JP5715535B2 - Binder composition for firing - Google Patents

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本発明は、無機粉末の焼結体を形成するために使用される焼成用バインダーに関する。   The present invention relates to a binder for firing used to form a sintered body of inorganic powder.

無機粉末の焼結体を形成するために使用される焼成用バインダーは、従来、種々の分野に使用されており、例えば各種電子機器における電極、導体配線、積層コンデンサなどを作製するために使用されている(特許文献1参照)。   Binders for firing used to form a sintered body of inorganic powder are conventionally used in various fields, such as electrodes, conductor wiring, and multilayer capacitors in various electronic devices. (See Patent Document 1).

このような焼成用バインダーと適宜の無機粉末との混合物(焼成用ペースト)が塗布され、続いて必要に応じて予め加熱されることによりバインダーが除去され、更に焼成されることにより無機粉末が焼結することで、前記のような適宜の要素が作製される。   A mixture (baking paste) of such a binder for baking and an appropriate inorganic powder is applied, followed by preheating if necessary to remove the binder, and further baking to burn the inorganic powder. As a result, appropriate elements as described above are produced.

このような焼成用バインダーとして、エチルセルロースが広く使用されている。エチルセルロースは塗布性が良好であり、また熱分解により除去されやすいなどといった、焼成用ペーストのためのバインダーとして好適な特性を有している。   As such a binder for baking, ethyl cellulose is widely used. Ethyl cellulose has favorable properties as a binder for a paste for baking, such as good applicability and easy removal by thermal decomposition.

しかし、エチルセルロースは入手コストが高く、また植物由来の成分であるため供給に不安があるという問題がある。このため、エチルセルロースに代替するバインダーが求められつつある。   However, there are problems that ethyl cellulose is expensive to obtain and is uneasy to supply because it is a plant-derived component. For this reason, a binder that replaces ethyl cellulose is being demanded.

このようなエチルセルロースに代替するバインダーの候補の一つとして、アクリル系重合体が挙げられる。   One of the binder candidates that can replace such ethyl cellulose is an acrylic polymer.

しかしながら、アクリル系重合体とエチルセルロースとは相溶性に問題があり、そのためこれらを含有するバインダー組成物や、このバインダーを含有する焼成用ペーストの保存安定性が悪いという問題がある。一方、アクリル系重合体のみをバインダーとして用いると、焼成用ペーストの塗布性が悪化してしまうという問題が生じてしまう。   However, there is a problem in compatibility between the acrylic polymer and ethyl cellulose, and therefore there is a problem that the storage stability of the binder composition containing these and the baking paste containing this binder is poor. On the other hand, when only an acrylic polymer is used as a binder, there arises a problem that the applicability of the baking paste is deteriorated.

特開2006−160791号公報JP 2006-160791 A

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、バインダーとしてアクリル系重合体とエチルセルロースとを含有しながら、塗布性が良好であり、しかも保存安定性に優れる焼成用バインダー組成物を提供することを、目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and provides a binder composition for firing having good coating properties and excellent storage stability while containing an acrylic polymer and ethyl cellulose as a binder. With the goal.

本発明に係る焼成用バインダー組成物は、エチルセルロースとアクリル系重合体とを含有し、
前記アクリル系重合体が、前記エチルセルロースの存在下でアクリル系モノマーが重合することにより合成されたものであり、
前記アクリル系モノマーが、単官能アクリル系モノマーと多官能アクリル系モノマーとを含有する。
The binder composition for baking according to the present invention contains ethyl cellulose and an acrylic polymer,
The acrylic polymer is synthesized by polymerization of an acrylic monomer in the presence of the ethyl cellulose,
The acrylic monomer contains a monofunctional acrylic monomer and a polyfunctional acrylic monomer.

本発明に係る焼成用バインダー組成物において、前記アクリル系モノマー全体に対する前記多官能アクリル系モノマーの割合が、0.1〜5質量%の範囲である。 In firing the binder composition according to the present invention, the proportion of the polyfunctional acrylic monomer with respect to the total acrylic monomers, area by der of 0.1 to 5 mass%.

本発明に係る焼成用バインダー組成物において、前記アクリル系重合体と前記エチルセルロースとの、前者対後者の質量比が、9:1〜1:9の範囲である。 In firing the binder composition according to the present invention, with the acrylic polymer and the cellulose, the former pair latter weight ratio of from 9: 1 to 1: 9 area by der of.

本発明に係る焼成用バインダー組成物において、前記単官能アクリル系モノマーが、メチルメタクリレートと2−エチルへキシルメタクリレートとを含有することが好ましい。   In the binder composition for firing according to the present invention, it is preferable that the monofunctional acrylic monomer contains methyl methacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate.

本発明によれば、バインダーとしてアクリル系重合体とエチルセルロースとを含有しながら、塗布性が良好であり、しかも保存安定性に優れる焼成用バインダー組成物が得られる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the binder composition for baking which has favorable applicability | paintability and is excellent in storage stability is obtained, containing an acrylic polymer and ethylcellulose as a binder.

本実施形態による焼成用バインダー組成物は、焼成用ペーストにおけるバインダーとして機能する組成物であり、エチルセルロースとアクリル系重合体とを含有する。   The binder composition for baking by this embodiment is a composition which functions as a binder in the paste for baking, and contains ethyl cellulose and an acrylic polymer.

エチルセルロースとしては、特に限定されないが、例えばダウ・ケミカル社製の品名エトセルSTD−7、STD−20、STD−45、STD−100などが、単独で、或いは2種類以上組み合わされて、使用される。   Although it does not specifically limit as ethylcellulose, For example, the product names Etcelle STD-7, STD-20, STD-45, STD-100 etc. by Dow Chemical Company are used individually or in combination of 2 or more types. .

アクリル系重合体は、エチルセルロースの存在下でアクリル系モノマーが重合することにより合成されたものである。更に、アクリル系モノマーは、1分子中にエチレン性不飽和結合を一つのみ有する単官能アクリル系モノマーと、1分子中にエチレン性不飽和結合を複数有する多官能アクリル系モノマーとを含有する。   The acrylic polymer is synthesized by polymerization of an acrylic monomer in the presence of ethyl cellulose. Further, the acrylic monomer contains a monofunctional acrylic monomer having only one ethylenically unsaturated bond per molecule and a polyfunctional acrylic monomer having a plurality of ethylenically unsaturated bonds per molecule.

単官能アクリル系モノマーとしては、特に制限されないが、例えばメチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、シクロへキシルメタクリレート、2−エチルへキシルメタクリレート、エチルメタクリレート、グリセリンモノメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピルメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート(n≒4〜13)等が、単独で、或いは二種以上組み合わされて、使用される。   The monofunctional acrylic monomer is not particularly limited. For example, methyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, ethyl methacrylate, glycerin monomethacrylate, 2-hydroxypropyl Methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 1,4-cyclohexanedimethanol monoacrylate, 2-hydroxy-2-methylpropyl methacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate (n≈4 to 13), etc. Or two or more types are used in combination.

焼成用バインダー組成物中の単官能アクリル系モノマーは、特にメチルメタクリレート、2−エチルへキシルメタクリレート、水酸基含有モノマーのうち少なくとも一種を含有することが好ましい。水酸基含有モノマーとしては、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、グリセリンモノメタクリレートなどが挙げられる。これらの場合、アクリル系重合体とエチルセルロースとの相溶性が特に向上する。更に単官能アクリル系モノマーはメチルメタクリレートと2−エチルへキシルメタクリレートとから成ることが好ましい。この場合は、メチルメタクリレートと2−エチルへキシルメタクリレートとの割合は、6:4〜4:6の範囲であることが好ましく、この場合、アクリル系重合体とエチルセルロースとの相溶性が更に向上し、また焼成用バインダー組成物を含むペーストが塗布された場合に形成される塗膜の平滑性が高くなる。   The monofunctional acrylic monomer in the baking binder composition preferably contains at least one of methyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, and a hydroxyl group-containing monomer. Examples of the hydroxyl group-containing monomer include 2-hydroxyethyl methacrylate and glycerin monomethacrylate. In these cases, the compatibility between the acrylic polymer and ethyl cellulose is particularly improved. Further, the monofunctional acrylic monomer is preferably composed of methyl methacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate. In this case, the ratio of methyl methacrylate to 2-ethylhexyl methacrylate is preferably in the range of 6: 4 to 4: 6. In this case, the compatibility between the acrylic polymer and ethyl cellulose is further improved. Moreover, the smoothness of the coating film formed when the paste containing the binder composition for baking is applied is increased.

多官能アクリル系モノマーとしては、特に限定されないが、例えばポリエチレングリコールジメタクリレート(n≒2〜13)、ポリエチレングリコールジアクリレート(n≒2〜13)、ポリプロピレングリコールジメタクリレート(n≒2〜13)、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジメタクリレート(m+n≒4〜18)、プロピレンオキシド変性ビスフェノールAジメタクリレート(m+n≒4〜18)、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジアクリレート(m+n≒4〜18)、エチレンオキシド変性ビスフェノールFジアクリレート(m+n≒4〜18)、プロピレンオキシド変性ビスフェノールAジアクリレート(m+n≒4〜18)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、グリセリンジメタクリレート等が、単独で、或いは2種類以上組み合わされて、使用される。   The polyfunctional acrylic monomer is not particularly limited. For example, polyethylene glycol dimethacrylate (n≈2-13), polyethylene glycol diacrylate (n≈2-13), polypropylene glycol dimethacrylate (n≈2-13), Trimethylolpropane triacrylate, glycerin propoxytriacrylate, ethylene oxide modified bisphenol A dimethacrylate (m + n≈4-18), propylene oxide modified bisphenol A dimethacrylate (m + n≈4-18), ethylene oxide modified bisphenol A diacrylate (m + n≈4) To 18), ethylene oxide modified bisphenol F diacrylate (m + n≈4 to 18), propylene oxide modified bisphenol A diacrylate (m + n≈4 to 8), pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, glycerol dimethacrylate and the like, alone or in combination of two or more, is used.

焼成用バインダー組成物中のアクリル系モノマー全体に対する多官能アクリル系モノマーの割合は、0.01質量%以上であることが好ましく、特に0.1〜5質量%の範囲であることが好ましい。この割合は、更に0.2〜3質量%の範囲であることが好ましい。このように多官能アクリル系モノマーの割合が0.1質量%以上であると、アクリル系重合体とエチルセルロースとの相溶性が特に向上し、この割合が0.2質量%以上であると相溶性が更に向上する。また、多官能アクリル系モノマーの割合が5質量%以下であると、焼成用バインダー組成物を含有する焼成用ペーストの塗布性が特に向上する。   The ratio of the polyfunctional acrylic monomer to the entire acrylic monomer in the binder composition for baking is preferably 0.01% by mass or more, and particularly preferably in the range of 0.1 to 5% by mass. This ratio is preferably in the range of 0.2 to 3% by mass. Thus, when the ratio of the polyfunctional acrylic monomer is 0.1% by mass or more, the compatibility between the acrylic polymer and ethyl cellulose is particularly improved, and when the ratio is 0.2% by mass or more, the compatibility is achieved. Is further improved. Moreover, the applicability | paintability of the baking paste containing the binder composition for baking is improved especially that the ratio of a polyfunctional acrylic monomer is 5 mass% or less.

焼成用バインダー組成物に配合されるアクリル系重合体は、焼成用バインダー組成物に配合されるエチルセルロースの存在下で、アクリル系モノマーが重合することで、合成される。すなわち、アクリル系重合体が合成された後、このアクリル系重合体の合成のために使用されたエチルセルロースは、アクリル系重合体と共に焼成用バインダー組成物を構成する成分となる。   The acrylic polymer blended in the firing binder composition is synthesized by the polymerization of the acrylic monomer in the presence of ethyl cellulose blended in the firing binder composition. That is, after the acrylic polymer is synthesized, the ethyl cellulose used for the synthesis of the acrylic polymer becomes a component constituting the binder composition for baking together with the acrylic polymer.

エチルセルロースの使用量は、特に制限されないが、焼成用バインダー組成物の保存安定性及び塗布性を向上する観点からは、アクリル系重合体とエチルセルロースの前者対後者の質量比が、9:1〜1:9の範囲であることが好ましく、この質量比が7:3〜5:5の範囲であれば更に好ましい。   The amount of ethyl cellulose used is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the storage stability and coating properties of the binder composition for baking, the mass ratio of the former to the latter of the acrylic polymer and ethyl cellulose is from 9: 1 to 1. : 9 is preferable, and the mass ratio is more preferably 7: 3 to 5: 5.

アクリル系モノマーの重合は、適宜の重合方法、例えば溶液重合等によりおこなわれる。溶液重合の方法としては、アクリル系モノマーを適当な溶剤中で、重合開始剤の存在下、窒素雰囲気下で加熱攪拌する方法が挙げられる。   The acrylic monomer is polymerized by an appropriate polymerization method such as solution polymerization. Examples of the solution polymerization method include a method in which an acrylic monomer is heated and stirred in a suitable solvent in a nitrogen atmosphere in the presence of a polymerization initiator.

溶剤としては、アクリル系モノマーとエチルセルロースとを共に溶解或いは分散させ得るのであれば、幅広い溶剤が採用され得る。溶剤としては、特に限定されないが、例えばフェニルプロピレングリコール、フェニルグリコール、テキサノール、ベンジルアルコール、フェニルジグリコール、ターピネオール、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピニルアセテート、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール、ジエチレングリコール、テトラエチレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、オクタンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ブチルカルビトールアセテートなどが、単独で、或いは2種類以上組み合わされて、使用され得る。   A wide variety of solvents can be used as the solvent as long as both the acrylic monomer and ethyl cellulose can be dissolved or dispersed. Examples of the solvent include, but are not limited to, for example, phenylpropylene glycol, phenyl glycol, texanol, benzyl alcohol, phenyl diglycol, terpineol, dihydroterpineol, dihydroterpinyl acetate, cyclohexanone, cyclopentanone, ethylene glycol, 1,4- Butanediol, diethylene glycol, tetraethylene glycol, 1,3-butylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, octanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol monobutyl ether, butyl carbitol acetate, etc. , Alone or in combination of two or more.

重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)等のアゾ化合物;4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバレート、o−メチルベンゾイルパーオキサイド、ビス−3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、シクロヘキサノンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物などが、単独で、或いは二種以上組み合わされて、使用され得る。   The polymerization initiator is not particularly limited. For example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,4 Azo compounds such as (dimethyl-4-methoxyvaleronitrile); 4-dichlorobenzoyl peroxide, t-butyl peroxypivalate, o-methylbenzoyl peroxide, bis-3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, Octanoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, cyclohexanone peroxide, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, dicumyl peroxide, lauroyl peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide Oxide, organic peroxides such as di -t- butyl peroxide and the like, alone, or two or more kinds in combination, may be used.

アクリル系重合体の分子量を制御する観点からは、アクリル系モノマーの重合は、適宜の連鎖移動剤の存在下でおこなわれることが好ましい。また、連鎖移動剤が用いられることは、バインダー組成物の良好な塗布性及び熱分解性の維持にも寄与する。これは、連鎖移動剤による連鎖移動効果によって、多官能アクリル系モノマーの架橋密度が適切に調整され、これによってアクリル系重合体における架橋点が過剰になることが抑制されるためであると、推察される。連鎖移動剤としては、特に制限されないが、例えばn−ドデシルメルカプタン、2,4−ジフェニル―4―メチル―1―ペンテン、ラウリルメルカプタン、グリシジルメルカプタン、メルカプト酢酸、2−メルカプトエタノール、チオグリコール酸2−エチルヘキシル、2,3−ジメルカプト−1−プロパノールなどが、一種単独で、或いは二種以上組み合わされて、使用され得る。   From the viewpoint of controlling the molecular weight of the acrylic polymer, the polymerization of the acrylic monomer is preferably performed in the presence of an appropriate chain transfer agent. In addition, the use of a chain transfer agent contributes to maintaining good coating properties and thermal decomposability of the binder composition. This is presumed to be because the crosslink density of the polyfunctional acrylic monomer is appropriately adjusted by the chain transfer effect of the chain transfer agent, thereby suppressing the excess of crosslinking points in the acrylic polymer. Is done. The chain transfer agent is not particularly limited. For example, n-dodecyl mercaptan, 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene, lauryl mercaptan, glycidyl mercaptan, mercaptoacetic acid, 2-mercaptoethanol, thioglycolic acid 2- Ethylhexyl, 2,3-dimercapto-1-propanol, etc. may be used alone or in combination of two or more.

このようにアクリル系モノマーがエチルセルロースの存在下で重合することで、アクリル系重合体とエチルセルロースとを含有する混合物が得られる。このような混合物中におけるアクリル系重合体とエチルセルロースとを併せた樹脂の重量平均分子量は5000〜200000の範囲であることが好ましい。このように樹脂の重量平均分子量が5000以上であることで、焼成用バインダー組成物及び焼成用ペーストの塗布性が特に良好となると共に、焼成用バインダー組成物の相分離が更に生じにくくなって焼成用バインダー組成物の保存安定性が更に良好になる。またこの重量平均分子量が200000以下であることで、アクリル系重合体とエチルセルロースとの良好な相溶性が維持されると共に、良好な塗布性が確保される。尚、この樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーによる測定結果に基づいて導出される値であり、例えば測定機として昭和電工株式会社製のShodex GPC SYSTEM−21Hを用い、溶離剤としてテトラヒドロフランを用いて測定される。   As described above, the acrylic monomer is polymerized in the presence of ethyl cellulose to obtain a mixture containing the acrylic polymer and ethyl cellulose. It is preferable that the weight average molecular weight of resin which combined the acrylic polymer and ethyl cellulose in such a mixture is the range of 5000-200000. Thus, when the weight average molecular weight of the resin is 5000 or more, the applicability of the baking binder composition and baking paste is particularly good, and the phase separation of the baking binder composition is further less likely to occur. The storage stability of the binder composition for use is further improved. In addition, when the weight average molecular weight is 200,000 or less, good compatibility between the acrylic polymer and ethyl cellulose is maintained, and good coatability is ensured. The weight average molecular weight of this resin is a value derived based on the measurement result by gel permeation chromatography. For example, Shodex GPC SYSTEM-21H manufactured by Showa Denko Co., Ltd. is used as a measuring machine, and tetrahydrofuran is used as an eluent. Measured.

この混合物がそのまま焼成用バインダー組成物となり得る。或いは、この混合物中の溶剤量が調製されたり、必要に応じて種々の添加剤が加えられたりすることで、焼成用バインダー組成物が調製され得る。   This mixture can be directly used as a binder composition for baking. Or the binder composition for baking can be prepared by adjusting the amount of the solvent in this mixture, or adding various additives as needed.

この焼成用バインダー組成物は良好な塗布性を備えると共に、相分離が生じにくく、このため保存安定性が良好である。本実施形態による焼成用バインダー組成物がこのような作用効果を奏する理由は明らかではない。但し、エチルセルロースの存在下でアクリル系モノマーが重合すると共にこのアクリル系モノマー中に多官能アクリル系モノマーが含まれていると、アクリル系重合体がエチルセルロースと適度に絡み合った構造を有するようになり、更にアクリル系重合体が溶液中で立体的に大きく広がって存在するようになることでアクリル系重合体の分子が折り畳まれるような構造になりにくくなるものと、推察される。これが、本実施形態による焼成用バインダー組成物が良好な塗布性を維持しながら相分離が生じにくくなることの一因となっていると、推察される。   This binder composition for baking has good coatability and hardly causes phase separation, and therefore has good storage stability. The reason why the binder composition for firing according to the present embodiment has such an effect is not clear. However, when the acrylic monomer is polymerized in the presence of ethyl cellulose and the polyfunctional acrylic monomer is contained in the acrylic monomer, the acrylic polymer has a structure appropriately entangled with ethyl cellulose, Further, it is presumed that the acrylic polymer is present in the solution so as to spread three-dimensionally so that the structure in which the molecule of the acrylic polymer is not folded becomes difficult. This is presumed that the binder composition for firing according to the present embodiment is one of the causes that the phase separation hardly occurs while maintaining good coatability.

この焼成用バインダー組成物の粘度は、1000〜30000mPa・sの範囲に調整されることが好ましい。この場合、焼成用バインダー組成物を含有する焼成用ペーストの塗布性が特に良好となる。   The viscosity of the binder composition for baking is preferably adjusted to a range of 1000 to 30000 mPa · s. In this case, the applicability of the firing paste containing the firing binder composition is particularly good.

このようにして得られる焼成用バインダー組成物では、上述の通り塗布性が良好であり、特に、塗布時に塗膜とアプリケータとの間で組成物が糸を引くいわゆる糸引き現象の発生が抑制される。また上述の通り、エチルセルロースとアクリル系重合体との相溶性が高くなり、両者が相分離しにくく、このため焼成用バインダー組成物の保存安定性が高くなる。このため、本実施形態による焼成用バインダー組成物は、バインダーとしてエチルセルロースのみが使用される場合と比べて遜色ない特性を有する。   The binder composition for firing thus obtained has good coating properties as described above, and particularly suppresses the occurrence of a so-called stringing phenomenon in which the composition pulls yarn between the coating film and the applicator during coating. Is done. Moreover, as above-mentioned, the compatibility of an ethyl cellulose and an acrylic polymer becomes high, and both are hard to carry out phase separation, For this reason, the storage stability of the binder composition for baking becomes high. For this reason, the binder composition for baking by this embodiment has the characteristic which is inferior compared with the case where only ethylcellulose is used as a binder.

本実施形態による焼成用バインダー組成物は、焼成用ペーストを調製するために好適に用いられる。焼成用ペーストは、焼成用バインダー組成物と、無機粉体とを含有する。   The binder composition for baking according to the present embodiment is suitably used for preparing a baking paste. The firing paste contains a firing binder composition and an inorganic powder.

無機粉体としては、用途に応じた適宜の粉体が用いられる。例えば無機粉体として、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、ITO、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン、チタン酸バリウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、各種ガラス粉、無機蛍光体、黒鉛粉、はんだ粉等が、一種単独で、或いは二種以上組み合わされて、使用される。   As the inorganic powder, an appropriate powder according to the application is used. For example, as inorganic powder, gold, silver, copper, nickel, palladium, ITO, alumina, zirconia, titanium oxide, barium titanate, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, various glass powders, inorganic phosphor, graphite powder, solder Powder etc. are used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

焼成用ペースト中の焼成用バインダー組成物と無機粉体との割合は、焼成用ペーストの良好な塗布性や、焼成用ペーストを焼結させて得られる各種の要素の良好な特性が維持されるように、適宜調整されるが、例えば焼成用バインダー組成物100質量部に対する無機粉体の割合が20質量部〜4000質量部の範囲であることが好ましい。   The ratio of the binder composition for firing and the inorganic powder in the paste for firing maintains the good applicability of the firing paste and the good characteristics of various elements obtained by sintering the firing paste. Thus, although adjusted suitably, it is preferable that the ratio of the inorganic powder with respect to 100 mass parts of binder compositions for baking is the range of 20 mass parts-4000 mass parts, for example.

焼成用ペーストが使用される際には、まず焼成用ペーストが適宜の対象物の上に塗布される。塗布方法は特に制限されないが、例えばスクリーン印刷法、ディスペンス法、ドクターブレード法等が挙げられる。本実施形態によれば、焼成用ペーストの塗布性が良好になり、一定の厚みの塗膜が容易に形成されると共に、塗布時にいわゆる糸引き現象が生じにくくなる。   When the firing paste is used, the firing paste is first applied on an appropriate object. The application method is not particularly limited, and examples thereof include a screen printing method, a dispensing method, a doctor blade method, and the like. According to this embodiment, the applicability of the baking paste is improved, a coating film having a certain thickness is easily formed, and a so-called stringing phenomenon is less likely to occur during application.

続いて、必要に応じ、この焼成用ペーストが加熱されることで、焼成用ペースト中の溶剤が揮発すると共に、バインダーであるアクリル系重合体及びエチルセルロースの一部又は全部が熱分解して除去される。更にこの焼成用ペーストが焼成されることで、焼成用ペースト中に残留するバインダーが除去されると共に、無機粉体が焼結する。これにより、電極、導体配線等の適宜の要素が形成される。   Subsequently, if necessary, the baking paste is heated to volatilize the solvent in the baking paste, and part or all of the acrylic polymer and ethyl cellulose as the binder are thermally decomposed and removed. The Furthermore, by baking this baking paste, the binder remaining in the baking paste is removed and the inorganic powder is sintered. Thereby, appropriate elements such as electrodes and conductor wirings are formed.

[実施例1−14、比較例2−10]
撹拌機、冷却器、温度計、湯浴、及び窒素ガス導入口を備えた容量1Lのフラスコを準備した。このフラスコに、下記表中のA成分に示すアクリル系モノマー、及び有機溶剤を加え、連鎖移動剤を使用する場合には更に下記表中のA成分に示す連鎖移動剤を加えることで、溶液を得た。
[Example 1-14, Comparative Example 2-10]
A 1 L flask equipped with a stirrer, a cooler, a thermometer, a hot water bath, and a nitrogen gas inlet was prepared. To this flask, add the acrylic monomer and organic solvent shown in component A in the following table, and when using a chain transfer agent, add the chain transfer agent shown in component A in the following table to obtain a solution. Obtained.

続いて、エチルセルロースを使用する場合には、得られた溶液中に、下記表中のA成分に示すエチルセルロースを投入し、これを溶液中に80℃で溶解させた。   Then, when using ethyl cellulose, the ethyl cellulose shown to A component in the following table | surface was thrown into the obtained solution, and this was dissolved in the solution at 80 degreeC.

続いて、溶液を窒素ガスで30分バブリングすることで溶液中の溶存酸素を除去した。   Subsequently, dissolved oxygen in the solution was removed by bubbling the solution with nitrogen gas for 30 minutes.

続いて、溶液中に重合開始剤(2,2−アゾビスイソブチロニトリル)のフェニルプロプレングリコール溶液を加えることで、アクリル系モノマーの重合反応を開始させた。重合反応中も、溶液に、重合開始剤のフェニルプロプレングリコール溶液を追加的に添加した。重合開始時から7時間後に重合を終了させた。   Subsequently, a polymerization reaction of the acrylic monomer was started by adding a phenyl propylene glycol solution of a polymerization initiator (2,2-azobisisobutyronitrile) to the solution. During the polymerization reaction, a phenyl propylene glycol solution of a polymerization initiator was additionally added to the solution. The polymerization was terminated after 7 hours from the start of the polymerization.

得られた溶液中の樹脂の重合平均分子量を測定した結果を、下記表に示す。   The results of measuring the polymerization average molecular weight of the resin in the obtained solution are shown in the following table.

続いて、比較例5〜7の場合には、溶液に下記表中のB成分に示すエチルセルロースのフェニルプロピレングリコール溶液を加えた。   Then, in the case of Comparative Examples 5-7, the phenylpropylene glycol solution of ethylcellulose shown to the B component in the following table | surface was added to the solution.

これにより、焼成用バインダー組成物を得た。この焼成用バインダーの樹脂固形分割合を下記表に示す。   This obtained the binder composition for baking. The resin solid content ratio of the binder for baking is shown in the following table.

[比較例1]
下記表に示すエチルセルロースと有機溶媒とを用意し、これらを混合することで得られた混合溶液を、焼成用バインダー組成物とした。
[Comparative Example 1]
The mixed solution obtained by preparing ethyl cellulose and an organic solvent shown in the following table and mixing them was used as a binder composition for baking.

[評価試験]
各実施例及び比較例における焼成用バインダー組成物について、次の評価試験を実施した。その結果を下記表に示す。
[Evaluation test]
The following evaluation test was implemented about the binder composition for baking in each Example and a comparative example. The results are shown in the table below.

1.溶液安定性評価
焼成用バインダー組成物を調製してから、これを常温で4週間貯蔵した。続いて、焼成用バインダー組成物を目視で観察することで、焼成用バインダー組成物における相分離の有無を確認した。その結果、相分離が認められた場合を「○」、認められない場合を「×」と評価した。
1. Solution stability evaluation After preparing the binder composition for baking, this was stored at normal temperature for 4 weeks. Subsequently, the presence or absence of phase separation in the binder composition for firing was confirmed by visually observing the binder composition for firing. As a result, the case where phase separation was observed was evaluated as “◯”, and the case where phase separation was not observed was evaluated as “x”.

2.塗布性
4面アプリケータ(太佑機材株式会社製、型番No112)を用いて、焼成用バインダー組成物5gをガラス基板(寸法100mm×100mm×2mm)上に塗布した。これにより形成された塗膜を観察し、塗膜にムラやクレーター跡などが認められなかった場合を「○」、塗膜にムラやクレーター跡などが認められないことに加えて、レベリング性が非常に良く、均一で平滑な塗膜が形成された場合を「◎」、焼成用バインダー組成物がアプリケータに張りつき、又は塗膜にムラ、クレーター跡等の不良が認められた場合を「×」と、評価した。
2. Application | coating property The binder composition for baking 5g was apply | coated on the glass substrate (dimensions 100 mm x 100 mm x 2 mm) using the 4-sided applicator (the product number No112 made from Dazai Equipment Co., Ltd.). When the coating film formed by this is observed, when the coating film does not show any unevenness or crater traces, “○”, in addition to the coating film showing no unevenness or crater traces, “◎” when a very smooth and uniform coating film is formed, “×” when the binder composition for baking sticks to the applicator, or when defects such as unevenness and crater marks are found on the coating film. ”Was evaluated.

3.熱分解性
差動型示差熱天秤(株式会社リガク製、型番TG8120)を用い、焼成用バインダー組成物を空気雰囲気下で、昇温速度10℃/minで室温から500℃まで加熱しながら、焼成用バインダー組成物中の重量変化を測定した。
3. Pyrolysis using a differential type differential thermal balance (manufactured by Rigaku Corporation, model number TG8120) while heating the binder composition for firing from room temperature to 500 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min. The weight change in the binder composition was measured.

その結果、400℃の時点での焼成用バインダー組成物の重量減少量が95%以上である場合を「○」、95%未満である場合を「×」と評価した。   As a result, the case where the weight reduction amount of the binder composition for baking at the time of 400 ° C. was 95% or more was evaluated as “◯”, and the case where it was less than 95% was evaluated as “X”.

4.糸引き性
4面アプリケータ(太佑機材株式会社製、型番No112)を用いて、焼成用バインダー組成物5gをガラス基板(寸法100mm×100mm×2mm)上に塗布した。この場合の、塗膜からアプリケータを引き上げる際の、引き上げ開始時から、塗膜とアプリケータとの間の糸引きが切れるまでに要した時間を測定した。その結果、1秒未満であった場合を「○」、1秒以上であった場合を「×」と評価した。
4). Using a 4-side applicator (manufactured by Dazai Equipment Co., Ltd., model No. 112), 5 g of the binder composition for firing was applied onto a glass substrate (dimensions 100 mm × 100 mm × 2 mm). In this case, when the applicator was lifted from the coating film, the time required from the start of the lifting until the stringing between the coating film and the applicator was cut was measured. As a result, the case where it was less than 1 second was evaluated as “◯”, and the case where it was 1 second or longer was evaluated as “x”.

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尚、表中のA成分とはアクリル系モノマーの重合時に使用した成分であり、B成分とはアクリル系モノマーの重合後に添加した成分である。また、表に示す成分の詳細は次の通りである。
・MMA:メタクリル酸メチル
・IBMA:メタクリル酸イソブチル
・CHMA:メタクリル酸シクロヘキシル
・BMA:メタクリル酸ブチル
・HEMA:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル
・EHMA:メタクリル酸エチルヘキシル
・GLM:グリセリンモノメタクリレート
・PDE−400:ポリエチレングリコールジメタクリレート(日本油脂株式会社製、品番ブレンマ―PDE−400)
・M−260:ポリエチレングリコールジアクリレート(東亞合成株式会社製、品番M−260)
・BP-4EA:エチレンオキシド変性ビスフェノールAジアクリレート(共栄社化学会社製、品番BP−4EA)
・STD−100:重量平均分子量約18万のエチルセルロース(ダウケミカル社製、商品名エトセルSTD−100)
・STD−45:重量平均分子量約14万のエチルセルロース(ダウケミカル社製、商品名エトセルSTD−45)
・STD−7:重量平均分子量約6万のエチルセルロース(ダウケミカル社製、商品名エトセルSTD−7)
・チオカルコール20:n−ドデシルメルカプタン、花王株式会社製、品番チオカルコール20
In addition, A component in a table | surface is a component used at the time of superposition | polymerization of an acryl-type monomer, and B component is a component added after superposition | polymerization of an acryl-type monomer. The details of the components shown in the table are as follows.
MMA: methyl methacrylate, IBMA: isobutyl methacrylate, CHMA: cyclohexyl methacrylate, BMA: butyl methacrylate, HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate, EHMA: ethyl hexyl methacrylate, GLM: glycerol monomethacrylate, PDE-400: Polyethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd., part number Bremma-PDE-400)
M-260: polyethylene glycol diacrylate (manufactured by Toagosei Co., Ltd., product number M-260)
BP-4EA: Ethylene oxide modified bisphenol A diacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Company, product number BP-4EA)
STD-100: Ethyl cellulose having a weight average molecular weight of about 180,000 (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., trade name Etcell STD-100)
STD-45: Ethyl cellulose having a weight average molecular weight of about 140,000 (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., trade name Etcell STD-45)
STD-7: Ethyl cellulose having a weight average molecular weight of about 60,000 (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd., trade name Etcell STD-7)
Thiocalcol 20: n-dodecyl mercaptan, manufactured by Kao Corporation, product number thiocalcol 20

Claims (2)

エチルセルロースとアクリル系重合体とを含有し、
前記アクリル系重合体が、前記エチルセルロースの存在下でアクリル系モノマーが重合することにより合成されたものであり、
前記アクリル系モノマーが、単官能アクリル系モノマーと多官能アクリル系モノマーとを含有し、
前記アクリル系モノマー全体に対する前記多官能アクリル系モノマーの割合が、0.1〜5質量%の範囲であり、
前記アクリル系重合体と前記エチルセルロースとの、前者対後者の質量比が、9:1〜1:9の範囲である
焼成用バインダー組成物。
Containing ethyl cellulose and an acrylic polymer,
The acrylic polymer is synthesized by polymerization of an acrylic monomer in the presence of the ethyl cellulose,
The acrylic monomer contains a monofunctional acrylic monomer and a polyfunctional acrylic monomer ,
The ratio of the polyfunctional acrylic monomer to the entire acrylic monomer is in the range of 0.1 to 5% by mass,
The binder composition for baking , wherein the mass ratio of the former to the latter of the acrylic polymer and the ethyl cellulose is in the range of 9: 1 to 1: 9 .
前記単官能アクリル系モノマーが、メチルメタクリレートと2−エチルへキシルメタクリレートとを含有する請求項1に記載の焼成用バインダー組成物。 The binder composition for firing according to claim 1, wherein the monofunctional acrylic monomer contains methyl methacrylate and 2-ethylhexyl methacrylate.
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