JP4002746B2 - 不飽和ポリエステル樹脂組成物およびその硬化物、ならびにランプ反射鏡基体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不飽和ポリエステル樹脂組成物およびその硬化物に関し、詳しくは自動車に装備されるヘッドランプ、フォグランプ等のランプ反射鏡基体成形用に好適な不飽和ポリエステル樹脂組成物およびその硬化物、ならびに該硬化物からなるランプ反射鏡基体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂は、壁材、床材、浴槽や化粧台等、あるいはタイル、人工大理石等の住建機材分野、船舶分野、自動車分野、電気・電子分野等の広範囲の分野に利用されてきている。自動車分野において自動車に装備されるヘッドランプ、フォグランプ等のランプ反射鏡は、非常に高い光輝度の電球が使用されるために、使用時にフィラメントから発生する高熱に耐え得ることが必要であることから、ランプ反射鏡基体は耐熱性に優れた熱硬化性樹脂組成物から成形される。例えば、特公昭５７−２８４４２号公報には、１０〜２５重量％のガラス繊維および５０〜６５重量％の炭酸カルシウムなどの充填材を含有する低収縮性不飽和ポリエステル樹脂組成物に、相溶性内部潤滑剤として、充填材と化学的に結合しているステアリン酸カルシウム、硬化剤として脂肪族ペルオキシ化合物を含有させたランプ反射鏡成形用組成物が開示されている。
【０００３】
しかしながら、ランプ反射鏡、特に自動車に装備されるヘッドランプに使用し得る好適なランプ反射鏡は、ランプ点灯時の発熱温度（約１８０℃）に耐え得る耐熱性と強度が要求されるが、特公昭５７−２８４４２号公報に開示されている低収縮性不飽和ポリエステル樹脂組成物を基体材料としたランプ反射鏡は、長時間使用した場合、ランプ点灯時の灯室内の熱上昇により熱変形を起こすことがある。また、ランプ反射鏡基体を射出成形する際に発生する熱収縮により基材が収縮し、寸法安定性や表面平滑性が損なわれることが判明した。
【０００４】
その結果、反射鏡表面に歪が発生し、その歪に起因して反射鏡表面が凹凸面となり電球からの照射光が正確に制御できず、配光規格を満足することができなくなったり、対向車両に対する眩光を生じたりする問題がある。
【０００５】
このような問題点を解決するものとして、特開平９−９７５１２号公報に、ガラス転移温度１５０℃以上の不飽和ポリエステル樹脂、１５０℃以上の熱可塑性樹脂、ガラス繊維および無機充填剤を含有した樹脂組成物が開示されている。しかしながら、上記樹脂組成物から得られる成形物はこれまでのものに比べれば耐熱性は改良されるものの未だ十分とはいえない。また上記樹脂組成物は今一歩成形サイクル性に問題があり必ずしも十分満足できるものではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、自動車用ランプ反射鏡基体に要求される性能を満足すると共に、優れた耐熱性、寸法安定性、表面平滑性および強度を有する不飽和ポリエステル樹脂組成物およびその硬化物ならびに該硬化物からなるランプ反射鏡基体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために種々多角的に検討を行い、特定の化学結合基を特定の濃度で含有する不飽和ポリエステルを重合性不飽和単量体に溶解してなる不飽和ポリエステル樹脂を用い、ガラス繊維、無機充填材および液状熱可塑性樹脂を配合した不飽和ポリエステル樹脂組成物およびその硬化物が所期の目的を達成することが見出された。
【０００９】
本発明は、（１）不飽和ポリエステル１ｇ当たり、二重結合基濃度５．１０〜５．９０ｍｍｏｌ／ｇ、エーテル結合基濃度１．５０〜２．５０ｍｍｏｌ／ｇ、イソプロピリデン結合基濃度１．０５〜１．３０ｍｍｏｌ／ｇ、エチレン結合基濃度２．５０〜３．５０ｍｍｏｌ／ｇ、およびメチレン結合基濃度３．２０〜３．６０ｍｍｏｌ／ｇを含有し、かつ多価アルコール成分として、エチレングリコール、ジプロピレングリコールおよびネオペンチルグリコールを必須成分とする多価アルコールとα、β−不飽和二塩基酸またはその無水物とを重縮合して得られる不飽和ポリエステル６５〜７５重量％を、重合性不飽和単量体２５〜３５重量％に溶解してなる不飽和ポリエステル樹脂８〜２０重量％、ガラス転移点１５０℃以下のアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、飽和ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂から選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂３０〜４５重量％を重合性不飽和単量体５５〜７０重量％に溶解してなる液状熱可塑性樹脂４〜１２重量％、ガラス繊維８〜２０重量％および無機充填材５０〜７５重量％を含有してなることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂組成物に関する。
【００１３】
（２）重合性不飽和単量体が、スチレン系単量体であることを特徴とする上記（１）記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物に関する。
【００１４】
（３）無機充填材が、平均粒径０．２〜２０μｍを有する炭酸カルシウムであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物に関する。
【００１５】
（４）ガラス繊維が、繊維径６〜１８μｍであり繊維長１〜２０μｍであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物に関する。
【００１６】
さらに本発明は、（５）上記（１）〜（４）記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物の６０°光沢が８８％以上で、ガラス転移点が１８０℃以上であり、かつ２００℃で２００時間熱処理したときの加熱減量が１．５％以下であることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂硬化物に関する。
【００１７】
（６）上記（１）〜（４）記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物の引張り強度が２０ＭＰａ以上、曲げ強度が４０ＭＰａ以上であり、かつアイゾット衝撃強度が４０Ｊ／ｍ以上であることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂硬化物に関する。
【００１８】
（７）上記（１）〜（４）記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物からなるランプ反射鏡基体に関する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、耐熱性、寸法安定性、表面平滑性ならびに機械的強度に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物に関し、不飽和ポリエステル樹脂８〜２０重量％、液状熱可塑性樹脂４〜１２重量％、ガラス繊維８〜２０重量％および無機充填材５０〜７５重量％を含有してなる不飽和ポリエステル樹脂組成物、および該不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物からなるランプ反射鏡基体に関する。本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、自動車用ランプ反射鏡基体成形用として特に好適である。以下、本発明について自動車用ランプ反射鏡基体成型用樹脂組成物を例に説明する。
【００２０】
本発明における不飽和ポリエステル樹脂は、α，β−不飽和二塩基酸またはその無水物からなる酸成分と多価アルコールとを重縮合して得られる不飽和ポリエステルと重合性不飽和単量体とを混合した液状樹脂であり、不飽和ポリエステル６５〜７５重量％と重合性不飽和単量体３５〜２５重量％との割合で含有する。
【００２１】
一般に、マレイン酸や無水マレイン酸等のα，β−不飽和二塩基酸と多価アルコールとを重縮合させて得られる不飽和ポリエステルを、スチレンモノマーに溶解させて調製した不飽和ポリエステル樹脂を、有機過酸化物系硬化剤の存在下で硬化させたとき、使用した多価アルコールの種類によって、硬化物の化学的性質、熱的性質および機械的性質が異なることは知られていることである。
例えば、無水マレイン酸とプロピレングリコールとを重縮合して得られる不飽和ポリエステルはスチレンモノマーとの相溶性に優れ、スチレンモノマーに溶解した不飽和ポリエステル樹脂から得られる硬化物は物性のバランスも比較的良好なものである。しかしながら、硬くて脆い傾向があり耐衝撃性に劣る。
また多価アルコールとしてエチレングリコールを使用した場合は、耐衝撃性の点は良好であるが、得られる不飽和ポリエステルがスチレンモノマーとの相溶性に乏しいので通常他の多価アルコールと併用される。またジエチレングリコールを使用した場合には、柔軟性、耐クラック性は良いが、耐熱性が劣る欠点がある。ジプロピレングリコールを使用した場合には、靭性を有する硬化物が得られるが耐熱性が劣る欠点がある。またネオペンチルグリコールを使用した場合は、顔料分散性に優れ、耐水性、耐薬品性、耐候性が良好は硬化物が得られるが、比較的高価である。
【００２２】
本発明は、耐熱性、寸法安定性、表面平滑性ならびに機械的強度に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物を目的とするものであり、本発明においては、マレイン酸またはその無水物、フマル酸、イタコン酸およびシトラコン酸から選ばれる少なくとも１種のα，β―不飽和二塩基酸またはその無水物と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコールおよびジプロピレングリコールから選ばれる少なくとも１種の多価アルコールとを重縮合させて得られる不飽和ポリエステル中に存在させる結合基濃度を特定の範囲とした不飽和ポリエステル樹脂を用いることを特徴とするものである。
【００２３】
すなわち、本発明における不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和ポリエステル１ｇ当たり、二重結合基濃度５．１０〜５．９０ｍｍｏｌ／ｇ、エーテル結合基濃度１．５０〜２．５０ｍｍｏｌ／ｇ、イソプロピリデン結合基濃度１．０５〜１．３０ｍｍｏｌ／ｇ、エチレン結合基濃度２．５０〜３．５０ｍｍｏｌ／ｇおよびメチレン結合基濃度３．２０〜３．６０ｍｍｏｌ／ｇを含有することを特徴とし、これにより本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物から得られる硬化物は目的とする特性、物性を満足することができるものである。
【００２４】
本発明において、使用される上記のα，β−不飽和二塩基酸またはその無水物としては、マレイン酸またはその無水物、フマル酸、イタコン酸およびシトラコン酸の１種または２種以上が用いられる。特に、マレイン酸またはその無水物、フマル酸が好適に用いられる。また、飽和二塩基酸またはその無水物としては、フタル酸またはその無水物、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、アジピン酸およびセバシン酸等が必要に応じて用いられ、１種または２種以上を上記のα，β−不飽和二塩基酸またはその無水物と混合して使用される。
【００２５】
本発明において、上記のα，β−不飽和二塩基酸またはその無水物は、１分子中に１モルの二重結合基を有するので、その使用量は上記の本発明における不飽和ポリエステル１ｇ中に存在させる二重結合基の濃度を満足する範囲で、他の成分との関係で決められる。
【００２６】
本発明において使用される多価アルコールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられ、これらは１種または２種以上を混合して使用することができる。本発明においては、多価アルコール成分として、特にエチレングリコール、ジプロピレングリコールおよびネオペンチルグリコールの３種類を必須成分として使用することが所望する特性等の点から望ましい。
またこれらの多価アルコールの他に必要に応じて１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよび水素化ビスフェノールＡなどの１種または２種以上を上記多価アルコールに混合して使用することができる。
【００２７】
上記の多価アルコールにおいて、エチレングリコールは１分子中に１モルのエーテル結合基を、プロピレングリコールは１分子中に１モルのメチレン結合基を、ネオペンチルグリコールは１分子中に１モルのイソプロピリデン結合基を、ジエチレングリコールは１分子中に１モルのエチレン結合基と１モルのエーテル結合基とを、またジプロピレングリコールは１分子中に１モルのメチレン結合基と１モルのエーテル結合基とをそれぞれ有している。したがって、これら多価アルコールの使用量は上記の本発明における不飽和ポリエステル１ｇ中に存在させるそれぞれの結合基の濃度を満足する範囲で、他の成分との関係で決められる。
【００２８】
本発明に使用される二重結合を有する重合性不飽和単量体としては、例えば、スチレンモノマー、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ｐ−メチルスチレン、メチルメタクリレート、ジアリルフタレート、およびジアリルイソフタレート等が挙げられる。これらの重合性不飽和単量体は１種または２種以上を混合して使用することができる。これらの重合性不飽和単量体は、通常、予め所定量の全量を不飽和ポリエステルに混合して不飽和ポリエステル樹脂中に含有させるが、その一部を不飽和ポリエステル樹脂組成物調製時に添加し所望の樹脂組成物とすることができる。
【００２９】
不飽和ポリエステル樹脂は、所定量の不飽和ポリエステルと重合性不飽和単量体とを混合して相互に溶解させ、または相互に混合することにより調製される。この際、ゲル化させることなく安定に調製するために、および調製された不飽和ポリエステル樹脂の貯蔵安定性のために通常重合禁止剤が添加される。重合禁止剤は、例えば、ハイドロキノン、パラベンゾキノン、メチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン等の多価フェノール系重合禁止剤が挙げられる。これらの重合禁止剤は、本発明の樹脂組成物中、通常０．０２〜０．５重量％、好ましくは０．０５〜０．１５重量％が用いられ、予めその全量を不飽和ポリエステル樹脂中に含有させてもよく、必要に応じて、所定量の一部を本発明樹脂組成物の構成成分の一つである液状熱可塑性樹脂に含有させておくこともでき、また、その一部を不飽和ポリエステル樹脂組成物調製時に添加し所望の樹脂組成物とすることができる。
【００３０】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物には硬化剤が使用される。硬化剤としては、通常、好適には有機化酸化物が用いられる。これらの硬化剤は、例えば、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、１,１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３,３,５−トリメチルシクロヘキサン等が例示される。これらの硬化剤は、本発明の樹脂組成物中、好ましくは０．２〜５重量％、より好ましくは、０．２〜３．０重量％の量が用いられる。
【００３１】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物には、硬化時の収縮を抑制する目的で液状熱可塑性樹脂が添加される。この液状熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂３０〜４５重量％を１分子中に重合性二重結合を有する重合性単量体５５〜７０重量％に溶解させたものである。この熱可塑性樹脂は例えば、スチレン系共重合体、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル系重合体、ポリ塩化ビニル系重合体、ポリメタクリル酸メチルおよびポリメタクリル酸メチル共重合体、ＡＢＳ樹脂、変性ＡＢＳ樹脂、ポリカプロラクトン、変性ポリウレタン、飽和ポリエステル樹脂等を挙げることができる。これらのうち、特に、ポリメタクリル酸メチルおよびポリメタクリル酸メチル共重合体、ポリ酢酸ビニルおよびスチレン−酢酸ビニル共重合体、熱可塑性ウレタン、飽和ポリエステル樹脂等が、分散性、低収縮性、剛性等の点から好ましい。これらの液状熱可塑性樹脂は本発明樹脂組成物中４〜１２重量％、好ましくは６〜１０重量％含有する量で配合される。
【００３２】
本発明に使用される上記の液状熱可塑性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂の硬化時の発熱温度において熱膨張を起こす性質を有するものであり、かかる性能を十分に発揮するにはそのガラス転移点が１５０℃以下のものであることが望ましく、特に１２０℃〜−１０℃が好ましい。ガラス転移点が１５０℃以下である場合に、成形時の熱可塑性樹脂の十分な熱膨張が得られ不飽和ポリエステル樹脂の硬化収縮を十分に抑制することができ、寸法安定性および表面平滑性に優れた硬化物を得ることができる。したがって、本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物から寸法安定性および表面平滑性に優れたランプ反射鏡基体を得ることができる。
【００３３】
また、本発明不飽和ポリエステル樹脂組成物は、補強材料としてガラス繊維が配合される。使用されるガラス繊維は繊維径６〜１８μｍで、繊維長１〜２０ｍｍのものが、好ましくは繊維径１０〜１６μｍで、繊維長３〜１５ｍｍのものが使用される。このガラス繊維は本発明樹脂組成物中８〜２０重量％，好ましくは１０〜１８重量％の量で配合される。ガラス繊維の配合量が上記範囲よりも多い場合には成形時の樹脂組成物の流動性が低下し、また成形品の表面が粗くなり好ましくなく、逆に配合量が上記範囲よりも少ない場合には、所望の強度が得られず好ましくない。上記範囲内でガラス繊維を配合した本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物からランプ反射鏡基体を成形した場合、表面平滑性に優れ、優れた機械的強度を示し十分な耐衝撃強度を有するランプ反射鏡基体を得ることができる。
【００３４】
本発明不飽和ポリエステル樹脂組成物には、無機充填材が配合される。無機充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、グラファイト、カーボンブラック、アスベスト、水酸化アルミニウム等が例示される。これらのうち、特に平均粒子径が０．２〜２０μｍ、好ましくは１〜１０μｍの炭酸カルシウムが好適であり、本発明樹脂組成物中５０〜７５重量％、好ましくは５５〜７０重量％の量で含有するように配合することが好適である。上記の範囲よりも多い場合には、成形時の流動性が悪くなり好ましくなく、少ない場合には所望の物性を得ることができない。
【００３５】
さらに本発明不飽和ポリエステル樹脂組成物には、成形物を金型から容易に脱型するために内部離型剤が添加されることが好ましい。内部離型剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩が使用され、これらのうち、ステアリン酸塩が好ましい。その添加量は、好ましくは０．５〜５．０重量％、より好ましくは０．４〜４．０重量％である。これにより成形物にクラック等が発生することなく成形時に安定した脱型を行うことができる。上記の範囲よりも少ない場合には脱型性が劣り、多い場合には、硬化物への表面塗装性、密着が低下する。このような範囲で内部離型剤を含有した不飽和ポリエステル樹脂組成物からランプ反射鏡基体を成形した場合、ランプ反射鏡として必要な反射面の表面処理（プライマー処理）を容易に行なうことができ、塗装のレベリング性、密着性を十分に確保することができる。
【００３６】
さらにまた、本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物には、必要に応じて、顔料や酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の増粘剤を少量含有させることができる。
【００３７】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物から得られる硬化物は、ランプ反射鏡基体に要求される６０°光沢が８８以上、ガラス転移点が１８０℃以上、２００℃で２００時間熱処理後の加熱減量が１．５％以下、引張り強度が２０ＭＰａ以上、曲げ強度が４０ＭＰａ以上、アイゾッド衝撃強度が４０Ｊ／ｍ以上を満足することができる。
【００３８】
本発明不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いたランプ反射鏡基体の成形について一例を説明する。すなわち、不飽和ポリエステル樹脂８〜２０重量％、液状熱可塑性樹脂４〜１２重量％、ガラス繊維８〜２０重量％、無機充填材５０〜７５重量％、さらに硬化剤０．２〜５重量％、内部離型剤０．４〜５重量％、増粘剤０．０２〜０．３重量％を混合した不飽和ポリエステル樹脂組成物を、ランプ反射鏡基体成形用の適宜形状の金型に、好ましくは射出成形または射出圧縮成形により注入し、次いで加熱、硬化させてランプ反射鏡基体が成形される。ここで、射出に先だって金型キャビティ内の空間部を減圧にするために、真空源と連結したタンクを金型と連結して、射出前にキャビティ内の空気を除去するようにすることが好ましい。硬化に際して、金型を好ましくは１３０℃〜１８０℃、より好ましくは１４０℃〜１６０℃に加熱する。硬化時間は目的とするランプ反射鏡基体の厚さに応じて適宜設定されるが、通常０．３〜４分程度が好適である。硬化時の熱収縮は殆ど認められず、金型から脱型されたランプ反射鏡基体の表面状態は非常に良好で、歪がなく高い光沢を有するものであった。
【００３９】
次いで、該反射鏡基体の表面にアルミニウム等の金属皮膜処理を行うに際して、アンダーコートとしてプライマーを塗布し、表面の活性化を行うことが好ましい。このプライマーコート上に，必要に応じて１種または２種以上のラッカーを塗布してもよい。次いで、この上に、アルミニウム等の金属皮膜を真空蒸着またはスパッタリング法により成形して反射鏡面を形成する。なお、ラッカーは反射鏡表面と反射性アルミニウム皮膜と接着性を有するものが使用され、例えば、ポリエステル、ポリブタジエン、エポキシ、アクリル、またはアルキッド樹脂等が好ましい。さらにまた所望により金属皮膜の上にラッカーの保護膜を設けることもできる。
【００４０】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。本実施例において、硬化物の物性は下記により測定した。
【００４１】
ガラス転移点（Ｔｇ）は、硬化物の動的粘弾性率を、オリエンテック社製レオバイブロン ＲＨＥＯ−１０２３を用いて、昇温速度２℃／ｍｉｎ．、引張り荷重１００ｇｆ、加振周波数１０Ｈｚ、加振振幅２５μｍの条件で測定し、この動的粘弾性から求めた。（バイブロン法）
【００４２】
表面光沢は、鏡面光沢計を用いて、ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９８３）に準拠して６０°の光沢を測定した。
【００４３】
引張り強度は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１（１９９５）５−１８−１に準拠して測定した。
【００４４】
曲げ強度は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１（１９９５）５−１７−１に準拠して測定した。
【００４５】
アイゾッド衝撃強度は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１（１９９５）５−２０に準拠して測定した。
【００４６】
収縮率は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１（１９９５）５−７に準拠して測定した。
【００４７】
加熱減量は、１００ｍｍ×１００ｍｍのテストピース（リブ付き）を用い、加熱器としてオーブンを使用した。
テストピースを表面の水分を除去するために１００〜１２０℃で１時間乾燥した。乾燥後室温（２５℃）で、初期重量を測定した。次いで、２００℃に設定されたオーブン中にテストピースを置き、同温度で２００時間加熱処理した後、オーブンから取出し室温に放置した後、２５℃で加熱処理後の重量を測定し、初期重量から加熱処理後の重量を差し引きし加熱減量（％）を求めた。
【００４８】
実施例
（１）不飽和ポリエステル樹脂の合成
【００４９】
合成例１
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管および塔頂部温度計を装備した部分還流器を備えた反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、ネオペンチルグリコール２２９．１ｇ（２．２モル）、エチレングリコール３２２．８ｇ（５．２モル）、およびジプロピレングリコール４１５．９ｇ（３．１モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１２の不飽和ポリエステル（ａ）を得た。この不飽和ポリエステル（ａ）１７３０ｇを０．６３ｇのハイドロキノンを溶解した７７７ｇのスチレンモノマーに溶解し、２５０７ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ａ）を得た。
【００５０】
合成例２
合成例１と同様の反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、ネオペンチルグリコール２２９．１ｇ（２．２モル）、プロピレングリコール１５．２ｇ（０．１９モル）、エチレングリコール３３５．２ｇ（５．４モル）およびジプロピレングリコール３６２．３ｇ（２．７モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１４の不飽和ポリエステル（ｂ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｂ）１７０８ｇを０．６２ｇのハイドロキノンを溶解した７６８ｇのスチレンモノマーに溶解し、２４７６ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｂ）を得た。
【００５１】
合成例３
合成例１と同様の反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、ネオペンチルグリコール１９７．９ｇ（１．９モル）、プロピレングリコール４５．７ｇ（０．６モル）、エチレングリコール３３５．２ｇ（５．４モル）およびジプロピレングリコール３４８．８ｇ（２．６モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１３の不飽和ポリエステル（ｃ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｃ）１６９４ｇを０．６２ｇのハイドロキノンを溶解した７６１ｇのスチレンモノマーに溶解し、２４５５ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｃ）を得た。
【００５２】
合成例４
合成例１と同様の反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、ネオペンチルグリコール１９７．９ｇ（１．９モル）、プロピレングリコール３０．４ｇ（０．４モル）、エチレングリコール３２２．８ｇ（５．２モル），ジエチレングリコール４２．４ｇ（０．４モル）およびジプロピレングリコール３４８．８ｇ（２．６モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１１の不飽和ポリエステル（ｄ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｄ）１７０８ｇを０．６２ｇのハイドロキノンを溶解した７６８ｇのスチレンモノマーに溶解し、２４７６ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｄ）を得た。
【００５３】
比較例１
合成例１と同様の反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、エチレングリコール３１６．６ｇ（５．１モル）、およびジプロピレングリコール７２４．５ｇ（５．４モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１２の不飽和ポリエステル（ｅ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｅ）１８０５ｇを０．６６ｇのハイドロキノンを溶解した８１１ｇのスチレンモノマーに溶解し、２６１６ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｅ）を得た。
【００５４】
比較例２
合成例１と同様の反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、ネオペンチルグリコール１９７．９ｇ（１．９モル）、エチレングリコール１６１．４ｇ（２．６モル）、およびジプロピレングリコール８０５．０ｇ（６モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１１の不飽和ポリエステル（ｆ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｆ）１９２５ｇを０．７０ｇのハイドロキノンを溶解した８６５ｇのスチレンモノマーに溶解し、２７９０ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｆ）を得た。
【００５５】
比較例３
合成例１と同様の反応器に、無水フタル酸１４８．１ｇ（１モル）、無水マレイン酸８８２．５ｇ（９．０モル）、プロピレングリコール４９４．６ｇ（６．５モル）、エチレングリコール６２．１ｇ（１モル）、およびジエチレングリコール３１８．４ｇ（３モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１４の不飽和ポリエステル（ｇ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｇ）１６９０ｇを０．６２ｇのハイドロキノンを溶解した７６０ｇのスチレンモノマーに溶解し、２４５０ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｇ）を得た。
【００５６】
比較例４
合成例１と同様の反応器に、無水フタル酸２２２．２ｇ（１．５モル）、無水マレイン酸８３３．５ｇ（８．５モル）、プロピレングリコール４９４．６ｇ（６．５モル）、エチレングリコール６２．１ｇ（１モル）、およびジエチレングリコール３１８．４ｇ（３モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１３の不飽和ポリエステル（ｈ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｈ）１７１６ｇを０．６２ｇのハイドロキノンを溶解した７７１ｇのスチレンモノマーに溶解し、２４８７ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｈ）を得た。
【００５７】
上記合成例１〜４および比較例１〜４で得られた不飽和ポリエステル１ｇ当たりの各結合基濃度を表１に示した。表１から明らかなように上記合成例で得られた不飽和ポリエステル（ａ）〜（ｄ）はいずれも二重結合基濃度、エーテル結合基濃度、エチレン結合基濃度、イソプロピリデン基結合基濃度、およびメチレン結合基濃度が本発明で規定する範囲を満足する。比較例で得られた不飽和ポリエステル（ｅ）〜（ｈ）は本発明で規定される結合基のいずれかの要件を満足しないものである。すなわち、（ｅ）はエーテル結合基濃度、イソプロピリデン結合基濃度およびメチレン結合基濃度が、（ｆ）は二重結合基濃度、エーテル結合基濃度、エチレン結合基濃度、イソプロピリデン結合基濃度およびメチレン結合基濃度が、（ｇ）はエチレン結合基濃度、イソプロピリデン結合基濃度およびメチレン結合基濃度が、（ｈ）は二重結合基濃度、エーテル結合基濃度、エチレン結合基濃度、イソプロピリデン結合基濃度およびメチレン結合基濃度が、それぞれ本発明で規定する濃度を満足しない。
【００５８】
（２）樹脂組成物の調製および各樹脂組成物の物性
上記合成例１〜４および比較例１〜４で得られた不飽和ポリエステル樹脂（Ａ）〜（Ｈ）を用いて下記により樹脂組成物を調製し、各樹脂組成物についてその硬化物の物性を測定した。
上記合成で得られた（Ａ）〜（Ｈ）の不飽和ポリエステル樹脂をそれぞれ１１７０ｇ、数平均分子量３５，０００の液状熱可塑性樹脂（ポリメタクリル酸メチル系樹脂４０重量％とスチレンモノマー６０重量％との混合物）７８０ｇ、内部離型剤（ステアリン酸亜鉛）１００ｇ、増粘剤（酸化マグネシウム）５ｇ、硬化剤（ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート）４０ｇ、無機充填材（平均粒子径５μｍの炭酸カルシウム）５８５０ｇおよびガラス繊維（繊維径１３μｍ、繊維長６ｍｍ）１６５０ｇをニーダーで分散混合して不飽和ポリエステル樹脂組成物を調製した。調製した該樹脂組成物を２５℃に保持した部屋に２４時間放置した後、射出成形法により１４０℃で５０秒間熱硬化させ硬化物を得た。その物性を表１に示した。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【発明の効果】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、優れた耐熱性、寸法安定性、表面平滑性および機械的強度を有する硬化物を得ることができる。本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物はランプ反射鏡基体成形用材料として好適であり、車両用ランプ反射鏡基体に要求される性能を確保することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、不飽和ポリエステル樹脂組成物およびその硬化物に関し、詳しくは自動車に装備されるヘッドランプ、フォグランプ等のランプ反射鏡基体成形用に好適な不飽和ポリエステル樹脂組成物およびその硬化物、ならびに該硬化物からなるランプ反射鏡基体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂は、壁材、床材、浴槽や化粧台等、あるいはタイル、人工大理石等の住建機材分野、船舶分野、自動車分野、電気・電子分野等の広範囲の分野に利用されてきている。自動車分野において自動車に装備されるヘッドランプ、フォグランプ等のランプ反射鏡は、非常に高い光輝度の電球が使用されるために、使用時にフィラメントから発生する高熱に耐え得ることが必要であることから、ランプ反射鏡基体は耐熱性に優れた熱硬化性樹脂組成物から成形される。例えば、特公昭５７−２８４４２号公報には、１０〜２５重量％のガラス繊維および５０〜６５重量％の炭酸カルシウムなどの充填材を含有する低収縮性不飽和ポリエステル樹脂組成物に、相溶性内部潤滑剤として、充填材と化学的に結合しているステアリン酸カルシウム、硬化剤として脂肪族ペルオキシ化合物を含有させたランプ反射鏡成形用組成物が開示されている。
【０００３】
しかしながら、ランプ反射鏡、特に自動車に装備されるヘッドランプに使用し得る好適なランプ反射鏡は、ランプ点灯時の発熱温度（約１８０℃）に耐え得る耐熱性と強度が要求されるが、特公昭５７−２８４４２号公報に開示されている低収縮性不飽和ポリエステル樹脂組成物を基体材料としたランプ反射鏡は、長時間使用した場合、ランプ点灯時の灯室内の熱上昇により熱変形を起こすことがある。また、ランプ反射鏡基体を射出成形する際に発生する熱収縮により基材が収縮し、寸法安定性や表面平滑性が損なわれることが判明した。
【０００４】
その結果、反射鏡表面に歪が発生し、その歪に起因して反射鏡表面が凹凸面となり電球からの照射光が正確に制御できず、配光規格を満足することができなくなったり、対向車両に対する眩光を生じたりする問題がある。
【０００５】
このような問題点を解決するものとして、特開平９−９７５１２号公報に、ガラス転移温度１５０℃以上の不飽和ポリエステル樹脂、１５０℃以上の熱可塑性樹脂、ガラス繊維および無機充填剤を含有した樹脂組成物が開示されている。しかしながら、上記樹脂組成物から得られる成形物はこれまでのものに比べれば耐熱性は改良されるものの未だ十分とはいえない。また上記樹脂組成物は今一歩成形サイクル性に問題があり必ずしも十分満足できるものではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、自動車用ランプ反射鏡基体に要求される性能を満足すると共に、優れた耐熱性、寸法安定性、表面平滑性および強度を有する不飽和ポリエステル樹脂組成物およびその硬化物ならびに該硬化物からなるランプ反射鏡基体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために種々多角的に検討を行い、特定の化学結合基を特定の濃度で含有する不飽和ポリエステルを重合性不飽和単量体に溶解してなる不飽和ポリエステル樹脂を用い、ガラス繊維、無機充填材および液状熱可塑性樹脂を配合した不飽和ポリエステル樹脂組成物およびその硬化物が所期の目的を達成することが見出された。
【０００９】
本発明は、（１）不飽和ポリエステル１ｇ当たり、二重結合基濃度５．１０〜５．９０ｍｍｏｌ／ｇ、エーテル結合基濃度１．５０〜２．５０ｍｍｏｌ／ｇ、イソプロピリデン結合基濃度１．０５〜１．３０ｍｍｏｌ／ｇ、エチレン結合基濃度２．５０〜３．５０ｍｍｏｌ／ｇ、およびメチレン結合基濃度３．２０〜３．６０ｍｍｏｌ／ｇを含有し、かつ多価アルコール成分として、エチレングリコール、ジプロピレングリコールおよびネオペンチルグリコールを必須成分とする多価アルコールとα、β−不飽和二塩基酸またはその無水物とを重縮合して得られる不飽和ポリエステル６５〜７５重量％を、重合性不飽和単量体２５〜３５重量％に溶解してなる不飽和ポリエステル樹脂８〜２０重量％、ガラス転移点１５０℃以下のアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、飽和ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂から選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂３０〜４５重量％を重合性不飽和単量体５５〜７０重量％に溶解してなる液状熱可塑性樹脂４〜１２重量％、ガラス繊維８〜２０重量％および無機充填材５０〜７５重量％を含有してなることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂組成物に関する。
【００１３】
（２）重合性不飽和単量体が、スチレン系単量体であることを特徴とする上記（１）記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物に関する。
【００１４】
（３）無機充填材が、平均粒径０．２〜２０μｍを有する炭酸カルシウムであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物に関する。
【００１５】
（４）ガラス繊維が、繊維径６〜１８μｍであり繊維長１〜２０μｍであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物に関する。
【００１６】
さらに本発明は、（５）上記（１）〜（４）記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物の６０°光沢が８８％以上で、ガラス転移点が１８０℃以上であり、かつ２００℃で２００時間熱処理したときの加熱減量が１．５％以下であることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂硬化物に関する。
【００１７】
（６）上記（１）〜（４）記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物の引張り強度が２０ＭＰａ以上、曲げ強度が４０ＭＰａ以上であり、かつアイゾット衝撃強度が４０Ｊ／ｍ以上であることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂硬化物に関する。
【００１８】
（７）上記（１）〜（４）記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物からなるランプ反射鏡基体に関する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、耐熱性、寸法安定性、表面平滑性ならびに機械的強度に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物に関し、不飽和ポリエステル樹脂８〜２０重量％、液状熱可塑性樹脂４〜１２重量％、ガラス繊維８〜２０重量％および無機充填材５０〜７５重量％を含有してなる不飽和ポリエステル樹脂組成物、および該不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物からなるランプ反射鏡基体に関する。本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、自動車用ランプ反射鏡基体成形用として特に好適である。以下、本発明について自動車用ランプ反射鏡基体成型用樹脂組成物を例に説明する。
【００２０】
本発明における不飽和ポリエステル樹脂は、α，β−不飽和二塩基酸またはその無水物からなる酸成分と多価アルコールとを重縮合して得られる不飽和ポリエステルと重合性不飽和単量体とを混合した液状樹脂であり、不飽和ポリエステル６５〜７５重量％と重合性不飽和単量体３５〜２５重量％との割合で含有する。
【００２１】
一般に、マレイン酸や無水マレイン酸等のα，β−不飽和二塩基酸と多価アルコールとを重縮合させて得られる不飽和ポリエステルを、スチレンモノマーに溶解させて調製した不飽和ポリエステル樹脂を、有機過酸化物系硬化剤の存在下で硬化させたとき、使用した多価アルコールの種類によって、硬化物の化学的性質、熱的性質および機械的性質が異なることは知られていることである。
例えば、無水マレイン酸とプロピレングリコールとを重縮合して得られる不飽和ポリエステルはスチレンモノマーとの相溶性に優れ、スチレンモノマーに溶解した不飽和ポリエステル樹脂から得られる硬化物は物性のバランスも比較的良好なものである。しかしながら、硬くて脆い傾向があり耐衝撃性に劣る。
また多価アルコールとしてエチレングリコールを使用した場合は、耐衝撃性の点は良好であるが、得られる不飽和ポリエステルがスチレンモノマーとの相溶性に乏しいので通常他の多価アルコールと併用される。またジエチレングリコールを使用した場合には、柔軟性、耐クラック性は良いが、耐熱性が劣る欠点がある。ジプロピレングリコールを使用した場合には、靭性を有する硬化物が得られるが耐熱性が劣る欠点がある。またネオペンチルグリコールを使用した場合は、顔料分散性に優れ、耐水性、耐薬品性、耐候性が良好は硬化物が得られるが、比較的高価である。
【００２２】
本発明は、耐熱性、寸法安定性、表面平滑性ならびに機械的強度に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物を目的とするものであり、本発明においては、マレイン酸またはその無水物、フマル酸、イタコン酸およびシトラコン酸から選ばれる少なくとも１種のα，β―不飽和二塩基酸またはその無水物と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコールおよびジプロピレングリコールから選ばれる少なくとも１種の多価アルコールとを重縮合させて得られる不飽和ポリエステル中に存在させる結合基濃度を特定の範囲とした不飽和ポリエステル樹脂を用いることを特徴とするものである。
【００２３】
すなわち、本発明における不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和ポリエステル１ｇ当たり、二重結合基濃度５．１０〜５．９０ｍｍｏｌ／ｇ、エーテル結合基濃度１．５０〜２．５０ｍｍｏｌ／ｇ、イソプロピリデン結合基濃度１．０５〜１．３０ｍｍｏｌ／ｇ、エチレン結合基濃度２．５０〜３．５０ｍｍｏｌ／ｇおよびメチレン結合基濃度３．２０〜３．６０ｍｍｏｌ／ｇを含有することを特徴とし、これにより本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物から得られる硬化物は目的とする特性、物性を満足することができるものである。
【００２４】
本発明において、使用される上記のα，β−不飽和二塩基酸またはその無水物としては、マレイン酸またはその無水物、フマル酸、イタコン酸およびシトラコン酸の１種または２種以上が用いられる。特に、マレイン酸またはその無水物、フマル酸が好適に用いられる。また、飽和二塩基酸またはその無水物としては、フタル酸またはその無水物、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、アジピン酸およびセバシン酸等が必要に応じて用いられ、１種または２種以上を上記のα，β−不飽和二塩基酸またはその無水物と混合して使用される。
【００２５】
本発明において、上記のα，β−不飽和二塩基酸またはその無水物は、１分子中に１モルの二重結合基を有するので、その使用量は上記の本発明における不飽和ポリエステル１ｇ中に存在させる二重結合基の濃度を満足する範囲で、他の成分との関係で決められる。
【００２６】
本発明において使用される多価アルコールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられ、これらは１種または２種以上を混合して使用することができる。本発明においては、多価アルコール成分として、特にエチレングリコール、ジプロピレングリコールおよびネオペンチルグリコールの３種類を必須成分として使用することが所望する特性等の点から望ましい。
またこれらの多価アルコールの他に必要に応じて１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよび水素化ビスフェノールＡなどの１種または２種以上を上記多価アルコールに混合して使用することができる。
【００２７】
上記の多価アルコールにおいて、エチレングリコールは１分子中に１モルのエーテル結合基を、プロピレングリコールは１分子中に１モルのメチレン結合基を、ネオペンチルグリコールは１分子中に１モルのイソプロピリデン結合基を、ジエチレングリコールは１分子中に１モルのエチレン結合基と１モルのエーテル結合基とを、またジプロピレングリコールは１分子中に１モルのメチレン結合基と１モルのエーテル結合基とをそれぞれ有している。したがって、これら多価アルコールの使用量は上記の本発明における不飽和ポリエステル１ｇ中に存在させるそれぞれの結合基の濃度を満足する範囲で、他の成分との関係で決められる。
【００２８】
本発明に使用される二重結合を有する重合性不飽和単量体としては、例えば、スチレンモノマー、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ｐ−メチルスチレン、メチルメタクリレート、ジアリルフタレート、およびジアリルイソフタレート等が挙げられる。これらの重合性不飽和単量体は１種または２種以上を混合して使用することができる。これらの重合性不飽和単量体は、通常、予め所定量の全量を不飽和ポリエステルに混合して不飽和ポリエステル樹脂中に含有させるが、その一部を不飽和ポリエステル樹脂組成物調製時に添加し所望の樹脂組成物とすることができる。
【００２９】
不飽和ポリエステル樹脂は、所定量の不飽和ポリエステルと重合性不飽和単量体とを混合して相互に溶解させ、または相互に混合することにより調製される。この際、ゲル化させることなく安定に調製するために、および調製された不飽和ポリエステル樹脂の貯蔵安定性のために通常重合禁止剤が添加される。重合禁止剤は、例えば、ハイドロキノン、パラベンゾキノン、メチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン等の多価フェノール系重合禁止剤が挙げられる。これらの重合禁止剤は、本発明の樹脂組成物中、通常０．０２〜０．５重量％、好ましくは０．０５〜０．１５重量％が用いられ、予めその全量を不飽和ポリエステル樹脂中に含有させてもよく、必要に応じて、所定量の一部を本発明樹脂組成物の構成成分の一つである液状熱可塑性樹脂に含有させておくこともでき、また、その一部を不飽和ポリエステル樹脂組成物調製時に添加し所望の樹脂組成物とすることができる。
【００３０】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物には硬化剤が使用される。硬化剤としては、通常、好適には有機化酸化物が用いられる。これらの硬化剤は、例えば、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、１,１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３,３,５−トリメチルシクロヘキサン等が例示される。これらの硬化剤は、本発明の樹脂組成物中、好ましくは０．２〜５重量％、より好ましくは、０．２〜３．０重量％の量が用いられる。
【００３１】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物には、硬化時の収縮を抑制する目的で液状熱可塑性樹脂が添加される。この液状熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂３０〜４５重量％を１分子中に重合性二重結合を有する重合性単量体５５〜７０重量％に溶解させたものである。この熱可塑性樹脂は例えば、スチレン系共重合体、ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル系重合体、ポリ塩化ビニル系重合体、ポリメタクリル酸メチルおよびポリメタクリル酸メチル共重合体、ＡＢＳ樹脂、変性ＡＢＳ樹脂、ポリカプロラクトン、変性ポリウレタン、飽和ポリエステル樹脂等を挙げることができる。これらのうち、特に、ポリメタクリル酸メチルおよびポリメタクリル酸メチル共重合体、ポリ酢酸ビニルおよびスチレン−酢酸ビニル共重合体、熱可塑性ウレタン、飽和ポリエステル樹脂等が、分散性、低収縮性、剛性等の点から好ましい。これらの液状熱可塑性樹脂は本発明樹脂組成物中４〜１２重量％、好ましくは６〜１０重量％含有する量で配合される。
【００３２】
本発明に使用される上記の液状熱可塑性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂の硬化時の発熱温度において熱膨張を起こす性質を有するものであり、かかる性能を十分に発揮するにはそのガラス転移点が１５０℃以下のものであることが望ましく、特に１２０℃〜−１０℃が好ましい。ガラス転移点が１５０℃以下である場合に、成形時の熱可塑性樹脂の十分な熱膨張が得られ不飽和ポリエステル樹脂の硬化収縮を十分に抑制することができ、寸法安定性および表面平滑性に優れた硬化物を得ることができる。したがって、本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物から寸法安定性および表面平滑性に優れたランプ反射鏡基体を得ることができる。
【００３３】
また、本発明不飽和ポリエステル樹脂組成物は、補強材料としてガラス繊維が配合される。使用されるガラス繊維は繊維径６〜１８μｍで、繊維長１〜２０ｍｍのものが、好ましくは繊維径１０〜１６μｍで、繊維長３〜１５ｍｍのものが使用される。このガラス繊維は本発明樹脂組成物中８〜２０重量％，好ましくは１０〜１８重量％の量で配合される。ガラス繊維の配合量が上記範囲よりも多い場合には成形時の樹脂組成物の流動性が低下し、また成形品の表面が粗くなり好ましくなく、逆に配合量が上記範囲よりも少ない場合には、所望の強度が得られず好ましくない。上記範囲内でガラス繊維を配合した本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物からランプ反射鏡基体を成形した場合、表面平滑性に優れ、優れた機械的強度を示し十分な耐衝撃強度を有するランプ反射鏡基体を得ることができる。
【００３４】
本発明不飽和ポリエステル樹脂組成物には、無機充填材が配合される。無機充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、マイカ、タルク、グラファイト、カーボンブラック、アスベスト、水酸化アルミニウム等が例示される。これらのうち、特に平均粒子径が０．２〜２０μｍ、好ましくは１〜１０μｍの炭酸カルシウムが好適であり、本発明樹脂組成物中５０〜７５重量％、好ましくは５５〜７０重量％の量で含有するように配合することが好適である。上記の範囲よりも多い場合には、成形時の流動性が悪くなり好ましくなく、少ない場合には所望の物性を得ることができない。
【００３５】
さらに本発明不飽和ポリエステル樹脂組成物には、成形物を金型から容易に脱型するために内部離型剤が添加されることが好ましい。内部離型剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩が使用され、これらのうち、ステアリン酸塩が好ましい。その添加量は、好ましくは０．５〜５．０重量％、より好ましくは０．４〜４．０重量％である。これにより成形物にクラック等が発生することなく成形時に安定した脱型を行うことができる。上記の範囲よりも少ない場合には脱型性が劣り、多い場合には、硬化物への表面塗装性、密着が低下する。このような範囲で内部離型剤を含有した不飽和ポリエステル樹脂組成物からランプ反射鏡基体を成形した場合、ランプ反射鏡として必要な反射面の表面処理（プライマー処理）を容易に行なうことができ、塗装のレベリング性、密着性を十分に確保することができる。
【００３６】
さらにまた、本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物には、必要に応じて、顔料や酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の増粘剤を少量含有させることができる。
【００３７】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物から得られる硬化物は、ランプ反射鏡基体に要求される６０°光沢が８８以上、ガラス転移点が１８０℃以上、２００℃で２００時間熱処理後の加熱減量が１．５％以下、引張り強度が２０ＭＰａ以上、曲げ強度が４０ＭＰａ以上、アイゾッド衝撃強度が４０Ｊ／ｍ以上を満足することができる。
【００３８】
本発明不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いたランプ反射鏡基体の成形について一例を説明する。すなわち、不飽和ポリエステル樹脂８〜２０重量％、液状熱可塑性樹脂４〜１２重量％、ガラス繊維８〜２０重量％、無機充填材５０〜７５重量％、さらに硬化剤０．２〜５重量％、内部離型剤０．４〜５重量％、増粘剤０．０２〜０．３重量％を混合した不飽和ポリエステル樹脂組成物を、ランプ反射鏡基体成形用の適宜形状の金型に、好ましくは射出成形または射出圧縮成形により注入し、次いで加熱、硬化させてランプ反射鏡基体が成形される。ここで、射出に先だって金型キャビティ内の空間部を減圧にするために、真空源と連結したタンクを金型と連結して、射出前にキャビティ内の空気を除去するようにすることが好ましい。硬化に際して、金型を好ましくは１３０℃〜１８０℃、より好ましくは１４０℃〜１６０℃に加熱する。硬化時間は目的とするランプ反射鏡基体の厚さに応じて適宜設定されるが、通常０．３〜４分程度が好適である。硬化時の熱収縮は殆ど認められず、金型から脱型されたランプ反射鏡基体の表面状態は非常に良好で、歪がなく高い光沢を有するものであった。
【００３９】
次いで、該反射鏡基体の表面にアルミニウム等の金属皮膜処理を行うに際して、アンダーコートとしてプライマーを塗布し、表面の活性化を行うことが好ましい。このプライマーコート上に，必要に応じて１種または２種以上のラッカーを塗布してもよい。次いで、この上に、アルミニウム等の金属皮膜を真空蒸着またはスパッタリング法により成形して反射鏡面を形成する。なお、ラッカーは反射鏡表面と反射性アルミニウム皮膜と接着性を有するものが使用され、例えば、ポリエステル、ポリブタジエン、エポキシ、アクリル、またはアルキッド樹脂等が好ましい。さらにまた所望により金属皮膜の上にラッカーの保護膜を設けることもできる。
【００４０】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。本実施例において、硬化物の物性は下記により測定した。
【００４１】
ガラス転移点（Ｔｇ）は、硬化物の動的粘弾性率を、オリエンテック社製レオバイブロン ＲＨＥＯ−１０２３を用いて、昇温速度２℃／ｍｉｎ．、引張り荷重１００ｇｆ、加振周波数１０Ｈｚ、加振振幅２５μｍの条件で測定し、この動的粘弾性から求めた。（バイブロン法）
【００４２】
表面光沢は、鏡面光沢計を用いて、ＪＩＳ Ｚ ８７４１（１９８３）に準拠して６０°の光沢を測定した。
【００４３】
引張り強度は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１（１９９５）５−１８−１に準拠して測定した。
【００４４】
曲げ強度は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１（１９９５）５−１７−１に準拠して測定した。
【００４５】
アイゾッド衝撃強度は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１（１９９５）５−２０に準拠して測定した。
【００４６】
収縮率は、ＪＩＳ Ｋ ６９１１（１９９５）５−７に準拠して測定した。
【００４７】
加熱減量は、１００ｍｍ×１００ｍｍのテストピース（リブ付き）を用い、加熱器としてオーブンを使用した。
テストピースを表面の水分を除去するために１００〜１２０℃で１時間乾燥した。乾燥後室温（２５℃）で、初期重量を測定した。次いで、２００℃に設定されたオーブン中にテストピースを置き、同温度で２００時間加熱処理した後、オーブンから取出し室温に放置した後、２５℃で加熱処理後の重量を測定し、初期重量から加熱処理後の重量を差し引きし加熱減量（％）を求めた。
【００４８】
実施例
（１）不飽和ポリエステル樹脂の合成
【００４９】
合成例１
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管および塔頂部温度計を装備した部分還流器を備えた反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、ネオペンチルグリコール２２９．１ｇ（２．２モル）、エチレングリコール３２２．８ｇ（５．２モル）、およびジプロピレングリコール４１５．９ｇ（３．１モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１２の不飽和ポリエステル（ａ）を得た。この不飽和ポリエステル（ａ）１７３０ｇを０．６３ｇのハイドロキノンを溶解した７７７ｇのスチレンモノマーに溶解し、２５０７ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ａ）を得た。
【００５０】
合成例２
合成例１と同様の反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、ネオペンチルグリコール２２９．１ｇ（２．２モル）、プロピレングリコール１５．２ｇ（０．１９モル）、エチレングリコール３３５．２ｇ（５．４モル）およびジプロピレングリコール３６２．３ｇ（２．７モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１４の不飽和ポリエステル（ｂ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｂ）１７０８ｇを０．６２ｇのハイドロキノンを溶解した７６８ｇのスチレンモノマーに溶解し、２４７６ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｂ）を得た。
【００５１】
合成例３
合成例１と同様の反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、ネオペンチルグリコール１９７．９ｇ（１．９モル）、プロピレングリコール４５．７ｇ（０．６モル）、エチレングリコール３３５．２ｇ（５．４モル）およびジプロピレングリコール３４８．８ｇ（２．６モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１３の不飽和ポリエステル（ｃ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｃ）１６９４ｇを０．６２ｇのハイドロキノンを溶解した７６１ｇのスチレンモノマーに溶解し、２４５５ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｃ）を得た。
【００５２】
合成例４
合成例１と同様の反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、ネオペンチルグリコール１９７．９ｇ（１．９モル）、プロピレングリコール３０．４ｇ（０．４モル）、エチレングリコール３２２．８ｇ（５．２モル），ジエチレングリコール４２．４ｇ（０．４モル）およびジプロピレングリコール３４８．８ｇ（２．６モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１１の不飽和ポリエステル（ｄ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｄ）１７０８ｇを０．６２ｇのハイドロキノンを溶解した７６８ｇのスチレンモノマーに溶解し、２４７６ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｄ）を得た。
【００５３】
比較例１
合成例１と同様の反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、エチレングリコール３１６．６ｇ（５．１モル）、およびジプロピレングリコール７２４．５ｇ（５．４モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１２の不飽和ポリエステル（ｅ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｅ）１８０５ｇを０．６６ｇのハイドロキノンを溶解した８１１ｇのスチレンモノマーに溶解し、２６１６ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｅ）を得た。
【００５４】
比較例２
合成例１と同様の反応器に、無水マレイン酸９８０．６ｇ（１０モル）、ネオペンチルグリコール１９７．９ｇ（１．９モル）、エチレングリコール１６１．４ｇ（２．６モル）、およびジプロピレングリコール８０５．０ｇ（６モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１１の不飽和ポリエステル（ｆ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｆ）１９２５ｇを０．７０ｇのハイドロキノンを溶解した８６５ｇのスチレンモノマーに溶解し、２７９０ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｆ）を得た。
【００５５】
比較例３
合成例１と同様の反応器に、無水フタル酸１４８．１ｇ（１モル）、無水マレイン酸８８２．５ｇ（９．０モル）、プロピレングリコール４９４．６ｇ（６．５モル）、エチレングリコール６２．１ｇ（１モル）、およびジエチレングリコール３１８．４ｇ（３モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１４の不飽和ポリエステル（ｇ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｇ）１６９０ｇを０．６２ｇのハイドロキノンを溶解した７６０ｇのスチレンモノマーに溶解し、２４５０ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｇ）を得た。
【００５６】
比較例４
合成例１と同様の反応器に、無水フタル酸２２２．２ｇ（１．５モル）、無水マレイン酸８３３．５ｇ（８．５モル）、プロピレングリコール４９４．６ｇ（６．５モル）、エチレングリコール６２．１ｇ（１モル）、およびジエチレングリコール３１８．４ｇ（３モル）を仕込み、窒素ガス気流下に、２０５℃まで昇温し、１段法により常法にしたがって重縮合反応を行って酸価１３の不飽和ポリエステル（ｈ）を得た。この不飽和ポリエステル（ｈ）１７１６ｇを０．６２ｇのハイドロキノンを溶解した７７１ｇのスチレンモノマーに溶解し、２４８７ｇの不飽和ポリエステル樹脂（Ｈ）を得た。
【００５７】
上記合成例１〜４および比較例１〜４で得られた不飽和ポリエステル１ｇ当たりの各結合基濃度を表１に示した。表１から明らかなように上記合成例で得られた不飽和ポリエステル（ａ）〜（ｄ）はいずれも二重結合基濃度、エーテル結合基濃度、エチレン結合基濃度、イソプロピリデン基結合基濃度、およびメチレン結合基濃度が本発明で規定する範囲を満足する。比較例で得られた不飽和ポリエステル（ｅ）〜（ｈ）は本発明で規定される結合基のいずれかの要件を満足しないものである。すなわち、（ｅ）はエーテル結合基濃度、イソプロピリデン結合基濃度およびメチレン結合基濃度が、（ｆ）は二重結合基濃度、エーテル結合基濃度、エチレン結合基濃度、イソプロピリデン結合基濃度およびメチレン結合基濃度が、（ｇ）はエチレン結合基濃度、イソプロピリデン結合基濃度およびメチレン結合基濃度が、（ｈ）は二重結合基濃度、エーテル結合基濃度、エチレン結合基濃度、イソプロピリデン結合基濃度およびメチレン結合基濃度が、それぞれ本発明で規定する濃度を満足しない。
【００５８】
（２）樹脂組成物の調製および各樹脂組成物の物性
上記合成例１〜４および比較例１〜４で得られた不飽和ポリエステル樹脂（Ａ）〜（Ｈ）を用いて下記により樹脂組成物を調製し、各樹脂組成物についてその硬化物の物性を測定した。
上記合成で得られた（Ａ）〜（Ｈ）の不飽和ポリエステル樹脂をそれぞれ１１７０ｇ、数平均分子量３５，０００の液状熱可塑性樹脂（ポリメタクリル酸メチル系樹脂４０重量％とスチレンモノマー６０重量％との混合物）７８０ｇ、内部離型剤（ステアリン酸亜鉛）１００ｇ、増粘剤（酸化マグネシウム）５ｇ、硬化剤（ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート）４０ｇ、無機充填材（平均粒子径５μｍの炭酸カルシウム）５８５０ｇおよびガラス繊維（繊維径１３μｍ、繊維長６ｍｍ）１６５０ｇをニーダーで分散混合して不飽和ポリエステル樹脂組成物を調製した。調製した該樹脂組成物を２５℃に保持した部屋に２４時間放置した後、射出成形法により１４０℃で５０秒間熱硬化させ硬化物を得た。その物性を表１に示した。
【００５９】
【表１】
【発明の効果】
本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、優れた耐熱性、寸法安定性、表面平滑性および機械的強度を有する硬化物を得ることができる。本発明の不飽和ポリエステル樹脂組成物はランプ反射鏡基体成形用材料として好適であり、車両用ランプ反射鏡基体に要求される性能を確保することができる。
Claims (7)
- 不飽和ポリエステル１ｇ当たり、二重結合基濃度５．１０〜５．９０ｍｍｏｌ／ｇ、エーテル結合基濃度１．５０〜２．５０ｍｍｏｌ／ｇ、イソプロピリデン結合基濃度１．０５〜１．３０ｍｍｏｌ／ｇ、エチレン結合基濃度２．５０〜３．５０ｍｍｏｌ／ｇ、およびメチレン結合基濃度３．２０〜３．６０ｍｍｏｌ／ｇを含有し、かつ多価アルコール成分として、エチレングリコール、ジプロピレングリコールおよびネオペンチルグリコールを必須成分とする多価アルコールとα、β−不飽和二塩基酸またはその無水物とを重縮合して得られる不飽和ポリエステル６５〜７５重量％を、重合性不飽和単量体２５〜３５重量％に溶解してなる不飽和ポリエステル樹脂８〜２０重量％、ガラス転移点１５０℃以下のアクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、飽和ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂から選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂３０〜４５重量％を重合性不飽和単量体５５〜７０重量％に溶解してなる液状熱可塑性樹脂４〜１２重量％、ガラス繊維８〜２０重量％および無機充填材５０〜７５重量％を含有してなることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂組成物。
- 重合性不飽和単量体が、スチレン系単量体であることを特徴とする請求項１記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。
- 無機充填材が、平均粒径０．２〜２０μｍを有する炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項１または２に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。
- ガラス繊維が、繊維径６〜１８μｍであり繊維長１〜２０μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項１〜４記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物の６０°光沢が８８％以上で、ガラス転移点が１８０℃以上であり、かつ２００℃で２００時間熱処理したときの加熱減量が１．５％以下であることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂硬化物。
- 請求項１〜４記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物の引張り強度が２０ＭＰａ以上、曲げ強度が４０ＭＰａ以上であり、かつアイゾット衝撃強度が４０Ｊ／ｍ以上であることを特徴とする不飽和ポリエステル樹脂硬化物。
- 請求項１〜４記載の不飽和ポリエステル樹脂組成物を硬化させた硬化物からなるランプ反射鏡基体。
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