(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレンオキサイドを含むアルキレンオキサイドを付加重合せしめた平均分子量が１０００以上のジヒドロキシル化合物を、エステル結合あるいはウレタン結合により平均分子量を２００００以上とした高分子化合物であって、エチレンオキサイドを７４〜８４重量％含有する高分子化合物からなり大気雰囲気下３００〜５００℃の低温度域または不活性ガス雰囲気下の焼成に用いる厚膜ペースト用バインダー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚膜ペースト用のバインダーに関し、さらに詳しくは大気雰囲気下低温度域あるいは窒素等の不活性ガス雰囲気下で焼成してもカーボンが残留しない厚膜ペースト用バインダーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
厚膜ペーストとしては、導電ペースト、誘電体ペースト、ガラスペースト、抵抗体ペースト等が電子材料分野、特にハイブリッドＩＣ、積層セラミックコンデンサー、抵抗器、その他の用途に多く使用されている。
【０００３】
これら厚膜ペーストは、主成分である無機粉末に加え、ペースト化に必要となる有機ビヒクルを含有している。ここで、有機ビヒクルとは、有機樹脂を溶剤に溶解した粘性のある液体である。
【０００４】
一般的に使用される有機樹脂としては、エチルセルロース、アクリル樹脂、ニトロセルロース、アルキド樹脂が代表的であるが、厚膜ペーストがその印刷工程で高温下で焼成されて有機樹脂たるバインダーを消失せしめるように処理されるとき、上記有機樹脂はカーボンが残留することなく消失することが必要である。これら有機樹脂を大気雰囲気下高温域で焼成すれば、樹脂成分を完全に消失せしめることは可能であるが、大気雰囲気下３００〜５００ ℃ の低温度域あるいは窒素などの不活性ガス雰囲気下で焼成する場合には、カーボンが残留することがある。例えば、ガラスペーストにおいてエチルセルロースをバインダーとしたとき、５００℃の温度で焼成するとかなりのカーボンが残留し、もともと透明になるべきガラス膜が相当黒ずむことがある。
【０００５】
従って、このような大気雰囲気下における３００〜５００℃の低温度域あるいは不活性ガス雰囲気下の焼成においても完全にカーボンが消失するようなバインダーが要望されている。
【０００６】
本発明は従来の技術の有する上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、大気雰囲気下低温度域または不活性ガス雰囲気下において焼成しても、カーボンが残留しない厚膜ペースト用のバインダーを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、厚膜ペースト用バインダーとしてアルキレンオキサイドを付加重合せしめた平均分子量が１０００以上のジヒドロキシル化合物を、エステル結合あるいはウレタン結合により平均分子量を２００００以上とした高分子化合物を用いることによって上記課題を解決したのである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の厚膜ペースト用バインダーは、エチレンオキサイドを含むアルキレンオキサイドを付加重合せしめた平均分子量が１０００以上のジヒドロキシル化合物を、エステル結合あるいはウレタン結合により平均分子量を２００００以上とした高分子化合物であって、エチレンオキサイドを７４〜８４重量％含有する高分子化合物からなり大気雰囲気下３００〜５００℃の低温度域または不活性ガス雰囲気下の焼成に用いることを特徴とする。
【０００９】
アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド 、ブチレンオキサイド等あるが、炭素数が４以上となると焼成後にカーボンとして残留しやすくなるため、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドを選択するのが好ましい。
【００１０】
これらのアルキレンオキサイドを付加重合せしめて平均分子量を１０００以上とし、さらにその結果できたジヒドロキシル化合物をカルボン酸、その無水物、あるいはその低級アルキルエステルと反応させることによってエステル結合を有する高分子化合物を得るか、または両末端イソシアネート化合物と反応させることによってウレタン結合を有する高分子化合物を得る。
【００１１】
できた高分子化合物の平均分子量が２００００未満では、そのもののフィルム形成能が劣り、そのため厚膜ペースト用のバインダーとしたときペースト中のフィラーが分離したり、沈降を起こしやすくなる。従って、高分子化合物の平均分子量は２００００以上必要である。さらに、高分子化合物のアルキレンオキサイド含有量が５０重量％未満では、高分子化合物中に占めるエーテル酸素原子の割合が少なくなり、熱分解しにくくカーボンが残留しやすくなるため、アルキレンオキサイドを５０重量％以上含有することが必要である。
【００１２】
【実施例】
以下に本発明の実施例を説明する。
【００１３】
〔実施例１および比較例１〜３〕
エチレンオキサイドを付加重合せしめた平均分子量２０００の化合物をイソフタル酸によってエステル結合をさせて得た平均分子量２２０００の高分子化合物（エチレンオキサイド含量  ８２重量％）をバインダーとして用い、これをベンジルアルコールとターピネオールの混合溶剤に溶解してバインダー量２０重量％の有機ビヒクルを作成した。
【００１４】
厚膜ペーストは、軟化点４１０℃の平均粒径５μｍのホウケイ酸鉛ガラスフリット１００重量％に対して上記有機ビヒクル２０重量％を加えて３本ロールの混練により得た。
【００１５】
そして、この厚膜ペーストをガラス基板上にスクリーン印刷し、乾燥後にベルト式焼成炉を用いて５００℃で２０分間保持し、大気雰囲気下または窒素雰囲気下で焼成した。
【００１６】
次に、焼成炉から基板を取り出して焼き付けられた厚膜ペーストの透明性を観察した。
【００１７】
比較例１〜３として、エチルセルロース、アクリル樹脂、アルキド樹脂をそれぞれバインダーとした以外は実施例１と同じ方法で厚膜ぺーストを得、同じように焼成した。そして、焼き付けられた各ペーストの透明性を評価した。
【００１８】
以上の結果を以下の表１に示す。
【００１９】
【表１】
0003736816.tif 000002
【００２０】
表１に明らかなように、実施例１のものは大気雰囲気下および窒素雰囲気下の焼成後において、ともに無色透明の焼き上がりを示した。
【００２１】
しかし、比較例１のものは大気雰囲気下で焼成したものの膜が黒ずみ残留カーボンが認められ、窒素雰囲気下で焼成したものの膜は相当に黒化し、且つ膜表面が泡立っていた。膜表面が泡立つということは、ガラスが軟化して膜を形成する際にもまだカーボンが多量に残留し、カーボンが炭酸ガスとなって排出されることによって表面に泡立ちが起きたことを示している。
【００２２】
同様に、比較例２、３においても、比較例１と略同様の結果を示した。
【００２３】
〔実施例２〜４および比較例４〕
実施例２〜４として、イソフタル酸の代わりに、以下の表２に示す化合物でエステル結合を作ることによって高分子化合物のバインダーを得た以外は実施例１と同じ方法で厚膜ペーストを得、同じように焼成した。
【００２４】
また、比較例４として、イソフタル酸によってエステル結合を作ったがその分子量が１８０００であるバインダーについても、実施例１と同じ方法で厚膜ペーストを得、同じように焼成した。
【００２５】
そして、焼き付けられた各ペーストの透明性を評価した。その結果を以下の表２に示す。
【００２６】
【表２】
0003736816.tif 000003
【００２７】
表２に明らかなように、本実施例２〜４のものは、大気雰囲気下および窒素雰囲気下の焼成後において、ともに無色透明の焼き上がりを示した。
【００２８】
しかし、比較例４のものは、分子量が２００００に満たなかったので、厚膜ペーストは約１週間で分離し、ガラスフリットがペースト中で沈降していた。
〔実施例５〜７〕
実施例５〜７として、イソフタル酸の代わりに、以下の表３に示す化合物でウレタン結合を作ることによって高分子化合物のバインダーを得た以外は実施例１と同じ方法で厚膜ペーストを得、同じように焼成した。そして、焼成後の厚膜ペーストの透明性を評価した。その結果を以下の表３に示す。
【００２９】
【表３】
0003736816.tif 000004
【００３０】
表３に明らかなように、本実施例５〜７のものは、大気雰囲気下および窒素雰囲気下の焼成後において、ともに無色透明の焼き上がりを示した。
【００３１】
〔実施例８、９〕
実施例８、９として、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを以下の表４に示す重量比で付加重合せしめた平均分子量３０００の化合物をイソフタル酸によってエステル結合をさせて得た高分子化合物をバインダーとして用い、以下、実施例１と同じ方法で厚膜ペーストを得、同じように焼成した。そして、焼成後の厚膜ペーストの透明性を評価した。その結果を以下の表４に示す。
【００３２】
【表４】
0003736816.tif 000005
【００３３】
表４に明らかなように、本実施例８、９のものは、大気雰囲気下および窒素雰囲気下の焼成後において、ともに無色透明の焼き上がりを示した。
【００３４】
【発明の効果】
大気雰囲気下低温度域または不活性ガス雰囲気下で焼成しても、カーボンが残留しない厚膜ペースト用バインダーを提供することができる。