JP6745792B2 - バインダー樹脂組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、バインダー樹脂組成物、及び該樹脂組成物を含有する無機微粒子分散ペースト組成物に関する。
近年、導電性粒子、セラミック、ガラス、蛍光体等の無機粉末と、成形用バインダーとを含むスラリーを製造し、成型し、そして焼結させることにより、様々な製品が製造されている。成形用バインダーとしては、ポリビニルブチラール（PVB）、エチルセルロース（EC）、カルボキシメチルセルロース（CMC）、ポリビニルアルコール（PVA）、アクリル系ポリマー等が用いられている。バインダー成分は、焼結の際に完全に消失することが好ましいが、前述のバインダーは、分解しにくく、単に加熱したのみでは、成形したセラミックス中にバインダー残渣が残り、セラミックスの性能に悪影響を及ぼすため、焼結の際に酸素を供給してバインダーを完全燃焼させ、消失させる方法が用いられている。
しかし、焼結の際の高温条件下において酸素が存在すると、無機成分が変質してしまい、焼結体の性能が低下する場合があり、焼結後に、還元雰囲気下でさらに焼結する工程が必要となることが多い。従って、焼結の際に酸素を供給せずに消失することができるバインダーが望まれている。
さらに、前述のバインダーは、発熱分解するため、焼結炉内の温度を制御しながら、一度に大量に焼結することが困難である。
焼結時に酸素を必要とせず、吸熱分解しうるバインダーとして、ポリプロピレンカーボネート及びポリエチレンカーボネートといった脂肪族ポリカーボネート樹脂が検討されている。しかしながら、これらの樹脂の分解温度が製造プロセスによっては低すぎる場合がある（特許文献１参照）。そこで、その解決手段として、分子鎖末端を封止することで分解温度を上昇させる方法が知られている（特許文献２、非特許文献１参照）。
特開平６−３３４２８２号公報 米国特許第４０６６６３０号明細書
Shuwen Peng, Yuxian An, Cheng Chen, Bin Fei, Yugang Zhuang, Lisong Dong. Polymer Degradation and Stability, 2003年, vol.80, p.141-147
しかしながら、これらの手段では所望する任意の温度で分解するようにバインダーを設計することは困難であり、プロセスへの適用が制限されてしまうため、分解温度を精度良く制御することが可能なバインダーが望まれている。
本発明の課題は、分解温度を精度良く制御することが可能なバインダー樹脂組成物、及び該樹脂組成物を含有する無機微粒子分散ペースト組成物を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、脂肪族ポリカーボネート樹脂の末端を封止剤（末端封止剤）により封止した樹脂と、封止していない樹脂を任意の割合で混合することで、両樹脂の分解開始温度の範囲内でほぼ任意に分解開始温度を制御しうることを見出し、さらに検討を重ねた結果、本発明を完成させるに至った。
本発明は、
〔１〕 式(1)：
Figure 0006745792
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は同一又は異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、ｍは40〜23000の整数である）
で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂と、式(2)：
Figure 0006745792
（式中、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8は同一又は異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、Ｘ及びＹは、同一又は異なっていてもよく、カルボキシ基、エステル基、カルバメート基、シリケート基、イソシアネート基、エーテル基、アセタール基、及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも１種の官能基を末端に有する基であり、ｎは40〜23000の整数である）
で表される末端封止脂肪族ポリカーボネート樹脂を含む、バインダー樹脂組成物、並びに
〔２〕 前記〔１〕記載のバインダー樹脂組成物、無機微粒子、及び溶媒を含有する、無機微粒子分散ペースト組成物
に関する。
本発明のバインダー樹脂組成物は、分解温度を精度良く制御することができるという優れた効果を奏する。
実施例１〜５及び参考例１、２で得られた樹脂組成物の熱分解曲線である。 実施例１〜５及び参考例１、２で得られた樹脂組成物の組成比と熱分解開始温度の関係を示したグラフである。 実施例１〜５及び参考例１、２で得られた樹脂組成物の組成比と50質量％分解温度の関係を示したグラフである。
本発明のバインダー樹脂組成物は、式(1)：
Figure 0006745792
（式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は同一又は異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、ｍは40〜23000の整数である）
で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂と、式(2)：
Figure 0006745792
（式中、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8は同一又は異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、Ｘ及びＹは、同一又は異なっていてもよく、カルボキシ基、エステル基、カルバメート基、シリケート基、イソシアネート基、エーテル基、アセタール基、及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも１種の官能基を末端に有する基であり、ｎは40〜23000の整数である）
で表される末端封止脂肪族ポリカーボネート樹脂を含む。通常、2種類の樹脂を混合し熱分解させると、それぞれの樹脂が独立して熱分解をするが、本発明のバインダー樹脂組成物は、それぞれの樹脂の混合比率に応じ、あたかも単一の樹脂の熱分解のごとく分解するため、バインダー樹脂組成物の分解温度を精度良く制御することができる。
式(1)及び式(2)において、アルキル基の炭素数は、1〜10であり、好ましくは1〜4である。アルキル基としては、直鎖又は分岐の、置換又は非置換のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基等が挙げられる。アルキル基は、例えば、アルコキシ基、エステル基、シリル基、スルファニル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、ホルミル基、アリール基、ハロゲン原子等から選択される1又は2以上の置換基で置換されていてもよい。
また、アリール基の炭素数は、6〜20であり、好ましくは6〜14である。アリール基としては、例えば、フェニル基、インデニル基、ナフチル基、テトラヒドロナフチル基等が挙げられる。アリール基は、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等のアルキル基、フェニル基、ナフチル基等の別のアリール基、アルコキシ基、エステル基、シリル基、スルファニル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、ホルミル基、ハロゲン原子等から選択される1又は2以上の置換基で置換されていてもよい。
式(1)及び式(2)において、ｎ及びｍは、40〜23000の整数であり、好ましくは200〜5000である。ｎとｍは同一であっても異なっていてもよいが、ｎとｍは近いほど好ましく、ｎとｍの比（ｎ／ｍ）は、好ましくは0.5〜2.0、より好ましくは0.7〜1.3である。
式(2)において、Ｘ及びＹは、末端がヒドロキシ基以外の基であり、カルボキシ基、エステル基、カルバメート基、シリケート基、イソシアネート基、エーテル基、アセタール基、及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも１種の官能基を末端に有する基であり、封止反応の容易さの観点から、カルボキシ基、エステル基、カルバメート基及びイソシアネート基から選ばれる少なくとも１種の官能基を末端に有する基が好ましい。
前記脂肪族ポリカーボネート樹脂の製造方法としては、エポキシドと二酸化炭素とを重合反応させる方法が挙げられる。
前記脂肪族ポリカーボネート樹脂において、式(1)又は式(2)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂を製造するために用いられるエポキシドとしては、特に限定されないが、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,2-ブチレンオキシド、2,3-ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、1-ペンテンオキシド、2-ペンテンオキシド、1-ヘキセンオキシド、1-オクテンオキシド、1-ドデセンオキシド、シクロペンテンオキシド、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド、ビニルシクロヘキサンオキシド、3-フェニルプロピレンオキシド、3,3,3-トリフルオロプロピレンオキシド、3-ナフチルプロピレンオキシド、2-フェノキシプロピレンオキシド、3-ナフトキシプロピレンオキシド、ブタジエンモノオキシド、3-ビニルオキシプロピレンオキシド及び3-トリメチルシリルオキシプロピレンオキシド等が挙げられる。
前記エポキシドのなかでは、高い反応性を有する観点から、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、及び1,2-ブチレンオキシドが好ましく、エチレンオキシド及びプロピレンオキシドがより好ましい。従って、式(1)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂及び式(2)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂は、それぞれ同一であっても異なっていてもよいが、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート及びポリブチレンカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましく、ポリエチレンカーボネート及び／又はポリプロピレンカーボネートがより好ましい。
エポキシドと二酸化炭素との重合反応は、金属触媒の存在下で行うことが好ましい。
金属触媒としては、例えば、亜鉛系触媒、アルミニウム系触媒、クロム系触媒、コバルト系触媒等が挙げられる。これらの中でも、エポキシドと二酸化炭素との重合反応において、高い重合活性を有することから、亜鉛系触媒及び／又はコバルト系触媒が好ましく、高分子量体を得るという観点から、亜鉛系触媒がより好ましい。
亜鉛系触媒としては、例えば、酢酸亜鉛、ジエチル亜鉛、ジブチル亜鉛等の有機亜鉛触媒；一級アミン、2価のフェノール（ベンゼンジオール）、芳香族ジカルボン酸、芳香族ヒドロキシ酸、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族モノカルボン酸等の化合物と亜鉛化合物とを反応させることにより得られる有機亜鉛触媒等が挙げられる。これらの有機亜鉛触媒の中でも、より高い重合活性を有することから、亜鉛化合物と脂肪族ジカルボン酸と脂肪族モノカルボン酸とを反応させて得られる有機亜鉛触媒が好ましく、酸化亜鉛とグルタル酸と酢酸とを反応させて得られる有機亜鉛触媒がより好ましい。
前記重合反応に用いられる金属触媒の使用量は、エポキシド1モルに対して、重合反応の進行を促進する観点から、好ましくは0.001モル以上、より好ましくは0.005モル以上であり、使用量に見合う効果を得る観点から、好ましくは0.2モル以下、より好ましくは0.1モル以下である。
前記重合反応には、必要に応じて反応溶媒を用いてもよい。反応溶媒としては、特に限定されないが、種々の有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,1-ジクロロエタン、1,2-ジクロロエタン、エチルクロリド、トリクロロエタン、1-クロロプロパン、2-クロロプロパン、1-クロロブタン、2-クロロブタン、1-クロロ-2-メチルプロパン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒；ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン等のエーテル系溶媒；酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル等のエステル系溶媒；N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒；炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸プロピレン等のカーボネート系溶媒等が挙げられる。
反応溶媒の使用量は、反応を円滑に進行させる観点から、エポキシド100質量部に対して、100〜10000質量部が好ましい。
エポキシドと二酸化炭素とを金属触媒の存在下で重合反応させる方法としては、特に限定されないが、例えば、オートクレーブに、エポキシド、金属触媒、及び必要により助触媒、反応溶媒等を仕込み、混合した後、二酸化炭素を圧入して、反応させる方法が挙げられる。
前記重合反応において用いられる二酸化炭素の使用量は、エポキシド1モルに対して、好ましくは0.5〜10モル、より好ましくは0.6〜5モル、さらに好ましくは0.7〜3モルである。
前記重合反応において用いられる二酸化炭素の使用圧力は、特に限定されないが、反応を円滑に進行させる観点から、好ましくは0.1MPa以上、より好ましくは0.2MPa以上、さらに好ましくは0.5MPa以上であり、使用圧力に見合う効果を得る観点から、好ましくは20MPa以下、より好ましくは10MPa以下、さらに好ましくは5MPa以下である。
前記重合反応における重合反応温度は、特に限定されないが、反応時間短縮の観点から、好ましくは0℃以上、より好ましくは20℃以上、さらに好ましくは30℃以上であり、副反応を抑制し、収率を向上させる観点から、好ましくは100℃以下、より好ましくは80℃以下、さらに好ましくは60℃以下である。
重合反応時間は、重合反応条件により異なるために一概には決定できないが、通常、1〜40時間程度であることが好ましい。
式(2)で表される構造の末端封止脂肪族ポリカーボネート樹脂の製造方法としては、式(1)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂を製造する際に、重合反応後に続けて末端封止剤と反応させる方法、単離された式(1)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂を、末端封止剤と反応させる方法等が挙げられる。
末端封止剤としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、安息香酸等のカルボン酸；無水酢酸、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸等の酸無水物；アセチルクロリド、プロピオン酸クロリド、安息香酸クロリド、p-トルエンスルホン酸クロリド、オキサリルクロリド、コハク酸ジクロリド、アジピン酸ジクロリド、テレフタル酸ジクロリド等の酸ハロゲン化物；メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、フェニルイソシアネート、ベンジルイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物；メチルシリケート、エチルシリケート、プロピルシリケート等の有機シリケート化合物；メチルブロミド、メチルヨージド、ベンジルクロリド、ベンジルブロミド等のハロゲン化アルキル化合物；塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素等のハロゲン化水素；ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド化合物が挙げられる。
脂肪族ポリカーボネート樹脂と末端封止剤を反応させる方法としては、有機溶媒中で反応させる方法や、溶融混練することにより反応させる方法等が挙げられる。
脂肪族ポリカーボネート樹脂と末端封止剤との反応に用いられる有機溶媒としては、脂肪族ポリカーボネート樹脂を溶解可能であり、末端封止剤と反応しない溶媒であれば、特に限定されないが、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒；ジクロロメタン（塩化メチレン）、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒；ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン等のエーテル系溶媒；酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル等のエステル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒；N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒；炭酸ジメチル、炭酸プロピレン等のカーボネート系溶媒等が挙げられる。
脂肪族ポリカーボネート樹脂と末端封止剤との反応には、触媒を用いても、用いなくてもよい。末端封止剤との反応に用いられる触媒としては、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、4,4-ジメチルアミノピリジン等のアミン化合物；ピリジン、Ｎ−メチルイミダゾール等の含窒素複素環化合物；トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の有機リン化合物；ジブチルスズ、オクタン酸スズ等の有機スズ化合物等が挙げられる。触媒の使用量は、末端封止剤1モルに対して、0.01〜1モル程度が好ましい。
脂肪族ポリカーボネート樹脂と末端封止剤との反応を、溶融混練で行うために用いられる装置としては、ロール、押出機、バンバリーミキサー、プラストミル、ブラベンダー等の混練機が挙げられる。
脂肪族ポリカーボネート樹脂と末端封止剤との反応温度は特に限定されないが、有機溶媒中で反応させる場合は、例えば、20〜120℃程度の温度で反応させることができる。溶融混練で反応させる場合は、例えば、80〜200℃程度の温度で反応させることができる。
末端封止剤の使用量は、末端の封止量を制御する場合、末端基の量に応じて調節することができるが、完全に封止する場合は、脂肪族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.3質量部以上が好ましく、過剰の末端封止剤の残留によるバインダーとしての性能低下を防止する観点から、5質量部以下が好ましい。これらの観点から、末端封止剤の使用量は、脂肪族ポリカーボネート樹脂100質量部に対して、0.3〜5質量部が好ましく、0.5〜2質量部がより好ましい。
前記式(1)又は式(2)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂の質量平均分子量は、バインダー樹脂組成物を無機微粒子と混合し、無機微粒子分散ペースト組成物として用いる場合に、脂肪族ポリカーボネート樹脂中に無機微粒子を安定して分散させる観点から、好ましくは5,000以上、より好ましくは10,000以上、さらに好ましくは100,000以上であり、バインダー樹脂組成物の溶媒への溶解性の低下による取り扱い性の低下を避ける観点から、好ましくは2,000,000以下、より好ましくは1,000,000以下、さらに好ましくは500,000以下である。
前記式(1)又は式(2)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂の分子量分布（質量平均分子量／数平均分子量）は、バインダー溶液粘度の制御しやすさの観点から、好ましくは1.0〜20.0、より好ましくは1.0〜15.0、さらに好ましくは1.0〜10.0である。
本発明のバインダー樹脂組成物の製造方法としては、式(1)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂と式(2)で表される末端封止脂肪族ポリカーボネート樹脂をそれぞれ任意の割合で混合する方法が挙げられる。式(1)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂と式(2)で表される末端封止脂肪族ポリカーボネート樹脂の配合割合は、目的とする熱分解温度に応じて適宜決定するが、2種の脂肪族ポリカーボネート樹脂の混合による熱分解温度の変化が明確である観点から、両者の質量比（式(1)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂／式(2)で表される末端封止脂肪族ポリカーボネート樹脂）は、10/90〜90/10が好ましく、20/80〜80/20がより好ましい。
2種の脂肪族ポリカーボネート樹脂を混合する方法としては、一度溶媒に溶解させて混合したのち、溶媒を除去する方法や、ロール、押出機、バンバリーミキサー、プラストミル、ブラベンダー等を用いて溶融混練する方法が挙げられる。
本発明のバインダー樹脂組成物には、必要に応じて、チクソ剤、界面活性剤、可塑剤、保存安定剤等の添加剤が含まれていてもよい。
チクソ剤としては、脂肪酸アミド、シリカ微粒子及び有機ベントナイト等が挙げられる。界面活性剤としては、ポリオキシエチレン系界面活性剤、脂肪酸エステル系界面活性剤等が挙げられる。可塑剤としては、ポリエーテルポリオール、フタル酸エステル等が挙げられる。保存安定剤としては、アミン化合物、カルボン酸化合物、リン化合物、硫黄化合物、トリアゾール系化合物等が挙げられる。
本発明のバインダー樹脂組成物における添加剤の含有量は、バインダー樹脂（式(1)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂と式(2)で表される末端封止脂肪族ポリカーボネート樹脂の合計）100質量部に対して、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。
本発明のバインダー樹脂組成物と、溶媒、セラミックス等の無機粉末、必要に応じて添加剤等を混合することでスラリーを製造し、成型、焼結することで、所望の形状の製品を製造することができる。
従って、本発明は、さらに、本発明のバインダー樹脂組成物、無機微粒子、及び溶媒を含有する、無機微粒子分散ペースト組成物を提供する。
無機微粒子としては、特に限定されないが、導電体粒子、セラミック粉末、ガラス粉末、及び無機蛍光体微粒子からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
導電体粒子としては、例えば、銅、鉄、ニッケル、パラジウム、白金、金、銀、アルミニウム、タングステン、これらの合金等からなる金属粒子等が挙げられる。
セラミック粉末としては、例えば、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、炭化ケイ素等の粉末が挙げられる。また、透明電極材料に用いられるナノＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）や色素増感太陽電池に用いられるナノ酸化チタン等も好適に用いることができる。
ガラス粉末としては、例えば、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系、ＬｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系等の各種ケイ素酸化物、酸化ビスマスガラス、ケイ酸塩ガラス、鉛ガラス、亜鉛ガラス、ボロンガラス等のガラス粉末等が挙げられる。
また、ガラス粉末として、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2混合物、ＢａＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2混合物、ＺｎＯ−Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2混合物、Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＢａＯ−ＣｕＯ混合物、Ｂｉ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＳｒＯ混合物、ＺｎＯ−Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3混合物、Ｂｉ2Ｏ3−ＳｉＯ2混合物、Ｐ2Ｏ5−Ｎａ2Ｏ−ＣａＯ−ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3混合物、Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ混合物、Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ−Ｂ2Ｏ3混合物、Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ−ＳｉＯ2混合物、ＣｕＯ−Ｐ2Ｏ5−ＲＯ混合物、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｎａ2Ｏ−Ｌｉ2Ｏ−ＮａＦ−Ｖ2Ｏ5混合物、Ｐ2Ｏ5−ＺｎＯ−ＳｎＯ−Ｒ2Ｏ−ＲＯ混合物、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＺｎＯ混合物、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2混合物、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｒ2Ｏ−ＲＯ混合物、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＲＯ−Ｒ2Ｏ混合物、ＳｒＯ−ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5混合物、ＳｒＯ−ＺｎＯ−Ｐ2Ｏ5混合物、ＢａＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2混合物等のガラス粉末も用いることができる。ここで、前記Ｒは、Ｚｎ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｆｅ及びＭｎからなる群より選択される元素を表す。
無機蛍光体微粒子としては、例えば、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕ等が挙げられる。
無機微粒子分散ペースト組成物におけるバインダー樹脂組成物の含有量は、前記無機微粒子100質量部に対して、無機微粒子の分散性が低下し、成形した際に、無機微粒子の偏在により焼結体の性能が低下することを避ける観点から、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上であり、さらに好ましくは0.1質量部以上であり、無機微粒子分散ペースト組成物を焼結する際に、脂肪族ポリカーボネート樹脂の過剰な分解により生成する分解物を低減し、緻密な焼結体を得る観点から、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下であり、さらに好ましくは10質量部以下である。
溶媒としては、特に限定されないが、例えば、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソプロピルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、N-メチル-2-ピロリドン、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、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、トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ターピネオール、ターピネオールアセテート、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピネオールアセテート、テキサノール、イソホロン、乳酸ブチル、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、ベンジルアルコール、フェニルプロピレングリコール、クレゾール、N,N-ジメチルホルムアミド、プロピレンカーボネート等が挙げられる。なかでも、適度に沸点が高く、焼結時に均一に揮発しやすいという観点から、N-メチル-2-ピロリドン、ターピネオール、ターピネオールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、テキサノール、及びプロピレンカーボネートが好ましい。なお、これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
無機微粒子分散ペースト組成物における溶媒の含有量は、無機微粒子100質量部に対して、無機微粒子の分散性の観点から、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上であり、無機微粒子分散ペースト組成物の粘度調整の観点から、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、さらに好ましくは50質量部以下である。
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物は、必要に応じて添加剤を含有していてもよい。
添加剤としては、密着促進剤、界面活性剤、可塑剤、保存安定剤、消泡剤等が挙げられる。
密着促進剤としては、アミン系シランカップリング剤、グリシジル系シランカップリング剤等が挙げられる。界面活性剤としては、ポリオキシエチレン系界面活性剤、脂肪酸エステル系界面活性剤等が挙げられる。可塑剤としては、ポリエーテルポリオール、フタル酸エステル等が挙げられる。保存安定剤としては、アミン化合物、カルボン酸化合物、リン化合物、硫黄化合物、トリアゾール系化合物等が挙げられる。消泡剤としては、疎水性シリカ、ポリアルキレン誘導体、ポリエーテル誘導体等が挙げられる。
無機微粒子分散ペースト組成物における添加剤の含有量は、無機微粒子100質量部に対し、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下である。
本発明の無機微粒子分散ペースト組成物の製造方法としては、特に限定されないが、脂肪族ポリカーボネート樹脂、溶媒、無機微粒子、及び必要に応じて添加剤を、従来公知の攪拌方法を用いて混合、攪拌する方法等が挙げられる。
前記公知の攪拌方法としては、例えば、ボールミル、ブラベンダーミル、3本ロールミル等の装置を用いて混練する方法、乳鉢を用いて混練する方法等が挙げられる。
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。脂肪族ポリカーボネート樹脂の物性は、以下の方法により測定した。
〔脂肪族ポリカーボネート樹脂の質量平均分子量（Mw）及び分子量分布（Mw/Mn）〕
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（日本ウォーターズ製、Waters 2695 セパレーションモジュール）を用いて、30mmol/LのN,N-ジメチルホルムアミド臭化リチウム溶液中40℃にて測定し、標準ポリスチレンを基準にして、質量平均分子量（Mw）及び数平均分子量（Mn）を算出し、分子量分布（Mw/Mn）を求めた。
触媒製造例１〔有機亜鉛触媒の製造〕
攪拌機、窒素ガス導入管、温度計、ディーンスターク管、及び還流冷却管を備えた1L容の四つ口フラスコに、酸化亜鉛77.3g（0.95mol）、グルタル酸123g（1mol）、酢酸1.14g（0.02mol）及びトルエン760gを仕込んだ。次に、反応系内に50mL/minの流量で窒素を流しながら、55℃まで昇温し、同温度で4時間攪拌して反応させた。その後、110℃まで昇温し、さらに同温度で2時間攪拌して共沸脱水させ、水分を除去した後、室温まで冷却して、有機亜鉛触媒を含むスラリー液を得た。
樹脂製造例１〔無水コハク酸封止ポリプロピレンカーボネートの製造〕
攪拌機、ガス導入管、及び温度計を備えた1L容のオートクレーブの系内をあらかじめ窒素雰囲気に置換した後、触媒製造例１により得られた有機亜鉛触媒を含むスラリー液117.3g（有機亜鉛触媒を135mmol含む）、炭酸ジメチル577.2g、及びプロピレンオキシド78.3g（1.35mol）を仕込んだ。次に、攪拌下、二酸化炭素を加え、反応系内が1MPaとなるまで二酸化炭素を充填した。その後、60℃に昇温し、反応により消費される二酸化炭素を補給しながら8時間重合反応を行った。二酸化炭素の消費量は、1.17molであった。反応終了後、オートクレーブを冷却して脱圧したところに、無水コハク酸0.7g（全てのモノマーが反応したと仮定した場合の樹脂100質量部に対して0.5質量部）を添加し、40℃で1時間攪拌した。反応溶液をろ過した後、減圧乾燥して、無水コハク酸により末端がカルボキシ基で封止されたポリプロピレンカーボネート樹脂(Ａ)120gを得た。得られたポリプロピレンカーボネートの質量平均分子量（Mw）は236,000、分子量分布（Mw/Mn）は10.0であった。
樹脂製造例２〔末端封止されていないポリプロピレンカーボネートの製造〕
反応終了後、オートクレーブを冷却して脱圧した後、無水コハク酸を添加せず、反応溶液をろ過し、減圧乾燥した以外は、樹脂製造例１と同様にして、ポリプロピレンカーボネート樹脂(Ｂ)123gを得た。得られたポリプロピレンカーボネートの質量平均分子量は315,000、分子量分布（Mw/Mn）は9.74であった。
樹脂製造例３〔イソシアネート封止ポリプロピレンカーボネートの製造〕
ポリプロピレンカーボネート樹脂(Ｂ)40gと4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート0.4gを混練機（東洋精機製作所製、ラボプラストミル4C150）に投入し、混練温度160℃、回転数40r/minで5分間、溶融混練を行い、末端がイソシアネート基で封止されたポリプロピレンカーボネート樹脂(Ｃ)を得た。得られたポリプロピレンカーボネートの質量平均分子量は323,000、分子量分布（Mw/Mn）は8.82であった。
樹脂製造例４〔無水コハク酸封止ポリエチレンカーボネートの製造〕
ポリエチレンカーボネート樹脂(Ｄ)（Empowermaterials社製、商品名QPAC25、Mw：198,000、Mw/Mn：3.48）40gとコハク酸無水物0.3gを混練機（東洋精機製作所製、ラボプラストミル4C150）に投入し、混練温度100℃、回転数40r/minで5分間、溶融混練を行い、無水コハク酸により末端がカルボキシ基で封止されたポリエチレンカーボネート樹脂(Ｅ)を得た。得られたポリエチレンカーボネートの質量平均分子量は197,000、分子量分布（Mw/Mn）は3.49であった。
樹脂製造例５〔末端封止されていないポリブチレンカーボネートの製造〕
攪拌機、ガス導入管、及び温度計を備えた1L容のオートクレーブの系内をあらかじめ窒素雰囲気に置換した後、触媒製造例１により得られた有機亜鉛触媒を含むスラリー液117.3g（有機亜鉛触媒を135mmol含む）、炭酸ジメチル577.2g、及び1,2-ブチレンオキシド97.3g（1.35mol）を仕込んだ。次に、攪拌下、二酸化炭素を加え、反応系内が1MPaとなるまで二酸化炭素を充填した。その後、60℃に昇温し、反応により消費される二酸化炭素を補給しながら8時間重合反応を行った。二酸化炭素の消費量は、1.02molであった。反応終了後、オートクレーブを冷却して脱圧し、ろ過した後、減圧乾燥してポリブチレンカーボネート樹脂(Ｆ)118gを得た。得られたポリブチレンカーボネートの質量平均分子量は273,000、分子量分布（Mw/Mn）は12.2であった。
樹脂製造例６〔無水酢酸封止ポリブチレンカーボネートの製造〕
樹脂製造例５で得られたポリブチレンカーボネート樹脂(Ｆ)11.6g（100mmol）をジクロロメタン120gに溶解させ、無水酢酸0.51g（5.0mmol）、トリエチルアミン0.3g（3.25mmol）及び4,4-ジメチルアミノピリジン0.2g（1.63mmol）を加え、25℃で24時間攪拌した。揮発分を除去し、残留物をメタノール200mLに注ぎ、析出した白色ポリマーを乾燥することで、無水酢酸により末端がエステル基で封止されたポリブチレンカーボネート樹脂(Ｇ)を得た。得られたポリブチレンカーボネートの質量平均分子量は290,000、分子量分布（Mw/Mn）は10.4であった。
実施例１
50mL容ガラスバイアルに樹脂製造例１で得られたポリプロピレンカーボネート樹脂(Ａ)0.2ｇと樹脂製造例２で得られたポリプロピレンカーボネート樹脂(Ｂ)0.8gを計りとり、アセトン10gに溶解させ、均一な溶液を調製した。この溶液を乾燥させ、バインダー樹脂組成物1.0gを得た。得られたバインダー樹脂組成物の熱分解開始温度は215.5℃、50質量％分解温度は217.2℃であった。
実施例２〜５
ポリプロピレンカーボネート樹脂(Ａ)とポリプロピレンカーボネート樹脂(Ｂ)とを、表１に記載の比率で使用した以外は、実施例１と同様にして、バインダー樹脂組成物1.0gを得た。
参考例１、２
ポリプロピレンカーボネート樹脂(Ａ)又はポリプロピレンカーボネート樹脂(Ｂ)1.0gをアセトン10gに溶解させ、均一な溶液を調製した。この溶液を乾燥させ、バインダー樹脂組成物1.0gを得た。
各実施例、参考例で得られたバインダー樹脂組成物の熱分解温度（Td）及び50質量％分解温度（Td50）を下記の方法により測定した。結果を表１に示す。
〔バインダー樹脂組成物の熱分解温度（Td）及び50質量％分解温度（Td50）〕
エスアイアイ・ナノテクノロジー社製TG/DTA7220を用い、窒素雰囲気下、10℃/minの昇温速度で室温から500℃まで昇温しながら、熱重量の変化を測定する。熱分解開始温度（Td）は、試験加熱開始前の質量を通る横軸に平行な線と、分解曲線における屈曲点間の勾配が最大となるように引いた接線との交点とする。50質量％分解温度（Td50）は、サンプルの熱質量が試験加熱開始前の質量の半分（50％）になったときの温度を読み取る。
実施例１〜５及び参考例１、２で得られた樹脂組成物の熱分解曲線を図１に示す。また、実施例１〜５及び参考例１、２で得られた樹脂組成物の組成比と熱分解開始温度（Td）の関係を示したグラフを図２に、樹脂組成物の組成比と50質量％分解温度（Td50）の関係を示したグラフを図３に示す。なお、表１に記載の決定係数Ｒ2は、最小二乗法により図１及び図２のグラフの線形近似を行った際の、残差分散と合計分散の比を１から引いたものであり、１に近いほど近似曲線との一致が良いことをあらわす。
Figure 0006745792
実施例６〜８
ポリプロピレンカーボネート樹脂(Ｂ)とポリプロピレンカーボネート樹脂(Ｃ)とを、表２に記載の比率で使用した以外は、実施例１と同様にして、バインダー樹脂組成物1.0gを得た。
参考例３
ポリプロピレンカーボネート樹脂(Ｃ)1.0gをアセトン10gに溶解させ、均一な溶液を調製した。この溶液を乾燥させ、バインダー樹脂組成物1.0gを得た。
実施例９〜１１
ポリエチレンカーボネート樹脂(Ｄ)とポリエチレンカーボネート樹脂(Ｅ)とを、表３に記載の比率で使用した以外は、実施例１と同様にして、バインダー樹脂組成物1.0gを得た。
参考例４、５
ポリエチレンカーボネート樹脂(Ｄ)又はポリエチレンカーボネート樹脂(Ｅ)1.0gをアセトン10gに溶解させ、均一な溶液を調製した。この溶液を乾燥させ、バインダー樹脂組成物1.0gを得た。
実施例１２〜１４
ポリブチレンカーボネート樹脂(Ｆ)とポリブチレンカーボネート樹脂(Ｇ)とを、表４に記載の比率で使用した以外は、実施例１と同様にして、バインダー樹脂組成物1.0gを得た。
参考例６、７
ポリブチレンカーボネート樹脂(Ｆ)又はポリブチレンカーボネート樹脂(Ｇ)1.0gをアセトン10gに溶解させ、均一な溶液を調製した。この溶液を乾燥させ、バインダー樹脂組成物1.0gを得た。
実施例６〜１４及び参考例３〜７で得られたバインダー樹脂組成物の熱分解温度（Td）及び50質量％分解温度（Td50）を前記方法により測定し、決定係数Ｒ2を求めた。結果を表２〜４に示す。
Figure 0006745792
Figure 0006745792
Figure 0006745792
以上の結果から、本発明のバインダー樹脂組成物は、2種の樹脂の混合比と熱分解温度の関係が1に近い決定係数を有しており、混合比を調整することで、混合前のそれぞれの樹脂の分解温度の範囲内で任意に調整可能であることが分かる。
実施例１５
無機微粒子分散ペーストの製造例
10mL容のガラスバイアルに実施例１で得られたバインダー樹脂組成物0.12ｇを量りとり、N-メチル-2-ピロリドン0.88gに溶解させ、均一な溶液を調製する。乳鉢に銀粒子4.0gを量りとり、調整した溶液を加えながら、滑らかになるまで20分間混錬し、銀粒子分散ペースト5.0ｇを得る。
実施例１６
10mL容のガラスバイアルに実施例１で得られたバインダー樹脂組成物0.12ｇを量りとり、N-メチル-2-ピロリドン0.88gに溶解させ、均一な溶液を調製する。この溶液全量と、アルミナ粒子4.0gを混合し、自転公転ミキサーを用いて混錬してペースト化した後、さらに3本ロールミルを用いて混錬し、アルミナ分散ペースト5.0ｇを得る。
本発明のバインダー樹脂組成物は、一般成形物、フィルム、ファイバー、光ファイバー、光ディスク等の光学材料、セラミックスバインダー、ロストフォームキャスティング等の熱分解性材料、薬剤カプセル等の医用材料、生分解性樹脂の添加剤、生分解性樹脂の主成分等に使用することができる。

Claims (4)

  1. 式(1)：
    Figure 0006745792
     （式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は同一又は異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、ｍは40〜23000の整数である）
    で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂と、式(2)：
    Figure 0006745792
     （式中、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7及びＲ8は同一又は異なっていてもよく、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基であり、Ｘ及びＹは、同一又は異なっていてもよく、カルボキシ基、エステル基、カルバメート基、シリケート基、イソシアネート基、エーテル基、アセタール基、及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する末端基であり、ｎは40〜23000の整数である）
    で表される末端封止脂肪族ポリカーボネート樹脂を含む、バインダー樹脂組成物。
  2. 式(2)において、Ｘ及びＹが、カルボキシ基、エステル基、カルバメート基及びイソシアネート基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する末端基である、請求項１記載のバインダー樹脂組成物。
  3. 式(1)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂及び／又は式(2)で表される脂肪族ポリカーボネート樹脂が、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート及びポリブチレンカーボネートからなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１又は２記載のバインダー樹脂組成物。
  4. 請求項１〜３いずれか記載のバインダー樹脂組成物、無機微粒子、及び溶媒を含有する、無機微粒子分散ペースト組成物。
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