FR2803017A1 - Reflecteur de lampe et son procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un réflecteur.Elle se rapporte à un réflecteur de lampe qui comprend un substrat (5a) formé d'une composition qui contient une résine de sulfure de polyphénylène, des trichites de carbonate de calcium de synthèse et du carbonate de calcium de synthèse. La composition contient 30 à 50 % en poids de résine de sulfure de polyphénylène, 5 à 40 % en poids de trichites de carbonate de calcium de synthèse, et 20 à 60 % en poids de carbonate de calcium de synthèse, et le carbonate de calcium de synthèse a une dimension particulaire moyenne qui ne dépasse pas 2 m. Le réflecteur a un revêtement métallique (5b) directement formé à la surface du substrat (5a), et une couche supérieure protectrice (5c) formée sur le revêtement métallique.Application aux phares de véhicule.
Description
La présente invention concerne un réflecteur de lampe, notamment un
réflecteur pour phare, phare antibrouillard ou analogue, monté sur un véhicule à deux ou quatre roues ou
analogue, et un procédé de fabrication d'un tel réflecteur.
Plus précisément, l'invention concerne un réflecteur de lampe qui possède un substrat de très grande régularité de surface obtenu grâce à la composition du matériau du substrat constituant le réflecteur, et elle concerne aussi
un procédé de fabrication d'un tel réflecteur.
Actuellement on utilise une résine thermoplastique, par
exemple de sulfure de polyphénylène, comme principal maté-
riau (résine de base) d'un substrat d'un réflecteur de lampe destiné à un phare ou phare antibrouillard de véhicule. Un matériau d'armature, tel que des trichites, de la poudre de carbonate de calcium ou analogue, est malaxé et dispersé dans le matériau fondamental pour que la rigidité, la stabilité des dimensions après moulage et la résistance à la
chaleur soient accrues.
Plus précisément, on utilise, comme trichites ou poudre de carbonate de calcium, de la wollastonite (trichites de silicate de calcium) ou du carbonate de calcium lourd naturel. Une telle substance est broyée et classée en poudre de dimension granulaire voulue et la poudre ainsi obtenue
est malaxée dans le matériau de base.
La figure 6 représente schématiquement une coupe par-
tielle d'un réflecteur de lampe 100 de la technique.
La surface d'un substrat 101 formé de la composition
précitée a une surface rugueuse possédant des irrégularités.
La surface d'un revêtement métallique 102 d'aluminium ou analogue, placé à la face supérieure du substrat 101, est affectée par les irrégularités de la surface du substrat 101. La surface du revêtement métallique 102 a donc des irrégularités.
Cette technique pose les problèmes techniques suivants.
D'abord, la wollastonite naturelle (trichites de sili-
cate de calcium) et le carbonate de calcium lourd utilisés comme matériau d'armature présentent des différences dans leurs éléments constituants et dans la forme granulaire de la poudre obtenue par broyage, suivant la mine dans laquelle ils ont été extraits. En outre, la forme granulaire de la poudre varie aussi avec le procédé particulier de broyage utilisé. Ainsi, lorsqu'une résine obtenue par malaxage avec un tel matériau naturel d'armature est soumise au moulage par injection, la viscosité à la fusion n'est pas constante, c'est-à-dire que la viscosité varie à l'état fondu. En conséquence, il est difficile d'assurer la régularité de la surface du substrat, et il devient ainsi difficile d'assurer
la précision dimensionnelle. Pour remédier à ces incon-
vénients, il existe une technique malcommode dans laquelle la température du moule ou les conditions de moulage par injection doivent toujours être réglées en fonction des
propriétés de la résine.
En outre, lorsqu'une couche supérieure épaisse 103 est formée comme film protecteur sur le réflecteur de lampe correspondant 100, l'épaisseur de la couche supérieure 103 devient plus grande dans les parties concaves 103a du revêtement métallique 102, et l'épaisseur est plus faible dans les parties convexes 103b du revêtement 102. Ainsi, il
existe une différence d'indice de réfraction entre les par-
ties concaves 103a et convexes 103b. En conséquence, un problème peut se poser car le voile formé dans les parties concaves 103a a une mauvaise influence sur les performances
de distribution de lumière.
L'invention a donc pour objet la mise à disposition
d'un réflecteur de lampe dans lequel des matériaux d'arma-
ture, destinés à être malaxés et dispersés dans un matériau de base formant un substrat du réflecteur, sont spécifiés de manière que la forme des particules et la distribution granulométrique des matériaux d'armature soient suffisamment uniformes pour que la viscosité de la résine dans laquelle les matériaux d'armature ont été malaxés et dispersés soit
déterminée. Ainsi, le réflecteur possède un substrat possé-
dant la régularité de surface et la rigidité voulues, alors que la précision dimensionnelle est élevée (car le substrat est un produit moulé) . L'invention a aussi pour objet la mise à disposition d'un procédé de fabrication d'un tel
réflecteur de lampe.
A cet effet, l'invention met en oeuvre les carac-
téristiques suivantes.
Dans un premier aspect de l'invention, le réflecteur comporte un substrat constitué d'une composition qui contient au moins une résine de sulfure de polyphénylène, des trichites de carbonate de calcium de synthèse et du
carbonate de calcium de synthèse (CaC03).
Dans cet aspect, on n'utilise pas de substance natu-
relle de propriétés non uniformes. Au contraire, on utilise des trichites fibreuses de carbonate de calcium de synthèse et du carbonate de calcium de synthèse granulaire (CaCO3) ayant des propriétés uniformes et reproductibles, comme matériaux d'armature à malaxer dans la résine de sulfure de polyphénylène utilisée comme matériau de base du substrat
formant le réflecteur.
Ainsi, la régularité de surface et la rigidité sont obtenues ensemble. La viscosité de la résine dans laquelle ont été malaxés et dispersés les matériaux d'armature est constante, si bien qu'il est possible d'obtenir un substrat
de précision dimensionnelle élevée, sous forme d'un réflec-
teur de lampe car le substrat est un produit moulé.
En outre, le problème selon lequel la température du moule ou les conditions de moulage par injection doivent toujours être ajustées en fonction des propriétés de la résine dans laquelle les matériaux d'armature ont été malaxés et dispersés est supprimé. La productivité est donc accrue.
Dans un réflecteur selon un second aspect de l'inven-
tion, la composition du substrat constituant le réflecteur de lampe est déterminée et ajustée afin que la résine de sulfure de polyphénylène soit en quantité comprise entre 30 et 50 % en poids, les trichites de carbonate de calcium de synthèse soient en quantité comprise entre 5 et 40 % en poids, et le carbonate de calcium de synthèse soit en
quantité comprise entre 20 et 60 % en poids.
Dans ce second aspect, la régularité de surface et la rigidité du substrat peuvent être très certainement obtenues ensemble, et l'ouvrabilité du moulage par injection est
aussi élevée.
Plus précisément, si la quantité de résine de sulfure de polyphénylène est plus élevée, la régularité de surface du substrat est facilement obtenue, mais la rigidité et la résistance à la chaleur sont moins bonnes. Au contraire, si la quantité de trichites de carbonate de calcium de synthèse ou de carbonate de calcium de synthèse est trop importante, la rigidité est largement obtenue, mais la régularité de surface diminue. En outre, comme la résine de sulfure de polyphénylène est en quantité réduite, la fluidité de la résine de moulage est réduite et le moulage par injection
devient difficile. Cependant, selon le second aspect pré-
cité, toutes les conditions relatives à la régularité de surface, à la rigidité du substrat et à la facilité de
moulage sont obtenues.
Par ailleurs, le moulage par injection est un exemple de technique de moulage de résine. Dans cette technique, le matériau à base de résine fondue est placé dans un moule métallique sous pression, puis solidifié et moulé par
refroidissement, lorsqu'il s'agit d'une résine thermoplas-
tique, ou par chauffage, lorsqu'il s'agit d'une résine ther-
modurcissable.
Dans un réflecteur selon un troisième aspect de l'invention, le substrat contient du carbonate de calcium de synthèse, selon le premier ou le second aspect, ayant une
dimension granulométrique moyenne qui ne dépasse pas 2 gm.
Dans ce troisième aspect, la forme granulaire du carbonate de calcium de synthèse reste inférieure à une dimension constante. La régularité de surface du substrat
moulé est donc assurée d'une manière très fiable.
Dans un réflecteur selon un quatrième aspect de
l'invention, la surface réfléchissante formée d'un revête-
ment métallique est directement réalisée à la surface du substrat selon l'un des trois premiers aspects, et un film
protecteur (couche supérieur) destiné à empêcher la dégra-
dation du métal est formé à la surface réfléchissante.
Dans ce quatrième aspect, un revêtement métallique réfléchissant d'aluminium ou analogue peut être directement formé à la surface du substrat pour la réalisation de la
surface du réflecteur. Il n'est donc pas nécessaire d'utili-
ser une sous-couche qui peut avoir une mauvaise influence sur la résistance à la chaleur de la surface du revêtement
métallique. La résistance à la chaleur est donc accrue.
En outre, comme il n'est pas nécessaire d'utiliser une sous-couche, le traitement d'un solvant organique contenu dans la liqueur usée d'application de sous-couche peut être
éliminé, et les problèmes posés par la pollution de l'envi-
ronnement peuvent être évités. De plus, le problème de la solidification de la sous-couche est éliminé, si bien que le
procédé est simplifié et la productivité est accrue.
Dans un réflecteur de lampe selon un cinquième aspect
de l'invention, le réflecteur est divisé en plusieurs sur-
faces par des parties formant des limites de séparation, et
un gradin est formé à chaque partie de limite de séparation.
Avec une telle configuration, le moulage par injection peut être facilement réalisé. En outre, la régularité voulue et
la rigidité voulue peuvent être assurées.
De plus, dans un réflecteur à gradins qui est destiné
à régler la distribution de lumière uniquement par utili-
sation de plusieurs surfaces du réflecteur, une sous-couche
est éliminée grâce à la configuration du quatrième aspect.
Il n'existe donc aucune réflexion irrégulière due à la sous-
couche, et la collecte du matériau de la sous-couche par les parties de gradin, comme dans le cas de la technique connue, ne risque pas de poser des problèmes. Il est donc possible
d'obtenir une excellente distribution de lumière.
Dans un réflecteur de lampe selon un sixième aspect, le réflecteur selon l'un des cinq premiers aspects est obtenu par moulage par injection à l'aide d'un gaz à haute pression. Dans ce sixième aspect, le moulage par injection avec un gaz à haute pression peut être exécuté lorsque les propriétés du matériau à base de résine sont stabilisées, ce matériau étant préparé pour le moulage par injection, après malaxage et dispersion des matériaux d'armature. Le substrat
peut donc être moulé avec une grande précision dimen-
sionnelle. En outre, le réflecteur selon l'invention contribue à un progrès technique important portant sur les performances de qualité du réflecteur placé dans un phare, un phare antibrouillard, ou analogue, monté sur un véhicule à deux roues ou quatre roues ou analogue. En outre, le procédé de fabrication du réflecteur de lampe selon l'invention accroît
la productivité lors de la fabrication du réflecteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
seront mieux compris à la lecture de la description qui va
suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexes sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un phare de
véhicule comprenant un réflecteur de lampe selon l'inven-
tion; la figure 2 est une coupe schématique d'une partie agrandie d'un réflecteur 5, désignée par la référence X sur la figure 1;
la figure 3 est un diagramme de composition en pour-
centages des trois ingrédients du mélange de résine, à savoir la résine de sulfure de polyphénylène, les trichites de carbonate de calcium de synthèse et le carbonate de calcium de synthèse; la figure 4(a) est une coupe par un plan horizontal d'un feu arrière de véhicule, comprenant un réflecteur à gradins; la figure 4(b) est une coupe d'une partie agrandie (partie Y) du réflecteur à gradins de la figure 4(a); la figure 5(a) est une vue représentant schématiquement un procédé de moulage par injection dans lequel un gaz à haute pression est injecté par une buse insérée du côté de la surface arrière présentée à la résine (malaxée) chargée dans un moule afin que le réflecteur soit formé par pression contre une surface de moulage; la figure 5(b) est une vue illustrant schématiquement un procédé de moulage par injection dans lequel une résine injectée est mise sous pression depuis l'intérieur par un gaz à haute pression; et la figure 6 est une coupe représentant la configuration
d'un réflecteur de la technique antérieure.
On décrit d'abord rapidement la configuration d'un phare de véhicule dans lequel est disposé un réflecteur de lampe selon l'invention. La figure 1 représente une coupe
longitudinale d'un tel phare la.
Le phare la de véhicule a une forme de cuvette prati-
quement. Le phare la comporte un corps 2 ayant une partie d'ouverture 11, un couvercle 8 de caoutchouc, une chambre 5 de phare et une glace avant 10. La partie 11 d'ouverture destinée à la fixation d'une ampoule 3 formant une source lumineuse se trouve à une partie supérieure arrière 2a du corps 2. Le couvercle 8 de caoutchouc assure la fermeture étanche de la partie 11 d'ouverture, et l'ampoule 3 de la source lumineuse est fixée à ce couvercle 8 de caoutchouc afin qu'elle se trouve dans une chambre 4 à l'intérieur du corps 2 du phare. La glace avant 10 est fixée au corps 2 afin qu'elle ferme la partie d'ouverture avant de ce corps
2 de phare.
Ensuite, un réflecteur 5 et un cache 7 sont placés autour de l'ampoule 3. Le réflecteur 5 est un organe ayant une surface réfléchissant la lumière P émise par l'ampoule 3 de la source lumineuse vers l'avant du véhicule pour la formation de lumière d'éclairage extérieur. Le cache 7 recouvre une partie supérieure 3a de l'ampoule 3. Cette partie supérieure 3a est peinte en noire afin qu'elle arrête la lumière provenant de l'ampoule 3 et dirigée vers l'avant et que la partie supérieure 3a ne puisse pas être vue depuis l'extérieur. Par ailleurs, les références 6a, 6b représente un réflecteur de prolongement destiné à couvrir l'espace 12
compris entre le réflecteur 5 et le corps 2 de lampe.
On décrit maintenant la structure du réflecteur 5 selon l'invention, en référence à la figure 2 qui est une coupe schématique d'une partie agrandie du réflecteur 5, indiquée
par la référence X sur la figure 1.
D'abord, le réflecteur 5 a un substrat 5a qui donne la configuration fondamentale au réflecteur 5. La composition du matériau du substrat 5a contient une résine de sulfure de polyphénylène, qui est une résine thermoplastique, comme résine de base ou principale. En outre, le matériau du substrat 5a contient des matériaux particuliers d'armature malaxés et dispersés dans la résine de base pour en
augmenter la rigidité (comme décrit dans la suite).
Ensuite, un revêtement métallique 5b (par exemple d'aluminium) est directement formé sur le substrat 5a, sans
sous-couche, afin que la surface réfléchissante soit réali-
see. Une couche supérieure 5c d'un matériau transparent est placée sur le revêtement 5b d'aluminium. Le réflecteur 5 a ainsi une structure à trois couches comprenant le substrat a, le revêtement métallique 5b et la couche supérieure 5c. Par ailleurs, la couche supérieure 5c est un film protecteur
transparent destiné à empêcher la détérioration, la pertur-
bation ou analogue du revêtement 5b d'aluminium.
On décrit maintenant la composition du substrat 5a,
constituant l'une des caractéristiques de l'invention.
Le substrat 5a est formé d'au moins une résine de base et de matériaux d'armature mélangés à cette résine pour en accroître la rigidité. La résine de sulfure de polyphénylène est sélectionnée comme résine de base, et des trichites de carbonate de calcium de synthèse et du carbonate de calcium
de synthèse (CaCO3) sont adoptés comme matériau d'armature.
Des résines thermodurcissables, telles qu'une résine
polyester insaturée ou analogue, ainsi que des résines ther-
moplastiques résistant à la chaleur, telles que le poly-
étherimide, la polyéthersulfone, l'éther de polyphénylène, un polycarbonate résistant à la chaleur, etc. ont aussi été utilisés comme résine de base du substrat 5a. Cependant, un
procédé de moulage par injection d'une résine thermo-
plastique, en particulier de résine de sulfure de polyphény-
lène, est préféré car il est très avantageux pour l'augmentation de la résistance à la chaleur, pour que le réflecteur soit plus léger et pour que la productivité soit accrue. Des exemples de matériaux de trichites d'armature de synthèse sont des trichites de carbonate de calcium, des trichites de silicate de calcium, des trichites de borate d'aluminium, des trichites de titanate de potassium, des trichites de sulfate de magnésium, etc. Des exemples de matériaux granulaires d'armature de synthèse malaxés dans le matériau de base avec les trichites de synthèse, comprennent le carbonate de calcium colloïdal, l'oxyde d'aluminium, le carbonate de calcium (léger) de synthèse, le sulfite de calcium, le sulfate de baryum précipité, les perles de verre, les perles de silice, etc. En particulier, une combinaison de trichites de carbonate de calcium de synthèse et d'un matériau granulaire d'armature de carbonate de calcium de synthèse est préférable car ces matériaux sont peu coûteux et donnent la régularité voulue de surface tout
en assurant la rigidité voulue.
Ainsi, des substances naturelles, qui possèdent des propriétés non uniformes, ne sont pas utilisées selon l'invention. Au contraire, des trichites de carbonate de calcium de synthèse et du carbonate de calcium de synthèse (CaCO3), ayant des propriétés uniformes et qui sont peu coûteux, sont sélectionnés pour le malaxage et la dispersion dans la résine de base de sulfure de polyphénylène du substrat 5a formant le réflecteur 5. La régularité de
surface et la rigidité voulues sont ainsi assurées.
En outre, la viscosité de la résine de moulage, dans
laquelle ont été malaxés et dispersés les matériaux d'arma-
ture, peut être rendue constante afin que le problème selon lequel la température du moule ou les conditions de moulage par injection doivent toujours être ajustées en fonction des
propriétés de la résine de moulage soit évité. En consé-
quence, le moulage par injection devient facile et un
réflecteur de lampe ayant un substrat moulé de grande préci-
sion dimensionnelle peut être obtenu.
Les inventeurs ont réalisé un essai comparatif avec des réflecteurs 5 de lampe sur les caractéristiques de régularité de surface du substrat, de durabilité de la couche supérieure (évaluée au cours d'un essai d'attaque par une base), de rigidité (module de flexion), de résistance à
la chaleur et de performances de distribution de lumière.
L'exemple 1, correspondant à l'invention, met en oeuvre un substrat 5a (sans sous-couche) ayant une composition
contenant 40 % en poids de résine de sulfure de polyphé-
nylène (résine PPS), 30 % en poids de trichites de carbonate de calcium de synthèse et 30 % en poids de carbonate de calcium (léger) de synthèse, comme indiqué dans le tableau I. Des exemples comparatifs 1 à 3 ont des substrats ayant
les compositions indiquées par les tableaux II à IV respec-
tivement. Les réflecteurs de l'exemple 1 et des exemples comparatifs 1 à 3 utilisés dans cet essai ont été réalisés de la manière suivante. Les ingrédients indiqués dans les tableaux I à IV ont été malaxés et dispersés; les substrats des réflecteurs ont été formés par moulage par injection, un traitement commun d'activation a été appliqué aux substrats respectifs pour la formation d'un revêtement métallique,
puis les couches supérieures ont été placées sur les revê-
tements métalliques respectifs.
Tableau I
Matériau d'armature Trichites de carbo- Carbonate de
Exemple Résine PPS nate de calcium de calcium de syn-
1 (% en poids) synthèse thèse (léger) (% en poids) (% en poids)
30 30
Tableau II
Matériau d'armature Exemple Trichites de sili- Carbonate de compa- Résine PPS cate de calcium calcium (lourd) ratif 1 (% en poids) naturel naturel (% en poids) (% en poids)
20 40
Tableau III
Matériau d'armature Exemple Résinepolyester Carbonate de compa- insaturé (contenant Fibres de verre calcium (lourd) ratif 2 unadditifdelis- (% en poids) naturel sage) (%en poids) (% en poids)
20 55
Tableau IV
Matériau d'armature Exemple Résine de compa- polyétherimide ratif 3 (% en poids) On décrit maintenant les procédés particuliers utilisés
dans cet essai.
D'abord, la régularité de surface a été mesurée avec un profilomètre de surface "Dektak 3030" fabriqué par Ulvac Japan, Ltd. Ra désigne la rugosité de surface et Rt la
hauteur maximale (exprimées en microns).
La durabilité de la couche supérieure évaluée par l'essai de résistance aux bases a été mesurée de la manière suivante. Un réflecteur a été immergé dans une solution d'hydroxyde de potassium (KOH) ayant une concentration de 1 % en poids à température ambiante pendant 10 min. Ensuite, le réflecteur a été retiré et observé visuellement pour la détermination de l'existence d'anomalies à la surface du revêtement, les anomalies étant le changement de couleur, la salissure, le blanchiment, le ramollissement, le bombement,
le pelage ou analogue.
Le module de flexion a été mesuré suivant la norme japonaise JIS K7203 portant sur les matières plastiques, avec une hauteur d'échantillon de 3 mm pour une largeur d'échantillon de 12 mm, une distance entre supports de 5 mm et une vitesse d'essai de 1,5 mm/min. Un dépôt en phase vapeur a été appliqué sur une plaque d'essai. Ensuite, la plaque d'essai a été laissée dans une étuve à circulation d'air à une température prédéterminée pendant 24 h. Ensuite, la plaque d'essai a été remise à température ambiante et observée visuellement pour la détermination de l'existence d'anomalies sur la surface ayant subi le dépôt en phase vapeur, les anomalies étant le bombement, le pelage, le
changement de couleur ou analogue.
Les performances de distribution de lumière ont été mesurées par le procédé suivant. Un réflecteur à gradins (voir 4(a) et 4(b)) a subi un essai de détermination du fait que le réflecteur à gradins remplit les conditions des normes de distribution de lumière ou non, ces normes étant les normes de sécurité japonaises, les normes européennes ECE, la clause FMVSS108 (Etats-Unis d'Amérique), etc. En outre, un réflecteur à gradins a subi des essais de détermination du fait que le déplacement de l'axe optique, min après éclairage du phare, dépassait ou non 0,057 par
rapport à la position de l'axe optique 3 min après l'éclai-
rage du phare.
Les résultats de l'essai comparatif précité sont indi-
qués dans le tableau V.
Tableau V
Exople cemEple ExmpleExBmple
Articles 1 compa- ccapa- ccmpa-
ratif 1 ratif 2 ratif 3 Régularité de surface Ligne supérieure Ra (nm) 24 43 20 22 Ligne inférieure Rt (nm) 200 330 150 160 (existence d'une souscouche) (non) (non) (oui) (non) Durabilité de 30 nm X X X X couche supérieure Epaisseur 50 nm o X O O
pour chaque épais-
de couche 100 nm 0 X O 0 seur (résistance aux bases) 200 nm o O O O Rigidité Module de flexion 10 12 13 3
12 13 3
(GPa) Résultat O O O X Résistance à la Température limite
230 230 200 200
chaleur supérieure ( C) Résultat O O A A Performances de Avec gradins O O X A distribution de lumière (décalage Sans gradin O O O X d'axe optique) D'abord, au point de vue de la régularité de surface, la rugosité moyenne Ra était de 24 nm et la hauteur maximale Rt de 200 nm dans l'exemple 1. En conséquence, la régularité de surface a été améliorée de façon importante par rapport à l'exemple comparatif i dans lequel des trichites de calcium naturel et du calcium naturel ont été utilisés comme matériau d'armature et la rugosité moyenne Ra était de 43 rinm et la hauteur maximale Rt de 330 nm. Ainsi, la rugosité moyenne Ra de faible valeur et la hauteur maximale Rt de faible valeur sont considérées comme optimales dans la
technique.
Ensuite, au point de vue de la durabilité de la couche supérieure (résistance aux bases), il est souhaitable que la durabilité soit assurée avec une couche supérieure aussi mince que possible. Une couche supérieure mince est avantageuse pour des raisons de coût, de réduction d'une réflexion irrégulière de lumière, etc. Ainsi, l'essai au cours duquel la durabilité a été déterminée a été exécuté pour quatre valeurs d'épaisseur de nm, 50 nm, 100 nm et 200 nm. La durabilité peut être assurée dans l'exemple 1 lorsque l'épaisseur de la couche supérieure est de 50 nm. D'autre part, dans l'exemple comparatif 1, bien qu'un réflecteur sans sous-couche puisse être formé, une durabilité suffisante ne peut pas être obtenue tant que l'épaisseur de la couche supérieure n'est
pas égale à au moins 200 nm.
Si la couche supérieure est épaisse, comme indiqué précédemment et comme dans l'exemple comparatif 1, il faut un plus long temps de traitement (pour la formation de la couche) et un plus grand volume du matériau. En conséquence, une telle couche épaisse constitue un inconvénient au point
de vue de la productivité et du coût des matériaux.
Au point de vue de la rigidité (module de flexion), on peut obtenir d'excellents résultats à la fois dans l'exemple 1 et dans l'exemple comparatif 1 (le symbole 0 indique un excellent résultat de la détermination sur le tableau V). Si la rigidité du substrat est faible, l'aptitude au lissage est dégradée lors de l'ajustement de l'axe optique. Pour que cette dégradation soit évitée, on a envisagé d'augmenter
l'épaisseur du substrat 5a lui-même pour accroître la rigi-
dité, mais on considère qu'il ne s'agit pas d'une solution
avantageuse au point de vue de l'ouvrabilité et du coût.
Au point de vue de la résistance à la chaleur et des performances de distribution de lumière, on peut obtenir d'excellents résultats à la fois dans l'exemple 1 et l'exemple comparatif 1. Lorsque l'ampoule 3 de la source lumineuse placée dans la chambre 4 du phare à l'intérieur du corps 2 est en fonctionnement, la température dans une partie 5x du réflecteur 5 s'élève jusqu'à 180 C environ sous l'action de la chaleur dégagée par l'ampoule 3. En outre, la température dans une partie 5y du réflecteur 5
atteint 200 C. L'exemple 1 donne des résultats particu-
lièrement bons au point de vue de la résistance à la chaleur puisque le réflecteur 5 résiste à cette température de
230 C.
Par ailleurs, comme l'indique la figure 4, la régula- rité de surface des exemples comparatifs 2 et 3 était égale ou supérieure à celle de l'exemple 1. Cependant, la rigidité nécessaire n'a pas pu être obtenue dansl'exemple comparatif 3. En outre, des problèmes de résistance à la chaleur et de performances de distribution de lumière se sont posés avec les exemples comparatifs 2 et 3. Le tableau V indique ces résultats, A désignant un résultat peu satisfaisant et X un
résultat pas du tout satisfaisant.
Comme décrit précédemment, on a observé une différence très nette de régularité de surface entre le réflecteur de
l'exemple 1 et celui de l'exemple comparatif 1, caracté-
ristique de la technique antérieure. En outre, le réflecteur de l'exemple 1 avait des propriétés satisfaisantes pour tous les critères de durabilité de la couche supérieure, de rigidité du substrat, de résistance à la chaleur et de
performances de distribution de lumière.
Ensuite, les inventeurs ont répété des expériences plus détaillées relatives à la composition du substrat 5a constituant le réflecteur 5 selon l'invention. Ils ont alors constaté qu'il était avantageux de préparer et d'ajuster la composition afin que la quantité de résine de base de sulfure de polyphênylène soit comprise entre 30 et 50 % en poids, que la quantité de trichites de carbonate de calcium de synthèse selon l'invention soit comprise entre 5 et 40 % en poids et que la quantité de carbonate de calcium de synthèse fixée selon l'invention soit comprise entre 20 et
% en poids.
On décrit maintenant, en référence à la figure 3 qui est un diagramme indiquant la composition en pourcentages pondéraux des trois ingrédients du mélange de résine, à savoir la résine de sulfure de polyphénylène, les trichites de carbonate de calcium de synthèse et le carbonate de calcium de synthèse, la raison pour laquelle les plages
précitées sont avantageuses.
D'abord, dans la zone indiquée par la référence B, une grande quantité de trichites de carbonate de calcium de synthèse d'armature est incorporée si bien que la rigidité est excellente, mais la régularité de surface n'est pas suffisante. Dans la zone C, la quantité de résine de sulfure de polyphénylène est importante si bien que la régularité de surface du substrat peut être facilement obtenue, mais la
rigidité et la résistance à la chaleur sont mauvaises.
Dans la zone D, la quantité de résine de sulfure de polyphénylène est insuffisante, et la quantité de trichites de carbonate de calcium de synthèse est aussi trop faible, si bien que ni la régularité de surface ni la rigidité ne peuvent être assurées. Dans la zone E, la quantité de résine de sulfure de polyphénylène est trop faible si bien que la fluidité est mauvaise. Il est alors difficile de mouler par
injection le réflecteur lorsqu'il a une forme compliquée.
D'après les résultats précités de ces expériences, il apparaît que la régularité de surface et la rigidité du
substrat 5a peuvent être obtenues ensemble avec une compo-
sition correspondant à la zone A. En outre, la fluidité peut être assurée lorsque la résine a été malaxée et préparée pour le moulage si bien que l'ouvrabilité au moulage par
injection est excellente. Cette résine est donc très avan-
tageuse. Ainsi, la résine malaxée peut remplir toutes les conditions relatives à la régularité de surface, à la
rigidité et à la commodité de moulage du substrat 5a.
Tableau VI
Zone
A B C D
Résine PPS 40 45 55 25 Ingré- Trichites de carbonate
40 20 10
dients de calcium de synthèse (% en Carbonate de calcium de 30 15 25 65
15 25 65
poids) synthèse (léger) Régularité de surface Ligne supérieure Ra (nm) 24 45 21 30 Ligne inférieure Rt (nm) 100 340 180 270 Rigidité Module de flexion (GPa) 10,0 12,5 7,0 8,0 (zone E non décrite) Le tableau VI indique les résultats relatifs à la régularité de surface et à la rigidité (module de flexion) des résines malaxées ayant des compositions correspondant aux zones A à D (la résine de la zone E est omise à cause de sa fluidité insuffisante pour la production du réflecteur) indiquées sur la figure 3. D'après les résultats du tableau VI, on obtient une régularité de surface Ra de 24 nm et une hauteur maximale Rt de 200 nm avec un module de flexion de ,0 GPa pour une résine malaxée ayant une composition qui
contient 40 % en poids de résine de sulfure de polyphé-
nylène, 30 % en poids de trichites de carbonate de calcium de synthèse et 30 % en poids de carbonate de calcium de
synthèse, c'est-à-dire avec une composition de résine cor-
respondant à la zone A. Ainsi, la résine malaxée remplit toutes les conditions relatives à la régularité de surface
et à la rigidité (module de flexion).
Par ailleurs, la rigidité dans la zone B est plus grande que dans la zone A, mais la régularité de surface est mauvaise. Dans la zone C, la régularité de surface est supérieure à celle de la zone A, mais la rigidité est mauvaise. Dans la zone D, la régularité de surface et la rigidité sont toutes deux inférieures à celles de la zone A. Les inventeurs ont ensuite déterminé que la longueur des fibres et le diamètre des trichites de carbonate de calcium de synthèse, ainsi que la dimension particulaire du carbonate de calcium de synthèse, malaxé dans le substrat 5a formant le réflecteur selon l'invention, étaient des facteurs importants pour la détermination de la rugosité de
surface du substrat 5a.
Il a été démontré que la régularité de surface du sub-
strat 5a pouvait être accrue lorsque le substrat contenait des trichites de carbonate de calcium de synthèse ayant une longueur de fibre comprise entre 3 et 40.m et un diamètre
de fibre compris entre 0,2 et 2 pm, et lorsque les parti-
cules de carbonate de calcium de synthèse avaient une
dimension moyenne ne dépassant pas 2 gm.
Ainsi, si la longueur des fibres des trichites de carbonate de calcium de synthèse est inférieure à 3 gm ou le diamètre des fibres est inférieur à 0,2 m, les fibres n'assurent pas la rigidité nécessaire. Lorsque les fibres ont une longueur supérieure à 40 pm ou un diamètre supérieur à 2 gm, des irrégularités peuvent se former à la surface du substrat 5a. Ces irrégularités ont une mauvaise influence, et présentent l'inconvénient d'affecter la régularité de surface.
En outre, la dimension particulaire moyenne du carbo-
nate de calcium de synthèse a une influence notable sur la
régularité de la surface du substrat. Si la dimension parti-
culaire moyenne est égale à 0,2 gm, la régularité de surface est telle que Ra = 23 nm et Rt = 200 nm. Si la dimension particulaire moyenne est égale à 2 m, la régularité de surface est telle que Ra = 24 nm et Rt = 200 nm. Cependant, si la dimension particulaire moyenne est égale à 4 gm, la régularité de surface est telle que Ra = 36 nm et Rt = 260 nm. Il est donc préférable que la dimension particulaire moyenne du carbonate de calcium de synthèse ne
dépasse pas 2 gm.
Une surface réfléchissante formée d'un revêtement métallique 5b est réalisée directement à la surface du substrat 5a, ayant la composition ou les propriétés précitées, par un procédé de dépôt en phase vapeur ou de pulvérisation cathodique. La surface réfléchissante formée
à la surface lisse du substrat 5a est aussi lisse. En consé-
quence, il est possible de former la surface réfléchissante sans gauchissement optique et avec une grande précision de
distribution de lumière.
En outre, la couche supérieure 5c formée sur la surface lisse du réflecteur possédant peu d'irrégularités peut être amincie. Une couche supérieure plus mince 5c peut être
utilisée, car on n'a pas à craindre que la surface réflé-
* chissante soit proche de la surface de la couche supérieure c ou soit exposée même si la couche supérieure 5c est mince. En conséquence, le réflecteur 5 selon l'invention présente des avantages très importants au point de vue de la durabilité, de la productivité, de la réduction du coût et
des économies de poids.
En outre, la couche supérieure 5c peut être formée avec une épaisseur uniforme si bien que la lumière tombant sur la couche supérieure 5c ne provoque pas de réflexion irrégulière. En conséquence, aucun voile n'est formé sur le réflecteur et les performances de distribution de lumière du
réflecteur sont élevées.
Ainsi, tous les problèmes qui se posent peuvent être résolus, car les problèmes connus suivants ne se posent plus: la mauvaise réflexion et le mauvais réglage de la lumière P d'éclairage externe provenant de l'ampoule 3 de la source lumineuse, pourtant nécessaires pour la réduction de l'éblouissement par un véhicule qui s'approche, et le non respect des normes prédéterminées de distribution de
lumière.
En outre, la configuration précitée selon l'invention s'applique aussi à un réflecteur à gradins 13 qui permet un réglage de la distribution de lumière. Ce réflecteur 13 a des surfaces réfléchissantes actives 14 formées par division
de la surface réfléchissante en plusieurs surfaces permet-
tant le réglage de la distribution de lumière, et comportant des parties 15 de limite de séparation formant des gradins
a comme indiqué sur les figures 4(a) et 4(b).
La figure 4(a) est une coupe horizontale d'un feu arrière lb de véhicule ayant le réflecteur à gradins 13. La
figure 4(b) est une coupe partiellement agrandie du réflec-
teur à gradins 13.
On décrit d'abord rapidement la configuration de ce feu de véhicule lb. Ce feu ou lampe lb a un réflecteur 13 dont une partie 18 d'ouverture est formée à une partie supérieure arrière 17 de la lampe lb. Une glace avant 19 ayant une couleur fonctionnelle, par exemple rouge, est fixée au réflecteur 13 afin qu'elle ferme la partie d'ouverture avant
du réflecteur 13.
Une ampoule 16 formant source lumineuse, introduite dans la partie d'ouverture 18, est placée dans la chambre 20 de la lampe. Le réflecteur 13 est placé autour de l'ampoule 16. Le réflecteur 13 renvoie la lumière émise par l'ampoule 16 de la source lumineuse pour former la lumière d'éclairage
extérieur P2.
Le réflecteur 13 de lampe a dans ce cas une structure
comprenant plusieurs surfaces réfléchissantes actives divi-
sées 14 qui s'étendent verticalement en bande et sont
placées de façon continue dans la direction gauche-droite.
Chacune de ces surfaces actives 14 a une forme parabolique en coupe afin qu'elle diffuse et réfléchisse la lumière
provenant de l'ampoule 16 formant source lumineuse.
Comme l'indique la figure 4(b), qui représente la partie Y de la figure 4(a) sous forme élargie, le réflecteur 13 a une structure à trois couches, comme le réflecteur 5 de lampe déjà décrit. Ainsi, le réflecteur 13 est constitué d'un substrat 13a ayant une composition dans laquelle des
trichites de carbonate de calcium de synthèse et du carbo-
nate de calcium de synthèse sont malaxés et disperses comme
matériau d'armature dans une résine de sulfure de polyphé-
nylène qui constitue une résine de base, d'un revêtement réfléchissant 13b d'aluminium ou analogue, placé sur le substrat 13a, et d'une couche supérieure 13c placée sur le
revêtement métallique 13b.
Un gradin en creux 15a est formé dans la partie de limite de séparation 15 entre des surfaces actives adjacentes 14. Cependant, comme il n'est pas nécessaire de
placer une sous-couche quelconque, aucune réflexion irrégu-
lière n'est provoquée par une telle sous-couche dont le matériau pourrait se collecter dans ces parties de gradin 15a. Il est donc possible d'obtenir une excellente répar-
tition de lumière.
En outre, on ne craint pas qu'un solvant organique
contenu dans une liqueur usée de sous-couche pose un pro-
blème de pollution de l'environnement lors de la peinture d'une telle sous-couche. Ainsi, on peut obtenir une plus grande productivité et une plus grande sécurité de l'environnement. Le substrat 5a ou 13a du réflecteur selon l'invention a en outre une excellente ouvrabilité à cause de la fluidité de la résine malaxée et préparée pour le moulage car cette fluidité peut rester constante. Ainsi, le substrat 5a ou 13a
peut être moulé par injection avec un gaz à haute pression.
En particulier, lorsque le substrat 5a ou 13a est formé d'une composition correspondant à la zone A de la figure 3, il est avantageux que non seulement la régularité de surface et la rigidité du substrat 5a ou 13a soient obtenues, mais aussi qu'une bonne ouvrabilité puisse être obtenue lors du
moulage par injection.
Les figures 5(a) et 5(b) représentent schématiquement les étapes d'un procédé de moulage par injection dans lequel une résine 22 (après malaxage avec les matériaux d'armature) est injectée par une buse 24 d'injection dans des moules 21a et 21b et est moulée dans ceux-ci. Il est nécessaire de former un moule 21a, 21b avec précision compte tenu du facteur de retrait au moulage de la résine 22 chargée dans ce moule 21a, 21b et pour tenir compte de la déformation de la résine 22 après moulage. En conséquence, la conception du
moule dans la technique prend beaucoup de temps.
Comme décrit précédemment la résine de sulfure de polyphénylène est une résine thermoplastique présentant un facteur de retrait au moulage (0,5 à 1,0 %) qui est à peu
près dix fois supérieur à celui d'une résine thermodur-
cissable ou d'un matériau composite à base de résine polyester insaturée (BMC) contenant un adjuvant de moulage
avec lissage. Cependant, la résine de sulfure de polyphé-
nylène est utilisée comme résine de base du substrat 5a ou
13a du réflecteur 5 ou 13 selon l'invention.
En conséquence, un réflecteur de lampe peut être faci- lement moulé avec la précision dimensionnelle voulue par adoption d'un procédé de moulage dans lequel un gaz à haute pression est injecté par une buse 25a insérée du côté de la surface arrière, opposé au côté par lequel est chargée la
résine malaxée dans le moule 21a, 21b, afin que le réflec-
teur soit poussé contre la surface du moule comme indiqué sur la figure 5(a). Dans une variante, on peut utiliser un procédé dans lequel une résine injectée est mise sous pression depuis l'intérieur par un gaz à haute pression 23 provenant de la buse 25b, ou un procédé combinant les deux procédés précédents, pour le moulage du réflecteur avec une
précision élevée.
Comme décrit précédemment, dans un réflecteur selon l'invention, des trichites fibreuses de carbonate de calcium
de synthèse et du carbonate de calcium de synthèse granu-
laire (CaC03) ayant des propriétés reproductibles sont
malaxés et dispersés dans la résine de sulfure de polyphé-
nylène qui constitue une résine de base d'un substrat formant le réflecteur de lampe, si bien que la composition est prédéterminée. La régularité de surface et la rigidité du substrat peuvent ainsi être obtenues toutes deux, et la viscosité de la résine dans laquelle les matériaux d'armature ont été malaxés et dispersés est constante. En conséquence, un effet important est que le réflecteur peut être obtenu avec un substrat moulé de grande précision
dimensionnelle et la productivité peut être accrue.
En outre, la dimension particulaire moyenne du carbo-
nate de calcium de synthèse, qui constitue un matériau d'armature sous forme d'une charge minérale granulaire, ne dépasse pas une valeur constante. La régularité de la surface du substrat moulé peut ainsi être assurée de manière
très fiable.
En outre, comme le réflecteur selon l'invention a une excellente régularité de surface du substrat, un revêtement métallique peut être formé à la surface du substrat pour la formation facile d'une surface réfléchissante. Ainsi, il est possible d'éliminer toute sous-couche qui pourrait avoir une mauvaise influence sur la résistance à la chaleur du revêtement métallique. Ainsi, la résistance à la chaleur du réflecteur est accrue. De plus, des problèmes de pollution de l'environnement, dus aux solvants organiques des liqueurs usées nécessaires pour la formation de la sous-couche, peuvent aussi être évités. Le moulage est en outre simplifié
et la productivité est accrue.
En outre, selon l'invention, dans le cas d'un réflec-
teur à gradins permettant un réglage de la distribution de lumière par le seul réflecteur, une sous-couche n'est pas nécessaire. En conséquence, il n'existe aucune réflexion irrégulière due à la collecte du matériau de la sous-couche dans les parties de gradin. Une excellente distribution de lumière peut ainsi être obtenue, et le réflecteur de lampe
selon l'invention a une large gamme d'applications.
Dans le procédé de fabrication de réflecteurs de lampe selon l'invention, les propriétés du matériau à base de résine préparé par le moulage par injection sont stables. Le moulage par injection à l'aide d'un gaz à haute pression peut donc être facilement adopté, si bien que le substrat
peut être moulé avec une grande précision dimensionnelle.
Le réflecteur de lampe et son procédé de fabrication
selon l'invention ont donc des propriétés techniques avanta-
geuses qui contribuent à l'augmentation des performances du
réflecteur placé notamment dans un phare, un phare anti-
brouillard ou analogue d'un véhicule à deux ou quatre roues ou analogue. En outre, le réflecteur et son procédé de fabrication permettent une augmentation de la productivité lors de la fabrication du réflecteur. Ils contribuent donc
aux progrès des industries concernées.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux réflecteurs et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non
limitatif sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (10)
1. Réflecteur de lampe, caractérisé en ce qu'il comprend un substrat (5a, 13a) formé d'une composition qui contient au moins une résine de sulfure de polyphénylène, des trichites de carbonate de calcium de synthèse et du
carbonate de calcium de synthèse.
2. Réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la composition contient 30 à 50 % en poids de résine de sulfure de polyphénylène, 5 à 40 % en poids de trichites de carbonate de calcium de synthèse, et 20 à 60 % en poids
de carbonate de calcium de synthèse.
3. Réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carbonate de calcium de synthèse a une dimension
particulaire moyenne qui ne dépasse pas 2 gm.
4. Réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une surface réfléchissante formée d'un revêtement métallique (5b, 13b) directement placé à la surface du substrat (5a, 13a), et une couche supérieure protectrice (5c, 13c) destinée à empêcher la dégradation du métal, formée sur la surface réfléchissante.
5. Réflecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est divisé en plusieurs surfaces par des parties formant des limites de séparation, et un gradin est formé à
chaque partie de limite de séparation.
6. Procédé de fabrication d'un réflecteur de lampe, caractérisé en ce qu'un réflecteur (5, 13) de lampe selon
l'une quelconque des revendications 1 à 5 est obtenu par
moulage par injection par un gaz à haute pression.
7. Procédé de fabrication d'un réflecteur de lampe, caractérisé en ce qu'il comprend: la formation d'une composition qui contient une résine de sulfure de polyphénylène, des trichites de carbonate de calcium de synthèse et du carbonate de calcium de synthèse, l'injection de la composition dans une cavité de moulage, et l'injection d'un gaz comprimé dans la cavité de moulage.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en que l'étape de formation de la composition comprend la formation d'une composition qui contient 30 à 50 % en poids de résine de sulfure de polyphénylène, 5 à 40 % en poids de trichites de carbonate de calcium de synthèse, et 20 à 60 % en poids
de carbonate de calcium de synthèse.
9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape de formation de la composition comprend la formation d'une composition telle que le carbonate de calcium de synthèse a une dimension particulaire moyenne qui
ne dépasse pas 2 pm.
10. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre:
la formation d'une surface réfléchissante par revête-
ment direct de la surface du substrat (5a, 13a), et la formation d'une couche supérieure protectrice (5c,
13c) destinée à empêcher la dégradation de la surface réflé-
chissante, sur cette surface réfléchissante.
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