(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気抵抗性かつ熱伝導性の電気的開閉装置を製造するための成形部品であって、
ポリマーを含む第１成分からなる成形体と、
ポリマーまたはポリマー含有材料を含むファイバー材料を含むナノファイバー並びに充填剤を含む第２成分と、を含み、
第２成分の熱伝導性は第１成分の熱伝導性よりも高く、前記成形部品を含む電気的開閉装置は、第２成分のない第１成分で構成された電気的開閉装置と比較して、改善された放熱性を有し、
第２成分は、第１成分からなる成形体の外面の少なくとも一部に埋め込まれるかまたは堆積され、ウェブ状またはマット状である、ことを特徴とする成形部品。
【請求項２】
第２成分は、さらに、金属、金属含有材料、無機材料、及びこれらの混合物からなるグループから選択されたファイバー材料、並びに熱伝導性の充填材を含むことを特徴とする請求項１に記載の成形部品。
【請求項３】
充填材の熱伝導性は、それぞれのファイバー材料及び第１成分の熱伝導性よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の成形部品。
【請求項４】
第１成分(39)は、電気的開閉装置の少なくとも一部をなす成形体(40)を形成するために射出成形加工され、第２成分は、成形体(40)の外面の少なくとも一部に堆積されることを特徴とする請求項１に記載の成形部品。
【請求項５】
電気抵抗性かつ熱伝導性の電気的開閉装置を製造するための成形組成物を準備するための方法であって、
ポリマーを含む第１成分を取得するステップと、
ナノファイバーを含む第２成分を取得するステップと、を含んでおり、
第２成分は、ポリマー、ポリマー含有材料、金属、金属含有材料、無機材料、及びこれらの混合物から選択されたファイバー材料、並びに充填材を含み、
第２成分の熱伝導性は第１成分の熱伝導性よりも高く、前記成形組成物を含む電気的開閉装置は、第２成分のない第１成分で構成された電気的開閉装置と比較して、改善された放熱性を有し、
成形部品(40)を形成するために、射出成形工程において第１成分と第２成分とを組み合わせるステップをさらに含み、
第２成分は、キャリア基板(32)上に少なくとも部分的に堆積されたナノファイバー層を含み、
第１成分と第２成分とを組み合わせるステップは、
第２成分を有するキャリア基板(32)を型(30)の内面に接触させ、第１成分(39)を型(30)内に導入し、第１成分(39)を硬化させ、第２成分を型(30)の内面から成形部品(40)の外面に少なくとも部分的に転写させ、キャリア基板(32)は型内に留めつつ、型(30)から成形部品(40)を取り出すことを含み、
成形部品(40)は、少なくとも部分的に電気的開閉装置を構成する、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
第１成分と第２成分とを組み合わせるステップは、
第２成分を型(30)の内面上に少なくとも部分的に堆積させ、第１成分(39)を型(30)内に導入し、第１成分(39)を硬化させ、第２成分を型(30)の内面から成形部品(40)の外面に少なくとも部分的に転写させ、型(30)から成形部品(40)を取り出すことを含む、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第２成分は、キャリアフィルム上に堆積されたナノファイバーを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
電気抵抗性かつ熱伝導性の電気的開閉装置は、回路遮断器、回路遮断器の筐体、ロードセンター、及びロードセンターの筐体からなるグループから選択されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１３年４月２８日に出願された米国特許出願第１４／０１２，３９８号の利益を主張するものである。この出願は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
ここに開示される概念は、一般に、電気的開閉装置に関し、より詳しくは、回路遮断器及びロードパネルまたはロードセンターのような回路遮断装置に関する。ここに開示される概念は、さらに、電気的開閉装置及び関連する筐体を製造するための組成物、並びにその組成物を準備する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気的開閉装置は、例えば、回路開閉装置及び回路遮断装置を含む。回路開閉装置及び回路遮断装置は、例えば、回路遮断器、接触器、モータ始動装置、モータ制御装置、及び他のロードセンターである。これらの装置は、当該技術分野において周知のものである。例えば、回路遮断器は、少なくとも一対の可分離接点を含んでおり、それらが作動して、過負荷状態または比較的高レベルの短絡または障害状態のような過電流状態による損傷から電気回路を保護することが知られている。電気的開閉装置は、一般に、ハウジングを含み、ハウジングは、その内部に可分離接点、作動機構、及びトリップ機構のような電子装置を収容する筐体として機能するとともに、それによって強度及び温度絶縁性が付与される。ハウジングを構成するための材料は、様々な既知の材料から選択することができ、これらの材料は、様々な形状に成形される。このような材料は、例えば液晶ポリマー熱可塑性樹脂であるが、これに限定されるものではない。幾つかの例では、ハウジングは、インサート成形として知られる方法によって形成することができる。インサート成形は、キャビティまたは成形型内に合成樹脂が導入（例えば、射出）され、硬化される射出成形法である。その結果、単一の成形プラスチック部品（例えば、ハウジング）が形成される。
【０００４】
典型的には、例えば回路遮断器またはロードセンターのような電気的開閉装置で使用される成形プラスチックは、電気抵抗性の（すなわち、電流が流れない）ものであり、これによって、装置の外部に位置する人員を電気伝導性の部品への接触及び感電からシールド及び保護するための障壁が形成される。
【０００５】
例えばエレクトロスピニング技術及びフォーススピニング技術のような、ナノスケールの複合繊維を製造するための様々な技術も、当該技術分野において周知のものである。図１に、典型的なエレクトロスピニング法が示されている。図１に示すように、エレクトロスピニング装置は、シリンジ１を含み、シリンジ１には、ポリマー溶融塊２または溶液が収容されている。シリンジ１の先端には、紡糸細管３が配置され、この紡糸細管３は、電圧発生設備６（電流源）の１極に結合されている。ポリマー溶融塊２は、射出ポンプ９によってシリンジ１から紡糸細管３へ運ばれ、先端において液滴が形成される。紡糸細管３と対電極５との間の電界は、紡糸細管３から出るポリマー溶融塊２または溶液の液滴の表面張力に打ち勝つ。これによって、紡糸細管３から出る液滴は変形し、臨界電位に到達すると、引き出されて細いフィラメント（いわゆる、ジェット）が生じる。この帯電したジェットは、新たなポリマー溶融塊２または溶液を紡糸細管３から連続的に引出しつつ、電界中で対電極５へ向けて加速される。ジェットは、対電極５へ向かう飛行の間に、溶媒の蒸発または冷却によって凝固する。これによって、典型的な直径が数ナノメートルから数マイクロメートルの連続するナノファイバー７が短時間で生成され、互いに結合される。これらのナノファイバー７は、対電極５に関連するテンプレート４上に、ウェブ（web）または不織マットの形で堆積される。導電性のテンプレート４は、収集器として機能し、対電極５とともに接地される。ポリマー製ナノファイバー７は、導電性のテンプレート４上で直接紡糸される。
【０００６】
図２には、ファイブリオテクノロジー社（ＦｉｂｅＲｉｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されている典型的なフォーススピニング装置が示されている。図２に示すように、フォーススピニング装置は、スピナレット２０を含んでいる。スピナレット２０は、液体材料２４を収容する貯留部２２を有する。作動の間、スピナレット２０は、軸２５回りに高い毎分回転数で遠心的に回転され、静水力学的力及び遠心力が発生する。スピナレット２０が回転すると、静水力学的力及び遠心力は、液体材料２４をオリフィス２７が配置された外壁２６に押圧する。図２には、１つのオリフィス２７が示されている。但し、外壁２６には、複数のオリフィスが形成されていてもよい。液体材料２４は、１つまたは複数のオリフィス２７に入り、そこから放出される。遠心力と静水力学的力は、組み合わされて液体材料２４のジェットを発生させ、このジェットはファイバー収集部２８に衝突してナノファイバー２９が生成される。図２において、ファイバー収集部２８は、スピナレット２０の一部のみを囲むように配置されている。但し、ファイバー収集部２８は、スピナレット２０の全周を囲むように配置されるものであってもよい。
【０００７】
エレクトロスピニング装置でナノファイバーを作成するために使用される静電気力は、フォーススピニング装置では、遠心力に置き換えられている。液体材料は、溶液またはポリマーメルトのような溶融材料を含むものであってもよい。適切な材料の例は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなラム押出し成形されたポリマーを含む。ナノファイバーに加えて、この装置は、ミクロン範囲及びサブミクロン範囲のファイバーを製造することもできる。フォーススピニング技術において、伝導性及び／または静電気帯電は、ファイバーを製造する材料の選択に関連するパラメータではない。したがって、エレクトロスピニングと比較して、紡糸のための材料の範囲を広げることができる。例えば、低い誘電定数を備える材料を、塩または溶媒を追加することなく、ナノファイバーに紡糸することができる。フォーススピニング装置の制御変数は、スピナレットの回転速度、収集システムの設計、及びオリフィスの形状と大きさである。
【０００８】
型内にポリマー材料を射出することによって射出成形部品を製造することも、当該技術分野において周知である。典型的な射出成形法では、加熱溶融プラスチックが圧力下で型穴に押し込まれる。射出成形は、型穴を有する型を含む。型穴は、所望の完成部品の形状に形成され、溶融材料源と直接流体連通する。溶融材料は、典型的には樹脂であるが、金属を含むものであってもよい。溶融材料は、型穴内に押し込まれ、冷却、硬化される。その結果、溶融材料は、型穴の形状に適合する。次いで、冷却された部品が、型穴から取り出される。この工程は、追加の部品を製造するために繰り返されるものであってもよい。
【０００９】
一般に、型穴は、製造されるネガ部分である。すなわち、この型穴がプラスチックで充填され、冷却されると、そのプラスチックは固体材料となり、完成されたポジ部品が得られる。
【００１０】
射出圧は、様々であり得る。射出圧は、３４．４７５ＭＰａ（５，０００ｐｓｉ）から１３７．９ＭＰａ（２０，０００ｐｓｉ）の範囲であってもよい。高圧を伴うことにより、射出及び冷却の間、トン単位で測定される型締力を使用して成形型を閉鎖固定する必要がある場合もある。
【００１１】
従来の射出成形技術によれば、大量の部品を、高レベルの精密性及び一貫性をもって製造することができる。例えば、公差を０．００２５ｍｍ（０．００１インチ）未満に維持することは、材料、部品設計、及び型設計の適切な組合せにより比較的容易に達成することができる。さらに工夫をすることによって、より小さい（すなわち、厳しい）公差を達成できることも示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
回路遮断器のような電気的開閉装置及び筐体を製造するための従来の方法は、熱絶縁物である成形材料を使用するものである。一般に、熱絶縁物は、低いまたは最小の熱伝導性及び放熱性を備えている。これによって、熱絶縁物から製造された回路遮断器及び筐体は、内部の電子装置を、作動機構を流れる電流から電気的及び熱的に絶縁する。その結果、端子または回路遮断器及び筐体の他の重要個所が、高温となる場合がある。当該技術分野において、安全動作並びに劣化または障害の抑制を保障するために、（端子または他の重要個所における）これらの温度を測定及び記録することが知られている。
【００１３】
したがって、成形される電気的開閉装置の構成材料を特定することには、改善の余地がある。電気的開閉装置及び筐体の製造で使用し、最終的にはこれらの装置が放熱することを可能にし、それによって、伝達される熱量を低減し、また、端子または他の重要個所の温度を低下させるための電気抵抗性かつ熱伝導性の成形組成物に対する要望がある。
【００１４】
さらに、射出成形部品の製造、特に、選択された特性を付与するために成形部品を機能化することには、改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の要求及び他の要求は、ここに開示される概念の実施形態によって満たされる。
【００１６】
ここに開示される概念の一態様に従って、電気抵抗性かつ熱伝導性の電気的開閉装置を製造するための組成物が提供される。この組成物は、ポリマーを含む第１成分と、ナノファイバーを含む第２成分とを含んでいる。第２成分の熱伝導性は第１成分の熱伝導性よりも高く、この組成物を含む電気的開閉装置は、第２成分のない第１成分で構成された電気的開閉装置と比較して、改善された放熱性を有する。
【００１７】
第２成分は、ポリマー、ポリマー含有材料、金属、金属含有材料、無機材料、及びこれらの混合物から選択されたファイバー材料、並びに充填材を含む。充填材は、それぞれのファイバー材料及び第１成分の熱伝導性よりも高い熱伝導性を有するものであってもよい。
【００１８】
幾つかの実施形態において、第１成分と第２成分とは、組み合わされて混合物をなすものであってもよい。この混合物は、電気的開閉装置の少なくとも一部をなす成形体を形成するために、射出成形加工されるものであってもよい。
【００１９】
他の幾つかの実施形態において、第１成分は、電気的開閉装置の少なくとも一部をなす成形体を形成するために射出成形加工され、第２成分は、成形体の外面の少なくとも一部に堆積されるものであってもよい。第２成分は、マット状であってもよい。このマットは、多孔体であってもよく、さらに、外面上に堆積された第２成分を有する成形体は、透明であってもよい。
【００２０】
ここに開示される概念の別の態様に従って、電気抵抗性かつ熱伝導性の電気的開閉装置を製造するための成形組成物を準備するための方法が提供される。この方法は、ポリマーを含む第１成分を取得するステップと、ナノファイバーを含む第２成分を取得するステップと、を含んでいる。第２成分は、ポリマー、ポリマー含有材料、金属、金属含有材料、無機材料、及びこれらの混合物から選択されたファイバー材料、並びに充填材を含む。第２成分の熱伝導性は第１成分の熱伝導性よりも高く、この成形組成物を含む電気的開閉装置は、第２成分のない第１成分で構成された電気的開閉装置と比較して、改善された放熱性を有する。この方法は、さらに、成形部品を形成するために、射出成形工程において第１成分と第２成分とを組み合わせるステップを含む。成形部品は、少なくとも部分的に電気的開閉装置を構成する。
【００２１】
第２成分は、キャリア基板上に少なくとも部分的に堆積されたナノファイバー層を含むものであってもよい。
【００２２】
幾つかの実施形態において、第１成分と第２成分とを組み合わせるステップは、第２成分を型の内面上に少なくとも部分的に堆積させ、第１成分を型内に導入し、第１成分を硬化させ、第２成分を型の内面から成形部品の外面に少なくとも部分的に転写させ、型から成形部品を取り出すことを含む。あるいは、第２成分は、キャリアフィルムを用いることなく型の内面に直接堆積されたナノファイバーを含むものであってもよい。
【００２３】
ここに開示される概念のさらに別の態様に従って、電気抵抗性かつ熱伝導性の電気的開閉装置の内部温度を低下させる方法が提供される。この方法は、電気的開閉装置の構成材料を準備するステップを含んでおり、該ステップは、ポリマーを含む第１成分とナノファイバーを含む第２成分とを組み合わせて混合物を形成するステップを含む。第２成分の熱伝導性は、第１成分の熱伝導性よりも高く、この混合物を含む電気的開閉装置は、第２成分のない第１成分で構成された電気的開閉装置と比較して、改善された放熱性を有する。混合物は、型内に導入されて硬化される。次いで、硬化した混合物は、型から取り出され、電気的開閉装置の少なくとも一部を形成するために使用される構成材料が形成される。
【００２４】
ここに開示される概念の完全な理解は、以下の好適な実施形態の説明を、添付図面とともに読むことにより得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、先行技術に従って、従来のエレクトロスピニング装置を模式的に示す図である。
【図２】図２は、先行技術に従って、典型的なフォーススピニング装置を模式的に示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、ここに開示される概念の幾つかの実施形態に従って、型内、次いで成形部品上にナノファイバーを堆積させる工程を模式的に示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ここに開示される概念の幾つかの実施形態に従って、型内、次いで成形部品上にナノファイバーを堆積させる工程を模式的に示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、ここに開示される概念の幾つかの実施形態に従って、型内、次いで成形部品上にナノファイバーを堆積させる工程を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本明細書で使用される「ロードセンター」という用語は、ロードパネル、パネルボード、回路遮断器パネル、または、複数の分岐または他の負荷回路のために複数の回路遮断器を取り囲むまたは収容する任意の適切な筐体を意味する。さらに、本明細書で使用される「電気的開閉装置」という用語は、関連する筐体またはハウジングを含むものである。
【００２７】
本明細書において、２つ以上の部品が「接続される」という記載は、それらの部品が直接結合されるか、または、１つまたは複数の中間部品を介して結合されることを意味する。さらに、本明細書において、２つ以上の部品が「付着される」という記載は、それらの部品が直接結合されることを意味する。
【００２８】
ここに開示される概念は、回路遮断器及びロードセンターのような電気的開閉装置及び関連する筐体に関連させて説明される。但し、ここに開示される概念が、他の種類の電気的開閉装置にも適用可能であることは明らかである。他の種類の電気的開閉装置は、例えば、接触器、モータ始動装置、モータ制御装置、及び他の負荷制御装置といった他の回路開閉装置及び他の回路遮断装置であるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
ここに開示される概念は、幾つかの実施形態において、回路遮断器及び筐体のような電気抵抗性かつ熱伝導性の電気的開閉装置を製造するための電気抵抗性のヒートシンク組成物を含む。電気的開閉装置を電気抵抗性材料から構成することは、当該技術分野において周知である。さらに、電気的開閉装置をポリマー（液晶ポリマーを含むが、これに限定されない）のような熱絶縁材料から構成することは、当該技術分野において周知である。ポリマーは、熱伝導性が高いものではないため、放熱のためにあまり有効ではない。その結果、ポリマーから形成される回路遮断器及び筐体のような従来の電気的開閉装置では、熱が保持され、これによって高温となる。現在の実際の運転には、温度の上昇を監視及び制御するために、回路遮断器の周辺領域または近接領域の温度を測定及び記録することが含まれる場合がある。
【００３０】
熱伝導材として適切な様々な既知の材料が存在する。しかしながら、これらの既知の材料は、通常、電気伝導性も有している。安全重視の観点から、電気的開閉装置を製造するために使用される材料は、電気絶縁性を備えるものでなければならない。したがって、電気的開閉装置を構成するために適切な材料は、単に電気抵抗性なしに熱伝導性を示すものとすることはできない。電気的開閉装置を構成するために適切な材料は、熱伝導性とともに電気抵抗性を示すものである。ここに開示される概念の利点は、成形組成物を、電気抵抗性と熱伝導性の両方を備える電気的開閉装置を製造するために、この装置は、導電体となることなく放熱することができる
【００３１】
ここに開示される概念において、電気抵抗性かつ熱伝導性の電気的開閉装置は、ポリマーを含む第１成分とナノファイバーを含む第２成分を含有する組成物から製造される。ナノファイバーは、ポリマー成分よりも高い熱伝導性を示すものである。したがって、組成物中にナノファイバー成分が存在することは、この組成物から形成される電気的開閉装置の熱伝導性を向上させるために有効である。したがって、例えば、ここの開示される概念の組成物から形成された回路遮断器において、ナノファイバー成分の存在は、回路遮断器による放熱を増大させ、それによって、回路遮断器から端子または他の個所（通常は温度上昇を監視及び制御する必要がある場所）への熱伝達を低減するために有効である。
【００３２】
幾つかの実施形態において、ここに開示される概念の組成物は、この領域の熱伝導性を向上させ、筐体の内部温度を低下させ、ロードセンターに放熱するために、筐体のバックパンを形成するために使用することができる。ロードセンターは、典型的には、鋼のような金属から構成される。したがって、筐体からの熱伝達の結果としてロードセンターの温度が上昇する可能性はある（例えば、触ると暖かく感じる場合はある）ものの、ロードセンターの金属構成によって放熱される。
【００３３】
組成物のナノファイバーは、ファイバー材料及び充填材を使用して準備される。ファイバー材料には、ポリマー、ポリマー含有材料、金属、金属含有材料、セラミックのような無機材料、及びこれらの混合物が含まれる。使用に適した充填材は、幅広い種類の既知の材料から選択することができる。一般に、異なる充填材は、異なる特性を示し、これらの異なる特性をポリマー成分及び組成物に、ひいては少なくとも部分的にこの組成物から構成される電気的開閉装置に付与する。特定の充填材は、その材料特性の機能性に基づいて選択される。したがって、特性または機能性は、結果として生成される組成物または成形部品（例えば、電気的開閉装置）のために望ましいものである。例えば、ポリマー成分と組み合わされて（高熱伝導性ではない）ポリマー成分に熱伝導性を付与するナノファイバーを準備するために、熱伝導性の充填材が使用される。これによって、最終的には、これらから形成される電気的開閉装置に熱伝導性が付与される。充填材（及び結果として生成されるナノファイバー成分）は、ポリマー成分よりも高い熱伝導性を示し、それによって、ここに開示される概念の組成物の熱伝導性は、ポリマー成分の熱伝導性よりも高いものとなる。
【００３４】
ナノファイバー成分は、当該技術分野において周知の様々な従来技術を使用して準備することができる。この従来技術には、エレクトロスピニング及びフォーススピニングが含まれるが、これらに限定されるものではない。エレクトロスピニング法は、環境温度及び環境圧力の条件下で実施することができる。フォーススピニングは、通常、高温条件下、例えば、ナノファイバーを形成するために使用されるファイバー材料の溶融温度で実施される。
【００３５】
ポリマー成分は、ポリマー及び／またはポリマー含有材料（例えば、母材）を含み、電気的開閉装置を製造するために知られているこれらの材料から選択することができる。
【００３６】
ここに開示される概念に従って、ポリマー成分及びナノファイバー成分は、組み合わされて、電気抵抗性かつ熱伝導性の電気的開閉装置（例えば、回路遮断器及び筐体）を製造するための電気抵抗性のヒートシンク組成物を形成する。ナノファイバー成分を準備し、次いで、第１のポリマー成分に組み込むことができる。例えば、ポリマー成分は、従来の射出成形法を使用して、例えば電気的開閉装置またはその一部のような成形体を形成するために使用することができる。一般に、射出成形には、型または型穴を選択し、型または型穴を少なくとも部分的に材料（例えば、ポリマー）で充填し（例えば、材料を射出し）、型または型穴の充填物を硬化させ、型または型穴から成形体を取り出すことが含まれる。成形体は、環境温度及び環境圧力条件で形成することができる。
【００３７】
幾つかの実施形態において、ナノファイバー成分は、ナノファイバーを少なくとも部分的に成形体の外面に埋め込むかまたは外面上に堆積させることによって、ポリマー成分に組み込まれる。上述したように、ナノファイバー成分は、当該技術分野における従来の技術を使用して準備される。例えば、基板または収集器上の堆積ナノファイバーを形成するために、エレクトロスピニングまたはフォーススピニングを使用することができる。別の実施形態において、ナノファイバー層を、例えばキャリアフィルムのような収集体上に少なくとも部分的に形成し、次いで、ナノファイバー層を有する収集体を基板に適用することができる。あるいは、キャリアフィルムを使用することなく、ナノファイバー層を直接基板上に（例えば、型の内面上に直接）形成することもできる。ナノファイバーがキャリアフィルム上に形成される実施形態では、キャリアフィルムは、型または型穴の内面に適用され（例えば、接続または付着され）、型または型穴が充填されると、ポリマー成分はフィルム上のナノファイバーに接触する。そして、成形されたポリマー成分が型から取り出されると、ナノファイバーは、フィルムの表面から成形されたポリマー成分の外面に少なくとも部分的に転写される。この際、ナノファイバーは、その外面に少なくとも部分的に埋め込まれる（例えば、注入される）か、またはその外面上に少なくとも部分的に堆積され（例えば、外面をコーティングし、または、外面上に積層され、または外面をラミネートし）、ポリマー成分及びナノファイバー成分のそれぞれを含む成形部品または成形組成物が形成される。
【００３８】
別の手段として、ナノファイバーが型の内面の少なくとも一部に直接形成される実施形態では、型または型穴を充填すると、ポリマー成分は、型または型穴の内面のナノファイバーに接触し、成形されたポリマー成分が型から取り出されると、ナノファイバーは、型の内面から成形されたポリマー成分の外面に少なくとも部分的に転写される。この際、ナノファイバーは、その外面に少なくとも部分的に埋め込まれる（例えば、注入される）か、またはその外面上に少なくとも部分的に堆積され（例えば、外面をコーティングし、または、外面上に積層され、または外面をラミネートし）、ポリマー成分及びナノファイバー成分のそれぞれを含む成形組成物が形成される。
【００３９】
ナノファイバー成分は、（例えば、不織の）ウェブ状またはマット状であってもよい。このウェブまたはマットは、高多孔性のものであってもよい。ポリマー成分が光学的に透明であるような実施形態において、成形されたポリマー成分の外面上へのナノファイバー成分の堆積が、結果として生成される成形された組成物の光学的透明性を大きく低減することはない。
【００４０】
ナノファイバーの直径は、様々なものが可能である。幾つかの実施形態において、ナノファイバーの直径は、約１０ナノメートルから約１０マイクロメートル（ミクロン）であってもよい。理論によって限定することを意図するものではないが、ナノスケールの大きさを有するファイバーを使用することにより、ナノファイバー成分とポリマー成分との間の相互作用及び結合が改善されると考えられている。
【００４１】
幾つかの実施形態において、ポリマー成分及びナノファイバー成分を含む成形組成物の表面の導電性は、約１０オームから約１００メガオームである。成形組成物の表面の導電性は、選択される特定の充填材、及び、充填材の特定の量によって制御及び調整することができる。
【００４２】
図３には、ここに開示される概念の幾つかの実施形態に従って、ナノファイバーのコーティングを成形部品の表面上の少なくとも一部に堆積するための装置及び工程が示されている。図３Ａに示すように、工程を開示するために、箔を配置するステップが使用される。このステップのための装置は、型（ダイ）３０、キャリアフィルム３２、及び伝導性ナノファイバー３４を含む。伝導性ナノファイバー３４は、キャリアフィルム３２上に堆積され、そこで層をなす。ノズルヘッド３８を有するノズル３６は、材料３９を型３０内に射出するために使用される。したがって、ノズル３６は、ノズルヘッド３８及びそこに収容された材料３９を含む。材料３９は、ポリマーまたはポリマー含有材料（例えば、樹脂材料）を含むものであってもよい。図３Ｂは、さらに、射出成形ステップを示しており、伝導性ナノファイバー３４を含むキャリアフィルム３２は、型３０の内面に接触している（例えば、付着しているまたは適用されている）。ノズルヘッド３８は、材料３９を型３０内に射出する。図３Ｃは、取り出しステップを示しており、成形部品４０が製造され、成形部品４０の外面は、外面内または外面上に堆積された伝導性ナノファイバー３４を有している。伝導性ナノファイバー３４は、キャリアフィルム３２から少なくとも部分的に転写されたものであり、キャリアフィルム３２は、型３０の内面に留まっている。成形部品４０の表面上または表面内に伝導性ナノファイバー３４が存在することにより、成形部品４０の表面の伝導性を制御または指定することができる。
【００４３】
ここに開示される概念のポリマー成分及びナノファイバー成分のそれぞれは、追加の添加剤または補助剤を含むものであってもよい。これらの添加剤及び補助剤は、ポリマー含有組成物及び成形体の準備で使用するための周知のものである。
【００４４】
幾つかの実施形態において、電気抵抗性かつ熱伝導性の電気的開閉装置の少なくとも一部は、ポリマー成分、ナノファイバー成分、及び任意の添加剤を組み合わせて混合物を形成することによって、ここに開示される概念の組成物から形成される。この混合物は、型または型穴に注入または射出され、適切な時間だけ硬化されて、組み込まれたポリマー成分及びナノファイバー成分を含む単一の成形部品（例えば、電気的開閉装置）が形成される。
【００４５】
ここに開示される概念の組成物は、電気抵抗性の電気的開閉装置（例えば、回路遮断器であるが、これに限定されない）、筐体、及びロードセンターにおいてヒートシンクとして機能する。
【００４６】
以上、ここに開示される概念の特定の実施形態について詳細に説明したが、本明細書の全体の教示を考慮すれば、これらの詳細に対して様々な修正及び変更を実施できることは、当業者には理解されるものである。したがって、本明細書に記載された特定の構成は、説明のみを目的とするものであり、添付請求項に全容が与えられるここに開示される概念並びに任意の及び全ての均等物の範囲を限定するものではない。
【図１】
0006611718.tif 000002
【図２】
0006611718.tif 000003
【図３Ａ】
0006611718.tif 000004
【図３Ｂ】
0006611718.tif 000005
【図３Ｃ】
0006611718.tif 000006