回ると粉体への吸着力が乏しく、分散安定性が得られ難くなる。
本ポリエーテルエステル化合物の分子量は200~1600であることが好ましく、より好ましくは200~1100、さらに好ましくは200~700である。分子量は一般的な方法で測定することが可能であり、例えばTHF溶剤を用いたゲル浸透クロマトグラフィーにより測定することができる。
本発明のポリエーテルエステル系化合物は、アミンにて中和されていても良い。アミンとしては、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミンなどのアルキルアミンや、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミンが挙げられ、これらから選ばれる1種または2種以上を用いることができる。
(スラリー組成物)
本発明のスラリー組成物は、成分(A)を0.01~6質量%、成分(B)を1~10質量%、成分(C)を10~60質量%、および成分(D)を残部含有する。
成分(A): 上記した微粒子用分散剤。
成分(B): ポリビニルブチラール
成分(C): 平均粒径200nm以下の有機粉体または無機粉体
成分(D): 溶剤
本発明のスラリー組成物は、成分(A)を0.01~6質量%、成分(B)を1~10質量%、成分(C)を10~60質量%、および成分(D)を残部含有する。
成分(A): 上記した微粒子用分散剤。
成分(B): ポリビニルブチラール
成分(C): 平均粒径200nm以下の有機粉体または無機粉体
成分(D): 溶剤
スラリー組成物中の成分(A)(微粒子用分散剤)の含有量は、0.01~6質量%である。成分(A)の含有量は、0.1質量%以上が好ましく、0.2質量%以上が更に好ましく、0.3質量%以上が特に好ましい。また、成分(A)の含有量は5質量%以下が更に好ましく、4質量%以下が特に好ましい。
ただし、成分(A)、成分(B)成分(C)および成分(D)含有量の合計を100質量%とする。
なお、微粒子とは、(C)平均粒径200nm以下の有機粉体または無機粉体を意味する。
ただし、成分(A)、成分(B)成分(C)および成分(D)含有量の合計を100質量%とする。
なお、微粒子とは、(C)平均粒径200nm以下の有機粉体または無機粉体を意味する。
スラリー組成物中の成分(B)(バインダー)としては、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、エチルセルロース樹脂等を使用する事ができるが、薄膜化したグリーンシートの強度を得やすいポリビニルブチラール樹脂が好ましい。
特に薄膜化したグリーンシートの強度を得やすいという観点から、本発明の微粒子用分散剤と重量平均分子量が60,000以上であるポリビニルブチラールを組み合わせる事が好ましく、100,000以上のポリビニルブチラールとの組み合わせがより好ましい。また、溶剤への溶解性の観点からポリビニルブチラール樹脂の重量平均分子量は1,000,000以下であることが好ましく、500,000以下がより好ましい。
なお本発明における重量平均分子量はゲルパーミュエーションクロマトグラフィーを用いて以下の条件で測定した。
装置:東ソー株式会社 HLC-8320GPC
カラム:昭和電工株式会社製SHODEX KF-804L(内径8mm×長さ30cm)、3本
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/min
検出器:示差屈折計(RI)
温度:40℃
標準:ポリエチレングリコール
試料:有効分0.1wt%のTHF溶液を100μL注入
なお本発明における重量平均分子量はゲルパーミュエーションクロマトグラフィーを用いて以下の条件で測定した。
装置:東ソー株式会社 HLC-8320GPC
カラム:昭和電工株式会社製SHODEX KF-804L(内径8mm×長さ30cm)、3本
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:1.0mL/min
検出器:示差屈折計(RI)
温度:40℃
標準:ポリエチレングリコール
試料:有効分0.1wt%のTHF溶液を100μL注入
スラリー組成物における成分(B)の含有量は1~10質量%とするが、1~8質量%とすることが好ましく、2~6質量%とすることが更に好ましい。
成分(C)(有機粉体および無機粉体)は、一般的にスラリー化して用いられているものであれば限定はされないが、積層工法で製造される電子部品の原料として広く使用されているセラミック粉に対して特に好適である。
セラミック粉としては、ケイ酸塩鉱物、その他のケイ酸化合物、炭酸化合物、硫酸化合物、水酸化化合物、酸化化合物、窒化化合物、炭化化合物、チタン酸化合物などの各粉体が挙げられる。例えば、カオリン、クレー、タルク、マイカ、ベントナイト、ドロマイト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、炭化ケイ素、炭化タングステン、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、カーボンブラック、ガラス繊維、炭素繊維、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ(シングルウォールナノチューブ、ダブルウォールナノチューブ、マルチウォールナノチューブ)などの各粉体が挙げられる。
セラミックス粉として特に好ましくは、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化インジウムスズなどの酸化化合物の粉体、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムなどのチタン酸化合物の粉体である。
グリーンシートの薄膜化に伴い、平均粒径がより小さいセラミックス粉が用いられる傾向がある。この観点から、平均粒径が200nm以下のセラミックス粉と組合せることが好ましく、平均粒径が100nm以下のセラミックス粉と組み合わることがより好ましく、均粒径が50nm以下のセラミックス粉と組み合わることがさらに好ましい。なお粉体の平均粒子径はSEM(走査型電子顕微鏡)によって測定することができる。
成分(C)の含有量は、10~60質量%とするが、20~60質量%が好ましく、20~50質量%が更に好ましい。
成分D(溶剤)としては、分散剤やバインダーと相溶する溶剤を使用する事ができる。このような溶剤としてアルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、芳香族系溶剤などが挙げられる。特にポリビニルブチラールとの相溶性の点から、エタノール、トルエン、またそれらの混合溶剤が好ましい。
本組成物における成分(D)(溶剤)は、成分(A)、成分(B)成分(C)および成分(D)含有量の合計を100質量%とした場合の残部である。
本発明のスラリー組成物、およびこれを利用したセラミックスグリーンシート組成物は、上記配合物以外に共通の成分として、その他セラミックス添加材、可塑剤、帯電防止剤等を含有して良い。例えば、汎用的な可塑剤としては、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、アセチルクエン酸トリブチル等が挙げられる。
また、こうした添加成分の比率は、成分(A)(B)(C)(D)の合計量を100質量%としたとき、7質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることが更に好ましい。
また、こうした添加成分の比率は、成分(A)(B)(C)(D)の合計量を100質量%としたとき、7質量%以下とすることが好ましく、5質量%以下とすることが更に好ましい。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制約されるものではない。
(製造例)
(実施例1)
1L4つ口フラスコにポリエチレングリコール(m=5、400g、2mol)、無水コハク酸(200g、2mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら90℃まで昇温した。達温したのち7時間後に冷却し、反応を停止した。得られた実施例1の化合物の酸価は185、GPCで測定した重量平均分子量は303であった。
(実施例1)
1L4つ口フラスコにポリエチレングリコール(m=5、400g、2mol)、無水コハク酸(200g、2mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら90℃まで昇温した。達温したのち7時間後に冷却し、反応を停止した。得られた実施例1の化合物の酸価は185、GPCで測定した重量平均分子量は303であった。
(実施例2)
実施例1と同じ原料、同じ仕込み量で、110℃にて7時間反応した。得られた化合物の酸価は130、GPCで測定した重量平均分子量は432であった。
実施例1と同じ原料、同じ仕込み量で、110℃にて7時間反応した。得られた化合物の酸価は130、GPCで測定した重量平均分子量は432であった。
(実施例3)
実施例1と同じ原料、同じ仕込み量で、110℃にて12時間反応した。得られた化合物の酸価は112、GPCで測定した重量平均分子量は501であった。
実施例1と同じ原料、同じ仕込み量で、110℃にて12時間反応した。得られた化合物の酸価は112、GPCで測定した重量平均分子量は501であった。
(実施例4)
1L4つ口フラスコにポリエチレングリコール(m=10、402g、1mol)、無水コハク酸(200g、2mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら90℃まで昇温した。達温したのち7時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は185、GPCで測定した重量平均分子量は636であった。
1L4つ口フラスコにポリエチレングリコール(m=10、402g、1mol)、無水コハク酸(200g、2mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら90℃まで昇温した。達温したのち7時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は185、GPCで測定した重量平均分子量は636であった。
(実施例5)
1L4つ口フラスコにエチレンオキサイドプロピレンオキサイド共重合物(m=6:EOとPOのモル比率は1対1:300g、1mol)、無水トリメリット酸(162g、0.77mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら120℃まで昇温した。達温したのち7時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は153、GPCで測定した重量平均分子量は660であった。
1L4つ口フラスコにエチレンオキサイドプロピレンオキサイド共重合物(m=6:EOとPOのモル比率は1対1:300g、1mol)、無水トリメリット酸(162g、0.77mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら120℃まで昇温した。達温したのち7時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は153、GPCで測定した重量平均分子量は660であった。
(比較例1)
実施例1と同様の原料および仕込み比率とした。ただし、実施例1と異なり、均一になるように攪拌しながら150℃まで昇温した。達温したのち5時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は80、GPCで測定した重量平均分子量は701であった。
実施例1と同様の原料および仕込み比率とした。ただし、実施例1と異なり、均一になるように攪拌しながら150℃まで昇温した。達温したのち5時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は80、GPCで測定した重量平均分子量は701であった。
(比較例2)
1L4つ口フラスコにプロピレングリコール(m=5、560g、2mol)、無水コハク酸 (200g、2mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら90℃まで昇温した。達温したのち7時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は141、GPCで測定した重量平均分子量は395であった。
1L4つ口フラスコにプロピレングリコール(m=5、560g、2mol)、無水コハク酸 (200g、2mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら90℃まで昇温した。達温したのち7時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は141、GPCで測定した重量平均分子量は395であった。
(比較例3)
1L4つ口フラスコにポリエチレングリコール(m=25、500g、0.5mol)、無水コハク酸 (50g、0.5mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら110℃まで昇温した。達温したのち8時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は50、GPCで測定した重量平均分子量は1122であった。
1L4つ口フラスコにポリエチレングリコール(m=25、500g、0.5mol)、無水コハク酸 (50g、0.5mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら110℃まで昇温した。達温したのち8時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は50、GPCで測定した重量平均分子量は1122であった。
(比較例4)
1L4つ口フラスコにポリエチレングリコール(m=2、186g、3mol)、無水コハク酸 (300g、3mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら90℃まで昇温した。達温したのち5時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は290、GPCで測定した重量平均分子量は193であった。
1L4つ口フラスコにポリエチレングリコール(m=2、186g、3mol)、無水コハク酸 (300g、3mol)を仕込み、均一になるように攪拌しながら90℃まで昇温した。達温したのち5時間後に冷却し、反応を停止した。得られた化合物の酸価は290、GPCで測定した重量平均分子量は193であった。
(比較例5、6)
比較例5の化合物は、無水マレイン酸とアリルポリエーテルの共重合体(重量平均分子量1万)とし、比較例6の化合物は、イソデシル-EO(オキシエチレン基)3モル-PO(オキシプロピレン基)8モル-トリメリット酸モノエステルとした。
比較例5の化合物は、無水マレイン酸とアリルポリエーテルの共重合体(重量平均分子量1万)とし、比較例6の化合物は、イソデシル-EO(オキシエチレン基)3モル-PO(オキシプロピレン基)8モル-トリメリット酸モノエステルとした。
(スラリー組成物の調製方法)
合成した実施例1、3、5、比較例2、5の各化合物を分散剤として用いて、下記のとおり、スラリー組成物1-1~1-5、2-1~2-5を調製した。
250mLポリ瓶に、チタン酸バリウム粉体(平均粒径:0.1μm、SEMを用いた電子顕微鏡法により測定)100.0g、トルエン/エタノール混合溶媒(重量比1/1)40g、各分散剤2gを秤量し、2mmのジルコニアビーズを用いて、ボールミルで8時間分散することによりスラリー組成物1-1~1-5を得た。
さらに各スラリー組成物にボリビニルブチラール樹脂(重量平均分子量200,000)溶液143g(樹脂10gをトルエン/エタノール混合溶媒133gで溶解させた溶液)、ジオクチルフタレート4gを添加し、2mmのジルコニアビーズを用いて、ボールミルで10時間分散することにより、スラリー組成物2-1~2-5を得た。スラリーの各原料配合量を表2に示す。
合成した実施例1、3、5、比較例2、5の各化合物を分散剤として用いて、下記のとおり、スラリー組成物1-1~1-5、2-1~2-5を調製した。
250mLポリ瓶に、チタン酸バリウム粉体(平均粒径:0.1μm、SEMを用いた電子顕微鏡法により測定)100.0g、トルエン/エタノール混合溶媒(重量比1/1)40g、各分散剤2gを秤量し、2mmのジルコニアビーズを用いて、ボールミルで8時間分散することによりスラリー組成物1-1~1-5を得た。
さらに各スラリー組成物にボリビニルブチラール樹脂(重量平均分子量200,000)溶液143g(樹脂10gをトルエン/エタノール混合溶媒133gで溶解させた溶液)、ジオクチルフタレート4gを添加し、2mmのジルコニアビーズを用いて、ボールミルで10時間分散することにより、スラリー組成物2-1~2-5を得た。スラリーの各原料配合量を表2に示す。
(スラリーの安定性評価)
各種スラリー組成物の分散直後および24時間後の粘度を測定した。
粘度の測定には、動的粘弾性装置(Paar Physica MCR-300、Anton Paar社製)を用いて、温度20℃、せん断速度が0.1~100(1/s)に対するせん断粘度を測定した。せん断速度が1(1/s)の時のせん断粘度を表3、表5に示した。
各種スラリー組成物の分散直後および24時間後の粘度を測定した。
粘度の測定には、動的粘弾性装置(Paar Physica MCR-300、Anton Paar社製)を用いて、温度20℃、せん断速度が0.1~100(1/s)に対するせん断粘度を測定した。せん断速度が1(1/s)の時のせん断粘度を表3、表5に示した。
また、安定性の指標として、分散直後の粘度と24時間後の粘度の増粘比率(24時間後の粘度/分散直後の粘度)を測定し、以下の基準で評価した。
増粘比率 安定性の評価
1.00~1.05 ◎
1.05~1.20 〇
1.20を超える場合 ×
増粘比率 安定性の評価
1.00~1.05 ◎
1.05~1.20 〇
1.20を超える場合 ×
表3に示すように、本発明実施例1、3、5の分散剤を用いたスラリー組成物1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3では、バインダーの有無に関わらず分散後の粘度の安定性が高い。
比較例2、5の分散剤を用いた組成物1-4、1-5、2-4、2-5では、特にバインダーを含有する場合に分散後の粘度の安定性が劣る。
比較例2、5の分散剤を用いた組成物1-4、1-5、2-4、2-5では、特にバインダーを含有する場合に分散後の粘度の安定性が劣る。
また、合成した実施例1~5、比較例1~4の化合物および比較例5、6の各化合物を分散剤として使用し、粉体としてチタン酸バリウム粉体(平均粒径:0.05μm、SEMを用いた電子顕微鏡法により測定)100.0gを使用したこと以外は上記と同様の方法により、スラリー組成物3-1~11、4-1~11を調製した。スラリーの各原料配合量を表4に示す。
表5に示すように、本発明実施例1~5の分散剤を用いたスラリー組成物3-1~3-5、4-1~4-5では、バインダーの有無に関わらず分散後の粘度の安定性が高い。
比較例1、2の分散剤を用いた組成物3-6、3-7、4-6、4-7では、特にバインダーを含有する場合に分散後の粘度の安定性が劣る。
比較例3、4の分散剤を用いた組成物3-8、3-9、4-8、4-9では、スラリーが生成しなかった。
比較例5、6の分散剤を用いた組成物3-10、3-11、4-10、4-11では、特にバインダーを含有する場合に分散後の粘度の安定性が劣る。
比較例1、2の分散剤を用いた組成物3-6、3-7、4-6、4-7では、特にバインダーを含有する場合に分散後の粘度の安定性が劣る。
比較例3、4の分散剤を用いた組成物3-8、3-9、4-8、4-9では、スラリーが生成しなかった。
比較例5、6の分散剤を用いた組成物3-10、3-11、4-10、4-11では、特にバインダーを含有する場合に分散後の粘度の安定性が劣る。
また、分散剤として、実施例1、実施例5、比較例5の各化合物、バインダーとしてポリビニルブチラール樹脂(重量平均分子量50,000)を使用し、表6に示した各原料配合量にて上記と同様の方法により、スラリー組成物5-1~3、6-1~3を調製した。そして、各組成物について、前述と同様の評価を行った。この結果を表6、表7に示す。
表7に示すように、本発明実施例1、5の分散剤を用いたスラリー組成物5-1、5-2、6-1、6-2では、バインダーの有無に関わらず分散後の粘度の安定性が高い。
比較例1の分散剤を用いた組成物5-3、6-3では、特にバインダーを含有する場合に分散後の粘度の安定性が劣る。
比較例1の分散剤を用いた組成物5-3、6-3では、特にバインダーを含有する場合に分散後の粘度の安定性が劣る。
Claims (2)
- 下記成分(a1)と下記成分(a2)とのエステル反応物であり、酸価が85~220mgKOH/gであるポリエーテルエステル化合物またはその中和塩からなることを特徴とする、微粒子用分散剤。
成分(a1): 下記式(1)で示されるポリエーテル化合物
HO-(AO)m-H ・・・・(1)
(式(1)において、
AOは炭素数2~4のオキシアルキレン基であり、前記オキシアルキレン基AOのうち20質量%以上をオキシエチレン基が占めており、
mは前記オキシアルキレン基AOの平均付加モル数であり、2~30である。)
成分(a2): 炭素数2~9であり、2個または3個のカルボキシル基を有する多塩基酸またはその酸無水物
- 下記成分(A)を0.01~6質量%、成分(B)を1~10質量%、成分(C)を10~60質量%、および成分(D)を残部含有することを特徴とする、スラリー組成物。
成分(A): 請求項1記載の微粒子用分散剤。
成分(B): ポリビニルブチラール
成分(C): 平均粒径200nm以下の粉体
成分(D): 溶剤
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