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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lampenreflektor, der für verschiedene Lampen, wie Scheinwerfer und Nebelscheinwerfer für Fahrzeuge, verwendet werden soll, und eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester und ein Formteil daraus, die in geeigneter Weise zur Herstellung des Lampenreflektors verwendet werden können.
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HINTERGRUND DER TECHNIK
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Eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester, die ein ungesättigtes Polyesterharz, ein anorganisches Füllmaterial und ein faseriges Verstärkungsmaterial enthält, (Bulk Molding Compound: BMC) wird weit verbreitet in zahlreichen Anwendungen, wie der Rahmen von OA- und Büroausrüstung und Lampenreflektoren, wofür Scheinwerfer typische Beispiele sind, wegen ihrer ausgezeichneten Eigenschaften verwendet (z. B. mechanische Festigkeit, Steifigkeit, Oberflächenglätte, Maßgenauigkeit, Hitzebeständigkeit und Formbarkeit).
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Auch wenn eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester aus dem verwandten Fachgebiet gehärtet und geformt werden kann, um ein Formteil bereitzustellen, das in mechanischer Festigkeit, Steifigkeit, Oberflächenglätte, Maßgenauigkeit und Hitzebeständigkeit ausgezeichnet ist, weist die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester aus dem verwandten Fachgebiet ein Problem dahin gehend auf, dass ein hoher Gehalt an dem anorganischen Füllmaterial und dem faserigen Verstärkungsmaterial erforderlich ist, damit diese ausgezeichneten Eigenschaften erhalten bleiben, was zu einer Zunahme des spezifischen Gewichts des Formteils führt. Außerdem stellt das ungesättigte Polyesterharz im Allgemeinen ein Formteil, das im Vergleich zu thermoplastischen Harzen ein hohes spezifisches Gewicht aufweist, bereit und folglich ist sein Anwendungsbereich bislang begrenzt gewesen.
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Also sind, um das Problem zu lösen, verschiedene Verfahren des Verringerns des spezifischen Gewichts entwickelt worden. Als ein typisches Verfahren ist ein Verfahren bekannt, das mit Verringern der Gehalte an dem anorganischen Füllmaterial und dem faserigen Verstärkungsmaterial und mit Zugeben eines hohlen Füllstoffs, wie Glas-Hohlkugeln oder Siliciumdioxid-Hohlkugeln, verbunden ist (siehe beispielsweise Patentliteraturstellen 1 und 2).
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Jedoch besteht eine Lampe aus zahlreichen Teilen, und ein Lampenreflektor, eines der Teile, wird an anderen Teilen (wie Teile zum Fixieren des Lampenreflektors, Fixieren einer Birne und ein Schirm zum Einstellen von Licht) mittels der Verwendung von selbstschneidenden Schrauben befestigt. Insbesondere ist der Lampenreflektor ein wichtiges Teil, um das Licht von einer Lichtquelle in eine bestimmte Richtung zu lenken. Der Lampenreflektor muss an einer bestimmten Position fixiert sein, damit Abweichungen in der Lichtrichtung unterdrückt werden.
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LITERATURSTELLEN MIT DEM STAND DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument 1: JP 2001-261954 A
- Patentdokument 2: JP 4404539 B2
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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PROBLEME, DIE VON DER ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
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Auch wenn eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester, die mit einem Verfahren des verwandten Fachgebiets erhalten wurde, ein Formteil mit einem niedrigen spezifischen Gewicht bereitstellt, weist das Formteil keine ausreichende Festigkeit beim Selbstschneiden auf. Demgemäß kann, wenn das Formteil als ein Grundmaterial für einen Lampenreflektor verwendet wird, ein selbstschneidender Teil zum Zeitpunkt des Zusammenbaus der Lampe oder während der Verwendung zerbrechen, und somit kann der Lampenreflektor nicht fixiert werden. Als ein Ergebnis ist es schwierig, die Richtung des Lichts aus der Lampe zu fixieren. Demgemäß ist es unmöglich, in stabiler Weise die Grundfunktion des Lampenreflektors zu erhalten, d. h. Licht von einer Lichtquelle in eine bestimmte Richtung zu lenken.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, damit das vorstehend erwähnte Problem gelöst wird, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester bereitzustellen, die ein Formteil bereitstellt, das sowohl ein verringertes spezifisches Gewicht als auch eine verbesserte Festigkeit beim Selbstschneiden aufweist, während sie die herkömmlichen Eigenschaften beibehält (Oberflächenglätte, Hitzebeständigkeit, mechanische Festigkeit, Maßgenauigkeit und Formbarkeit).
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Formteil und einen Lampenreflektor bereitzustellen, die sowohl ein verringertes spezifisches Gewicht als auch eine verbesserte Festigkeit beim Selbstschneiden aufweisen, während sie die herkömmlichen Eigenschaften beibehalten (Oberflächenglätte, Hitzebeständigkeit, mechanische Festigkeit, Maßgenauigkeit und Formbarkeit).
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MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ausführliche Untersuchungen gemacht, damit das vorstehend erwähnte Problem gelöst wird, und haben als ein Ergebnis gefunden, dass eine Verringerung der Festigkeit beim Selbstschneiden durch Zumischen eines hohlen Füllstoffs verursacht wird, und dass eine Ausgewogenheit zwischen Verringerung des spezifischen Gewichts und Verbesserung der Festigkeit beim Selbstschneiden durch Regulieren der Größe des hohlen Füllstoffs, um das Haftvermögen zwischen hohlem Füllstoff und Harzkomponenten zu erhöhen, verbessert werden kann, wodurch die Festigkeit beim Selbstschneiden verbessert wird und indem die Mischmenge des hohlen Füllstoffs im Einzelnen festgesetzt wird. Somit haben die Erfinder die vorliegende Erfindung vollendet.
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Das heißt, die vorliegende Erfindung stellt die folgenden Punkte [1] bis [8] bereit.
- [1] Eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester, umfassend einen ungesättigten Polyester, ein Vernetzungsmittel, ein anorganisches Füllmaterial, einen hohlen Füllstoff und ein faseriges Verstärkungsmaterial, wobei der hohle Füllstoff einen Gehaltsanteil eines hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger von 80 Vol.-% oder mehr, bezogen auf ein Gesamtvolumen des hohlen Füllstoffs, aufweist und wobei der Gehalt an dem hohlen Füllstoff in der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester von 15 bis 24 Massen-% beträgt.
- [2] Eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester nach Punkt [1], wobei der hohle Füllstoff ein wahres spezifisches Gewicht von 0,4 bis 0,7 aufweist.
- [3] Eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester nach Punkt [1] oder [2], wobei der hohle Füllstoff mindestens eines aus Glas-Hohlkugeln, Siliciumdioxid-Hohlkugeln oder Aluminiumoxid-Hohlkugeln einschließt.
- [4] Eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester für einen Lampenreflektor, welche die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester nach einem der Punkte [1] bis [3] einschließt.
- [5] Ein Formteil, das durch Formen und Härten der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester nach einem der Punkte [1] bis [4] erhalten wird.
- [6] Ein Formteil nach Punkt [5], bei dem das Formteil eine Festigkeit beim Selbstschneiden von 1,7 N·m oder mehr aufweist.
- [7] Ein Formteil nach Punkt [5] oder [6], bei dem das Formteil ein spezifisches Gewicht von 1,1 bis 1,3 aufweist.
- [8] Ein Lampenreflektor, der das Formteil nach einem der Punkte [5] bis [7] als ein Grundmaterial einschließt.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester bereitzustellen, die ein Formteil mit sowohl einem verringerten spezifischen Gewicht als auch einer verbesserten Festigkeit beim Selbstschneiden bereitstellt, während sie die herkömmlichen Eigenschaften beibehält (Oberflächenglätte, Hitzebeständigkeit, mechanische Festigkeit, Maßgenauigkeit und Formbarkeit).
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Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, das Formteil und den Lampenreflektor mit sowohl einem verringerten spezifischen Gewicht als auch einer verbesserten Festigkeit beim Selbstschneiden bereitzustellen, während sie die herkömmlichen Eigenschaften beibehalten (Oberflächenglätte, Hitzebeständigkeit, mechanische Festigkeit, Maßgenauigkeit und Formbarkeit).
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MODUS ZUM DURCHFÜHREN DER ERFINDUNG
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Eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester der vorliegenden Erfindung, die in geeigneter Weise für einen Lampenreflektor verwendet werden kann, enthält einen ungesättigten Polyester, ein Vernetzungsmittel, ein anorganisches Füllmaterial, einen hohlen Füllstoff und ein faseriges Verstärkungsmaterial. Jede Komponente wird nachstehend beschrieben.
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Der ungesättigte Polyester, der in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, ist nicht besonders begrenzt, und einer, der auf dem Fachgebiet bekannt ist, kann verwendet werden. Der ungesättigte Polyester ist im Allgemeinen eine Verbindung, die durch Polykondensation (Veresterung) eines mehrwertigen Alkohols mit einer ungesättigten mehrbasigen Säure und, wie es erforderlich ist, einer gesättigten mehrbasigen Säure erhalten wird, und ein passender kann in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften ausgewählt und verwendet werden.
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Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts (MW) des ungesättigten Polyesters ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber vorzugsweise von 5.000 bis 20.000. Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff „Gewichtsmittel des Molekulargewichts”, wie er hier verwendet wird, einen Wert bedeutet, der mit einer Standardpolystyrol-Eichkurve auf der Basis einer Messung bei Normaltemperatur unter den folgenden Bedingungen durch die Verwendung von Gelpermeations-Chromatographie (hier nachstehend auch als „GPC” bezeichnet) bestimmt wurde.
Säulentemperatur: 40°C
Probe: 0,2 Massen-% Lösung des ungesättigten Polyesters in Tetrahydrofuran
Fließgeschwindigkeit: 1 mL/min
Eluent: Tetrahydrofuran
Detektor: Brechungsindex-Differentialdetektor
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Der mehrwertige Alkohol, der für die Synthese des ungesättigten Polyesters verwendet wird, ist nicht besonders begrenzt, und ein bekannter kann verwendet werden. Beispiele für den mehrwertigen Alkohol schließen Ethylenglykol, Propylenglykol, Neopentylglykol, Butandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Triethylenglykol, Pentandiol, Hexandiol, hydriertes Bisphenol A, Bisphenol A und Glycerin ein. Von diesen werden Propylenglykol, Neopentylglykol und Bisphenol A oder hydriertes Bisphenol A unter den Gesichtspunkten von Hitzebeständigkeit, mechanischer Festigkeit und Formbarkeit bevorzugt. Einer dieser mehrwertigen Alkohole kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination verwendet werden.
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Die ungesättigte mehrbasige Säure, die für die Synthese des ungesättigten Polyesters verwendet werden soll, ist nicht besonders begrenzt, und eine bekannte kann verwendet werden. Beispiele für die ungesättigte mehrbasige Säure schließen Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Citraconsäure und Itaconsäure ein. Von diesen ungesättigten mehrbasigen Säuren werden Maleinsäureanhydrid und Fumarsäure unter den Gesichtspunkten von beispielsweise Hitzebeständigkeit, mechanischer Festigkeit und Formbarkeit bevorzugt. Eine dieser ungesättigten mehrbasigen Säuren kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination verwendet werden.
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Die gesättigte mehrbasige Säure, die für die Synthese des ungesättigten Polyesters verwendet wird, ist nicht besonders begrenzt, und eine bekannte kann verwendet werden. Beispiele für die gesättigte mehrbasige Säure schließen Phthalsäureanhydrid, Isophthalsäure, Terephthalsäure, HET-Säure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, Tetrabromphthalsäureanhydrid und Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid ein. Eine dieser gesättigten mehrbasigen Säuren kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination verwendet werden.
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Der ungesättigte Polyester kann mit einem bekannten Verfahren unter Verwendung der Ausgangsmaterialien, wie vorstehend beschrieben, synthetisiert werden. Verschiedene Bedingungen bei der Synthese müssen in passender Weise in Abhängigkeit von den Ausgangsmaterialien, die verwendet werden sollen, und ihren Mengen, eingestellt werden. Im Allgemeinen reicht es aus, die Veresterung bei einer Temperatur von 140 bis 230°C unter erhöhtem oder vermindertem Druck in einem Strom aus einem Inertgas, wie Stickstoff, durchzuführen. Bei der Veresterungsreaktion kann ein Veresterungskatalysator, wie es erforderlich ist, verwendet werden. Beispiele für den Katalysator schließen bekannte Katalysatoren, wie Manganacetat, Dibutylzinnoxid, Zinn(II)oxalat, Zinkacetat und Cobaltacetat, ein. Einer dieser Katalysatoren kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination verwendet werden.
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Das Vernetzungsmittel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, ist nicht besonders begrenzt, solange es eine polymerisierbare Doppelbindung aufweist, die mit dem ungesättigten Polyester polymerisierbar ist, und ein auf dem Fachgebiet bekanntes kann verwendet werden. Beispiele für das Vernetzungsmittel schließen ein Styrolmonomer, ein Diallylphthalatmonomer, ein Diallylphthalatpräpolymer, Methylmethacrylat und Triallylisocyanurat ein. Von diesen Vernetzungsmitteln wird vorzugsweise ein Styrolmonomer verwendet.
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Die Mischmenge des Vernetzungsmittels ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber unter den Gesichtspunkten der Bearbeitbarkeit, Polymerisierbarkeit, der Schrumpfungseigenschaft eines Formteils und des Freiheitsgrades bei der Einstellung der Menge vorzugsweise von 25 bis 70 Massenteile, stärker bevorzugt von 35 bis 65 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile insgesamt des ungesättigten Polyesters und des Vernetzungsmittels.
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Das anorganische Füllmaterial, das in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, ist nicht besonders begrenzt, und ein auf dem Fachgebiet bekanntes, das sich von dem hohlen Füllstoff, der später beschrieben werden soll, unterscheidet, kann verwendet werden. Beispiele für das anorganische Füllmaterial schließen Calciumcarbonat, Aluminiumhydroxid, Wollastonit, Ton, Talkum, Glimmer und Siliciumdioxid ein. Von diesen wird Calciumcarbonat unter den Gesichtspunkten von Oberflächenglätte und Hitzebeständigkeit bevorzugt.
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Der mittlere Teilchendurchmesser des anorganischen Füllmaterials ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber vorzugsweise 0,5 μm oder mehr. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser des anorganischen Füllmaterials 0,5 μm oder mehr beträgt, wird in einfacher Weise eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester mit einer niedrigen Viskosität und zufrieden stellender Formbarkeit erhalten. Folglich wird es für den hohlen Füllstoff schwierig, dass er zum Zeitpunkt des Formens zerbrochen wird, und deshalb wird in der Regel in einfacher Weise ein Formteil mit einem kleinen spezifischen Gewicht erhalten. Außerdem beträgt unter dem Gesichtspunkt der Formbarkeit der mittlere Teilchendurchmesser des anorganischen Füllmaterials stärker bevorzugt 0,7 μm oder mehr.
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Unterdessen beträgt unter dem Gesichtspunkt der Oberflächenglätte und mechanischen Eigenschaften des Formteils der mittlere Teilchendurchmesser des anorganischen Füllmaterials vorzugsweise 15 μm oder weniger, stärker bevorzugt 10 μm oder weniger. Wenn der mittlere Teilchendurchmesser des anorganischen Füllmaterials 15 μm oder weniger beträgt, weist das Formteil in der Regel zufrieden stellende Oberflächenglätte und mechanische Festigkeit auf und weist die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester in der Regel zufrieden stellendes Fließvermögen auf, was zu ausgezeichneter Formbarkeit führt.
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Wie hier verwendet bedeutet der Begriff „mittlerer Teilchendurchmesser” des anorganischen Füllmaterials einen Teilchendurchmesser, der durch Berechnung aus einer spezifischen Oberfläche bestimmt wurde, die mit einem Verfahren der Luftdurchlässigkeit bestimmt wurde. Mittlerer Teilchendurchmesser = (6 × 10.000)/(Wahres spezifisches Gewicht × Spezifische Oberfläche)
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Die Mischmenge des anorganischen Füllmaterials ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber vorzugsweise von 40 bis 200 Massenteile, stärker bevorzugt von 50 bis 150 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile insgesamt des ungesättigten Polyesters und des Vernetzungsmittels. Wenn die Mischmenge des anorganischen Füllmaterials 40 Massenteile oder mehr beträgt, weist die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester zufrieden stellende Formbarkeit auf, und es ist schwierig, dass Hohlräume, Aufschwimmen des anorganischen Füllmaterials oder dergleichen in dem Formteil auftreten. Demgemäß kann ein Formteil, das in Oberflächenglätte und mechanischer Festigkeit ausgezeichnet ist, in einfacher Weise erhalten werden. Wenn die Mischmenge des anorganischen Füllmaterials 200 Massenteile oder weniger beträgt, kann ein Formteil mit einem kleinen spezifischen Gewicht in einfacher Weise erhalten werden.
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Der hohle Füllstoff, der in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, muss in der Größe unter dem Gesichtspunkt des Erhöhens des Haftvermögens zwischen dem hohlen Füllstoff und den Harzkomponenten (ungesättigter Polyester und Vernetzungsmittel) reguliert werden. Der hohle Füllstoff hat im Allgemeinen eine glatte, wirklich kugelförmige Oberfläche. Demgemäß wird, wenn sein Teilchendurchmesser übermäßig groß ist, eine Kontaktfläche zwischen den Harzkomponenten und dem hohlen Füllstoff verringert, wodurch das Haftvermögen zwischen der Harzkomponente und dem hohlen Füllstoff verringert wird. Als ein Ergebnis können nicht nur die Eigenschaften, wie mechanische Festigkeit des Formteils, das aus der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester erhalten werden soll, sondern auch die Festigkeit beim Selbstschneiden verringert werden. Demgemäß ist es notwendig, dass der hohle Füllstoff, der in der vorliegenden Erfindung verwendet werden soll, einen Gehaltsanteil eines hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger von 80 Vol.-% oder mehr, bezogen auf das Gesamtvolumen des hohlen Füllstoffs, aufweist, und der Gehaltsanteil beträgt vorzugsweise 84 Vol.-% oder mehr, stärker bevorzugt 90 Vol.-% oder mehr. Ein Verfahren zum Regulieren des Anteils des hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger ist nicht besonders begrenzt, und beispielsweise reicht es aus, im Handel erhältliche hohle Füllstoffe so zu vermischen, dass der vorstehend erwähnte Anteil erhalten wird. Hier kann der „Anteil des hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger” aus einer Teilchendurchmesserverteilung, die mit einem Laserbeugung/streuverfahren bestimmt wurde, berechnet werden. Wenn der Anteil des hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger weniger als 80 Vol.-% beträgt, wird die erwünschte Festigkeit beim Selbstschneiden nicht erhalten. Als ein Ergebnis kann, wenn das Formteil als ein Grundmaterial für einen Lampenreflektor verwendet wird, ein selbstschneidender Teil zum Zeitpunkt des Zusammenbaus der Lampe oder während der Verwendung zerbrechen, und somit kann der Lampenreflektor nicht fixiert werden. Es sollte angemerkt werden, dass die Obergrenze für den Anteil des hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger nicht besonders begrenzt ist, und der hohle Füllstoff mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger kann den gesamten hohlen Füllstoff ausmachen.
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Die Art des hohlen Füllstoffs ist nicht besonders begrenzt, und einer, der auf dem Fachgebiet bekannt ist, kann verwendet werden. Beispiele für den hohlen Füllstoff schließen Glas-Hohlkugeln, Siliciumdioxid-Hohlkugeln und Aluminiumoxid-Hohlkugeln ein. Von diesen werden Glas-Hohlkugeln bevorzugt.
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Die Kollapsfestigkeit des hohlen Füllstoffs ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber vorzugsweise 55 MPa oder mehr. Wenn die Kollapsfestigkeit 55 MPa oder mehr beträgt, ist in der Regel die mechanische Festigkeit des hohlen Füllstoffs ausgezeichnet, und es ist für den hohlen Füllstoff schwierig, zerbrochen zu werden, wenn die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester hergestellt und geformt wird. Demgemäß wird ein Formteil mit einem niedrigen spezifischen Gewicht in einfacher Weise erhalten. Wie hier verwendet bedeutet der Begriff „Kollapsfestigkeit des hohlen Füllstoffs” einen Druck, bei dem 90 Vol.-% des hohlen Füllstoffs beim Anlegen eines Drucks auf den hohlen Füllstoff auf der Basis von ASTM D-3102 ohne Zerbrechen verbleiben.
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Das wahre spezifische Gewicht des hohlen Füllstoffs ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber vorzugsweise 0,7 oder weniger. Wenn das wahre spezifische Gewicht des hohlen Füllstoffs 0,7 oder weniger beträgt, kann das wahre spezifische Gewicht des Formteils, das von der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester erhalten wird, in einfacher Weise verringert werden. Auf der anderen Seite beträgt, da es wenig Risiko für das Zerbrechen des hohlen Füllstoffs gibt, wenn die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester hergestellt und geformt wird, wobei das spezifische Gewicht des Formteils erhöht wird, das wahre spezifische Gewicht des hohlen Füllstoffs vorzugsweise 0,3 oder mehr. Insbesondere weist der hohle Füllstoff in der Regel einen kleineren Teilchendurchmesser auf, wenn sein wahres spezifisches Gewicht kleiner wird, und unter Berücksichtigung von beispielsweise dem Teilchendurchmesser des hohlen Füllstoffs und den vorstehend erwähnten Eigenschaften beträgt das wahre spezifische Gewicht des hohlen Füllstoffs stärker bevorzugt von 0,4 bis 0,7, am stärksten bevorzugt von 0,5 bis 0,7.
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Die Mischmenge des hohlen Füllstoffs in der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester beträgt von 15 bis 24 Massen-%. Wenn die Mischmenge des hohlen Füllstoffs weniger als 15 Massen-% beträgt, ist die Verringerung des spezifischen Gewichts nicht ausreichend. Wenn auf der anderen Seite die Mischmenge des hohlen Füllstoffs mehr als 24 Massen-% beträgt, wird die erwünschte Festigkeit beim Selbstschneiden nicht erhalten.
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In diesem Kontext wird die Festigkeit beim Selbstschneiden im Allgemeinen verringert, wenn die Mischmenge des hohlen Füllstoffs zunimmt. Insbesondere wenn ein allgemeiner hohler Füllstoff verwendet wird, der nicht in der Größe reguliert ist, verringert eine Mischmenge von 15 Massen-% oder mehr deutlich die Festigkeit beim Selbstschneiden. Als ein Ergebnis wird, wenn das Formteil als ein Grundmaterial für einen Lampenreflektor verwendet wird, der selbstschneidende Teil zum Zeitpunkt des Zusammenbaus oder während der Verwendung einer Lampe zerbrechen.
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Im Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Erfindung ein hohler Füllstoff verwendet, der in der Größe reguliert ist. Demgemäß kann, selbst wenn die Mischmenge 15 Massen-% oder mehr beträgt, das Haftvermögen zwischen dem hohlen Füllstoff und den Harzkomponenten erhöht werden, um die Festigkeit beim Selbstschneiden zu gewährleisten, die zur Verwendung als ein Lampenreflektor angemessen ist. Wenn jedoch die Mischmenge des hohlen Füllstoffs übermäßig groß ist, können Verringerungen der Festigkeit beim Selbstschneiden nicht verhindert werden. Demgemäß ist es notwendig, die Obergrenze für die Mischmenge des hohlen Füllstoffs auf 24 Massen-% festzusetzen. Die Mischmenge des hohlen Füllstoffs beträgt vorzugsweise von 16 bis 22 Massen-%, stärker bevorzugt von 18 bis 21 Massen-%.
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Das faserige Verstärkungsmaterial, das in der Erfindung verwendet werden soll, ist nicht besonders begrenzt, und diejenigen, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, können verwendet werden. Beispiele für das faserige Verstärkungsmaterial können verschiedene organische Fasern und anorganische Fasern einschließen, wie Glasfaser, Zellstofffaser, Tetoron-Faser (Warenzeichen), Vinylon-Faser, Kohlefaser, Aramidfaser und Wollastonit. Von diesen wird vorzugsweise Glasfaser, insbesondere zerhacktes Strangglas, das so zerschnitten wurde, dass es eine Faserlänge von etwa 1,5 bis 25 mm aufweist, verwendet.
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Die Mischmenge des faserigen Verstärkungsmaterials ist nicht besonders begrenzt, beträgt aber vorzugsweise von 60 bis 105 Massenteile, stärker bevorzugt von 70 bis 95 Massenteile, bezogen auf 100 Massenteile insgesamt des ungesättigten Polyesters und des Vernetzungsmittels. Wenn die Mischmenge des faserigen Verstärkungsmaterials 60 Massenteile oder mehr beträgt, ist die Formbarkeit zufrieden stellend, ist es schwierig, dass Hohlräume, Aufschwimmen des faserigen Verstärkungsmaterials oder dergleichen in dem Formteil auftreten, und kann ein Formteil, das in der Oberflächenglätte und mechanischen Festigkeit ausgezeichnet ist, in einfacher Weise erhalten werden. Wenn die Mischmenge des faserigen Verstärkungsmaterials 105 Massenteile oder weniger beträgt, kann ein Formteil mit einem niedrigen spezifischen Gewicht in einfacher Weise erhalten werden.
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Die Zusammensetzung der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester der vorliegenden Erfindung, welche die Komponenten, wie vorstehend beschrieben, enthält, ist zusammengefasst wie folgt: der Gehalt an dem hohlen Füllstoff in der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester beträgt von 15 bis 24 Massen-%, und es wird, bezogen auf 100 Massenteile insgesamt des ungesättigten Polyesters und des Vernetzungsmittels, bevorzugt, dass die Menge des Vernetzungsmittels von 25 bis 70 Massenteile beträgt, die Menge des anorganischen Füllmaterials von 40 bis 200 Massenteile beträgt und die Menge des faserigen Verstärkungsmaterials von 60 bis 105 Massenteile beträgt, und es wird stärker bevorzugt, dass die Menge des Vernetzungsmittels von 35 bis 65 Massenteile beträgt, die Menge des anorganischen Füllmaterials von 50 bis 150 Massenteile beträgt und die Menge des faserigen Verstärkungsmaterials von 70 bis 95 Massenteile beträgt.
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Die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Komponenten, Komponenten enthalten, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, wie ein Mittel zu Verringerung der Schrumpfung, ein Härter, ein Formentrennmittel, ein Verdickungsmittel, ein Pigment und ein Mittel zur Verringerung der Viskosität, solange die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
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Beispiele für das Mittel zur Verringerung der Schrumpfung schließen thermoplastische Polymere ein, die üblicherweise als ein Mittel zur Verringerung der Schrumpfung verwendet werden, wie Polystyrol, Polymethylmethacrylat, Polyvinylacetat, gesättigter Polyester und Kautschuk auf der Basis von Styrol und Butadien. Eines dieser Mittel zur Verringerung der Schrumpfung kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination verwendet werden.
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Beispiele für den Härter schließen organische Peroxide, wie t-Butylperoxyoctoat, Benzoylperoxid, 1,1-Di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexan, t-Butylperoxyisopropylcarbonat, t-Butylperoxybenzoat, Dicumylperoxid und Di-t-butylperoxid, ein. Einer dieser Härter kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination verwendet werden.
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Beispiele für das Formentrennmittel schließen Stearinsäure, Zinkstearat, Calciumstearat, Aluminiumstearat, Magnesiumstearat und Carnaubawachs ein. Eines dieser Formentrennmittel kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination verwendet werden.
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Beispiele für das Verdickungsmittel schließen ein: ein Metalloxid, wie Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid oder Calciumoxid; und eine Isocyanatverbindung. Eines dieser Verdickungsmittel kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr davon können in Kombination verwendet werden.
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Die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester der vorliegenden Erfindung, die aus den Komponenten, wie vorstehend beschrieben, besteht, kann mit einem Verfahren, das im Allgemeinen auf dem Fachgebiet eingesetzt wird, hergestellt werden, wie Kneten unter Verwendung einer Knetmaschine oder dergleichen.
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Die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester der vorliegenden Erfindung, die so hergestellt werden soll, weist darin vermischt den hohlen Füllstoff auf, der in der Größe auf ein spezifisches Verhältnis reguliert ist, und kann folglich ein Formteil mit sowohl einem verringertem spezifischen Gewicht (das Formteil hat ein spezifisches Gewicht von weniger als 1,4, vorzugsweise von 1,1 bis 1,3) als auch verbesserter Festigkeit beim Selbstschneiden bereitstellen, während sie die herkömmlichen Eigenschaften beibehält (Oberflächenglätte, Hitzebeständigkeit, mechanische Festigkeit, Maßgenauigkeit und Formbarkeit).
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Das Formteil kann durch Formen und Härten der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester der vorliegenden Erfindung zu einer gewünschten Form hergestellt werden. Das Verfahren zum Formen und Härten ist nicht besonders begrenzt, und Verfahren, die im Allgemeinen auf dem Fachgebiet eingesetzt werden, wie Formpressen, Transferpressen oder Spritzgießen, können verwendet werden.
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Das Formteil, das so hergestellt werden soll, weist eine Festigkeit beim Selbstschneiden von vorzugsweise 1,7 N·m oder mehr auf. Wenn die Festigkeit beim Selbstschneiden weniger als 1,7 N·m beträgt, kann ein selbstschneidender Teil beim Befestigen mit einer selbstschneidenden Schraube zerbrochen werden.
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Das Formteil, das aus der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester der vorliegenden Erfindung erhalten wird, ist zur Verwendung als ein Grundmaterial für einen Lampenreflektor geeignet. Das heißt, selbstschneidende Schrauben werden im Allgemeinen verwendet, um den Lampenreflektor an Teilen, wie ein Teil zum Fixieren des Lampenreflektors, ein Teil zum Fixieren einer Glühbirne und einem Schirm zum Einstellen des Lichts, zu befestigen. In diesem Zusammenhang weist das Formteil, das aus der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester der vorliegenden Erfindung erhalten wird, eine hohe Festigkeit beim Selbstschneiden auf und kann folglich, wenn es als ein Grundmaterial für den Lampenreflektor verwendet wird, den Bruch eines selbstschneidenden Teils zum Zeitpunkt des Zusammenbaus oder Verwendens einer Lampe verhindern. Somit kann der Lampenreflektor, der als das Grundmaterial das Formteil, das aus der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester der vorliegenden Erfindung erhalten wird, verwendet, Abweichungen in der Lichtrichtung unterdrücken.
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Bei einem Lampenreflektor, der als das Grundmaterial das Formteil, das aus der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester der vorliegenden Erfindung erhalten wird, verwendet, wird eine reflektierende Metallschicht auf dem Grundmaterial gebildet.
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Das Material für die reflektierende Metallschicht ist nicht besonders begrenzt, solange es eines ist, das für einen Lampenreflektor verwendet werden kann. Beispielsweise kann ein Metall, wie Aluminium, Silber oder Zink, oder eine Legierung, die ein beliebiges solches Metall enthält, als eine Hauptkomponente verwendet werden.
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Das Verfahren zur Bildung der reflektierenden Metallschicht ist nicht besonders begrenzt, und beispielsweise kann ein bekanntes Verfahren, wie ein Vakuumabscheidungsverfahren, verwendet werden.
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Die Dicke der reflektierenden Metallschicht, welche lediglich in Abhängigkeit von beispielsweise der erforderlichen Größe des Lampenreflektors in passender Weise festgesetzt werden muss, beträgt im Allgemeinen von 800 bis 2.000 Å.
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Außerdem kann, damit das Haftvermögen zwischen dem Grundmaterial und der reflektierenden Metallschicht erhöht wird, eine Primerschicht zwischen dem Grundmaterial und der reflektierenden Metallschicht gebildet werden.
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Die Primerschicht ist nicht besonders begrenzt und kann unter Verwendung eines Verfahrens, das auf dem Fachgebiet bekannt ist, gebildet werden. Beispielsweise kann die Primerschicht gebildet werden, indem eine Primerzusammensetzung auf das Grundmaterial aufgetragen wird, gefolgt von Trocknen. Das Verfahren zum Auftragen der Primerzusammensetzung auf das Grundmaterial ist nicht besonders begrenzt, und beispielsweise kann ein Verfahren, wie ein Luftsprühsystem oder ein luftloses Sprühsystem, verwendet werden. Außerdem muss im Hinblick auf ein Trocknungsverfahren die Temperatur und dergleichen lediglich in passender Weise in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Primerzusammensetzung und dem Auftragungsverfahren eingestellt werden.
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Die Dicke der Primerschicht, welche lediglich in Abhängigkeit von beispielsweise der erforderlichen Größe des Lampenreflektors in passender Weise festgesetzt werden muss, beträgt im Allgemeinen von 10 bis 30 μm.
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Beispiele
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Die vorliegende Erfindung wird hier nachstehend ausführlicher mittels Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung keinesfalls auf die Beschreibungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele begrenzt.
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Verschiedene physikalische Eigenschaften der Harzzusammensetzungen aus ungesättigtem Polyester der nachstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele und Formteile daraus werden wie nachstehend beschrieben bewertet.
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(1) Gewichtsmittel des Molekulargewichts
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Die Messung wurde unter den vorstehend erwähnten Bedingungen unter Verwendung von Shodex (Warenzeichen) GPC-101, hergestellt von Showa Denko K.K., als ein Chromatograph; einer GPC-Säule (Modell LF-804), hergestellt von Showa Denko K.K., als einer Säule; und einem Brechungsindex-Differentialdetektor (Modell RI-71S), hergestellt von Showa Denko K.K., als einem Detektor, durchgeführt.
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(2) Rate der Formteilschrumpfung
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Spritzgießen wurde unter den Bedingungen einer Formungstemperatur von 150°C, eines Einspritzdrucks von 30 MPa und einer Formungsdauer von 3 Minuten durchgeführt, um eine Schrumpfungsscheibe herzustellen, die in JIS K6911 spezifiziert wird, und ihre Rate der Formteilschrumpfung wurde auf der Basis von JIS K6911 5.7 berechnet.
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(3) Spezifisches Gewicht
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Spritzgießen wurde unter den Bedingungen einer Formungstemperatur von 150°C, eines Einspritzdrucks von 30 MPa und einer Formungsdauer von 3 Minuten durchgeführt, um eine Schrumpfungsscheibe herzustellen, die in JIS K6911 spezifiziert wird, die dann zu einem Teststück zerschnitten wurde, und dessen spezifisches Gewicht wurde auf der Basis von JIS K6911 gemessen.
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(4) Mechanische Festigkeit
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Formpressen wurde unter den Bedingungen einer Formungstemperatur von 150°C, eines Formungsdrucks von 10 MPa und einer Formungsdauer von 3 Minuten durchgeführt, um ein Teststück für Biegefestigkeit und Biegeelastizitätsmodul, das in JIS K6911 spezifiziert wird, herzustellen, und seine Biegefestigkeit und sein Biegeelastizitätsmodul wurden auf der Basis von JIS K6911 gemessen.
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(5) Bewertung des Formteils (äußeres Erscheinungsbild)
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Transferpressen wurde unter den Bedingungen einer Formungstemperatur von 140°C, eines Einspritzdrucks von 25 MPa und einer Formungsdauer von 1 Minute durchgeführt, um ein Transferformteil herzustellen (Scheibenform, Durchmesser: 117 mm, Dicke: 3 mm (einheitlich)). Das Formteil wurde auf das äußere Erscheinungsbild, Verteilungs- und Füllungseigenschaften durch visuelle Betrachtung bewertet. Bei dieser Bewertung wurde ein zufrieden stellendes Ergebnis durch das Symbol „o” dargestellt, ein geringfügig schlechteres Ergebnis wurde durch das Symbol „Δ” dargestellt und ein schlechtes Ergebnis wurde durch das Symbol „×” dargestellt.
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(6) Festigkeit beim Selbstschneiden
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Spritzgießen wurde unter den Bedingungen einer Formungstemperatur von 150°C, eines Einspritzdrucks von 50 MPa und einer Fomungsdauer von 2 Minuten durchgeführt, um ein selbstschneidendes nabenförmiges Teststück herzustellen (Außendurchmesser der Nabe: ⌀ 8 mm, Durchmesser des Führungslochs: ⌀ 3,6 mm).
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Als Nächstes wurde das Anzugsdrehmoment beim Zerbrechen, das beim Befestigen des Teststücks mit einer gerillten selbstschneidenden Schraube Typ 2 (L = 12 mm) mit einem Schraubendurchmesser von „M4” auftritt, mit einem Drehmomentschrauber (digitales Drehmomentprüfgerät „HDP-50”, hergestellt von HIOS) gemessen. Bei dieser Bewertung wurde zufrieden stellende Festigkeit beim Selbstschneiden durch das Symbol „o” dargestellt und wurde nicht zufrieden stellende Festigkeit beim Selbstschneiden durch das Symbol „×” dargestellt.
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(Herstellung von ungesättigtem Polyester)
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Ein Vierhalskolben, ausgerüstet mit einem Temperaturfühler, einem Rührer, einem Einlass für Inertgas und einem Rückflusskühler, wurde mit Fumarsäure, Propylenglykol und hydriertem Bisphenol A in einem Molverhältnis von 100:80:20 beladen. Während das Gemisch unter einem Strom von Stickstoff erhitzt und gerührt wurde, wurde die Temperatur auf 230°C erhöht und eine Veresterungsreaktion wurde durch eine Standardvorgehensweise durchgeführt, um einen ungesättigten Polyester zu erhalten. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts (MW) des ungesättigten Polyesters wurde unter den vorstehend erwähnten Bedingungen gemessen und zu 10.000 gefunden.
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(Hohler Füllstoff)
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Als ein hohler Füllstoff wurden verschiedene Sorten von hohlen Füllstoffen aus Glas, hergestellt von der 3M Company, allein oder als ein Gemisch von zwei oder mehr Arten oder nachdem sie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung so gesiebt wurden, dass sie eine beliebige der Mischungen, wie nachstehend beschrieben, waren, verwendet.
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Als ein hohler Füllstoff A wurde ein hohler Füllstoff mit einem Anteil eines hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger von 97 Vol.-%, einer Kollapsfestigkeit von 190 MPa und einem wahren spezifischen Gewicht von 0,6 verwendet.
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Als ein hohler Füllstoff B wurde ein hohler Füllstoff mit einem Anteil eines hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger von 90 Vol.-%, einer Kollapsfestigkeit von 150 MPa und einem wahren spezifischen Gewicht von 0,6 verwendet.
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Als ein hohler Füllstoff C wurde ein hohler Füllstoff mit einem Anteil eines hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger von 80 Vol.-%, einer Kollapsfestigkeit von 120 MPa und einem wahren spezifischen Gewicht von 0,6 verwendet.
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Als ein hohler Füllstoff D wurde ein hohler Füllstoff mit einem Anteil eines hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger von über 99 Vol.-%, einer Kollapsfestigkeit von 250 MPa und einem wahren spezifischen Gewicht von 0,6 verwendet.
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Als ein hohler Füllstoff E wurde ein hohler Füllstoff mit einem Anteil eines hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger von 85 Vol.-%, einer Kollapsfestigkeit von 100 MPa und einem wahren spezifischen Gewicht von 0,46 verwendet.
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Als ein hohler Füllstoff F wurde ein hohler Füllstoff mit einem Anteil eines hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger von 60 Vol.-%, einer Kollapsfestigkeit von 83 MPa und einem wahren spezifischen Gewicht von 0,6 verwendet.
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Als ein hohler Füllstoff G wurde ein hohler Füllstoff mit einem Anteil eines hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger von 35 Vol.-%, einer Kollapsfestigkeit von 41 MPa und einem wahren spezifischen Gewicht von 0,46 verwendet.
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(Beispiele 1 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6)
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Der ungesättigte Polyester und die hohlen Füllstoffe, die vorstehend beschrieben wurden, und die Komponenten, die in Tabelle 1 aufgeführt werden, wurden in den Verhältnissen, die in Tabelle 1 aufgeführt sind, unter Verwendung eines Doppelarmkneters bei 30°C geknetet, um Harzzusammensetzungen aus ungesättigtem Polyester zu erhalten. Es sollte angemerkt werden, dass in Tabelle 1 die Einheit für die Mischmenge jeder Komponente Massenteile ist.
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Die so erhaltenen Harzzusammensetzungen aus ungesättigtem Polyester wurden den vorstehend erwähnten Bewertungen unterzogen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.
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Wie in Tabelle 1 aufgeführt, wurde im Fall von jeder der Harzzusammensetzungen aus ungesättigtem Polyester der Beispiele 1 bis 7 ein Formteil erhalten, das in Rate der Formteilschrumpfung, mechanischer Festigkeit und äußerem Erscheinungsbild ausgezeichnet ist, und das sowohl ein verringertes spezifisches Gewicht als auch eine verbesserte Festigkeit beim Selbstschneiden aufweist.
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Im Gegensatz dazu war im Fall von jeder der Harzzusammensetzungen aus ungesättigtem Polyester der Vergleichsbeispiele 1, 2 und 4 der Anteil des hohlen Füllstoffs mit einem Teilchendurchmesser von 30 μm oder weniger so niedrig, dass die Festigkeit beim Selbstschneiden des Formteils verringert wurde. Außerdem konnte im Fall von jeder der Harzzusammensetzungen aus ungesättigtem Polyester der Vergleichsbeispiele 3 und 6 die Festigkeit beim Selbstschneiden des Formteils beibehalten werden, indem der Gehalt des hohlen Füllstoffs verringert wurde, aber die Verringerung des spezifischen Gewichts war nicht ausreichend. Ferner war im Fall der Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester von Vergleichsbeispiel 5 der Anteil des hohlen Füllstoffs in der Zusammensetzung so hoch, dass die Festigkeit beim Selbstschneiden des Formteils verringert wurde und sich das äußere Erscheinungsbild des Formteils verschlechterte.
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Wie aus den vorstehend erwähnten Ergebnissen offensichtlich ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester bereitgestellt werden, die ein Formteil mit sowohl einem verringerten spezifischen Gewicht als auch einer verbesserten Festigkeit beim Selbstschneiden, während die herkömmlichen Eigenschaften beibehalten werden, bereitstellt. Die Harzzusammensetzung aus ungesättigtem Polyester ist für einen Lampenreflektor geeignet, und kann darüber hinaus in geeigneter Weise auf einem Gebiet verwendet werden, in dem hohe Festigkeit und niedriges spezifisches Gewicht bevorzugt werden.
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Diese internationale Anmeldung nimmt Priorität gegenüber der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-120984 , eingereicht am 28. Mai 2012, in Anspruch, deren gesamte Offenbarung hierin durch die Bezugnahme eingeschlossen ist.
