WO2018235907A1 - 樹脂組成物、無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シート、全固体電池の製造方法及び積層セラミクスコンデンサの製造方法 - Google Patents

樹脂組成物、無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シート、全固体電池の製造方法及び積層セラミクスコンデンサの製造方法 Download PDF

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山内 健司
竜也 松窪
慎也 中野
丈 大塚
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積水化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention is a ceramic such as an all solid battery, multilayer ceramic capacitor, etc. having excellent degradability at low temperature and obtaining a molded product of high strength, realizing further multilayering and thinning, and having excellent characteristics.
  • the present invention relates to a resin composition capable of producing a laminate.
  • the present invention also relates to an inorganic fine particle dispersed slurry composition, an inorganic fine particle dispersed sheet, a method of producing an all solid battery, and a method of producing a laminated ceramic capacitor using the resin composition.
  • a composition in which inorganic fine particles such as ceramic powder and glass particles are dispersed in a binder resin is used for the production of laminated electronic components such as laminated ceramic capacitors.
  • laminated ceramic capacitors are generally manufactured using the following method. First, after adding an additive such as a plasticizer and a dispersant to a solution in which a binder resin is dissolved in an organic solvent, a ceramic raw material powder is added and uniformly mixed using a ball mill or the like to obtain an inorganic fine particle dispersion composition .
  • the obtained inorganic fine particle dispersion composition is cast and formed on the surface of a support such as a polyethylene terephthalate film or a SUS plate which has been subjected to release treatment using a doctor blade, a reverse roll coater or the like, and volatile components such as organic solvents are stored. After removal, the support is peeled off to obtain a ceramic green sheet.
  • a conductive paste to be an internal electrode is coated on the obtained ceramic green sheet by screen printing or the like, a plurality of sheets are stacked, heated and pressed to obtain a laminate.
  • the resulting laminate is heated to thermally decompose and remove components such as a binder resin, so-called degreasing, and then fired to obtain a ceramic fired body provided with internal electrodes.
  • an external electrode is applied to the end face of the obtained ceramic fired body and fired to complete a laminated ceramic capacitor.
  • ceramic-based solid electrolytes forms an inorganic particle-dispersed slurry composition in which inorganic particles such as glass particles containing lithium are dispersed in a binder resin into a green sheet, and a plate-like solid electrolyte is obtained through the firing step. It is formed.
  • PVB polyvinyl acetal resin
  • a binder In such inorganic fine particle dispersed slurry composition, generally, polyvinyl acetal resin (PVB) is generally used as a binder, but PVB can be used in applications where low-temperature firing is desirable because PVB has a high decomposition temperature. There was a problem of not being. Therefore, it has been studied to use a (meth) acrylic resin capable of low-temperature firing and having a small amount of residual carbon components after firing.
  • Patent Document 1 has a molecular weight of 16 consisting of 60 to 99% by weight of isobutyl methacrylate, 1 to 39% by weight of 2-ethylhexyl methacrylate, and 1 to 15% by weight of methacrylic acid ester having a hydroxyl group at the ⁇ or ⁇ position.
  • a binder composition for 10,000 to 180,000 ceramic moldings is described.
  • such a resin composition has a problem that the glass transition temperature Tg is about 28 ° C. to about 52 ° C. and it is entirely brittle. Further, such a resin composition is rapidly decomposed from 200 ° C., but it is difficult to be decomposed at about 300 ° C., and wrinkles are easily left. As a result, there is a problem that the characteristics of the obtained laminated electronic component are deteriorated.
  • Patent Document 2 describes a copolymer of 70% by weight or more of isobutyl methacrylate and a butyl methacrylate, a cycloalkyl group-containing methacrylate, a hydroxyl group-containing methacrylate, or a monomer having 8 or more carbon atoms of an ester substituent. .
  • Such a copolymer is characterized in that the component having a molecular weight of 150,000 is 5/6 or more of the whole in order to ensure degradability.
  • acrylic resins such as poly isobutyl methacrylate which is excellent in low temperature decomposability
  • polyisobutyl methacrylate starts to decompose at a lower temperature than other (meth) acrylic homopolymers, but the decomposition end temperature has almost the same difference with other homopolymers, and the decomposition characteristics deteriorate in the middle and degreasing It takes a long time, and as a result, when used as a solid electrolyte, there is a problem of causing deterioration of the electrolyte. In addition, there is a problem that the characteristics of the all-solid battery deteriorate due to the remaining of the binder resin.
  • the present invention is a ceramic such as an all solid battery, multilayer ceramic capacitor, etc. having excellent degradability at low temperature and obtaining a molded product of high strength, realizing further multilayering and thinning, and having excellent characteristics. It aims at providing the resin composition which can manufacture a layered product. Another object of the present invention is to provide an inorganic fine particle dispersed slurry composition, an inorganic fine particle dispersed sheet, a method of producing an all-solid battery, and a method of producing a laminated ceramic capacitor using the resin composition.
  • the present invention is a resin composition containing a (meth) acrylic resin, wherein the (meth) acrylic resin comprises 20 to 70% by weight in total of a segment derived from methyl methacrylate and a segment derived from isobutyl methacrylate, Containing 1 to 10% by weight of a segment derived from (meth) acrylic acid ester having a glycidyl group, and 5 to 40% by weight of a segment derived from (meth) acrylic acid ester having 8 or more carbon atoms of ester substituent It is a resin composition.
  • the present invention will be described in detail below.
  • the present inventors are obtained by blending predetermined amounts of isobutyl methacrylate, methyl methacrylate, a (meth) acrylic ester having a glycidyl group and a (meth) acrylic ester having 8 or more carbon atoms of an ester substituent. It has been found that a composition containing a (meth) acrylic resin exhibits extremely excellent low temperature decomposability, and a molded article of high strength can be obtained. Furthermore, it has been found that further lamination and thinning of the obtained ceramic green sheets can be realized to produce an all-solid battery having excellent characteristics, and the present invention has been completed.
  • the resin composition of the present invention contains a (meth) acrylic resin.
  • the (meth) acrylic resin contains 20 to 70% by weight in total of a segment derived from methyl methacrylate and a segment derived from isobutyl methacrylate. Further, it contains 1 to 10% by weight of a segment derived from a (meth) acrylate having a glycidyl group. Furthermore, it contains 5 to 40% by weight of a segment derived from a (meth) acrylic acid ester having 8 or more carbon atoms in the ester substituent.
  • the (meth) acrylic resin may contain 20 to 70% by weight in total of a segment derived from methyl methacrylate and a segment derived from isobutyl methacrylate, and includes a segment derived from methyl methacrylate, and isobutyl methacrylate It may not contain segments derived from In addition, it may include segments derived from isobutyl methacrylate and may not include segments derived from methyl methacrylate. Furthermore, it may contain both a segment derived from methyl methacrylate and a segment derived from isobutyl methacrylate.
  • the total content of the segment derived from the methyl methacrylate and the segment derived from the isobutyl methacrylate in the (meth) acrylic resin is such that the lower limit is 20% by weight and the upper limit is 70% by weight.
  • a yield stress can be heightened as the said total content is 20 weight% or more, and a rigid inorganic powder dispersion sheet can be obtained.
  • the total content is 70% by weight or less, both low temperature dispersibility and sheet strength can be achieved.
  • the total content is preferably 25% by weight in the lower limit, 30% by weight in the lower limit, 50% by weight in the lower limit, 65% by weight in the upper limit, and 60% by weight in the upper limit.
  • the content of the segment derived from the methyl methacrylate in the (meth) acrylic resin is preferably 5% by weight, preferably 7.5% by weight, more preferably 15% by weight, still more preferably 20% by weight.
  • a particularly preferred lower limit is 25% by weight.
  • the upper limit is preferably 68% by weight, more preferably 66.5% by weight, still more preferably 50% by weight, still more preferably 40% by weight, particularly preferably 35% by weight.
  • the content of the segment derived from the isobutyl methacrylate in the (meth) acrylic resin is preferably 2% by weight, more preferably 2.5% by weight, still more preferably 16% by weight, still more preferably 20% by weight.
  • a particularly preferred lower limit is 45% by weight, and a most preferred lower limit is 50% by weight.
  • the upper limit is preferably 65% by weight, more preferably 63% by weight, still more preferably 59.5% by weight, and still more preferably 55% by weight.
  • the weight ratio of the content of the segment derived from methyl methacrylate to the content of the segment derived from isobutyl methacrylate (content of segment derived from methyl methacrylate / content of segment derived from isobutyl methacrylate)
  • the preferred lower limit is 7/93, the more preferred lower limit is 10/90, the more preferred lower limit is 15/85, and the particularly preferred lower limit is 20/80.
  • the upper limit is preferably 95/5, more preferably 70/30, still more preferably 60/40, and particularly preferably 25/75.
  • the decomposition start temperature of the (meth) acrylic resin obtained can be made low enough as it is the said range.
  • the (meth) acrylic resin has a segment derived from a (meth) acrylic acid ester having a glycidyl group.
  • Examples of the (meth) acrylic acid ester having a glycidyl group include glycidyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate glycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate and the like.
  • the lower limit of the content of the segment derived from the (meth) acrylic acid ester having the glycidyl group in the (meth) acrylic resin is 1% by weight in the lower limit and 10% by weight in the upper limit.
  • the solvent resistance of the obtained inorganic fine particle dispersed sheet was improved to a content of the segment derived from the (meth) acrylic acid ester having the above glycidyl group being 1% by weight or more, and it was used for preparation of an all solid battery. At the same time, it is possible to produce an all solid battery excellent in electrical characteristics.
  • the content of the segment derived from (meth) acrylic acid having a glycidyl group is 10% by weight or less, the low temperature decomposability of the (meth) acrylic resin can be sufficiently improved.
  • the content of the (meth) acrylic acid ester having a glycidyl group is preferably 2% by weight at the lower limit and 7% by weight at the upper limit.
  • the (meth) acrylic resin has a segment derived from a (meth) acrylic ester in which the number of carbon atoms in the ester substituent is 8 or more.
  • carbon number of the said ester substituent is 8 or more, it shows that the sum total of carbon numbers other than carbon which comprises the (meth) acryloyl group in (meth) acrylic acid ester is 8 or more.
  • the ester substituent preferably has a branched structure.
  • the upper limit of the carbon number of the ester substituent is preferably 30, more preferably 20, and still more preferably 10.
  • (meth) acrylic acid ester having 8 or more carbon atoms of the ester substituent a linear or branched (meth) acrylic acid ester having an alkyl group having 8 or more carbon atoms, polyalkylene glycol Examples include (meth) acrylates and the like.
  • Examples of the (meth) acrylic acid ester having a linear or branched alkyl group include 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-nonyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate and n-decyl (for example) Examples include meta) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, n-lauryl (meth) acrylate, iso lauryl (meth) acrylate, n-stearyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate and the like.
  • (meth) acrylic esters having a branched alkyl group having 8 or more carbon atoms are preferable, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isononyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) Acrylate is more preferred.
  • the above 2-ethylhexyl methacrylate and isodecyl methacrylate are particularly superior in decomposability as compared with other long chain alkyl methacrylates.
  • polyalkylene glycol (meth) acrylate what has an ethylene glycol unit (oxyethylene unit), a propylene glycol unit (oxypropylene unit), a butylene glycol unit (oxybutylene unit) etc. is mentioned.
  • the polyalkylene glycol (meth) acrylate may have an alkoxy group at the end, or may have an ethylhexyl group at the end.
  • alkoxy group a methoxy group, an ethoxy group, butoxy group etc. are mentioned, for example.
  • the alkoxy group may be linear or branched, and is preferably branched.
  • the said polyalkylene glycol (meth) acrylate has a branched alkylene glycol structure.
  • polyalkylene glycol (meth) acrylates having at least one of ethylene glycol units, propylene glycol units, and butylene glycol units are preferable.
  • polyethylene glycol methacrylate, ethoxypolypropylene glycol methacrylate, methoxypolypropylene glycol methacrylate, polybutylene glycol methacrylate, and polypropylene glycol-polybutylene glycol methacrylate are more preferable.
  • Methoxypolypropylene glycol methacrylate, polypropylene glycol methacrylate, polybutylene glycol methacrylate, and propylene glycol-polybutylene glycol methacrylate are lower in baking residue and particularly excellent in low temperature decomposability, as compared with other alkylene glycol (meth) acrylates.
  • the lower limit of the content of the segment derived from a (meth) acrylic ester in which the carbon number of the ester substituent in the (meth) acrylic resin is 8 or more is 5 wt% at the lower limit and 40 wt% at the upper limit.
  • the content of the segment derived from (meth) acrylic acid ester having 8 or more carbon atoms of the ester substituent is 5% by weight or more, the toughness of the obtained inorganic fine particle dispersion sheet can be enhanced.
  • the decomposition completion temperature of the (meth) acrylic resin is sufficiently lowered when the content of the segment derived from the (meth) acrylic ester having 8 or more carbon atoms of the ester substituent is 40% by weight or less, It can be excellent in low temperature decomposability.
  • the content of the (meth) acrylic ester having 8 or more carbon atoms in the ester substituent is preferably 10% by weight, preferably 15% by weight, more preferably 20% by weight, and preferably 39% by weight.
  • a more preferable upper limit is 35% by weight, a still more preferable lower limit is 30% by weight, and a particularly preferable upper limit is 25% by weight.
  • the (meth) acrylic resin further includes the above methyl methacrylate, the above isobutyl methacrylate, the (meth) acrylic acid ester having the above glycidyl group, or the (meth) acrylic acid ester having 8 or more carbon atoms of the ester substituent.
  • the segments from which they are derived they may have segments derived from other (meth) acrylic acid esters.
  • Examples of the other (meth) acrylic acid esters include alkyl (meth) acrylic acid esters having an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, graft monomers having a polyalkylene ether chain as an ester substituent, and polyfunctional Examples thereof include (meth) acrylic acid esters and (meth) acrylic acid esters having a hydroxyl group or a carboxyl group. Among them, alkyl (meth) acrylates having an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms and (meth) acrylates having a hydroxyl group or a carboxyl group are preferable.
  • alkyl (meth) acrylate having a linear alkyl group As the (meth) acrylic acid ester having an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, alkyl (meth) acrylate having a linear alkyl group, alkyl (meth) acrylate having a branched alkyl group, cyclic alkyl And alkyl (meth) acrylates having a group.
  • alkyl (meth) acrylate having a linear alkyl group include ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, n-pentyl (meth) acrylate, and n- And hexyl (meth) acrylate and the like.
  • alkyl (meth) acrylate having a branched alkyl group examples include isopropyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, isopentyl (meth) acrylate, neopentyl (meth) Acrylate, sec-pentyl (meth) acrylate, tert-pentyl (meth) acrylate and the like.
  • alkyl (meth) acrylate which has the said cyclic alkyl group a cyclohexyl (meth) acrylate etc. are mentioned, for example. Among them, alkyl (meth) acrylates having a linear alkyl group are preferable, and n-butyl (meth) acrylate is preferable.
  • Examples of the grafting monomer having a polyalkylene ether chain in the above-mentioned ester substituent include polytetramethylene glycol monomethacrylate and the like.
  • poly (ethylene glycol ⁇ polytetramethylene glycol) monomethacrylate, poly (propylene glycol ⁇ tetramethylene glycol) monomethacrylate, propylene glycol ⁇ polybutylene glycol monomethacrylate and the like can be mentioned.
  • methoxypolytetramethylene glycol monomethacrylate methoxypoly (ethylene glycol polytetramethylene glycol) monomethacrylate, methoxypoly (propylene glycol tetramethylene glycol) monomethacrylate, methoxypropylene glycol polybutylene glycol monomethacrylate and the like can be mentioned.
  • the said polyfunctional (meth) acrylic acid ester means the (meth) acrylate more than bifunctional.
  • difunctional (meth) acrylates include tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate and the like.
  • Other examples include 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, and ethoxylated bisphenol F di (meth) acrylate.
  • 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1,10-decanediol di (meth) acrylate and the like can be mentioned.
  • glycerin di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, propoxylated neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol diacrylate monostearate and the like can be mentioned.
  • isocyanuric acid ethoxy modified di (meth) acrylate isocyanuric acid EO modified di (meth) acrylate
  • bifunctional urethane acrylate bifunctional polyester acrylate
  • trifunctional (meth) acrylates include pentaerythritol tri (meth) acrylate and trimethylolpropane tri (meth) acrylate.
  • trimethylolpropane EO-modified tri (meth) acrylate, isocyanuric acid EO-modified tri (meth) acrylate and the like can be mentioned.
  • ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated glyceryl tri (meth) acrylate, trifunctional polyester acrylate and the like can be mentioned.
  • tetrafunctional (meth) acrylates include pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, and ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate.
  • pentafunctional or higher (meth) acrylates include dipentaerythritol hydroxypenta (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
  • the (meth) acrylic acid ester having a hydroxyl group or a carboxyl group is not particularly limited as long as it has a functional group capable of reacting with the (meth) acrylic acid ester having a glycidyl group.
  • 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid and the like can be mentioned.
  • (meth) acrylic acid ester having a hydroxyl group is preferable, and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate is more preferable.
  • the lower limit of the content of the segment derived from the other (meth) acrylic acid ester in the (meth) acrylic resin is preferably 1% by weight, more preferably 5% by weight, and still more preferably 10% by weight. Is 50% by weight, more preferably 45% by weight, and still more preferably 40% by weight.
  • the low temperature degradability of the (meth) acrylic resin to be obtained is sufficiently improved when the content of the segment derived from the other (meth) acrylic acid ester is not less than the preferable lower limit and not more than the preferable upper limit. As a result, the resulting inorganic fine particle dispersed sheet can be made tough.
  • the (meth) acrylic resin has a segment derived from a (meth) acrylic acid ester having the alkyl group having 2 to 6 carbon atoms
  • the (meth) acrylic resin has the alkyl group having 2 to 6 carbon atoms (meta)
  • the content of the segment derived from the acrylic acid ester is preferably 1% by weight at the lower limit, 5% by weight at the lower limit, 40% by weight at the upper limit, and 30% by weight at the upper limit.
  • the total content of the segment derived from the isobutyl methacrylate and the segment derived from the n-butyl methacrylate and / or the ethyl methacrylate in the (meth) acrylic resin is preferably 30 wt% as the lower limit and 92 wt% as the upper limit. It is. When the total content is 30% by weight or more, excellent low temperature decomposability can be exhibited. The intensity
  • the total content is preferably 40% by weight, more preferably 65% by weight, still more preferably 70% by weight, more preferably 92% by weight, still more preferably 90% by weight.
  • the lower limit of the content of the segment derived from the n-butyl methacrylate and / or ethyl methacrylate in the (meth) acrylic resin is preferably 4% by weight, more preferably 5% by weight, and 42% by weight, more preferably
  • the upper limit is 35% by weight, and the more preferable upper limit is 30% by weight.
  • the weight ratio of the content of the segment derived from the n-butyl methacrylate and / or ethyl methacrylate to the content of the segment derived from the isobutyl methacrylate in the (meth) acrylic resin is 7:93 to 60:40. Is more preferable, 7:93 to 25:75 is more preferable, and 10:90 to 25:75 is more preferable.
  • the decomposition start temperature of the (meth) acrylic resin obtained can be made low enough as it is the said range.
  • the content of the segment derived from the (meth) acrylic acid ester having the above hydroxyl group or carboxyl group is The preferred lower limit is 1% by weight, and the preferred upper limit is 10% by weight.
  • the weight ratio of the segment derived from the (meth) acrylic acid ester having the hydroxyl group or the carboxyl group to the segment having the (meth) acrylic acid ester having the glycidyl group is 10:90 to It is preferable that it is 90:10.
  • the preferable lower limit of the weight average molecular weight by polystyrene conversion of the (meth) acrylic resin is 100,000, and the preferable upper limit is 3,000,000.
  • the weight average molecular weight is 100,000 or more, the inorganic fine particle dispersed slurry composition has a sufficient viscosity, and when the weight average molecular weight is 3,000,000 or less, the printability can be improved. It becomes.
  • the more preferable lower limit of the above weight average molecular weight is 200,000, and the more preferable upper limit is 1,500,000.
  • the weight average molecular weight based on polystyrene conversion of the (meth) acrylic resin is 200,000 to 1,500,000, sufficient viscosity can be secured with a small amount of resin by using an organic solvent described later, and the threading is small. It is preferable because an inorganic fine particle dispersed slurry is obtained.
  • the ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is preferably 2 or more and 8 or less.
  • a component having a low degree of polymerization is appropriately contained, so the viscosity of the inorganic fine particle dispersed slurry composition becomes a suitable range, and productivity can be enhanced.
  • the sheet strength of the obtained inorganic fine particle dispersion sheet can be made appropriate.
  • the leveling property at the time of coating of a green sheet that the said Mw / Mn is less than 2 is bad, and the smoothness of a green sheet may deteriorate.
  • Mw / Mn is more than 8, the amount of high molecular weight components will be large, so the drying property of the green sheet may be poor and the surface smoothness may be deteriorated.
  • the Mw / Mn is more preferably 3 or more and 8 or less.
  • the weight average molecular weight and the number average molecular weight in terms of polystyrene can be obtained by performing GPC measurement using, for example, a column LF-804 (manufactured by Showa Denko KK) as a column.
  • the glass transition temperature (Tg) of the (meth) acrylic resin is preferably 20 ° C. or more and 60 ° C. or less, and more preferably 30 ° C. or more and less than 60 ° C.
  • said glass transition temperature is in the said range, the addition amount of a plasticizer can be decreased and the low temperature decomposability
  • said Tg can be measured using a differential scanning calorimeter (DSC) etc., for example.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the more preferable lower limit of the glass transition temperature is 35 ° C.
  • the more preferable lower limit is 40 ° C.
  • the more preferable upper limit is 50 ° C.
  • the preferable upper limit of the 90 wt% decomposition temperature of the (meth) acrylic resin when heated at 10 ° C./min is 280 ° C. Thereby, it is possible to realize extremely high low temperature decomposability and shorten the time required for degreasing.
  • the lower limit of the above 90% by weight decomposition temperature is preferably 230 ° C, more preferably 250 ° C, and still more preferably 270 ° C.
  • the 90 wt% decomposition temperature can be measured, for example, using TG-DTA or the like.
  • the (meth) acrylic resin preferably has a maximum stress of 20 N / mm 2 or more in a tensile test when formed into a sheet having a thickness of 20 ⁇ m.
  • the maximum stress can be measured by an autograph tensile test.
  • (meth) acrylic resin is hard and brittle, when it is formed into a sheet and pulled, it is broken at a strain of less than 5%. Therefore, when the composition has a low glass transition temperature, it does not show a yield value.
  • the resin composition of the present invention by adjusting the composition of the (meth) acrylic resin, it exhibits a yield stress even when it is molded into a sheet and pulled.
  • the sheet thickness at this time is preferably about 500 ⁇ m.
  • the (meth) acrylic resin contains 20 to 50% by weight of a segment derived from methyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, isononyl methacrylate, isostearyl methacrylate, 10 to 39% by weight in total of segments derived from at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol methacrylate having an ethoxy group or ethyl hexyl group, and polypropylene glycol methacrylate having an ethoxy or ethyl hexyl group at the end It is preferable to contain 1 to 10% by weight of a segment derived from a (meth) acrylate having a glycidyl group.
  • the (meth) acrylic resin is also referred to as "(meth) acrylic resin of the first aspect”.
  • the preferable lower limit of the content of the segment derived from methyl methacrylate is 20% by weight, and the preferable upper limit is 50% by weight.
  • the content is 20% by weight or more and 50% by weight or less, excellent low temperature decomposition characteristics can be expressed, and the glass transition temperature can be increased, so that a molded body with high rigidity can be produced.
  • a more preferred lower limit is 25% by weight, and a more preferred upper limit is 40% by weight.
  • the (meth) acrylic resin of the first aspect is 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, isononyl methacrylate, isostearyl methacrylate, polyethylene glycol methacrylate having an ethoxy group or an ethyl hexyl group at the end, and an end It is preferable to have a segment derived from at least one selected from polypropylene glycol methacrylates having an ethoxy or ethyl hexyl group. This can prevent the resulting inorganic fine particle dispersed sheet from becoming brittle.
  • (meth) acrylic resin of the first aspect 2-ethylhexyl methacrylate, isodecyl methacrylate, isononyl methacrylate, isostearyl methacrylate, polyethylene glycol methacrylate having an ethoxy group or an ethyl hexyl group at the end, and an end
  • the lower limit of the total content of segments derived from one selected from polypropylene glycol methacrylates having an ethoxy or ethylhexyl group is preferably 10% by weight, and the upper limit is preferably 39% by weight.
  • the content By setting the content to 10% by weight or more and 39% by weight or less, an extremely excellent low temperature decomposability can be realized, and a molded body with improved brittleness can be produced.
  • a more preferred lower limit is 15% by weight, and a more preferred upper limit is 35% by weight.
  • the (meth) acrylic resin is a segment derived from methyl methacrylate, a segment derived from isobutyl methacrylate, a segment derived from a (meth) acrylate having a glycidyl group, and carbon of an ester substituent
  • the glycidyl group has a total content of 50 to 70% by weight of the segment derived from the methyl methacrylate and the segment derived from the isobutyl methacrylate, having a segment derived from a (meth) acrylic acid ester having a number of 8 or more
  • the content of the segment derived from (meth) acrylic acid ester having 1 to 10% by weight, and the content of the segment derived from (meth) acrylic acid ester having 8 or more carbon atoms of the ester substituent is 15 to 40% by weight, and the (meth) acrylic
  • the glass transition temperature of the resin is 30 ° C.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the (meth) acrylic resin is 100,000 to 3,000,000, and the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) The ratio (Mw / Mn) thereof is preferably 2 or more and 8 or less.
  • the (meth) acrylic resin is also referred to as "(meth) acrylic resin of the second aspect".
  • the (meth) acrylic resin of the second aspect preferably has a segment derived from methyl methacrylate and a segment derived from isobutyl methacrylate.
  • the (meth) acrylic resin can exhibit excellent low temperature decomposability by having a segment derived from isobutyl methacrylate. Further, by having a segment derived from methyl methacrylate, deterioration in degradability of the segment derived from isobutyl methacrylate at around 300 ° C. can be suppressed, and the low temperature degradability can be further improved.
  • the lower limit of the content of the segment derived from methyl methacrylate in the (meth) acrylic resin of the second aspect is preferably 5% by weight, more preferably 7.5% by weight, and the upper limit is preferably 68% by weight. 66.5% by weight.
  • the content of the segment derived from methyl methacrylate is 5% by weight or more, deterioration in the degradability of the segment derived from isobutyl methacrylate at around 300 ° C. can be sufficiently suppressed.
  • the content of the segment derived from methyl methacrylate is 68% by weight or less, the decomposition initiation temperature can be lowered to exhibit excellent low temperature decomposability.
  • the lower limit of the content of the segment derived from isobutyl methacrylate in the (meth) acrylic resin of the second embodiment is preferably 2% by weight, more preferably 2.5% by weight, and the upper limit is preferably 65% by weight. It is 59.5% by weight.
  • the content of the segment derived from isobutyl methacrylate is 2% by weight or more, the decomposition initiation temperature can be lowered to exhibit excellent low temperature decomposability.
  • the content of the segment derived from isobutyl methacrylate is 65% by weight or less, the effect of suppressing deterioration of degradability at around 300 ° C. can be sufficiently exhibited.
  • the weight ratio of the content of the segment derived from the methyl methacrylate to the content of the segment derived from the isobutyl methacrylate is 15: 85 to 95: 5 preferable.
  • the decomposition start temperature of the (meth) acrylic resin obtained can be made low enough as it is the said range.
  • the weight ratio is more preferably 20:80 to 70:30.
  • the total content of the segment derived from the methyl methacrylate and the segment derived from the isobutyl methacrylate in the (meth) acrylic resin of the second embodiment is preferably 50 wt% as the lower limit and 70 wt% as the upper limit.
  • strength of the laminated body obtained as the said sum total content is 70 weight% or less can fully be improved.
  • a more preferable minimum is 55 weight% and a more preferable upper limit is 65 weight%.
  • the content of the segment derived from (meth) acrylic acid ester having 8 or more carbon atoms of the ester substituent in the (meth) acrylic resin of the second aspect is preferably 15% by weight as a preferable lower limit and 40% as a preferable upper limit. It is weight%.
  • the content of the segment derived from (meth) acrylic acid ester having 8 or more carbon atoms of the ester substituent is 15% by weight or more, the obtained inorganic fine particle dispersion sheet can be toughened.
  • the content of the (meth) acrylic ester having 8 or more carbon atoms of the ester substituent is 40% by weight or less, the decomposition completion temperature of the (meth) acrylic resin is sufficiently lowered to allow low temperature decomposability. It can be excellent.
  • the content of the segment derived from a (meth) acrylic acid ester having 8 or more carbon atoms in the ester substituent is more preferably 20% by weight in the lower limit and 35% by weight in the upper limit.
  • the (meth) acrylic resin further has a segment derived from n-butyl methacrylate and / or a segment derived from ethyl methacrylate, a segment derived from isobutyl methacrylate, and a glycidyl group (meta )
  • the total content of the segment derived from and the segment derived from the isobutyl methacrylate is 30 to 92% by weight
  • the content of the segment derived from the (meth) acrylate having the glycidyl group is 1 to 10% by weight
  • the ester Substituent carbon The content of the segment derived from (meth) acrylic acid ester having a value of 8 or more is 5 to
  • the (meth) acrylic resin of the third aspect preferably has a segment derived from isobutyl methacrylate.
  • the (meth) acrylic resin can exhibit excellent low temperature decomposability by having a segment derived from isobutyl methacrylate.
  • isobutyl methacrylate has a problem that soot (residual carbon) is easily generated when it is fired, and by having a segment derived from n-butyl methacrylate and / or ethyl methacrylate, the low temperature decomposability is maintained, Residual carbon can be reduced. Therefore, deterioration of the degradability of the segment derived from isobutyl methacrylate at around 300 ° C. can be suppressed to further improve the low temperature degradability, and the brittleness of isobutyl methacrylate can be further improved.
  • the total content of the segment derived from the isobutyl methacrylate and the segment derived from the n-butyl methacrylate and / or the ethyl methacrylate in the (meth) acrylic resin of the third aspect is preferably 30% by weight, preferably 30% by weight or less.
  • the upper limit is 92% by weight.
  • excellent low temperature decomposability can be exhibited.
  • strength of the laminated body obtained as the said total content is 92 weight% or less can fully be improved.
  • the total content is preferably 40% by weight, more preferably 65% by weight, still more preferably 70% by weight, more preferably 92% by weight, still more preferably 90% by weight.
  • the weight ratio of the content of the segment derived from n-butyl methacrylate and / or ethyl methacrylate to the content of the segment derived from isobutyl methacrylate is preferably 7:93 to 60:40, and 7: 7 to 9 25:75 is more preferable, and 10:90 to 25:75 is more preferable.
  • the decomposition start temperature of the (meth) acrylic resin obtained can be made low enough as it is the said range.
  • the content of the segment derived from the isobutyl methacrylate in the (meth) acrylic resin of the third aspect is preferably 16% by weight, more preferably 20% by weight, still more preferably 45% by weight, particularly preferably 50% by weight. Is 50% by weight, a preferable upper limit is 65% by weight, a more preferable upper limit is 63% by weight, and a still more preferable upper limit is 55% by weight.
  • the content of the segment derived from the n-butyl methacrylate and / or ethyl methacrylate in the (meth) acrylic resin of the third aspect is preferably 4% by weight, preferably 5% by weight, more preferably 42% by weight.
  • the upper limit is preferably 35% by weight, more preferably 30% by weight.
  • the (meth) acrylic resin of the third aspect may further have a segment derived from methyl methacrylate.
  • the content of the segment derived from methyl (meth) acrylate is preferably 5% by weight at the lower limit and 40% by weight at the upper limit. When the content is 5% by weight or more, the decomposition temperature can be lowered.
  • the handleability as a green sheet can be improved as the said content is 40 weight% or less.
  • a more preferable lower limit is 15 weight%, a more preferable upper limit is 35 weight%, and a still more preferable upper limit is 20 weight%.
  • the resin composition of this invention does not specifically limit as a method to manufacture the resin composition of this invention.
  • an organic solvent etc. is added to a raw material monomer mixture containing methyl methacrylate, isobutyl methacrylate, (meth) acrylic acid ester having glycidyl group, (meth) acrylic acid ester having 8 or more carbon atoms of ester substituent, etc.
  • the method of adding a polymerization initiator to the obtained monomer mixed liquid and copolymerizing the said raw material monomer is mentioned.
  • the polymerization method is not particularly limited, and emulsion polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization, interfacial polymerization, solution polymerization and the like can be mentioned. Among them, solution polymerization is preferred.
  • polymerization initiator examples include P-menthane hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroxyperoxide, t-butylhydroxyperoxide, Examples thereof include oxidized cyclohexanone and disuccinic acid peroxide.
  • P-menthane hydroperoxide diisopropylbenzene hydroperoxide
  • 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide examples thereof include oxidized cyclohexanone and disuccinic acid peroxide.
  • Permenta H Percumyl P
  • Perocta H Percumyl H-80
  • Perbutyl H-69 Perhexa H
  • Peroyl SA all manufactured by NOF Corporation
  • an inorganic fine particle-dispersed slurry composition can be produced using the resin composition of the present invention, inorganic fine particles, an organic solvent, and a plasticizer.
  • the inorganic fine particle-dispersed slurry composition containing the resin composition, the inorganic fine particles, the organic solvent, and the plasticizer of the present invention is also one of the present invention.
  • the inorganic fine particle dispersed slurry composition of the present invention contains an organic solvent.
  • the organic solvent is not particularly limited, but when producing an inorganic fine particle dispersion sheet, it is preferable to be excellent in coating property, drying property, dispersibility of inorganic powder, and the like.
  • terpineol, terpineol acetate, dihydroterpineol, dihydroterpineol acetate, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, butyl carbitol, butyl carbitol acetate and texanol are preferable.
  • terpineol, terpineol acetate, dihydroterpineol, and dihydroterpineol acetate are more preferable.
  • These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the boiling point of the organic solvent is preferably 90 to 160 ° C. By setting the boiling point to 90 ° C. or more, the evaporation does not become too fast and the handling property is excellent. By setting the boiling point to 160 ° C. or less, the strength of the inorganic fine particle dispersed sheet can be improved.
  • the content of the organic solvent in the inorganic fine particle dispersed slurry composition of the present invention is not particularly limited, but a preferable lower limit is 10% by weight and a preferable upper limit is 60% by weight. By setting it in the said range, the coating property and the dispersibility of an inorganic fine particle can be improved.
  • the inorganic fine particle-dispersed slurry composition of the present invention contains inorganic fine particles.
  • the inorganic fine particles are not particularly limited, and examples thereof include glass powder, ceramic powder, phosphor fine particles, silicon oxide, and metal fine particles.
  • the glass powder is not particularly limited.
  • glass powder such as bismuth oxide glass, silicate glass, lead glass, zinc glass, boron glass, CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 system, MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 based glass powder or the like of the LiO 2 -Al 2 O 3 -SiO 2 system such as various silicon oxide and the like.
  • R is an element selected from the group consisting of Zn, Ba, Ca, Mg, Sr, Sn, Ni, Fe and Mn.
  • glass powder PbO-B 2 O 3 -SiO 2 mixture, 2 O 3 -SiO 2 mixture BaO-ZnO-B does not contain lead or ZnO-Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 mixtures Lead-free glass powder is preferred.
  • the ceramic powder is not particularly limited.
  • ITO, FTO, niobium oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, lanthanum strontium manganite, lanthanum strontium cobalt ferrite, yttrium stabilized zirconia, gadolinium-doped ceria, nickel oxide, lanthanum chromite, and the like can also be used.
  • the above-mentioned phosphor fine particles are not particularly limited.
  • a blue phosphor substance, a red phosphor substance, a green phosphor substance and the like conventionally known as a phosphor substance for display may be used.
  • MgAl 10 O 17 Eu
  • Y 2 SiO 5 Ce system
  • CaWO 4 Pb system
  • BaMgAl 14 O 23 Eu system
  • BaMgAl 16 O 27 Eu system
  • BaMg 2 Al 14 O 23 Eu system
  • BaMg 2 Al 14 O 27 Eu system
  • ZnS (Ag, Cd) those systems used.
  • red fluorescent substance for example, Y 2 O 3 : Eu system, Y 2 SiO 5 : Eu system, Y 3 Al 5 O 12 : Eu system, Zn 3 (PO 4 ) 2 : Mn system, YBO 3 : Eu A system of (Y, Gd) BO 3 : Eu system, GdBO 3 : Eu system, ScBO 3 : Eu system, LuBO 3 : Eu system is used.
  • green phosphor materials include Zn 2 SiO 4 : Mn, BaAl 12 O 19 : Mn, SrAl 13 O 19 : Mn, CaAl 12 O 19 : Mn, YBO 3 : Tb, BaMgAl 14 O 23 : Mn, LuBO 3 : Tb, GdBO 3 : Tb, ScBO 3 : Tb, Sr6Si 3 O 3 Cl 4 : Eu are used.
  • ZnO: Zn, ZnS: (Cu, Al), ZnS: Ag, Y 2 O 2 S: Eu, ZnS: Zn, (Y, Cd) BO 3 : Eu, BaMgAl 12 O 23 : Eu can also be used.
  • the metal fine particles are not particularly limited, and examples thereof include powders made of copper, nickel, palladium, platinum, gold, silver, aluminum, tungsten, alloys of these, and the like.
  • metals such as copper and iron which are excellent in adsorption characteristics with a carboxyl group, an amino group, an amide group and the like and which are easily oxidized can be suitably used. These metal powders may be used alone or in combination of two or more.
  • various carbon blacks, carbon nanotubes, etc. may be used.
  • the inorganic fine particles preferably contain lithium or titanium.
  • low melting point glass such as LiO 2 ⁇ Al 2 O 3 ⁇ SiO 2 based inorganic glass
  • Lithium cobalt composite oxide such as LiCeO 2
  • lithium manganese composite oxide such as LiMnO 4
  • lithium titanium phosphate LiTi 2 (PO 4 ) 3
  • lithium titanate Li 4 Ti 5 O 12
  • LiCoO 2 lithium germanium phosphate (LiGe 2 (PO 4 ) 3 ), Li 2 -SiS system glass, Li 4 GeS 4 -Li 3 PS 4 system glass, LiSi
  • the content of the inorganic fine particles in the inorganic fine particle-dispersed slurry composition of the present invention is not particularly limited, but a preferable lower limit is 10% by weight and a preferable upper limit is 90% by weight. By having 10% by weight or more, it is possible to have sufficient viscosity and excellent coatability, and by making it 90% by weight or less, it is possible to be excellent in the dispersibility of the inorganic fine particles. Can.
  • the inorganic fine particle-dispersed slurry composition of the present invention contains a plasticizer.
  • the plasticizer include, for example, di (butoxyethyl) adipate, dibutoxyethoxyethyl adipate, triethylene glycol bis (2-ethylhexanoate), triethylene glycol dihexanoate, tributyl acetyl citrate And dibutyl sebacate.
  • non-aromatic plasticizers are preferably used, and it is more preferable to contain a component derived from adipic acid, triethylene glycol or citric acid.
  • a plasticizer having an aromatic ring is not preferable because it easily burns and becomes wrinkled.
  • the plasticizer what has a C4 or more alkyl group is preferable.
  • the said plasticizer suppresses absorption of the water
  • the alkyl group of the plasticizer is preferably located at the molecular end.
  • the plasticizer preferably has a carbon: oxygen ratio of 5: 1 to 3: 1.
  • the carbon: oxygen ratio in the above range, the flammability of the plasticizer can be improved, and the generation of residual carbon can be prevented.
  • the compatibility with the (meth) acrylic resin can be improved, and the plasticizing effect can be exhibited even with a small amount of plasticizer.
  • high boiling point organic solvents having a propylene glycol skeleton or a trimethylene glycol skeleton also preferably contain an alkyl group having 4 or more carbon atoms and have a carbon: oxygen ratio of 5: 1 to 3: 1.
  • the boiling point of the said plasticizer is 240 degreeC or more and less than 390 degreeC.
  • the said boiling point 240 degreeC or more, it becomes easy to evaporate at a drying process, and it can prevent the remaining to a molded object. Further, by setting the temperature to less than 390 ° C., it is possible to prevent the generation of residual carbon.
  • the said boiling point says the boiling point in a normal pressure.
  • the content of the plasticizer in the inorganic fine particle dispersed slurry composition of the present invention is not particularly limited, but the preferable lower limit is 0.1% by weight, and the preferable upper limit is 3.0% by weight. By setting it in the said range, the baking residue of a plasticizer can be decreased.
  • the content of the (meth) acrylic resin in the inorganic fine particle dispersed slurry composition of the present invention is not particularly limited, but a preferable lower limit is 5% by weight and a preferable upper limit is 30% by weight. By making content of the said (meth) acrylic resin into the said range, even if it bakes at low temperature, it can be set as the inorganic fine particle dispersed slurry composition which can be degreased.
  • the lower limit of the content of the (meth) acrylic resin is more preferably 6% by weight, and more preferably 12% by weight.
  • the inorganic fine particle-dispersed slurry composition of the present invention may contain an additive such as a surfactant.
  • the surfactant is not particularly limited, and examples thereof include cationic surfactants, anionic surfactants, and nonionic surfactants.
  • the nonionic surfactant is not particularly limited, but is preferably a nonionic surfactant having an HLB value of 10 or more and 20 or less.
  • the HLB value is used as an index indicating the hydrophilicity and lipophilicity of the surfactant, and several calculation methods have been proposed.
  • ester surfactants saponification value Is S, and the acid value of the fatty acid constituting the surfactant is A, and the HLB value is defined as 20 (1-S / A) or the like.
  • a nonionic surfactant having polyethylene oxide in which an alkylene ether is added to a fatty chain is preferable, and specifically, for example, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, etc. are suitably used.
  • the above-mentioned nonionic surfactant has good thermal decomposability, but when added in a large amount, the thermal decomposability of the inorganic fine particle dispersed slurry composition may decrease, so the preferable upper limit of the content is 5% by weight .
  • the viscosity of the inorganic fine particle-dispersed slurry composition of the present invention is not particularly limited, but the preferable lower limit of the viscosity is 0.1 Pa ⁇ s when measured at 20 ° C. using a B-type viscometer with the probe rotational speed set to 5 rpm.
  • the preferred upper limit is 100 Pa ⁇ s.
  • the method for producing the inorganic fine particle-dispersed slurry composition of the present invention is not particularly limited, and a conventionally known stirring method may be mentioned. Specifically, for example, the (meth) acrylic resin, the plasticizer, the inorganic particles, The method of stirring the said organic solvent and the other component added as needed with a 3-roll etc. is mentioned.
  • the inorganic fine particle-dispersed slurry composition of the present invention is coated on a single-sided mold-released support film, dried with an organic solvent, and molded into a sheet, whereby an inorganic fine particle-dispersed sheet can be produced. .
  • Such an inorganic fine particle dispersion sheet is also one of the present invention.
  • the inorganic fine particle dispersed sheet of the present invention preferably has a thickness of 1 to 20 ⁇ m.
  • the inorganic fine particle dispersed slurry composition of the present invention is uniformly coated on a support film by a coating method such as roll coater, die coater, squeeze coater, curtain coater. And the like.
  • a coating method such as roll coater, die coater, squeeze coater, curtain coater.
  • the support film used when manufacturing the inorganic fine particle dispersion sheet of the present invention is a resin film having heat resistance and solvent resistance as well as flexibility.
  • the inorganic fine particle dispersed slurry composition can be coated on the surface of the support film by a roll coater, a blade coater, etc., and the obtained inorganic fine particle dispersed sheet forming film is wound in a roll It can be stored and supplied as it is.
  • the resin for forming the support film examples include polyethylene terephthalate, polyester, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyimide, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, a fluorine-containing resin such as polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, nylon, cellulose and the like.
  • the thickness of the support film is, for example, preferably 20 to 100 ⁇ m.
  • the mold release process is given to the surface of a support film, and, thereby, the peeling operation of a support film can be easily performed in a transfer process.
  • An all-solid battery can be produced by using the inorganic particle-dispersed slurry composition and the inorganic particle-dispersed sheet of the present invention as materials of a positive electrode, a solid electrolyte, and a negative electrode of the all-solid battery.
  • a laminated ceramic capacitor can be manufactured by using the inorganic fine particle-dispersed slurry composition and the inorganic fine particle-dispersed sheet of the present invention for a dielectric green sheet and an electrode paste. The manufacturing method of such an all-solid-state battery or a laminated ceramic capacitor is also one of the present invention.
  • the process for producing an all-solid-state battery according to the present invention comprises the steps of forming a slurry for an electrode active material layer containing an electrode active material and a binder for an electrode active material layer to produce an electrode active material sheet; It is preferable to have the process of laminating
  • said electrode active material For example, the thing similar to the said inorganic fine particle can be used.
  • the said (meth) acrylic resin can be used as said binder for electrode active material layers.
  • the preferable lower limit of the heating temperature is 250 ° C.
  • the preferable upper limit is 350 ° C.
  • the all solid battery has a structure in which a positive electrode layer containing a positive electrode active material, a negative electrode layer containing a negative electrode active material, and a solid electrolyte layer formed between the positive electrode layer and the negative electrode layer are laminated. preferable.
  • the method for producing a laminated ceramic capacitor of the present invention comprises steps of printing and drying a conductive paste on the inorganic fine particle dispersed sheet of the present invention to produce a dielectric sheet, and laminating the dielectric sheet. preferable.
  • the conductive paste contains a conductive powder.
  • the material of the conductive powder is not particularly limited as long as it has conductivity, and examples thereof include nickel, palladium, platinum, gold, silver, copper, and alloys of these. These conductive powders may be used alone or in combination of two or more.
  • the binder resin and the organic solvent used for the conductive paste the same one as the inorganic fine particle dispersed slurry composition of the present invention can be used.
  • the binder resin it is preferable to use the resin composition of the present invention.
  • the method for printing the conductive paste is not particularly limited, and examples thereof include a screen printing method, a die coat printing method, an offset printing method, a gravure printing method, an inkjet printing method, and the like.
  • a laminated ceramic capacitor is obtained by laminating a dielectric sheet on which the above-mentioned conductive paste is printed.
  • a molded product having high strength can be obtained while having excellent degradability at low temperature, and further multi-layering and thinning can be realized, and an all-solid battery, multilayer ceramic capacitor and the like having excellent characteristics
  • a resin composition capable of producing a ceramic laminate it is possible to provide an inorganic fine particle dispersed slurry composition, an inorganic fine particle dispersed sheet, a method of producing an all solid battery, and a method of producing a laminated ceramic capacitor using the resin composition.
  • Example 1 Preparation of Resin Composition A 2 L separable flask equipped with a stirrer, a cooler, a thermometer, a water bath, and a nitrogen gas inlet was prepared. The monomers were charged into a 2 L separable flask so as to obtain the composition shown in Table 1. Furthermore, 100 parts by weight of butyl acetate as an organic solvent was mixed to obtain a monomer mixed solution. In addition, as a monomer, the following was used.
  • MMA methyl methacrylate
  • iBMA isobutyl methacrylate
  • iDMA isodecyl methacrylate (carbon number of ester substituent: 10)
  • GMA glycidyl methacrylate
  • BMA n-butyl methacrylate
  • HEMA 2-hydroxyethyl methacrylate
  • a positive electrode sheet was produced in the same manner as “(3) Production of inorganic fine particle dispersed sheet” using the obtained slurry of the inorganic particle dispersed slurry composition for positive electrode.
  • the obtained positive electrode sheet and the negative electrode / solid electrolyte laminate sheet were laminated using a laminator to obtain a negative electrode / solid electrolyte / positive electrode laminate sheet.
  • the obtained laminate sheet was punched into a size of 2 cm ⁇ 1 cm, and fired for 6 hours in an electric furnace set at 300 ° C. on an alumina substrate to remove the binder and the plasticizer to obtain a glass laminate.
  • Examples 2 to 27, Comparative Examples 1 to 18 Except that, in “(1) Preparation of resin composition”, the monomers are mixed so as to obtain the formulations shown in Tables 1 and 2, and the (meth) acrylic resin and the plasticizer have the compositions shown in Tables 1 and 2.
  • a resin composition, an inorganic fine particle-dispersed slurry composition, an inorganic fine particle-dispersed sheet and an all-solid-state battery were produced.
  • Example 28 to 31, Comparative Examples 19 to 22 (5) Preparation of Conductive Paste
  • the resin composition obtained in Example 1 was dried and dissolved in a terpineol solvent so that the resin solid content was 11% by weight, to obtain a resin composition solution.
  • a resin composition solution To 44 parts by weight of the obtained resin composition solution, 1 part by weight of oleic acid as a dispersant and 55 parts by weight of nickel powder ("NFP 201", manufactured by JFE Minerals Co., Ltd.) as conductive fine particles are mixed by a three roll mill. , The conductive paste was obtained.
  • NFP 201 nickel powder
  • the obtained inorganic fine particle dispersed slurry is coated on a polyester film subjected to mold release treatment so that the thickness after drying is 1 ⁇ m, dried at normal temperature for 1 hour, and then using a hot air dryer at 80 ° C. for 3 hours Then, it was dried at 120 ° C. for 2 hours to prepare a ceramic green sheet.
  • the obtained conductive paste is applied to one surface of the obtained ceramic green sheet by screen printing so that the thickness after drying is 1.5 ⁇ m, and dried to obtain conductivity.
  • the obtained conductive layer-forming ceramic green sheet was cut into 5 cm squares, 100 sheets were stacked, and heating and pressure bonding were performed for 10 minutes under conditions of a temperature of 70 ° C. and a pressure of 150 kg / cm 2 to obtain a laminate.
  • the resulting laminate is heated to 400 ° C. at a heating rate of 3 ° C./min in a nitrogen atmosphere and held for 5 hours, and then heated to 1350 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min for 10 hours As a result, a ceramic fired body was produced.
  • Comparative Examples 19 and 20 the ceramic green sheets could not be laminated, and a ceramic fired body could not be produced.
  • Tg glass transition temperature of the obtained (meth) acrylic resin was measured using a differential scanning calorimeter (DSC). It measured about obtained Tg and evaluated by the following references
  • Resin sheet tensile test The obtained resin composition was coated on a PET film subjected to release treatment using an applicator and dried in a 100 ° C. air-blowing oven for 10 minutes to produce a resin sheet having a thickness of 20 ⁇ m. A square sheet of paper was used as a cover film, and a strip-shaped test piece with a width of 1 cm was produced with scissors. The obtained test pieces were subjected to a tensile test at a distance of 3 cm between chucks and a tensile speed of 10 mm / min using Autograph AG-IS (manufactured by Shimadzu Corporation) under conditions of 23 ° C.
  • Autograph AG-IS manufactured by Shimadzu Corporation
  • the obtained all-solid battery is charged at 0.1 mA up to 4.0 V using a charge / discharge evaluation device TOSCAT-3000 (manufactured by Toyo System Co., Ltd.); The 5 V discharge was repeated for 30 cycles, and the discharge capacity at the 30th cycle was evaluated based on the following criteria.
  • TOSCAT-3000 manufactured by Toyo System Co., Ltd.
  • all-solid-state batteries can not be manufactured, and charge / discharge evaluation could not be performed.
  • the negative electrode / solid electrolyte / positive electrode laminate sheet obtained in Comparative Examples 3 and 11 was discolored to brown, and the obtained all solid battery did not exhibit the function as a battery.
  • a PET film subjected to release treatment is bonded as a protective film to one side of each of the ceramic green sheets obtained in Examples 28 to 31 and Comparative Examples 19 to 22 as an inorganic fine particle dispersed sheet for evaluation.
  • the obtained inorganic fine particle dispersed sheet was wound around a polypropylene pipe having a diameter of 15 cm and a length of 50 cm to form a wound body, and was aged at a room temperature of 23 ° C. for 24 hours.
  • a ceramic green sheet was unrolled from the wound body, and 5 m and 10 m portions were cut out at 20 cm ⁇ 45 cm from the end to prepare an evaluation sheet. The state of the obtained evaluation sheet was visually observed.
  • the ceramic green sheet could not be peeled off from the wound body, the evaluation sheet could not be prepared, and the sheet winding property could not be evaluated. :: When no crack was confirmed x: When an evaluation sheet could not be prepared or when a crack was confirmed
  • a molded product having high strength can be obtained while having excellent degradability at low temperature, and further multi-layering and thinning can be realized, and an all-solid battery, multilayer ceramic capacitor and the like having excellent characteristics
  • a resin composition capable of producing a ceramic laminate it is possible to provide an inorganic fine particle dispersed slurry composition, an inorganic fine particle dispersed sheet, a method of producing an all solid battery, and a method of producing a laminated ceramic capacitor using the resin composition.

Abstract

本発明は、低温で優れた分解性を有するとともに、高い強度の成形体が得られ、更なる多層化及び薄膜化を実現して、優れた特性を有する全固体電池や積層セラミクスコンデンサ等のセラミクス積層体を製造することが可能な樹脂組成物を提供する。また、該樹脂組成物を用いる無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シート、全固体電池の製造方法及び積層セラミクスコンデンサの製造方法を提供する。 本発明は、(メタ)アクリル樹脂を含有する樹脂組成物であって、 前記(メタ)アクリル樹脂は、メチルメタクリレートに由来するセグメントとイソブチルメタクリレートに由来するセグメントとを合計で20~70重量%、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを1~10重量%、エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを5~40重量%含有する樹脂組成物である。

Description

樹脂組成物、無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シート、全固体電池の製造方法及び積層セラミクスコンデンサの製造方法
本発明は、低温で優れた分解性を有するとともに、高い強度の成形体が得られ、更なる多層化及び薄膜化を実現して、優れた特性を有する全固体電池や積層セラミクスコンデンサ等のセラミクス積層体を製造することが可能な樹脂組成物に関する。また、該樹脂組成物を用いる無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シート、全固体電池の製造方法及び積層セラミクスコンデンサの製造方法に関する。
近年、セラミック粉末、ガラス粒子等の無機微粒子をバインダー樹脂に分散させた組成物が、積層セラミクスコンデンサ等の積層電子部品の生産に用いられている。
このような積層セラミクスコンデンサは、一般に、次のような方法を用いて製造される。まず、バインダー樹脂を有機溶剤に溶解した溶液に、可塑剤、分散剤等の添加剤を添加した後、セラミック原料粉末を加え、ボールミル等を用いて均一に混合して無機微粒子分散組成物を得る。
得られた無機微粒子分散組成物を、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、SUSプレート等の支持体表面に流延成形し、有機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等により塗工し、これを複数枚積み重ね、加熱及び圧着して積層体を得る。得られた積層体を加熱して、バインダー樹脂等の成分を熱分解して除去する処理、いわゆる脱脂処理を行った後、焼成することによって、内部電極を備えたセラミック焼成体を得る。更に、得られたセラミック焼成体の端面に外部電極を塗布し、焼成することによって、積層セラミクスコンデンサが完成する。
また、セラミックス系固体電解質を用いた全固体電池が、発熱・発火等の問題を解消するために注目されている。
このようなセラミックス系固体電解質は、リチウムを含有するガラス微粒子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スラリー組成物を、グリーンシートに形成し、焼成工程を経て板状の固体電解質が形成される。
このような無機微粒子分散スラリー組成物では、一般に、ポリビニルアセタール樹脂(PVB)をバインダーとして用いることが一般的であるが、PVBは分解温度が高い為、低温焼成が望ましい用途等では用いることが出来ないという問題があった。
そこで、低温焼成が可能で焼成後の残留炭素成分が少ない(メタ)アクリル樹脂を用いることが検討されている。
例えば、特許文献1には、メタクリル酸イソブチル60~99重量%、メタクリル酸2-エチルヘキシル1~39重量%、およびβ位もしくはω位に水酸基を有するメタクリル酸エステル1~15重量%からなる分子量16万~18万のセラミクス成形用バインダー組成物が記載されている。
しかしながら、このような樹脂組成物は、ガラス転移温度Tgが約28℃から約52℃であり全体的に脆いという問題があった。また、このような樹脂組成物は200℃から急激に分解されるが300℃近辺では分解しにくく煤が残りやすい結果、得られる積層電子部品の特性が低下するという問題があった。
また、特許文献2には、メタクリル酸イソブチル70重量%以上とブチルメタクリレート、シクロアルキル基含有メタクリレート、ヒドロキシル基含有メタクリレート、エステル置換基炭素数が8以上のモノマーとの共重合体が記載されている。このような共重合体は、分解性を確保するために分子量15万の成分が全体の5/6以上であることを特徴としている。
しかしながら、このような共重合体も全体的に脆く、また300℃付近では50%以上が分解せずに残留し、特に全固体電池用の固体電解質を作製するために用いると、電解質層中の残留炭化物が生じ、自己放電や内部短絡等が発生するという問題が生じていた。
そこで、低温分解性に優れるポリイソブチルメタクリレート等のアクリル樹脂をバインダーとして用いることが検討されている。
しかしながら、ポリイソブチルメタクリレートは他の(メタ)アクリルホモポリマーよりも低温で分解し始めるのに対して、分解終了温度は他のホモポリマーとほとんど差がなく、分解特性が途中で悪化して脱脂に長時間を要し、結果として、固体電解質として用いる際に電解質の劣化の原因となるという問題があった。また、バインダー樹脂の残留による全固体電池の特性が悪化するという問題があった。
特開平10-167836号公報 特許第2605542号公報
本発明は、低温で優れた分解性を有するとともに、高い強度の成形体が得られ、更なる多層化及び薄膜化を実現して、優れた特性を有する全固体電池や積層セラミクスコンデンサ等のセラミクス積層体を製造することが可能な樹脂組成物を提供することを目的とする。また、該樹脂組成物を用いる無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シート、全固体電池の製造方法及び積層セラミクスコンデンサの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、(メタ)アクリル樹脂を含有する樹脂組成物であって、前記(メタ)アクリル樹脂は、メチルメタクリレートに由来するセグメントとイソブチルメタクリレートに由来するセグメントとを合計で20~70重量%、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを1~10重量%、エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを5~40重量%含有する樹脂組成物である。
以下に本発明を詳述する。
本発明者らは、イソブチルメタクリレート、メチルメタクリレート、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステル及びエステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルを所定量配合することで、得られる(メタ)アクリル樹脂を含有する組成物が、極めて優れた低温分解性を発現し、高強度の成形体が得られることを見出した。更に、得られるセラミックグリーンシートの更なる積層化及び薄膜化を実現して、優れた特性を有する全固体電池を製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の樹脂組成物は、(メタ)アクリル樹脂を含有する。
上記(メタ)アクリル樹脂は、メチルメタクリレートに由来するセグメントとイソブチルメタクリレートに由来するセグメントとを合計で20~70重量%含有する。また、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを1~10重量%含有する。更に、エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを5~40重量%含有する。
なお、上記(メタ)アクリル樹脂は、メチルメタクリレートに由来するセグメントとイソブチルメタクリレートに由来するセグメントとを合計で20~70重量%含有していればよく、メチルメタクリレートに由来するセグメントを含み、イソブチルメタクリレートに由来するセグメントを含まないものであってもよい。また、イソブチルメタクリレートに由来するセグメントを含み、メチルメタクリレートに由来するセグメントを含まないものであってもよい。更に、メチルメタクリレートに由来するセグメントとイソブチルメタクリレートに由来するセグメントとの両方を含むものであってもよい。
上記(メタ)アクリル樹脂における上記メチルメタクリレートに由来するセグメントと上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントとの合計含有量は、下限が20重量%、上限が70重量%である。
上記合計含有量が20重量%以上であると、降伏応力を高め、腰のある無機粉分散シートを得ることができる。上記合計含有量が70重量%以下であると、低温分散性とシート強度の両立させることができる。
上記合計含有量は、好ましい下限が25重量%、より好ましい下限が30重量%、更に好ましい下限が50重量%、好ましい上限が65重量%、より好ましい上限が60重量%である。
上記(メタ)アクリル樹脂における上記メチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量は、好ましい下限が5重量%、より好ましい下限が7.5重量%、更に好ましい下限が15重量%、更により好ましい下限が20重量%、特に好ましい下限が25重量%である。また、好ましい上限が68重量%、より好ましい上限が66.5重量%、更に好ましい上限が50重量%、更により好ましい上限が40重量%、特に好ましい上限が35重量%である。
上記(メタ)アクリル樹脂における上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量は、好ましい下限が2重量%、より好ましい下限が2.5重量%、更に好ましい下限が16重量%、更により好ましい下限が20重量%、特に好ましい下限が45重量%、最も好ましい下限が50重量%である。また、好ましい上限が65重量%、より好ましい上限が63重量%、更に好ましい上限が59.5重量%、更により好ましい上限が55重量%である。
上記アクリル樹脂において、上記メチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量と上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量との重量比(メチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量/イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量)は、好ましい下限が7/93、より好ましい下限が10/90、更に好ましい下限が15/85、特に好ましい下限が20/80である。また、好ましい上限が95/5、より好ましい上限が70/30、更に好ましい上限が60/40、特に好ましい上限が25/75である。
上記範囲であると、得られる(メタ)アクリル樹脂の分解開始温度を充分に低くすることができる。
上記(メタ)アクリル樹脂は、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを有する。
上記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを有することにより、得られる積層体の強度を充分に向上させることができる。
上記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、グリシジル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートグリシジルエーテル、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル樹脂における上記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量は、下限が1重量%、上限が10重量%である。
上記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が1重量%以上であると、得られる無機微粒子分散シートの耐溶剤性を改善して、全固体電池の作製に用いた際に、電気的特性に優れる全固体電池を作製することができる。上記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エスエルに由来するセグメントの含有量が10重量%以下であると、(メタ)アクリル樹脂の低温分解性を充分に向上させることができる。
上記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルの含有量は、好ましい下限が2重量%、好ましい上限が7重量%である。
上記(メタ)アクリル樹脂は、エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを有する。なお、上記エステル置換基の炭素数が8以上であるとは、(メタ)アクリル酸エステルにおける(メタ)アクリロイル基を構成する炭素以外の炭素数の合計が8以上であることを示す。
上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを有することにより、(メタ)アクリル樹脂の分解終了温度を充分に低下させることができるとともに、得られる無機微粒子分散シートを強靭にすることができる。
上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルは、上記エステル置換基が分岐鎖構造を有することが好ましい。
上記エステル置換基の炭素数の好ましい上限は30、より好ましい上限が20、更に好ましい上限は10である。
上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルとしては、直鎖状又は分岐鎖状の炭素数が8以上であるアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n-ラウリル(メタ)アクリレート、イソラウリル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なかでも、分岐鎖状の炭素数8以上のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレートがより好ましい。
上記2-エチルヘキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレートは、他の長鎖アルキルメタクリレートと比較して特に分解性に優れる。
上記ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートとしては、エチレングリコール単位(オキシエチレン単位)、プロピレングリコール単位(オキシプロピレン単位)、ブチレングリコール単位(オキシブチレン単位)等を有するものが挙げられる。
また、上記ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートは、末端にアルコキシ基を有するものであってもよく、末端にエチルヘキシル基を有するものであってもよい。
上記アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。上記アルコキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよく、分岐鎖状であることが好ましい。
また、上記ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートは、分岐型のアルキレングリコール構造を有することが好ましい。
なかでも、エチレングリコール単位、プロピレングリコール単位、及び、ブチレングリコール単位のうち少なくとも1つを有するポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートが好ましい。また、ポリエチレングリコールメタクリレート、エトキシポリプロピレングリコールメタクリレート、メトキシポリプロピレングリコールメタクリレート、ポリブチレングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコール-ポリブチレングリコールメタクリレートが更に好ましい。
メトキシポリプロピレングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコールメタクリレート、ポリブチレングリコールメタクリレート、プロピレングリコール-ポリブチレングリコールメタクリレートは、他のアルキレングリコール(メタ)アクリレートと比較して、焼成残渣が少なく、低温分解性に特に優れる。
上記(メタ)アクリル樹脂における上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量は、下限が5重量%、上限が40重量%である。
上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が5重量%以上であると、得られる無機微粒子分散シートの強靭性を高めることができる。上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が40重量%以下であると、(メタ)アクリル樹脂の分解終了温度を充分に低くして、低温分解性に優れたものとすることができる。
上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルの含有量は、好ましい下限が10重量%、より好ましい下限が15重量%、更に好ましい下限が20重量%、好ましい上限が39重量%、より好ましい上限が35重量%、更に好ましい下限が30重量%、特に好ましい上限が25重量%である。
上記(メタ)アクリル樹脂は、更に、上記メチルメタクリレート、上記イソブチルメタクリレート、上記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、又は、上記エステル置換基の炭素数が8以上の(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントに加えて、他の(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを有していてもよい。
上記、他の(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、炭素数が2~6であるアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリル酸エステル、エステル置換基にポリアルキレンエーテル鎖を有するグラフトモノマー、多官能(メタ)アクリル酸エステル、水酸基又はカルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。なかでも、炭素数が2~6であるアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリル酸エステル、及び、水酸基又はカルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
上記炭素数が2~6であるアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、直鎖状アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート、分岐鎖状アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート、環状アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記直鎖状アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記分岐鎖状アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、イソプロピル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、sec-ペンチル(メタ)アクリレート、tert-ペンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記環状アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なかでも、直鎖状アルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、n-ブチル(メタ)アクリレートが好ましい。
上記エステル置換基にポリアルキレンエーテル鎖を有するグラフトモノマーとしては、例えば、ポリテトラメチレングリコールモノメタクリレート等が挙げられる。また、ポリ(エチレングリコール・ポリテトラメチレングリコール)モノメタクリレート、ポリ(プロピレングリコール・テトラメチレングリコール)モノメタクリレート、プロピレングリコール・ポリブチレングリコールモノメタクリレート等が挙げられる。更に、メトキシポリテトラメチレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリ(エチレングリコール・ポリテトラメチレングリコール)モノメタクリレート、メトキシポリ(プロピレングリコール・テトラメチレングリコール)モノメタクリレート、メトキシプロピレングリコール・ポリブチレングリコールモノメタクリレート等が挙げられる。
上記多官能(メタ)アクリル酸エステルは、2官能以上の(メタ)アクリレートを意味する。
2官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。更に、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレートモノステアレート等が挙げられる。その他、イソシアヌル酸エトキシ変性ジ(メタ)アクリレート(イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート)、2官能ウレタンアクリレート、2官能ポリエステルアクリレート等が挙げられる。
3官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、トリメチロールプロパンEO変性トリ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性トリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。更に、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、3官能ポリエステルアクリレート等が挙げられる。
4官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
5官能以上の(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記水酸基又はカルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルと反応可能な官能基を有するものであれば特には限定されない。具体的には、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
なかでも、水酸基を有する(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
上記(メタ)アクリル樹脂における上記他の(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量は、好ましい下限が1重量%、より好ましい下限が5重量%、更に好ましい下限が10重量%、好ましい上限が50重量%、より好ましい上限が45重量%、更に好ましい上限が40重量%である。
上記他の(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が、上記好ましい下限以上、かつ、上記好ましい上限以下であると、得られる(メタ)アクリル樹脂の低温分解性を充分に向上させることができ、得られる無機微粒子分散シートを強靭なものとすることができる。
また、上記(メタ)アクリル樹脂が、上記炭素数が2~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを有する場合、上記炭素数が2~6のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量は、好ましい下限が1重量%、より好ましい下限が5重量%、好ましい上限が40重量%、より好ましい上限が30重量%である。
上記(メタ)アクリル樹脂における上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントと、上記n-ブチルメタクリレート及び/又はエチルメタクリレートに由来するセグメントとの合計含有量は、好ましい下限が30重量%、好ましい上限が92重量%である。
上記合計含有量が30重量%以上であると優れた低温分解性を発揮することができる。上記合計含有量が92重量%以下であると得られる積層体の強度を充分に向上させることができる。
上記合計含有量は、より好ましい下限が40重量%、更に好ましい下限が65重量%、特に好ましい下限が70重量%、より好ましい上限が92重量%、更に好ましい上限が90重量%である。
上記(メタ)アクリル樹脂における上記n-ブチルメタクリレート及び/又はエチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量は、好ましい下限が4重量%、より好ましい下限が5重量%、好ましい上限が42重量%、より好ましい上限が35重量%、更に好ましい上限が30重量%である。
上記(メタ)アクリル樹脂における上記n-ブチルメタクリレート及び/又はエチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量と上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量との重量比は7:93~60:40であることが好ましく、7:93~25:75であることがより好ましく、10:90~25:75であることが更に好ましい。
上記範囲であると、得られる(メタ)アクリル樹脂の分解開始温度を充分に低くすることができる。
上記(メタ)アクリル樹脂が、上記水酸基又はカルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを有する場合、上記水酸基又はカルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量は、好ましい下限が1重量%、好ましい上限が10重量%である。
上記(メタ)アクリル樹脂において、上記水酸基又はカルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントと上記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを有するセグメントとの重量比は、10:90~90:10であることが好ましい。
上記(メタ)アクリル樹脂のポリスチレン換算による重量平均分子量の好ましい下限は10万、好ましい上限は300万である。上記重量平均分子量を10万以上とすることで、無機微粒子分散スラリー組成物は、充分な粘度を有するものとなり、上記重量平均分子量を300万以下とすることで、印刷性を向上させることが可能となる。
上記重量平均分子量のより好ましい下限は20万であり、より好ましい上限は150万である。
特に、上記(メタ)アクリル樹脂のポリスチレン換算による重量平均分子量が20万~150万であると、後述する有機溶剤を用いることで少量の樹脂で充分な粘度が確保でき、かつ、糸曳きが少ない無機微粒子分散スラリーが得られるため好ましい。
また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は、2以上8以下であることが好ましい。
このような範囲内とすることで、低重合度の成分が適度に含有されるため、無機微粒子分散スラリー組成物の粘度が好適な範囲となり、生産性を高めることができる。また、得られる無機微粒子分散シートのシート強度を適度なものとすることができる。
また、上記Mw/Mnが2未満であるとグリーンシートの塗工時のレベリング性が悪く、グリーンシートの平滑性が悪化する場合がある。Mw/Mnが8よりも大きいと、高分子量成分が多くなるため、グリーンシートの乾燥性が悪く、表面平滑性が悪化する場合がある。
上記Mw/Mnは3以上8以下であることがより好ましい。
なお、ポリスチレン換算による重量平均分子量、数平均分子量は、カラムとして例えばカラムLF-804(昭和電工社製)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)アクリル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、20℃以上60℃以下であることが好ましく、30℃以上60℃未満であることがより好ましい。
上記ガラス転移温度が上記範囲内であることで、可塑剤の添加量を少なくすることができ、上記(メタ)アクリル樹脂の持つ低温分解性を向上させることができる。
なお、上記Tgは、例えば、示差走査熱量計(DSC)等を用いて測定することができる。
上記ガラス転移温度は、より好ましい下限が35℃、更に好ましい下限が40℃、より好ましい上限が50℃である。
上記(メタ)アクリル樹脂は、10℃/分で加熱した場合の90重量%分解温度の好ましい上限が280℃である。
これにより、極めて高い低温分解性を実現して脱脂に要する時間を短縮することが可能となる。
上記90重量%分解温度の好ましい下限は230℃、より好ましい下限は250℃、より好ましい上限は270℃である。
なお、上記90重量%分解温度は、例えば、TG-DTA等を用いて測定することができる。
上記(メタ)アクリル樹脂は、厚み20μmのシート状に成形した場合の引張試験における最大応力が20N/mm以上であることが好ましい。
なお、上記最大応力は、オートグラフによる引張試験によって測定することができる。
通常、(メタ)アクリル樹脂は硬くて脆いため、シート状に成形して引っ張ると歪みが5%未満で破断する。そのため、ガラス転移温度が低い組成とすると降伏値を示さない。
一方、本発明の樹脂組成物において、(メタ)アクリル樹脂の組成を調整することで、シート状に成形して引っ張った際にも降伏応力を示すものとなる。この際のシート厚みは500μm程度とすることが好ましい。
本発明の樹脂組成物において、上記(メタ)アクリル樹脂は、メチルメタクリレートに由来するセグメントを20~50重量%、2-エチルへキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、イソノニルメタクリレート、イソステアリルメタクリレート、末端にエトキシ基又はエチルへキシル基を有するポリエチレングリコールメタクリレート、及び、末端にエトキシ又はエチルへキシル基を有するポリプロピレングリコールメタクリレートからなる群より選択される少なくとも1種に由来するセグメントの合計が10~39重量%、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを1~10重量%含有することが好ましい。以下、上記(メタ)アクリル樹脂を「第1の態様の(メタ)アクリル樹脂」ともいう。
上記第1の態様の(メタ)アクリル樹脂において、上記メチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量の好ましい下限は20重量%、好ましい上限は50重量%である。上記含有量を20重量%以上、50重量%以下とすることで、優れた低温分解特性を発現でき、ガラス転移温度を高めることが可能となるため、高剛性の成形体を作製することができる。より好ましい下限は25重量%、より好ましい上限は40重量%である。
上記第1の態様の(メタ)アクリル樹脂は、2-エチルへキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、イソノニルメタクリレート、イソステアリルメタクリレート、末端にエトキシ基又はエチルへキシル基を有するポリエチレングリコールメタクリレート、及び、末端にエトキシ又はエチルへキシル基を有するポリプロピレングリコールメタクリレートから選択される少なくとも1種に由来するセグメントを有することが好ましい。これにより、得られる無機微粒子分散シートが脆くなってしまうことを防止できる。
上記第1の態様の(メタ)アクリル樹脂において、2-エチルへキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、イソノニルメタクリレート、イソステアリルメタクリレート、末端にエトキシ基又はエチルへキシル基を有するポリエチレングリコールメタクリレート、及び、末端にエトキシ又はエチルへキシル基を有するポリプロピレングリコールメタクリレートから選択される1種に由来するセグメントの合計含有量の好ましい下限は10重量%、好ましい上限は39重量%である。上記含有量を10重量%以上、39重量%以下とすることで、極めて優れた低温分解性を実現できるとともに、脆さを改善した成形体を作製できる。より好ましい下限は15重量%、より好ましい上限は35重量%である。
本発明の樹脂組成物において、上記(メタ)アクリル樹脂は、メチルメタクリレートに由来するセグメント、イソブチルメタクリレートに由来するセグメント、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメント及びエステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを有し、前記メチルメタクリレートに由来するセグメントと前記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントとの合計含有量が50~70重量%、前記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が1~10重量%、前記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が15~40重量%であり、前記(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度が30℃以上60℃未満であり、前記(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)が10万~300万であり、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が2以上8以下であることが好ましい。以下、上記(メタ)アクリル樹脂を「第2の態様の(メタ)アクリル樹脂」ともいう。
上記第2の態様の(メタ)アクリル樹脂は、メチルメタクリレートに由来するセグメント及びイソブチルメタクリレートに由来するセグメントを有することが好ましい。
上記(メタ)アクリル樹脂は、イソブチルメタクリレートに由来するセグメントを有することにより、優れた低温分解性を発揮することができる。また、メチルメタクリレートに由来するセグメントを有することにより、イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの300℃付近での分解性の悪化を抑制して、低温分解性を更に向上させることができる。
上記第2の態様の(メタ)アクリル樹脂におけるメチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量の好ましい下限は5重量%、より好ましい下限は7.5重量%、好ましい上限は68重量%、より好ましい上限が66.5重量%である。
上記メチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量が5重量%以上であると、イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの300℃付近での分解性の悪化を充分に抑制することができる。上記メチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量が68重量%以下であると、分解開始温度を低くして優れた低温分解性を発揮することができる。
上記第2の態様の(メタ)アクリル樹脂におけるイソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量の好ましい下限は2重量%、より好ましい下限は2.5重量%、好ましい上限は65重量%、より好ましい上限は59.5重量%である。
上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量が2重量%以上であると、分解開始温度を低くして優れた低温分解性を発揮することができる。上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量が65重量%以下であると、300℃付近での分解性の悪化を抑制する効果を充分に発揮させることができる。
上記第2の態様の(メタ)アクリル樹脂において、上記メチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量と上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量との重量比は15:85~95:5であることが好ましい。
上記範囲であると、得られる(メタ)アクリル樹脂の分解開始温度を充分に低くすることができる。
上記重量比は、20:80~70:30であることがより好ましい。
上記第2の態様の(メタ)アクリル樹脂における上記メチルメタクリレートに由来するセグメント及び上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの合計含有量は、好ましい下限が50重量%、好ましい上限が70重量%である。
上記合計含有量が50重量%以上であると優れた低温分解性を発揮することができる。上記合計含有量が70重量%以下であると得られる積層体の強度を充分に向上させることができる。
上記合計含有量は、より好ましい下限が55重量%、より好ましい上限が65重量%である。
上記第2の態様の(メタ)アクリル樹脂における上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量は、好ましい下限が15重量%、好ましい上限が40重量%である。
上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が15重量%以上であると、得られる無機微粒子分散シートを強靭にすることができる。上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルの含有量が40重量%以下であると、(メタ)アクリル樹脂の分解終了温度を充分に低くして、低温分解性に優れたものとすることができる。
上記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量は、より好ましい下限が20重量%、より好ましい上限が35重量%である。
本発明の樹脂組成物において、上記(メタ)アクリル樹脂は、更にn-ブチルメタクリレートに由来するセグメント及び/又はエチルメタクリレートに由来するセグメントと、イソブチルメタクリレートに由来するセグメントと、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントと、エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントとを有し、前記n-ブチルメタクリレートに由来するセグメントと前記エチルメタクリレートに由来するセグメントと前記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントとの合計含有量が30~92重量%、前記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が1~10重量%、前記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が5~30重量%であり、前記(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度が35℃以上60℃未満であり、前記(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)が10万~300万であることが好ましい。以下、上記(メタ)アクリル樹脂を「第3の態様の(メタ)アクリル樹脂」ともいう。
上記第3の態様の(メタ)アクリル樹脂は、イソブチルメタクリレートに由来するセグメントを有することが好ましい。上記(メタ)アクリル樹脂は、イソブチルメタクリレートに由来するセグメントを有することにより、優れた低温分解性を発揮することができる。一方で、イソブチルメタクリレートは焼成した際に煤(残留炭素)が発生しやすいという問題があり、n-ブチルメタクリレート及び/又はエチルメタクリレートに由来するセグメントを有することにより、低温分解性を維持したまま、残留炭素を低減させることができる。このため、イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの300℃付近での分解性の悪化を抑制して、低温分解性を更に向上させることができ、更にイソブチルメタクリレートの脆性を改善することができる。
上記第3の態様の(メタ)アクリル樹脂における上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントと、上記n-ブチルメタクリレート及び/又はエチルメタクリレートに由来するセグメントとの合計含有量は、好ましい下限が30重量%、好ましい上限が92重量%である。
上記合計含有量が30重量%以上であると優れた低温分解性を発揮することができる。上記合計含有量が92重量%以下であると得られる積層体の強度を充分に向上させることができる。
上記合計含有量は、より好ましい下限が40重量%、更に好ましい下限が65重量%、特に好ましい下限が70重量%、より好ましい上限が92重量%、更に好ましい上限が90重量%である。
上記n-ブチルメタクリレート及び/又はエチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量と上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量との重量比は7:93~60:40であることが好ましく、7:93~25:75であることがより好ましく、10:90~25:75であることが更に好ましい。
上記範囲であると、得られる(メタ)アクリル樹脂の分解開始温度を充分に低くすることができる。
上記第3の態様の(メタ)アクリル樹脂における上記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量は、好ましい下限が16重量%、より好ましい下限が20重量%、更に好ましい下限が45重量%、特に好ましい下限が50重量%、好ましい上限が65重量%、より好ましい上限が63重量%、更に好ましい上限が55重量%である。
上記第3の態様の(メタ)アクリル樹脂における上記n-ブチルメタクリレート及び/又はエチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量は、好ましい下限が4重量%、より好ましい下限が5重量%、好ましい上限が42重量%、より好ましい上限が35重量%、更に好ましい上限が30重量%である。
上記第3の態様の(メタ)アクリル樹脂は、更に、メチルメタクリレートに由来するセグメントを有していてもよい。
上記メチル(メタ)アクリレートに由来するセグメントの含有量は、好ましい下限が5重量%、好ましい上限が40重量%である。
上記含有量が5重量%以上であると、分解温度を低温化させることができる。上記含有量が40重量%以下であると、グリーンシートとしての取り扱い性を向上させることができる。
上記含有量は、より好ましい下限が15重量%、より好ましい上限が35重量%、更に好ましい上限が20重量%である。
本発明の樹脂組成物を製造する方法としては特に限定されない。例えば、メチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステル等を含む原料モノマー混合物に有機溶剤等を加えてモノマー混合液を調整する。更に、得られたモノマー混合液に重合開始剤を添加して、上記原料モノマーを共重合させる方法が挙げられる。
重合させる方法は特に限定されず、乳化重合、懸濁重合、塊状重合、界面重合、溶液重合等が挙げられる。なかでも、溶液重合が好ましい。
上記重合開始剤としては、例えば、P-メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロキシパーオキサイド、t-ブチルハイドロキシパーオキサイド、過酸化シクロヘキサノン、ジコハク酸パーオキサイド等が挙げられる。
これらの市販品としては、例えば、パーメンタH、パークミルP、パーオクタH、パークミルH-80、パーブチルH-69、パーヘキサH、パーロイルSA(何れも日油社製)等が挙げられる。
また、本発明の樹脂組成物と、無機微粒子と、有機溶剤と、可塑剤とを用いて無機微粒子分散スラリー組成物を作製することができる。
本発明の樹脂組成物、無機微粒子、有機溶剤及び可塑剤を含有する無機微粒子分散スラリー組成物もまた、本発明の1つである。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物は、有機溶剤を含有する。
上記有機溶剤としては特に限定されないが、無機微粒子分散シートを作製する際に、塗工性、乾燥性、無機粉末の分散性等に優れたものであることが好ましい。
例えば、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソプロパノール、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、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、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、テルピネオールアセテート、ジヒドロテルピネオール、ジヒドロテル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、クレゾール等が挙げられる。なかでも、テルピネオール、テルピネオールアセテート、ジヒドロテルピネオール、ジヒドロテルピネオールアセテート、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、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、テキサノールが好ましい。また、テルピネオール、テルピネオールアセテート、ジヒドロテルピネオール、ジヒドロテルピネオールアセテートがより好ましい。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。
上記有機溶剤の沸点は90~160℃であることが好ましい、上記沸点が90℃以上であることで、蒸発が早くなりすぎず、取り扱い性に優れる。上記沸点を160℃以下とすることで、無機微粒子分散シートの強度を向上させることが可能となる。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物における上記有機溶剤の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は10重量%、好ましい上限は60重量%である。上記範囲内とすることで、塗工性、無機微粒子の分散性を向上させることができる。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物は、無機微粒子を含有する。
上記無機微粒子は特に限定されず、例えば、ガラス粉末、セラミック粉末、蛍光体微粒子、珪素酸化物等、金属微粒子等が挙げられる。
上記ガラス粉末は特に限定されず、例えば、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や、CaO-Al-SiO系、MgO-Al-SiO系、LiO-Al-SiO系等の各種ケイ素酸化物のガラス粉末等が挙げられる。
また、上記ガラス粉末として、SnO-B-P-Al混合物、PbO-B-SiO混合物、BaO-ZnO-B-SiO混合物、ZnO-Bi-B-SiO混合物、Bi-B-BaO-CuO混合物、Bi-ZnO-B-Al-SrO混合物、ZnO-Bi-B混合物、Bi-SiO混合物、P-NaO-CaO-BaO-Al-B混合物、P-SnO混合物、P-SnO-B混合物、P-SnO-SiO混合物、CuO-P-RO混合物、SiO-B-ZnO-NaO-LiO-NaF-V混合物、P-ZnO-SnO-RO-RO混合物、B-SiO-ZnO混合物、B-SiO-Al-ZrO混合物、SiO-B-ZnO-RO-RO混合物、SiO-B-Al-RO-RO混合物、SrO-ZnO-P混合物、SrO-ZnO-P混合物、BaO-ZnO-B-SiO混合物等のガラス粉末も用いることができる。なお、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である。
特に、PbO-B-SiO混合物のガラス粉末や、鉛を含有しないBaO-ZnO-B-SiO混合物又はZnO-Bi-B-SiO混合物等の無鉛ガラス粉末が好ましい。
上記セラミック粉末は特に限定されず、例えば、アルミナ、フェライト、ジルコニア、ジルコン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸亜鉛、チタン酸ランタン、チタン酸ネオジウム、チタン酸ジルコン鉛、窒化アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ホウ素、錫酸バリウム、錫酸カルシウム、珪酸マグネシウム、ムライト、ステアタイト、コーディエライト、フォルステライト等が挙げられる。
また、ITO、FTO、酸化ニオブ、酸化バナジウム、酸化タングステン、ランタンストロンチウムマンガナイト、ランタンストロンチウムコバルトフェライト、イットリウム安定化ジルコニア、ガドリニウムドープセリア、酸化ニッケル、ランタンクロマイト等も使用することができる。
上記蛍光体微粒子は特に限定されず、例えば、蛍光体物質としては、ディスプレイ用の蛍光体物質として従来知られている青色蛍光体物質、赤色蛍光体物質、緑色蛍光体物質などが用いられる。青色蛍光体物質としては、例えば、MgAl1017:Eu、YSiO:Ce系、CaWO:Pb系、BaMgAl1423:Eu系、BaMgAl1627:Eu系、BaMgAl1423:Eu系、BaMgAl1427:Eu系、ZnS:(Ag,Cd)系のものが用いられる。赤色蛍光体物質としては、例えば、Y:Eu系、YSiO:Eu系、YAl12:Eu系、Zn(PO:Mn系、YBO:Eu系、(Y,Gd)BO:Eu系、GdBO:Eu系、ScBO:Eu系、LuBO:Eu系のものが用いられる。緑色蛍光体物質としては、例えば、ZnSiO:Mn系、BaAl1219:Mn系、SrAl1319:Mn系、CaAl1219:Mn系、YBO:Tb系、BaMgAl1423:Mn系、LuBO:Tb系、GdBO:Tb系、ScBO:Tb系、Sr6SiCl:Eu系のものが用いられる。その他、ZnO:Zn系、ZnS:(Cu,Al)系、ZnS:Ag系、YS:Eu系、ZnS:Zn系、(Y,Cd)BO:Eu系、BaMgAl1223:Eu系のものも用いることができる。
上記金属微粒子は特に限定されず、例えば、銅、ニッケル、パラジウム、白金、金、銀、アルミニウム、タングステンやこれらの合金等からなる粉末等が挙げられる。
また、カルボキシル基、アミノ基、アミド基等との吸着特性が良好で酸化されやすい銅や鉄等の金属も好適に用いることができる。これらの金属粉末は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、金属錯体のほか、種々のカーボンブラック、カーボンナノチューブ等を使用してもよい。
上記無機微粒子は、リチウム又はチタンを含有することが好ましい。具体的には例えば、LiO・Al・SiO系無機ガラス等の低融点ガラス、LiS-M(M=B、Si、Ge、P)等のリチウム硫黄系ガラス、LiCeO等のリチウムコバルト複合酸化物、LiMnO等のリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムバナジウム複合酸化物、リチウムジルコニウム複合酸化物、リチウムハフニウム複合酸化物、ケイリン酸リチウム(Li3.5Si0.50.5)、リン酸チタンリチウム(LiTi(PO)、チタン酸リチウム(LiTi12)、Li4/3Ti5/3、LiCoO、リン酸ゲルマニウムリチウム(LiGe(PO)、Li-SiS系ガラス、LiGeS-LiPS系ガラス、LiSiO、LiMn、LiS-P系ガラス・セラミクス、LiO-SiO、LiO-V-SiO、LiS-SiS-LiSiO系ガラス、LiPON等のイオン導電性酸化物、LiO-P-B、LiO-GeOBa等の酸化リチウム化合物、LiAlTi(PO系ガラス、LaLiTiO系ガラス、LiGe系ガラス、LiLaZr12系ガラス、LiSiCl系ガラス、LiNbO等のリチウムニオブ酸化物、Li-β-アルミナ等のリチウムアルミナ化合物、Li14Zn(GeO等のリチウム亜鉛酸化物等が挙げられる。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物におけ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、好ましい下限が10重量%、好ましい上限が90重量%である。10重量%以上とすることで、充分な粘度を有し、優れた塗工性を有するものとすることができ、90重量%以下とすることで、無機微粒子の分散性に優れるものとすることができる。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物は、可塑剤を含有する。
上記可塑剤としては、例えば、例えば、アジピン酸ジ(ブトキシエチル)、アジピン酸ジブトキシエトキシエチル、トリエチレングリコールビス(2-エチルヘキサノエート)、トリエチレングリコールジヘキサノエート、アセチルクエン酸トリブチル、セバシン酸ジブチル等が挙げられる。
これらの可塑剤を用いることで、通常の可塑剤を使用する場合と比較して可塑剤添加量を低減することが可能となる(バインダーに対して30重量%程度添加されるところ、25重量%以下、更に20重量%以下に低減可能)。
なかでも、非芳香族の可塑剤を使用することが好ましく、アジピン酸、トリエチレングリコール又はクエン酸に由来する成分を含有することがより好ましい。なお、芳香環を有する可塑剤は、燃焼して煤になりやすいため好ましくない。
また、上記可塑剤としては、炭素数4以上のアルキル基を有するものが好ましい。
上記可塑剤は、炭素数が4以上のアルキル基を含有することで、可塑剤への水分の吸収を抑制して、得られる無機微粒子分散シートにボイドやふくれ等の不具合を発生することを防止することができる。特に、可塑剤のアルキル基は分子末端に位置していることが好ましい。
上記可塑剤は、炭素:酸素比が5:1~3:1であることが好ましい。
炭素:酸素比を上記範囲とすることで、可塑剤の燃焼性を向上させて、残留炭素の発生を防止することができる。また、(メタ)アクリル樹脂との相溶性を向上させて、少量の可塑剤でも可塑化効果を発揮させることができる。
また、プロピレングリコール骨格やトリメチレングリコール骨格の高沸点有機溶媒も、炭素数が4以上のアルキル基を含有し、炭素:酸素比が5:1~3:1であれば好ましく用いることができる。
上記可塑剤の沸点は240℃以上390℃未満であることが好ましい。上記沸点を240℃以上とすることで、乾燥工程で蒸発しやすくなり、成形体への残留を防止できる。また、390℃未満とすることで、残留炭素が生じることを防止できる。なお、上記沸点は、常圧での沸点をいう。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物における上記可塑剤の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は0.1重量%、好ましい上限は3.0重量%である。上記範囲内とすることで、可塑剤の焼成残渣を少なくすることができる。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物における上記(メタ)アクリル樹脂の含有量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30重量%である。
上記(メタ)アクリル樹脂の含有量を上記範囲内とすることで、低温で焼成しても脱脂可能な無機微粒子分散スラリー組成物とすることができる。
上記(メタ)アクリル樹脂の含有量は、より好ましい下限が6重量%、より好ましい上限が12重量%である。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物は、界面活性剤等の添加剤を含有してもよい。
上記界面活性剤は特に限定されず、例えば、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤が挙げられる。
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、HLB値が10以上20以下のノニオン系界面活性剤であることが好ましい。ここで、HLB値とは、界面活性剤の親水性、親油性を表す指標として用いられるものであって、計算方法がいくつか提案されており、例えば、エステル系の界面活性剤について、鹸化価をS、界面活性剤を構成する脂肪酸の酸価をAとし、HLB値を20(1-S/A)等の定義がある。具体的には、脂肪鎖にアルキレンエーテルを付加させたポリエチレンオキサイドを有するノニオン系界面活性剤が好適であり、具体的には例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル等が好適に用いられる。なお、上記ノニオン系界面活性剤は、熱分解性がよいが、大量に添加すると無機微粒子分散スラリー組成物の熱分解性が低下することがあるため、含有量の好ましい上限は5重量%である。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物の粘度は特に限定されないが、20℃においてB型粘度計を用いプローブ回転数を5rpmに設定して測定した場合の粘度の好ましい下限が0.1Pa・s、好ましい上限が100Pa・sである。
上記粘度を0.1Pa・s以上とすることで、ダイコート印刷法等により塗工した後、得られる無機微粒子分散シートが所定の形状を維持することが可能となる。また、上記粘度を100Pa・s以下とすることで、ダイの塗出痕が消えない等の不具合を防止して、印刷性に優れるものとすることができる。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物を作製する方法は特に限定されず、従来公知の攪拌方法が挙げられ、具体的には、例えば、上記(メタ)アクリル樹脂、上記可塑剤、上記無機微粒子、上記有機溶剤及び必要に応じて添加される他の成分を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スラリー組成物を、片面離型処理を施した支持フィルム上に塗工し、有機溶剤を乾燥させ、シート状に成形することで、無機微粒子分散シートを製造することができる。このような無機微粒子分散シートもまた本発明の1つである。
本発明の無機微粒子分散シートは、厚みが1~20μmであることが好ましい。
本発明の無機微粒子分散シートの製造方法としては、例えば、本発明の無機微粒子分散スラリー組成物をロールコーター、ダイコーター、スクイズコーター、カーテンコーター等の塗工方式によって支持フィルム上に均一に塗膜を形成する方法等が挙げられる。
なお、無機微粒子分散シートを製造する場合、重合液をそのまま無機微粒子分散スラリー組成物として、(メタ)アクリル樹脂を乾燥させずに、無機微粒子分散シートに加工することが好ましい。
(メタ)アクリル樹脂を乾燥させると、再度溶液化した際にパーティクルと呼ばれる未乾燥粒子が発生し、このようなパーティクルは、カートリッジフィルター等を用いた濾過でも除去することが難しく、無機微粒子分散シートの強度に悪影響を及ぼすためである。
本発明の無機微粒子分散シートを製造する際に用いる支持フィルムは、耐熱性及び耐溶剤性を有すると共に可撓性を有する樹脂フィルムであることが好ましい。支持フィルムが可撓性を有することにより、ロールコーター、ブレードコーターなどによって支持フィルムの表面に無機微粒子分散スラリー組成物を塗布することができ、得られる無機微粒子分散シート形成フィルムをロール状に巻回した状態で保存し、供給することができる。
上記支持フィルムを形成する樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリフロロエチレン等の含フッ素樹脂、ナイロン、セルロース等が挙げられる。
上記支持フィルムの厚みは、例えば、20~100μmが好ましい。
また、支持フィルムの表面には離型処理が施されていることが好ましく、これにより、転写工程において、支持フィルムの剥離操作を容易に行うことができる。
本発明の無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シートを、全固体電池の正極、固体電解質、負極の材料として使用することで全固体電池を製造することができる。また、本発明の無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シートを、誘電体グリーンシート、電極ペーストに用いることで積層セラミクスコンデンサを製造することができる。このような全固体電池や積層セラミクスコンデンサの製造方法もまた本発明の1つである。
本発明の全固体電池の製造方法は、電極活物質及び電極活物質層用バインダーを含有する電極活物質層用スラリーを成形して電極活物質シートを作製する工程、前記電極活物質シートと本発明の無機微粒子分散シートとを積層して積層体を作製する工程、及び、前記積層体を焼成する工程とを有することが好ましい。
上記電極活物質としては特に限定されず、例えば、上記無機微粒子と同様のものを用いることができる。
上記電極活物質層用バインダーとしては、上記(メタ)アクリル樹脂を用いることができる。
上記電極活物質シートと本発明の無機微粒子分散シートとを積層する方法としては、それぞれシート化した後、熱プレスによる熱圧着、熱ラミネート等を行う方法等が挙げられる。
上記焼成する工程において、加熱温度の好ましい下限は250℃、好ましい上限は350℃である。
上記製造方法により、全固体電池を得ることができる。
上記全固体電池としては、正極活物質を含有する正極層、負極活物質を含有する負極層、及び、正極層と負極層との間に形成された固体電解質層を積層した構造を有することが好ましい。
本発明の積層セラミクスコンデンサの製造方法は、本発明の無機微粒子分散シートに導電ペーストを印刷、乾燥して、誘電体シートを作製する工程、及び、前記誘電体シートを積層する工程を有することが好ましい。
上記導電ペーストは、導電粉末を含有するものである。
上記導電粉末の材質は、導電性を有する材質であれば特に限定されず、例えば、ニッケル、パラジウム、白金、金、銀、銅及びこれらの合金等が挙げられる。これらの導電粉末は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記導電ペーストに使用されるバインダー樹脂、有機溶媒としては、本発明の無機微粒子分散スラリー組成物と同様のものを用いることができる。
特に、バインダー樹脂としては、本発明の樹脂組成物を用いることが好ましい。
上記導電ペーストを印刷する方法は特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、ダイコート印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。
本発明の積層セラミクスコンデンサの製造方法では、上記導電ペーストを印刷した誘電体シートを積層することで、積層セラミクスコンデンサが得られる。
本発明によれば、低温で優れた分解性を有するとともに、高い強度の成形体が得られ、更なる多層化及び薄膜化を実現して、優れた特性を有する全固体電池や積層セラミクスコンデンサ等のセラミクス積層体を製造することが可能な樹脂組成物を提供することができる。また、該樹脂組成物を用いる無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シート、全固体電池の製造方法及び積層セラミクスコンデンサの製造方法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ない。
(実施例1)
(1)樹脂組成物の調製
攪拌機、冷却器、温度計、湯浴及び、窒素ガス導入口を備えた2Lセパラプルフラスコを用意した。2Lセパラプルフラスコに、表1に示す配合となるようにモノマーを投入した。更に、有機溶剤として酢酸ブチル100重量部とを混合し、モノマー混合液を得た。
なお、モノマーとしては、以下のものを用いた。
MMA:メチルメタクリレート
iBMA:イソブチルメタクリレート
iDMA:イソデシルメタクリレート(エステル置換基の炭素数:10)
GMA:グリシジルメタクリレート
BMA:n-ブチルメタクリレート
HEMA:2-ヒドロキシエチルメタクリレート
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湯浴が沸騰するまで昇温した。重合開始剤を酢酸ブ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ブチル溶液を数回添加した。
重合開始から7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)アクリル樹脂を含有する樹脂組成物を得た。
(2)無機微粒子分散スラリー組成物の調製
得られた樹脂組成物40重量部に、無機微粒子としてLiS-P系ガラス(平均粒子径2.0μm)、可塑剤としてアジピン酸ジ(ブトキシエチル)、溶媒として酢酸ブチルを表1に示す配合比となるように添加し、高速攪拌機で混練し、無機微粒子分散スラリー組成物を得た。
(3)無機微粒子分散シートの作製
得られた無機微粒子分散スラリー組成物を、予め離型処理したポリエチレンテレフタレート(PET)からなる支持フィルム(幅400mm,長さ30m,厚さ38μm)上にブレードコーターを用いて塗布し、形成された塗膜を40℃で10時間乾燥することにより溶剤を除去して、厚さ50μmの無機微粒子分散シートを支持フィルム上に形成した。
(4)全固体電池の作製
得られた無機微粒子分散シートを支持フィルムから剥がし、無機微粒子分散シート上に、負極としてインジウム金属箔を貼り付けて、負極/固体電解質積層シートを得た。
また、「(1)樹脂組成物の調製」で得られた(メタ)アクリル樹脂の酢酸ブチル溶液40重量部に、無機微粒子としてLiCoO(平均粒子径1μm)20重量部、LiS-P系ガラス(平均粒子径2.0μm)27重量部、導電助剤としてアセチレンブラック(一次粒径35nm)3重量部の合計50重量部を投入した。その後、可塑剤としてアジピン酸ジ(ブトキシエチル)10重量部を投入して、高速攪拌機で混練し、正極用無機微粒子分散スラリー組成物を得た。
得られた正極用無機微粒子分散スラリー組成物を用い、「(3)無機微粒子分散シートの作製」と同様にして、正極シートを作製した。
得られた正極シートと、負極/固体電解質積層シートとをラミネーターを用いて張り合わせ、負極/固体電解質/正極積層シートを得た。
得られた積層シートを2cm×1cmの大きさに打ち抜き、アルミナ基板上で300℃に設定した電気炉で6時間焼成し、バインダーと可塑剤を除去しガラス積層体を得た。
「(1)樹脂組成物の調製」で得られた樹脂組成物20重量部に低融点ガラスフリット(平均粒子径2μm)10重量部と銀パラジウム粒子(平均粒子径1μm)70重量部、可塑剤としてテルピネオール50重量部、高速攪拌機で混練し、電極スラリー組成物を得た。
次いで、得られたガラス積層体の端部を電極スラリー組成物に接触させ、集電電極を形成した。その後、300℃オーブンで1時間焼成し、電極を脱脂し、全固体電池を得た。
(実施例2~27、比較例1~18)
「(1)樹脂組成物の調製」において、表1及び2に示す配合となるようにモノマーを混合し、(メタ)アクリル樹脂及び可塑剤を表1及び2に示す組成になるようにした以外は実施例1と同様にして、樹脂組成物、無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シート及び全固体電池を作製した。
モノマーとしては以下のものを用いた。
2EHMA:2-エチルヘキシルメタクリレート(エステル置換基の炭素数:8)
iNMA:イソノニルメタクリレート(エステル置換基の炭素数:9)
LMA:ラウリルメタクリレート(エステル置換基の炭素数:12)
iSMA:イソステアリルメタクリレート(エステル置換基の炭素数:18)
PEOMA:ポリエチレングリコールメタクリレート(エステル置換基の炭素数:8)
EPOMA:エトキシポリプロピレングリコールメタクリレート(エステル置換基の炭素数:11)
MPOMA:メトキシトリイソプロピレングリコールメタクリレート(エステル置換基の炭素数:10)
MPPMA:メトキシポリプロピレングリコールメタクリレート(エステル置換基の炭素数:10)
BEOMA:イソブトキシジエチレングリコールメタクリレート(エステル置換基の炭素数:8)
PPBMA:ポリプロピレングリコール-ポリブチレングリコールメタクリレート(エステル置換基の炭素数:27)
ECHMA:3,4-エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート
HBAG:4-ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル
MAA:メチルアクリレート
EMA:エチルメタクリレート
なお、比較例7、9、15及び16では、得られた樹脂組成物が脆く、「(3)無機微粒子分散シートの作製」において、塗膜を乾燥させる際に粉々に割れてしまい、無機微粒子分散シートを作製することができず、全固体電池を作製することができなかった。
また、比較例8、10及び18では、無機微粒子分散シートの腰がなく、「(4)全固体電池の作製」において、支持フィルムから剥がす際にシートが破れてしまい、全固体電池を作製することができなかった。
(実施例28~31、比較例19~22)
(5)導電ペーストの調製
実施例1で得られた樹脂組成物を乾燥させ、テルピネオール溶媒に樹脂固形分が11重量%となるように溶解させて樹脂組成物溶液を得た。得られた樹脂組成物溶液44重量部に対して分散剤としてオレイン酸1重量部、導電微粒子としてニッケル粉(「NFP201」、JFEミネラル社製)55重量部を加え、三本ロールミルにて混合し、導電ペーストを得た。
(6)セラミックグリーンシートの作製
実施例1、6、9、19、比較例1、3、5及び14で得られた樹脂組成物、無機微粒子としてチタン酸バリウム(「BT-02」、堺化学工業社製、平均粒子径0.2μm)、溶媒として酢酸ブチルを用いた。(メタ)アクリル酸樹脂、可塑剤、溶媒及び無機微粒子を表3に示す組成になるように添加し、ボールミルを用いて混合して無機微粒子分散スラリー組成物を得た。
得られた無機微粒子分散スラリーを、離型処理されたポリエステルフィルム上に、乾燥後の厚みが1μmになるように塗布し、常温で1時間乾燥後、熱風乾燥機を用いて80℃で3時間、次いで120℃で2時間乾燥させてセラミックグリーンシートを作製した。
(7)セラミック焼成体の作製
得られたセラミックグリーンシートの片面に、得られた導電ペーストを、乾燥後の厚みが1.5μmとなるようにスクリーン印刷法により塗工し、乾燥させて導電性を形成し、導電層形成セラミックグリーンシートを得た。得られた導電層形成セラミックグリーンシートを5cm角に切断し、100枚積み重ねて、温度70℃、圧力150kg/cmの条件で10分間加熱及び圧着し、積層体を得た。得られた積層体を、窒素雰囲気下、昇温速度3℃/分で400℃まで昇温し、5時間保持した後、昇温速度5℃/分で1350℃まで昇温し、10時間保持することにより、セラミック焼成体を作製した。
なお、比較例19及び20では、セラミックグリーンシートを積層することができず、セラミック焼成体を作製できなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
<評価>
実施例及び比較例で得られた(メタ)アクリル樹脂、無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シート、全固体電池、セラミックグリーンシート、セラミック焼成体について以下の評価を行った。結果を表4~6に示した。
(1)平均分子量測定
得られた(メタ)アクリル樹脂について、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(Mw/Mn)を測定した。得られたMw及びMw/Mnについて測定した。
〇:Mwが10万~300万の範囲内、かつ、Mw/Mnが2以上8以下の場合
×:上記〇以外の場合
(2)ガラス転移温度測定
得られた(メタ)アクリル樹脂について、示差走査熱量計(DSC)を用いてガラス転移温度(Tg)を測定した。得られたTgについて測定し、以下の基準で評価した。
〇:Tgが30℃以上60℃以下の場合
×:Tgが30℃未満、又は、60℃を超える場合
(3)樹脂シート引張試験
得られた樹脂組成物を離型処理したPETフィルムにアプリケーターを用いて塗工し、100℃送風オーブンで10分間乾燥させることで、厚み20μmの樹脂シートを作製した。方眼紙をカバーフィルムとして用い、はさみで幅1cmの短冊状の試験片を作製した。
得られた試験片について、23℃、50RH条件下でオートグラフAG-IS(島津製作所社製)を用いてチャック間距離3cm、引張速度10mm/minにて引張試験を行い、応力-ひずみ特性(降伏応力の有無、最大応力測定)を確認した。結果について以下の基準で評価した。
○:降伏応力を示し、最大応力が20N/mm以上である場合
×:上記○以外の場合
(4)焼結性
得られた無機微粒子分散スラリー組成物をTG-DTAのアルミナパンに詰め、10℃/minにて昇温し、溶媒を蒸発、樹脂、可塑剤を熱分解させた。その後、重量が36重量%を示した(90重量%脱脂が終了した)温度を測定し、分解終了温度とした。得られた分解終了温度について以下の基準で評価した。
◎:分解温度が270度以下の場合
○:分解終了温度が270度を超えており、300℃以下の場合
×:分解終了温度が300℃を超えていた場合
(5)電池性能評価
得られた全固体電池について、充放電評価装置TOSCAT-3000(東洋システム社製)を用いて、得られた全固体電池を4.0Vまで0.1mAで充電、3.5V放電を30サイクル繰り返し、30サイクル目の放電容量について以下の基準で評価した。なお、比較例1、2、5~10では、全固体電池を作製することができず、充放電評価を行うことができなかった。また、比較例3及び11で得られた負極/固体電解質/正極積層シートは茶褐色に変色しており、得られた全固体電池は電池としての機能を発現しなかった。更に、比較例12~16及び18では、無機微粒子分散シートの粘着性が高すぎ、支持フィルムから剥がす際にしわや破れが生じ、得られた全固体電池は数回の充放電により通電しなくなった。
◎:放電容量が60mAh以上の場合
〇:放電容量が10mAh以上、60mAh未満の場合
×:放電容量が10mAh未満、また、充放電評価を行うことができなかった場合
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
実施例1~23ではいずれの評価においても優れた特性が確認された。また、実施例24~27では更に優れた低温分解性を示し、特に優れた電池特性が得られた。
一方、比較例1~16及び18の組成は引張試験においては降伏応力を示さず、10%未満のひずみで破断した。降伏応力が現れず、無機シートに加工した際には可塑化効果が激しくなり、腰のないグリーンシートとなったため、取り扱い性に問題が生じた。また、比較例17及び18で得られた無機微粒子分散シートは茶褐色に変色しており、焼成残渣が多量に生じていた。
(6)シート巻き取り性
実施例28~31、比較例19~22で得られたセラミックグリーンシートの片側に離型処理されたPETフィルムを保護フィルムとして貼り合わせ、評価用の無機微粒子分散シートを作製した。
得られた無機微粒子分散シートを直径15cm、長さ50cmのポリプロピレンパイプに巻き付けて巻回体とし23℃の室温で24時間養生した。
巻回体からセラミックグリーンシートを巻き出し、端部から5m及び10mの部分を20cm×45cmで切り出して評価用シートを作製した。得られた評価用シートの状態を目視にて観察した。なお、比較例20では、捲回体からセラミックグリーンシートを剥離できず評価用シートを作製できず、シート巻き取り性の評価ができなかった。
〇:クラックが確認されなかった場合
×:評価用シートが作製できなかった、または、クラックが確認された場合
(7)シート接着性
実施例28~31、比較例19~22で得られたセラミック焼成体を常温まで冷却し、中央部の積層面に対し垂直方向に切断し、50層目付近のシートの断面の状態を電子顕微鏡で観察することにより、セラミック層と導電層との剥離の有無を確認し、以下の基準で評価した。なお、比較例19及び20では、積層体を作製できず、セラミック焼成体を作製することができなかったため、シート接着性の評価ができなかった。
〇:層間剥離が確認されなかった場合
×:セラミック焼成体を作製できなかった、または、層間剥離が確認された場合
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
実施例28~31ではいずれの評価においても優れた特性が確認された。一方、比較例19ではシート巻き取り性評価においてクラックが確認された。また、比較例20では巻回体からの剥離ができずシート巻き取り性が評価できなかった。更に、比較例19及び20では、積層体とすることができず、セラミック焼成体を作製できなかった。また、比較例21及び22では、シート巻き取り性評価においてクラックは確認されなかったが、無機微粒子分散シートは茶褐色に変色しており、焼成残渣が多量に生じていた。また、セラミック焼成体の断面観察では焼成残渣の影響で層間剥離が確認された。
本発明によれば、低温で優れた分解性を有するとともに、高い強度の成形体が得られ、更なる多層化及び薄膜化を実現して、優れた特性を有する全固体電池や積層セラミクスコンデンサ等のセラミクス積層体を製造することが可能な樹脂組成物を提供することができる。また、該樹脂組成物を用いる無機微粒子分散スラリー組成物、無機微粒子分散シート、全固体電池の製造方法及び積層セラミクスコンデンサの製造方法を提供することができる。

Claims (20)

  1. (メタ)アクリル樹脂を含有する樹脂組成物であって、
    前記(メタ)アクリル樹脂は、メチルメタクリレートに由来するセグメントとイソブチルメタクリレートに由来するセグメントとを合計で20~70重量%、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを1~10重量%、エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを5~40重量%含有する
    ことを特徴とする樹脂組成物。
  2. (メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度が20℃以上60℃以下であることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
  3. (メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)が10万~300万であることを特徴とする請求項1又は2記載の樹脂組成物。
  4. (メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が2以上8以下であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の樹脂組成物。
  5. (メタ)アクリル樹脂は、メチルメタクリレートに由来するセグメントを20~50重量%、2-エチルへキシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、イソノニルメタクリレート、イソステアリルメタクリレート、末端にエトキシ基又はエチルへキシル基を有するポリエチレングリコールメタクリレート、及び、末端にエトキシ又はエチルへキシル基を有するポリプロピレングリコールメタクリレートからなる群より選択される少なくとも1種に由来するセグメントの合計が10~39重量%、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを1~10重量%含有することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の樹脂組成物。
  6. (メタ)アクリル樹脂は、メチルメタクリレートに由来するセグメント、イソブチルメタクリレートに由来するセグメント、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメント及びエステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントを有し、前記メチルメタクリレートに由来するセグメントと前記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントとの合計含有量が50~70重量%、前記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が1~10重量%、前記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が15~40重量%であり、前記(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度が30℃以上60℃未満であり、前記(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)が10万~300万であり、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が2以上8以下であることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の樹脂組成物。
  7. エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルは、エステル置換基の炭素数が8~20であり、かつ、エステル置換基が分岐鎖構造を有することを特徴とする請求項6記載の樹脂組成物。
  8. エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルは、炭素数が8~20である分岐鎖状アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル又は分岐型のアルキレングリコール構造を有するポリアルキレングリコールメタクリレートであることを特徴とする請求項7記載の樹脂組成物。
  9. (メタ)アクリル樹脂におけるメチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量とイソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量との重量比が15:85~95:5であることを特徴とする請求項6、7又は8記載の樹脂組成物。
  10. (メタ)アクリル樹脂は、n-ブチルメタクリレートに由来するセグメント及び/又はエチルメタクリレートに由来するセグメントと、イソブチルメタクリレートに由来するセグメントと、グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントと、エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントとを有し、前記n-ブチルメタクリレートに由来するセグメントと前記エチルメタクリレートに由来するセグメントと前記イソブチルメタクリレートに由来するセグメントとの合計含有量が30~92重量%、前記グリシジル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が1~10重量%、前記エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルに由来するセグメントの含有量が5~30重量%であり、前記(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度が35℃以上60℃未満であり、前記(メタ)アクリル樹脂の重量平均分子量(Mw)が10万~300万であることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の樹脂組成物。
  11. (メタ)アクリル樹脂におけるイソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量が50~65重量%であることを特徴とする請求項10記載の樹脂組成物。
  12. (メタ)アクリル樹脂におけるn-ブチルメタクリレート及び/又はエチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量とイソブチルメタクリレートに由来するセグメントの含有量との重量比が7:93~60:40であることを特徴とする請求項10又は11記載の樹脂組成物。
  13. エステル置換基の炭素数が8以上である(メタ)アクリル酸エステルは、プロピレングリコール単位及びブチレングリコール単位のうちの少なくとも1つを有するポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項10、11又は12記載の樹脂組成物。
  14. (メタ)アクリル樹脂は、厚み20μmのシート状に成形した場合の引張試験における最大応力が20N/mm以上であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12又は13記載の樹脂組成物。
  15. 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13又は14記載の樹脂組成物、無機微粒子、有機溶剤及び可塑剤を含有することを特徴とする無機微粒子分散スラリー組成物。
  16. 無機微粒子は、リチウム又はチタンを含有することを特徴とする請求項15記載の無機微粒子分散スラリー組成物。
  17. 可塑剤は、アジピン酸、トリエチレングリコール又はクエン酸に由来する成分、及び、炭素数が4以上のアルキル基を含有し、炭素:酸素比が5:1~3:1であることを特徴とする請求項15又は16記載の無機微粒子分散スラリー組成物。
  18. 請求項15、16又は17記載の無機微粒子分散スラリー組成物を用いてなることを特徴とする無機微粒子分散シート。
  19. 請求項18記載の無機微粒子分散シートを用いることを特徴とする全固体電池の製造方法。
  20. 請求項18記載の無機微粒子分散シートを用いることを特徴とする積層セラミクスコンデンサの製造方法。
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