JP7457853B1 - ポリビニルアセタール樹脂 - Google Patents
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Abstract
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、又は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する。その後、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。
このため、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用途に使用する際には、有機・無機化合物等を配合し、有機溶剤で溶解した後、濾過工程を行うことにより、未溶解物を除去する必要があった。
本開示(2)は、エタノールとトルエンとの1:1混合溶剤に溶解した5質量%溶液を、溶液温度が20℃の条件でB型粘度計を用いて測定した場合の溶液粘度が30mPa・s以上、600mPa・s以下である本開示(1)に記載のポリビニルアセタール樹脂である。
本開示(3)は、水酸基量が23モル%以上、40モル%以下である、本開示(1)又は(2)に記載のポリビニルアセタール樹脂である。
本開示(4)は、アセチル基量が0.1モル%以上、5モル%以下である、本開示(1)~(3)の何れかに記載のポリビニルアセタール樹脂である。
本開示(5)は、分子量分布が2.75以下である、本開示(1)~(4)の何れかに記載のポリビニルアセタール樹脂である。
本開示(6)は、セラミックグリーンシートに用いられる、本開示(1)~(5)の何れかに記載のポリビニルアセタール樹脂である。
本開示(7)は、本開示(1)~(6)の何れかに記載のポリビニルアセタール樹脂と、有機溶剤と、セラミック粉末とを含有する、セラミックグリーンシート用スラリー組成物である。
本開示(8)は、本開示(7)に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得られるセラミックグリーンシートである。
本開示(9)は、本開示(8)に記載のセラミックグリーンシートを用いて得られる積層セラミックコンデンサである。
以下に本発明を詳述する。
また、本発明のポリビニルアセタール樹脂は、セラミックグリーンシート用スラリー組成物とした場合に、経時でのスラリー粘度の上昇を防止して、生産性を向上できるという効果も得ることが可能となる。
上記水酸基を有する構成単位の3連鎖からなる3連子ユニットのピーク積分値の割合は、好ましい下限が0.14、好ましい上限が0.22、さらに好ましい下限は0.15、さらに好ましい上限は0.21である。すなわち、上記水酸基を有する構成単位の3連鎖からなる3連子ユニットのピーク積分値の割合は0.14~0.22が好ましく、0.15~0.21がさらに好ましい。
上記0.23未満であれば、ポリビニルアセタール樹脂の溶解性やチタン酸バリウムの分散性が向上し、より均一なセラミックグリーンシートを作成することができることにより、引張強度の均一性が良好になる。
I(a)’+I(b)’+I(c)’=I(f)’+I(g)’+I(k)’2+I(i)’+I(j)’+I(m)’ (4)
I(a)’=I(f)’+I(g)’+I(k)’2 (5)
I(a)’/(I(a)’+I(b)’+I(c)’)=(I(f)’+I(g)’+I(k)’2)/(I(f)’+I(g)’+I(k)’2+I(i)’+I(j)’+I(m)’) (6)
また、I(i)’は61.5~63.1ppmの区間のピーク積分値であり、I(j)’は64.8~65.8ppmの区間のピーク積分値であり、I(m)’は63.1~64.0ppmの区間のピーク積分値である。
上記I(k)’2は66.7~70.5ppmの区間のピークに基づくものであるが、一部他の構造のピークと重複するため、他のピークとの差分により算出することができる。上記I(k)’2は、例えば、下記構造単位(e)の(e1)’の位置のメチンC原子が帰属するピークも66.7~70.5ppmの区間に存在するため、下記式(7)を用いてピーク積分値を算出することができる。
ここで、I(t)は66.7~70.5ppmの区間のピーク積分値であり、I(d1)’は構造単位(d)の(d1)’の位置のメソ型を有する6員のアセタール環のアセタール部分のメチンC原子が帰属する98.5~101.5ppmの区間のピーク積分値であり、I(e1)’は、構造単位(e)の(e1)’の位置のラセモ型を有する6員のアセタール環のアセタール部分のメチンC原子が帰属する91.5~94.5ppmの区間のピーク積分値であり、I(d2)’は、構造単位(d)の(d2)’の位置つまりメソ型を有する6員のアセタール環の主鎖のメチンC原子が帰属する71.0~74.6ppmの区間のピーク積分値であり、I(e2)’は、構造単位(e)の(e2)’の位置のラセモ型を有する6員のアセタール環の主鎖のメチンC原子が帰属する66.7~70.5ppmの区間のピーク積分値である。
I(k)’2=I(t)-I(d1)’×I(e2)’÷I(d2)’ (7)
引張強度の均一性を良くすることができる点から、上記粘度は30mPa・s以上、さらに好ましくは50mPa・s以上、特に好ましくは60mPa・s以上である。セラミックスラリー組成物の粘度安定性を良くすることができる点から600mPa・s以下、さらに好ましくは400mPa・s以下、特に好ましくは200mPa・s以下である。すなわち、上記粘度は30~600mPa・sが好ましく、50~400mPa・sがさらに好ましく、60~200mPa・sが特に好ましい。
上記B型粘度計としては、例えば、東機産業社製、TVB-10形粘度計を用いることができる。また、粘度測定の際のローターや回転数は、溶液粘度によって適宜調整して測定することが好ましく、例えば、回転数0.3~100rpmの範囲で、SPINDLE No.M1~M4を用いて測定することが好ましい。
上記アセタール基量が55モル%以上であると、有機溶剤への溶解性を向上させることができる。上記アセタール基量が75モル%以下であると、引張強度に優れたポリビニルアセタール樹脂とすることができる。
上記アセタール基量は、より好ましい下限が57モル%、さらに好ましい下限が60モル%、より好ましい上限が73モル%である。すなわち、上記アセタール基量は55~75モル%が好ましく、57~73モル%がより好ましく、60~73モル%がさらに好ましい。
上記アセタール基量は、1H-NMRにより測定することができる。
なお、アセタール基量の計算方法については、ポリビニルアセタール樹脂のアセタール基がポリビニルアルコールの2個の水酸基をアセタール化して得られたものであることから、アセタール化された2個の水酸基を数える方法を採用する。
上記水酸基量が23モル%以上であると、強靭性の高いポリビニルアセタール樹脂とすることができる。上記水酸基量が40モル%以下であると、有機溶剤への溶解性を充分に向上させることができる。
上記水酸基量は、より好ましい下限が25モル%、さらに好ましい下限が27モル%、特に好ましい下限が29モル%、より好ましい上限が35モル%、さらに好ましい上限が33モル%である。すなわち、上記水酸基量は23~40モル%が好ましく、25~35モル%がより好ましく、27~33モル%がさらに好ましく、29~33モル%が特に好ましい。
上記水酸基量は、1H-NMRにより測定することができる。
上記アセチル基量が0.1モル%以上であると、ポリビニルアセタール樹脂中の水酸基の分子内及び分子間の水素結合によるセラミックグリーンシート用スラリー組成物の高粘度化を抑制することができる。上記アセチル基量が5モル%以下であると、ポリビニルアセタール樹脂の柔軟性が上がりすぎることなく、ハンドリング性を向上させることができる。
上記アセチル基量は、より好ましい下限が0.3モル%、さらに好ましい下限が0.5モル%、より好ましい上限が4モル%、さらに好ましい上限が3モル%、特に好ましい上限が2モル%である。すなわち、上記アセチル基量は0.1~5モル%が好ましく、0.3~4モル%がより好ましく、0.5~3モル%がさらに好ましく、0.5~2モル%が特に好ましい。
上記アセチル基量は、1H-NMRにより測定することができる。
上記重量平均分子量は、好ましい下限が270000、より好ましい下限が290000、好ましい上限が700000、より好ましい上限が450000である。すなわち、上記重量平均分子量は270000~700000が好ましく、290000~450000がより好ましい。
また、本発明のポリビニルアセタール樹脂は、数平均分子量(Mn)の好ましい下限が98000、好ましい上限が250000、より好ましい上限が160000である。すなわち、上記数平均分子量は98000~250000が好ましく、98000~160000がより好ましい。
上記Mw、Mnは例えば、適切な標準(例えば、ポリスチレン標準)を用いたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定することができる。上記Mw、Mnを測定する際に用いるカラムとしては、例えば、TSKgel SuperHZM-H等が挙げられる。
なお、上記ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は原料ポリビニルアルコールのものと同様である。また、上記平均重合度は、JIS K 6726に準拠して測定することができる。
上記HPLC半値幅は、0.30以上、0.45以下が好ましく、0.31以上、0.42以下であることがより好ましく、0.32以上、0.40以下であることがさらに好ましい。すなわち、上記HPLC半値幅は0.30~0.45が好ましく、0.31~0.42がより好ましく、0.32~0.40がさらに好ましい。
なお、上記半値幅とは、観測されるピークの1/2(50%)の高さ位置でのピーク幅を意味する。
また、上記HPLC測定は、水-テトラヒドロフラン/イソプロパノール=7/3[体積比]混合溶液の溶離液による逆相分配グラジエント高速液体クロマトグラフィー測定を意味する。
HPLC装置:島津製作所社製 Prominence
試料濃度:0.2mg/mL
試料溶媒:テトラヒドロフラン(THF)/イソプロパノール(IPA)=7/3[体積比]
注入量:20μL
検出器:島津製作所社製 蒸発光散乱検出器(以下、ELSD)「ELSD_LTII」
ネブライザーガス:窒素ガス(ガス供給圧力=350kPa)
検出器温度:35℃
ODSカラム:Waters社製「XBridge BEH C18(内径2.1μm ×10cm、充填剤粒径3.5μm)」
カラム温度:45℃
送液流量:惣流量0.4mL/分
移動相は極性の異なる種類の溶媒を用いる。高極性の移動相Aとして水、低極性の移動相BとしてTHF/IPA=7/3[体積比]を使用することが好ましい。サンプル注入前の時点においてはHPLCシステムのカラム内部は移動相A/移動相Bが体積比で9/1の混合溶媒で満たされた状態である。この状態でサンプルを注入し、サンプル注入直後から20分かけて移動相における移動相Bの割合を一定速度(4.5vol%/分)で増加させる。注入後20分後から10分間は移動相Bのみ流す。
上記ポリビニルアルコール樹脂は、完全けん化されていてもよいが、少なくとも主鎖の1カ所にメソ、ラセモ位に対して2連の水酸基を有するユニットが最低1ユニットあれば完全けん化されている必要はなく、部分けん化ポリビニルアルコール樹脂であってもよい。また、上記ポリビニルアルコール樹脂としては、エチレン-ビニルアルコール共重合体樹脂、部分けん化エチレン-ビニルアルコール共重合体樹脂等、ビニルアルコールと共重合可能なモノマーとビニルアルコールとの共重合体も用いることができる。
上記ポリ酢酸ビニル系樹脂は、例えば、エチレン-酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
上記ポリビニルアルコール樹脂を用いることにより、ポリビニルアセタール樹脂における水酸基を有する構成単位の3連鎖からなる3連子ユニットのピーク積分値の割合、粘度、HPLC半値幅を所定の範囲とすることができる。
上記水との相溶性のある有機溶剤としては、例えば、アルコール系有機溶剤を用いることができる。
上記有機溶剤としては、例えば、アルコール系有機溶剤、芳香族有機溶剤、脂肪族エステル系溶剤、ケトン系溶剤、低級パラフィン系溶剤、エーテル系溶剤、アミド系溶剤、アミン系溶剤等が挙げられる。
上記アルコール系有機溶剤としては、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-ブタノール等が挙げられる。
上記芳香族有機溶剤としては、例えば、キシレン、トルエン、エチルベンゼン、安息香酸メチル等が挙げられる。
上記脂肪族エステル系溶剤としては、例えば、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が挙げられる。
上記ケトン系溶剤としては、例えば、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、アセトフェノン等が挙げられる。
上記低級パラフィン系溶剤としては、ヘキサン、ペンタン、オクタン、シクロヘキサン、デカン等が挙げられる。
上記エーテル系溶剤としては、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が挙げられる。
上記アミド系溶剤としては、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、アセトアニリド等が挙げられる。
上記アミン系溶剤としては、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種以上の溶剤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及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、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸等の鉱酸や、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。
上記脂肪族アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n-ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、n-バレルアルデヒド、n-ヘキシルアルデヒド、2-エチルブチルアルデヒド、2-エチルヘキシルアルデヒド、n-ヘプチルアルデヒド、n-オクチルアルデヒド、n-ノニルアルデヒド、n-デシルアルデヒド、アミルアルデヒド等が挙げられる。
上記芳香族アルデヒドとしては、ベンズアルデヒド、シンナムアルデヒド、2-メチルベンズアルデヒド、3-メチルベンズアルデヒド、4-メチルベンズアルデヒド、p-ヒドロキシベンズアルデヒド、m-ヒドロキシベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、β-フェニルプロピオンアルデヒド等が挙げられる。
これらのアルデヒドは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。アルデヒドとしては、なかでも、アセタール化反応性に優れ、生成する樹脂に充分な内部可塑効果をもたらし、結果として良好な柔軟性を付与することができるホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、2-エチルヘキシルアルデヒド、n-ノニルアルデヒドが好ましい。また、耐衝撃性及び金属との接着性に特に優れる接着剤組成物を得られることから、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒドがより好ましい。
また、上記アルデヒドを添加する際の温度(アルデヒド投入温度)は、0℃以上が好ましく、10℃以上がさらに好ましく、55℃以下であることが好ましく、50℃以下であることがさらに好ましい。すなわち、上記アルデヒド投入温度は0~55℃が好ましく、10~50℃がさらに好ましい。
上記アルデヒド投入温度とすることで、上記ポリビニルアセタール樹脂における水酸基を有する構成単位の3連鎖からなる3連子ユニットのピーク積分値の割合、粘度、HPLC半値幅を所定の範囲とすることができる。
上記加水分解温度は50℃以上が好ましく、90℃以下が好ましい。上記加水分解時間は、30分以上が好ましく、10時間以下が好ましい。すなわち、上記加水分解時間は30分~10時間が好ましい。上記塩酸量はポリビニルアルコール100重量部に対して、10重量部以上が好ましく、250重量部以下が好ましい。すなわち、上記塩酸量はポリビニルアルコール100重量部に対して、10~250重量部が好ましい。
上記アセタール化反応における保持時間は、0.1時間以上、7時間以下であることが好ましく、0.5時間以上、5時間以下であることがより好ましい。すなわち、上記保持時間は0.1~7時間が好ましく、0.5~5時間がより好ましい。上記保持時間とすることで、上記ポリビニルアセタール樹脂における水酸基を有する構成単位の3連鎖からなる3連子ユニットのピーク積分値の割合、粘度、HPLC半値幅を所定の範囲とすることができる。
上記アセタール化反応における保持温度は、-5℃以上、50℃以下であることが好ましく、5℃以上、40℃以下であることがより好ましい。すなわち、上記保持温度は-5~50℃が好ましく、5~40℃がより好ましい。上記保持温度とすることで、ポリビニルアセタール樹脂における水酸基を有する構成単位の3連鎖からなる3連子ユニットのピーク積分値の割合、粘度、HPLC半値幅を所定の範囲とすることができる。
上記アセタール化反応における昇温時間は、60分以上、500分以下であることが好ましく、120分以上、400分以下であることがより好ましい。すなわち、上記昇温時間は60~500分が好ましく、120~400分がより好ましい。
また、上記昇温速度は0.1℃/分以上、2℃/分以下であることが好ましい。すなわち、上記昇温速度は0.1~2℃/分が好ましい。
上記昇温速度、昇温速度で昇温を行うことで、上記ポリビニルアセタール樹脂における水酸基を有する構成単位の3連鎖からなる3連子ユニットのピーク積分値の割合、粘度、HPLC半値幅を所定の範囲とすることができる。
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等が挙げられる。スピネル型構造をとるものとしてMgAl2O4、ZnAl2O4、CoAl2O4、NiAl2O4、MgFe2O4等が挙げられる。イルメナイト型構造をとるものとしてはMgTiO3、MnTiO3、FeTiO3等が挙げられる。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。このなかでも、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。
上記可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)等のフタル酸ジエステル、ジオクチルアジペート等のアジピン酸ジエステル、トリエチレングリコール-ジ-2-エチルヘキサノエート、テトラエチレングリコール-ジ-2-エチルヘキサノエート、トリエチレングリコール-ジ-2-エチルブチレート、テトラエチレングリコール-ジ-2-エチルブチレート、テトラエチレングリコール-ジ-ヘプタノエート、トリエチレングリコール-ジ-ヘプタノエート等のアルキレングリコールジエステル等が挙げられる。
上記セラミックグリーンシートを用いて、セラミック電子部品を製造することができる。例えば、セラミックグリーンシートの表面に電極層用ペーストを塗工する工程、電極層が形成されたセラミックグリーンシートを積層し加熱圧着して得られた積層体を脱脂、焼成する工程を行うことで、セラミック電子部品を製造することができる。
電極層用ペーストとしては、例えば、ポリビニルアセタール樹脂やエチルセルロース、アクリル樹脂等をバインダー樹脂として有機溶剤に溶解し、導電粉末等を分散させることで得ることができる。これらの樹脂は単独で使用しても2種以上混合して使用してもよい。ポリビニルアセタール樹脂を含有する電極層用ペーストは、加熱圧着工程において、セラミックグリーンシートに優れた接着性を示すので好ましい。
なお、上記加熱圧着工程、積層体を脱脂、焼成する工程については特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。
ポリビニルアルコール樹脂(平均重合度1,800、ケン化度88.1モル%)300gに純水3000gを加え、90℃で約2時間攪拌し溶解させた。この溶液を70℃に冷却して、濃度35重量%の塩酸200gを添加し、3時間保持した。40℃に冷却し、n-ブチルアルデヒド160gを添加し、40℃で、3時間保持してアセタール化反応を行った後、反応を完了させ、常法により中和、水洗及び乾燥を行い、ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
ポリビニルアルコール樹脂(平均重合度1,800、ケン化度88.1モル%)200gに純水3000gを加え、90℃で約2時間攪拌し溶解させた。この溶液を70℃に冷却して、濃度35重量%の塩酸200gを添加し、3時間保持した。40℃に冷却し、n-ブチルアルデヒド107gを添加し、40℃で、3時間保持してアセタール化反応を行った後、反応を完了させ、常法により中和、水洗及び乾燥を行い、ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
ポリビニルアルコール樹脂(平均重合度1,500、ケン化度88.1モル%)300gに純水3000gを加え、90℃で約2時間攪拌し溶解させた。この溶液を70℃に冷却して、濃度35重量%の塩酸200gを添加し、3時間保持した。40℃に冷却し、これにn-ブチルアルデヒド160gを添加し、40℃で、3時間保持してアセタール化反応を行った後、反応を完了させ、常法により中和、水洗及び乾燥を行い、ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
ポリビニルアルコール樹脂(平均重合度1,700、ケン化度98.0モル%)300gに純水3000gを加え、90℃で約2時間攪拌し溶解させた。この溶液を40℃に冷却し、これに濃度35重量%の塩酸200gとn-ブチルアルデヒド160gとを添加し、40℃で、3時間保持してアセタール化反応を行った後、反応を完了させ、常法により中和、水洗及び乾燥を行い、ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
ポリビニルアルコール樹脂(平均重合度3,000、ケン化度98.5モル%)300gに純水3100gを加え、90℃で約2時間攪拌し溶解させた。この溶液を40℃に冷却し、これに濃度35重量%の塩酸200gとn-ブチルアルデヒド160gとを添加し、40℃で、3時間保持してアセタール化反応を行った後、反応を完了させ、常法により中和、水洗及び乾燥を行い、ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
ポリビニルアルコール樹脂(平均重合度800、ケン化度98.4モル%)300gに純水3100gを加え、90℃で約2時間攪拌し溶解させた。この溶液を40℃に冷却し、これに濃度35重量%の塩酸200gとn-ブチルアルデヒド150gとを添加し、40℃で、3時間保持してアセタール化反応を行った後、反応を完了させ、常法により中和、水洗及び乾燥を行い、ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
ポリビニルアルコール樹脂(平均重合度1,700、ケン化度99.0モル%)210gに純水3000gを加え、90℃で約2時間攪拌し溶解させた。この溶液を20℃に冷却し、これに濃度35重量%の塩酸200gとn-ブチルアルデヒド115gとを添加し、昇温速度0.30℃/分で昇温させ(昇温時間150分)、65℃で、2時間保持してアセタール化反応を行った後、反応を完了させ、常法により中和、水洗及び乾燥を行い、ポリビニルアセタール樹脂の白色粉末を得た。
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について、以下の評価を行った。結果を表1に示した。
(1-1)アセタール基量、水酸基量、アセチル基量
得られたポリビニルアセタール樹脂について、AV400型分光計(Bruker社製)を使用して、1H-NMR測定を行い、アセタール基量、水酸基量、アセチル基量を算出した。
なお、得られたポリビニルアセタール樹脂をDMSO-D6中に1.6重量%になるように溶解し、測定溶液とした。また、1H-NMR測定は80℃で実施した。
得られたポリビニルアセタール樹脂について、AV400型分光計(Bruker社製)を使用して、13C-NMR測定を実施することで、ポリビニルアセタール樹脂における水酸基を有する構成単位の3連鎖からなる3連子ユニットのピーク積分値の割合を測定した。なお、ピーク積分値測定の詳細は前述した通りである。
得られたポリビニルアセタール樹脂をDMSO-D6中に12重量%になるように溶解し、測定溶液とした。また、13C-NMR測定は80℃で実施した。
得られたポリビニルアセタール樹脂0.04gを、テトラヒドロフラン20gに添加し、撹拌溶解し、樹脂溶液を作製した。上記樹脂溶液について、カラムとしてLF-804(SHOKO社製)を用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、ポリスチレン換算による重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を測定した。また、得られたMw及びMnからMw/Mnを算出した。
得られたポリビニルアセタール樹脂を重量比1:1のエタノール・トルエン混合溶液に対して5質量%となるように溶解し、粘度測定用サンプルを調製した。得られた粘度測定用サンプルについて、B型粘度計を用い、粘度測定を実施した。
なお、B型粘度計としては、TVB-10形粘度計(東機産業社製)を用い、回転数とローターは次の通りにして測定を行った。
実施例1~3、比較例1、4:回転数30rpm、SPINDLE No.M1
比較例2:回転数30rpm、SPINDLE No.M2
比較例3:回転数60rpm、SPINDLE No.M1
実施例及び比較例で得たポリビニルアセタールをTHF/IPA=7/3[体積比]を溶媒として濃度0.2mg/mLで調整し、測定サンプルとした。
HPLC装置としては株式会社島津製作所「Prominence」、LCカラムとしてWaters社製「XBridge BEH C18(内径2.1μm×10cm、充填剤粒径3.5μm)」を使用し、蒸発光散乱検出器として株式会社島津製作所「ELSD_LTII」を使用した。
分析は以下の手順で実施した。移動相Aとして水、及び移動相BとしてTHF/IPA=7/3[体積比]を使用した。サンプル注入前の時点においてはHPLCシステムのカラム内部は移動相A/移動相Bが体積比で9/1の混合溶媒で満たされた状態である。この状態でサンプルを注入し、サンプル注入直後から20分かけて移動相における移動相Bの割合を一定速度(4.5vol%/分)で増加させる。注入後20分後から10分間は移動相Bのみ流す。カラム温度は45℃であり、送液流量は0.4mL/分であった。
ピーク半値幅W0.5hは上記条件において逆相分配グラジエント高速液体クロマトグラフィーで測定し、ピーク50%高さ位置でのピーク幅を表している。実際の得られたデータの解析は株式会社島津製作所製「Labsolutions LC(ver.5.7.1 SP1)」を使用し、下記条件で解析した。
Width:100秒
Slope:200μm
Drift:0μV/分
T.DBL:1000分
最小面積/高さ:10,000カウント
この条件で解析した際に算出されるピーク50%高さ幅をW0.5hとして算出した。
(無機粉分散液の作製)
ポリビニルアセタール樹脂(積水化学工業社製、BL-1)1重量部を、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(堺化学工業社製、BT01)を得られた溶液に添加し、ビーズミル(アイメックス社製 レディーミル)にて180分間撹拌することにより、無機粉分散液を作製した。
(樹脂溶液の作製)
ポリビニルアセタール樹脂8重量部、可塑剤(積水化学工業社製、G260)2.1重量部を、エタノール45重量部とトルエン45重量部との混合溶剤に加え、攪拌溶解することにより、樹脂溶液を作製した。
(セラミックグリーンシート用スラリーの作製)
得られた無機粉分散液に樹脂溶液を添加しビーズミルにて90分間攪拌することにより、セラミックグリーンシート用スラリー組成物を得た。
得られたセラミックグリーンシート用スラリー組成物について、レオメーター(TA instruments社製 Discovery HR 10)を用いて20℃、回転数1.0(1/s)における粘度を測定した。また、セラミックグリーンシート用スラリー組成物を23℃で一週間放置した後の粘度についても同様の条件で測定し、1週間経過前後での粘度変化率を計算した。得られた粘度変化率について、以下の基準で評価した。
A:粘度変化率が400%超、500%以下
B:粘度変化率が500%超、600%以下
C:粘度変化率が600%超
(セラミックグリーンシートの作製)
得られたスラリーを、コーターを用いて乾燥後の厚みが20μmとなるように離型処理したPETフィルム上に塗工した後、加熱乾燥させ、セラミックグリーンシートを作製した。
得られたセラミックグリーンシートについて、JIS K 7113に準拠して、引張試験機(島津製作所社製、AUTOGRAPH AGS-J)を用い、23℃環境下で、引張速度20mm/分の条件にて、破断点応力(MPa)の測定を行った。得られた破断点応力について、以下の基準で評価した。
A:破断点応力が30MPa超、32MPa以下
B:破断点応力が25MPa超、30MPa以下
C:破断点応力が25MPa以下
得られたセラミックグリーンシートについて、JIS K 7113に準拠して、引張試験機(島津製作所社製、AUTOGRAPH AGS-J)を用い、23℃環境下で、引張速度20mm/分の条件にて、破断点応力(MPa)の測定を行った。試験片は30個用意し、30回測定を行い、破断点応力の標準偏差を求め、以下の基準で評価した。
A:破断点応力の標準偏差が0.40超、0.50以下
B:破断点応力の標準偏差が0.50超、0.60以下
C:破断点応力の標準偏差が0.60超
Claims (7)
- 13C-NMR(核磁気共鳴)測定によって得られる、下記式(a)、下記式(b)及び下記式(c)で表される3連子ユニットの(a)’、(b)’、(c)’に示すメチンC原子のピーク積分値の合計に対する下記式(a)で表される3連子ユニットの(a)’に示すメチンC原子のピーク積分値の割合が0.23未満であり、
重量平均分子量が230000以上であり、
高速液体クロマトグラフィー(HPLC)測定において、リテンションタイムが20~30分の範囲に観測されるピークの半値幅が0.50以下であり、
水酸基量が23モル%以上、40モル%以下、アセチル基量が0.1モル%以上、5モル%以下である、
ポリビニルアセタール樹脂。
- エタノールとトルエンとの1:1混合溶剤に溶解した5質量%溶液を、溶液温度が20℃の条件でB型粘度計を用いて測定した場合の溶液粘度が30mPa・s以上、600mPa・s以下である請求項1に記載のポリビニルアセタール樹脂。
- 分子量分布が2.75以下である、請求項1又は2に記載の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用いられる、請求項1又は2に記載のポリビニルアセタール樹脂。
- 請求項1又は2に記載のポリビニルアセタール樹脂と、有機溶剤と、セラミック粉末とを含有する、セラミックグリーンシート用スラリー組成物。
- 請求項5に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得られるセラミックグリーンシート。
- 請求項6に記載のセラミックグリーンシートを用いて得られる積層セラミックコンデンサ。
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