WO2020183635A1 - 焼成用スラリー組成物、グリーンシート、グリーンシートの製造方法、焼結体の製造方法、及び積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents

焼成用スラリー組成物、グリーンシート、グリーンシートの製造方法、焼結体の製造方法、及び積層セラミックコンデンサの製造方法 Download PDF

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alcohol resin
slurry composition
firing
green sheet
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豊 河合
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Definitions

  • the present invention relates to a slurry composition for firing, a green sheet, a method for producing a green sheet, a method for producing a sintered body, and a method for producing a multilayer ceramic capacitor. More specifically, a slurry composition for firing for producing a sintered body of inorganic powder, a green sheet containing a dried product of the slurry composition for firing, a method for producing a green sheet, a method for producing a sintered body, And a method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor.
  • an organic solvent such as toluene is mainly blended as a solvent in the binder composition and the slurry composition for firing for producing a ceramic green sheet.
  • the solvent to be blended in the binder composition for firing, the slurry composition, and the like is required to be converted from an organic solvent to an aqueous solvent.
  • Patent Document 1 discloses a coating composition for an aqueous ceramic green sheet containing a ceramic raw material, a binder resin, solvent water, and a plasticizer.
  • Patent Document 1 Although the coating composition for a water-based ceramic green sheet of Patent Document 1 is excellent in coatability at the time of sheet formation, it is difficult to have high flexibility while maintaining the strength of the sheet.
  • An object of the present invention is a slurry composition for firing, a green sheet, a method for producing a green sheet, a method for producing a sintered body, and laminating, which have high flexibility while maintaining the high strength of the sheet when formed on the sheet.
  • the purpose is to provide a method for manufacturing a ceramic capacitor.
  • the baking slurry composition according to one aspect of the present invention contains an amino alcohol compound (A) represented by the formula (1), an inorganic powder (B), a polyvinyl alcohol resin (C), and water. To do.
  • A amino alcohol compound represented by the formula (1)
  • B inorganic powder
  • C polyvinyl alcohol resin
  • R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • m and n are numbers that satisfy m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • the green sheet according to one aspect of the present invention contains the amino alcohol compound (A) represented by the formula (1), the inorganic powder (B), and the polyvinyl alcohol resin (C).
  • R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • m and n are numbers that satisfy m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • a method for producing a green sheet according to one aspect of the present invention is a firing containing an amino alcohol compound (A) represented by the formula (1), an inorganic powder (B), a polyvinyl alcohol resin (C), and water. Includes applying and drying the slurry composition for use.
  • R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • m and n are numbers satisfying m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • the method for producing a sintered body according to one aspect of the present invention includes firing the green sheet or the green sheet obtained by the method for producing the green sheet.
  • the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to one aspect of the present invention includes firing the green sheet or a laminate obtained by stacking a plurality of green sheets obtained by the method for manufacturing the green sheet.
  • the firing slurry composition and the green sheet according to the present embodiment will be described in detail.
  • the "green sheet” may be simply referred to as a "sheet”.
  • the baking slurry composition according to this embodiment contains an amino alcohol compound (A) represented by the formula (1), an inorganic powder (B), a polyvinyl alcohol resin (C), and water.
  • R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • m and n are numbers that satisfy m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • the amino alcohol compound (A) may have a function as a plasticizer.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) can have a function as a binder. Therefore, when forming a sheet from the baking slurry composition, it is possible to impart high strength and flexibility to the sheet. Then, since the inorganic powder (B) is contained, the inorganic powder (B) is formed by heating and firing the firing slurry composition or the sheet (green sheet) formed from the firing slurry composition. It is possible to sinter and prepare a sintered body from the slurry composition for firing.
  • the slurry composition for firing has an amino alcohol compound (A) and a polyvinyl alcohol resin (C), it may have solubility in water as a solvent. As a result, although the baking slurry composition contains water as a solvent, the components in the composition can be efficiently dispersed. Further, when the baking slurry composition contains the amino alcohol compound (A), the amino alcohol compound (A) having a relatively small molecule and having a three-dimensional structure is a polyvinyl alcohol resin (C) which is a polymer. ) Easy to get into the gaps between molecules. As a result, it is considered that the amino alcohol compound (A) is dispersed in the entire gap between the binder components (polyvinyl alcohol resin (C)), and the binder component is easily plasticized.
  • the amino alcohol compound (A) functions as a plasticizer to impart high flexibility to the sheet.
  • amino alcohol compound (A) and the polyvinyl alcohol resin (C) each have a hydroxyl group in the molecule, and these hydroxyl groups easily form an interaction with the surface of the inorganic powder (B). It is considered that it can contribute to the improvement of the strength of.
  • the firing slurry composition contains the polyvinyl alcohol resin (C)
  • the inorganic powder (B) such as ceramics
  • the sheet formed from the firing slurry composition is warped. It is easy to generate, and it is difficult to obtain sufficient adhesion to a carrier film (base material) such as polyethylene terephthalate (PET).
  • the adhesion of the sheet to the substrate can be improved by further containing the amino alcohol compound (A).
  • the sheet formed on the base material can have peelability derived from the polyvinyl alcohol resin (C). Therefore, the baking slurry composition of the present embodiment has good adhesion to the base material and good peelability from the base material even when a sheet is formed from the baking slurry composition on the base material. It is possible to realize both.
  • the amino alcohol compound (A) that has entered the gaps of the polyvinyl alcohol resin (C) can act at the interface, so that the amino alcohol compound (Amino alcohol compound) A) can also contribute to adhesiveness.
  • amino alcohol compound (A) The amino alcohol compound (A) has a structure represented by the following formula (1).
  • R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • m and n are numbers that satisfy m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • the amino alcohol compound (A) can impart a high plasticizing effect to the baking slurry composition. Therefore, the sheet formed from the firing slurry composition can have flexibility. Further, the amino alcohol compound (A) can impart high adhesion to a substrate such as PET to the sheet formed from the baking slurry composition.
  • M and n in the formula (1) may be appropriately set according to the purpose as long as they satisfy m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1, but for example, m + n may be 50 or less.
  • m + n is more preferably 40 or less, and m + n is even more preferably 30 or less.
  • the HLB value of the amino alcohol compound (A) is preferably 5 or more and 10 or less.
  • the HLB value is a numerical value representing the balance between hydrophilicity and hydrophobicity, and is calculated based on the ratio of the hydrophilic group and the hydrophobic group.
  • the amino alcohol compound (A) is, for example, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, Nt-butylethanolamine, diethanolamine, N-methyldiethanolamine, Nn-butyldiethanolamine, Nt-butyldiethanolamine, It is at least one compound selected from the group consisting of N-lauryldiethanolamine, N-stearyldiethanolamine, polyoxyethylene dodecylamine, polyoxyethylene laurylamine, and polyoxyethylene stearylamine.
  • the amino alcohol compound (A) preferably contains an amino alcohol compound (A1) having a structure represented by the following formula (2).
  • R is preferably an alkyl group having 10 or more carbon atoms and 20 or less carbon atoms, and m and n are preferably numbers satisfying m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • the amino alcohol compound (A1) has a hydrophilic hydroxyl group and a lipophilic alkyl group. Therefore, particularly high flexibility and strength can be imparted to the sheet formed from the baking slurry composition in a well-balanced manner.
  • glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol and the like have been blended as a plasticizer in a slurry composition for firing, but since these plasticizers are components that easily absorb water.
  • the baking slurry composition contains the amino alcohol compound (A1)
  • the lipophilic alkyl group of the amino alcohol compound (A1) is more on the surface of the sheet than the hydrophilic hydroxyl group. Since it is likely to appear in the sheet, water resistance can be imparted to the sheet. As a result, even when the sheet is stored, it is possible to prevent moisture and the like in the air from entering the inside of the sheet. Therefore, when the sheet formed from the baking slurry composition is fired, the sheet can be suppressed from being damaged due to evaporation of water inside the sheet. It is more preferable that R in the formula (2) has 10 or more and 15 or less carbon atoms.
  • the amino alcohol compound (A1) preferably contains at least one compound selected from the group consisting of polyoxyethylene dodecylamine, polyoxyethylene laurylamine, and polyoxyethylene stearylamine.
  • the amount of the amino alcohol compound (A) with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin (C) is preferably 2 parts by mass or more and 75 parts by mass or less.
  • the amount of the amino alcohol compound (A) is within this range, it is possible to suppress the exudation of the amino alcohol (A) in the baking slurry composition. Further, in this case, since the volatilization of the amino alcohol (A) can be suppressed, the storage stability of the firing slurry composition can be improved, and the foaming of the firing slurry composition can be suppressed.
  • the amount of the amino alcohol compound (A) with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin (C) is more preferably 4 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, and further preferably 6 parts by mass or more and 20 parts by mass or less.
  • the inorganic powder (B) can contain an appropriate material according to the characteristics required for the sintered body produced from the inorganic powder (B).
  • the inorganic powder (B) may contain a conductive material or a dielectric material.
  • the inorganic powder (B) contains at least one material selected from the group consisting of, for example, metal oxides, carbides, borides, sulfides, nitrides and the like.
  • the metals include, for example, Au, Ag, Cu, Li, Pd, K, Be, Mg, B, Al, Si, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Ga, In, lanthanide, actinide, Ti, Zr, Hf, Includes at least one selected from the group consisting of Bi, V, Nb, Ta, W, Mn, Fe, Ca, Ni and the like.
  • the inorganic powder (B) contains a plurality of metal elements
  • the inorganic powder (B) is, for example, macerite, barium titanate, silicate glass, ferrite, lead glass, CaO / Al 2 O 3 / SiO 2 system.
  • the inorganic powder (B) contains at least one material selected from the group consisting of aluminum-containing oxides, silicon-containing nitrides, iron oxide, and barium titanate.
  • Oxides containing aluminum are, for example, from CaO / Al 2 O 3 / SiO 2 inorganic glass, MgO / Al 2 O 3 / SiO 2 inorganic glass, LiO 2 / Al 2 O 3 / SiO 2 inorganic glass and the like. Includes at least one material selected from the group.
  • the inorganic powder (B) of the present embodiment is an aggregate (powder) of powdery particles having an average particle diameter of 10 ⁇ m or less.
  • the average particle size is, for example, a volume-based median size (D 50 ) calculated from the measured value of the particle size distribution by the laser diffraction / scattering method, and can be obtained by using a commercially available laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) is a resin that functions as a binder in the baking slurry composition.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) can satisfactorily adsorb the inorganic powder (B). Therefore, the dispersibility of the inorganic powder (B) in the firing slurry composition can be improved. Therefore, the polyvinyl alcohol resin (C) can improve the storage stability of the baking slurry composition.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) is a polyvinyl alcohol in which polyvinyl acetate is completely saponified, a polyvinyl alcohol in which polyvinyl acetate is partially saponified, and a part of the hydroxyl groups in the structure of the polyvinyl alcohol. It contains at least one selected from the group consisting of modified products obtained by modifying a part of an acetic acid group (acetyloxy group).
  • the average degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin (C) is preferably 500 or more and 9000 or less. In this case, the polyvinyl alcohol resin (C) can be easily dissolved in water. Further, in this case, the polyvinyl alcohol resin (C) is more likely to adsorb the inorganic powder (B), so that the dispersibility of the inorganic powder (B) in the firing slurry composition can be further improved. it can.
  • the average degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin (C) is more preferably 500 or more and 4000 or less, and further preferably 1500 or more and 4000 or less. The average degree of polymerization can be calculated from the relative viscosity with water obtained by using an Ostwald viscometer after completely saponifying polyvinyl alcohol (C) with sodium hydroxide.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) preferably contains a nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) and an anionic polyvinyl alcohol resin (C2).
  • the strength of the sheet formed from the firing slurry composition can be further improved.
  • the anionic polyvinyl alcohol resin (C2) may have higher hydrophilicity than the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) described above. Therefore, the anionic polyvinyl alcohol resin (C2) can further improve the strength of the sheet.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) contains not only the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) but also the anionic polyvinyl alcohol resin (C2), it is easy to adjust the balance between the physical properties and pH of the firing slurry composition. ..
  • the ratio of the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) to the total amount of the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) and the anionic polyvinyl alcohol resin (C2) is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less, preferably 40% by mass. More preferably, it is% or more and 85% by mass or less.
  • the anionic polyvinyl alcohol resin (C2) preferably contains an anionic polyvinyl alcohol resin (C21) having a carboxyl group.
  • the interaction between the carboxyl group of the anionic polyvinyl alcohol resin (C21) and the inorganic powder (B) becomes stronger, and the strength of the sheet can be further improved.
  • anionic polyvinyl alcohol resin (C21) having a carboxyl group examples include product names KL-506, KL-318, and KL-118 manufactured by Kuraray Co., Ltd .; product names Gosenex manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. T-330, T-350, T-330H; Product names AP-17, AT-17, AF-17, etc. manufactured by Japan Vam & Poval Co., Ltd. can be mentioned.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) can contain, for example, at least two kinds of components having different degrees of saponification.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) also preferably contains a component (C3) having a degree of saponification of 85 mol% or more and 99 mol% or less and a component (C4) having a degree of saponification of 60 mol% or more and less than 85 mol%.
  • the component (C3) has a larger proportion of hydroxyl groups than the component (C4), it can contribute to the improvement of the strength of the sheet formed from the baking slurry composition, while the component (C4) is the sheet. It can contribute to the improvement of flexibility. Therefore, higher strength and flexibility can be imparted to the sheet formed from the firing slurry composition.
  • the degree of saponification of the component (C4) is more preferably 60 mol% or more and less than 80 mol%.
  • the ratio of the polyvinyl alcohol resin (C3) to the total amount of the component (C3) and the component (C4) is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less, and preferably 40% by mass or more and 85% by mass or less. More preferred.
  • the degree of saponification can be calculated by measuring the polyvinyl alcohol resin in accordance with, for example, JIS K6726 (1994), and it is measured that the degree of saponification of the components contained in the polyvinyl alcohol resin (C) is different. It can be judged from the result.
  • the component (C3) and the component (C4) are components that are distinguished by the degree of saponification as described above. Therefore, the component (C3) and the component (C4) may be either nonionic or anionic, respectively. Therefore, the component (C3) and the component (C4) can overlap with the component contained in either the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) or the anionic polyvinyl alcohol resin (C2).
  • the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) includes a nonionic polyvinyl alcohol resin (C11) having a saponification degree of 85 mol% or more and 99 mol% or less, and a nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) having a saponification degree of 60 mol% or more and less than 85 mol%. It is preferable that the anionic polyvinyl alcohol resin (C2) containing C12) contains an anionic polyvinyl alcohol resin (C21) having a carboxyl group. That is, the polyvinyl alcohol resin (C) preferably contains a nonionic polyvinyl alcohol resin (C11), a nonionic polyvinyl alcohol resin (C12), and an anionic polyvinyl alcohol resin (C21).
  • the polyvinyl alcohol resin (C11) since the polyvinyl alcohol resin (C11) has a higher proportion of hydroxyl groups than the polyvinyl alcohol resin (C12), it can contribute to improving the strength of the sheet formed from the baking slurry composition. Further, since the polyvinyl alcohol resin (C20) has a carboxyl group, the contribution to the improvement of the strength of the sheet is further large. On the other hand, the polyvinyl alcohol resin (C12) can contribute to the improvement of the flexibility of the sheet. Therefore, higher strength and flexibility can be imparted to the sheet formed from the firing slurry composition.
  • the degree of saponification of the nonionic polyvinyl alcohol resin (C12) is more preferably 60 mol% or more and less than 80 mol%.
  • the ratio of the polyvinyl alcohol resin (C21) to the total amount of the polyvinyl alcohol resin (C11), the polyvinyl alcohol resin (C12), and the polyvinyl alcohol resin (C21) is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less, 20%. More preferably, it is by mass% or more and 40% by mass or less.
  • the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) contains a nonionic polyvinyl alcohol resin (C11) having a saponification degree of 85 mol% or more and 99 mol% or less, and the polyvinyl alcohol resin (C21) has a saponification degree of 60 or more and less than 85. It is also preferable to contain an anionic polyvinyl alcohol resin (C211) having a carboxyl group. That is, the polyvinyl alcohol resin (C) preferably contains both a nonionic polyvinyl alcohol resin (C11) and an anionic polyvinyl alcohol resin (C211).
  • the polyvinyl alcohol resin (C11) since the polyvinyl alcohol resin (C11) has a larger proportion of hydroxyl groups than the polyvinyl alcohol resin (C21), it can contribute to improving the strength of the sheet formed from the baking slurry composition. Further, although the polyvinyl alcohol resin (C211) has a smaller proportion of hydroxyl groups than the polyvinyl alcohol resin (C11), it has a carboxyl group, so that it contributes to the improvement of strength while maintaining the high flexibility of the sheet. Can be done. Therefore, higher strength and flexibility can be imparted to the sheet formed from the firing slurry composition.
  • the degree of saponification of the anionic polyvinyl alcohol resin (C211) having a carboxyl group is 60 mol% or more and less than 80 mol%.
  • the ratio of the polyvinyl alcohol resin (C211) to the total amount of the polyvinyl alcohol resin (C11) and the polyvinyl alcohol resin (C211) is preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less, and 15% by mass or more and 60% by mass or less. Is more preferable.
  • nonionic polyvinyl alcohol resin having a saponification degree of 85 or more and 99 or less
  • the product names PVA-235, PVA-217, PVA-105, PVA-117 manufactured by Kuraray Co., Ltd. , PVA-124, PVA-205, PVA-224 ; Product name manufactured by Denka Co., Ltd. Denka Poval K-05, K-17C, H-17, B-20; Product name manufactured by Japan Vam & Poval Co., Ltd. JC-33 , JF-05, JM-23, JP-03 and the like.
  • nonionic polyvinyl alcohol resin (C12) having a saponification degree of 60 or more and less than 85 the product names PVA-505, PVA-405, PVA-417, PVA-420 manufactured by Kuraray Co., Ltd. ; Product name Gosenol KL-05, KL-03, KH-20, KH-17, KP-08R, NK-05R manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd .; Product name JL-05E, JL- manufactured by Japan Vam & Poval Co., Ltd. 22E, JL-25E, JR-05 and the like can be mentioned.
  • anionic polyvinyl alcohol resin (C211) having a degree of saponification of 60 or more and less than 85 and having a carboxyl group include product name KL-506 manufactured by Kuraray Co., Ltd.
  • the anionic polyvinyl alcohol resin (C211) is included in the above-mentioned anionic polyvinyl alcohol resin (C2).
  • the polyvinyl alcohol resin (C) may contain, for example, a cationic polyvinyl alcohol resin in addition to the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) and the anionic polyvinyl alcohol resin (C2) described above. Further, the polyvinyl alcohol resin (C) may contain the component having a saponification degree of less than 60 mol% as described above.
  • the firing slurry composition contains water.
  • each component has high dispersibility in water. Therefore, the baking slurry composition can have high storage stability. Further, since the firing slurry composition has high dispersibility, the sheet formed from the firing slurry composition has high smoothness.
  • the firing slurry composition may contain a solvent other than water.
  • Solvents other than water include, for example, methanol, ethanol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monotersial butyl ether, polyethylene glycol monomethyl ether, and 2.
  • -It may contain at least one selected from the group consisting of methyl hydroxyisobutyrate and the like.
  • the baking slurry composition may contain components such as additives other than the components described above.
  • additives include dispersants, plasticizers, defoamers, rheology control agents, wetting agents, adhesion imparting agents, surfactants and the like.
  • an amino alcohol compound (A), an inorganic powder (B), a polyvinyl alcohol resin (C), water, and if necessary, additives such as a solvent and a dispersant are mixed.
  • the amount of each component constituting the baking slurry composition may be appropriately set.
  • the amount of the amino alcohol compound (A) with respect to the total amount of the inorganic powder and the binder solid content of the baking slurry composition is 0. It is preferably 1% by mass or more and 8.0% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or more and 5.0% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 3.0% by mass or less. Is more preferable.
  • the amount of the inorganic powder (B) with respect to the total solid content of the slurry composition for firing is, for example, preferably 75% by mass or more and 95% by mass or less, and more preferably 80% by mass or more and 95% by mass or less. It is more preferably 85% by mass or more and 95% by mass or less.
  • the amount of the polyvinyl alcohol resin (C) with respect to the inorganic powder (B) of the firing slurry composition is, for example, preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, and preferably 5% by mass or more and 15% by mass or less. More preferably, it is 8% by mass or more and 12% by mass or less.
  • the amount of water with respect to the total amount of the slurry composition for firing is preferably 6% by mass or more and 45% by mass or less, more preferably 8% by mass or more and 40% by mass or less, and 10% by mass or more and 37% by mass or less. Is more preferable.
  • total solid content of the firing slurry composition is the total amount of each component constituting the firing slurry converted into a solid content, and the “total amount of the firing slurry composition” is firing. It is the total amount of the liquid component and the solid component in each component constituting the slurry for use.
  • the firing slurry composition can contain an aqueous solution of the polyvinyl alcohol resin (C), that is, the firing slurry composition is prepared by dissolving the polyvinyl alcohol resin (C) in water in advance and then blending it with other components. May be adjusted.
  • C polyvinyl alcohol resin
  • the pH of the baking slurry composition is preferably 5 or more and less than 8. In this case, since aggregation, gelation and phase separation of the firing slurry composition are unlikely to occur, the storage stability of the firing slurry composition can be further improved. Therefore, when forming a sheet from the slurry composition for firing, a flexible sheet can be finished.
  • the pH of the baking slurry composition is more preferably 6 or more and 7 or less.
  • the blending amount of the amino alcohol compound (A) and the polyvinyl alcohol resin (C) in this embodiment, the anionic polyvinyl alcohol resin (C2)
  • the blending amount of the amino alcohol compound (A) and the polyvinyl alcohol resin (C) in this embodiment, the anionic polyvinyl alcohol resin (C2)
  • the green sheet according to this embodiment contains an amino alcohol compound (A) represented by the formula (1), an inorganic powder (B), and a polyvinyl alcohol resin (C).
  • A amino alcohol compound represented by the formula (1)
  • B inorganic powder
  • C polyvinyl alcohol resin
  • R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • m and n are numbers that satisfy m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • the green sheet of this embodiment has high strength and flexibility. Therefore, when the sheet is formed from the baking slurry composition, flexibility can be imparted to the sheet as described above, and the sheet can be made less likely to warp. This makes it possible to improve the adhesion of the sheet to a base material such as a carrier film. Therefore, in the green sheet of the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of cracks.
  • amino alcohol compound (A), the inorganic powder (B), and the polyvinyl alcohol resin (C) have the same structure as that described in the above-mentioned slurry composition for firing, duplicate description will be omitted.
  • the green sheet can be produced, for example, as follows.
  • a green sheet can be obtained by preparing the slurry composition for firing described above, applying it on a substrate, and drying it if necessary.
  • a method for applying the slurry composition for firing to the substrate an appropriate method can be adopted, and examples thereof include a doctor blade method, a screen printing method, and a dispensing method.
  • the base material for applying the baking slurry composition an appropriate base material can be adopted, and for example, a carrier film such as a polyethylene terephthalate (PET) film may be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the green sheet of this embodiment can be suitably used for the purpose of a ceramic green sheet for manufacturing a multilayer ceramic capacitor or the like.
  • components such as the amino alcohol compound (A) and the polyvinyl alcohol resin (C) are thermally decomposed and removed, and the inorganic powder (B) is sintered.
  • a sintered body of the inorganic powder (B) is formed, and this sintered body can form appropriate elements such as electrodes and conductor wiring.
  • an appropriate element such as a conductor layer, a dielectric layer, an insulating layer, etc. can be produced from the green sheet.
  • the green sheet is contained in a dielectric layer in a multilayer ceramic capacitor and a ceramic circuit board.
  • the green sheet of the present embodiment has high strength and flexibility, it is possible to easily make a thin film even if it is laminated in multiple layers when manufacturing a multilayer ceramic capacitor from the green sheet.
  • a multilayer ceramic capacitor can be manufactured from a green sheet, for example, as follows.
  • the pressure at which the green sheets are laminated and pressurized is not particularly limited and may be appropriately set according to the number of laminated sheets or the like, but can be, for example, 10 MPa or more and 100 MPa or less.
  • the conditions for firing may be appropriately set according to the sintering temperature of the inorganic powder (B), but the heating temperature is, for example, 500 ° C. or higher and 1500 ° C. or lower, and the heating time is, for example, 1 hour or longer. It can be 24 hours or less.
  • a single layer ceramic capacitor may be manufactured from one green sheet having appropriate dimensions.
  • [Amino alcohol compound] -Amit 105 (manufactured by Kao Corporation: polyoxyethylene laurylamine, HLB 9.8). -Amit 302 (manufactured by Kao Corporation: polyoxyethylene stearylamine, HLB 5.1). -Amit 320 (manufactured by Kao Corporation: polyoxyethylene stearylamine, HLB 15.4). -Nymeen L-207 (manufactured by NOF CORPORATION: polyoxyethylene laurylamine, HLB 12.5). -Nymeen L-201 (manufactured by NOF CORPORATION: polyoxyethylene laurylamine, HLB 3.8).
  • -Nymeen S-210 (manufactured by NOF CORPORATION: polyoxyethylene stearylamine, HLB 12.5).
  • -Brownon L-230 (manufactured by Aoki Oil & Fat Co., Ltd .: polyoxyethylene laurylamine, HLB 17.5).
  • -Brownon S-230 (manufactured by Aoki Oil & Fat Co., Ltd .: polyoxyethylene stearylamine, HLB 16.7).
  • Himol PM manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd .: polyethylene glycol monomethyl ether).
  • -DOA bis adipate (2-ethylhexyl).
  • -Eposizer W-131 (manufactured by DIC Corporation: epoxy fatty acid 2-ethylhexyl). PEG-600 (polyoxyethylene glycol (molecular weight 600)). AMP-100 (2-amino-2-methyl-1-propanol).
  • -SN Deformer 470 (manufactured by San Nopco Co., Ltd .: a mixture of polyether, modified silicon compound, etc.).
  • -SN Deformer 485 (manufactured by San Nopco Co., Ltd .: a mixture of special polyether nonionic surfactants, etc.).
  • -PVA-217 aqueous solution (manufactured by Kuraray Co., Ltd .: concentration 20%, saponification degree 88 mol%, average degree of polymerization 1700).
  • -Gosenol KL-05 aqueous solution (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd .: concentration 30%, saponification degree 80 mol%, average degree of polymerization 500).
  • -PVA-505 aqueous solution (manufactured by Kuraray Co., Ltd .: concentration 30%, saponification degree 74 mol%, average degree of polymerization 500).
  • -KL-118 aqueous solution (manufactured by Kuraray Co., Ltd .: concentration 30%, saponification degree 98 mol%, carboxyl group content, average degree of polymerization 1800).
  • -PVA-205 aqueous solution (manufactured by Kuraray Co., Ltd .: concentration 30%, saponification degree 88 mol%, average degree of polymerization 500).
  • -PVA-105 aqueous solution (manufactured by Kuraray Co., Ltd .: concentration 30%, saponification degree 98 mol%, average degree of polymerization 500).
  • -PVA-117 aqueous solution (manufactured by Kuraray Co., Ltd .: concentration 30%, saponification degree 98 mol%, average degree of polymerization 1700).
  • -HPC-SSL aqueous solution (manufactured by Nippon Soda Corporation: concentration 15%, hydroxypropyl cellulose).
  • -JMR-500P aqueous solution (manufactured by Kuraray Co., Ltd .: concentration 10%, saponification degree 86 mol%, average degree of polymerization 6000).
  • -JMR-800HH aqueous solution (manufactured by Kuraray Co., Ltd .: concentration 8%, saponification degree 98 mol%, average degree of polymerization 9000).
  • the [polyvinyl alcohol resin] shown above was mixed by adjusting an aqueous solution dissolved in water so as to have the concentration shown in parentheses.
  • the values in the table indicate the amount of the aqueous solution of each aqueous solution of the polyvinyl alcohol resin at each of the above concentrations.
  • the weight loss rate of the baking slurry composition at 550 ° C. was 99% by mass or more, but a small amount of baking residue was observed.
  • C The weight loss rate of the baking slurry composition at 550 ° C. was 95% by mass or more and less than 99% by mass.
  • D The weight loss rate of the baking slurry composition at 550 ° C. was less than 95% by mass, and after the measurement was completed, residues such as carbides were visually observed.
  • the baking slurry composition prepared in (1) is placed on a PET (polyethylene terephthalate) film (dimensions 100 mm ⁇ 100 mm) with a four-sided applicator (manufactured by Taiyu Kikai Co., Ltd., model number No. 112).
  • a film was formed by applying the film to a thickness of about 100 ⁇ m and drying the film. The appearance of the obtained film was observed and evaluated according to the following criteria. A: No unevenness, agglomerates, foam marks, warpage, etc. are observed on the film, and the surface of the film is uniform and smooth.
  • A The film had some irregularities, agglomerates, bubbles, or warpage, but the surface of the film was uniform and smooth to the extent that there was no problem as a product.
  • C Unevenness, agglomerates, foam marks, warpage, etc. are observed in the film in less than 50% of the film, and a uniform and smooth film cannot be obtained.
  • D Unevenness, aggregates, foam marks, warpage, etc. are observed in the film in a region of 50% or more of the film, and a uniform and smooth film cannot be obtained.
  • the strength of the film is evaluated according to the following criteria by slowly peeling the film formed on the PET film in (2-4) by hand in the direction perpendicular to the surface of the PET film. did.
  • C The film can be peeled off from the PET film, but it is easily torn by pulling.
  • D The film cannot be peeled off from the PET film, or is torn when peeled off.
  • Adhesiveness The film formed on the PET film in (2-4) is cut into a square shape (3 cm square) with a length of 3 cm and a width of 3 cm, 10 films are stacked, and then the press is operated. The adhesiveness was evaluated according to the following criteria by pressurizing and peeling off the laminated film. The pressurization condition was 120 ° C. for 20 MPa ⁇ 10 minutes. A: The film has strong adhesiveness and cannot be peeled off at the interface. Furthermore, the adhesiveness is maintained even after 2 weeks or more. B: The film has strong adhesiveness and cannot be peeled off at the interface, but the adhesiveness deteriorates after 2 weeks or more. C: If the film is strongly peeled off by hand, it will peel off at the interface. D: The films are not adhered to each other at all.
  • the weight of the film formed on the PET film was measured in (2-4), and then the weight was measured after storage for one week under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 80%. ..
  • the weight increase rate of the film before and after storage was calculated and evaluated according to the following criteria. It was judged that the smaller the weight increase rate of the film, the more difficult it was to absorb water, and the sheet had high water resistance.
  • B The weight increase rate was 1% or more and less than 5%.
  • C The weight increase rate was 5% or more and less than 10%.
  • D The weight increase rate was 10% or more.
  • the calcination slurry composition of the first aspect according to the present invention comprises the amino alcohol compound (A) represented by the formula (1), the inorganic powder (B), and the polyvinyl alcohol resin. (C) and water are contained.
  • R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms
  • m and n are numbers satisfying m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) contains a component (C3) having a saponification degree of 85 mol% or more and 99 mol% or less and a saponification degree of 60 mol%. It contains a component (C4) which is more than 85 mol% or more.
  • the component (C3) since the component (C3) has a larger proportion of hydroxyl groups than the component (C4), it can contribute to improving the strength of the sheet produced from the baking slurry composition, while the component (C4). ) Can contribute to the improvement of the flexibility of the sheet. Therefore, higher strength and flexibility can be imparted to the sheet produced from the firing slurry composition.
  • the firing slurry composition of the third aspect contains a nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) and an anionic polyvinyl alcohol resin (C2) in the first or second aspect.
  • the strength of the sheet produced from the baking slurry composition can be further improved.
  • the baking slurry composition of the fourth aspect contains the polyvinyl alcohol resin (C2) having a carboxyl group in the anionic polyvinyl alcohol resin (C2).
  • the interaction between the carboxyl group of the anionic polyvinyl alcohol resin (C21) and the inorganic powder (B) becomes stronger, and the strength of the sheet can be further improved. Further, in this case, it is easier to adjust the balance between the physical properties of the baking slurry composition and the pH. Therefore, it is possible to prevent agglutination and gelation when a paste is produced from the baking slurry composition, and thereby further improve the physical properties of the sheet.
  • the firing slurry composition of the fifth aspect is the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) having a saponification degree of 85 mol% or more and 99 mol% or less, and the nonionic polyvinyl alcohol resin (C11). It contains a nonionic polyvinyl alcohol resin (C12) having a saponification degree of 60 mol% or more and less than 85 mol%.
  • the polyvinyl alcohol resin (C5) has a larger proportion of hydroxyl groups than the polyvinyl alcohol resin (C12), it can contribute to the improvement of the strength of the sheet produced from the baking slurry composition. Further, since the polyvinyl alcohol resin (C21) has a carboxyl group, the contribution to the improvement of the strength of the sheet is further large. On the other hand, the polyvinyl alcohol resin (C12) can contribute to the improvement of the flexibility of the sheet. Therefore, it is possible to impart higher strength and flexibility to the sheet produced from the baking slurry composition.
  • the firing slurry composition of the sixth aspect contains the nonionic polyvinyl alcohol resin (C11) having a saponification degree of 85 mol% or more and 99 mol% or less.
  • the nonionic polyvinyl alcohol resin (C21) contains an anionic polyvinyl alcohol resin (C211) having a saponification degree of 60 mol% or more and less than 85 mol% and having a carboxyl group.
  • the polyvinyl alcohol resin (C11) since the polyvinyl alcohol resin (C11) has a larger proportion of hydroxyl groups than the polyvinyl alcohol resin (C21), it can contribute to the improvement of the strength of the sheet produced from the baking slurry composition. Further, although the polyvinyl alcohol resin (C211) has a smaller proportion of hydroxyl groups than the polyvinyl alcohol resin (C12), it has a carboxyl group, so that it contributes to the improvement of strength while maintaining the high flexibility of the sheet. Can be done. Therefore, it is possible to impart higher strength and flexibility to the sheet produced from the baking slurry composition.
  • the baking slurry composition of the seventh aspect contains the amino alcohol compound (A1) represented by the formula (2) in the amino alcohol compound (A). ..
  • R is an alkyl group having 10 or more carbon atoms and 20 or less carbon atoms, and m and n are numbers satisfying m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • the amino alcohol compound (A1) has a hydrophilic hydroxyl group and a lipophilic alkyl group. Therefore, particularly high flexibility and strength can be imparted to the sheet prepared from the baking slurry composition in a well-balanced manner. In addition, when a sheet produced from a baking slurry composition is fired, damage to the sheet due to evaporation of water inside the sheet can be suppressed.
  • the green sheet of the eighth aspect contains the amino alcohol compound (A) represented by the formula (1), the inorganic powder (B), and the polyvinyl alcohol resin (C).
  • R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and m and n are numbers satisfying m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • the green sheet can have high strength and flexibility. Therefore, the sheet can be made less likely to warp. This makes it possible to improve the adhesion of the sheet to a base material such as a carrier film. Therefore, in the green sheet, it is possible to suppress the occurrence of cracks.
  • the green sheet of the ninth aspect is used in the eighth aspect for producing a ceramic capacitor containing a sintered body of the inorganic powder (B) by firing.
  • the ninth aspect it can be suitably used for the use of a ceramic green sheet for manufacturing a multilayer ceramic capacitor or the like.
  • the method for producing a green sheet according to a tenth aspect is a baking slurry containing an amino alcohol compound (A) represented by the formula (1), an inorganic powder (B), a polyvinyl alcohol resin (C), and water. Includes applying and drying the composition.
  • R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and m and n are numbers satisfying m ⁇ 0, n ⁇ 0, and m + n ⁇ 1.
  • a green sheet having high flexibility can be obtained while maintaining high strength.
  • the method for producing the sintered body according to the eleventh aspect includes firing the green sheet obtained by the method for producing the green sheet according to the eighth or ninth aspect or the green sheet according to the tenth aspect.
  • the eleventh aspect since the above-mentioned green sheet has high strength and flexibility, it is possible to easily make a thin film even if it is laminated in multiple layers when manufacturing a multilayer ceramic capacitor from the green sheet.
  • the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the twelfth aspect is to bake a laminate obtained by stacking a plurality of green sheets obtained by the method for producing a green sheet according to the eighth or ninth aspect or the green sheet according to the eleventh aspect. Including to do.
  • the thin film can be easily formed even if it is laminated in multiple layers.

Abstract

本発明の課題は、シートに形成した場合のシートの高い強度を維持したまま、高い柔軟性を有することができる焼成用スラリー組成物を提供することである。本発明に係る焼成用スラリー組成物は、式(1)で表されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)と、水とを含有する。式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基である。mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。

Description

焼成用スラリー組成物、グリーンシート、グリーンシートの製造方法、焼結体の製造方法、及び積層セラミックコンデンサの製造方法
 本発明は、焼成用スラリー組成物、グリーンシート、グリーンシートの製造方法、焼結体の製造方法、及び積層セラミックコンデンサの製造方法に関する。より詳しくは、無機粉体の焼結体を作製するための焼成用スラリー組成物、この焼成用スラリー組成物の乾燥体を含有するグリーンシート、グリーンシートの製造方法、焼結体の製造方法、及び積層セラミックコンデンサの製造方法に関する。
 従来、セラミックグリーンシートを作製するための焼成用のバインダー組成物及びスラリー組成物等には溶剤として、主にトルエン等の有機溶媒が配合されている。
 近年、揮発性有機化合物(VOC:Volatile Organic Compounds)等の環境及び人体への影響を懸念して、有機溶剤に対する排出規制等が強化されている。そのため、焼成用のバインダー組成物及びスラリー組成物等に配合する溶剤は、有機溶剤から水系溶剤への変換が求められている。
 例えば、特許文献1では、セラミック原料と、バインダー樹脂と、溶剤水と、可塑剤とを含有する水系セラミックグリーンシート用塗料組成物が開示されている。
 しかしながら、特許文献1の水系セラミックグリーンシート用塗料組成物では、シート形成時の塗工性に優れるものの、シートの強度を維持したまま、高い柔軟性を有することは困難であった。
特開2002-284579号公報
 本発明の目的は、シートに形成した場合のシートの高い強度を維持したまま、高い柔軟性を有する焼成用スラリー組成物、グリーンシート、グリーンシートの製造方法、焼結体の製造方法、及び積層セラミックコンデンサの製造方法を提供することにある。
 本発明の一態様に係る焼成用スラリー組成物は、式(1)で表されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)と、水とを含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基である。mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。
 本発明の一態様に係るグリーンシートは、式(1)で示されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)とを含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基である。mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。
 本発明の一態様に係るグリーンシートの製造方法は、式(1)で示されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)と水とを含有する焼成用スラリー組成物を塗布して乾燥することを含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基であり、mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。
 本発明の一態様に係る焼結体の製造方法は、前記グリーンシート、又は前記グリーンシートの製造方法で得られるグリーンシートを焼成することを含む。
 本発明の一態様に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、前記グリーンシート、又は前記グリーンシートの製造方法で得られるグリーンシートを複数枚重ねた積層体を焼成することを含む。
 以下、本実施形態に係る焼成用スラリー組成物及びグリーンシートについて、詳細に説明する。なお、以下の説明において、「グリーンシート」を、単に「シート」ということもある。
 本実施形態に係る焼成用スラリー組成物は、式(1)で表されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)と水とを含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基である。mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。
 本実施形態の焼成用スラリー組成物は、アミノアルコール化合物(A)が可塑剤としての機能を有しうる。また、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、バインダーとしての機能を有しうる。このため、焼成用スラリー組成物からシートを形成するにあたって、シートに高い強度と柔軟性とを付与することができる。そして、無機粉体(B)を含有するため、焼成用スラリー組成物、又は焼成用スラリー組成物から形成されるシート(グリーンシート)を加熱して焼成させることにより、無機粉体(B)が焼結し、焼成用スラリー組成物から焼結体を作製可能である。
 焼成用スラリー組成物から形成されるシートに、高い強度及び柔軟性を付与できる理由は明らかとはなっていないが、次のような作用によると推察される。
 焼成用スラリー組成物は、アミノアルコール化合物(A)及びポリビニルアルコール樹脂(C)を有するため、溶剤である水に溶解性を有しうる。これにより、焼成用スラリー組成物は、溶剤として水を含有するにもかかわらず、組成物中の成分を効率よく分散させることができる。また、焼成用スラリー組成物がアミノアルコール化合物(A)を含有すると、比較的低分子であり、立体的な構造を有しうるアミノアルコール化合物(A)は、高分子であるポリビニルアルコール樹脂(C)分子の隙間の中に入り込みやすい。これにより、アミノアルコール化合物(A)がバインダー成分(ポリビニルアルコール樹脂(C))の間の隙間全体に分散され、バインダー成分を可塑化しやすくすると考えられる。通常、ポリビニルアルコールからシートを形成する場合、シートに強度を付与することはできるが、ポリビニルアルコールでは硬い膜となりやすい。これに対し、本実施形態では、アミノアルコール化合物(A)が可塑剤として機能することで、シートに高い柔軟性を付与することができる、と考えられる。
 さらに、アミノアルコール化合物(A)及びポリビニルアルコール樹脂(C)は、それぞれが分子中に水酸基を有し、これらの水酸基が無機粉体(B)の表面と相互作用を形成しやすいことも、シートの強度の向上に寄与しうると考えられる。
 また、本来は、焼成用スラリー組成物がポリビニルアルコール樹脂(C)を含有すると、セラミックス等の無機粉体(B)への吸着が強いため、焼成用スラリー組成物から形成されるシートに反りを発生させやすく、ポリエチレンテレフタレート(PET:Polyethylene terephthalate)等のキャリアフィルム(基材)への十分な密着性が得ることは難しい。しかしながら、本実施形態では、アミノアルコール化合物(A)を更に含有することで、基材へのシートの密着性を向上させることができる。また、この場合、基材上に形成されたシートは、ポリビニルアルコール樹脂(C)に由来する剥離性を有することができる。このため、本実施形態の焼成用スラリー組成物は、基材上に焼成用スラリー組成物からシートを形成しても、基材への良好な密着性と、基材からの良好な剥離性とを両立して実現させることが可能である。
 また、本実施形態の焼成用スラリー組成物からシートを形成する際の圧着時には、ポリビニルアルコール樹脂(C)の隙間に入り込んだアミノアルコール化合物(A)が界面で作用しうるため、アミノアルコール化合物(A)は、接着性にも寄与できる。
 以下、本実施形態に係る焼成用スラリー組成物を構成する各成分について、具体的に説明する。
 [アミノアルコール化合物(A)]
 アミノアルコール化合物(A)は、下式(1)で表される構造を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式(1)中、Rは、水素又は炭素数1から20のアルキル基である。mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。
 アミノアルコール化合物(A)は、焼成用スラリー組成物に高い可塑効果を付与しうる。このため、焼成用スラリー組成物から形成されるシートは、柔軟性を有することができる。また、アミノアルコール化合物(A)は、焼成用スラリー組成物から形成されるシートに、PET等の基材に対する高い密着性を付与しうる。
 式(1)中のm及びnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数であれば、目的に応じて適宜設定すればよいが、例えばm+nは50以下であることが好ましく、m+nは40以下であることがより好ましく、m+nは30以下であることが更に好ましい。
 アミノアルコール化合物(A)のHLB値は、5以上10以下であることが好ましい。HLB値とは、親水性と疎水性とのバランスを表した数値であり、親水性基と疎水性基との割合に基づいて算出される。
 アミノアルコール化合物(A)は、例えばN-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、N-t-ブチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-n-ブチルジエタノールアミン、N-t-ブチルジエタノールアミン、N-ラウリルジエタノールアミン、N-ステアリルジエタノールアミン、ポリオキシエチレンドデシルアミン、ポリオキシエチレンラウリルアミン、及びポリオキシエチレンステアリルアミンからなる群から選択される少なくとも一種の化合物である。
 アミノアルコール化合物(A)は、下式(2)で表される構造を有するアミノアルコール化合物(A1)を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 式(2)中、Rは、炭素数10以上20以下のアルキル基であり、mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数であることが好ましい。この場合、アミノアルコール化合物(A1)は、親水性の水酸基と、親油性のアルキル基とを有する。そのため、焼成用スラリー組成物から形成したシートに、特に高い柔軟性及び強度をバランスよく付与することができる。従来、焼成用のスラリー組成物に可塑剤として、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等が配合することが行われているが、これらの可塑剤は、水を吸収しやすい成分であるため、バインダーであるポリビニルアルコール樹脂(C)内部に水分が侵入しやすいといった問題があった。これに対し、焼成用スラリー組成物が、特にアミノアルコール化合物(A1)を含有する場合には、アミノアルコール化合物(A1)の親油性のアルキル基は、親水性の水酸基に比べて、シートの表面に現れやすくなるため、シートに耐水性を付与することができる。これにより、シートを保管する場合にも、空気中の水分等がシート内部に侵入することを抑制できる。そのため、焼成用スラリー組成物から形成したシートを焼成する場合の、シート内部での水分の蒸発等に起因するシートの破損を抑制できる。式(2)中のRは、炭素数が10以上15以下であることがより好ましい。
 アミノアルコール化合物(A1)は、ポリオキシエチレンドデシルアミン、ポリオキシエチレンラウリルアミン、及びポリオキシエチレンステアリルアミンからなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含むことが好ましい。
 ポリビニルアルコール樹脂(C)100質量部に対するアミノアルコール化合物(A)の量は、2質量部以上75質量部以下であることが好ましい。アミノアルコール化合物(A)の量が、この範囲内であると、焼成用スラリー組成物中でアミノアルコール(A)が染み出すことを抑制できる。また、この場合、アミノアルコール(A)の揮発を抑制できることで、焼成用スラリー組成物の保存安定性を向上でき、かつ焼成用スラリー組成物の泡立ちを抑制することもできる。このため、焼成用スラリー組成物からシートを形成しても、シートに空洞を生じさせにくく、シート表面に凹凸を生じさせにくくすることができ、シートの平滑性を維持することができる。ポリビニルアルコール樹脂(C)100質量部に対するアミノアルコール化合物(A)の量は、4質量部以上30質量部以下であることがより好ましく、6質量部以上20質量部以下であることが更に好ましい。
 [無機粉体(B)]
 無機粉体(B)は、無機粉体(B)から作製される焼結体に求められる特性に応じた適宜の材料を含むことができる。例えば無機粉体(B)は、導電性材料を含有してもよく、誘電体材料を含有してもよい。具体的には、無機粉体(B)は、例えば金属の酸化物、炭化物、ホウ化物、硫化物、及び窒化物等からなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有する。金属は、例えばAu、Ag,Cu,Li、Pd,K,Be,Mg,B,Al,Si,Ca,Sr,Ba,Zn,Cd,Ga,In,ランタニド、アクチニド、Ti、Zr,Hf,Bi,V,Nb,Ta,W,Mn、Fe,Ca及びNi等からなる群から選択される少なくとも一種を含む。無機粉体(B)が複数の金属元素を含む場合、無機粉体(B)は、例えばマセライト、チタン酸バリウム、ケイ酸塩ガラス、フェライト、鉛ガラス、CaO・Al23・SiO2系無機ガラス、MgO・Al23・SiO2系無機ガラス及びLiO2・Al23・SiO2系無機ガラスからなる群から選択される一種以上の成分を含有できる。無機紛体(B)は、アルミニウムを含有する酸化物、ケイ素を含有する窒化物、酸化鉄、及びチタン酸バリウムからなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することが特に好ましい。アルミニウムを含有する酸化物は、例えばCaO・Al23・SiO2系無機ガラス、MgO・Al23・SiO2系無機ガラス及びLiO2・Al23・SiO2系無機ガラス等からなる群から選択される少なくとも一種の材料を含む。
 なお、本実施形態の無機粉体(B)とは、平均粒子径が、10μm以下である粉状の粒子の集合体(粉末)である。平均粒子径は、例えばレーザー回折・散乱法による粒度分布の測定値から算出される体積基準のメディアン径(D50)であり、市販のレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置を用いて得られる。
 [ポリビニルアルコール樹脂(C)]
 ポリビニルアルコール樹脂(C)は、焼成用スラリー組成物において、バインダーとして機能する樹脂である。ポリビニルアルコール樹脂(C)は、無機粉体(B)を良好に吸着しうる。そのため、焼成用スラリー組成物中での無機粉体(B)の分散性を向上させることができる。このため、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、焼成用スラリー組成物の保存安定性を向上させうる。
 なお、本実施形態では、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ポリ酢酸ビニルが完全ケン化されたポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルが部分ケン化されたポリビニルアルコール、及びポリビニルアルコールの構造の水酸基の一部又は酢酸基(アセチルオキシ基)の一部を変性させた変性物からなる群から選択される少なくとも一種を含む。
 ポリビニルアルコール樹脂(C)の平均重合度は、500以上9000以下であることが好ましい。この場合、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、水に容易に溶解しうる。また、この場合、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、無機粉体(B)をより吸着させやすくなるため、焼成用スラリー組成物中での無機粉体(B)の分散性をより向上させることができる。ポリビニルアルコール樹脂(C)の平均重合度は、500以上4000以下であればより好ましく、1500以上4000以下であれば更に好ましい。平均重合度は、ポリビニルアルコール(C)を水酸化ナトリウムで完全ケン化した後、オストワルト粘度計を用いて水との相対粘度を求め、その相対粘度から算出可能である。
 ポリビニルアルコール樹脂(C)に含有されうる成分について、更に詳細に説明する。
 ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)とアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)とを含有することが好ましい。この場合、焼成用スラリー組成物から形成されるシートの強度をより向上させることができる。具体的には、アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)は、上記のノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)に比べて、より高い親水性を有しうる。そのため、アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)は、シートの強度を更に向上に寄与できる。また、ポリビニルアルコール樹脂(C)が、ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)だけでなくアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)を含有することで、焼成用スラリー組成物の物性とpHのバランスを調整しやすい。そのため、焼成用スラリー組成物からペーストを作製した場合の凝集及びゲル化を生じにくくすることができる。ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)とアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)との合計量に対するノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)の割合は、30質量%以上90質量%以下であることが好ましく、40質量%以上85質量%以下であることがより好ましい。
 アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)は、カルボキシル基を有するアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C21)を含むことが好ましい。この場合、アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C21)のカルボキシル基と、無機粉体(B)との相互作用がより強くなり、シートの強度を更に向上させることができる。また、この場合、焼成用スラリー組成物の物性とpHのバランスをより調整しやすい。そのため、焼成用スラリー組成物からペーストを作製した場合の凝集及びゲル化を生じにくくすることができ、これにより、シートの物性の更なる向上が実現できる。
 カルボキシル基を有するアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C21)の具体的な市販品の例としては、クラレ株式会社製の品名KL-506、KL-318、KL-118;日本合成化学株式会社製の品名ゴーセネックスT-330、T-350、T-330H;日本酢ビ・ポバール株式会社製の品名AP-17、AT-17、AF-17等が挙げられる。
 ポリビニルアルコール樹脂(C)は、例えばケン化度が異なる少なくとも二種類の成分を含有しうる。ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ケン化度が85mol%以上99mol%以下である成分(C3)と、ケン化度が60mol%以上85mol%未満である成分(C4)とを含有することも好ましい。この場合、成分(C3)は、成分(C4)よりも水酸基の割合が多いため、焼成用スラリー組成物から形成されるシートの強度の向上に寄与でき、一方、成分(C4)は、シートの柔軟性の向上に寄与することができる。そのため、焼成用スラリー組成物から形成されるシートにより高い強度及び柔軟性を付与することができる。成分(C4)のケン化度は、60mol%以上80mol%未満であることがより好ましい。成分(C3)と成分(C4)との合計量に対するポリビニルアルコール樹脂(C3)の割合は、30質量%以上90質量%以下であることが好ましく、40質量%以上85質量%以下であることがより好ましい。
 なお、ケン化度は、ポリビニルアルコール樹脂において、例えばJIS K6726(1994)に準拠して測定することにより算出でき、ポリビニルアルコール樹脂(C)に含まれる成分のケン化度が異なることは、測定された結果から判定できる。
 また、成分(C3)及び成分(C4)は、上述のとおり、ケン化度によって区別される成分である。そのため、成分(C3)及び成分(C4)は、それぞれノニオン性とアニオン性とのいずれであってもよい。このため、成分(C3)及び成分(C4)は、ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)及びアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)のいずれかに含まれる成分と重複しうる。
 ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)は、ケン化度が85mol%以上99mol%以下であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C11)と、ケン化度が60mol%以上85mol%未満であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C12)とを含有し、かつアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)は、カルボキシル基を有するアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C21)を含有することが好ましい。すなわち、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C11)とノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C12)とアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C21)とを含有することが好ましい。この場合、ポリビニルアルコール樹脂(C11)は、ポリビニルアルコール樹脂(C12)よりも水酸基の割合が多いため、焼成用スラリー組成物から形成されるシートの強度の向上に寄与できる。また、ポリビニルアルコール樹脂(C20)は、カルボキシル基を有することで、シートの強度の向上への寄与は更に大きい。一方、ポリビニルアルコール樹脂(C12)は、シートの柔軟性の向上に寄与することができる。そのため、焼成用スラリー組成物から形成されるシートに更に高い強度及び柔軟性を付与することができる。ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C12)のケン化度は、60mol%以上80mol%未満であることがより好ましい。ポリビニルアルコール樹脂(C11)とポリビニルアルコール樹脂(C12)とポリビニルアルコール樹脂(C21)との合計量に対するポリビニルアルコール樹脂(C21)の割合は、10質量%以上50質量%以下であることが好ましく、20質量%以上40質量%以下であることがより好ましい。
 ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)は、ケン化度が85mol%以上99mol%以下であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C11)を含有し、ポリビニルアルコール樹脂(C21)は、ケン化度が60以上85未満かつカルボキシル基を有するアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C211)を含有することも好ましい。すなわち、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C11)とアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C211)との両方を含有することが好ましい。この場合、ポリビニルアルコール樹脂(C11)は、ポリビニルアルコール樹脂(C21)よりも水酸基の割合が多いため、焼成用スラリー組成物から形成されるシートの強度の向上に寄与できる。また、ポリビニルアルコール樹脂(C211)は、ポリビニルアルコール樹脂(C11)よりも、水酸基の割合は少ないものの、カルボキシル基を有するため、シートの高い柔軟性を維持しながら、強度の向上にも寄与することができる。そのため、焼成用スラリー組成物から形成されるシートに更に高い強度及び柔軟性を付与することができる。カルボキシル基を有するアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C211)のケン化度が60mol%以上80mol%未満であることがより好ましい。ポリビニルアルコール樹脂(C11)とポリビニルアルコール樹脂(C211)との合計量に対するポリビニルアルコール樹脂(C211)の割合は、10質量%以上70質量%以下であることが好ましく、15質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。
 ケン化度が85以上99以下であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C11)の具体的な市販品の例としては、クラレ株式会社製の品名PVA-235、PVA-217、PVA-105、PVA-117、PVA-124、PVA-205、PVA-224;デンカ株式会社製の品名デンカポバールK-05、K-17C、H-17、B-20;日本酢ビ・ポバール株式会社製の品名JC-33、JF-05、JM-23、JP-03等が挙げられる。
 ケン化度が60以上85未満であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C12)の具体的な市販品の例としては、クラレ株式会社製の品名PVA-505、PVA-405、PVA-417、PVA-420;日本合成化学株式会社製の品名ゴーセノールKL-05、KL-03、KH-20、KH-17、KP-08R、NK-05R;日本酢ビ・ポバール株式会社製の品名JL-05E、JL-22E、JL-25E、JR-05等が挙げられる。
 ケン化度が60以上85未満であり、かつカルボキシル基を有するアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C211)の具体的な市販品の例としては、クラレ株式会社製の品名KL-506等が挙げられる。なお、アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C211)は、上記のアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)に含まれる。
 なお、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、上記で説明したノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)及びアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)以外に、例えばカチオン性ポリビニルアルコール樹脂を含有してもよい。また、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、上記で説明した、ケン化度が60mol%未満である成分を含有してもよい。
 [溶剤]
 本実施形態では、焼成用スラリー組成物は、水を含有する。焼成用スラリー組成物は、溶剤として水を配合しても、各成分の水中での分散性が高い。このため、焼成用スラリー組成物は、高い保存安定性を有することができる。また、焼成用スラリー組成物は、高い分散性を有するため、焼成用スラリー組成物から形成されるシートは、高い平滑性を有する。なお、焼成用スラリー組成物は、水以外の溶剤を含有してもよい。水以外の溶剤は、例えばメタノール、エタノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、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ターシャリーブチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、及び2-ヒドロキシイソ酪酸メチル等からなる群から選択される少なくとも一種を含んでよい。
 [その他の成分]
 焼成用スラリー組成物は、上記で説明した成分以外の添加剤等の成分を配合してもよい。添加剤の例には、分散剤、可塑剤、消泡剤、レオロジーコントロール剤、湿潤剤、密着性付与剤、及び界面活性剤等を挙げることができる。
 本実施形態に係る焼成用スラリー組成物は、例えばアミノアルコール化合物(A)、無機粉体(B)、ポリビニルアルコール樹脂(C)、水、及び必要により溶剤、分散剤などの添加剤を混合し、攪拌することで、各成分を分散させることにより調製できる。
 焼成用スラリー組成物を組成する各成分の量は、適宜設定すればよく、例えば焼成用スラリー組成物の無機粉体とバインダー固形分の合計量に対するアミノアルコール化合物(A)の量は、0.1質量%以上8.0質量%以下であることが好ましく、0.3質量%以上5.0質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以上3.0質量%以下であることが更に好ましい。
 焼成用スラリー組成物の固形分全体に対する無機粉体(B)の量は、例えば75質量%以上95質量%以下であることが好ましく、80質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、85質量%以上95質量%以下であることが更に好ましい。
 焼成用スラリー組成物の無機粉体(B)に対するポリビニルアルコール樹脂(C)の量は、例えば1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、5質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、8質量%以上12質量%以下であることが更に好ましい。
 焼成用スラリー組成物の全量に対する水の量は、6質量%以上45質量%以下であることが好ましく、8質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上37質量%以下であることが更に好ましい。
 なお、「焼成用スラリー組成物の固形分全体」とは、焼成用スラリーを組成する各成分を固形分に換算した成分の合計量であり、「焼成用スラリー組成物の全量」とは、焼成用スラリーを組成する各成分における液体成分及び固体成分の合計量である。
 焼成用スラリー組成物は、ポリビニルアルコール樹脂(C)の水溶液を含むことができ、すなわち焼成用スラリー組成物は、予めポリビニルアルコール樹脂(C)を水に溶解させてから、他の成分と配合して調整されてもよい。
 焼成用スラリー組成物のpHは、5以上8未満であることが好ましい。この場合、焼成用スラリー組成物の凝集、ゲル化及び相分離が生じにくいため、焼成用スラリー組成物の保存安定性をより向上させることができる。そのため、焼成用スラリー組成物からシートを形成するにあたって、柔軟なシートに仕上げることができる。焼成用スラリー組成物のpHは、6以上7以下であることがより好ましい。焼成用スラリー組成物のpHの調整は、例えばアミノアルコール化合物(A)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)(本実施形態では、アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2))との配合量を適宜調整すること等により実現可能である。
 [グリーンシート]
 本実施形態に係るグリーンシートは、式(1)で表されるアミノアルコール化合物(A)、無機粉体(B)、及びポリビニルアルコール樹脂(C)を含有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 式(1)中、Rは、水素又は炭素数1から20のアルキル基である。mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。
 このため、本実施形態のグリーンシートは、高い強度及び柔軟性を有する。そのため、焼成用スラリー組成物からシートを形成すると、上記の通り、シートに柔軟性を付与することができるため、シートを反りにくくすることができる。これにより、例えばキャリアフィルム等の基材に対する、シートの密着性を向上させることができる。このため、本実施形態のグリーンシートでは、クラックが発生することも抑制することができる。
 アミノアルコール化合物(A)、無機粉体(B)、及びポリビニルアルコール樹脂(C)は、上記の焼成用スラリー組成物で説明した構成と同じであるため、重複する説明は省略する。
 グリーンシートは、例えば次のように作製できる。
 上記で説明した焼成用スラリー組成物を調製してから、基材上に塗布し、必要により乾燥させることで、グリーンシートが得られる。焼成用スラリー組成物の基材への塗布方法は、適宜の方法を採用できるが、例えばドクターブレード法、スクリーン印刷法、及びディスペンス法等が挙げられる。また、焼成用スラリー組成物を塗布するための基材は、適宜の基材を採用できるが、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等のキャリアフィルムであってよい。
 本実施形態のグリーンシートは、積層セラミックコンデンサ等を作製するためのセラミックスグリーンシートの用途に好適に利用することができる。グリーンシートを焼成させることにより、アミノアルコール化合物(A)及びポリビニルアルコール樹脂(C)等の成分が熱分解して除去され、無機粉体(B)が焼結する。これにより、無機粉体(B)の焼結体が形成され、この焼結体が電極、導体配線などの適宜の要素を構成しうる。例えば、グリーンシートから、導体層、誘電体層、絶縁層等といった適宜の要素を作製することができ、具体的には、例えばグリーンシートは、積層セラミックコンデンサ中の誘電体層及びセラミック回路基板中の絶縁層等を作製するために利用することができる。上記の通り、本実施形態のグリーンシートは、高い強度及び柔軟性を有するため、グリーンシートから積層セラミックコンデンサを作製するにあたって、多層に積層しても容易に薄膜化が可能である。
 グリーンシートから例えば次のようにして積層セラミックコンデンサを作製することができる。
 まず、グリーンシートを適宜の寸法に切断し、切断したグリーンシートを目的に応じた枚数重ねる。続いて、重ねた複数枚のグリーンシートを加圧して圧縮した後、焼成炉に入れて、焼成する。これにより、積層セラミックコンデンサ中の誘電体層、セラミック回路基板中の絶縁層等を作製することができる。
 グリーンシートを積層して加圧する際の圧力は、特に制限されず、積層枚数等に応じて適宜設定すればよいが、例えば10MPa以上100MPa以下とすることができる。また、焼成する際の条件は、無機粉体(B)の焼結する温度に応じて適宜設定すればよいが、加熱温度は、例えば500℃以上1500℃以下、加熱時間は、例えば1時間以上24時間以下とすることができる。なお、上記では複数枚のグリーンシートから多層の積層セラミックコンデンサを作製する場合について説明したが、適宜の寸法の一枚のグリーンシートから単層のセラミックコンデンサを作製してもよい。
 以下、本発明を実施例によって、更に詳しく説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されない。
 (1)焼成用スラリー組成物の調製[実施例1~34及び比較例1~10]
 ボールミル内に、表1~4中のA欄(「無機粉体」、「溶剤」、「分散剤」、及び「アミノアルコール化合物」の欄)に示す成分を入れて混合し、30分間ボールミルで攪拌し、分散させた。続いて、表1~4中のB欄(「消泡剤」及びポリビニルアルコール樹脂」の欄)に示す成分を、更に添加して混合し、8時間ボールミルで攪拌し、分散させることで、焼成用スラリー組成物を調整した。
 表1~4に示す各成分の詳細は次の通りである。
 [無機粉体]
・酸化鉄。
 [分散剤]
・ポリアクリル酸アンモニウム塩水溶液(互応化学工業株式会社製 ミクロゾールKE-511、40%水溶液)。
 [アミノアルコール化合物]
・アミート105(花王株式会社製:ポリオキシエチレンラウリルアミン、HLB 9.8)。
・アミート302(花王株式会社製:ポリオキシエチレンステアリルアミン、HLB 5.1)。
・アミート320(花王株式会社製:ポリオキシエチレンステアリルアミン、HLB 15.4)。
・ナイミーンL-207(日油株式会社製:ポリオキシエチレンラウリルアミン、HLB 12.5)。
・ナイミーンL-201(日油株式会社製:ポリオキシエチレンラウリルアミン、HLB 3.8)。
・ナイミーンS-210(日油株式会社製:ポリオキシエチレンステアリルアミン、HLB 12.5)。
・ブラウノンL-230(青木油脂株式会社製:ポリオキシエチレンラウリルアミン、HLB 17.5)。
・ブラウノンS-230(青木油脂株式会社製:ポリオキシエチレンステアリルアミン、HLB 16.7)。
・ハイモールPM(東邦化学株式会社製:ポリエチレングリコールモノメチルエーテル)。
・DOA(アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)。
・エポサイザーW-131(DIC株式会社製:エポキシ脂肪酸2-エチルヘキシル)。
・PEG-600(ポリオキシエチレングリコール(分子量600))。
・AMP-100(2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール)。
 [消泡剤]
・SNデフォーマー470(サンノプコ株式会社製:ポリエーテル、変性シリコン化合物等の混合物)。
・SNデフォーマー485(サンノプコ株式会社製:特殊ポリエーテル系非イオン界面活性剤等の混合物)。
 [ポリビニルアルコール樹脂]
・PVA-235水溶液(クラレ株式会社製:濃度15%、ケン化度88mol%、平均重合度3500)。
・KL-506水溶液(クラレ株式会社製:濃度30%、ケン化度77mol%、カルボキシル基含有、平均重合度600)。
・KL-318水溶液(クラレ株式会社製:濃度30%、ケン化度88mol%、カルボキシル基含有、平均重合1800)。
・PVA-217水溶液(クラレ株式会社製:濃度20%、ケン化度88mol%、平均重合度1700)。
・ゴーセノールKL-05水溶液(日本合成化学株式会社製:濃度30%、ケン化度80mol%、平均重合度500)。
・PVA-505水溶液(クラレ株式会社製:濃度30%、ケン化度74mol%、平均重合度500)。
・KL-118水溶液(クラレ株式会社製:濃度30%、ケン化度98mol%、カルボキシル基含有、平均重合度1800)。
・PVA-205水溶液(クラレ株式会社製:濃度30%、ケン化度88mol%、平均重合度500)。
・PVA-105水溶液(クラレ株式会社製:濃度30%、ケン化度98mol%、平均重合度500)。
・PVA-117水溶液(クラレ株式会社製:濃度30%、ケン化度98mol%、平均重合度1700)。
・HPC-SSL水溶液(日本曹達株式会社製:濃度15%、ヒドロキシプロピルセルロース)。
・JMR-500P水溶液(クラレ株式会社製:濃度10%、ケン化度86mol%、平均重合度6000)。
・JMR-800HH水溶液(クラレ株式会社製:濃度8%、ケン化度98mol%、平均重合度9000)。
 なお、上記に示す[ポリビニルアルコール樹脂]は、括弧内に記載の濃度となるように、それぞれ水に溶解した水溶液を調整して混合した。表中の値は、ポリビニルアルコール樹脂の各水溶液の上記各濃度での、水溶液の量を示す。
 (2)評価試験
 (1)で得られた各実施例、及び比較例の焼成用スラリー樹脂組成物、及びこの組成物から作製したシートの評価試験を下記の通り実施した。その結果を下記表に示す。
 (2-1)pH
 (1)で調製した焼成用スラリー組成物100gに水を添加して、焼成用スラリー組成物の濃度が10%となるように希釈して水溶液を調整し、この水溶液のpHを横川電機株式会社製のpHメーター(型番PH711)により測定した。
 (2-2)スラリー安定性(保存安定性)
 (1)で調製した焼成用スラリー組成物を、常温で静置させ、4週間保存した。焼成用スラリー組成物を調整してから、4週間経過するまでの間、焼成用スラリー組成物を目視で観察し、相分離の有無、沈降の有無、及び外観の変化を確認し、下記の基準で評価した。
A:作製してから4週間経過後、外観に変化が見られない。
B:作成してから2週間経過後、外観に変化がみられないが4週間経過後に変化が見られた。
C:作製してから1日経過後~2週間以内に変化が見られた。
D:作製してから1日以内に状態変化が見られ、不均一な状態となった。
 (2-3)熱分解性
 (1)において、[無機粉体]を配合せず焼成用スラリー組成物を調製し、この組成物から皮膜を作製し、差動型示差熱天秤(株式会社リガク製 型番TG8120)を用い、空気雰囲気下、昇温速度10℃/minで室温から550℃まで皮膜を加熱しながら重量変化を測定した。その結果、室温時の焼成用スラリー組成物の重量に対する550℃における重量減少率を算出し、下記の基準で評価した。
A:550℃の時の焼成用スラリー組成物の重量減少率が99質量%以上であり、焼成残渣が見られなかった。
B:550℃の時の焼成用スラリー組成物の重量減少率が99質量%以上であったが、焼成残渣が僅かに見られた。
C:550℃の時の焼成用スラリー組成物の重量減少率が95質量%以上99質量%未満であった。
D:550℃の時の焼成用スラリー組成物の重量減少率が95質量%未満であり、測定終了後、炭化物等の残渣が目視で観察された。
 なお、本評価は、測定の便宜上、無機粉体を添加せず焼成用スラリー組成物から作製した皮膜に対して評価を行っているが、熱分解性の評価に影響を与えるものではない。
 (2-4)平滑性
 (1)で調製した焼成用スラリー組成物を、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(寸法100mm×100mm)上に4面アプリケーター(太佑機材株式会社製、型番No.112)を用いて、約100μmの膜厚となるように塗布し、乾燥することで、皮膜を形成した。得られた皮膜の外観を観察し、下記の基準で評価した。
A:皮膜に凹凸、凝集物、泡跡、又は反り等が見られず、皮膜表面が均一で平滑である。
B:被膜に凹凸、凝集物、泡後、又は反り等のいずれかが若干見られたが、製品として問題のない程度に皮膜表面が均一で平滑である。
C:皮膜に凹凸、凝集物、泡跡、又は反り等が皮膜の50%未満の領域で見られ、均一で平滑な皮膜が得られない。
D:皮膜に凹凸や、集物、泡跡、又は反り等が皮膜の50%以上の領域で見られ、均一で平滑な皮膜が得られない。
 (2-5)強度
 (2-4)でPETフィルム上に形成した皮膜を、PETフィルムの表面に対して、垂直方向に手でゆっくりと剥離することにより、皮膜の強度を下記の基準で評価した。
A:皮膜をPETフィルムから剥がすことが可能であり、引っ張りにも耐えうる。さらに2週間以上経過しても強度を維持している。
B:皮膜をPETフィルムから剥がすことが可能であり、引っ張りにも耐えうるが、2週間以上経過すると強度低下が見られる。
C:皮膜をPETフィルムから剥がすことは可能であるが、引っ張りに対して、簡単に破れてしまう。
D:皮膜をPETフィルムから剥がすことが不可能、又は剥離する際に破れてしまう。
 (2-6)柔軟性
 (2-4)でPETフィルム上に形成した皮膜を、約180°に曲げることにより亀裂、及び割れの発生の有無を確認し、下記の基準で評価した。
A:皮膜を20回以上、180°に曲げても、皮膜に亀裂や割れが生じなかった。
B:皮膜を2回以上、180°に曲げても、皮膜に亀裂や割れが生じないが、20回以上行うと皮膜に亀裂や割れが生じた。
C:皮膜を2回以上、180°に曲げると、皮膜に亀裂や割れが生じた。
D:皮膜を1回でも180°曲げると、皮膜に亀裂や割れが生じた。
 (2-7)接着性
 (2-4)でPETフィルム上に形成した皮膜を、縦3cm、横3cmの正方形状(3cm角)にカットして、皮膜を10枚積み重ねてから、プレス機を用いて加圧し、加圧して積層した皮膜を剥離することにより、接着性について下記の基準で評価した。なお、加圧の条件は120℃で20MPa×10分とした。
A:皮膜の接着性が強く、界面で剥離できない。さらに、2週間以上経過しても接着性を維持している。
B:皮膜の接着性が強く、界面で剥離できないが、2週間以上経過すると接着性が低下する。
C:皮膜を手で強く剥がすと、界面で剥離してしまう。
D:皮膜同士が全く接着性していない。
 (2-8)耐水性
 (2-4)でPETフィルム上に形成した皮膜の重量を測定してから、温度40℃、湿度80%の条件下で、1週間保管した後の重量を測定した。保管前後での皮膜の重量増加率を算出し、下記の基準で評価した。皮膜の重量増加率が小さいほど吸水しにくく、高い耐水性を有するシートであると判断した。
A:重量増加率が1%未満であった。
B:重量増加率が1%以上5%未満であった。
C:重量増加率が5%以上10%未満であった。
D:重量増加率が10%以上であった。
 上記の評価試験の結果は、以下の表1~4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 (まとめ)
 以上から明らかなように、本発明に係る第一の態様の焼成用スラリー組成物は、式(1)で表されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)と、水とを含有する。式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基であり、mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。
 第一の態様によれば、シートに形成した場合のシートの高い強度を維持したまま、高い柔軟性を有することができる焼成用スラリー組成物が得られるという利点がある。
 第二の態様の焼成用スラリー組成物は、第一の態様において、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ケン化度が85mol%以上99mol%以下である成分(C3)と、ケン化度が60mol%以上85mol%未満である成分(C4)とを含有する。
 第二の態様によれば、成分(C3)は、成分(C4)よりも水酸基の割合が多いため、焼成用スラリー組成物から作製されるシートの強度の向上に寄与でき、一方、成分(C4)は、シートの柔軟性の向上に寄与することができる。そのため、焼成用スラリー組成物から作製されるシートにより高い強度及び柔軟性を付与することができる。
 第三の態様の焼成用スラリー組成物は、第一又は第二の態様において、ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)と、アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)とを含有する。
 第三の態様によれば、焼成用スラリー組成物から作製されるシートの強度をより向上させることができる。
 第四の態様の焼成用スラリー組成物は、第三の態様において、アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)が、カルボキシル基を有するポリビニルアルコール樹脂(C21)を含む。
 第四の態様によれば、アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C21)のカルボキシル基と、無機粉体(B)との相互作用がより強くなり、シートの強度を更に向上させることができる。また、この場合、焼成用スラリー組成物の物性とpHのバランスをより調整しやすい。そのため、焼成用スラリー組成物からペーストを作製した場合の凝集及びゲル化を生じにくくすることができ、これにより、シートの物性の更なる向上が実現できる。
 第五の態様の焼成用スラリー組成物は、第四の態様において、ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)は、ケン化度が85mol%以上99mol%以下であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C11)と、ケン化度が60mol%以上85mol%未満であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C12)とを含有する。
 第五の態様によれば、ポリビニルアルコール樹脂(C5)は、ポリビニルアルコール樹脂(C12)よりも水酸基の割合が多いため、焼成用スラリー組成物から作製されるシートの強度の向上に寄与できる。また、ポリビニルアルコール樹脂(C21)は、カルボキシル基を有することで、シートの強度の向上への寄与は更に大きい。一方、ポリビニルアルコール樹脂(C12)は、シートの柔軟性の向上に寄与することができる。そのため、焼成用スラリー組成物から作製されるシートに更に高い強度及び柔軟性を付与することができる。
 第六の態様の焼成用スラリー組成物は、第五の態様において、ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)は、ケン化度が85mol%以上99mol%以下であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C11)を含有し、ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C21)は、ケン化度が60mol%以上85mol%未満であり、かつカルボキシル基を有するアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C211)を含有する。
 第六の態様によれば、ポリビニルアルコール樹脂(C11)は、ポリビニルアルコール樹脂(C21)よりも水酸基の割合が多いため、焼成用スラリー組成物から作製されるシートの強度の向上に寄与できる。また、ポリビニルアルコール樹脂(C211)は、ポリビニルアルコール樹脂(C12)よりも、水酸基の割合は少ないものの、カルボキシル基を有するため、シートの高い柔軟性を維持しながら、強度の向上にも寄与することができる。そのため、焼成用スラリー組成物から作製されるシートに更に高い強度及び柔軟性を付与することができる。
 第七の態様の焼成用スラリー組成物は、第一から第六の態様のいずれか一つにおいて、アミノアルコール化合物(A)は、式(2)で表されるアミノアルコール化合物(A1)を含む。式(2)中、Rは、炭素数10以上20以下のアルキル基であり、mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。
 第七の態様によれば、アミノアルコール化合物(A1)は、親水性の水酸基と、親油性のアルキル基とを有する。そのため、焼成用スラリー組成物から作製したシートに、特に高い柔軟性及び強度をバランスよく付与することができる。また、焼成用スラリー組成物から作製したシートを焼成する場合の、シート内部での水分の蒸発等に起因するシートの破損を抑制できる。
 第八の態様のグリーンシートは、式(1)で示されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)とを含有する。式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基であり、mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。
 第八の態様によれば、グリーンシートは高い強度及び柔軟性を有することができる。そのため、シートを反りにくくすることができる。これにより、例えばキャリアフィルム等の基材に対する、シートの密着性を向上させることができる。このため、グリーンシートでは、クラックが発生することも抑制することができる。
 第九の態様のグリーンシートは、第八の態様において、焼成されることにより無機粉体(B)の焼結体を含有するセラミックコンデンサを作製するために用いられる。
 第九の態様によれば、積層セラミックコンデンサ等を作製するためのセラミックスグリーンシートの用途に好適に利用することができる。
 第十の態様のグリーンシートの製造方法は、式(1)で示されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)と水とを含有する焼成用スラリー組成物を塗布して乾燥することを含む。式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基であり、mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である。
 第十の態様によれば、高い強度を維持したまま、高い柔軟性を有するグリーンシートが得られる。
 第十一の態様の焼結体の製造方法は、第八若しくは第九の態様のグリーンシート、又は第十の態様のグリーンシートの製造方法で得られるグリーンシートを焼成することを含む。
 第十一の態様によれば、上記のグリーンシートは、高い強度及び柔軟性を有するため、グリーンシートから積層セラミックコンデンサを作製するにあたって、多層に積層しても容易に薄膜化が可能である。
 第十二の態様の積層セラミックコンデンサの製造方法は、第八若しくは九の態様のグリーンシート、又は第十一の態様のグリーンシートの製造方法で得られるグリーンシートを複数枚重ねた積層体を焼成することを含む。
 第十二の態様によれば、多層に積層しても容易に薄膜化が可能である。

 

Claims (12)

  1.  式(1)で表されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)と、水とを含有し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基であり、mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である、
     焼成用スラリー組成物。
  2.  前記ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ケン化度が85mol%以上99mol%以下である成分(C3)と、ケン化度が60mol%以上85mol%未満である成分(C4)とを含有する、
     請求項1に記載の焼成用スラリー組成物。
  3.  前記ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)と、アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)とを含有する、
     請求項1又は2に記載の焼成用スラリー組成物。
  4.  前記アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)は、カルボキシル基を有するポリビニルアルコール樹脂(C21)を含む、
     請求項3に記載の焼成用スラリー組成物。
  5.  前記ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)は、ケン化度が85mol%以上99mol%以下であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C11)と、ケン化度が60mol%以上85mol%未満であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C12)とを含有する、
     請求項4に記載の焼成用スラリー組成物。
  6.  前記ノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C1)は、ケン化度が85mol%以上99mol%以下であるノニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C11)を含有し、前記ポリビニルアルコール樹脂(C21)は、ケン化度が60mol%以上85mol%未満であり、かつカルボキシル基を有するアニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C211)を含有する、
     請求項5に記載の焼成用スラリー組成物。
  7.  前記アミノアルコール化合物(A)は、式(2)で表されるアミノアルコール化合物(A1)を含み、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     式(2)中、Rは、炭素数10以上20以下のアルキル基であり、mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である、
     請求項1から6のいずれか一項に記載の焼成用スラリー組成物。
  8.  式(1)で示されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)とを含有し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基であり、mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である、
     グリーンシート。
  9.  前記グリーンシートは、焼成されることにより前記無機粉体(B)の焼結体を含有するセラミックコンデンサを作製するために用いられる、
     請求項8に記載のグリーンシート。
  10.  式(1)で示されるアミノアルコール化合物(A)と、無機粉体(B)と、ポリビニルアルコール樹脂(C)と水とを含有する焼成用スラリー組成物を塗布して乾燥することを含み、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     式(1)中、Rは、水素原子又は炭素数1から20のアルキル基であり、mとnは、m≧0、n≧0、及びm+n≧1を満たす数である、
     グリーンシートの製造方法。
  11.  請求項8若しくは9に記載のグリーンシート、又は請求項10に記載のグリーンシートの製造方法で得られるグリーンシートを焼成することを含む、
     焼結体の製造方法。
  12.  請求項8若しくは9に記載のグリーンシート、又は請求項11に記載のグリーンシートの製造方法で得られるグリーンシートを複数枚重ねた積層体を焼成することを含む、
     積層セラミックコンデンサの製造方法。
     

     
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