【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、積層セラミックコンデンサの電極に用いられる導電ペーストであって、ポリビニルアセタール樹脂と、有機溶剤と、導電性粉末とを含有し、前記ポリビニルアセタール樹脂は、カルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を含有し、かつ、平均重合度が800〜1600であり、前記ポリビニルアセタール樹脂は、重合度の異なる2種類以上の混合ポリビニルアルコール樹脂のアセタール化物であり、前記混合ポリビニルアルコール樹脂のうち、最も重合度の高いポリビニルアルコール樹脂が、下記式(1−1)で表される構成単位、及び、下記式(1−2)で表される構成単位から選択される少なくとも1種を有する導電ペーストである。
【0010】
【化1】
上記式(1−1)中、R
1及びR
2は、それぞれ独立し、炭素数0〜10のアルキレン基、X
1及びX
2は、それぞれ独立し、水素原子、金属原子又はメチル基を表す。上記式(1−2)中、R
3、R
4及びR
5は、それぞれ独立し、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基、R
6は炭素数0〜10のアルキレン基、X
3は水素原子、金属原子又はメチル基を表す。なお、炭素数0のアルキレン基とは、R
1、R
2又はR
6の両端の炭素が直接結合しているものを表す。
以下、本発明を詳述する。
【0011】
本発明者らは、鋭意検討の結果、導電ペーストのバインダー樹脂として、カルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を含有し、かつ、特定の構造を有する混合ポリビニルアルコール樹脂のアセタール化物からなるポリビニルアセタール樹脂を用い、平均重合度を所定の範囲内とすることにより、高い印刷性を有しつつ、表面平滑性、糸切れ性及びハンドリング性に優れる導電ペーストとできることを見出した。
また、バインダー樹脂の重合度が高い場合や低い場合でも、上述の効果が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0012】
本発明の導電ペーストはポリビニルアセタール樹脂を含有する。
また、ポリビニルアセタール樹脂は、カルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を含有する。このようなカルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を含有することで、導電性粉末との相互作用を高め、分散性に優れた導電ペーストとすることができる。
本明細書中、カルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂とは、下記式(2−1)で表されるアセチル基を有する構成単位と、下記式(2−2)で表される水酸基を有する構成単位と、下記式(2−3)で表されるアセタール基を有する構成単位とに加えて、カルボキシル基を有する構成単位を有する樹脂を意味する。
【0013】
【化2】
【0014】
上記式(2−3)中、R
7は水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を表す。
【0015】
上記ポリビニルアセタール樹脂は、重合度の異なる2種類以上の混合ポリビニルアルコール樹脂のアセタール化物である。
また、上記混合ポリビニルアルコール樹脂のうち、最も重合度の高いポリビニルアルコール樹脂(以下、最高重合度ポリビニルアルコール樹脂ともいう)が、上記式(1−1)で表される構成単位、及び、上記式(1−2)で表される構成単位から選択される少なくとも1種を有する。
上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂が、式(1−1)で表される構成単位、及び、式(1−2)で表される構成単位から選択される少なくとも1種を有することで、ポリビニルアセタール樹脂と有機溶剤、及び、ポリビニルアセタール樹脂と導電性粉末の相互作用を効果的に強めることができる。その結果、ポリビニルアセタール樹脂が高重合度であっても、導電ペーストの糸切れ性を悪化させたり印刷性に悪影響したりすることなく、適度な粘度とハンドリング性に適した粘度特性を効果的に付与することができる。
【0016】
上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂は、上記式(1−1)で表される構成単位を有することが好ましい。上記式(1−1)で表される構成単位を有する場合、構成単位中の2つのカルボキシル基が主鎖の炭素を挟む位置に存在するので、得られる導電ペーストは導電性粉末との間で適度な相互作用を持ち、貯蔵安定性をも改善することができる。
【0017】
上記式(1−1)中、R
1及びR
2は、それぞれ独立し、炭素数0〜10のアルキレン基を表し、X
1及びX
2は、それぞれ独立し、水素原子、金属原子又はメチル基を表す。
【0018】
上記式(1−1)中、R
1及びR
2で表されるアルキレン基の炭素数が10を超えるとカルボキシル基が凝集の原因となるため、低極性溶剤に溶解しにくくなる。R
1及びR
2で表されるアルキレン基の炭素数の好ましい下限は0、好ましい上限は5、より好ましい下限は1、より好ましい上限は3である。
【0019】
上記R
1及びR
2は、同一のものであってもよく、異なったものであってもよいが、異なっているものが好ましい。また少なくとも何れかが炭素数0のアルキレン基であることが好ましい。
【0020】
上記炭素数0〜10のアルキレン基としては、例えば、炭素数0のアルキレン基、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基等の直鎖状アルキレン基、メチルメチレン基、メチルエチレン基、1−メチルペンチレン基、1,4−ジメチルブチレン基等の分岐状アルキレン基、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロヘキシレン基等の環状アルキレン基等が挙げられる。なかでも、炭素数0のアルキレン基、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基等の直鎖状アルキル基が好ましく、炭素数0のアルキレン基、メチレン基、エチレン基がより好ましい。
【0021】
上記X
1及びX
2のうち少なくとも何れかが金属原子である場合、該金属原子としては、例えば、ナトリウム原子、リチウム原子、カリウム原子等が挙げられる。なかでも、ナトリウム原子が好ましい。
【0022】
上記式(1−1)で表される構成単位は、α−ジカルボキシモノマーに由来するものであることが好ましい。α−ジカルボキシモノマーとしては、例えば、メチレンマロン酸、イタコン酸、2−メチレングルタル酸、2−メチレンアジピン酸、2−メチレンセバシン酸等のラジカル重合性不飽和二重結合を有するジカルボン酸やその金属塩又はそのメチルエステルが挙げられる。なかでも、イタコン酸が好ましく用いられる。
なお、本明細書中、α−ジカルボキシモノマーとは、α位炭素に2つのカルボキシル基を有するモノマーを表す。
【0023】
上記式(1−2)中、R
3、R
4及びR
5は、それぞれ独立し、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表し、R
6は、炭素数0〜10のアルキレン基を表し、X
3は、水素原子、金属原子又はメチル基を表す。
【0024】
上記式(1−2)中、R
3、R
4及びR
5のうち少なくとも1つが炭素数1〜10のアルキル基である場合、該アルキル基の炭素数が10を超えると立体障害により原料合成時の重合が起こりにくくなる。R
3、R
4及びR
5で表されるアルキル基の炭素数の好ましい下限は1、好ましい上限は5、より好ましい上限は3である。
【0025】
R
3及びR
4は、同一のものであってもよく、異なったものであってもよいが、同一のものがより好ましい。また、R
3、R
4及びR
5は水素原子であることが好ましい。
【0026】
上記炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基等の直鎖状アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、2,2−ジメチルプロピル基、1,1,3,3−テトラメチルブチル基、2−エチルヘキシル基等の分岐状アルキル基、シクロプロピル基、シクロプロピルメチル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基等が挙げられる。なかでも、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基等の直鎖状アルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
【0027】
上記式(1−2)中、R
6で表されるアルキレン基の炭素数が10を超えるとカルボキシル基が凝集の原因となるため、樹脂が低極性溶剤に溶解しにくくなる。R
6で表されるアルキレン基の炭素数の好ましい下限は0、好ましい上限は5、より好ましい下限は1、より好ましい上限は3である。
【0028】
上記式(1−2)中のR
6としては、上記式(1−1)中のR
1及びR
2で例示したものと同様のものが挙げられ、なかでも、炭素数0のアルキレン基、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基等の直鎖状アルキレン基が好ましく、炭素数0のアルキレン基、メチレン基、エチレン基がより好ましく、炭素数0のアルキレン基が更に好ましい。
【0029】
上記X
3が金属原子である場合、該金属原子としては、例えば、ナトリウム原子、リチウム原子、カリウム原子等が挙げられる。なかでも、ナトリウム原子が好ましい。
【0030】
上記式(1−2)で表される構成単位はモノカルボキシモノマーに由来するものが好ましい。モノカルボキシモノマーとしては、例えば、アクリル酸、クロトン酸、メタクリル酸、オレイン酸等のラジカル重合性不飽和二重結合を有するモノカルボン酸やその金属塩又はそのメチルエステル等が挙げられる。なかでも、クロトン酸が好ましく用いられる。
【0031】
上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂は、重合度が900〜2500であることが好ましい。上記範囲内とすることで、導電ペーストの粘度を効果的に高めることができる。
【0032】
上記混合ポリビニルアルコール樹脂中の最高重合度ポリビニルアルコール樹脂の含有量は、後述するポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量等を達成することができれば特に限定されないが、好ましい下限は10重量%、好ましい上限は90重量%であり、より好ましい下限は20重量%、より好ましい上限は80重量%であり、特に好ましい下限は30重量%、特に好ましい上限は70重量%である。
【0033】
上記混合ポリビニルアルコール樹脂は、式(1−1)で表される構成単位、及び、式(1−2)で表される構成単位を何れも有しないカルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂を含有することが好ましい。このようなカルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂を含有することで、得られる導電ペーストの粘度比を印刷性に優れたものとすることができる。
なお、上記カルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂は、最も重合度が低いものであることが好ましい。
【0034】
上記カルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂を含有する場合、上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂と、カルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂との重合度の差が600以上であることが好ましい。上記重合度の差が600以上であることで、上記カルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂の重合度を低減することが可能となる。その結果、平滑性や糸切れ性に影響を与えることを防止することができる。上記重合度の差は800以上であることがより好ましく、1000以上であることが更に好ましい。
なお、上記カルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂を2種以上含む場合、上記重合度の差は、最低重合度のカルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂を用いて算出する。
【0035】
上記カルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂は、重合度が200〜800であることが好ましい。上記範囲内とすることで、印刷性に悪影響を与えることなく、粘度比を印刷性に優れたものとすることができる。
【0036】
上記混合ポリビニルアルコール樹脂中のカルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂の含有量は、後述するポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量等を達成することができれば特に限定されないが、好ましい下限は10重量%、好ましい上限は90重量%であり、より好ましい下限は20重量%、より好ましい上限は80重量%であり、特に好ましい下限は30重量%、特に好ましい上限は70重量%である。
【0037】
上記混合ポリビニルアルコール樹脂は、上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂を含有するものであれば、その構成は特に限定されないが、上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂と上記カルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂とを含有するものであることが好ましい。
また、上記カルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂が、最も重合度が低いものである場合、更に、上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂とカルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂との間の重合度を有するポリビニルアルコール樹脂(以下、他のポリビニルアルコール樹脂ともいう)を含有してもよい。
【0038】
上記他のポリビニルアルコール樹脂は、上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂とカルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂との間の重合度を有するものであれば、特に限定されず、2種以上の異なる樹脂で構成されるものであってもよい。
なお、上記他のポリビニルアルコール樹脂は、上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂と同様に式(1−1)で表される構成単位、及び、式(1−2)で表される構成単位から選択される少なくとも1種を有するものであってもよく、これらを有しないものであってもよい。
【0039】
上記他のポリビニルアルコール樹脂が、未変性ポリビニルアルコール樹脂である場合、重合度が800以下であることが好ましい。未変性ポリビニルアルコール樹脂等の他のポリビニルアルコール樹脂を用いた場合、糸切れ性や印刷性は、重合度が高くなると悪くなるが、上記他のポリビニルアルコール樹脂の重合度が800以下であることで、悪化を最小限に抑えることができる。
【0040】
上記他のポリビニルアルコール樹脂についても、上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂と、他のポリビニルアルコール樹脂との重合度の差が600以上であることが好ましい。上記重合度の差が600以上であることで、上記他のポリビニルアルコール樹脂の重合度を低減することが可能となる。その結果、平滑性や糸切れ性に影響を与えることを防止することができる。上記重合度の差は800以上であることがより好ましく、1000以上であることが更に好ましい。
【0041】
上記混合ポリビニルアルコール樹脂中の他のポリビニルアルコール樹脂の含有量は、後述するポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量等を達成することができれば特に限定されないが、好ましい下限は5重量%、好ましい上限は95重量%であり、より好ましい下限は10重量%、より好ましい上限は90重量%であり、特に好ましい下限は15重量%、特に好ましい上限は85重量%である。
【0042】
上記カルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を合成する方法としては特に限定されないが、例えば、上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂が、上記式(1−1)で表される構成単位を有する場合には、上記式(1−1)で表される構成単位となるα−ジカルボキシモノマーと、酢酸ビニルとを共重合させることによって得られたポリ酢酸ビニルをケン化し得られたポリビニルアルコール樹脂と、2番目またはそれ以下の重合度を持つポリビニルアルコール樹脂とを混合し、従来公知の方法によりアセタール化する方法が挙げられる。
【0043】
また、上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂が上記式(1−2)で表される構成単位を有する場合には、上記式(1−2)で表される構成単位となるモノカルボキシモノマーと、酢酸ビニルとを共重合させることによって得られたポリ酢酸ビニルをケン化し得られたポリビニルアルコール樹脂と、2番目またはそれ以下の重合度を持つポリビニルアルコール樹脂とを混合し、従来公知の方法によりアセタール化する方法が挙げられる。
【0044】
更に、最も重合度の高いポリビニルアルコール樹脂をメルカプトプロピオン酸等のカルボキシル基を有する化合物と反応させて後変性し得られたカルボン酸変性ポリビニルアルコール樹脂を、従来公知の方法によりアセタール化する方法等も挙げられる。
【0045】
また、上記最高重合度ポリビニルアルコール樹脂と、カルボン酸未変性ポリビニルアルコール樹脂と、他のポリビニルアルコール樹脂とを、従来公知の方法でそれぞれアセタール化した後、平均重合度が所定の範囲内となるように、それぞれのポリビニルアルコール樹脂のアセタール化物を混合する方法を用いてもよい。
【0046】
上記アセタール化反応としては特に限定されず、従来公知の方法で行うことができる。例えば、酸触媒の存在下でポリビニルアルコールの水溶液、アルコール溶液、水/アルコール混合溶液、ジメチルスルホキシド(DMSO)溶液中に各種アルデヒドを添加する方法等が挙げられる。
上記アルデヒドは特に限定されず、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、アミルアルデヒド、ヘキシルアルデヒド、ヘプチルアルデヒド、2−エチルヘキシルアルデヒド、シクロヘキシルアルデヒド、フルフラール、グリオキザール、グルタルアルデヒド、ベンズアルデヒド、2−メチルベンズアルデヒド、3−メチルベンズアルデヒド、4−メチルベンズアルデヒド、p−ヒドロキシベンズアルデヒド、m−ヒドロキシベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒド、β−フェニルプロピオンアルデヒド等が挙げられる。これらのアルデヒドのなかでは、ブチルアルデヒドを単独で用いるか、またはアセトアルデヒドとブチルアルデヒドを組み合わせて用いることが好ましい。
【0047】
本発明で使用されるポリビニルアセタール樹脂は、平均重合度の下限が800、上限が1600である。平均重合度を800以上とすることで、粘度を高めて、ハンドリング性を向上させることが可能となる。1600以下とすることで、糸曳きが生じることを防止して、印刷性を高めることが可能となる。また、表面平滑性が向上する。上記ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度の好ましい下限は850、好ましい上限は1500であり、より好ましい下限は900、より好ましい上限は1400である。
【0048】
本明細書中、ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は、原料であるポリビニルアルコールの平均重合度から求められる。
また、本明細書中、ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度とは、ポリビニルアセタール樹脂全体の見かけの平均重合度を意味する。即ち、例えば、ポリビニルアセタール樹脂が異なる平均重合度を有する複数の樹脂を含有する場合、ポリビニルアセタール樹脂の平均重合度は、各樹脂の平均重合度にその樹脂の含有比率を掛け合わせることにより得られる各値を、合計することにより求められる。
【0049】
上記ポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量は、好ましい下限が0.05モル%、好ましい上限が1モル%である。カルボキシル基量が0.05モル%以上とすることで、上記ポリビニルアセタール樹脂がカルボキシル基を有することによる効果が得られ、導電ペーストの印刷性が向上し表面平滑性が改善したり、無機粉が沈降して貯蔵時の安定性が悪くなることを防止したりできる。カルボキシル基量を1モル%以下とすることで、上記ポリビニルアセタール樹脂の有機溶剤に対する溶解性が向上したり、カルボキシル基と導電性粉末の相互作用が適度なものとなるため、導電ペーストを作製しやすくなり、ゲル化して安定性が悪くなったりすることを防止できる。上記ポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量の好ましい下限は0.07モル%、好ましい上限は0.9モル%であり、より好ましい下限は0.1モル%、より好ましい上限は0.8モル%である。
【0050】
本明細書中、ポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量とは、ポリビニルアセタール樹脂の構成単位全体に占めるカルボキシル基を有する構成単位の割合を意味する。例えば、上記式(1−1)で表される構成単位にはカルボキシル基が2つ存在しているが、1つの構成単位に存在するカルボキシル基の数にかかわらず、ポリビニルアセタール樹脂の構成単位全体に占めるカルボキシル基を有する構成単位の割合を、カルボキシル基量とする。
【0051】
また、本明細書中、ポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量とは、ポリビニルアセタール樹脂全体の見かけのカルボキシル基量を意味する。即ち、例えば、ポリビニルアセタール樹脂が異なるカルボキシル基量を有する複数の樹脂を含有する場合、ポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量は、各樹脂のカルボキシル基量にその樹脂の含有比率を掛け合わせることにより得られる各値を、合計することにより求められる。
特に、例えば、ポリビニルアセタール樹脂が、カルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂と未変性ポリビニルアセタール樹脂とを含有する場合、ポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量は、下記式(3)により算出される。
A=B×(C/D) (3)
上記式(3)中、Aはポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量(モル%)を表し、Bはカルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量(モル%)を表し、Cはカルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂の重量を表し、Dはポリビニルアセタール樹脂全体の重量を表す。
【0052】
上記式(3)においてBで表されるカルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量は、上述したポリビニルアセタール樹脂のカルボキシル基量等を達成することができれば特に限定されないが、好ましい下限が0.03モル%、好ましい上限が4モル%である。
【0053】
上記ポリビニルアセタール樹脂が、アセトアセタール基を含有する場合、アセトアセタール基量の上限は25モル%であることが好ましい。アセトアセタール基量が25モル%以下であることで、上記ポリビニルアセタール樹脂の低極性の有機溶剤に対する溶解性を向上させ、導電ペーストの作製が容易になる。上記ポリビニルアセタール樹脂のアセトアセタール基量の好ましい上限は22モル%であり、より好ましい上限は20モル%である。
なお、アセトアセタール基とは、上記式(2−3)で表されるアセタール基を有する構成単位に含まれるアセタール基のうちの、R
7がメチル基である場合のアセタール基である。また、本明細書中、ポリビニルアセタール樹脂のアセトアセタール基量とは、ポリビニルアセタール樹脂全体の見かけのアセトアセタール基量を意味する。
【0054】
上記ポリビニルアセタール樹脂が、ブチラール基を含有する場合、ブチラール基量の好ましい下限は40モル%、好ましい上限は80モル%である。ブチラール基量が40モル%以上であることで残存水酸基量が多くなりすぎず、ポリビニルアセタール樹脂の低極性溶剤への溶解性を改善できる。80モル%以下とすることで残存水酸基量が高くなり、得られる導電ペーストの粘度が低くなりすぎず、貯蔵安定性を改善できる。上記ポリビニルアセタール樹脂のブチラール基量のより好ましい下限は50モル%、より好ましい上限は70モル%である。
なお、ブチラール基とは、上記式(2−3)で表されるアセタール基を有する構成単位に含まれるアセタール基のうちの、R
7がプロピル基である場合のアセタール基である。また、本明細書中、ポリビニルアセタール樹脂のブチラール基量とは、ポリビニルアセタール樹脂全体の見かけのブチラール基量を意味する。
【0055】
上記ポリビニルアセタール樹脂において、水酸基量の好ましい下限は16モル%、好ましい上限は25モル%である。上記水酸基量が16モル%以上であることで、導電性粉末の凝集を防止して、得られた導電ペーストの分散性が改善し、平滑な印刷塗膜が得られる。上記水酸基量が25モル%以下であることで、本発明で用いられる低極性の有機溶剤への溶解性が向上する。上記ポリビニルアセタール樹脂の水酸基量の好ましい下限は17モル%、好ましい上限は23モル%である。また、本明細書中、ポリビニルアセタール樹脂の水酸基量とは、ポリビニルアセタール樹脂全体の見かけの水酸基量を意味する。
【0056】
上記ポリビニルアセタール樹脂において、アセチル基量の下限は0.1モル%、上限は5モル%であることが好ましい。上記アセチル基量が0.1モル%以上であることで、アセタール化反応が容易となり、5モル%以下であることで、本発明で用いられる低極性の有機溶剤への溶解性を高めることができる。上記ポリビニルアセタール樹脂のアセチル基量の好ましい下限は0.2モル%、好ましい上限は4モル%である。また、本明細書中、ポリビニルアセタール樹脂のアセチル基量とは、ポリビニルアセタール樹脂全体の見かけのアセチル基量を意味する。
【0057】
上記ポリビニルアセタール樹脂において、上記カルボキシル基量、アセタール化度(アセトアセタール基量とブチラール基量の合計)、水酸基量及びアセチル基量の合計量は99.1モル%以上であることが好ましい。
上記合計量が99.1モル%以上であることで、他の構成単位の含有量が少なくなり、本発明の効果をより一層好適に発現することができる。
【0058】
本発明の導電ペーストは、本発明の効果を阻害しない範囲内であれば、上記ポリビニルアセタール樹脂に加えて、アクリル樹脂、エチルセルロース等の他の樹脂を含有してもよい。
本発明のポリビニルアセタール樹脂は、カルボキシル基の効果により、通常のポリビニルアセタール樹脂に比べて、他の樹脂との相溶性にも優れる。
【0059】
本発明の導電ペーストは、導電性粉末を含有する。
上記導電性粉末は特に限定されず、例えばニッケル、アルミニウム、銀、銅、銀塩およびこれらの合金等からなる粉末が挙げられる。これらの導電性粉末は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。これらの中では、導電性に優れていることから、ニッケルが好ましい。
【0060】
上記ニッケル粉末の平均粒子径は、50〜300nmであり、かつ、形状が略球状であることが好ましい。平均粒子径が50nm未満であると、ニッケル粉末の比表面積が大きくなり、凝集したニッケル粉末が分散できなくなることがある。平均粒子径が300nmを超えると、印刷後の表面を平滑にできなくなることがある。なお、略球状とは、真球形状のほか、球形に近い形状の粒子も含む。
【0061】
上記導電性粉末の配合量は特に限定されないが、上記ポリビニルアセタール樹脂100重量部に対する好ましい下限は100重量部、好ましい上限は10000重量部である。上記導電性粉末の配合量が100重量部未満であると、導電ペーストにおける上記導電性粉末の密度が低くなり、導電性が低下することがある。上記導電性粉末の配合量が10000重量部を超えると、導電ペーストにおける上記導電性粉末の分散性が低下し、印刷性が低下することがある。上記導電性粉末の配合量は、上記ポリビニルアセタール樹脂100重量部に対するより好ましい下限が200重量部、より好ましい上限が5000重量部である。
【0062】
本発明の導電ペーストは、上記導電性粉末に加えて、さらにセラミック粉末を含有することが好ましい。セラミック粉末を含有することで、焼成する際の導電性粉末の収縮挙動を、セラミックグリーンシートと合わせやすくなる。
上記セラミック粉末としては特に限定されないが、グリーンシートに用いられるチタン酸バリウムが好ましい。セラミック粉末の粒径としては特に限定されないが、上記導電性粉末の粒径よりも小さいものであることが好ましく、具体的には30nm〜200nmであることが好ましい。
【0063】
本発明の導電ペーストは、有機溶剤を含有する。
上記有機溶剤は一般的に導電ペーストに用いられる有機溶剤を使用することができるが、特にシートアタック現象を防止するためには、セラミックグリーンシートに含まれるポリビニルブチラール樹脂を膨潤または溶解させない、非相溶の低極性の有機溶剤であり、その溶解度パラメータは8.0〜11.0(cal/cm
3)
0.5であることが好ましい。なお、溶解度パラメータは、Fedors法によって計算したものを用いる。
上記有機溶剤としては、例えば、ターピニルアセテート、イソボニルアセテート、ジヒドロテルピネオールアセテート、ジヒドロターピネオール、ジヒドロターピニルメチルエーテル、ターピニルメチルエーテル等のテルピネオール(ターピネオール)誘導体、ミネラルスピリット等の炭化水素溶剤、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテルおよびエステルが挙げられる。これらの有機溶剤は単独で用いられてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0064】
上記有機溶剤の配合量は特に限定されないが、上記ポリビニルアセタール樹脂100重量部に対する好ましい下限は100重量部、好ましい上限は10000重量部である。上記有機溶剤の配合量が100重量部未満であると、導電ペーストの粘度が高くなり、印刷性が低下することがある。上記有機溶剤の配合量が10000重量部を超えると、導電ペーストにおいて上記ポリビニルアセタール樹脂の性能が充分に発揮されないことがある。上記有機溶剤の配合量は、上記ポリビニルアセタール樹脂100重量部に対するより好ましい下限が200重量部、より好ましい上限が5000重量部である。
【0065】
本発明の導電ペーストは、本発明の効果を損なわない範囲で、可塑剤、潤滑剤、帯電防止剤、分散剤、界面活性剤等を適宜含有してもよい。
【0066】
上記可塑剤としては特に限定されないが、例えば、ビス(2−エチルヘキシル)フタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等のフタル酸ジエステル、ジオクチルアジペート等のアジピン酸ジエステル、トリエチレングリコール2−エチルヘキシル等のアルキレングリコールジエステル等が挙げられる。
【0067】
上記分散剤としては特に限定されないが、例えば、脂肪酸、脂肪族アミン、アルカノールアミド、リン酸エステルが好適である。また、シランカップリング剤等を配合してもよい。
上記脂肪酸としては特に限定されず、例えば、ベヘニン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、カプリン酸、カプリル酸、ヤシ脂肪酸等の飽和脂肪酸;オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ソルビン酸、牛脂脂肪酸、ヒマシ硬化脂肪酸等の不飽和脂肪酸等が挙げられる。なかでも、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が好適である。
上記脂肪族アミンとしては特に限定されず、例えば、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、セチルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、アルキル(ヤシ)アミン、アルキル(硬化牛脂)アミン、アルキル(牛脂)アミン、アルキル(大豆)アミン等が挙げられる。
上記アルカノールアミドとしては特に限定されず、例えば、ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド、牛脂脂肪酸ジエタノールアミド、ラウリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等が挙げられる。
上記リン酸エステルとしては特に限定されず、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテルリン酸エステルが挙げられる。
【0068】
上記界面活性剤としては、特に限定されないが、陰イオン系界面活性剤としては、カルボン酸系として脂肪酸のナトリウム塩等、スルホン酸系として直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムやラウリル硫酸ナトリウム、アルキルポリオキシ硫酸塩等、リン酸系としてはモノアルキルリン酸塩等があげられる。陽イオン系界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩やジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩等があげられ、両性界面活性剤としてはアルキルジメチルアミンオキシドやアルキルカルボキシベタイン等があげられ、非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルや脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグルコシド、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルモノグリセリルエーテル等があげられる。
上記分散剤や界面活性剤は、ペーストまたは樹脂溶液の経時粘度上昇抑制にも効果がある。
【0069】
本発明の導電ペーストの粘度については、各印刷プロセスによって異なるため、適宜調整すればよいが、シェアレート60s
−1の時の粘度η60が0.1〜10Pa・sであることが好ましい。
特に、スクリーン印刷に使用する場合は、η60が1.0〜10.0Pa・sであることが好ましく、グラビア印刷に使用する場合はη60が0.1〜1.0Pa・sであることが好ましい。
【0070】
本発明の導電ペーストは、シェアレート60s
−1の条件で測定した粘度η60と、シェアレート600s
−1の条件で測定した粘度η600との比(η60/η600、以下TI値ともいう)は、2.0以上、4.5未満であることが好ましい。上記η60/η600が2.0以上であると、塗工時の粘度が低すぎて均一に塗り広げられなかったり、版のパターン内に入った導電ペーストの静置粘度が高すぎてパターン内に均一に広がらなかったりする不具合を防止できる。上記η60/η600が4.5未満であると、塗工時の粘度が高すぎて均一に塗り広げられなかったりすることを防止できる。好ましい下限は2.3、好ましい上限は3.5である。
なお、η60/η600は、チキソトロピー性を示す指数のひとつである。
ハンドリング性を確保するためには、塗工時あるいは清掃時に容易に塗り広げあるいは回収できるように、ある程度高い粘度が必要である。一方で、版のパターン内に入った導電ペーストが偏ることなくパターン中に均一に充填され、均一に印刷されるためには充分に粘度が低い必要がある。すなわち、プロセスの前後で大きな粘度変化が必要となる。このような性質をチキソトロピー性といい、η60/η600を上述の範囲内とすることで、チキソトロピー性に優れる導電ペーストとすることができる。
【0071】
本発明の導電ペーストを製造する方法は特に限定されず、例えば、上記カルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を含有するポリビニルアセタール樹脂、上記導電性粉末、上記有機溶剤及び必要に応じて添加される他の成分を、ボールミル、ブレンダーミル、3本ロール等の混合機を用いて混合する方法等が挙げられる。
【0072】
本発明の導電ペーストをセラミックグリーンシート上にスクリーン印刷やダイコート、グラビアオフセット等の印刷プロセスにより塗布し、これを複数枚積み重ね、加熱圧着して積層体を作製した後、脱脂処理を行い、焼成してセラミック焼結体とし、更にセラミック焼結体の端面に外部電極を形成することにより、積層セラミックコンデンサを得ることができる。このような積層セラミックコンデンサもまた本発明の1つである。
【0073】
本発明の導電ペーストを印刷する方法としては特に限定されないが、上述したようなスクリーン印刷やダイコート、グラビア印刷等の印刷プロセスにて行うことができる。
【0074】
本発明の導電ペーストは、上述のようなカルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を含有するポリビニルアセタール樹脂を含有することにより、低極性の有機溶剤を用いても印刷後の表面を平滑にすることができるので、積層セラミックコンデンサの薄層化が可能であり、かつ、優れた導電性を得ることができる。