CN110476009A - 透明树脂组合物、树脂成型体、灯罩、车辆用灯罩、组合灯罩和车辆 - Google Patents

透明树脂组合物、树脂成型体、灯罩、车辆用灯罩、组合灯罩和车辆 Download PDF

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Abstract

一种透明树脂组合物,其是含有透明树脂和平均粒径为220nm以上300nm以下的光扩散剂的透明树脂组合物,上述光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量,超过4.0质量ppm且小于20质量ppm。

Description

透明树脂组合物、树脂成型体、灯罩、车辆用灯罩、组合灯罩和 车辆
技术领域
本发明涉及用于提供透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异的树脂成型体的透明树脂组合物。
本发明涉及包含上述树脂成型体的车辆用灯罩、组合灯罩和车辆。
本发明涉及透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异的灯罩、包含上述灯罩的组合灯罩和车辆。
本申请基于2018年3月7日在日本申请的特愿2018-041052号、和2018年4月25日在日本申请的特愿2018-083828号来主张优先权,将其内容援用至本文中。
背景技术
甲基丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂和聚苯乙烯系树脂等透明树脂与玻璃相比,分量轻,在已被工业化的合成树脂中,由于透明性、耐气候性、机械特性和加工性的平衡优异,因此在车辆内外装构件、照明灯用灯罩和面光源装置用导光体(以下,简写为“车辆内外装构件等”。)的用途中有需求。特别是,最近,作为车辆内外装构件,尾灯罩、头灯罩等车辆用灯罩(以下,也简称为“灯罩”。)、遮阳板、仪表板、显示器部件、立柱这样的车辆用构件的用途中,采用了甲基丙烯酸系树脂。
在这样的车辆内外装构件等用途,特别是灯罩的用途中,在可见性方面提高了对于光源点亮时发出高亮度的透明树脂组合物的要求。
此外,在设计性方面,要求在光源熄灭时透明且存在感低,提高了对于透明性优异、抑制了着色的透明树脂组合物的要求。
一般而言,材料的透明性越高,越有所入射的光不易发生散射,亮度降低的倾向。然而,对于具有曲面形状的灯罩而言,与仅由平面形状构成的导光板、面状光源的用途相比,具有入射至灯罩的光在曲面形状部射出,导光距离变短的倾向,随着由最近的光源LED化导致的导光距离伸长、车辆用构件的大型化,要求即使导光距离变长也能够维持高亮度。即,提高了对于透明性与亮度的平衡优异的透明树脂组合物的要求。
例如,作为提高导光体的亮度、出光斑和色调斑的技术,专利文献1的实施例中公开了一种导光板,其在甲基丙烯酸系树脂中包含在粒径的累积分布曲线中90%累积平均粒径(D90)与10%累积平均粒径(D10)之比(D90/D10)处于2.8~10的范围的二氧化钛作为光扩散剂。
作为提高导光体的亮度的技术,专利文献2中公开了甲基丙烯酸系树脂制的导光体,其规定了二氧化钛的含量与光路长度的关系,并在实施例中公开了以0.6~2.4ppm的范围含有二氧化钛作为光扩散剂。
作为提高透明性和亮度的技术,专利文献3中公开了在甲基丙烯酸系树脂中含有光扩散剂粒子的发光体,并在实施例中公开了含有平均粒径1μm的二氧化钛作为光扩散剂。
此外,作为提高导光体的亮度的技术,专利文献4中公开了在甲基丙烯酸系树脂中含有特定量的具有特定平均粒径的无机微粒的导光体,并在实施例中公开了含有平均粒径200nm、或400nm的氧化钛作为光扩散剂。
此外,作为提高导光体的亮度的技术,专利文献5中公开了在甲基丙烯酸系树脂中含有1.2ppm的平均粒径200nm的二氧化钛粒子作为光扩散剂的导光体。
此外,作为提高透明性和亮度的技术,专利文献6中公开了在甲基丙烯酸系树脂中含有10ppm的平均粒径200nm的二氧化钛粒子作为光扩散剂的甲基丙烯酸系树脂的导光体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2007/058060号公报
专利文献2:日本特开2017-076460号公报
专利文献3:WO2010/113422号公报
专利文献4:日本特开2004-351649号公报
专利文献5:日本特表2013-527968号公报
专利文献6:日本特开2006-342211号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,对于专利文献1所公开的二氧化钛的含有比例为4质量ppm以下的导光板,该导光板的亮度不充分。此外,二氧化钛的含有比例为20质量ppm以上的导光板的透明性与亮度的平衡不充分。进一步,二氧化钛的粒径分布的广度(D90/D10)大,因此导光板的透明性与亮度的平衡不充分。
专利文献2的实施例所公开的导光体,二氧化钛的含有比例少,因此导光板的亮度不充分。
专利文献3的实施例所公开的导光体,二氧化钛的粒径大,因此透明性与亮度的平衡不充分。此外,用作具有曲面形状的导光体的情况下,入射光会在曲面形状部射出,因此在灯罩用途中的使用存在问题。
专利文献4的实施例所公开的导光体,二氧化钛的粒径低至200nm,因此带具黄色,雾度值变低,亮度不充分。或者由于二氧化钛的粒径高达400nm,因此透明性与亮度的平衡不充分。即,均不能用于灯罩。
专利文献5和6的实施例所公开的导光体,二氧化钛的粒径小,含有比例少,因此雾度值变低,亮度不充分。即,不能用于灯罩。
本发明以解决这些问题为目的。即,本发明的目的在于提供一种用于提供透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异的树脂成型体的透明树脂组合物。
本发明的透明树脂组合物和树脂成型体在光源点亮时发出高亮度,因此可见性优异,在光源熄灭时,透明且存在感低,因此设计性优异,作为灯罩,特别是具有曲面形状的车辆用灯罩、组合灯罩是适合的。
用于解决课题的方法
本发明人等为了解决上述课题而反复进行了研究,结果完成了本发明。
[1]一种透明树脂组合物,其是含有透明树脂和平均粒径为220nm以上300nm以下的光扩散剂的透明树脂组合物,
上述光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量,超过4.0质量ppm且小于20质量ppm。
[2]根据[1]所述的透明树脂组合物,在上述光扩散剂的粒径的累积分布曲线中,90%累积平均粒径(D90)与10%累积平均粒径(D10)之比(D90/D10)为1.2以上2.5以下。
[3]根据[1]或[2]所述的透明树脂组合物,上述透明树脂与上述光扩散剂的折射率差为0.3以上3.0以下。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的透明树脂组合物,上述透明树脂为选自甲基丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂和聚苯乙烯系树脂中的至少一种。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的透明树脂组合物,上述光扩散剂为二氧化钛粒子。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的透明树脂组合物,上述光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量为6.5质量ppm以上18质量ppm以下。
[7]根据[1]~[5]中任一项所述的透明树脂组合物,上述光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量为7.2质量ppm以上16质量ppm以下。
[8]一种树脂成型体,其包含[1]~[7]中任一项所述的透明树脂组合物。
[9]一种树脂成型体,其是包含透明树脂组合物的树脂成型体,所述透明树脂组合物含有透明树脂和平均粒径为220nm以上300nm以下的光扩散剂,
按照ISO13468测定得到的、厚度方向的全光线透射率(Tt)为75%以上且小于91%,
按照ISO14782测定得到的、厚度方向的雾度值(H)为1.0%以上14.5%以下,并且
按照ISO17223测定得到的、厚度方向的黄色度(YI)、全光线透射率(Tt)和雾度值(H)满足下述式(1)和下述式(2)。
0.04≤H/Tt≤0.18 (1)
0.10≤YI/H≤0.28 (2)
[10]一种树脂成型体,其是包含透明树脂组合物的树脂成型体,所述透明树脂组合物含有透明树脂和平均粒径为220nm以上300nm以下的光扩散剂,
按照ISO13468测定得到的、厚度方向的全光线透射率(Tt)为75%以上且小于91%,
按照ISO14782测定得到的、厚度方向的雾度值(H)为1.0%以上14.5%以下,并且
上述树脂成型体在将光沿上述树脂成型体的厚度方向散射的同时光沿上述树脂成型体的长度方向导光时的亮度衰减系数(m-1)为10以上30以下,并且将上述亮度衰减系数除以上述树脂成型体的雾度值(%)而得的亮度保持系数(m-1/%)为1.5以上3.5以下。
[11]根据[9]或[10]所述的树脂成型体,其具有光入射端面和光出射面,所述光入射端面设置于上述树脂成型体的侧端面的至少一部分区域,所述光出射面设置于上述树脂成型体的至少一方的主表面,
作为上述光出射面的亮度的平均值的面内平均亮度为500cd/m2以上。
[12]根据[9]~[11]中任一项所述的树脂成型体,在上述光扩散剂的粒径的累积频率分布曲线中,累积频率成为90%的粒径(D90)与累积频率成为10%的粒径(D10)的比率(D90/D10)为1.2以上2.5以下。
[13]根据[9]~[12]中任一项所述的树脂成型体,上述光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量,优选超过4.0质量ppm且小于20质量ppm,更优选为6.5质量ppm以上18质量ppm以下,进一步优选为7.2质量ppm以上16质量ppm以下。
[14]根据[9]~[13]中任一项所述的树脂成型体,上述透明树脂为选自甲基丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂和聚苯乙烯系树脂中的至少一种。
[15]根据[9]~[14]中任一项所述的树脂成型体,上述光扩散剂为二氧化钛粒子。
[16]根据[8]~[15]中任一项所述的树脂成型体,上述树脂成型体为选自由车辆内外装构件、照明灯用灯罩和面光源装置用导光体所组成的组中的任一者。
[17]根据[16]所述的树脂成型体,上述车辆内外装构件为选自由车辆用灯罩、遮阳板、仪表板和立柱所组成的组中的至少一种。
[18]一种车辆用灯罩,其包含[8]~[15]中任一项所述的树脂成型体。
[19]一种组合灯罩,其是具有实质上不含光扩散剂的透明或半透明的头灯罩或尾灯罩、以及[18]所述的车辆用灯罩的组合灯罩,
上述头灯罩或上述尾灯罩的外缘或上述外缘的至少一部分区域配设有上述车辆用灯罩。
[20]一种车辆,其包含[18]所述的车辆用灯罩或[19]所述的组合灯罩。
[21]一种灯罩,按照ISO13468测定得到的、厚度方向的全光线透射率(Tt)为75%以上且小于91%,
按照ISO14782测定得到的、厚度方向的雾度值(H)为1.0%以上14.5%以下,
按照ISO17223测定得到的、厚度方向的黄色度(YI)为7.0以下,
H/Tt和YI/H满足下述式(3)和下述式(4)。
0.01≤H/Tt≤0.2 (3)
-1.0≤YI/H≤1.0 (4)
[22]一种灯罩,按照ISO13468测定得到的、厚度方向的全光线透射率(Tt)为75%以上且小于91%,
按照ISO14782测定得到的、厚度方向的雾度值(H)为1.0%以上14.5%以下,
按照ISO17223测定得到的、厚度方向的黄色度(YI)为7.0以下,
上述灯罩在将光沿上述灯罩的厚度方向散射的同时光沿上述灯罩的长度方向导光时的亮度衰减系数(m-1)除以上述灯罩的雾度值(%)而得的亮度保持系数(m-1/%)为1.5以上3.5以下。
[23]根据[21]或[22]所述的灯罩,上述灯罩包含透明树脂和光扩散剂,
上述光扩散剂的含有比例相对于上述透明树脂100质量份为0.05~20质量ppm,
上述光扩散剂的平均粒径为150~500nm。
[24]根据[21]或[22]所述的灯罩,上述灯罩包含透明树脂和光扩散剂,
上述光扩散剂的含有比例相对于上述透明树脂100质量份为1.0~15质量ppm,
上述光扩散剂的平均粒径为220~300nm。
[25]根据[23]或[24]所述的灯罩,上述透明树脂为选自甲基丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂和聚苯乙烯系树脂中的至少一种。
[26]根据[23]~[25]中任一项所述的灯罩,上述透明树脂与上述光扩散剂的折射率差为0.3以上3.0以下。
[27]根据[23]~[26]中任一项所述的灯罩,上述光扩散剂为二氧化钛粒子。
[28]根据[21]~[27]中任一项所述的灯罩,其是具有光入射端面和光出射面的灯罩,所述光入射端面设置于上述灯罩的侧端面的至少一部分区域,所述光出射面设置于上述灯罩的至少一方的主表面,
作为上述光出射面上的亮度的平均值的面内平均亮度为500cd/m2以上。
[29]一种组合灯罩,其是具有实质上不含光扩散剂的透明或半透明的头灯罩或尾灯罩、以及[21]~[28]中任一项所述的灯罩的组合灯罩,
上述头灯罩或上述尾灯罩的外周或外框的至少一部分区域配设有上述灯罩。
[30]一种车辆,其具备有[21]~[28]中任一项所述的灯罩或[29]所述的组合灯罩。
发明的效果
根据本发明,能够稳定地提供透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异的透明树脂组合物。
由本发明的透明树脂组合物制造的树脂成型体在光源熄灭时透明且存在感低,因此设计性优异,在光源点亮时发出高亮度,因此可见性优异,即透明性与亮度的平衡优异,由此作为车辆内外装构件、照明灯用灯罩和面光源装置用导光体,特别是车辆内外装构件的车辆用灯罩是适合的。
根据本发明,能够稳定地提供透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异的灯罩。
这样的灯罩在光源点亮时发出高亮度,因此可见性优异,在光源熄灭时透明且存在感低,因此设计性优异,由此适合于灯罩,特别是车辆用构件的尾灯罩、头灯罩、组合灯罩。
附图说明
图1为表示使用了本发明的灯罩的灯的一例的示意截面图。
图2为表示使用了本发明的灯罩的灯的其他例的示意截面图。
图3A为表示使用了本发明的组合灯罩的组合灯的一例,且从上表面观察到的示意截面图。
图3B为表示使用了本发明的组合灯罩的组合灯的一例,且从侧面观察到的示意主视图。
图4为用于说明亮度衰减系数、亮度保持系数和面内平均亮度的测定方法的示意图。
图5为在实施例中,作为光扩散剂使用的二氧化钛(1)的累积频率分布曲线。
图6为在实施例中,作为光扩散剂使用的二氧化钛(2)的累积频率分布曲线。
图7为表示将本发明的树脂成型体用于作为车辆用外装构件的车辆用灯罩、遮阳板、立柱的车辆的示意图。
图8为表示将本发明的树脂成型体用于照明灯用灯罩的照明灯的一例的示意图。
图9为表示将本发明的树脂成型体用于面光源装置的一例的示意图。
图10为表示将本发明的树脂成型体用于作为车辆用内装构件的仪表板的一例的示意图。
具体实施方式
在本发明中,“(甲基)丙烯酸”是指选自“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”中的至少1种。
在本发明中,“单体”是指未聚合的化合物,“重复单元”是指通过单体聚合而形成的来源于上述单体的单元。重复单元可以是通过聚合反应而直接形成的单元,也可以是通过将聚合物进行处理而将上述单元的一部分转变为其他结构的单元。
在本发明中,“质量%”表示全部量100质量%中所包含的特定的成分的含有比例。
只要没有特别规定,在本说明书中使用“~”来表示的数值范围是指包含“~”的前后所记载的数值作为下限值和上限值的范围,“A~B”是指A以上B以下。
在本发明中,所谓“透明”,是指按照JIS K7105测定得到的全光线透射率为75%以上。
在本发明中,所谓“半透明”,是指按照JIS K7105测定得到的全光线透射率为50%以上且小于75。
在本发明中,所谓“灯罩”,是用来保护光源,并且将来自光源的光透过并向外部照射的物品。
在本发明中,所谓“光源”,是指利用电来发出光的发光体。
在本发明中,所谓“组合灯罩”,是在汽车、摩托车等车辆中的组合灯的光源的前面侧,以覆盖该光源的前面的方式设置的灯罩,是指由实质上不含光扩散剂的灯罩部与包含光扩散剂的灯罩部组合而构成的灯罩。
在本发明中,所谓“车辆”,是指带有车轮的交通工具。
以下对于本发明进行具体地说明,但本发明不仅限定于这些方式。
本发明涉及作为第一实施方式的透明树脂组合物、作为第二实施方式的包含上述透明树脂组合物的树脂成型体、作为第三实施方式的包含上述树脂成型体的车辆用灯罩、作为第四实施方式的具有上述车辆用灯罩的组合灯罩以及作为第五实施方式的包含上述车辆用灯罩或上述组合灯罩的车辆。
进一步,本发明涉及作为第六实施方式的灯罩、作为第七实施方式的具有上述灯罩的组合灯罩、作为第八实施方式的具备有上述灯罩或上述组合灯罩的车辆。
<透明树脂组合物>
本发明中,对于作为第一实施方式的透明树脂组合物进行说明。
本发明的透明树脂组合物为包含后述的透明树脂和后述的光扩散剂的透明树脂组合物。
本发明的透明树脂组合物通过包含后述的透明树脂,从而所得的树脂成型体的透明性优异。
本发明的透明树脂组合物通过包含后述的光扩散剂,从而所得的树脂成型体的亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异。
此外,在本发明的透明树脂组合物中,从所得的树脂成型体的亮度、和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,光扩散剂的含有比例的下限相对于透明树脂组合物的总质量,优选超过4.0质量ppm。更优选为6.5质量ppm以上,进一步优选为7.2质量ppm以上。另一方面,从所得的树脂成型体的透明性、和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,光扩散剂的含有比例的上限相对于透明树脂组合物的总质量,优选小于20质量ppm。更优选为18质量ppm以下,进一步优选为16质量ppm以下。上述上限和下限可以任意地组合。或者透明树脂组合物的光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量,优选超过4.0质量ppm且小于20质量ppm,更优选为6.5质量ppm以上18质量ppm以下,进一步优选为7.2质量ppm以上16质量ppm以下。
作为本发明的透明树脂组合物的更优选的实施方式,从所得的树脂成型体的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,相对于透明树脂组合物的总质量,优选以超过4质量ppm且小于20质量ppm的含有比例包含具有平均粒径220~300nm的光扩散剂。
在本发明的透明树脂组合物的进一步优选的实施方式中,从具有曲面形状的树脂成型体的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡更优异的观点考虑,相对于透明树脂组合物的总质量,更优选以6.5质量ppm以上18质量ppm以下的含有比例包含具有平均粒径220~300nm的光扩散剂,进一步优选以7.2质量ppm以上16质量ppm以下的含有比例包含。
在本发明的透明树脂组合物中,从能够良好地维持所得的树脂成型体的亮度的观点考虑,上述透明树脂与上述光扩散剂的折射率差的下限优选为0.3以上,更优选为0.8以上。另一方面,从能够良好地维持所得的树脂成型体的透明性的观点考虑,上述折射率差的上限优选为3.0以下,更优选为2.0以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,透明树脂与光扩散剂的折射率差优选为0.3以上3.0以下,更优选为0.8以上2.0以下。在本说明书中,“折射率”为使用钠d线(589nm),利用阿贝法测定得到的值。
<透明树脂>
透明树脂为本发明的透明树脂组合物的构成成分之一。
上述透明树脂的种类只要是可见光区域的光线透射率高的透明热塑性树脂,就没有特别限定,可举出例如,按照ISO13468测定得到的全光线透射率为70%以上,并且按照ISO14782测定得到的雾度值为15%以下的透明热塑性树脂。具体而言,可以将从甲基丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚苯乙烯系树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯系树脂(MS树脂)所例示的透明热塑性树脂中根据所期望的特性选择的1种单独使用,也可以将2种以上混合使用。其中从耐热性、耐冲击性方面出发,优选为聚碳酸酯系树脂,从透明性、耐气候性方面出发,优选为甲基丙烯酸系树脂。
(甲基丙烯酸系树脂)
在本发明中,能够作为透明树脂使用的甲基丙烯酸系树脂,从甲基丙烯酸系树脂的透明性变得良好考虑,可举出甲基丙烯酸甲酯(以下,缩写为“MMA”。)的均聚物、或来源于MMA的重复单元(以下,缩写为“MMA单元”。)的含有率相对于上述甲基丙烯酸系树脂的总质量为70质量%以上且小于100质量%的MMA共聚物。
上述MMA共聚物可以使用将上述MMA共聚物的总质量设为100质量%,含有MMA单元70质量%以上且小于100质量%和来源于后述的其他单体的重复单元(以下,缩写为“其他单体单元”。)超过0质量%且30质量%以下的聚合物。更优选为含有MMA单元85~100质量%和其他单体单元0~15质量%的聚合物,进一步优选为含有MMA单元90~100质量%和其他单体单元0~10质量%的聚合物。
其他单体只要是能够与MMA共聚的单体,就没有特别限定,可举出例如,以下的a)~f)。
a)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-萘酯、(甲基)丙烯酸苯氧基甲酯等MMA以外的(甲基)丙烯酸酯化合物。
b)苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、邻乙基苯乙烯、对乙基苯乙烯、邻氯苯乙烯、对氯苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对乙酰氧基苯乙烯、α-乙烯基萘、2-乙烯基芴等芳香族乙烯基化合物。
c)丙烯腈、α-氯丙烯腈、α-甲氧基丙烯腈、甲基丙烯腈、亚乙烯基二氰等不饱和腈化合物。
d)甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、异丙基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、乙基烯丙基醚等烯属不饱和醚化合物。
e)氯乙烯、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、溴化乙烯、1,1-二溴乙烯、1,2-二溴乙烯等卤代乙烯基化合物。
f)1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-新戊基-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、1,2二氯-1,3-丁二烯、2,3-二氯-1,3-丁二烯、2-溴-1,3-丁二烯、2-氰基-1,3-丁二烯、取代直链共轭戊二烯类、直链和侧链共轭己二烯等脂肪族共轭二烯系化合物。
这些其他单体可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
在这些其他单体中,从难以损害甲基丙烯酸系树脂本来的性能,所得的树脂成型体的耐热分解性优异的观点考虑,优选烷基部分的碳原子数为1~8个的丙烯酸烷基酯,更优选为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯,进一步优选为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯。
关于将单体成分进行聚合时的聚合方法,没有特别限制,例如,可以采用悬浮聚合、溶液聚合、本体聚合等公知的聚合法,其中,优选本体聚合。作为本体聚合,间歇式和连续式都可以采用,例如,通过一边将单体成分和聚合引发剂等连续地供给至反应容器中,一边将在反应容器内滞留预定时间而得的部分聚合物连续地取出的方法,从而能够以高生产率获得聚合物。
将单体成分进行聚合时所使用的聚合引发剂没有特别限定,可以使用例如,偶氮二异丁腈那样的公知的偶氮化合物、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷那样的公知的过氧化物等公知的自由基聚合引发剂。另外,聚合引发剂可以单独使用1种,也可以将2种以上并用来使用。
将单体成分进行聚合时,为了调整甲基丙烯酸系树脂的分子量,可以使用链转移剂。链转移剂的种类没有特别限定,优选可举出例如,正丁基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、2-乙基己基乙硫醇酯等硫醇类等。另外,链转移剂可以单独使用1种,也可以将2种以上并用来使用。
本发明的甲基丙烯酸系树脂的重均分子量(Mw)没有特别限定,根据所得的树脂成型体的形状、尺寸、或树脂成型体的加工方法等,本领域技术人员可以适当设定。重均分子量(Mw)一般而言,被设定为20,000~1,000,000的范围,在注射成型的用途中,被设定为50,000~200,000的范围。另外,在本说明书中,数均分子量为使用标准聚甲基丙烯酸甲酯作为标准试样,使用凝胶渗透色谱测定得到的值。
作为甲基丙烯酸系树脂的市售品,可举出acrypet VH、MD、MF(商品名,三菱化学公司制)。
(聚碳酸酯系树脂)
在本发明中,作为能够用作透明树脂的聚碳酸酯系树脂,可举出例如,通过使公知的二价苯酚与公知的羰基化剂利用界面缩聚法、熔融酯交换法等进行反应而得的产物;通过使公知的碳酸酯预聚物利用固相酯交换法等进行聚合而得的产物;通过使公知的环状碳酸酯化合物利用开环聚合法进行聚合而得的产物等。
作为聚碳酸酯系树脂的市售品,可举出Panlite系列(商品名,帝人化成公司制)、lupilon系列(商品名,三菱工程塑料公司制)、SD POLYCA系列(商品名,住友陶氏公司制)、caliber(商品名,陶氏化学公司制)、CZ系列和PCZ系列(商品名,三菱气化学公司制)、APEC系列(商品名,拜耳公司制)等。
(聚苯乙烯系树脂)
在本发明中,能够用作透明树脂的聚苯乙烯系树脂可举出苯乙烯(以下,缩写为“St”。)的均聚物、或来源于St的重复单元(以下,缩写为“St单元”。)的含有率相对于上述聚苯乙烯系树脂的总质量为70质量%以上且小于100质量%的苯乙烯共聚物。
作为聚苯乙烯系树脂,具体而言,可举出聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯树脂(MS树脂)。优选为甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯树脂。
作为聚苯乙烯的市售品,可举出PSJ聚苯乙烯、ET系列、(商品名,PS日本公司制)。
作为MS树脂的市售品,可举出estyren MS系列(商品名,新日铁住金化学公司制)、cevian MAS系列、MAS系列(商品名,Daicel Polymer公司制)。
<光扩散剂>
光扩散剂为本发明的透明树脂组合物的构成成分之一。
本发明的透明树脂组合物通过包含本发明的光扩散剂,从而所得的树脂成型体和灯罩的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异。
包含本发明的透明树脂组合物的树脂成型体用于边角灯(edge light)式的车辆内外装构件、面光源装置用导光体的情况下,在上述树脂成型体中,来自光源的入射光碰到光扩散剂发生光散射时,如果光扩散剂的粒径过小,则有正面散射的比例增加,垂直散射与反向散射的比例减少的倾向,相反地,即使光扩散剂的粒径过大,反向散射的比例也增加,正面散射与垂直散射的比例减少。即,无论光扩散剂的粒径过小还是过大,都有边角灯式的车辆内外装构件、面光源装置用导光体所需要的垂直散射的亮度变得不充分的倾向。特别是对于具有曲面形状的灯罩而言,显著地表现出该影响。
此外,光扩散剂的粒径越小,则在入射的可见光的波长区域中,波长较短的蓝色光越被微粒散射,越有带有黄色的倾向。因此,如果增大光扩散剂的粒径,则光扩散性有时会降低,为了获得充分的亮度,需要增多光扩散剂的添加量。如果增多光扩散剂的添加量,则有虽然亮度提高,但是透明性降低,透明性与亮度的平衡受损的倾向。
进一步,已知光扩散剂与透明树脂的折射率差越小,则在导光体的光源入射侧端面附近所观察到的光,与在远离该入射侧端面的位置所观察到的光的色相越发生变化。
然而,对于本发明的透明树脂组合物而言,通过使光扩散剂的粒径与光扩散剂的含有比例的组合最优化,从而能够做到不仅垂直散射的亮度优异,而且相对于所得的树脂成型体的面法线所测定得到的遍及所有角度的亮度也优异。
特别是,对于具有曲面形状的灯罩,显著地表现出上述影响,因此通过使光扩散剂的粒径、光扩散剂与透明树脂的折射率差、光扩散剂的含量的组合最优化,从而能够做到不仅垂直散射的亮度优异,而且相对于上述灯罩的面法线所测定得到的遍及所有角度的亮度也优异。
从所得的树脂成型体的亮度和低着色性优异的观点考虑,本发明的光扩散剂的平均粒径的下限优选为220nm以上。从所得的树脂成型体的透明性优异的观点考虑,平均粒径的上限优选为300nm以下,更优选为280nm以下。光扩散剂的平均粒径的测定方法后述。
对于本发明的灯罩,从灯罩的亮度和低着色性优异的观点考虑,光扩散剂的平均粒径的下限优选为150nm以上,更优选为220nm以上。从可以良好地维持灯罩的透明性的观点考虑,平均粒径的上限优选为500nm以下,更优选为300nm以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,光扩散剂的平均粒径优选为150~500nm,更优选为220~300nm。
此外,从能够良好地维持灯罩的亮度的观点考虑,上述透明树脂与上述光扩散剂的折射率差的下限优选为0.3以上,更优选为0.8以上。从能够良好地维持灯罩的透明性的观点考虑,折射率差的上限优选为3.0以下,更优选为2.0以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,透明树脂与光扩散剂的折射率差优选为0.3~3.0,更优选为0.8~2.0。
在更优选的实施方式中,从灯罩的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,包含上述透明树脂和上述光扩散剂的混合物优选相对于上述混合物的总质量以0.05~20质量ppm的含有比例包含具有平均粒径150~500nm的光扩散剂。
在进一步优选的实施方式中,从具有曲面形状的灯罩的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡更优异的观点考虑,上述混合物更优选相对于上述混合物的总质量以1.0~15质量ppm的含有比例包含具有平均粒径220~300nm的光扩散剂。
上述光扩散剂可以使用二氧化钛、氧化铝、氧化锌、硫化锌、硫酸钡等公知的微粒。在透明树脂为甲基丙烯酸系树脂的情况下,优选为二氧化钛、氧化铝、氧化锌、硫化锌,更优选为二氧化钛。特别是在具有曲面形状的灯罩的用途中,优选为具有平均粒径150~500nm的二氧化钛粒子,更优选为具有平均粒径220~300nm的二氧化钛粒子。即使是具有曲面形状的灯罩,由于入射的光不会在曲面形状部显著地射出,因此能够使透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡变得良好。
从树脂成型体的透明性与亮度的平衡变得更良好的观点考虑,本发明的光扩散剂的粒径分布在光扩散剂的粒径的累积频率分布曲线中,累积频率成为90%的粒径(D90)与累积频率成为10%的粒径(D10)的比率(D90/D10)优选为1.2以上2.5以下,更优选为1.5以上2.3以下,进一步优选为1.7以上2.1以下。获得光扩散剂的粒径的累积频率分布曲线的方法后述。
D90/D10越接近1,则越有光扩散剂的粒径分布变得尖锐,由此树脂成型体的光扩散效率提高的倾向,因此,相反地,从存在树脂成型体的透明性与亮度的平衡降低的倾向的观点考虑,D90/D10的下限优选为1.2以上。更优选为1.5以上,进一步优选为1.7以上。
对于D90/D10的上限,从如果D10变小而D90/D10变大,则有所得的树脂成型体的透明性与亮度的平衡降低的倾向,相反地,如果D90变大而D90/D10变大,则有光扩散效率变差的倾向,有所得的树脂成型体的亮度降低的倾向的观点考虑,优选为2.5以下。更优选为2.3以下,进一步优选为2.1以下。
另外,包含如下透明树脂组合物的树脂成型体,其透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡特别优异,所述透明树脂组合物相对于透明树脂组合物的总质量,含有超过4.0质量ppm且小于20质量ppm,更优选为6.5质量ppm以上18质量ppm以下,进一步优选为7.2质量ppm以上16质量ppm以下的D90/D10为2.5以下、更优选为2.3以下,并且平均粒径为220nm以上300nm以下的范围内的光扩散剂。
上述光扩散剂可以使用二氧化钛、氧化铝、氧化锌、硫化锌、硫酸钡等公知的微粒。在透明树脂为甲基丙烯酸系树脂的情况下,从透明性、亮度优异的观点考虑,优选为二氧化钛、氧化铝、氧化锌、硫化锌,更优选为二氧化钛。
<透明树脂组合物的制造方法>
本发明的透明树脂组合物通过混合包含上述透明树脂和上述光扩散剂的混合物从而制作。混合的方法没有特别限定,可使用熔融混炼法、溶剂混炼法、干式掺混法等,从生产率方面出发,优选使用熔融混炼法和干式掺混法。作为混合所使用的设备,可以使用通常的混合器、混炼机等,具体而言,可举出单轴混炼挤出机、双轴混炼挤出机、带式掺合器、亨舍尔混合机、班伯里密炼机、鼓转筒等。
对于本发明的透明树脂组合物,通过使用双轴混炼挤出机,从而能够在透明树脂组合物中,不使光扩散剂凝集而均匀地分散,由此所得的树脂成型体的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡变得优异。
具体而言,可以使用双轴混炼挤出机,使包含上述透明树脂和上述光扩散剂的混合物在上述透明树脂的熔点以上且熔点+100℃以下的温度范围内熔融、混合,从而作为颗粒状的透明树脂组合物来获得。
通过使用双轴混炼挤出机,将包含上述透明树脂和上述光扩散剂的混合物进行熔融、混合时的温度设为上述透明树脂的熔点以上且熔点+100℃以下的温度范围,从而能够抑制上述混合物的由加热导致的变性和着色,因此所得的树脂成型体的低着色性变得优异。
本发明所使用的透明树脂组合物中,可以在不损害本发明的效果的范围内,根据需要含有各种添加剂,例如,抗氧化剂、稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、加工助剂、抗静电剂、着色剂、耐冲击助剂、发泡剂、填充剂、消光剂等公知的添加剂。
<树脂成型体>
对于作为第二实施方式的包含上述透明树脂组合物的树脂成型体进行说明。
作为本发明的第二实施方式的树脂成型体的一个实施方式为将包含本发明的透明树脂组合物的树脂组合物进行成型而得的树脂成型体。即,本发明的树脂成型体为包含本发明的透明树脂组合物的树脂成型体。树脂成型体的形状可以为平板状或具有凹曲面或凸曲面的板状。
此外,作为本发明的第二实施方式的树脂成型体的其他实施方式为一种树脂成型体,其是包含透明树脂组合物的树脂成型体,所述透明树脂组合物含有上述透明树脂和上述平均粒径为220nm以上300nm以下的光扩散剂,将上述透明树脂组合物制成平板状或具有凹曲面或凸曲面的板状的成型体来进行评价时,按照ISO13468测定得到的、透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的全光线透射率(Tt)(以下,缩写为“全光线透射率”)为75%以上且小于91%,按照ISO14782测定得到的、透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的雾度值(H)(以下,缩写为“雾度值”)为1.0%以上14.5%以下,并且按照ISO17223测定得到的、透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的黄色度(YI)(以下,缩写为“黄色度”)、全光线透射率(Tt)和雾度值(H)满足下述式(1)和下述式(2)。
0.04≤H/Tt≤0.18 (1)
0.10≤YI/H≤0.28 (2)
或者,作为本发明的第二实施方式的树脂成型体的其他实施方式为一种树脂成型体,其是包含透明树脂组合物的树脂成型体,所述透明树脂组合物含有透明树脂和平均粒径为220nm以上300nm以下的光扩散剂,所述树脂成型体按照ISO13468测定得到的、厚度方向的全光线透射率(Tt)为75%以上且小于91%,按照ISO14782测定得到的、厚度方向的雾度值(H)为1.0%以上14.5%以下,并且上述树脂成型体在将光沿上述树脂成型体的厚度方向散射的同时光沿上述树脂成型体的长度方向导光时的亮度衰减系数(m-1)为10以上30以下,并且将上述亮度衰减系数除以上述树脂成型体的雾度的值(%)而得的亮度保持系数(m-1/%)为1.5以上3.5以下。
在本说明书中,所谓树脂成型体的厚度方向,是指相对于树脂成型体的表面大致正交的方向。
所谓透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的全光线透射率(Tt),并不是将树脂成型体的厚度限定为4mm,而是规定将透过的光的光路长度设为4mm来测定全光线透射率时的值。
所谓透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的雾度值(H),并不是将树脂成型体的厚度限定为4mm,而是规定将透过的光的光路长度设为4mm来测定雾度值(H)时的值。
所谓透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的黄色度(YI),并不是将树脂成型体的厚度限定为4mm,而是规定将透过的光的光路长度设为4mm来测定黄色度(YI)时的黄色度(YI)。
另外,在树脂成型体的厚度不是4mm的情况下,基于所测得的全光线透射率(Tt),求出每4mm厚度的全光线透射率。对于雾度值(H)、黄色度(YI)也同样。
从如果在光源熄灭时,树脂成型体的透明性高,则树脂成型体的存在感低,因此灯、车辆等的设计性变得优异的观点考虑,本发明的树脂成型体的全光线透射率的下限为75%以上,更优选为78%以上,进一步优选为80%以上。树脂成型体的全光线透射率的上限没有特别限定,从树脂成型体的光扩散性优异,亮度提高的观点考虑,小于91%,更优选为87%以下,进一步优选为85%以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,树脂成型体的全光线透射率优选为75%以上且小于91%,更优选为78~87%,进一步优选为80~85%。
本发明的树脂成型体的全光线透射率可以通过调整上述透明树脂的种类、上述光扩散剂的种类、形状和含有比例、以及透明树脂组合物中的制造方法的条件来进行控制。
从树脂成型体的光扩散性优异,亮度提高的观点考虑,本发明的树脂成型体的雾度值的下限为1.0%以上,更优选为6.0%以上。从光源点亮时的亮度变得良好,此外,在光源熄灭时,树脂成型体具有透明感而能够降低树脂成型体的存在感,因此设计性变得优异的观点考虑,树脂成型体的雾度值的上限为14.5%以下,更优选为13.0%以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,树脂成型体的雾度值优选为1.0~14.5%,更优选为6.0~13.0%。
本发明的树脂成型体的雾度值可以通过调整上述透明树脂的种类、上述光扩散剂的种类、形状和含有比例、以及透明树脂组合物中的制造方法的条件来进行控制。
在作为本发明的第二实施方式的树脂成型体的一个实施方式中,将雾度值(H)除以全光线透射率(Tt)而得的值(H/Tt值)是树脂成型体的透明性和亮度的指标,满足下述式(1)。此外,将黄色度(YI)除以雾度值(H)而得的值(YI/H值)是树脂成型体的亮度的均匀性和色相的均匀性的指标,满足下述式(2)。
0.04≤H/Tt≤0.18 (1)
0.10≤YI/H≤0.28 (2)
从光扩散性提高,在光源点亮时,树脂成型体的亮度变得良好的观点考虑,H/Tt值的下限为0.04以上,更优选为0.06以上,进一步优选为0.08以上。另一方面,从树脂成型体的透明性变得良好的观点考虑,H/Tt值的上限为0.18以下,更优选为0.14以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,H/Tt值优选为0.04~0.18,更优选为0.06~0.14,进一步优选为0.08~0.14。
本发明的树脂成型体的H/Tt值可以通过调整上述透明树脂的种类、上述光扩散剂的种类、形状和含有比例、以及透明树脂组合物中的制造方法的条件来进行控制。
从能够抑制在光源点亮时树脂成型体成为带点蓝色的色调,且低着色性和透明性变得良好的观点考虑,YI/H值的下限为0.10以上,更优选为0.12以上。另一方面,从维持光扩散性,亮度变得良好的观点考虑,YI/H值的上限为0.28以下,更优选为0.24以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,YI/H值优选为0.10~0.28,更优选为0.12~0.24。
本发明的树脂成型体的YI/H值可以通过调整上述透明树脂的种类、上述光扩散剂的种类、形状和含有比例、以及透明树脂组合物中的制造方法的条件来进行控制。
在作为本发明的第二实施方式的树脂成型体的其他实施方式中,上述树脂成型体在将光沿上述树脂成型体的厚度方向散射的同时光沿上述树脂成型体的长度方向导光时的亮度衰减系数(单位:m-1)为10以上30以下,并且亮度保持系数(单位:m-1/%)为1.5以上3.5以下。
所谓亮度衰减系数,为与树脂成型体的亮度相关的一个指标,是指从配置于片状的树脂成型体的一端面的光源使光从上述端面入射时,沿相对于与上述端面相接的主平面垂直的方向射出,将所射出的光的亮度值(单位:cd)的对数、和距上述端面的距离(单位:m)作图时的斜率。亮度衰减系数的值越大,则表明导光方向的每单位长度取出更多的光。
亮度衰减系数的值越小,则树脂成型体的导光距离越长,但亮度变得不充分,因此亮度保持系数的下限为10以上,更优选为15以上。另一方面,亮度衰减系数的值越大,则树脂成型体的亮度越提高,但导光距离变短,因此亮度保持系数的上限为30以下,更优选为25以下。上述上限和下限可以任意地组合。
或者,亮度衰减系数优选为10以上30以下,更优选为15以上25以下。
所谓亮度保持系数,为与树脂成型体的透明性与亮度的平衡相关的一个指标,是定义为在光源点亮时,实现高亮度的同时,在光源熄灭时,透明性优异的指标。
亮度保持系数是将上述亮度衰减系数除以将透过的光的光路长度设为4mm而测得的树脂成型体的雾度值(%)而得的值。通过使亮度保持系数的值处于最佳的数值范围内,从而能够使本发明的树脂成型体的透明性与亮度的平衡变得良好。
亮度保持系数的值越小,则树脂成型体的透明性越提高,从而导光距离变长,但亮度变得不充分,因此亮度保持系数的下限为1.5以上,更优选为2.0以上。另一方面,亮度保持系数的值越大,则树脂成型体的亮度越提高,但透明性变得不充分,导光距离变短,因此亮度保持系数的上限为3.5以下,更优选为2.5以下。上述上限和下限可以任意地组合。
或者,亮度保持系数优选为1.5以上3.5以下,更优选为2.0以上2.5以下。
此外,在测定亮度衰减系数时,需要注意以下方面。
1.在树脂成型体的试验片的背面,配置像黑色的纸、布等那样的,不易使光反射,具有遮光性的原材料。这是用来除去在背面侧射出的光,并且排除漫射光等的干扰的影响,提高解析的精度。
2.在与入射面相对的端面附近,由于来自端面的光的反射,有时亮度的测定值受到影响,因此对与入射面相对的端面实施吸收处理。作为吸收处理的具体的方法,可举出在与入射面相对的端面,涂布黑油墨,或紧贴黑色的纸的方法。
3.在入射端面附近,所射出的光的亮度值(单位:cd)的对数与距上述端面的距离(单位:m)的关系有时无法进行直线近似,因此导出亮度衰减系数时,该部分除外。
此外,在作为本发明的第二实施方式的树脂成型体中,从树脂成型体的透明性、亮度和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,透明树脂组合物的光扩散剂的含有比例的下限相对于透明树脂组合物的总质量,优选为4.0质量ppm以上,更优选为6.5质量ppm以上,进一步优选为7.2质量ppm以上。从树脂成型体的透明性、亮度和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,光扩散剂的添加量的上限相对于透明树脂组合物的总质量,优选为20质量ppm以下,更优选为18质量ppm以下,进一步优选为16质量ppm以下。上述上限和下限可以任意地组合。
或者,在本发明的树脂成型体中,透明树脂组合物的光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量,优选超过4.0质量ppm且小于20质量ppm,更优选为6.5质量ppm以上18质量ppm以下,进一步优选为7.2质量ppm以上16质量ppm以下。
在作为本发明的第二实施方式的树脂成型体的更优选的实施方式中,从树脂成型体的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,优选以超过4质量ppm且小于20质量ppm的含有比例包含具有平均粒径220~300nm的光扩散剂。
作为本发明的第二实施方式的树脂成型体的进一步优选的实施方式中,从具有曲面形状的树脂成型体的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡更优异的观点考虑,更优选以6.5质量ppm以上18质量ppm以下的含有比例包含具有平均粒径220~300nm的光扩散剂,进一步优选以7.2质量ppm以上16质量ppm以下的含有比例包含。
关于作为本发明的第二实施方式的这些树脂成型体,作为平板状或具有凹曲面或凸曲面的板状的成型体,将上述树脂成型体的侧端面的至少一部分区域作为光入射端面,将上述树脂成型体的至少一方的主表面作为光出射面,在以使从上述光出射面射出的光的亮度的最大值成为2200cd/m2以下的方式调整LED光源的输出时,如果作为上述光出射面上的亮度的平均值的面内平均亮度为500cd/m2以上,则亮度斑的发生得以抑制,是优选的。更优选为1000cd/m2以上。
为了使上述面内平均亮度为500cd/m2以上,可以通过上述光扩散剂的种类、光扩散剂的平均粒径、光扩散剂的含有比例、透明树脂的种类、透明树脂与光扩散剂的折射率差来进行调整。另外,面内平均亮度的测定方法后述。
在本发明的树脂成型体中,上述光扩散剂可以使用上述透明树脂组合物的项下所记载的光扩散剂。
在本发明的树脂成型体中,上述透明树脂可以使用上述透明树脂组合物的项下所记载的透明树脂。从耐热性、耐冲击性优异的观点考虑,优选为聚碳酸酯系树脂,从使用二氧化钛的情况下的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,优选为甲基丙烯酸系树脂。
本发明的树脂成型体的厚度的下限没有特别限定,从除了树脂成型体的亮度以外,力学特性也变得良好的观点考虑,优选为1mm以上。更优选为3mm以上,进一步优选为5mm以上。另一方面,树脂成型体的厚度的上限没有特别限定,从树脂成型体的透明性变得良好的观点考虑,优选为20mm以下。更优选为15mm以下,进一步优选为10mm以下。具体而言,树脂成型体的厚度优选为1~20mm,更优选为3~15mm,进一步优选为5~10mm。
<树脂成型体的制造方法>
作为用于获得本发明的树脂成型体的方法,可举出例如,公知的注射成型法、挤出成型法、加压成型法等公知的成型方法。此外,可以将所得的成型体进一步使用压力成型法、真空成型法等公知的成型方法进行二次成型。成型温度、成型压力等成型条件只要适当设定即可。
具体而言,可以将由上述透明树脂组合物的制造方法获得的、颗粒状的透明树脂组合物在70~100℃干燥4~24小时,使干燥后的透明树脂组合物的水分率相对于透明树脂组合物的总质量成为0.1%以下,在该状态下,使用公知的注射成型法、挤出成型法、加压成型法等公知的成型方法进行成型,从而获得本发明的树脂成型体。
通过在70~100℃干燥4~24小时,从而能够抑制透明树脂组合物的由加热导致的变性和着色,因此使树脂成型体的透明性、低着色性变得优异。
通过在使透明树脂组合物的水分率相对于透明树脂组合物的总质量成为0.1%以下的状态下进行注射成型,从而注射成型后的树脂成型体不易产生银纹等外观不良,能够获得透明性优异、具有良好的外观的树脂成型体。
<车辆内外装构件、照明灯用灯罩、面光源装置用导光体和车辆>
本发明的树脂成型体的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异。因此,本发明的树脂成型体通过在上述树脂成型体的侧端面的至少一部分区域配置光源来使用,从而在光源点亮时发出高亮度,因此可见性优异,在光源熄灭时透明且存在感低,因此设计性优异,由此可以适合用于车辆内外装构件、照明灯用灯罩、面光源装置用导光体。
本发明的树脂成型体即使是在具有曲面形状且尺寸大的用途中也可获得均匀的出射光,因此能够适合用于作为车辆外装构件,例如,图7所示的车辆用灯罩22、遮阳板23、立柱24(以下,简称为“车辆外装构件”。)。图7的车辆21中,将图7中未图示的LED光源的光从上述车辆外装构件的侧端部入射,使上述车辆外装构件作为面发光体起作用,从而能够对车辆21赋予新颖的设计。
本发明的树脂成型体能够适合用于作为车辆内装构件,例如,图10所示的仪表板。图10的仪表板中,在该树脂成型体18的表面(光出射面15b)设置形成有数字、符号等光透过部26的遮光构件(黑色的阻断(cutting)片)25,将通过电源线20与电源部19连接的LED光源4的光从上述树脂成型体18的光入射端面15a入射,使上述光透过部26的数字、符号等浮现,从而可以对车辆内装构件赋予新颖的设计。
本发明的树脂成型体能够适合用于作为车辆外装构件,如后述那样地,例如,图3所示的组合灯罩。特别适合于车辆用灯罩。
本发明的树脂成型体能够适合用作例如,图8所示的照明灯用灯罩。图8为表示使用了本发明的树脂成型体的照明灯的一例的示意图。图8中,光源使用LED光源。图8的灯罩1具有如下结构:作为照明灯用灯罩而配置在固定于未图示的支持基板上的LED光源4的前方,以保护该LED光源4。
本发明的树脂成型体能够适合用于例如,图9所示的面光源装置。图9为表示使用了本发明的树脂成型体的面光源装置的一例的示意图。图9中,光源使用了LED光源。图9的面光源装置能够将通过电源线20与光源部19连接的LED光源4的光从上述树脂成型体18的光入射端面15a入射,从光出射面15b取出,因此具有作为面发光体的功能。
<车辆用灯罩、组合灯罩和车辆>
对于作为本发明的第三实施方式的车辆用灯罩、作为第四实施方式的组合灯罩和作为第五实施方式的车辆进行说明。
作为本发明的第三实施方式的车辆用灯罩为包含作为第二实施方式的树脂成型体的车辆用灯罩。
上述车辆用灯罩包含上述树脂成型体,因此透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异。
作为本发明的第四实施方式的组合灯罩的具体的一个实施方式,是具有实质上不含光扩散剂的透明或半透明的头灯罩或尾灯罩、以及本发明的车辆用灯罩的组合灯罩,可举出在上述头灯罩或上述尾灯罩的外缘或上述外缘的至少一部分区域配设有上述车辆用灯罩的形态。
另外,所谓实质上不含,是指光扩散剂的含有比例相对于透明或半透明的头灯罩或尾灯罩的总质量小于0.05质量ppm。
上述组合灯在多个成分、优选为2成分的注射成型中被制造,此时,仅构成车辆用灯罩的1个成分含有光扩散剂,并且构成透明或半透明的头灯罩或尾灯罩的其他成分实质上不含有光扩散剂。具体而言,作为上述其他的成分,在上述<透明树脂组合物>中所说明的成分中,可以使用光扩散剂以外的成分。这样,含有光扩散剂的成分能够制造显示特定的形状、图案的灯罩。通过在组合灯罩的车辆用灯罩的侧端面的至少一部分区域配置光源来使用,从而在光源熄灭时,即,没有光入射的状态时,上述车辆用灯罩表现为均质且透明的成型体,透明且存在感低,因此设计性优异。然而,在光源点亮时,发出高亮度,因此仅含有光扩散剂的灯罩的部分放出光,由此可见性优异。
具备有本发明的车辆用灯罩或组合灯罩的车辆的设计性和车辆用灯罩的可见性优异。
具备有本发明的车辆用灯罩或组合灯罩的车辆的设计性和灯罩的可见性优异。
<灯罩>
对于作为本发明的第六实施方式的灯罩进行说明。
本发明的灯罩在车辆用构件用途和照明用途中使用,是在上述灯罩的至少一部分具有曲面形状的灯罩。灯(以下,也称为“光源”。)没有特别限定,可举出例如,LED光源等发光二极管、白炽灯泡、卤素灯泡、荧光灯、半导体激光器等。
图1为表示使用了本发明的灯罩的灯的一例的示意截面图。图1为光源使用了LED光源的头灯罩的一例,灯罩1保护车辆的头灯,同时将LED光源的光以高亮度进行扩散发光。图1的灯罩1具有如下结构:以保护固定于支持基板5上的LED光源4的前方所配置的投影透镜3的方式,在该投影透镜3的前方配置灯罩1,由灯罩1和外壳2形成灯室。
图2为表示使用了本发明的灯罩的灯的其他例的示意截面图。图2为光源使用了卤素灯6的头灯罩的一例,灯罩1保护车辆的头灯,同时将卤素灯的光以高亮度进行扩散发光。图2的尾灯罩2具有如下结构:在卤素灯6的前方,以保护该卤素灯6的方式配置灯罩1,由灯罩1和外壳2形成灯室。如图2所示那样,本发明的灯罩1优选向与光源相反侧突出的方式弯曲。
本发明的灯罩可以由包含后述的透明树脂和后述的光扩散剂的透明树脂组合物来构成。
作为本发明的第六实施方式的灯罩的一个实施方式为一种灯罩,按照ISO13468测定得到的、透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的全光线透射率(Tt)(以下,缩写为“全光线透射率”)为75%以上,按照ISO14782测定得到的、透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的雾度值(H)(以下,缩写为“雾度值”)为1.0%以上14.5%以下,按照ISO17223测定得到的、透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的黄色度(YI)(以下,缩写为“黄色度”)为2.1以下,并且
H/Tt和YI/H满足下述式(1)和下述式(2)。
0.01≤H/Tt≤0.2 (1)
-1.0≤YI/H≤1.0 (2)
或者,作为本发明的第六实施方式的灯罩的其他实施方式为一种灯罩,按照ISO13468测定得到的、厚度方向的全光线透射率(Tt)为75%以上且小于91%,按照ISO14782测定得到的、厚度方向的雾度值(H)为1.0%以上14.5%以下,按照ISO17223测定得到的、厚度方向的黄色度(YI)为7.0以下,并且上述灯罩在将光沿上述灯罩的厚度方向散射的同时光沿上述灯罩的长度方向导光时的亮度衰减系数(m-1)除以上述灯罩的雾度的值(%)而得的亮度保持系数(m-1/%)为1.5以上3.5以下。
本说明书中,所谓灯罩的厚度方向,是指相对于灯罩的表面大致正交的方向。
所谓透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的全光线透射率(Tt),并不是将灯罩的厚度限定为4mm,而是规定将透过的光的光路长度设为4mm来测定全光线透射率时的值。
所谓透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的雾度值(H),并不是将灯罩的厚度限定为4mm,而是规定将透过的光的光路长度设为4mm来测定雾度值(H)时的值。
所谓透过的光的光路长度为4mm时的厚度方向的黄色度(YI),并不是将灯罩的厚度限定为4mm,而是规定将透过的光的光路长度设为4mm来测定黄色度(YI)时的黄色度(YI)。
从如果在光源熄灭时灯罩的透明性高,则灯罩的存在感低,因此灯、车辆等的设计性变得优异的观点考虑,本发明的灯罩的全光线透射率的下限为75%以上,优选为80%以上,更优选为85%以上。从灯罩的光扩散性优异,亮度提高的观点考虑,灯罩的全光线透射率的上限小于91%,更优选为87%以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,灯罩的全光线透射率优选为75%以上且小于91%,更优选为80~87%,进一步优选为85~87%。
本发明的灯罩的全光线透射率(Tt)可以通过将上述透明树脂的种类、上述光扩散剂的种类、形状和含量、以及透明树脂组合物中的制造方法的条件进行最优化来实现。
从灯罩的光扩散性优异,亮度提高的观点考虑,本发明的灯罩的雾度值(H)的下限为1.0%以上,更优选为6.0%以上。从光源点亮时的亮度变得良好,此外,光源熄灭时,灯罩具有透明感,能够降低灯罩的存在感,由此灯、车辆等的设计性变得优异的观点考虑,灯罩的雾度值的上限为14.5%以下,更优选为13.0%以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,灯罩的雾度值优选为1.0~14.5%,更优选为6.0~13.0%。
本发明的灯罩的雾度值可以通过将上述透明树脂的种类、上述光扩散剂的种类、形状和含量、以及透明树脂组合物中的制造方法的条件进行最优化来实现。
从能够抑制在光源点亮时灯罩成为带点蓝色的色调,且低着色性变得良好的观点,在光源熄灭时的灯罩具有透明感,因此灯罩的存在感变低,灯、车辆等的设计性变得优异的观点考虑,本发明的灯罩的黄色度(YI)的上限为7.0以下,优选为1.5以下,更优选为1.0以下。灯罩的黄色度的下限不受特别限制,优选为小的值。
本发明的灯罩的黄色度可以通过将上述透明树脂的种类、上述光扩散剂的种类、形状和含量、以及透明树脂组合物中的制造方法的条件进行最优化来实现。
在作为本发明的第六实施方式的灯罩的一实施方式中,雾度值(H)除以全光线透射率(Tt)而得的值(H/Tt值)为灯罩的透明性和亮度的指标,满足下述式(3)。此外,黄色度(YI)除以雾度值(H)而得的值(YI/H值)为灯罩的亮度和色相的指标,满足下述式(4)。
0.01≤H/Tt≤0.2 (3)
-1.0≤YI/H≤1.0 (4)
从光扩散性提高,在光源点亮时灯罩的亮度变得良好的观点考虑,H/Tt值的下限为0.01以上,更优选为0.02以上,进一步优选为0.04以上。另一方面,从灯罩的透明性变得良好的观点考虑,H/Tt值的上限为0.2以下,更优选为0.18以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,H/Tt值优选为0.01~0.2,更优选为0.02~0.18。
本发明的灯罩的H/Tt值可以通过将上述透明树脂的种类、上述光扩散剂的种类、形状和含量、以及透明树脂组合物中的制造方法的条件进行最优化来实现。
从能够抑制在光源点亮时灯罩成为带点蓝色的色调,且低着色性和透明性变得良好的观点考虑,YI/H值的下限为-1.0以上,更优选为0.1以上。另一方面,从维持光扩散性而亮度变得良好的观点考虑,YI/H值的上限为1.0以下,更优选为0.6以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,YI/H值优选为-1.0~1.0,更优选为0.1~0.6。
本发明的灯罩的YI/H值可以通过将上述透明树脂的种类、上述光扩散剂的种类、形状和含量、以及透明树脂组合物中的制造方法的条件进行最优化来实现。
在作为本发明的第六实施方式的灯罩的其他实施方式中,上述灯罩在将光沿上述树脂成型体的厚度方向散射的同时光沿上述灯罩的长度方向导光时的亮度衰减系数(单位:m-1)为10以上30以下,并且亮度保持系数(单位:m-1/%)为1.5以上3.5以下。
亮度衰减系数的值越小,则灯罩的导光距离越长,但亮度变得不充分,因此亮度保持系数的下限为10以上,更优选为15以上。另一方面,亮度衰减系数的值越大,则灯罩的亮度越提高,但导光距离变短,因此亮度保持系数的上限为30以下,更优选为25以下。上述上限和下限可以任意地组合。
或者,亮度衰减系数优选为10以上30以下,更优选为15以上25以下。
亮度保持系数的值越小,则灯罩的透明性越提高,从而导光距离变长,但亮度变得不充分,因此亮度保持系数的下限为1.5以上,更优选为2.0以上。另一方面,亮度保持系数的值越大,则灯罩的亮度越提高,但透明性变得不充分,导光距离变短,因此亮度保持系数的上限为3.5以下,更优选为2.5以下。上述上限和下限可以任意地组合。
或者,亮度保持系数优选为1.5以上3.5以下,更优选为2.0以上2.5以下。
本发明的灯罩的厚度方向的长度(灯罩的厚度)的下限不受特别限定,从除了灯罩的亮度以外,力学特性也变得良好的观点考虑,优选为1mm以上。更优选为3mm以上,进一步优选为5mm以上。另一方面,灯罩的厚度的上限不受特别限定,从灯罩的透明性变得良好的观点考虑,优选为20mm以下。更优选为15mm以下,进一步优选为10mm以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,灯罩的厚度优选为1~20mm,更优选为3~15mm,进一步优选为5~10mm。
本发明的灯罩的长度没有特别限定,在汽车等车辆用构件的用途中,通常为50mm以上1000mm以下。
<透明树脂组合物>
透明树脂组合物为构成作为本发明的第六实施方式的灯罩的原材料。
上述透明树脂组合物为包含上述透明树脂和上述光扩散剂的树脂组合物。
上述透明树脂组合物通过包含上述透明树脂,从而灯罩的透明性变得优异。
上述透明树脂组合物通过包含上述光扩散剂,从而灯罩的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡变得优异。
此外,从灯罩的透明性、亮度和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,上述透明树脂组合物所包含的光扩散剂的含量的下限相对于透明树脂组合物的总质量,优选为0.05质量ppm以上,更优选为1.0质量ppm以上。从灯罩的透明性、亮度和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,光扩散剂的含量的上限相对于透明树脂组合物的总质量,优选为20质量ppm以下,更优选为15质量ppm以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,光扩散剂的含量相对于透明树脂组合物的总质量,优选为0.05~20质量ppm,更优选为1.0~15质量ppm。
在本发明的透明树脂组合物中,从灯罩的亮度更优异的观点考虑,上述透明树脂与上述光扩散剂的折射率差的下限优选为0.3以上,更优选为0.8以上。从灯罩的透明性优异的观点考虑,折射率差的上限优选为3.0以下,更优选为2.0以下。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,透明树脂与光扩散剂的折射率差优选为0.3~3.0,更优选为0.8~2.0。
<灯罩的制造方法>
本发明的灯罩可以通过使上述透明树脂组合物成为颗粒状的成型材料,将其以熔融状态填充(注射)至模具,接着冷却后,将成型后的成型体从模具中剥离来获得。
具体而言,可以将由上述透明树脂组合物的制造方法获得的、颗粒状的透明树脂组合物在70~100℃干燥4~24小时,使干燥后的透明树脂组合物的水分率以相对于透明树脂组合物的总质量成为0.1%以下,在该状态下进行注射成型,从而获得本发明的灯罩。
通过在70~100℃干燥4~24小时,从而能够抑制透明树脂组合物的由加热引起的变性和着色,由此灯罩的透明性、低着色性变得优异。
通过在使透明树脂组合物的水分率相对于透明树脂组合物的总质量成为0.1%以下的状态下进行注射成型,从而注射成型后的灯罩不易产生银纹等外观不良,能够获得透明性优异、具有良好的外观的灯罩。
作为注射成型的方法,具体而言,例如,可以如下制作本发明的灯罩,即从注射成型机的料斗投入使上述水分率相对于透明树脂组合物的总质量成为0.1%以下的状态的透明树脂组合物,一边使螺杆旋转一边使其后退,在料筒内计量树脂组合物,使上述树脂组合物熔融,一边施加压力一边将熔融的树脂组合物填充至模具内,保压一定时间直至模具充分地冷却,然后打开模具并取出成型体。另外,关于制作本发明的灯罩时的各个条件(例如,成型材料的熔融温度、将成型材料注射至模具时的模具温度、将树脂组合物填充至模具之后保压时的压力等),只要适当设定即可,没有特别限定。
此外,从灯罩的透明性、亮度和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,光扩散剂相对于透明树脂组合物的添加量的下限,相对于透明树脂组合物的总质量,优选为0.05质量ppm以上,更优选为1.0质量ppm以上。从灯罩的透明性、亮度和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,光扩散剂的添加量的上限相对于透明树脂组合物的总质量,优选为20质量ppm以下,优选为15质量ppm以下更。上述上限和下限可以任意地组合。具体而言,光扩散剂的添加量相对于透明树脂组合物的总质量,优选为0.05~20质量ppm,更优选为1.0~15质量ppm。
在更优选的实施方式中,从灯罩的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异的观点考虑,包含上述透明树脂和上述光扩散剂的混合物优选为以0.05~20质量ppm的含有比例包含具有平均粒径150~500nm的光扩散剂的混合物。
在进一步优选的实施方式中,从具有曲面形状的灯罩的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡更优异的观点考虑,上述混合物更优选为以1.0~15质量ppm的含有比例包含具有平均粒径220~300nm的光扩散剂的混合物。
上述光扩散剂优选为二氧化钛的粒子。二氧化钛的粒子的具体的方式如上述灯罩的项下所记载的那样。
从除了灯罩的透明性优异以外,力学特性、耐气候性和加工性也优异的观点考虑,上述透明树脂可以使用选自甲基丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂和聚苯乙烯系树脂中的至少一种。上述甲基丙烯酸系树脂、上述聚碳酸酯系树脂和上述聚苯乙烯系树脂的具体的方式如上述灯罩的项下所记载的那样。
<组合灯罩和车辆>
对于作为本发明的第七实施方式的组合灯罩以及作为第八实施方式的车辆进行说明。
本发明的灯罩的形态不受特别限定,可以成为具有光入射端面以及光出射面的形态,所述光入射端面设置于上述灯罩的侧端面的至少一部分区域,所述光出射面设置于上述灯罩的至少一方的主表面。
在上述灯罩中,如果作为上述光出射面上的亮度的平均值的面内平均亮度为500cd/m2以上,则亮度斑的发生得以抑制,是优选的。更优选为1000cd/m2以上。
为了使上述面内平均亮度成为500cd/m2以上,可以通过上述光扩散剂的种类、光扩散剂的平均粒径、光扩散剂的含有比例、透明树脂的种类、透明树脂与光扩散剂的折射率差来进行调整。
本发明的灯罩的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异。因此,本发明的灯罩通过在上述灯罩的侧端面的至少一部分区域配置光源来使用,从而在光源点亮时发出高亮度,因此可见性优异,在光源熄灭时透明且存在感低,因此设计性优异。进一步,即使是在具有曲面形状且尺寸大的用途中也可获得均匀的出射光,因此适合于具有曲面形状的、车辆用构件的灯罩、组合灯罩。
作为组合灯罩的具体的一个实施方式,为具有实质上不含光扩散剂的透明或半透明的头灯罩或尾灯罩、以及本发明的灯罩的汽车用的组合灯罩,上述本发明的灯罩可举出配设于上述头灯罩或上述尾灯罩的外周或外框的至少一部分区域的组合灯罩。
所谓实质上不含,是指光扩散剂的含有比例相对于透明或半透明的头灯罩或尾灯罩的总质量小于0.05质量ppm。
图3A和3B为表示使用了本发明的组合灯罩的组合灯的一例的示意截面图。在图3A和3B的组合灯罩11中,在实质上不含光扩散剂的透明或半透明的头灯罩或尾灯罩10的外周或外框的至少一部分区域配置有本发明的灯罩1。图3A和3B的组合灯罩11通过在一体的外壳2的开口部覆盖一面的内透镜9,从而以一体的灯具的形式而形成。此时,在图3A和3B的尾组合灯中,例如,需要要求发出黄色的光的方向指示灯部8a、要求发出红色的光的制动灯部8b以及要求发出白色的光的后退指示灯部8c,因此外壳2如图3A和3B所示那样,通过间壁划分为灯室8a~8c,在其各个区域配设有光源7。内透镜9侧也具有例如形成有与上述灯室8a~8c对应的黄色内透镜9a、红色内透镜9b、白色内透镜9c的结构。
上述组合灯罩在多个成分,优选为2成分的注射成型中被制造,此时,仅构成灯罩的1个成分含有光扩散剂,并且构成透明或半透明的头灯罩或尾灯罩的其他成分实质上不含光扩散剂。这样,含有光扩散剂的成分能够制造显示特定的形状、图案的灯罩。通过在组合灯罩的灯罩的侧端面的至少一部分区域配置光源来使用,从而在光源熄灭时,即,没有光入射的状态下,上述灯罩表现为均质且透明的成型体,透明且存在感低,因此设计性优异。然而,在光源点亮时,发出高亮度,因此仅含有光扩散剂的灯罩的部分发出光,由此可见性优异。
具备有本发明的灯罩或组合灯罩的车辆的设计性和灯罩的可见性优异。
实施例
以下,举出实施例来具体地说明本发明,但本发明不限定于此。
<测定方法>
实施例和比较例中的评价通过以下方法来实施。
<试验片的制作>
将由实施例和比较例获得的透明树脂组合物的颗粒供给至注射成型机(机种名“N70A”,(株)日本制钢所制),使成型温度为260℃,获得了试验片(厚度4mm×宽度50mm×长度200mm的平板)。
(1)全光线透射率(Tt)
作为树脂成型体的透明性的指标,使用雾度计(机种名:HM-100,(株)村上色彩技术研究所制),按照ISO13468,使用D65光源,测定试验片(厚度:4mm)的全光线透射率(%)。使用3张试验片,对于各试验片进行1次测定,将其平均值设为全光线透射率(Tt)。
进一步,使用以下基准来判定。
AA:全光线透射率为78%以上87%以下
A:全光线透射率为75%以上且小于78%或超过87%且小于91%
B:全光线透射率小于75%或91%以上
(2)雾度值(H)
作为树脂成型体的透明性的指标,使用雾度计(机种名:HM-100,(株)村上色彩技术研究所制),按照ISO14782,使用D65光源,测定试验片(厚度:4mm)的雾度值(%)。使用3张试验片,对于各试验片进行1次测定,将其平均值设为雾度值(H)。进一步,使用以下基准来判定。
AA:雾度值为6.0%以上13.0%以下
A:雾度值为1.0%以上且小于7.0%或超过13.0%且14.5%以下
B:雾度值小于1.0%或超过14.5
或者超过15%
(3)黄色度(YI)
作为试验片的透明性的指标,使用分光光度计(机种名:U4100,(株)日立高新技术制),按照ISO17223,使用C光源,测定试验片(厚度:4mm)的黄色度。使用3张试验片,对于各试验片进行1次测定,将其平均值设为黄色度(YI)。进一步,使用以下基准来判定。
AA:YI为1.5以下
A:YI超过1.5且7.0以下
B:YI超过7.0
(4)H/Tt值、YI/H值
由全光线透射率(Tt)、雾度值(H)和黄色度(YI)算出H/Tt值、YI/H值。
对于作为本发明的第一实施方式的透明树脂组合物和作为第二实施方式的树脂成型体,使用以下基准来判定H/Tt值。将判定结果示于表2中。
AA:H/Tt为0.06以上0.14以下
A:H/Tt为0.04以上且小于0.06或超过0.14且0.18以下
B:H/T小于0.04或超过0.18
对于作为本发明的第一实施方式的透明树脂组合物和作为第二实施方式的树脂成型体,使用以下基准来判定YI/H值。将判定结果示于表2中。
AA:YI/H为0.15以上0.24以下
A:YI/H为0.10以上且小于0.15或超过0.24且0.28以下
B:YI/H小于0.10或超过0.28
对于作为本发明的第六实施方式的灯罩用的透明树脂组合物,使用以下基准来判定H/Tt。将判定结果示于表4中。
AA:H/Tt为0.02以上0.18以下
A:H/Tt为0.01以上且小于0.02或超过0.18且0.20以下
B:H/T小于0.01或超过0.20
对于作为本发明的第六实施方式的灯罩用的透明树脂组合物,使用以下基准来判定YI/H值。将判定结果示于表4中。
AA:YI/H为0.1以上0.6以下
A:YI/H为-1.0以上且小于0.1或超过0.6且1.0以下
B:YI/H小于-1.0或超过1.0
(4)亮度
作为树脂成型体的亮度的指标,使用亮度计(机种名:RISA-COLOR/CD7,(有)hiland制),测定试验片的亮度(cd/cm2)。使用3张试验片,对于各试验片进行1次测定,将其平均值设为亮度。
(6)面内平均亮度
作为从树脂成型体射出的光的亮度的指标,利用下述方法测定试验片的面内平均亮度。图4为用于说明面内平均亮度的测定方法的示意图。
将平板状的试验片15(厚度4mm×宽度50mm×长度200mm)的、厚度4mm×宽度50mm的面的一方设为光入射端面15a,将宽度50mm×长度200mm的面的一方设为光出射面15b。将以5mm间隔排列有40个LED光源17(4mm表面安装型)的LED边角灯以与上述光入射端面相邻的方式配置。调整了LED光源的输出,以使从试验片射出的光的亮度的最大值成为2200cd/m2以下。
将上述光入射端面的中心部、和与上述光入射端面相对的端面(距光入射端面为200mm)的中心部连结,将连结而成的线从光入射端面起以20mm间隔进行10等分,设置11处的点。
测定亮度、色度坐标(x,y)时,对于光入射端面(距光入射端面为0mm)和与上述光入射端面相对的端面(距光入射端面为200mm)而言,由于易受到反射光的影响,因此将距上述入射端面侧为0mm、20mm和40mm的3点,以及距与上述光入射端面相对的端面为0mm和20mm的2点除外,将6处作为亮度测定点,按照“(4)亮度”所记载的方法,利用亮度计17测定亮度。
测定亮度和色度坐标时,为了避免来自与光出射面相对的面的入射光的影响,在与光出射面相对的面上配置黑色的布。
面内平均亮度取上述6处的亮度的测定值的平均值。进一步,使用以下基准来判定。
AA:面内平均亮度为1000cd/m2以上
A:面内平均亮度为500cd/m2以上且小于1000cd/m2
B:面内平均亮度小于500cd/m2
(亮度衰减系数、亮度保持系数)
作为从树脂成型体射出的光的亮度的指标,利用下述方法来测定亮度衰减系数,另外,作为透明性与亮度的平衡的指标,利用下述方法来测定亮度保持系数。
1)在设置于暗室内的试验台上,载置平板状的试验片(厚度4mm×宽度50mm×长度200mm),将4mm×50mm的面的一方设为光入射端面,将50mm×200mm的面的一方设为光出射面。另外,在与上述试验片的光出射面对应的面(背面侧),为了吸收在背面侧射出的光,配置黑色的布。
2)将以5mm间隔排列有40个LED光源(4mm表面安装型)的LED边角灯以与上述试验片的光入射端面相邻的方式进行了配置。
3)以使亮度计的检测面与上述试验片的光出射面的距离成为2000mm的方式来设置亮度计(机种名:RISA-COLOR/CD7,(有)hiland制)。
4)将LED光源的光从上述光入射端面入射。此时,以使从试验片射出的光的亮度的最大值成为2200cd/m2以下的方式来调整LED光源的输出。
5)使入射端面的位置为0m,在与入射端面相接的主平面上,在距上述入射端面为0.06m、0.08m、0.10m的三处测定亮度(单位:cd/cm2)。
6)绘制亮度值(单位:cd/cm2)的对数与距上述端面的距离(单位:m)的关系,将通过直线近似获得的直线的斜率设为亮度衰减系数(单位:m-1)。
7)将所得的亮度衰减系数除以由上述方法测定得到的雾度值(H),将其设为亮度保持系数(m-1/%)。
使用以下基准来判定所得的亮度衰减系数。
AA:亮度衰减系数为15m-1以上20m-1以下
A:亮度衰减系数为10m-1以上且小于15m-1或超过20m-1且小于30m-1
B:亮度衰减系数小于10m-1或超过30m-1
使用以下基准来判定所得的亮度保持系数。
AA:亮度保持系数为2.0m-1/%以上2.5m-1/%以下
A:亮度保持系数为1.5m-1/%以上且小于2.0m-1/%
或超过2.5m-1/%且3.5m-1/%以下
B:亮度保持系数小于1.5m-1/%或超过3.5m-1/%
(7)光扩散剂的平均粒径、粒径分布(D90/D10)
采用下述方法来测定光扩散剂(例如,TiO2等)的平均粒径、粒径分布。
将载玻片浸渍于福姆瓦(Formvar)溶液中,快速地取出,在常温下进行了干燥。接着,制作向光扩散剂的粒子中添加火棉胶和乙酸异戊酯并混炼而成的试样糊料,涂布于载玻片上,在常温下使其干燥。干燥后,使用镊子,对载玻片上的干燥试样施加切痕之后,将载玻片倾斜,逐渐地浸渍于培养皿内的水中。将从载玻片剥离而浮于水面上的试样用镊子捞取至微栅(microgrid)(150目,铜制圆孔)上,置于滤纸上,干燥,将其作为TEM观察用试样。
使用透射型电子显微镜(机种名:H-7000型,日立(株)制),按照公知的方法,拍摄TEM观察用试样的透射型电子显微镜照片(TEM照片)。
光扩散剂的平均粒径为使用图像解析装置(LUZEX AP,(株)nireco制),在所得的TEM照片上任意地选择50个光扩散剂的粒子之后,测定各光扩散剂的粒子的最大粒子直径,将其测定值的平均值设为光扩散剂的平均粒径。
光扩散剂的粒径分布使用图像解析装置(LUZEX AP,(株)nireco制),在所得的TEM照片上任意地选择200个光扩散剂的粒子之后,测定各光扩散剂的粒子的最大粒子直径,将其设为光扩散剂的粒径。接着,将200个光扩散剂的粒径分成超过0.0μm且0.10μm以下的部分、超过0.10μm且小于0.15μm的部分、超过0.15μm且小于0.20μm的部分、超过0.20μm且小于0.25μm的部分、超过0.25μm且小于0.30μm的部分、超过0.30μm且小于0.35μm的部分、超过0.35μm且小于0.40μm的部分、超过0.40μm且小于0.45μm的部分、超过0.45μm且小于0.50μm的部分、超过0.50μm且小于0.55μm的部分的各部分,算出各部分的频率比例(单位:%),制作以正态分布曲线进行了近似的粒径的频率分布曲线。接着,由上述频率分布曲线制作累积频率分布曲线,将累积频率成为90%的粒径设为D90,将累积频率成为10%的粒径设为D10,算出D90与D10的比率(D90/D10)。
(8)光扩散剂的含有比例
采用下述方法测定试验片内的光扩散剂(例如,TiO2等)的比例。将试验片在600℃加热并灰化,使残存的灰的质量与试验片内的光扩散剂(例如,TiO2等)的含分同等,将灰的质量除以试验片的质量得到的值设为光扩散剂的含量(质量ppm)。
<原材料>
甲基丙烯酸系树脂(1):甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯酸甲酯(MA)共聚物,折射率1.492(商品名:acrypet VH,三菱化学公司制)
二氧化钛(1):平均粒径260nm、折射率2.70、D90/D10=2.13的二氧化钛粒子(商品名:R-820,石原产业公司制)
二氧化钛(2):平均粒径210nm、折射率2.70、D90/D10=2.17的二氧化钛粒子(商品名:CR-60,石原产业公司制)
二氧化钛(3):短径270nm×长径5150nm、折射率2.70的二氧化钛的针状结晶粒子(商品名:FTL-300,石原产业公司制)
二氧化钛(4):平均粒径100nm、折射率2.70的二氧化钛粒子(商品名:PT-401L,石原产业公司制)
二氧化钛(5):短径10nm×长径30nm、折射率2.70的二氧化钛的非球状粒子(商品名:TTO-51,石原产业公司制)
二氧化钛(6):将二氧化钛(2)与二氧化钛(7)以20:80的质量比混合而成的平均粒径298nm、折射率2.70、D90/D10=2.59的二氧化钛粒子(混合物)
二氧化钛(7):平均粒径320nm、折射率2.70的二氧化钛粒子(商品名:R-820N,石原产业公司制)
硫酸钡(1):平均粒径2000nm、折射率1.650的硫酸钡粒子(商品名:AD硫酸钡,日本化学工业公司制),
硫酸钡(2):平均粒径30nm、折射率1.640的硫酸钡粒子(商品名:BF-20,堺化学工业公司制)
有机硅珠(1):平均粒径2000nm、折射率1.420的有机硅珠(商品名:TSR9000Momentive Performance Materials Japan合同会社制)
实施例1~3和比较例1~11涉及作为本发明的第一实施方式的透明树脂组合物和作为第二实施方式的包含上述透明树脂组合物的树脂成型体。
实施例4~7和比较例12~25涉及作为本发明的第六实施方式的灯罩和作为第七实施方式的具有上述灯罩的组合灯罩。
[实施例1]
将作为透明树脂的甲基丙烯酸系树脂(1)100质量份、作为光扩散剂的二氧化钛(1)0.00134质量份供给至双轴挤出机(机种名“PCM45”,(株)池贝制),在250℃进行混炼,获得了颗粒状的透明树脂组合物(光扩散剂的含有比例为13.4质量ppm)。按照上述方法,由所得的透明树脂组合物的颗粒制作板状的试验片(厚度4mm×宽度50mm×长度200mm)。
按照上述评价方法评价获得的试验片。将评价结果示于表2中。
[实施例2、比较例1~7]
使光扩散剂的种类、光扩散剂的添加量(含有比例)为表1所记载的条件,除此以外,采用与实施例1同样的方法,制作试验片。将所得的试验片的评价结果示于表2中。
[实施例3、比较例8~11]
使光扩散剂的种类、光扩散剂的添加量(含有比例)为表1所记载的条件,除此以外,采用与实施例1同样的方法,制作试验片。将所得的试验片的评价结果示于表2中。
[实施例4]
将作为透明树脂的甲基丙烯酸系树脂(1)100质量份、作为光扩散剂的二氧化钛(1)0.0001质量份供给至双轴挤出机(机种名“PCM45”,(株)池贝制),在250℃进行混炼,获得了灯罩用的颗粒状的透明树脂组合物(光扩散剂的含量为0.1质量ppm)。按照上述方法,由所得的透明树脂组合物的颗粒制作板状的试验片(厚度4mm×宽度50mm×长度200mm)。
按照上述评价方法评价获得的试验片。将评价结果示于表4中。
[实施例5~7、比较例12~24]
使光扩散剂的种类、光扩散剂的添加量(含量)为表3所记载的条件,除此以外,采用与实施例1同样的方法,制作试验片。将所得的试验片的评价结果示于表4中。
[实施例25]
组合灯罩的实施例:
通过以下方法来制造汽车的头灯罩的轮廓由来自LED光源的光而显露出的组合灯罩:使用二成分的注射成型法,将由聚碳酸酯系树脂(商品名:lupilonHL-3503,三菱工程塑料公司制)成型的头灯罩以在上述灯罩的外缘配置由实施例1的透明树脂组合物成型的灯罩的方式,进行一体成型,制造组合灯罩。
然后,将上述组合灯罩配置于汽车的头灯罩,并且以将LED光源的光能够从上述灯罩的侧方入射的方式配置LED光源。在LED光源未被点亮的状态下,未识别出头灯罩的轮廓。
然而,在LED光源被点亮的状态下,LED光源的光穿过灯罩的内部时,由于光扩散剂的效果,放出光,头灯罩的轮廓显露并点亮。另一方面,LED光源的光穿过由聚碳酸酯系树脂成型的头灯罩内时,不发光。即,仅观察到组合灯罩的头灯罩的轮廓由来自LED光源的光而显露。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
实施例1~3的试验片的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异。另外,实施例3的试验片的D90/D10大,因此与实施例1相比,由亮度保持系数表示的透明性与亮度的平衡稍微降低了。
比较例1的试验片的光扩散剂的含有比例少,因此亮度、和由亮度保持系数表示的透明性与亮度的平衡不充分。
比较例2的试验片的光扩散剂的含有比例少,因此由亮度衰减系数表示的亮度不充分。
比较例3的试验片的光扩散剂的平均粒径低至200nm,光扩散剂的含有比例少,因此由亮度衰减系数表示的亮度不充分。
比较例4的试验片的光扩散剂的平均粒径低至200nm,光扩散剂的含有比例少,因此透明性过高,由亮度衰减系数表示的亮度和由亮度保持系数表示的透明性与亮度的平衡不充分。
比较例5的试验片的光扩散剂的平均粒径高达5150nm,因此由亮度衰减系数表示的亮度和由亮度保持系数表示的透明性与亮度的平衡不充分。
比较例6的试验片的光扩散剂的平均粒径低至100nm,因此观察到着色。进一步,由亮度衰减系数表示的亮度不充分。
比较例7的试验片的光扩散剂的平均粒径低至30nm,因此观察到着色。进一步,透明性过高,由亮度衰减系数表示的亮度不充分。
比较例8和9的试验片的光扩散剂的含有比例多,因此透明性低,亮度、和由亮度保持系数表示的透明性与亮度的平衡不充分。
比较例10的试验片的光扩散剂的平均粒径低至210nm,因此观察到着色。进一步,由亮度衰减系数表示的亮度不充分。
比较例11的试验片的光扩散剂的平均粒径高达320nm,因此透明性不充分。
实施例4~7的试验片的透明性、亮度、低着色性和透明性与亮度的平衡优异,适合于灯罩。
比较例12的试验片不含光扩散剂,因此亮度差。
比较例13的试验片的光扩散剂的平均粒径大,含量为1.0ppm,因此透明性过高,亮度不充分。
比较例14的试验片的光扩散剂的平均粒径大,含量为10ppm,因此透明性与亮度的平衡不充分。
比较例15的试验片的光扩散剂的平均粒径小(100nm),含量为1.0ppm,因此透明性过高,YI/H的值低。
比较例16的试验片的光扩散剂的平均粒径小(100nm),含量为10ppm,因此观察到着色。
比较例17和18的试验片的光扩散剂的平均粒径小,因此透明性过高,亮度不充分。
比较例19和20的试验片的光扩散剂的平均粒径大(2μm),透明树脂与光扩散剂的折射率差小,因此透明性过高,亮度不充分。
比较例21和22的试验片的透明树脂与光扩散剂的折射率差小,光扩散剂的平均粒径小(30nm),因此透明性过高,亮度不充分。
比较例23和24的试验片的透明树脂与光扩散剂的折射率差小,光扩散剂的平均粒径大,因此透明性过高,亮度不充分。
产业可利用性
本发明的树脂成型体例如,可以在上述树脂成型体的侧端面的至少一部分区域配置LED等光源,使从端面入射的光导光至树脂成型体内,沿面方向射出。着色被抑制,在光源熄灭时透明且存在感低,因此设计性优异,在光源点亮时发出高亮度,因此可见性优异。此外,透明性与亮度的平衡优异。
这样的透明树脂组合物以及包含上述透明树脂组合物的树脂成型体能够用于车辆内外装构件、照明灯用灯罩和面光源装置用导光体等用途,特别是在车辆内外装构件的用途中,适合于车辆用灯罩、遮阳板、仪表板、立柱、组合灯罩等。
本发明的灯罩能够用于头灯罩或尾灯罩等汽车等车辆的灯罩或组合灯罩。
本发明的灯罩例如,通过在上述灯罩的侧端面的至少一部分区域配置LED等光源,使从端面入射的光导光至灯罩内,沿面方向射出,从而可以作为导光板、面光源来使用。在光源点亮时发出高亮度,因此可见性优异,在光源熄灭时透明且存在感低,因此设计性优异。
这样的灯罩或组合灯罩能够适合用于车辆。
符号说明
1 灯罩
2 外壳
3 投影透镜
4 LED光源
5 支持基板
6 卤素灯
7 光源
8a 方向指示灯部
8b 制动灯部
8c 后退指示灯部
9a 黄色内透镜
9b 红色内透镜
9c 白色内透镜
10 实质上不含光扩散剂的透明或半透明的灯罩
11 组合灯罩
15 树脂成型体(试验片)
15a 光入射端面
15b 光出射面
16 LED光源
17 亮度计
18 树脂成型体
19 电源部
20 电源线
21 车辆
22 车辆用灯罩
23 遮阳板
24 立柱
25 遮光构件(黑色的阻断片)
26 光透过部。

Claims (30)

1.一种透明树脂组合物,其是含有透明树脂和平均粒径为220nm以上300nm以下的光扩散剂的透明树脂组合物,
所述光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量,超过4.0质量ppm且小于20质量ppm。
2.根据权利要求1所述的透明树脂组合物,在所述光扩散剂的粒径的累积分布曲线中,90%累积平均粒径即D90与10%累积平均粒径即D10之比,即D90/D10为1.2以上2.5以下。
3.根据权利要求1或2所述的透明树脂组合物,所述透明树脂与所述光扩散剂的折射率差为0.3以上3.0以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的透明树脂组合物,所述透明树脂为选自甲基丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂和聚苯乙烯系树脂中的至少一种。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的透明树脂组合物,所述光扩散剂为二氧化钛粒子。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的透明树脂组合物,所述光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量为6.5质量ppm以上18质量ppm以下。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的透明树脂组合物,所述光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量为7.2质量ppm以上16质量ppm以下。
8.一种树脂成型体,其包含权利要求1~7中任一项所述的透明树脂组合物。
9.一种树脂成型体,其是包含透明树脂组合物的树脂成型体,所述透明树脂组合物含有透明树脂和平均粒径为220nm以上300nm以下的光扩散剂,
按照ISO13468测定得到的、厚度方向的全光线透射率即Tt为75%以上且小于91%,
按照ISO14782测定得到的、厚度方向的雾度值即H为1.0%以上14.5%以下,并且
按照ISO17223测定得到的、厚度方向的黄色度即YI、全光线透射率即Tt和雾度值即H满足下述式(1)和下述式(2),
0.04≤H/Tt≤0.18 (1)
0.10≤YI/H≤0.28 (2)。
10.一种树脂成型体,其是包含透明树脂组合物的树脂成型体,所述透明树脂组合物含有透明树脂和平均粒径为220nm以上300nm以下的光扩散剂,
按照ISO13468测定得到的、厚度方向的全光线透射率即Tt为75%以上且小于91%,
按照ISO14782测定得到的、厚度方向的雾度值即H为1.0%以上14.5%以下,并且
所述树脂成型体在将光沿所述树脂成型体的厚度方向散射的同时光沿所述树脂成型体的长度方向导光时的亮度衰减系数(m-1)为10以上30以下,并且将所述亮度衰减系数除以所述树脂成型体的雾度值(%)而得的亮度保持系数(m-1/%)为1.5以上3.5以下。
11.根据权利要求9或10所述的树脂成型体,其具有光入射端面和光出射面,所述光入射端面设置于所述树脂成型体的侧端面的至少一部分区域,所述光出射面设置于所述树脂成型体的至少一方的主表面,
作为所述光出射面的亮度的平均值的面内平均亮度为500cd/m2以上。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的树脂成型体,在所述光扩散剂的粒径的累积频率分布曲线中,累积频率成为90%的粒径即D90与累积频率成为10%的粒径即D10的比率,即D90/D10为1.2以上2.5以下。
13.根据权利要求9~12中任一项所述的树脂成型体,所述光扩散剂的含有比例相对于透明树脂组合物的总质量,超过4.0质量ppm且小于20质量ppm。
14.根据权利要求9~13中任一项所述的树脂成型体,所述透明树脂为选自甲基丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂和聚苯乙烯系树脂中的至少一种。
15.根据权利要求9~14中任一项所述的树脂成型体,所述光扩散剂为二氧化钛粒子。
16.根据权利要求8~15中任一项所述的树脂成型体,所述树脂成型体为选自由车辆内外装构件、照明灯用灯罩和面光源装置用导光体所组成的组中的任一者。
17.根据权利要求16所述的树脂成型体,所述车辆内外装构件为选自由车辆用灯罩、遮阳板、仪表板和立柱所组成的组中的至少一种。
18.一种车辆用灯罩,其包含权利要求8~15中任一项所述的树脂成型体。
19.一种组合灯罩,其是具有实质上不含光扩散剂的透明或半透明的头灯罩或尾灯罩、以及权利要求18所述的车辆用灯罩的组合灯罩,
所述头灯罩或所述尾灯罩的外缘或所述外缘的至少一部分区域配设有所述车辆用灯罩。
20.一种车辆,其包含权利要求18所述的车辆用灯罩或权利要求19所述的组合灯罩。
21.一种灯罩,按照ISO13468测定得到的、厚度方向的全光线透射率即Tt为75%以上且小于91%,
按照ISO14782测定得到的、厚度方向的雾度值即H为1.0%以上14.5%以下,
按照ISO17223测定得到的、厚度方向的黄色度即YI为7.0以下,
H/Tt和YI/H满足下述式(3)和下述式(4),
0.01≤H/Tt≤0.2 (3)
-1.0≤YI/H≤1.0 (4)。
22.一种灯罩,按照ISO13468测定得到的、厚度方向的全光线透射率即Tt为75%以上且小于91%,
按照ISO14782测定得到的、厚度方向的雾度值即H为1.0%以上14.5%以下,
按照ISO17223测定得到的、厚度方向的黄色度即YI为7.0以下,
所述灯罩在将光沿所述灯罩的厚度方向散射的同时光沿所述灯罩的长度方向导光时的亮度衰减系数(m-1)除以所述灯罩的雾度值(%)而得的亮度保持系数(m-1/%)为1.5以上3.5以下。
23.根据权利要求21或22所述的灯罩,所述灯罩包含透明树脂和光扩散剂,
所述光扩散剂的含有比例相对于所述透明树脂100质量份为0.05~20质量ppm,
所述光扩散剂的平均粒径为150~500nm。
24.根据权利要求21或22所述的灯罩,所述灯罩包含透明树脂和光扩散剂,
所述光扩散剂的含有比例相对于所述透明树脂100质量份为1.0~15质量ppm,
所述光扩散剂的平均粒径为220~300nm。
25.根据权利要求23或24所述的灯罩,所述透明树脂为选自甲基丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂和聚苯乙烯系树脂中的至少一种。
26.根据权利要求23~25中任一项所述的灯罩,所述透明树脂与所述光扩散剂的折射率差为0.3以上3.0以下。
27.根据权利要求23~26中任一项所述的灯罩,所述光扩散剂为二氧化钛粒子。
28.根据权利要求21~27中任一项所述的灯罩,其是具有光入射端面和光出射面的灯罩,所述光入射端面设置于所述灯罩的侧端面的至少一部分区域,所述光出射面设置于所述灯罩的至少一方的主表面,
作为所述光出射面上的亮度的平均值的面内平均亮度为500cd/m2以上。
29.一种组合灯罩,其是具有实质上不含光扩散剂的透明或半透明的头灯罩或尾灯罩、以及权利要求21~28中任一项所述的灯罩的组合灯罩,
所述头灯罩或所述尾灯罩的外周或外框的至少一部分区域配设有所述灯罩。
30.一种车辆,其具备有权利要求21~28中任一项所述的灯罩或权利要求29所述的组合灯罩。
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