WO2020183636A1 - グリーンシート作製用のバインダー組成物、焼成用スラリー組成物、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

グリーンシート作製用のバインダー組成物、焼成用スラリー組成物、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
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green sheet
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豊 河合
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互応化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a binder composition for producing a green sheet, a slurry composition for firing, 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 binder composition for producing a green sheet, a slurry composition for firing for producing a sintered body of an inorganic powder, and a method for producing a green sheet containing a dried product of the slurry composition for firing.
  • the present invention relates to a method for producing a sintered body of a slurry composition for firing, and a method for producing a multilayer ceramic capacitor containing a sintered body for green sheets.
  • 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 describes a hydrophobic group having a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms, or a modified polyvinyl having both a hydrophobic group having a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms and an ionic hydrophilic group in a side chain.
  • a molding binder containing alcohol as a main component is disclosed. It is disclosed that this molding binder can mold a green sheet even if it contains an aqueous solvent.
  • An object of the present invention is to impart strength and flexibility to a sheet while maintaining storage stability when producing a slurry composition in an aqueous system and maintaining high smoothness when formed on the sheet. It is an object of the present invention to provide a binder composition for producing a green sheet, and a slurry composition for firing containing the binder composition.
  • Another object of the present invention is a method for producing a green sheet, a method for producing a sintered body, and a method for producing a sintered body, in which the sheet can have high strength and flexibility while maintaining high smoothness when formed on the sheet.
  • a method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor To provide a method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor.
  • the binder composition for producing a green sheet according to one aspect of the present invention is a binder composition for producing a green sheet.
  • the binder composition contains a polyvinyl alcohol resin (C).
  • the polyvinyl alcohol resin (C) contains at least two kinds of components having different degrees of hydrophilicity.
  • the baking slurry composition according to one aspect of the present invention contains the binder composition, the inorganic powder (B), and water.
  • the method for producing a green sheet according to one aspect of the present invention includes applying the slurry composition for firing and drying it.
  • the method for producing a sintered body according to one aspect of the present invention includes firing the green sheet obtained by the method for producing a green sheet.
  • the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to one aspect of the present invention includes firing a laminate obtained by stacking a plurality of green sheets obtained by the method for manufacturing a green sheet.
  • the binder composition for producing a green sheet according to the present embodiment is a binder composition (hereinafter, also referred to as a binder composition (X)) used for producing a green sheet.
  • the binder composition (X) contains a polyvinyl alcohol resin (C), and the polyvinyl alcohol resin (C) contains at least two kinds of components having different degrees of hydrophilicity.
  • the binder composition (X) may have a function as a binder by containing the polyvinyl alcohol resin (C).
  • the slurry composition for firing hereinafter referred to as slurry composition (Y) contains the above-mentioned binder composition (X), inorganic powder (B), and water.
  • the sheet formed from the slurry composition (Y) can have high strength and flexibility. Since the slurry composition (Y) contains the inorganic powder (B), the inorganic powder is obtained by firing the slurry composition (Y) or a sheet (green sheet) formed from the slurry composition (Y). The body is sintered. Thereby, a sintered body can be produced from the slurry composition (Y).
  • the binder composition (X) contains the polyvinyl alcohol resin (C)
  • the binder composition (X) can be easily dissolved in the slurry composition (Y).
  • the components in the slurry composition (Y) can be easily dispersed.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) in the binder composition (X) contains at least two kinds of components having different degrees of hydrophilicity, the components in the slurry composition (Y) can be efficiently dispersed. Therefore, even if the slurry composition (Y) is prepared from the binder composition (X) in an aqueous solvent, aggregation and gelation are unlikely to occur, and the slurry composition (Y) has high storage stability. sell.
  • the binder composition (X) and the slurry composition (Y) are formed on a sheet by containing a polyvinyl alcohol resin (C) containing two or more kinds of components having different degrees of hydrophilicity, It can contribute to the flexibility and strength of the sheet in a well-balanced manner. It is considered that this is because the interaction between the hydrophilic functional groups such as hydroxyl groups of the polyvinyl alcohol resin (C) and the surface of the inorganic powder (B) contributes to the improvement of the strength of the sheet.
  • the interaction between the inorganic powder (B) and the polyvinyl alcohol resin (C) can be adjusted, and the strength and flexibility of the sheet can be easily adjusted. That is, the sheet formed from the slurry composition (X) containing the binder composition (X) can have both strength and flexibility.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) contains two or more kinds of components having different degrees of hydrophilicity, so that each component in the slurry composition (Y) can be easily dispersed uniformly. Therefore, when the slurry composition (Y) is applied by printing to form a sheet, unevenness and repelling can be less likely to occur in the coating film. Therefore, the sheet has high printability, whereby the sheet formed from the slurry composition (Y) can have high smoothness.
  • the degree of hydrophilicity is different means that there is a difference in the degree of affinity with water among a plurality of components. "The degree of hydrophilicity is different” can be judged from, for example, a difference in solubility in water and a difference in water absorption. Further, it can be said that the components in the polyvinyl alcohol resin (C) having different degrees of saponification have different degrees of hydrophilicity. It can be said that the components of the polyvinyl alcohol resin (C) having different functional groups also have different degrees of hydrophilicity. Even if the components have the same functional group, if they have different functional group equivalents, it can be said that the degree of hydrophilicity is different.
  • the binder composition for producing a green sheet the binder composition for producing a green sheet
  • the slurry composition for firing the green sheet
  • the sintered body the ceramic capacitor according to the present embodiment
  • the binder composition (X) is a composition for producing a green sheet and functions as a binder.
  • the binder composition (X) constitutes a slurry composition (Y) for firing together with components such as an inorganic powder (B), and the slurry composition (Y) is applied and dried if necessary.
  • a green sheet can be made.
  • the binder composition (X) contains the polyvinyl alcohol resin (C), and the polyvinyl alcohol resin (C) contains at least two kinds of components having different degrees of hydrophilicity. Therefore, the slurry composition (Y) containing the binder composition (X) has storage stability. In addition, the high smoothness of the sheet formed from the slurry composition (Y) can be maintained, and the sheet can have good strength and flexibility.
  • the degree of hydrophilicity of the polyvinyl alcohol resin (C) depends on its molecular structure, specifically, for example, the type of hydrophilic functional group, the number of hydrophilic functional groups, the type of hydrophobic functional group, and the number of hydrophobic functional groups. , It may differ depending on the structure of the main chain and the like.
  • 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 polyvinyl alcohol resin (C) is a component capable of making the binder composition (X) function as a binder.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) contains at least two kinds of components having different degrees of hydrophilicity. Therefore, as described above, the polyvinyl alcohol resin (C) can impart storage stability to the slurry composition (Y) and can impart high smoothness and flexibility to the sheet. Further, since the polyvinyl alcohol resin (C) contains at least the above two kinds of components, the temperature range of thermal decomposition at the time of firing can be expanded when the slurry composition (Y) is fired. As a result, rapid weight loss during firing of the slurry composition (Y) can be suppressed. Therefore, cracks can be less likely to occur in the sintered body.
  • 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 slurry composition (Y) is further improved. Can be done.
  • 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 at least two types of components having different degrees of saponification.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) may contain at least two kinds of components having different hydrophilicity. Therefore, the polyvinyl alcohol resin (C) can efficiently disperse the components in the slurry composition (Y). Therefore, even if the slurry composition (Y) is prepared from the binder composition (X) in an aqueous solvent, aggregation and gelation are unlikely to occur, and the slurry composition (Y) has higher storage stability. Can be done.
  • the degree of interaction between the polyvinyl alcohol resin (C) and the inorganic powder (B) in the slurry composition (Y) can be adjusted, and the strength and flexibility of the sheet can be more easily adjusted. Can be adjusted.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) contains two or more kinds of components having different degrees of saponification, each component in the slurry composition (Y) is easily dispersed uniformly. Therefore, when the slurry composition (Y) is applied by printing to form a sheet, unevenness and repelling can be less likely to occur in the coating film. As a result, the sheet formed from the slurry composition (Y) can have higher smoothness.
  • 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 polyvinyl alcohol resin (C) preferably contains a nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) and an anionic polyvinyl alcohol resin (C2).
  • a nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) e.g., a polyvinyl alcohol resin (C1)
  • an anionic polyvinyl alcohol resin (C2) may have higher hydrophilicity than the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) described above.
  • the anionic polyvinyl alcohol resin (C2) tends to increase the viscosity of the binder composition (X), which makes it difficult for cissing to occur on the surface of the sheet when forming the sheet.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) contains not only the nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) but also the anionic polyvinyl alcohol resin (C2), the physical properties of the binder composition (X) and the slurry composition (Y) It is easy to adjust the balance between and pH. Therefore, it is possible to prevent agglutination and gelation when a paste is prepared from the slurry composition (Y).
  • the low temperature range is, for example, a temperature in the range of 300 ° C. or higher and 500 ° C. or lower
  • the high temperature range is, for example, a temperature in the range of 500 ° C. or higher and 700 ° C. or lower. However, it is not limited to these temperatures.
  • 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 a polyvinyl alcohol resin (C21) having a carboxyl group.
  • the polyvinyl alcohol resin (C21) has a carboxyl group in addition to the hydrophilic hydroxyl group. Therefore, the interaction between the carboxyl group of the 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 binder composition (X) and the slurry composition (Y) and the pH. Therefore, it is possible to prevent agglutination and gelation when a paste is produced from the slurry composition (Y), and thereby further improve the physical properties of the sheet.
  • polyvinyl alcohol resin (C21) examples include KL-506, KL-318, KL-118 manufactured by Kuraray Co., Ltd .; Gosenex T-330, T-330 manufactured by Japan Synthetic Chemical Co., Ltd. 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) contains at least two kinds of components having different degrees of saponification
  • the polyvinyl alcohol resin (C) contains a component (C3) having a degree of saponification of 85 mol% or more and 99 mol% or less and ken. It is also preferable to contain a component (C4) having a degree of conversion 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 improving the strength of the sheet formed from the binder composition (X) and the slurry composition (Y), while The component (C4) can contribute to the improvement of the flexibility of the sheet.
  • the slurry composition (Y) prepared from the binder composition (X) tends to flow so that the film thickness becomes uniform. That is, the component (C4) can further improve the leveling property of the slurry composition (Y). Therefore, the smoothness of the sheet formed from the slurry composition (Y) can be further improved. Further, by containing the component (C4) having a relatively low degree of saponification, the temperature range of thermal decomposition when sintering the slurry composition (Y) and the sheet can be widened, so that the weight is rapidly reduced by heating.
  • the degree of saponification of the component (C4) is more preferably 60 mol% or more and less than 80 mol%.
  • the ratio of the component (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 more preferably 40% by mass or more and 85% by mass or less. ..
  • the component (C3) and the component (C4) are components that are distinguished by the degree of saponification.
  • 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) has a higher proportion of hydroxyl groups than the polyvinyl alcohol resin (C12), which contributes to improving the strength of the sheet formed from the binder composition (X) and the slurry composition (Y). it can. 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, higher strength and flexibility can be imparted to the sheet formed from the binder composition (X) and the slurry composition (Y).
  • the leveling property of the slurry composition (Y) prepared from the binder composition (X) can be further improved. Therefore, the smoothness of the sheet formed from the slurry composition (Y) can be further improved.
  • the slurry composition (Y) contains the anionic polyvinyl alcohol resin (C21), the temperature range of thermal decomposition when the slurry composition (Y) and the sheet are sintered can be widened. Sudden weight loss due to heating can be easily suppressed. As a result, when the polyvinyl alcohol resin (C21) is contained, it is easy to suppress the heat shrinkage of the sintered body in the low temperature range.
  • 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 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 and carboxyl. It is also preferable to contain an anionic polyvinyl alcohol resin (C211) having a group. That is, the polyvinyl alcohol resin (C) preferably contains both a nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) 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 contributes to the improvement of the strength of the sheet formed from the binder composition (X) and the slurry composition (Y). it can. 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 binder composition (X) and the slurry composition (Y).
  • the temperature range of thermal decomposition when sintering the slurry composition (Y) and the sheet can be widened. Therefore, it becomes easy to suppress a rapid weight loss due to heating.
  • the polyvinyl alcohol resin (C211) when the polyvinyl alcohol resin (C211) is contained, it is easy to suppress the heat shrinkage of the sintered body in the low temperature range. In this case, cracks can be further reduced in the sintered body.
  • the degree of saponification of the anionic polyvinyl alcohol resin (C211) having a carboxyl group is more preferably 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.
  • 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 binder composition (X) may contain an appropriate solvent, additives and the like.
  • the binder composition (X) may contain water as a solvent.
  • the binder composition (X) and the slurry composition (Y) contain at least two different types of polyvinyl alcohol resin (C), and therefore, each component is contained. Highly dispersible in water. Therefore, the binder composition (X) and the slurry composition (Y) can have high storage stability. Further, since the binder composition (X) and the slurry composition (Y) have high dispersibility, the sheet formed from the binder composition (X) and the slurry composition (Y) has high smoothness.
  • Additives include, for example, plasticizers.
  • the plasticizer include amine compounds.
  • amine compounds include, for example, diethanolamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, Nt-butylethanolamine, N-methyldiethanolamine, Nn-butyldiethanolamine, Nt-butyldiethanolamine, N- Includes at least one aminoalcohol compound selected from the group consisting of lauryldiethanolamine, polyoxyethylene dodecylamine, polyoxyethylene laurylamine, and polyoxyethylene stearylamine.
  • additives include dispersants, defoamers, rheology control agents, wetting agents, adhesion imparting agents, surfactants and the like.
  • the binder composition (X) can be prepared by kneading and mixing the components described above by an appropriate method.
  • the slurry composition (Y) contains the binder composition (X) described above, the inorganic powder (B), and water.
  • the slurry composition (Y) contains an inorganic powder (B), water, and the polyvinyl alcohol resin (C) described above, and the polyvinyl alcohol resin (C) has at least two types of hydrophilicity.
  • the component that can be contained in the slurry composition (Y) may overlap with the component that can be contained in the binder composition (X).
  • the description of the components described in the components that can be contained in the binder composition (X) will be omitted as appropriate.
  • the inorganic powder (B) can contain an appropriate material according to the characteristics required for the sintered body formed from the inorganic powder (B). Specifically, 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, Li, Pd, K, Be, Mg, B, Al, Si, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Ga, In, lanthanide, actinide, Ti, Zr, Hf, Bi, V, Nb, Includes at least one selected from the group consisting of 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. It can contain one or more components selected from the group consisting of inorganic glass, MgO / Al 2 O 3 / SiO 2 type inorganic glass and LiO 2 / Al 2 O 3 / SiO 2 type inorganic glass. It is particularly preferable that 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 slurry composition (Y) contains water as described above. Since the slurry composition (Y) contains the binder composition (X) even when water is blended as a solvent, the dispersibility of each component in water is high. Therefore, the slurry composition (Y) can have high storage stability. Further, since the slurry composition (Y) has high dispersibility, the sheet formed from the slurry composition (Y) has high smoothness.
  • the slurry composition (Y) 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 solvent may be a solvent constituting the slurry composition (Y).
  • the slurry composition (X) may be prepared by further adding a solvent such as water according to the composition of the slurry composition (Y).
  • the slurry composition (Y) 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. Specific examples of additives and the like may be the same as [Other components] in the binder composition (X).
  • slurry composition (Y) for example, inorganic powder (B), water, and if necessary, additives such as a solvent and a dispersant are mixed and stirred to disperse each component.
  • the slurry composition (Y) can contain an aqueous solution of the polyvinyl alcohol resin (C), that is, the slurry composition (Y) is prepared by dissolving the polyvinyl alcohol resin (C) in water in advance, and then with other components. It may be blended and adjusted.
  • the amount of each component constituting the slurry composition (Y) may be appropriately set.
  • the amount of (C) is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 4% by mass or more and 15% or less by mass, and further preferably 7% by mass or more and 11% by mass or less. ..
  • the amount of the inorganic powder (B) with respect to the total solid content of the slurry composition (Y) 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. , 85% by mass or more and 95% by mass or less is more preferable.
  • the amount of the polyvinyl alcohol resin (C) with respect to the inorganic powder (B) in the slurry composition (Y) is preferably, for example, 1% by mass or more and 20% by mass or less, and 5% by mass or more and 15% by mass or less. More preferably, it is more preferably 8% by mass or more and 12% by mass or less.
  • the amount of the binder composition (X) is preferably 5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the inorganic powder (B) in the slurry composition (Y). In this case, the smoothness and flexibility of the sheet can be maintained when forming the sheet from the slurry composition (Y).
  • the amount of water with respect to the total amount of the slurry composition (Y) 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. The following is more preferable.
  • total solid content of the slurry composition (Y) is the total amount of the components of the slurry composition (Y) excluding the solvent.
  • the pH of the slurry composition (Y) 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)) is appropriately adjusted. It is feasible by such means.
  • the viscosity of the slurry composition (Y) is preferably 1000 mPa ⁇ s or more and 5000 mPa ⁇ s or less. In this case, when a coating film is formed by applying from the slurry composition (Y) by printing, uneven printing and repelling due to printing can be made particularly less likely to occur. Therefore, the sheet formed from the slurry composition (Y) can be made smoother and more uniform.
  • the viscosity of the slurry composition (Y) at 25 ° C. is more preferably 1000 mPa ⁇ s or more and 4000 mPa ⁇ s or less, and further preferably 2000 mPa ⁇ s or more and 3000 mPa ⁇ s or less.
  • the green sheet contains an inorganic powder (B) and at least two different polyvinyl alcohol resins (C). Therefore, the green sheet of the present embodiment has high smoothness and flexibility. Therefore, when the sheet is formed from the slurry composition (Y) containing the component of the binder composition (X), flexibility can be imparted to the sheet as described above, so that 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.
  • the green sheet can be produced, for example, as follows.
  • a green sheet can be obtained by preparing the slurry composition (Y) described above, applying it on a substrate, and drying it if necessary.
  • a method for applying the slurry composition (Y) 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 slurry composition (Y) 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 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.
  • -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%, polymerization degree 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).
  • 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.
  • B The film can be peeled off from the PET film and can withstand pulling, but the strength decreases after 2 weeks or more.
  • 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.
  • the firing slurry composition prepared in (1) has a film thickness of about 100 ⁇ m on a release PET film (dimensions 100 mm ⁇ 100 mm) using a four-sided applicator (manufactured by Taiyu Kikai Co., Ltd., model number No. 112).
  • a film was formed by applying the above.
  • the coating unevenness of the obtained film was observed and evaluated according to the following criteria.
  • B The film has slight coating unevenness, but the surface of the film is almost smooth and uniform.
  • C Coating unevenness is observed in the range of less than 50% of the film, and the surface of the film is neither smooth nor uniform.
  • D Coating unevenness is observed in the range of 50% or more of the film, and the surface of the film is neither smooth nor uniform.
  • the firing slurry composition prepared in (1) has a film thickness of about 100 ⁇ m on a release PET film (dimensions 100 mm ⁇ 100 mm) using a four-sided applicator (manufactured by Taiyu Kikai Co., Ltd., model number No. 112).
  • a film was formed by applying the above.
  • the repellency of the obtained film on the PET substrate was observed and evaluated according to the following criteria.
  • C Repellent from the base material is observed in the range of less than 50% of the film, and the surface of the film is neither smooth nor uniform.
  • D Repellent from the base material is observed in the range of 50% or more of the film, and the surface of the film is neither smooth nor uniform.
  • the binder composition for producing a green sheet according to the first aspect of the present invention is a binder composition for producing a green sheet.
  • the binder composition contains a polyvinyl alcohol resin (C), and the polyvinyl alcohol resin (C) contains at least two kinds of components having different hydrophilicities.
  • the sheet is imparted with strength and flexibility while having storage stability when the slurry composition is prepared in an aqueous system and maintaining high smoothness when formed on the sheet. be able to.
  • the polyvinyl alcohol resin (C) contains at least two kinds of components having different degrees of saponification.
  • the binder composition for producing a green sheet according to the third aspect has, in any one of the first to second aspects, 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) has a higher proportion of hydroxyl groups than the component (C4), the strength of the sheet produced from the binder composition (X) and the slurry composition (Y) can be improved.
  • the component (C4) can contribute to the improvement of the flexibility of the sheet. Therefore, better strength and flexibility can be imparted to the sheets prepared from the binder composition (X) and the slurry composition (Y).
  • the binder composition for producing a green sheet according to the fourth aspect contains a nonionic polyvinyl alcohol resin (C1) and an anionic polyvinyl alcohol resin (C2) in any one of the first to third aspects.
  • the strength of the sheet produced from the baking slurry composition can be further improved.
  • the binder composition for producing a green sheet in the fifth aspect contains the polyvinyl alcohol resin (C2) containing a carboxyl group as the anionic polyvinyl alcohol resin (C2).
  • the storage stability of the slurry composition can be further improved. Further, when formed on a sheet, good strength and flexibility can be imparted while maintaining higher smoothness.
  • the binder composition for producing a green sheet according to the sixth aspect is the polyvinyl alcohol resin (C1) with a nonionic polyvinyl alcohol resin (C11) having a saponification degree of 85 mol% or more and 99 mol% or less.
  • the polyvinyl alcohol resin (C11) since the polyvinyl alcohol resin (C11) 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 slurry composition for firing. 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 even better strength and flexibility to the sheets produced from the binder composition (X) and the slurry composition (Y).
  • the binder composition for producing a green sheet according to the seventh aspect is a nonionic polyvinyl alcohol resin (C12) having a saponification degree of 85 mol% or more and 99 mol% or less as the polyvinyl alcohol resin (C1) in the fifth aspect.
  • the polyvinyl alcohol resin (C12) 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 sheet prepared from the binder composition (X) and the slurry composition (Y) It can contribute to the improvement of strength.
  • the polyvinyl alcohol resin (C21) has a smaller proportion of hydroxyl groups than the polyvinyl alcohol resin (C5), 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 even better strength and flexibility to the sheet produced from the binder composition and the slurry composition for firing.
  • the baking slurry composition of the eighth aspect contains the binder composition according to any one of the first to eighth aspects, the inorganic powder (B), and water.
  • the baking slurry composition has high storage stability.
  • the amount of the binder composition of the baking slurry composition in the ninth aspect is 5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the inorganic powder (B).
  • the ninth aspect in producing the sheet, it is possible to impart good strength and flexibility to the sheet while maintaining the higher smoothness of the sheet.
  • the method for producing the tenth green sheet includes applying the baking slurry composition of the ninth or tenth aspect and drying it.
  • a green sheet having high smoothness and good strength and flexibility can be obtained.
  • the method for producing a sintered body according to the eleventh aspect includes firing the green sheet obtained by the method for producing a green sheet according to the tenth aspect.
  • the eleventh aspect since the above-mentioned green sheet has high smoothness 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 tenth method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor includes firing a laminated body in which a plurality of green sheets obtained by the method of manufacturing a green sheet of the tenth aspect are stacked.
  • the thin film can be easily thinned even if it is laminated in multiple layers.

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Abstract

本発明の課題は、水系でのスラリー組成物を作製する場合の保存安定性を有し、かつシートに形成した場合の高い平滑性を維持しつつ、シートに強度及び柔軟性を付与することのできるグリーンシート作製用のバインダー組成物を提供することである。本発明のグリーンシート作製用のバインダー組成物は、グリーンシートを作製するためのバインダー組成物である。バインダー組成物は、ポリビニルアルコール樹脂(C)を含有する。ポリビニルアルコール樹脂(C)は、親水性の程度が異なる少なくとも二種類の成分を含有する。

Description

グリーンシート作製用のバインダー組成物、焼成用スラリー組成物、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、グリーンシート作製用のバインダー組成物、焼成用スラリー組成物、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、グリーンシートを作製するためのバインダー組成物、及び無機粉末の焼結体を作製するための焼成用スラリー組成物、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の製造方法、焼成用スラリー組成物の焼結体の製造方法、及びグリーンシートの焼結体を含有する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には、炭素数4以上の炭化水素を有する疎水性基、又は炭素数4以上の炭化水素を有する疎水性基とイオン性親水性基との両方を側鎖に有する変性ポリビニルアルコールを主成分とする成形用バインダーが開示されている。この成形用バインダーは、水系の溶剤を配合していてもグリーンシートを成形できることが開示されている。
 しかしながら、特許文献1の水系のセラミックグリーンシート成形用バインダー組成物からスラリー組成物を調製するにあたって、水中での保存安定性が低下することがあった。また、バインダー組成物から、スラリー組成物を調製し、このスラリー組成物から印刷等の塗布によりシートを形成すると、シートにムラ及びハジキが発生したりすることがあり、これにより、シートの平滑性、強度及び柔軟性が低下するという問題があった。
特開昭59-156959号公報
 本発明の目的は、水系でのスラリー組成物を作製する場合の保存安定性を有し、かつシートに形成した場合の高い平滑性を維持しつつ、シートに強度及び柔軟性を付与することのできるグリーンシート作製用のバインダー組成物、及びこのバインダー組成物を含有する焼成用スラリー組成物を提供することにある。
 また、本発明の他の目的は、シートに形成した場合の高い平滑性を維持しつつ、シートが高い強度及び柔軟性を有することができる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グリーンシート作製用のバインダー組成物は、グリーンシートを作製するためのバインダー組成物である。前記バインダー組成物は、ポリビニルアルコール樹脂(C)を含有する。前記ポリビニルアルコール樹脂(C)は、親水性の程度が異なる少なくとも二種類の成分を含有する。
 本発明の一態様に係る焼成用スラリー組成物は、前記バインダー組成物と、無機紛体(B)と水とを含有する。
 本発明の一態様に係るグリーンシートの製造方法は、前記焼成用スラリー組成物を塗布して、乾燥することを含む。
 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。
 本実施形態に係るグリーンシート作製用のバインダー組成物は、グリーンシートを作製するために用いられるバインダー組成物(以下、バインダー組成物(X)ともいう)である。バインダー組成物(X)は、ポリビニルアルコール樹脂(C)を含有し、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、親水性の程度が異なる少なくとも二種類の成分を含有する。バインダー組成物(X)は、ポリビニルアルコール樹脂(C)を含有することにより、バインダーとしての機能を有しうる。また、焼成用スラリー組成物(以下、スラリー組成物(Y)という)は、上記のバインダー組成物(X)と、無機粉体(B)と、水とを含有する。本実施形態では、スラリー組成物(Y)から形成されるシートは高い強度及び柔軟性を有しうる。スラリー組成物(Y)は、無機粉体(B)を含有するため、スラリー組成物(Y)、又はスラリー組成物(Y)から形成されるシート(グリーンシート)を焼成することにより、無機粉体が焼結する。これにより、スラリー組成物(Y)から焼結体を作製可能である。
 また、バインダー組成物(X)がポリビニルアルコール樹脂(C)を含有することで、バインダー組成物(X)から水系の溶剤を含有するスラリー組成物(Y)が調製されても、バインダー組成物(X)はスラリー組成物(Y)中で容易に溶解できる。また、スラリー組成物(Y)中の成分は、容易に分散しうる。特にバインダー組成物(X)中のポリビニルアルコール樹脂(C)は、親水性の程度が異なる成分を少なくとも二種類含有するため、スラリー組成物(Y)中の成分を効率よく分散させうる。そのため、バインダー組成物(X)から、水系の溶剤中でスラリー組成物(Y)を調製しても、凝集及びゲル化等が生じにくく、スラリー組成物(Y)が高い保存安定性を有しうる。
 特に、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)は、親水性の程度が異なる二種類以上の成分を含むポリビニルアルコール樹脂(C)を含有することで、シートに形成される場合の、シートの柔軟性及び強度にバランスよく寄与しうる。これは、ポリビニルアルコール樹脂(C)が有する水酸基等の親水性の官能基と無機粉体(B)の表面との間の相互作用が、シートの強度の向上に寄与するためと考えられる。さらに、ポリビニルアルコール樹脂(C)中の親水性の異なる少なくとも二種の成分の親水性の程度、比率などを変更することで、無機粉体(B)とポリビニルアルコール樹脂(C)との相互作用の程度を調整することができ、シートの強度及び柔軟性を容易に調整できる。すなわち、バインダー組成物(X)を含有するスラリー組成物(X)から形成されるシートは強度と柔軟性とを両立させて有することができる。
 さらに、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、上述のとおり、親水性の程度が異なる二種以上の成分を含有することで、スラリー組成物(Y)中での各成分が均一に分散しやすい。そのため、スラリー組成物(Y)を印刷により塗布してシートを形成するにあたって、塗膜にムラ及びハジキが生じにくくできる。このため、シートは、高い印刷性を有し、これにより、スラリー組成物(Y)から形成されるシートは、高い平滑性を有することができる。
 本明細書において、「親水性の程度が異なる」とは、複数の成分の間で水との親和性の程度に差があることを意味する。「親水性の程度が異なる」ことは、例えば、水への溶解性に差があること、及び吸水性に差があることなどから判断できる。また、ポリビニルアルコール樹脂(C)中の、互いに異なるケン化度を有する成分同士は、親水性の程度が異なるといえる。ポリビニルアルコール樹脂(C)中の、互いに異なる官能基を有する成分同士も、親水性の程度が異なるといえる。同じ官能基を有する成分同士であっても、互いに異なる官能基当量を有する場合は、親水性の程度が異なるといえる。
 以下、本実施形態に係るグリーンシート作製用のバインダー組成物、焼成用スラリー組成物、グリーンシート、焼結体、及びセラミックコンデンサについて、順に、詳細に説明する。また、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。
 <グリーンシート作製用のバインダー組成物>
 バインダー組成物(X)は、グリーンシートを作製するための組成物であり、バインダーとして機能する。バインダー組成物(X)は、例えば無機粉体(B)等の成分とともに焼成用のスラリー組成物(Y)を構成し、このスラリー組成物(Y)を塗布し、必要により乾燥することで、グリーンシートを作製できうる。
 バインダー組成物(X)は、上述のとおり、ポリビニルアルコール樹脂(C)を含有し、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、親水性の程度が異なる少なくとも二種類の成分を含有する。このため、バインダー組成物(X)を含有するスラリー組成物(Y)が保存安定性を有する。また、スラリー組成物(Y)から形成されるシートの高い平滑性を維持することができ、かつシートは良好な強度及び柔軟性を有することができる。
 [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)の親水性の程度は、その分子構造、具体的には、例えば親水性官能基の種類、親水性官能基の数、疎水性官能基の種類、疎水性官能基の数、主鎖の構造等によって異なりうる。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)は、バインダー組成物(X)をバインダーとして機能させうる成分である。本実施形態では、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、少なくとも親水性の程度が異なる二種類の成分を含有する。このため、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、上述のとおり、スラリー組成物(Y)に保存安定性を付与でき、かつシートに高い平滑性及び柔軟性を付与しうる。さらに、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、上記の少なくとも二種類の成分を含有することで、スラリー組成物(Y)を焼成するにあたって、焼成時の熱分解の温度範囲が拡張されうる。これにより、スラリー組成物(Y)の焼成時の急速な重量減少が抑制されうる。このため、焼結体にひび割れ(クラック)を生じにくくできる。
 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、スラリー組成物中(Y)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、ケン化度が異なる少なくとも二種類の成分を含有することが好ましい。この場合も、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、親水性の異なる少なくとも二種類の成分を含有しうる。このため、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、スラリー組成物(Y)中の成分を効率よく分散させうる。そのため、バインダー組成物(X)から、水系の溶剤中でスラリー組成物(Y)を調製しても、凝集及びゲル化等が生じにくく、スラリー組成物(Y)がより高い保存安定性を有しうる。また、この場合、スラリー組成物(Y)中でのポリビニルアルコール樹脂(C)と無機粉体(B)との相互作用の程度を調整することができ、シートの強度及び柔軟性をより容易に調整できる。さらに、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ケン化度の異なる二種以上の成分を含有するため、スラリー組成物(Y)中での各成分が均一に分散しやすい。そのため、スラリー組成物(Y)を印刷により塗布してシートを形成するにあたって、塗膜にムラ及びハジキが生じにくくできる。これにより、スラリー組成物(Y)から形成されるシートは、より高い平滑性を有することができる。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。
 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、バインダー組成物(X)からスラリー組成物(Y)を調製すると、スラリー組成物(Y)の親水性の程度をより調整しやすい。このため、スラリー組成物(Y)から形成されるシートは、強度と柔軟性とを良好に維持しつつ、より高い平滑性を有することができる。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、バインダー組成物(X)の粘度を高粘度化させやすく、これによりシートを形成するにあたって、シートの表面にハジキが生じにくくできる。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、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)の物性とpHとのバランスを調整しやすい。そのため、スラリー組成物(Y)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。さらに、アニオン性のポリビニルアルコール樹脂(C2)を含有することで、スラリー組成物(Y)及びシートを焼結する場合の低温域での焼結体の熱収縮を抑制しやすい。この場合、焼結体にクラックをより生じにくくすることができる。なお、本明細書中の説明において、低温域とは、例えば300℃以上500℃以下の範囲の温度であり、高温域とは、例えば500℃以上700℃以下の範囲の温度である。ただし、これらの温度のみに限定されるものではない。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、ポリビニルアルコール樹脂(C21)は、親水性の水酸基以外にカルボキシル基を有する。このため、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、シートの強度をより向上させることができる。また、この場合、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)の物性とpHとのバランスをより調整しやすい。そのため、スラリー組成物(Y)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。
 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)が、ケン化度が異なる少なくとも二種類の成分を含有する場合、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、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)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、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)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。また、比較的ケン化度の低い成分(C4)を含有することで、バインダー組成物(X)から調製されるスラリー組成物(Y)は膜厚が均一になるように流動しやすくなる。すなわち、成分(C4)は、スラリー組成物(Y)のレベリング性をより向上させうる。このため、スラリー組成物(Y)から形成されるシートの平滑性をより向上させることができる。さらに、比較的低ケン化度の成分(C4)を含有することで、スラリー組成物(Y)及びシートを焼結する場合の熱分解の温度領域が広くなりうるため、加熱による急激な重量減少が抑制しやすくなる。これにより、成分(C4)を含有すると、高温域での焼結体の熱収縮を抑制しやすい。これにより、焼結体にクラックを生じにくくできる。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成分(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、成分(C3)及び成分(C4)は、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、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)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(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、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)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。また、比較的ケン化度の低いポリビニルアルコール樹脂(C12)を含有することで、バインダー組成物(X)から調製されるスラリー組成物(Y)のレベリング性をより向上させうる。このため、スラリー組成物(Y)から形成されるシートの平滑性をより向上させることができる。さらに、スラリー組成物(Y)がアニオン性であるポリビニルアルコール樹脂(C21)を含有することで、スラリー組成物(Y)及びシートを焼結する場合の熱分解の温度領域が広くなりうるため、加熱による急激な重量減少が抑制しやすくなる。これにより、ポリビニルアルコール樹脂(C21)を含有すると、低温域での焼結体の熱収縮を抑制しやすい。これにより、焼結体にクラックをより生じにくくできる。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。
 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(C1)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、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)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、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)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。さらに、アニオン性であり、かつ比較的ケン化度が低いポリビニルアルコール樹脂(C211)を含有することで、スラリー組成物(Y)及びシートを焼結する場合の熱分解の温度領域が広くなりうるため、加熱による急激な重量減少が抑制しやすくなる。これにより、ポリビニルアルコール樹脂(C211)を含有すると、低温域での焼結体の熱収縮を抑制しやすい。この場合、焼結体にクラックを更に生じにくくすることができる。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(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。
 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。
 [その他の成分]
 バインダー組成物(X)は、適宜の溶剤、及び添加剤等を含有してもよい。例えば、バインダー組成物(X)は、溶剤として水を含有してもよい。上述のとおり、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)には、溶剤として水が配合されても、少なくともニ種類の異なるポリビニルアルコール樹脂(C)を含有しているため、各成分の水中での分散性が高い。このため、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)は、高い保存安定性を有することができる。また、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)は、高い分散性を有するため、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)から形成されるシートは、高い平滑性を有する。
 添加剤は、例えば可塑剤を含む。可塑剤は、例えばアミン化合物を挙げることができる。アミン化合物の例は、例えばジエタノールアミン、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、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、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アミノアルコール化合物を含む。
 添加剤の他の例としては、分散剤、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。
 バインダー組成物(X)は、上記で説明した成分を適宜の方法で、混練、混合することにより調製可能である。
 <焼成用スラリー組成物>
 スラリー組成物(Y)は、上記で説明したバインダー組成物(X)と、無機粉体(B)と、水とを含有する。言い換えれば、スラリー組成物(Y)は、無機粉体(B)と、水と、上記で説明したポリビニルアルコール樹脂(C)を含有し、更にポリビニルアルコール樹脂(C)は、少なくとも二種類の親水性の程度が異なる第一成分(a1)及び第二成分(a2)と、少なくとも二種類のケン化度が異なる第一成分(b1)及び第二成分(b2)とのうちの一方又は両方の成分の組み合わせを含有する。このため、スラリー組成物(Y)は、高い保存安定性を有することができ、かつスラリー組成物(Y)から形成されるシートは、強度及び柔軟性を維持しつつ、高い平滑性を有する。
 次に、本実施形態に係るスラリー組成物(Y)が含有しうる成分について、詳細に説明する。なお、スラリー組成物(Y)が含有しうる成分は、上記のバインダー組成物(X)が含有しうる成分と重複してもよい。バインダー組成物(X)が含有しうる成分で説明した成分については適宜説明を省略する。
 [無機粉体(B)]
 無機粉体(B)は、無機粉体(B)から形成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。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。
 [溶剤]
 本実施形態では、スラリー組成物(Y)は、上述のとおり、水を含有する。スラリー組成物(Y)は、溶剤として水を配合しても、バインダー組成物(X)を含有するため、各成分の水中での分散性が高い。このため、スラリー組成物(Y)は、高い保存安定性を有することができる。また、スラリー組成物(Y)は、高い分散性を有するため、スラリー組成物(Y)から形成されるシートは、高い平滑性を有する。
 スラリー組成物(Y)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。なお、上述のバインダー組成物(X)が溶剤を含有する場合には、その溶剤が、スラリー組成物(Y)を構成する溶剤であってもよい。この場合には、スラリー組成物(Y)の組成に応じて更に水等の溶剤を添加してスラリー組成物(X)を調製してもよい。
 [その他の成分]
 スラリー組成物(Y)は、バインダー組成物(X)と同様に、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。添加剤等の具体的な例は、バインダー組成物(X)における[その他の成分]と同じであってよい。
 本実施形態に係るスラリー組成物(Y)は、例えば無機粉体(B)、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、各成分を分散させてから、バインダー組成物(X)に含有されうる成分を混合することにより調製できる。スラリー組成物(Y)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、すなわちスラリー組成物(Y)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。
 スラリー組成物(Y)を組成する各成分の量は、適宜設定すればよく、例えばスラリー組成物(Y)の無機粉体(B)とバインダー組成物(X)との合計量に対するポリビニルアルコール樹脂(C)の量は、1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、4質量%以上質量15%以下であることがより好ましく、7質量%以上11質量%以下であることが更に好ましい。
 スラリー組成物(Y)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。
 スラリー組成物(Y)中の無機粉体(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。
 スラリー組成物(Y)中の無機粉体(B)100質量部に対する、バインダー組成物(X)の量は、5質量部以上20質量部以下であることが好ましい。この場合、スラリー組成物(Y)からシートを形成するにあたって、シートの平滑性及び柔軟性を維持することができる。
 スラリー組成物(Y)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、「スラリー組成物(Y)の固形分全体」とは、スラリー組成物(Y)から溶剤を除いた成分の合計量である。
 スラリー組成物(Y)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。
 スラリー組成物(Y)の粘度は、1000mPa・s以上5000mPa・s以下であることが好ましい。この場合、スラリー組成物(Y)から、印刷により塗布することで塗膜を形成する場合の、印刷ムラ及び印刷によるハジキが特に生じにくくすることができる。このため、スラリー組成物(Y)から形成されるシートを更に平滑で均一にすることができる。スラリー組成物(Y)の25℃における粘度は、1000mPa・s以上4000mPa・s以下であることがより好ましく、2000mPa・s以上3000mPa・s以下であることが更に好ましい。
 <グリーンシート>
 グリーンシートは、無機粉体(B)及び少なくとも二種類の異なるポリビニルアルコール樹脂(C)を含有する。このため、本実施形態のグリーンシートは、高い平滑性及び柔軟性を有する。そのため、バインダー組成物(X)の成分を含有するスラリー組成物(Y)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。
 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。
 上記で説明したスラリー組成物(Y)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。スラリー組成物(Y)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、スラリー組成物(Y)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、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1~8及び比較例1~10]
 ボールミル内に、表1~2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1~2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1~2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)。
 [可塑剤]
・ジエタノールアミン
 [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、平均重合度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%、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)。
 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、及び比較例の水系焼成用バインダー樹脂組成物、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)粘度
 (1)で調製した焼成用スラリー組成物の粘度を、東機産業株式会社製の型番RE-215SR/Uにより、25℃、回転速度50rpm、2分間の条件で測定した。
 (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)強度
 (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。
 (2-5)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。
 (2-6)ムラ(印刷性1)
 (1)で調製した焼成用スラリー組成物を、剥離PET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することで、皮膜を形成した。得られた皮膜の塗布ムラを観察し、下記の基準で評価した。
A:皮膜の膜厚が均一であり、塗布ムラが見られず、かつ皮膜の表面が平滑で均一である。
B:皮膜には僅かに塗布ムラが見られるが、皮膜の表面は、ほぼ平滑で、均一である。
C:皮膜の50%未満の範囲で塗布ムラが見られ、皮膜の表面も平滑でなく、均一でもない。
D:皮膜の50%以上の範囲で塗布ムラが見られ、皮膜の表面も平滑でなく、均一でもない。
 (2-7)ハジキ(印刷性2)
 (1)で調製した焼成用スラリー組成物を、剥離PET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することで、皮膜を形成した。得られた皮膜の、PET基材に対するハジキを観察し、下記の基準で評価した。
A:皮膜の膜厚が均一であり、ハジキが見られず、かつ皮膜の表面が平滑で均一である。
B:皮膜には僅かに基材からのハジキが見られるが、皮膜の表面はほぼ平滑で均一である。
C:皮膜の50%未満の範囲で基材からのハジキが見られ、皮膜の表面も平滑でなく、均一でもない。
D:皮膜の50%以上の範囲で基材からのハジキが見られ、皮膜の表面も平滑でなく、均一でもない。
 (2-8)焼成後のクラック
 (2-4)でPETフィルム上に形成した皮膜を電気炉に入れ、空気雰囲気下、昇温速度10℃/minで、室温から600まで昇温した。600℃に到達後から1時間、600℃で保温した。1時間経過後、皮膜を室温まで空冷して、焼成後の皮膜の様子を観察し、下記の基準で評価した。
A:焼成後の皮膜にクラックが見られず、かつ平滑で均一な塗膜を維持している。
B:焼成後の皮膜に僅かにクラックが見られるが、ほぼ平滑で均一な塗膜を維持している。
C:焼成後の皮膜の50%未満の範囲にクラックが見られ、平滑で均一な塗膜を維持していない。
D:焼成後の皮膜の50%以上の範囲にクラックが見られ、平滑で均一な塗膜を維持していない。
 上記の評価試験の結果は、以下の表1~5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 (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グリーンシート作製用のバインダー組成物は、グリーンシートを作製するためのバインダー組成物である。バインダー組成物は、ポリビニルアルコール樹脂(C)を含有し、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、親水度が異なる少なくとも二種類の成分を含有する。
 第一の態様によれば、水系でのスラリー組成物を作製する場合の保存安定性を有し、かつシートに形成した場合の高い平滑性を維持しつつ、シートに強度及び柔軟性を付与することができる。
 第二の態様のグリーンシート作製用のバインダー組成物は、第一の態様において、ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ケン化度が異なる少なくとも二種類の成分を含有する。
 第二の態様によれば、シートに形成した場合に、より高い平滑性を維持しつつ、良好な強度及び柔軟性を付与することができる。
 第三の態様のグリーンシート作製用のバインダー組成物は、第一から二のいずれかの態様において、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。
 第三の態様によれば、成分(C3)は、成分(C4)よりも水酸基の割合が多いため、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)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、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)から作製されるシートに、より良好な強度及び柔軟性を付与することができる。
 第四の態様のグリーンシート作製用のバインダー組成物は、第一から三のいずれかの態様において、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。
 第四の態様によれば、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。
 第五の態様のグリーンシート作製用のバインダー組成物は、第四の態様において、アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)は、カルボキシル基を含有するポリビニルアルコール樹脂(C21)を含む。
 第五の態様によれば、焼成用のスラリー組成物を調製した場合において、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。また、シートに形成した場合に、より高い平滑性を維持しつつ、良好な強度及び柔軟性を付与することができる。
 第六の態様のグリーンシート作製用のバインダー組成物は、第五の態様において、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(C12)よりも水酸基の割合が多いため、焼成用の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、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)から作製されるシートに更に良好な強度及び柔軟性を付与することができる。
 第七の態様のグリーンシート作製用のバインダー組成物は、第五の態様において、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(C12)を含有し、ポリビニルアルコール樹脂(C12)は、ケン化度が60mol%以上85mol%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。
 第七の態様によれば、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(C20)よりも水酸基の割合が多いため、バインダー組成物(X)及びスラリー組成物(Y)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、ポリビニルアルコール樹脂(C5)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、バインダー組成物及び焼成用のスラリー組成物から作製されるシートに更に良好な強度及び柔軟性を付与することができる。
 第八の態様の焼成用スラリー組成物は、第一から第八のいずれか一項に記載のバインダー組成物と、無機粉体(B)と、水とを含有する。
 第八の態様によれば、焼成用スラリー組成物は高い保存安定性を有する。また、焼成用スラリー組成物からシートを形成した場合の高い平滑性を維持しつつ、シートに強度及び柔軟性を付与することができる。
 第九の態様の焼成用スラリー組成物は、第九の態様において、無機粉体(B)100質量部に対する、バインダー組成物の量が、5質量部以上20質量部以下である。
 第九の態様によれば、シートを作製するにあたって、シートのより高い平滑性を維持しつつ、シートに良好な強度及び柔軟性を付与することができる。
 第十のグリーンシートの製造方法は、第九又は第十の態様の焼成用スラリー組成物を塗布して、乾燥することを含む。
 第十の態様によれば、高い平滑性を有し、かつ良好な強度及び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、高い平滑性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。
 第十ニの積層セラミックコンデンサの製造方法は、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複数枚重ねた積層体を焼成することを含む。
 第十ニの態様によれば、多層に積層しても容易に薄膜化が可能である。

 

Claims (12)

  1.  グリーンシートを作製するためのバインダー組成物であって、
     前記バインダー組成物は、ポリビニルアルコール樹脂(C)を含有し、
     前記ポリビニルアルコール樹脂(C)は、親水性の程度が異なる少なくとも二種類の成分を含有する、
     グリーンシート作製用のバインダー組成物。
  2.  前記ポリビニルアルコール樹脂(C)は、ケン化度が異なる少なくとも二種類の成分を含有する、
     請求項1に記載のグリーンシート作製用のバインダー組成物。
  3.  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2に記載のグリーンシート作製用のバインダー組成物。
  4.  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から3のいずれか一項に記載のグリーンシート作製用のバインダー組成物。
  5.  前記アニオン性ポリビニルアルコール樹脂(C2)は、カルボキシル基を含有するポリビニルアルコール樹脂(C21)を含む、
     請求項4に記載のグリーンシート作製用のバインダー組成物。
  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)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5に記載のグリーンシート作製用のバインダー組成物。
  7.  前記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、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に記載のグリーンシート作製用のバインダー組成物。
  8.  請求項1から7のいずれか一項に記載のバインダー組成物と、無機粉体(B)と、水とを含有する、
     焼成用スラリー組成物。
  9.  前記無機粉体(B)100質量部に対する、前記バインダー組成物の量が、5質量部以上20質量部以下である、
     請求項8に記載の焼成用スラリー組成物。
  10.  請求項7又は8に記載の焼成用スラリー組成物を塗布して、乾燥することを含む、
     グリーンシートの製造方法。
  11.  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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