本実施形態に係る光反射体用成形材料(以下、成形材料という)は、光反射体1を製造するために用いられる(図1及び図2参照)。この成形材料は、不飽和ポリエステル、重合開始剤及び充填材を含有する。成形材料は、不飽和ポリエステルと反応する架橋剤を含有しない。
本実施形態において、充填材とは、白色顔料、無機充填材及び繊維状充填材のうち少なくとも一種からなる成分である。充填材は白色顔料を少なくとも含むことが好ましい。
本実施形態では、不飽和ポリエステルが、第一の不飽和ポリエステルと、第二の不飽和ポリエステルとのうち、少なくとも一方を含む。第一の不飽和ポリエステルは、フマル酸残基、1,6−ヘキサンジオール残基及びトリメチロールプロパン残基を備える。第二の不飽和ポリエステルは、フマル酸残基、テレフタル酸残基、1,4−ブタンジオール残基、1,2−プロパンジオール残基及びトリメチロールプロパン残基を備える。
第一の不飽和ポリエステル及び第二の不飽和ポリエステルは、上記構成を備えるため、高い反応性を有する。すなわち、本実施形態では、架橋剤が存在しなくても、有機過酸化物等の重合開始剤の存在下で不飽和ポリエステル自身が有する不飽和結合に対してラジカルの付加反応が起こり、ラジカル重合による硬化反応が進行しうる。また、本実施形態において架橋剤としてジアリルフタレートを用いても、ジアリルフタレートにおける二つのアリル基のうち一つのアリル基しか反応しないことが多いため、不飽和ポリエステルとジアリルフタレートとが交互に連なって網目を形成する頻度は少ない。このため、本実施形態では、架橋剤を用いる場合と比べて、光反射体1の性能が劣ることはない。しかも、架橋剤を含有しないために光反射体1中には未反応成分が残留しにくく、このため、成形材料から作製される光反射体1の耐熱変色性が向上する。これにより、光反射体1の高い光反射性が、長期にわたって持続しやすくなる。また、第一の不飽和ポリエステル及び第二の不飽和ポリエステルが上記構成を備えるため、不飽和ポリエステルの溶融時の粘度が低減する。そのため不飽和ポリエステルを含有する成形材料の、成形時の流動性が高くなり、成形材料がトランスファ成形法で成形される際の成形性が向上する。また、第一の不飽和ポリエステル及び第二のポリエステルは、上記構成を備えることで、トランスファ成形に適した融点を有し得るとともに高い結晶性を有し得る。
不飽和ポリエステルは結晶性を有することが好ましい。そのためには、第一の不飽和ポリエステルは、結晶性を有することが好ましく、第二の不飽和ポリエステルも結晶性を有することが好ましく、すなわち、第一の不飽和ポリエステル及び第二の不飽和ポリエステルは、結晶性不飽和ポリエステルであることが好ましい。この場合、成形材料の保存安定性が高まる。すなわち、第一の不飽和ポリエステル及び第二の不飽和ポリエステルの融点以下の温度下において、成形材料が高い安定性を有する。さらに、成形時に成形材料の流動性が向上することで、良好な成形性が得られる。また、第一の不飽和ポリエステル及び第二の不飽和ポリエステルが結晶性を有すると、光反射体1の光反射率を高めることができるとともに、高い光反射率の持続性も高めることができる。
なお、本実施形態において、結晶性不飽和ポリエステルとは、結晶性を有する不飽和ポリエステルであって、常温より低い融点を有し、常温下で固体であるとともに融点以上では低粘度な液体である。不飽和ポリエステルが結晶性を有していることは、例えば不飽和ポリエステルを加熱して溶融させてから、−10℃/分の割合で室温まで冷却する場合に、白濁が生じることで、確認される。また、この結晶性は、不飽和ポリエステルを加熱して溶融させてから、−10℃/分の割合で室温まで冷却する場合に、偏光特性が生じることが、偏光顕微鏡を用いて観察されることでも、確認される。このような結晶性の確認は、例えばリンカム社製の顕微鏡用冷却加熱ステージを用いて行われる。
不飽和ポリエステルのガラス転移温度は30〜50℃の範囲内であることが好ましく、不飽和ポリエステルの融点は70〜100℃の範囲内であることが好ましい。そのためには、第一の不飽和ポリエステルのガラス転移温度は30〜50℃の範囲内であることが好ましい。また、第一の不飽和ポリエステルの融点は70〜100℃の範囲内であることが好ましい。また、第二の不飽和ポリエステルのガラス転移温度は30〜50℃の範囲内であることが好ましい。また、第二の不飽和ポリエステルの融点は70〜100℃の範囲内であることが好ましい。
不飽和ポリエステルのガラス転移温度が30℃以上である場合、成形材料の保存安定性が特に高くなる。すなわち、例えば成形材料が粒状に粉砕されてから保管される場合、夏場などの高温時に成形材料の粒子同士が融着することが抑制される。また、このガラス転移温度が50℃より高くなることは、それに伴って不飽和ポリエステルの融点が高くなりすぎるおそれがある点で、好ましくない。不飽和ポリエステルのガラス転移温度は、構成成分の組成比率や分子量を調整することで容易に調整可能である。
不飽和ポリエステルの融点が100℃以下である場合、成形材料の調製のための加熱混練時に、硬化反応を進行させることなく不飽和ポリエステルを溶融させることが容易となる。このため、硬化物を含まない成形材料が容易に調製される。不飽和ポリエステルの融点が70℃以上である場合は、光反射体1の光反射率の低下が抑制される。その理由は次の通りであると推察される。成形材料が粉砕装置で粉砕される際に、粉砕装置が発する熱や摩擦熱等で不飽和ポリエステルが溶融してしまい、つまり成形材料が部分的に溶融状態となってしまう。この部分的に溶融状態となった成形材料が粉砕装置における回転翼等の金属部品と衝突すると、成形材料が金属部品と接触した状態で擦れ合いやすくなる。そうすると、成形材料中の充填材等の硬質な成分と、金属部品とが擦れ合うことで、金属部品から金属粉が生じてこれが成形材料に混入しやすくなる。この金属粉が、光反射体1の光反射率の低下を引き起こすと考えられる。しかし、不飽和ポリエステルの融点が70℃以上であると、成形材料が粉砕装置で粉砕される際に不飽和ポリエステルが溶融しにくくなる。そうすると、成形材料が回転翼等の金属部品と衝突すると、成形材料が速やかに粉砕されやすくなり、このため、成形材料と金属部品との擦れ合いが生じにくくなる。このため、成形材料中へ金属粉が混入しにくくなり、これにより光反射体1の光反射率の低下が抑制される。
さらに、70〜100℃の範囲内の融点を有する不飽和ポリエステルは、成形材料が成形される際に成形材料に特に優れた流動性を付与することができ、このため成形材料がトランスファ成形法で成形される場合でも成形性が向上する。
なお、不飽和ポリエステルの融点とは、不飽和ポリエステルを昇温しながら示差走査熱量測定(DSC)をする場合に、融解熱のピークが現れる温度である。
不飽和ポリエステルのヨウ素価は70〜100の範囲内であることが好ましい。そのためには、第一の不飽和ポリエステルのヨウ素価は70〜120の範囲内であることが好ましく、第二の不飽和ポリエステルのヨウ素価も70〜120の範囲内であることが好ましい。不飽和ポリエステルのヨウ素価が70以上であると光反射体1のガラス転移温度が特に高くなり、ヨウ素価が120以下であると光反射体1の反応性が低くなるとともに光反射体1の強度が特に高くなる。ヨウ素価が80〜110の範囲内であれば更に好ましい。
不飽和ポリエステルのヨウ素価は、例えば不飽和ポリエステル中のフマル酸残基の割合を調整することで容易に調整可能である。
不飽和ポリエステルの150℃でのICI粘度が1〜5Pa・sの範囲内であることが好ましい。そのためには、第一の不飽和ポリエステルの、150℃でのICI粘度(高剪断粘度)は、0.1〜5Pa・sの範囲内であることが好ましく、0.5〜3Pa・sの範囲内であれば特に好ましい。また、第二の不飽和ポリエステルの、150℃でのICI粘度(高剪断粘度)も、0.1〜5Pa・sの範囲内であることが好ましく、0.5〜3Pa・sの範囲内であれば特に好ましい。この場合、成形時に成形材料に適度な流動性が付与され、成形性が特に良好になるとともにバリの発生が効果的に抑制される。
不飽和ポリエステルのICI粘度は、不飽和ポリエステルの組成を適宜調整することで、容易に調整される。
第一の不飽和ポリエステルの構造について、更に詳しく説明する。
第一の不飽和ポリエステルは多塩基酸残基とポリオール残基とを有し、多塩基酸残基が不飽和多塩基酸残基を含む。第一の不飽和ポリエステル中の多塩基酸残基とポリオール残基とのモル比は、例えば1:1.1〜1:1.3の範囲内である。すなわち、第一の不飽和ポリエステルは、例えば不飽和多塩基酸類を含む多塩基酸類とポリオール類とが、1:1.1〜1:1.3のモル比で脱水縮合反応することで合成される。
第一の不飽和ポリエステル中の不飽和多塩基酸残基は、フマル酸残基を含有する。このため、第一の不飽和ポリエステルは良好な反応性を有する。このため、成形材料を熱硬化させた場合の未反応成分の残存が低減され、光反射体1の耐熱変色性が特に向上する。第一の不飽和ポリエステル中の全多塩基酸残基に対して、フマル酸残基は、80〜100モル%の範囲内であることが好ましく、90〜100モル%の範囲内であることが好ましい。この場合、第一の不飽和ポリエステル中における芳香環を含まないフマル酸残基の割合が高くなることで、光反射体1の耐熱変色性が特に高くなる。
第一の不飽和ポリエステル中の不飽和多塩基酸残基は、フマル酸残基のみを含有してもよいが、フマル酸残基とそれ以外の基とを含有してもよい。例えば不飽和多塩基酸残基は、フマル酸残基を含有するとともに、マレイン酸残基、シトラコン酸残基、メサコン酸残基、イタコン酸残基、テトラヒドロフタル酸残基、メチルテトラヒドロフタル酸残基、及びグルタコン酸残基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含有してもよい。
多塩基酸残基は、不飽和多塩基酸残基のみを含有してもよく、不飽和多塩基酸残基と飽和多塩基酸残基とを含有してもよい。全多塩基酸残基に対して、不飽和多塩基酸残基は、90〜100モル%の範囲内であることが好ましい。飽和多塩基酸残基は、フタル酸残基、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸残基、イソフタル酸残基、テレフタル酸残基、コハク酸残基、アジピン酸残基、セバチン酸残基、アゼライン酸残基、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸残基、ヘット酸残基、及びテトラブロムフタル酸残基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含有することができる。この場合、光反射体1の耐熱変色性が特に向上する。
第一の不飽和ポリエステル中のポリオール残基は、上記の通り1,6−ヘキサンジオール残基及びトリメチロールプロパン残基を含む。第一の不飽和ポリエステル中の全ポリオール残基に対して、1,6−ヘキサンジオール残基及びトリメチロールプロパン残基の合計は、81モル%以上であることが好ましく、100モル%であってもよい。1,6−ヘキサンジオール残基及びトリメチロールプロパン残基の合計が81モル%以上であれば、成形材料が硬化する際に硬化物の結晶化が促進され、このため光反射体1の寸法安定性が高くなる。
第一の不飽和ポリエステルがネオペンチルグリコール残基及びシクロヘキサン1,4―ジメタノール残基からなる群から選択される少なくとも一種の基を備えてもよい。すなわち、第一の不飽和ポリエステル中のポリオール残基が、ネオペンチルグリコール残基及びシクロヘキサン1,4―ジメタノール残基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含んでもよい。この場合、第一の不飽和ポリエステルの溶融時の粘度が低減するとともに、成形材料から作製される光反射体1の耐熱変色性が更に向上する。
第一の不飽和ポリエステル中の全ポリオール残基に対し、ネオペンチルグリコール残基及びシクロヘキサン1,4―ジメタノール残基の合計は、20モル%以下であることが好ましく、例えば1〜20モル%の範囲内でもよく、5〜20モル%の範囲内でもよい。1モル%以上、特に5モル%以上であれば、光反射体1の耐光性が向上する。すなわち、光反射体1に紫外線などの光が照射された場合の光反射体1の光反射性の低下が抑制される。また、20モル%以下であれば、光反射体1の高い耐光性が確保されるとともに、成形材料が硬化する際に結晶化が促進されやすくなる。
第一の不飽和ポリエステル中の全ポリオール残基に対して、ネオペンチルグリコール残基は7〜20モル%の範囲内であることが好ましい。この場合、光反射体1の耐光性が向上するとともに成形材料が硬化する際の硬化物の結晶化が促進される。すなわち、ネオペンチルグリコール残基が7モル%以上であると、光反射体1の耐光性が特に高い。また、ネオペンチルグリコール残基が多いほど光反射体1の耐光性が向上するが、成形材料が硬化する際の硬化物の結晶化が十分に促進されるためにはネオペンチルグリコール残基は20モル%以下であることが好ましい。
第一の不飽和ポリエステル中の全ポリオール残基に対して、シクロヘキサン1,4―ジメタノール残基は0〜20モル%の範囲内であることが好ましい。この場合、光反射体1の耐光性が向上するとともに成形材料が硬化する際の硬化物の結晶化が促進される。
ポリオール残基は、1,6−ヘキサンジオール残基、トリメチロールプロパン残基、ネオペンチルグリコール残基及びシクロヘキサン1,4―ジメタノール残基以外の基を更に含有してもよい。例えばポリオール残基は、エチレングリコール残基、1,3−プロパンジオール残基、1,4−ブタンジオール残基、1,3−ブタンジオール残基、1,5−ペンタンジオール残基、プロピレングリコール残基、ジエチレングリコール残基、トリエチレングリコール残基、ジプロピレングリコール残基、水素化ビスフェノールA残基、ビスフェノールAプロピレンオキシド化合物残基及びジブロムネオペンチルグリコール残基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含有することができる。
ポリオール残基が、エチレングリコール残基、1,3−プロパンジオール残基、1,4−ブタンジオール残基、1,5−ペンタンジオール残基及びシクロヘキサンジメタノール残基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含有することも好ましい。この場合、光反射体1の耐熱変色性が特に向上する。
第一の不飽和ポリエステルの酸価は、15〜35mg−KOH/gの範囲内であることが好ましく、20〜30mg−KOH/gの範囲内であれば更に好ましい。
第一の不飽和ポリエステルは、例えば不飽和多塩基酸類を含む多塩基酸類とポリオール類とを含む原料モノマーを脱水縮合反応させることで、合成される。この場合、第一の不飽和ポリエステルは、多塩基酸類に由来する多塩基酸残基と、ポリオール類に由来するポリオール残基とを有する。この原料モノマーにおいて、例えば多塩基酸類がフマル酸を含有するとともに、ポリオールが1,6−ヘキサンジオール及びトリメチロールプロパンを含有する。
次に、第二の不飽和ポリエステルの構造について、更に詳しく説明する。
第二の不飽和ポリエステルは、多塩基酸残基とポリオール残基とを備える。第二の不飽和ポリエステル中の多塩基酸残基とポリオール残基とのモル比は、例えば1:1.1〜1:1.3の範囲内である。すなわち、第一の不飽和ポリエステルは、例えば多塩基酸類とポリオール類とが、1:1.1〜1:1.3のモル比で脱水縮合反応することで合成される。
第二の不飽和ポリエステル中の多塩基酸残基は、フマル酸残基及びテレフタル酸残基を含有する。このように第二の不飽和ポリエステル中にフマル酸残基とテレフタル酸残基とが共に存在すると、光反射体1の靭性が向上するとともに、第二の不飽和ポリエステルがテレフタル酸に由来する芳香族環を備えることで光反射体1の靱性が向上し、更に光反射体1の耐熱性が向上する。
第二の不飽和ポリエステル中の全多塩基酸残基に対して、フマル酸残基は、50モル%以上であることが好ましく、55〜65モル%の範囲内であれば更に好ましい。この場合、光反射体1中の未反応成分が低減し、光反射体1の耐変色性が向上する。
第二の不飽和ポリエステル中の全多塩基酸残基に対して、テレフタル酸残基は、50モル%以下であることが好ましく、25〜50モル%の範囲内であれば更に好ましい。この場合、光反射体1の靱性が向上する。
第二の不飽和ポリエステル残基中の多塩基酸残基は、フマル酸残基及びテレフタル酸残基のみを含有してもよく、フマル酸残基及びテレフタル酸残基以外の基を含有してもよい。第二の不飽和ポリエステル残基中の全多塩基酸残基に対して、フマル酸残基及びテレフタル酸残基の合計は、80〜100モル%の範囲内であることが好ましく、95〜100モル%の範囲内であれば更に好ましい。
多塩基酸残基がフマル酸残基及びテレフタル酸残基以外の基を含有する場合、多塩基酸残基は、マレイン酸残基、シトラコン酸残基、メサコン酸残基、イタコン酸残基、テトラヒドロフタル酸残基、メチルテトラヒドロフタル酸残基、及びグルタコン酸残基からなる群から選択される少なくとも一種の不飽和多塩基酸残基を含有してもよい。
多塩基酸残基がフマル酸残基及びテレフタル酸残基以外の基を含有する場合、多塩基酸残基は、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸残基、イソフタル酸残基、コハク酸残基、アジピン酸残基、セバチン酸残基、アゼライン酸残基、エンドメチレンテトラヒドロフタル酸残基、ヘット酸残基、及びテトラブロムフタル酸残基からなる群から選択される少なくとも一種の飽和多塩基酸残基を含有してもよい。この場合、光反射体1の耐熱変色性が特に向上する。
第二の不飽和ポリエステル中のポリオール残基は、上記の通り1,4−ブタンジオール残基、1,2−プロパンジオール残基及びトリメチロールプロパン残基を含有する。
第二の不飽和ポリエステル中の全ポリオール残基に対して、1,4−ブタンジオール残基が70〜89モル%の範囲内であることが好ましく、75〜85モル%の範囲内であれば更に好ましい。
この場合、第二の不飽和ポリエステルの結晶性が向上するとともにその溶融粘度が低減することで、成形材料の成形性が向上する。
第二の不飽和ポリエステル中の全ポリオール残基に対して、1,2−プロパンジオール残基は1〜5モル%の範囲内であることが好ましい。この場合、光反射体1の強度が特に高くなる。
第二の不飽和ポリエステル中の全ポリオール残基に対して、トリメチロールプロパン残基は10〜29モル%の範囲内であることが好ましく、13〜25モル%の範囲内であれば、更に好ましい。この場合、不飽和ポリエステルの結晶性が向上するとともに粘度が低減し、これにより成形材料の成形性が向上する。
第二の不飽和ポリエステル中のポリオール残基は、1,4−ブタンジオール残基、1,2−プロパンジオール残基及びトリメチロールプロパン残基のみを含有してもよく、これらの以外の基を更に含有してもよい。第一の不飽和ポリエステル中の全ポリオール残基に対して、1,4−ブタンジオール残基、1,2−プロパンジオール残基及びトリメチロールプロパン残基の合計は、71〜94モル%の範囲内であれば好ましく、80〜87モル%の範囲内であれば更に好ましい。この場合、不飽和ポリエステルの結晶性が向上するとともに粘度が低減し、これにより成形材料の成形性が向上する。
ポリオール残基が1,4−ブタンジオール残基、1,2−プロパンジオール残基及びトリメチロールプロパン残基以外の基を含有する場合、例えばポリオール残基は、エチレングリコール残基、1,3−プロパンジオール残基、1,4−ブタンジオール残基、1,3−ブタンジオール残基、1,5−ペンタンジオール残基、プロピレングリコール残基、ジエチレングリコール残基、トリエチレングリコール残基、ジプロピレングリコール残基、水素化ビスフェノールA残基、ビスフェノールAプロピレンオキシド化合物残基、ジブロムネオペンチルグリコール残基、1,6−ヘキサンジオール残基、ネオペンチルグリコール残基、及びシクロヘキサン1,4―ジメタノール残基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含有することができる。
ポリオール残基が、エチレングリコール残基、1,3−プロパンジオール残基、1,4−ブタンジオール残基、1,5−ペンタンジオール残基及びシクロヘキサンジメタノール残基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含有することも好ましい。この場合、光反射体1の耐熱変色性が特に向上する。
第二の不飽和ポリエステルの酸価は、15〜35mg−KOH/gの範囲内であることが好ましく、20〜30mg−KOH/gの範囲内であれば更に好ましい。
第二の不飽和ポリエステルは、例えば多塩基酸類とポリオール類とを含む原料モノマーを脱水縮合反応させることで、合成される。この場合、第二の不飽和ポリエステルは、多塩基酸類に由来する多塩基酸残基と、ポリオール類に由来するポリオール残基とを有する。この原料モノマーにおいて、例えば多塩基酸類がフマル酸及びテレフタル酸を含有し、ポリオールが1,4−ブタンジオール、1,2−プロパンジオール、及びトリメチロールプロパンを含有する。
本実施形態では、常温下では第一の不飽和ポリエステル及び第二の不飽和ポリエステルの反応性が低く、このため、第一の不飽和ポリエステルと第二の不飽和ポリエステルのうち少なくとも一方を含有する成形材料の保存安定性が高い。
また、本実施形態では、成形材料が第一の不飽和ポリエステルと第二の不飽和ポリエステルのうち少なくとも一方を含有することで、成形材料の硬化物と金属との高い密着性が得られる。このため、成形材料から作製される光反射体1に金属製のリード2が埋め込まれている場合(図1参照)、光反射体1とリード2との間の高い密着性が得られる。
成形材料中の不飽和ポリエステルは、第一の不飽和ポリエステルと第二の不飽和ポリエステルとのうち少なくとも一方のみを含有すれば特に好ましい。
不飽和ポリエステルが、第一の不飽和ポリエステルと第二の不飽和ポリエステルとのうち少なくとも一方を含有し、更に第一の不飽和ポリエステル及び第二の不飽和ポリエステル以外の化合物(以下、第三の不飽和ポリエステルという)も含有してもよい。ただし、不飽和ポリエステル全体に対して、第一の不飽和ポリエステル及び第二の不飽和ポリエステルの合計は、40質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であれば更に好ましい。
本実施形態では、成形材料は、不飽和ポリエステルと反応する架橋剤を含有しない。架橋剤とは、不飽和ポリエステルと反応することで不飽和ポリエステルの鎖間に架橋構造を構築する成分である。なお、一般に、架橋剤としては、例えばスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、α−メチルスチレン、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル等のビニル系の重合性モノマー;ジアリルフタレート、イソジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルテトラブロムフタレート、フェノキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートなどのメタクリレート系及びアクリレート系の重合性モノマー;並びにこれらの重合性モノマーのうち少なくとも一種の化合物が重合して成るプレポリマーが、挙げられる。本実施形態では、成形材料はこれらの成分をいずれも含まない。
成形材料が架橋剤を含有しないため、光反射体1の耐久性が向上し、また光反射体1に熱処理が施された場合の成形収縮率が低減する。これは、光反射体1中に架橋剤が残存することがないためである。光反射体1中に架橋剤が残存すると、光反射体1に光が照射された場合及び光反射体1が加熱された場合に、光反射体1変色が生じたり、光反射体1が収縮したりしてしまう。しかし、本実施形態では、光反射体1中に架橋剤が残存することがないため、このような変色及び収縮が抑制される。
重合開始剤は、例えば加熱分解型の有機過酸化物を含有することができる。有機過酸化物は、例えばt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシオクトエート、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、及びジクミルパーオキサイドからなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することができる。
重合開始剤は、特に10時間半減期温度が100℃以上の有機過酸化物を含有することが好ましい。具体的には、重合開始剤は、ジクミルパーオキサイドを含有することが好ましい。重合開始剤がこのような有機過酸化物を含有すると、光反射体1の経時的な反射率低下が更に抑制される。
成形材料中における全不飽和ポリエステルに対する有機過酸化物の百分比は、1〜3質量%の範囲内であることが好ましい。この百分比が1質量%以上であると成形材料の硬化反応を効果的に促進することができる。また、この百分比が3質量%以下であると成形時間が過度に短縮されることを抑制して、光反射体1にカスレなどの不良が生じることを抑制することができる。
成形材料は、重合禁止剤を含有してもよい。重合禁止剤は、例えばハイドロキノン、モノメチルエーテルハイドロキノン、トルハイドロキノン、ジ−t−4−メチルフェノール、モノメチルエーテルハイドロキノン、フェノチアジン、t−ブチルカテコール、パラベンゾキノン、ピロガロール等のキノン類、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,2−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン等のフェノール系化合物からなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することができる。
成形材料は、熱硬化性樹脂として不飽和ポリエステル樹脂のみを含有してもよいが、それ以外の熱硬化性樹脂、例えばエポキシ樹脂を更に含有してもよい。ただし、全熱硬化性樹脂に対して、不飽和ポリエステル樹脂は、50質量%以上であることが好ましい。
充填材は、特に白色顔料を含有することが好ましい。白色顔料は、成形材料から形成される光反射体1に、光反射性を付与する。白色顔料は、例えば酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム及び鉛白(すなわち塩基性炭酸鉛)からなる群から選択される一種以上の材料を含有することができる。
特に、白色顔料が、酸化チタン、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、及び硫化亜鉛からなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することが好ましい。白色顔料が酸化亜鉛を含むと、光反射体1の熱伝導率が特に高くなるため、好ましい。また、白色顔料が、熱伝導率の高い酸化アルミニウムを含有することも好ましい。
白色顔料が酸化チタンを含有する場合、酸化チタンは、例えばアナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、及びブルサイト型酸化チタンからなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することができる。特に、ルチル型酸化チタンは熱安定性に優れているため、酸化チタンが、ルチル型酸化チタンを含有することが好ましい。
白色顔料の表面は、脂肪酸、カップリング剤等で表面処理されていてもよい。この場合、白色顔料の凝集、吸油等が抑制され、成形材料内での白色顔料の充填性が高くなる。
白色顔料の平均粒径は、2.0μm以下であることが好ましい。また、この平均粒径は、0.01μm以上であることが好ましい。この平均粒径は、0.03〜1.0μmの範囲内であることも好ましく、0.1〜0.7μmの範囲内であることも好ましく、0.2〜0.5μmの範囲内であることも好ましい。なお、白色顔料の平均粒径は、レーザー回折散乱法で測定される。
成形材料全体に対して、白色顔料が15〜40質量%の範囲内であることが好ましい。この場合、光反射体1の耐熱変色性が特に高くなるとともに、光反射体1の光反射性も特に高くなる。
充填材は、白色顔料以外の無機充填材を更に含有してもよい。この場合、光反射体1の光反射性が更に高くなるとともに、光反射体1の形状安定性が更に高くなる。また、無機充填材は、光反射体1の熱伝導率を高めることができる。それにより、光反射体1の熱による変色、劣化等が、更に抑制される。
無機充填材は、例えばシリカ、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素及びマイカからなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することができる。
無機充填材は、白色の体質顔料を含有してもよい。本実施形態において、白色の体質顔料とは、白色であり、1.5未満の屈折率を有する顔料である。成形材料が白色の体質顔料を含有すると、光反射体1の光反射性が特に高くなる。白色の体質顔料は、例えば炭酸カルシウム、硫酸バリウム及び水酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することができる。
無機充填材は、特にシリカを含有することが好ましい。この場合、光反射体1の光反射性が更に高まるとともに、光反射体1の形状安定性が更に高まる。シリカは、例えば、溶融シリカ粉末、球状シリカ粉末、破砕シリカ粉末、及び結晶シリカ粉末からなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することができる。特にシリカが溶融シリカを含有することが好ましい。
無機充填材が、熱伝導性無機充填材を含有することも好ましい。この場合、光反射体1の熱伝導性が特に高くなり、このため光反射体1の熱による変色、劣化等が、更に抑制される。熱伝導性無機充填材は、例えば結晶シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等からなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することができる。
熱伝導性無機充填材は、金属含有充填材を含有することが好ましく、特にアルミニウム含有充填材を含有することが好ましい。アルミニウム含有充填材は、例えば水酸化アルミニウムを含有することができる。水酸化アルミニウムは、モース硬度が3であるため混練時に混練機との摺れにより着色されることが抑制されるという利点がある。
熱伝導性無機充填材は、金属含有充填材を含有することが好ましく、特にアルミニウム含有充填材を含有することが好ましい。アルミニウム含有充填材は、例えば水酸化アルミニウムを含有することができる。
無機充填材の表面には、脂肪酸、カップリング剤等で表面処理されていてもよい。この場合、無機充填材の凝集、吸油等が抑制され、成形材料内での無機充填材の充填性が高くなる。
無機充填材が、中空粒子を含有することも好ましい。中空粒子は、例えば中空ガラス粒子及び中空シリカ粒子のうち少なくとも一方を含有することができる。
成形材料に対する中空粒子の百分比は、5〜15質量%の範囲内であることが好ましい。中空粒子の百分比が5質量%以上であることで、光反射体1の耐紫外線性が特に向上する。また、中空粒子の百分比が15質量%以下であることで、成形時に成形材料の粘度上昇を抑制できる。
中空粒子は、炭酸カルシウム、酸化亜鉛及びタルクからなる群から選択される少なくとも一種の材料で表面処理されていることが好ましい。すなわち、中空粒子は、炭酸カルシウム、酸化亜鉛及びタルクからなる群から選択される少なくとも一種の材料で被覆されていることが好ましい。この場合、光反射体1の白色度が向上するとともに光反射体1の耐紫外線性も向上する。その考えられる理由の一つとして、中空粒子が表面処理されることで中空粒子の成形材料及び光反射体1内での分散性が向上することが挙げられる。
中空粒子の好ましい具体例として、住友スリーエム株式会社製の品番S60−HS(中空ガラスビーズ)が挙げられる。
無機充填材の平均粒径は、100μm以下であることが好ましい。この場合、成形材料の成形性が特に良好になるとともに、光反射体1の耐熱変色性及び耐湿性が特に高くなる。この平均粒径は、0.1μm以上であることが好ましい。この場合、成形材料の取扱い性が良好になる。無機充填材の平均粒径は、80μm以下であればより好ましく、50μm以下であれば更に好ましい。また、無機充填材の平均粒径は、0.3μm以上であればより好ましい。さらに、無機充填材の平均粒径が8〜20μmの範囲内であれば、成形材料の射出成形性が特に良好になる。なお、無機充填材の平均粒径は、レーザー回折散乱法で測定される。
成形材料中の全熱硬化性樹脂に対して、無機充填材は40質量%以上であることが好ましい。この場合、光反射体1の形状安定性が特に高くなる。全熱硬化性樹脂に対して、無機充填材は300質量%以下であることも好ましい。この場合、成形材料の成形性が特に高くなる。この無機充填材が50〜250質量%の範囲内であれば、特に好ましい。
充填材全体に対して、白色顔料は30質量%以上であることが好ましい。この場合、光反射体1の光反射性が特に高くなる。充填材全体に対して、白色顔料が95質量%以下であることも好ましい。白色顔料が35〜90質量%の範囲内であればより好ましく、40〜85質量%の範囲内であれば更に好ましい。
成形材料中の全熱硬化性樹脂に対して、充填材は500質量%以下であることが好ましい。この場合、成形時に成形材料の流動性が特に高くなる。全熱硬化性樹脂に対して、充填材が100質量%以上であることも好ましい。この場合、光反射体1の光反射性が特に高くなる。充填材は、100〜400質量%の範囲内であればより好ましく、200〜300質量%の範囲内であれば更に好ましい。
充填材は、繊維状充填材を含有してもよく、繊維状充填材を含有しなくてもよい。
充填材が繊維状充填材を含有しない場合、成形時に成形材料の流動性が非常に高くなる。この場合、成形材料をモールド・アレイ・パッケージ(MAP)工法で成形しても、優れた成形性を得ることができる。モールド・アレイ・パッケージ工法とは、複数の製品を得るに当たって、まず一つの成形体を一括成形し、この成形体を所定サイズに切断することで複数の製品を得る工法である。
一方、充填材が繊維状充填材を含有すると、成形時に成形材料の硬化収縮が抑制されるとともに、光反射体1の強度が高くなり、更に光反射体1の寸法安定性が高くなる。
成形材料中の全熱硬化性樹脂に対して、繊維状充填材は10〜200質量%の範囲内であることが好ましい。この場合、成形時に成形材料の硬化収縮が特に抑制されるとともに、光反射体1の強度が特に高くなる。繊維状充填材が20〜100質量%の範囲内であればより好ましく、30〜80質量%の範囲内であれば更に好ましい。
繊維状充填材の平均繊維径は6〜12μmの範囲内であることが好ましく、6〜8μmの範囲内であれば更に好ましい。この場合、光反射体1の強度が特に高くなる。また、繊維状充填材の平均繊維長は100〜300μmの範囲内であることが好ましく、150〜250μmの範囲であれば更に好ましい。この場合、光反射体1の強度が特に向上するとともにその光反射率も特に向上する。繊維状充填材の平均繊維径及び平均繊維長は、それぞれ、繊維状充填材中の繊維の電子顕微鏡写真を画像処理することで得られる繊維径及び繊維長の、算術平均値である。
繊維状充填材は、例えばBMC(バルク・モールディング・コンパウンド)、SMC(シート・モールディング・コンパウンド)等のFRP(ファイバー・レインフォースド・プラスチックス)に用いられる繊維状の充填材を含有することができる。例えば繊維状充填材は、ガラス繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ワラストナイト、チタン酸カリウムウィスカー、炭酸カルシウムなどの炭酸塩のウィスカー、及びハイドロタルサイトからなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することができる。特に、繊維状充填材が、ガラス繊維を含有することが好ましい。
ガラス繊維は、例えばケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスを原料とするEガラス(電気用無アルカリガラス)、Cガラス(化学用含アルカリガラス)、Aガラス(耐酸用ガラス)、Sガラス(高強度ガラス)等のガラス繊維からなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することができる。ガラス繊維は、長繊維(ロービング)であっても、短繊維(チョップドストランド)であってもよい。ガラス繊維には表面処理が施されていてもよい。特に、ガラス繊維が、繊維径10〜15μmの範囲内のEガラス繊維が酢酸ビニル等の収束剤で収束され、続いてシランカップリング剤で表面処理された後、長さ3〜6mmの範囲内にカットされてなるチョップドストランドを含有することが好ましい。
特にガラス繊維の平均繊維径が6〜12μmの範囲内であることが好ましく、6〜8μmの範囲内であれば更に好ましい。この場合、光反射体1の強度が特に高くなる。
また、ガラス繊維の平均繊維長は100〜300μmの範囲内であることが好ましく、150〜250μmの範囲であれば更に好ましい。この場合、光反射体1の強度が特に向上するとともにその光反射率も特に向上する。この平均繊維長が100μm以下であると、混練や射出成形時にガラス繊維と金属とが摺れることで、光反射体1の光反射率が低下するおそれがある。なお、繊維の平均繊維径及び平均繊維長は、それぞれ、繊維の電子顕微鏡写真を画像処理することで得られる繊維径及び繊維長の、算術平均値である。
成形材料に配合される前のガラス繊維の平均繊維長が100〜300μmの範囲内ではなくても、成形材料中及び光反射体1中のガラス繊維の平均繊維長が100〜300μmの範囲内であればよい。例えば繊維長3mm程度のガラス繊維が用いられても、成形材料の製造過程における混練などによりガラス繊維に応力がかけられた結果、成形材料中のガラス繊維の平均繊維長が100〜300μmの範囲内になってもよい。
ガラス繊維の、より具体的な例としては、直径13μmで長さが3〜5mmであるチョップドストランド、直径6μで長さが3〜5mmであるチョップドストランド、及び直径6〜13μmで平均繊維長250〜600μmであるミルドファイバーが挙げられる。
ガラス繊維の最大繊維長が300μm以下であることも好ましい。この場合、トランスファ成形法などの金型成形法で成形材料を成形する際に、ゲートなどで成形材料が詰まりにくくなることで、未充填不良が更に抑制される。特に発光ダイオードなどの発光素子3の光を反射するために小型の光反射体1を作製する場合にはゲート径が小さくなるが、このような場合でもゲートなどでの成形材料の詰まりが抑制される。
ガラス繊維の横断面が、異形状であることも好ましい。異形状とは、円形以外の形状をいい、例えば、まゆ形、長円形等の、縦横比が1より大きい形状をいう。横断面の縦横比は1.5以上であることが好ましい。このようなガラス繊維としては、例えば日東紡社製の異形断面チョップドストランドが挙げられる。このような異形状の横断面を有するガラス繊維が用いられると、光反射体1の強度が向上する。また、光反射体1の反りが抑制されることで、光反射体1の平坦性が高くなり、このため、光反射率が更に向上する。
繊維状充填材が、脂肪族ウレタン系収束剤で処理されていることも好ましい。この場合、繊維状充填材が脂肪族ウレタン系収束剤で束ねられ、かつ成形材料及び光反射体1中の樹脂と繊維状充填材との密着性が高くなる。これにより、成形材料中及び光反射体1中での、繊維状充填材の分散性が良好になる。このため、繊維状充填材が光反射体1の機械的強度を効果的に向上することができるとともに、繊維状充填材が光反射体1の光反射性を阻害しにくくなり、その結果、光反射体1の高い強度と高い光反射性とが確保される。さらに、脂肪族ウレタン系収束剤は、不飽和基等の黄変の原因となる部位が少ないことから黄変しにくいため、経時的な光反射体1の光反射性の低下が生じにくくなる。
繊維状充填材は、まずアミノシランカップリング剤で処理されてから、脂肪族ウレタン系収束剤で処理されていることが、好ましい。この場合、繊維状充填材への脂肪族ウレタン系収束剤の密着性が高くなる。
アミノシランカップリング剤は、例えばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−N’−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、及びγ−アニリノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することができる。アミノシランカップリング剤の百分比は、繊維状充填材に対して0.3質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以下であれば更に好ましい。
脂肪族ウレタン系収束剤は、イソシアネート残基とポリオール残基とを備えることができる。脂肪族ウレタン系収束剤は、イソシアネート残基を誘導するイソシアネート化合物、ポリオール残基を誘導するポリオール化合物、並びに必要により鎖伸長剤及び架橋剤から選ばれる添加剤を反応させることで得られる。
特に、脂肪族ウレタン系収束剤中のイソシアネート残基が、イソホロンジイソシアネート残基、ヘキサメチレンジイソシアネート残基、イソホロンジイソシアネート残基、メチレンビス(4,1−シクロヘキシレン)ジイソシアネート残基、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン残基、ノルボルナンジイソシアネート残基及びメタキシリレンジイソシアネート残基からなる群から選択される少なくとも一種の基を含有し、かつ脂肪族ウレタン系収束剤中のポリオール残基が、ポリカプロラクトンポリオール、ポリブタジエンポリオール及びポリカーボネートポリオールからなる群から選択される少なくとも一種の基を含有することが、好ましい。この場合、脂肪族ウレタン系収束剤の黄変が特に抑制されることで、光反射体1の光及び熱による黄変及び反射率の低下が、特に抑制される。
脂肪族ウレタン系収束剤が、脂肪族ジイソシアネート残基と脂環式ジイソシアネート残基とのうち少なくとも一方と、ポリエステルポリオール残基とを備え、かつポリエステルポリオール残基が、脂肪族多塩基酸残基と脂環式多塩基酸残基とのうち少なくとも一方と、脂肪族多価アルコール残基とを備えることも、好ましい。この場合、脂肪族ウレタン系収束剤の黄変が特に抑制されることで、光反射体1の光及び熱による黄変及び反射率の低下が、特に抑制される。
脂肪族ウレタン系収束剤が、イソホロンジイソシアネート残基及びヘキサン−1,6−ジイソシアネート残基のうち少なくとも一方の基と、ポリエステルポリオール残基とを備え、前記ポリエステルポリオール残基が、ネオペンチルグリコール残基及びプロピレングリコール残基のうち少なくとも一方の基と、アジピン酸残基及びフタル酸残基のうち少なくとも一方の基とを備えることも、好ましい。この場合、脂肪族ウレタン系収束剤の黄変が特に抑制されることで、光反射体1の光及び熱による黄変及び反射率の低下が、特に抑制される。特に脂肪族ウレタン系収束剤におけるイソシアネート残基がイソホロンジイソシアネート残基及びヘキサン−1,6−ジイソシアネート残基からなり、かつこの脂肪族ウレタン系収束剤におけるポリエステルポリオール残基が、ネオペンチルグリコール残基、プロピレングリコール残基、アジピン酸残基及びフタル酸残基からなることが、好ましい。
繊維状充填材に対する脂肪族ウレタン系収束剤の百分比は、特に制限されないが、0.05〜0.4質量%の範囲内であることが好ましく、0.05〜0.29質量%の範囲内であれば更に好ましい。
また、成形材料全体に対して、繊維状充填材は3〜20質量%の範囲内であることが好ましく、5〜15質量%の範囲内であれば更に好ましい。これらの場合、光反射体1の曲げ強度が特に向上する。さらに、これらの場合、材料収縮率を低下させることができる。すなわち、温度サイクル試験などで、光反射体1のクラックの発生が抑制される。
成形材料全体に対して、充填材は20〜90質量%の範囲内であることが好ましい。この範囲において、成形時に成形材料の優れた流動性が確保される。特にMAP工法により成形材料から光反射体1が作製される場合、成形材料全体に対する充填材の百分比は、75〜90質量%の範囲内であることが好ましい。MAP工法ではなく、成形材料をトランスファ成形法で成形することで、一つのキャビティあたり一つの光反射体1を作製する場合は、成形材料全体に対して、充填材は50〜90質量%の範囲内であることが好ましく、60〜85質量%の範囲内であれば特に好ましい。
成形材料は、酸化防止剤を含有することが好ましい。この場合、光反射体1の変色が更に抑制され、光反射体1の経時的な光反射性の低下が、更に生じにくくなる。酸化防止剤は、例えばフェノール系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤からなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することができる。酸化防止剤は、発色団を生成する化合物を含有しないことが好ましい。
成形材料が、特にリン系酸化防止剤を含有することが好ましい。この場合、光反射体1の、加工時の黄変及び経時的な黄変が、更に抑制され、これにより光反射体1の光反射率の低下が更に抑制される。特に成形材料がトリグリシジルイソシアヌラートを含有する場合に、更にリン系酸化防止剤も含有すると、光反射体1の光反射率の低下が、大幅に抑制される。
リン系酸化防止剤は、例えば9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、3,9−ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト及びジステアリルペンタエリスリトール−ジ−ホスファイトからなる群から選択される少なくとも一種の化合物を含有することができる。成形材料全体に対して、リン系酸化防止剤は0.1〜0.5質量%の範囲内であることが好ましい。
成形材料が硫黄系酸化防止剤を含有することも好ましい。硫黄系酸化防止剤の具体例としては、株式会社ADEKA製の品名アデカスタブAAO−412Sが挙げられる。成形材料全体に対して、硫黄系酸化防止剤は0.5質量%以下であることが好ましく、0.01〜0.5質量%の範囲内であれば更に好ましい。
成形材料は、離型剤を含有してもよい。離型剤は、例えば一般に用いられる脂肪酸系ワックス、脂肪酸金属塩系ワックス、及び鉱物系ワックスからなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することができる。特に、離型剤は、耐熱変色性に優れた脂肪酸系ワックス又は脂肪酸金属塩系ワックスを含有することが好ましい。
離型剤は、特にステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、及びステアリン酸カルシウムからなる群から選択される少なくとも一種の材料を含有することが好ましい。
熱硬化性樹脂100質量部に対して、離型剤は1〜15質量部の範囲内であることが好ましい。この場合、成形時に光反射体1の良好な離型性と光反射体1の優れた外観とが両立するとともに、光反射体1の光反射性が特に高くなる。
なお、成形材料は、上記成分以外に、着色剤、増粘剤、難燃剤、可撓性付与剤等の、適宜の添加剤を含有してもよい。
成形材料は、熱可塑性樹脂を含有してもよい。この場合、成形時の収縮が抑制されるため、光反射体1の寸法安定性が高くなる。熱可塑性樹脂は、例えばポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンスチレンゴム及びポリメチルメタクリレートからなる群から選択される一種以上の成分を含有することができる。成形材料100質量部に対して、熱可塑性樹脂は例えば0.5〜20質量部の範囲内である。
成形材料は、固体状であってよい。この場合、成形材料の保存安定性及びハンドリング性が高くなる。例えば成形材料は、粒状、粉末状等であってよい。特に成形材料が、30℃以下で固体であることが好ましい。この場合、粉砕加工、押出しペレット加工等で、成形材料が粒状に容易に加工されうる。成形材料が、50℃以下で保形性を有することも好ましい。この場合、成形材料の取扱い性、成形材料を使用する場合の作業性が、特に高くなる。
成形材料は、無溶媒で調製されてもよい。すなわち、成形材料は溶媒を含まなくてもよい。この場合、固体状の成形材料が容易に得られる。
成形材料の調製に当たっては、例えばまず成形材料の原料が所定の割合で配合され、ミキサー、ブレンダー等の混合機で混合されることで、混合物が得られる。この混合物が加熱加圧可能な混練機、押出機等で混練される。混練機として、例えば加圧ニーダー、熱ロール、エクストルーダー等が用いられる。この混練時の加熱温度は、80〜120℃の範囲内であることが好ましい。この場合、不飽和ポリエステルが硬化することなく溶融することで、成形材料の均一性が高くなる。続いて混合物のバルク体が、粉砕・整粒され、あるいは更に必要に応じて造粒されることで、粒状、粉末状、ペレット状等の成形材料が得られる。粉砕時に、本実施形態では不飽和ポリエステルが溶融しにくいため、金属摺れによる光反射体1の光反射率の低下が抑制される。
本実施形態に係る成形材料は、上述の通り第一の不飽和ポリエステルと第二の不飽和ポリエステルのうち少なくとも一方を含有することで、成形時に高い流動性が得られる。第一の不飽和ポリエステルと第二の不飽和ポリエステルのうち少なくとも一方を含有することで、本実施形態に係る成形材料の170℃におけるスパイラルフロー長さが30cm以上であることが好ましい。第一の不飽和ポリエステルと第二の不飽和ポリエステルのうち少なくとも一方を含有することで、本実施形態に係る成形材料の170℃におけるキュラストメータのトルクが1.96N・m(20kgf・cm)以上であることも好ましい。この場合、成形材料の流動性が特に優れ、成形材料がトランスファ成形法で容易に成形されるとともに光反射体1にバリの発生が抑制される。
充填材が繊維状充填材を含有しない場合、成形時に成形材料の流動性が特に高くなる。成形材料が第一の不飽和ポリエステルを含有し、繊維状充填材を含有しない場合、成形材料の170℃におけるスパイラルフロー長さが50cm以上、170℃におけるキュラストメータのトルクが1.96N・m(20kgf・cm)以上であることを、達成できる。この場合、特にモールド・アレイ・パッケージ(MAP)工法で光反射体1が作製される場合の成形性が良好になる。
成形材料を成形して硬化させることで、光反射体1が得られる。成形方法として、射出成形法、射出圧縮成形法、トランスファ成形法等の適宜の溶融加熱成形法が適用可能である。特に上述のように、低コストで量産が容易なトランスファ成形法が適用されることが好ましい。トランスファ成形法における成形条件は、例えば金型温度が150〜195℃好ましくは、170〜180℃の範囲内、トランスファ圧力が5〜20MPaの範囲内、硬化時間が30〜300秒、好ましくは30〜180秒の範囲内である。必要に応じてポストキュア処理が施されてもよい。
図1及び図2に、光反射体1を備える発光装置6の例を示す。この発光装置6は、光反射体1、金属製のリード2及び発光素子3を備える。本例では、光反射体1にリード2が埋め込まれていることで、光反射体1とリード2とが組み合わされている。なお、本実施形態に係る成形材料から作製される光反射体1及び発光装置6の構造は、本例のみには限られない。
リード2は、第一のリード21と第二のリード22とを備える。光反射体1は、リード2に重ねられている本体部12と、第一のリード21と第二のリード22との間に介在する介在部11とを備える。本体部12には、その上面で開口する凹所13が形成されている。第一のリード21と第二のリード22の各々は、凹所13の底面で凹所13内に露出している。リード2の下面上には、第一のリード21上から第二のリード22上に跨がる絶縁性の部材5が設けられ、この部材5が、第一のリード21と第二のリード22との間の短絡を抑制する。
発光素子3は、例えば発光ダイオードであるが、これに限られない。発光素子3は、凹所13内で第一のリード21上に実装されている。更に凹所13内で、発光素子3と第一のリード21とが第一のワイヤ41で電気的に接続されるとともに、発光素子3と第二のリード22とが第二のワイヤ42で接続されている。
この光反射体1の凹所13の内周面14は、凹所13の内径が開口側ほど大きくなるように傾斜している。このため、発光素子3から発せられる光が、光反射体1における凹所13の内周面14で反射しやすくなり、その結果、発光装置6からの光の取り出し効率が高くなる。
この発光装置6において、必要により、凹所13内が透明な樹脂で封止されてもよく、凹所13の開口が透明なカバ−で覆われてもよい。
このような金属製のリード2が埋め込まれている光反射体1は、例えばインサート成形法で製造される。すなわち、例えばリード2を含むリードフレームをトランスファ成形金型の内部に配置し、この状態で、トランスファ成形金型内で成形材料をトランスファ成形し、必要に応じてリードフレームからリード2を切り離すことで、光反射体1が得られる。
金属製のリード2が埋め込まれている光反射体1を、MAP工法で作製する方法を、図3を参照して説明する。例えばまず複数のリードの2を含むリードフレーム20を用意する。このリードフレーム20をトランスファ成形金型の内部に配置し、この状態で、トランスファ成形金型内で成形材料をトランスファ成形する。これにより、リードフレーム20が埋め込まれた成形体10を得る。この成形体10をダイシングソー等で切断することで、複数の光反射体1が得られる。
[不飽和ポリエステルの調製]
下記表1に示す組成の原料モノマーを容器内に入れ、容器内を不活性ガスで置換しながら昇温させるとともに縮合水をパージしながら、原料モノマーを反応させた。生成物の酸価が5〜40mg−KOH/gの範囲内であることが確認されたら、反応を終了させた。これにより、結晶性の不飽和ポリエステルを得た。
各不飽和ポリエステルのヨウ素価、融点及び150℃でのICI粘度も、併せて表1に示す。なお、融点は、不飽和ポリエステルを示差走査熱量測定(DSC)により10℃毎分で昇温させながら測定した値である。
[実施例及び比較例]
後掲の表に示す組成を有する樹脂成分と充填材とを用意し、これらを充填材の割合が表中の「成形材料中の充填材の割合」に示される値になるように配合した。なお、表中の「樹脂成分組成」の欄及び「充填材組成」の欄に示されている原料の量は、いずれも質量部で示されている。これらの原料を、シグマブレンダーを用いて均一に混合した後、100℃に加熱した熱ロールで混練することで、シート状の混練物を得た。この混練物を冷却・粉砕・整粒した。これにより、粒状の成形材料を得た。
成形材料の、170℃におけるスパイラルフロー長さ及び170℃におけるキュラストメータのトルクを測定した結果を、後掲の表に示す。スパイラルフローの測定に当たっては、EMMI−1−66の規格に準じたスパイラルフロー測定用金型を用いて、成形材料を成形型温度170℃、成形圧力6.9MPaの条件で成形し、そのときの流動距離(cm)を求めた。また、キュラストメータのトルクの測定に当たっては、成形材料を170℃の温度で加熱し、加熱開始時から180秒経過時におけるトルクの数値を求めた。
なお、不飽和ポリエステル以外の、後掲の表中に示す原料の詳細は、次の通りである。
架橋剤
・ジアリルフタレートモノマー:ダイソー株式会社製、品名ダップモノマー、分子量246.3、30℃での粘度8.5mPa・s、ヨウ素価202、常温で液体、沸点290℃。
・トリアリルシアヌレート:日本化成株式会社製、品名タイク、分子量249、粘度80〜110mPa/s(30℃)、融点27℃、沸点162℃(2mmHg)。
・スチレン:スチレンモノマー、旭化成ケミカルズ株式会社製、沸点145℃。
・ジアリルフタレートプレポリマー:ダイソー株式会社製、品名イソダップ、重量平均分子量(ポリスチレン換算値)3×104〜5×104、120℃での溶融粘度1kPa・s、ヨウ素価78、軟化点50〜80℃、沸点150℃以上。
硬化促進剤
・2,5−ジメチル−2,5−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン。
・ジクミルパーオキサイド:日油株式会社製。
離型剤
・ステアリン酸亜鉛:堺化学工業株式会社製、品名SZ−P。
酸化防止剤
・PEP−36:リン系酸化防止剤、株式会社ADEKA製、品名アデカスタブPEP−36。
・AO−60:ヒンダードフェノール系酸化防止剤、株式会社ADEKA製、品名アデカスタブAO−60。
・AO−412S:硫黄系酸化防止剤、株式会社ADEKA製、品名アデカスタブAAO−412S。
白色顔料
・酸化チタン:ルチル型酸化チタン、平均粒径0.4μm、タイオキサイドジャパン株式会社製、品名Tioxide RTC−30。
・酸化亜鉛:堺化学工業株式会社製、比重5.6、平均粒径0.6μm、商品名「酸化亜鉛1種」。
無機充填材
・シリカ:溶融シリカ、平均粒径25μm、電気化学工業株式会社製、品名FB−820。
・酸化アルミニウム:平均粒径0.5μm、電気化学工業株式会社製、品名DAW−05。
・中空粒子:ガラス中空粒子、平均粒径30μm、住友スリーエム株式会社製、商品名グラスバブルズ、品番S60−HS。
繊維状充填材
・ガラス繊維:平均繊維長3mm、平均繊維径10.5μm、水分率0.02%、強熱減量0.28%のガラス繊維に、アミノシランカップリング剤による表面処理と脂肪族ウレタン系収束剤による表面処理とを順次施して得られた処理品。脂肪族ウレタン系収束剤における、イソシアネート残基は80モル%以上のイソホロンジイソシアネート残基と20モル%以下のヘキサン−1,6−ジイソシアネート残基からなり、ポリエステルポリオール残基はネオペンチルグリコール残基、プロピレングリコール残基、アジピン酸残基及びフタル酸残基からなる。
[評価]
(光反射率)
1.初期
成形材料をトランスファ成形することで、評価用サンプルを作製した。トランスファ成形条件は、金型温度170℃、トランスファ圧力8MPa、硬化時間90秒とした。また、評価用サンプルの寸法は、直径5cm、厚み1mmとした。
この評価用サンプルの、波長460nmでの光反射率を、コニカミノルタ社製の分光測色計CM−3500dを用いて測定した。
2.加熱処理後
評価用サンプルに、150℃で1000時間加熱処理を施してから、このサンプルの波長460nmでの光反射率を測定した。
3.紫外線照射・加熱処理後
評価用サンプルに、HIDランプ(高圧水銀灯)を光源としてUV光を照射しながら、140℃で1000時間加熱処理を施した。続いて、このサンプルの波長460nmでの光反射率を測定した。
4.高温高湿処理後
評価用サンプルに、85℃85%RHで1000時間処理を施してから、この評価用サンプルの波長460nmでの光反射率を測定した。
(成形時臭気)
上記光反射率の評価の場合と同じ条件で、評価用サンプルを作製した。この成形時における金型の周囲の環境の臭気を官能評価した。その結果、強い臭気を感じる場合を「B」、そうでない場合を「A」と、評価した。
(保存安定性)
各実施例及び比較例で得られた成形材料を、調製直後に示差走査熱量測定(DSC)により分析し、発熱時の熱量を測定した。また、この成形材料を20℃の温度下で1か月保存してから、この成形材料の発熱時の熱量を測定した。その結果、保存後の成形材料の発熱量が、調製直後の成形材料の発熱量の8割以上である場合を「A」、8割未満である場合を「B」と、評価した。
(成形性)
3mm×3mm×1mmの寸法の空洞を有するトランスファ成形金型を用い、成形材料をトランスファ成形することで、光反射体の評価用サンプルを作製した。トランスファ成形条件は、金型温度170℃、トランスファ圧力8MPa、硬化時間90秒とした。
評価用サンプルを2500個作製して観察し、未充填不良の有無を確認した。不良が認められた評価用サンプルの個数を計数し、この個数で成形性を評価した。
(成形収縮率)
1.初期
成形材料をトランスファ成形することで、評価用サンプルを作製した。トランスファ成形条件は、金型温度170℃、トランスファ圧力30MPa、硬化時間300秒とした。評価用サンプルの寸法は、直径80mm、厚み5mmの円盤状である。また、評価用サンプルの外周縁は全周にわたってリブ状に突出し、この外周縁の厚みが11mmである。
成形直後の評価用サンプルに関し、成形時の金型内での成形材料の流れ方向に沿った径の寸法(D1)と、この流れ方向に対して垂直な方向に沿った径の寸法(D2)を、ノギスで測定した。この二種類の径の寸法の測定値を利用し、次の式に基づいて成形収縮率を算出した。なお、下記式におけるd1はD1に対応する金型の寸法であり、d2はD2に対応する金型の寸法である。
成形収縮率(%)={(1―D1/d1)+(1―D2/d2)}/2×100 (式1)
2.熱処理後の後収縮率
成形直後の評価用サンプルに、170℃の乾燥機に1週間曝露する加熱処理を施した。
この加熱処理後の評価用サンプルに関し、成形時の金型内での成形材料の流れ方向に沿った径の寸法(D1)と、この流れ方向に対して垂直な方向に沿った径の寸法(D2)を、ノギスで測定した。この二種類の径の寸法の測定値を利用し、上記(式1)に基づいて成形収縮率を算出した。