산소 차단 코팅을 갖는 전기 소자 document_id A220517008566

본 발명은 전도성 중합체 조성물, 이 조성물의 제조 방법, 및 이 조성물을 포함하는 전기 소자에 관한 것이다. 전도성 중합체 조성물 및 이를 포함하는 전기 소자는 잘 잘려져 있다. 이러한 조성물은 중합체 및 중합체 중에 분산되어 있는 입상 전도성 충전제를 포함한다. 전도성 입자의 유형과 양, 뿐만 아니라 중합체의 유형은 조성물의 저항률에 영향을 미친다. 약 1 ohm-㎝보다 큰 저항률을 갖는 조성물의 경우, 카본 블랙이 바람직한 충전제이다. 보다 낮은 저항률을 갖는 조성물의 경우, 금속 입자가 사용된다. 카본 블랙을 포함하는 조성물은 예를 들면 미국 특허 제4,237,441호(반 코니넌버그(van Konynenburg) 등), 제4,388,607호(토이(Toy) 등), 제4,534,889호(반 코니넌버그 등), 제4,560,498호(호스마(Horsma) 등), 제4,591,700호(소포리(Sopory)), 제4,724,417호(아우(Au) 등), 제4,774,024호(딥(Deep) 등), 제4,935,156호(반 코니넌버그 등) 및 제5,049,850호(에반스(Evans) 등)에 기재되어 있다. 금속 충전제를 포함하는 조성물은 예를 들면 미국 특허 제4,545,926호(포우츠(Fouts) 등), 제5,250,228호(베이그리(Baigrie) 등) 및 제5,378,407호(챈들러(Chandler) 등)에 기재되어 있다. 이들 특허들 각각의 내용은 본 명세서에서 참고문헌으로 인용된다. 전도성 중합체 조성물의 전기적 특성은 시간이 지남에 따라 열화되는 경향이 있다. 예를 들면, 금속-충전된 전도성 중합체 조성물에서, 금속 입자의 표면은 조성물이 주위 대기와 접촉할 때 산화되기 쉽고, 생성되는 산화 층은 서로 접촉하고 있을 때의 입자들의 전도율을 감소시킨다. 전도성 중합체 조성물을 함유하는 소자의 전기적 성능은 조성물의 산소에의 노출을 최소화시킴으로써 개선될 수 있다. 한 접근법은 조성물의 일부 또는 전체를 보호층으로 덮는 것이다. 정온도특성(PTC) 소자에 대한 산소 차단층은 예를 들면 미국 특허 제4,315,237호(미들맨(Middleman) 등)에 기재되어 있다. 차단층의 한 유형은 물리적 차단재, 예를 들면 종래의 에폭시 조성물, 실리콘 소지 또는 절연 테이프를 함유한다. 차단층의 다른 유형은 산소 차단재를 함유하는데, 이것은 적어도 물리적 차단재의 것보다 더 낮은 크기의 산소 투과도를 나타낸다. 산소 차단재의 예로는 폴리비닐 알콜(PVOH), 폴리(에틸렌-코-비닐 알콜)(EVOH), 폴리(에틸렌 나프탈레이트)(PEN), 폴리(비닐리덴 클로라이드)(PVDC) 및 폴리아크릴로니트릴(PAN)을 들 수 있다. 산소 차단재들에 공통적인 한 단점은, 이들이 전형적으로, 중합체가 용융되고 용융된 형태로 다른 물질에 도포되는 열가소성수지 가공처리 기술에 의해 가공처리된다는 것이다. 이들 중합체를 가공처리하는데 필수적인 고온 및 특수 장비는, 소자 중의 전극과 산소 차단층 사이에 허용가능한 시일(seal)을 형성하기 어렵기 때문에, PTC 소자용 코팅으로서의 그들의 용도를 저해할 수 있다. 이들 중합체의 용액 또는 에멀젼은 엄청나게 높은 점도를 가지기 쉽고(쉽거나) 소자의 하나 이상의 성분을 손상시킬 수 있는 용제 또는 다른 첨가제를 함유하기 쉽다. 이들 기술들은 모두, 이들 종래의 차단층 중합체와 함께 사용될 때, 전극과 차단층 사이에 적절한 실링을 일관되게 형성하는데 있어서 어려움을 나타낼 수 있다. 이들 산소 차단층 중합체 중 일부에 대한 다른 단점은 환경으로부터 물을 흡수하려는 이들의 경향이다. 이것은 PVOH 및 EVOH의 경우 특히 문제가 되어, 이들 중합체의 산소 투과도가 높은 상대 습도를 갖는 환경 중에 있을 때에 훨씬 더 큰 결과를 갖는다.