JP5923162B2 - 光反射特性をもつ製品を製造するためのポリマー組成物 - Google Patents

光反射特性をもつ製品を製造するためのポリマー組成物 Download PDF

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Description

[0001]良好な光反射特性を持つプラスチック製品が望ましい、多くの様々な種類の用途がある。たとえばそのような製品は、光源用の反射体として使用することができる。反射体は、特定の方向またはすべての方向に光を反射させるように設計することができる。高反射性の製品は、標識を作る有用性ももちえる。反射性材料は、標識の上に表れる言葉、短い表現または記号を強調するために使用することができる。たとえば一態様において、標識は、高反射性材料によって取り囲まれている光源を含むことができる。
[0002]高反射特性(highly reflective properties)のポリマー材料は、ラベル上に表れるデザインやラベル上の印刷物を強調するためにラベルで使用するのにもよく適しているだろう。
[0003]高度反射特性を持つ成形ポリマー製品は、反射特性が製品の美的魅力を高めえる用途にも望ましいだろう。たとえば、高度反射特性を持つトリムピース(trim piece)は、消費財製品で、自動車インテリアのトリムピース及びベゼルで、並びに様々な他の消費財用のトリムピースで大変都合がよい。
[0004]良好な反射特性をもつ成形ポリマー製品(molded polymer article)は、発光ダイオード用反射体としても使用することができる。一般にLEDとよばれる発光ダイオードは、多くの様々な用途で使用するための光源としてますます人気が高まっている。LEDは多くの用途で白熱光源及び他の光源にとって代わってきており、交通信号、大面積ディスプレイ、屋内及び屋外照明、携帯電話ディスプレイ、デジタル時計ディスプレイ、消費財用のディスプレイ、懐中電灯などに応用されてきた。
[0005]LED用反射体は、LED用ハウジングとしても役立つことができ、一般的に成形ポリマー樹脂から成形される。たとえば、ポリマー樹脂は、ハウジング及び反射体を形成するために、射出成形することができる。一態様において、ポリマー樹脂は、LEDアセンブリにリードフレームを統合化するためにリードフレーム上に射出成形される。特定の態様では、反射体内に配置されたLED素子は、半透明または透明樹脂により封止することができる。透明または半透明樹脂は、放出される光をさらに強めるためのレンズとしても役立つことができる。
[0006]米国特許出願公開第2007/0213458号(特許文献１)「Light-Emitting Diode Assembly Housing Comprising Poly(cyclohexanedimethanol terephthalate) Compositions」では、ポリ(シクロヘキサンジメタノールテレフタレート)(以後、PCTという)組成物から製造されるLED用反射体を開示する。
[0007]本開示は一般に、様々な製品に成形したときに、反射率及び強度などの特性の望ましい組み合わせをもつポリマー組成物を配合する際のさらなる改善に関する。
米国特許出願公開第2007/0213458号
[0008]一般に、本開示はポリマー組成物、及び前記組成物から製造する成形品に関する。ポリマー組成物は一般に、一種以上の成分と組み合わせた熱可塑性ポリマーを含む。様々な成分としては、顔料、たとえば白色顔料、反応性変性剤(reactive modifier)、強化材、たとえばガラス繊維、蛍光増白剤、耐衝撃性改良剤、滑剤、熱安定剤、酸化安定剤(oxidative stabilizer)及び/または紫外線安定剤を含むことができる。以下詳細に記載するように、様々な成分は、所望の特性を持つ成形品を製造するように、熱可塑性ポリマーとブレンドすることができる。たとえば一態様において、組成物は、得られた成形品が優れた反射特性をもちうるように配合することができる。他の態様では、組成物は良好なメルトフロー特性、及び/または良好な機械的特性をもつように配合することができる。一態様において、組成物は、シリコーンポリマーとの結合によく適合するようにも配合することができる。
[0009]上記のように、一態様において、ポリマー組成物は優れた反射特性をもちうる。たとえばポリマー組成物は、約90％を超える、たとえば約93％を超える、たとえば約95％を超える460nmでの初期反射率を有することができる。460nmにおける初期反射率は一般に、100％未満である。ポリマー材料は、約84を超える、たとえば約92を超える、たとえば約95を超える初期白色度(initial whiteness index)も有することができる。特に好都合には、ポリマー材料は、200℃において4時間のエージング後、約50を超える、たとえば約60を超える、たとえば約62を超える、たとえば約65を超える、たとえば約68を超える、たとえばさらには約70を超える白色度を有することができる。一般に、200℃でのエージング後の白色度は、材料の初期白色度より低く、一般に約95未満である。
[0010]ポリマー組成物は、200℃において4時間のエージング後、約60％を超える、たとえば約65％を超える、たとえば約70％を超える、たとえばさらには約75％を超える白色度保持率(whiteness index retention)を有することができる。
[0011]別の態様では、ポリマー組成物は、優れた機械的特性を持つように配合することができる。たとえば一態様では、ポリマー組成物は、約2kJ/m2を超える、たとえば約2.5kJ/m2を超えるノッチ付きシャルピー衝撃強さを有することができる。ポリマー組成物は、良好なシリコーン結合強度(silicone bond strength)を有するように配合することもできる。たとえばポリマー組成物は、約25lbfを超える重ね剪断試験(Lap-Shear Test)に従ったシリコーン結合強度を有することができる。
[0012]一般に、ポリマー組成物は熱可塑性ポリマー、たとえば260℃を超える融点をもつ熱可塑性部ポリマーを含む。熱可塑性ポリマーは、液晶ポリマーなどのポリエステルポリマー、フルオロカーボンポリマー、ポリアミドポリマーなどを含みえる。一態様において、熱可塑性ポリマーは、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメタノールテレフタレート)を含む。
[0013]熱可塑性ポリマーに加えて、ポリマー組成物は場合により、様々な他の成分を含むことができる。たとえば一態様において、ポリマー組成物は白色顔料などの顔料を含むことができる。白色顔料は、特に反射特性が重要な用途において、約10重量％を超える量で存在することができる。
[0014]組成物に存在しえる別の任意選択の成分は、強化材(reinforcing agent)である。強化材は充填剤または無機充填剤を含むことができる。たとえば一態様において、組成物は約10重量％〜約30重量％の量でガラス繊維を含む。
[0015]ポリマー組成物中に存在する別の任意選択の成分は、反応性変性剤(reactive modifier)である。反応性変性剤は、一つ以上の利益を提供するような方法で熱可塑性ポリマーと反応する。たとえば反応性変性剤は、溶融加工の間にポリマーを安定化しえるか、ポリマーの光安定特性(light stable characteristics)を改善しえる鎖延長剤として機能する。
[0016]ポリマー組成物は、場合により一種以上の耐衝撃性改良剤を含むこともできる。耐衝撃性改良剤は、熱可塑性ポリマーと反応しえるか、非反応性でありえる。たとえば一態様において、ポリマー材料は、エチレン、メチルアクリレート、及びグリシジル(メタ)アクリレートのターポリマーを含む。別の態様では、ポリマー材料は、エチレン-(メチル)アクリレートコポリマーを含む。さらに別の態様では、ポリマー材料は、エチレン、メチルアクリレート及びグリシジル(メタ)アクリレートのターポリマーと、エチレン-(メチル)アクリレートコポリマーとの組み合わせを含むことができる。
[0017]別の態様では、ポリマー組成物は安定剤を含むことができる。特別な態様では、安定剤は有機リン化合物、たとえばホスホネート(phosphonate)安定剤またはホスフェート(phosphate)安定剤を含むことができる。
[0018]本開示の他の特徴及び側面は、以下に詳細に述べる。
[0019]当業者にとって本発明の最適形態を含む、本発明の完全且つ実施可能な開示は、添付図面を参照して、本明細書の残りの部分でより詳細に説明する。
図１は、本開示に従って製造したLEDアセンブリの一態様の斜視図である。 図２は、図１で説明したLEDアセンブリの平面図である。 図３は、本開示に従って製造したLEDアセンブリの別の態様の斜視図である。 図４は、スパイラルフロー長さを測定するために使用する金型の半分の斜視図である。 図５は、重ね剪断試験に従ってシリコーン結合強度を測定するために構築したサンプルの斜視図である。
[0020]本明細書及び図面において参照文字を繰り返して使用するのは、本発明の同一または類似の特徴または部材を示すことを目的とするためである。
[0021]当業者は、この議論は単なる例示的な態様の記載であって、本発明のより広い側面を限定しようとするものではないことは理解すべきである。
[0022]一般に、本開示は、反射率、白色度、溶融加工の間の流動特性及び/または衝撃強さなどの機械的特性に関する様々な特性を示すことができるポリマー組成物及びその組成物から製造した製品に関する。本開示の組成物は、様々な最終用途に使用することができる。たとえば、組成物は、光の反射体として使用することができる。たとえばポリマー組成物は、LEDアセンブリ用反射体を製造するのに使用することができ、標識、たとえば点灯標識での部品として使用することができ、ラベル、または優れた反射特性が望ましい任意の他の好適な用途で使用することができる。
[0023]上記に加えて、ポリマー組成物は他の様々なポリマー製品を成形するのに使用することができる。そのようなポリマー製品としては、消費者製品、たとえば消費財の部品、自動車の内装または自動車の外装用のトリムピース及びベゼルなどの自動車部品を挙げることができる。本開示のポリマー組成物は優れた反射特性をもつが、ポリマー組成物は、反射特性が必要とされない様々な用途での使用にも選択することができる。これらの用途において、ポリマー組成物は、そのメルトフロー特性、強度特性、耐衝撃特性などにより選択することができる。
[0024]本開示のポリマー組成物は、特定の最終用途によく適合した配合物を製造するために、様々な成分及び構成成分を様々な量で含むことができる。一般に、ポリマー組成物は、様々な任意選択の成分と組み合わせて熱可塑性ポリマーを含む。一種以上の任意選択の成分は、特定の所望の特性を最適化するように一緒に混和することができる。たとえば、反射特性が必要な場合、一種以上の顔料をポリマー組成物と混和することができる。しかしながら反射特性が特定の用途では重要でない場合、一種以上の顔料は配合物から除去されるか及び/または少量で使用することができる。
[0025]一般に、ポリマー組成物は少なくとも一種の熱可塑性ポリマーと、特に少なくとも一種の高温熱可塑性ポリマーを含む。たとえば、熱可塑性ポリマーは、約260℃を超え、たとえば約270℃を超え、たとえば約280℃を超え、たとえば約290℃を超える溶融温度を有することができる。一態様において、熱可塑性ポリマーは、約500℃未満、たとえば約400℃未満、たとえば約350℃未満の溶融温度を有することができる。
[0026]一態様において、熱可塑性ポリマーはポリエステルポリマー、たとえばポリ(1,4-シクロヘキサンジメタノールテレフタレート)、液晶ポリマー、ポリアミドポリマー、フルオロカーボンポリマーまたはこれらの混合物を含む。
[0027]場合により、ポリマー組成物は顔料、たとえば白色顔料を含むことができる。場合により、組成物は、充填剤または強化繊維などの強化材も含むことができる。本開示に従って、本組成物はさらに一種以上の反応性変性剤を含むことができる。一種以上の反応性変性剤は、一つ以上の利益を提供するように熱可塑性ポリマーと反応するポリマーを含むことができる。特に好都合には、組成物を光源用反射材として使用するときに、後で使用する間に組成物の不都合な黄変を引き起こさない反応性変性剤を選択することができる。この点において、組成物は、黄変を引き起こす添加剤及び安定剤を排除するように配合することもできる。この点において、一態様において、組成物は、芳香族エポキシ樹脂を一部または全く含まず、特にノボラックエポキシ樹脂を含まない。
[0028]本開示のポリマー組成物は、優れたメルトフロー特性をもつように配合することができる。メルトフロー特性に関しては、たとえば一態様において、ポリマー組成物は、少なくとも5インチ、たとえば少なくとも6インチ、さらにはたとえば少なくとも7インチのスパイラルフロー長さをもつことができる。一般にスパイラルフロー長さは、約15インチ未満、たとえば約12インチ未満である。本明細書中で使用するように、スパイラルフロー長さは、305℃の温度及び120℃の金型温度で測定する。スパイラルフロー長さは、図４に示されているように(金型の半分は示されていない)、ポリマー組成物を金型の中に射出することにより測定する。金型のキャビティは1/32インチ厚(高さ)で1/2インチ幅である。ポリマー組成物は、4インチ/秒の射出速度及び1.8インチのショットサイズで32mm押出機を使用して金型の中に射出する。スパイラルフロー長さは一般に、溶融加工される際のポリマー組成物の流動特性を表す。より高いスパイラルフロー長さは、材料が金型の中に均一且つむらなく流れる能力を表し、これは存在しえる金型の隙間を材料が全て充填する能力も表す。たとえば、LEDアセンブリ用反射体及びハウジングなどの複雑な三次元配置を持つかもしれない小さな部品を成形するときには、より高いスパイラルフロー長さが特に好ましい。
[0029]比較的高いスパイラルフロー長さをもつことに加えて、本開示に従って製造したポリマー組成物は、安定な粘度をもつように配合することもできる。特に本組成物の溶融粘度は、加工の間にたとえばわずか3％など、約5％を超えては変動しない。
[0030]本開示のポリマー組成物は、比較的高い初期反射率と、優れた反射率安定性ももつ。たとえば一度製品に成形すると、本開示のポリマー組成物は、約90％を超える、たとえば約93％を超える、たとえば約95％を超える、460nmにおける初期反射率を有することができる。反射率は、分光比色計(spectracolormeter)を使用してASTM試験法1331に従って測定する。試験の間、CIE D65昼光発光体(daylight illuminant)を角度10°で使用する。
[0031]初期反射率に加えて、本開示に従って製造したポリマー製品は、比較的高い初期白色度も有することができる。白色度はWI E313に従って測定することができる。本開示に従って製造した製品は、約80を超える、たとえば約90を超える、たとえば約92を超える、たとえば約95を超える初期白色度を有することができる。
[0032]特に好都合なことに、本開示に従って製造した製品は、卓越した反射率安定性の特性も有する。たとえば200℃で4時間エージングした後、本開示に従って製造した製品の白色度は、少なくとも約50、例えば少なくとも約60、例えば少なくとも約70、例えば少なくとも約72、例えば少なくとも約74、さらにたとえば約75を超えることができる。エージング後の白色度は、初期白色度よりも低い。
[0033]本開示に従って製造した製品の反射率安定性は、200℃で4時間エージングした後のその白色度の保持率によっても測定することができる。特に、本開示に従って製造した製品は、熱老化後に、約60％を超える、たとえば約65％を超える、たとえば約70％を超える、さらに約75％を超える白色度保持率(percent whiteness index retention)を有することができる。一般に保持率は約95％未満である。
[0034]一態様において、ポリマー組成物は、組成物から製造したポリマー製品が、約300ナノメートル(nm)〜約400nmでありえる電磁スペクトルの紫外領域と紫色領域(violet region)で光を吸収し、約410nm〜約470nmでありえる青色領域で光を再放射するように配合することができる。青色領域で光を再放出することにより、本開示のポリマー製品は、特に光源用反射体として使用するときに、顕著に増強された光度(brightness)を有する。
[0035]上記特性に加えて、本開示に従って製造したポリマー組成物は、比較的高い温度、たとえば約260℃の温度で、良好なリフロー耐性(reflow resistance)も有する。ポリマー材料は、良好なシリコーン接着特性を有し、これは反射体にLEDアセンブリの部品を付けるか、反射体を基板に付けるのに接着剤を使用する場合の用途で非常に重要であろう。本開示に従って製造した製品は、良好な機械的特性、たとえば良好な耐衝撃性も有する。本開示の材料は、低い吸湿性も示すことができる。
[0036]上記のように、本開示のポリマー組成物は多くの用途で使用することができる。ポリマー組成物をたとえば良好な反射特性を持つように配合すると、ポリマー組成物は光源用反射体を製造するのに使用することができる。特定の態様では、たとえばポリマー組成物は、LEDアセンブリ用反射体を製造するのに使用することができる。
[0037]図1及び2を参照して、本開示に従って製造しえるLEDアセンブリ10の一態様を示す。図1及び2に示されている態様において、LEDアセンブリ10は、側面LEDであると考えられる。示されているように、LEDアセンブリ10は、電流がデバイスの中を通って供給されるときに、発光するように構成されている発光ダイオード12を含む。たとえば発光ダイオード12は、複数の材料層を含む半導体チップから構成されえる。LED12は一般にn-型材料層とp-型材料層を含み、これは電源に接続され得るp-n接合を形成する。たとえば一態様において、p-型層はドープトヒ化ガリウムアルミニウムを含むことができ、n-型層はドープト(doped)ヒ化ガリウムを含むことができる。
[0038]LED 12は、第一のボンディングワイヤ14と第二のボンディングワイヤ16に接続される。ボンディングワイヤ14及び16は、リードフレーム18に接続される。リードフレーム18は第一のリードフレーム部分20と第二のリードフレーム部分22を含む。リードフレーム18は、第一の端子24及び第二の端子26と考えられえるアノード24及びカソード26を含むか、これに接続されえる。
[0039]本開示に従って、LEDアセンブリ10はさらに、LEDアセンブリ用のハウジングとしても役立ちえる反射体28を含む。本開示に従って、反射体28は、優れた反射特性を持つポリマー組成物から製造される。
[0040]図1及び2に示されているように、反射体28は、LED12が配置されているキャビティ30を画定する。キャビティ30の壁は一般に、LED12を取り囲み、示されている態様では、キャビティ内部にLED12が埋め込まれるのに十分な深さを有する。
[0041]反射体28のキャビティ30はLED 12を取り囲み、外側方向にLEDにより放出している光を反射するのに役立つ。キャビティ30は任意の好適な形状をもつことができる。たとえばキャビティ30は円柱状、円錐状、放物線状、または任意の好適な局面形状でありえる。あるいは、キャビティ30の壁は平行、実質的に平行であるか、ダイオード12に対してテーパーであってもよい。たとえば図1に示されている態様では、キャビティ30は滑面を有し、側壁(side wall)32及び34と、端壁(end wall)36及び38から構成される。側壁32及び34は、LED12から外側方向へテーパーになっている。他方、端壁36及び38は、実質的に平行でありえるか、またはLED源から外側にテーパーになっていてもよい。
[0042]所望により、反射体28のキャビティ30は、透明材料(clear material)、たとえば透明材料(transparent material)または半透明材料で充填されえる。たとえば、キャビティ30はエポキシまたはシリコーン材料で充填されえる。一態様において、キャビティ30を充填するのに使用される材料は、LED12により放出される光に対してレンズとして機能することができる。
[0043]図3を参照して、本開示に従って製造しえるLEDアセンブリ50の別の態様が示されている。図3に示されている態様では、上面図LEDアセンブリが示されている。上面図LEDアセンブリ50は、図1及び２に示されている側面図LEDアセンブリ10と同様の構成である。
[0044]たとえば、上面図LEDアセンブリ50は、反射体56のキャビティ54の底に向かって配置されるLED52を含む。LED 52は、リードフレーム58にも接続されている。図3に示されている態様では、反射体56のキャビティ54は、透明な材料60で充填される。
[0045]図１〜３に示されているLEDアセンブリは、一般に比較的小さな寸法である。たとえば、LEDアセンブリは一般的に約10mm未満、たとえば一般的に約8mm未満の最大寸法(たとえば高さ、幅、深さまたは直径)を有する。LEDアセンブリは一般的に少なくとも一つの寸法、たとえば5mm未満、たとえば2mm未満、さらにはたとえば1mm未満の深さを含む。以下に記載されるように、本開示のポリマー組成物は、メルトフロー加工法を使用して、LEDアセンブリ用の反射体を形成しえる。たとえば一態様において、本開示のポリマー組成物は、反射体を成形する際にブロー成形される。特に好都合には、本開示の組成物は、同時に数百もの反射体を成形しえるメルトフロー特性を持つように配合される。
[0046]上記のように、本開示のポリマー組成物は、高温熱可塑性ポリマーを含む。たとえば熱可塑性ポリマーは、少なくとも260℃の融点をもつことができる。熱可塑性ポリマーの混合物を含む様々な異なる熱可塑性ポリマーは、本開示に従って使用することができる。特別な一態様において、熱可塑性ポリマーは、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメタノールテレフタレート)ポリマーを含み、これは一般的に「PCT」ポリマーと称される。ポリ(1,4-シクロヘキサンジメタノールテレフタレート)は、ジカルボン酸成分とグリコール成分からの繰り返し単位を含むポリエステルである。ジオール繰り返し単位の少なくとも約80モルパーセント、より好ましくは少なくとも約90モルパーセント、特に好ましくは全てが1,4-シクロヘキサンジメタノールから誘導され、式(I)：
Figure 0005923162
である。
[0047]ジカルボン酸繰り返し単位の少なくとも80モルパーセント、より好ましくは少なくとも90モルパーセント、特に好ましくはその全てがテレフタル酸から誘導され、式(II)：
Figure 0005923162
である。
[0048]一態様において、PCTポリマーは、テレフタル酸またはジエステル100モルパーセントを含む。他方、グリコール成分は、全部で100モルパーセントの1,4-シクロヘキサンジメタノールを含むことができる。
[0049]しかしながら様々な態様において、ジカルボン酸成分は、他の芳香族、脂肪族、または脂環式ジカルボン酸、たとえばイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、セバシン酸(subacic acid)、アジピン酸、グルタル酸、アゼライン酸などを最高10モルパーセント含むことができる。
[0050]グリコール成分は、他の脂肪族または脂環式グリコール類、たとえばジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオールなどを最高約10モルパーセント含むこともできる。
[0051]PCTポリマーは、約0.3〜約1.5の固有粘度(inherent viscosity：I.V.)と少なくとも260℃の融点をもつことができる。
[0052]一態様において、PCTポリマーは、PCTポリマーの二種以上の異なるグレードのブレンド物を含むことができる。たとえば一態様において、ブレンド物、たとえば高いI.V.のPCTポリマーと低いI.V.のPCTポリマーとの１：１ブレンド物を使用することができる。別の態様では、ブレンド物、たとえばジカルボン酸成分がテレフタル酸100モルパーセントであるPCTポリマーと、ジカルボン酸成分がテレフタル酸90モルパーセントとイソフタル酸10モルパーセントであるPCTポリマーを含む２：１ブレンド物を使用することができる。
[0053]一般にPCTポリマーは、少なくとも約20重量%の量、たとえば少なくとも30重量%の量、たとえば少なくとも40重量%の量、たとえば少なくとも約50重量%の量、たとえば少なくとも約60重量%の量で組成物中に存在する。PCTポリマーは、一般に約80重量％未満の量、たとえば約70重量％未満の量で存在する。一態様において、PCTポリマーは約20重量％〜約60重量％の量で存在する。
[0054]PCTポリマーに加えて、熱可塑性ポリマーは様々な他のポリマーを含むことができる。一般に、本開示に従って、任意の好適な熱可塑性ポリマーを使用することができる。たとえばポリマーの融点は、約260℃を超え、たとえば約270℃を超え、たとえば約280℃を超え、さらにたとえば約290℃を超えることができる。熱可塑性ポリマーの融点は、一般に約500℃未満、たとえば約400℃未満、たとえば約350℃未満でありえる。
[0055]PCTポリマーに加えて本開示に従って使用しえる熱可塑性ポリマーとしては、ポリエーテルエーテルケトンポリマー、他のポリエステルポリマー、たとえばポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンテレフタレートがある。たとえば一態様において、高い結晶度をもつポリブチレンテレフタレートポリマー及び/またはポリエチレンテレフタレートポリマーを使用する。使用しえる他の熱可塑性ポリマーとしては、ポリトリメチレンテレフタレート及び液晶ポリマー、たとえば液晶ポリエステルポリマーがある。使用しえるさらに他の熱可塑性ポリマーとしては、高温ポリアミドポリマーがある。そのようなポリマーとしては、たとえばナイロン66、ナイロン3、ナイロン4、ナイロン5、ナイロン46などを挙げることができる。ポリテトラフルオロエチレンポリマー及びフッ素化エチレンポリマーも、本開示での使用によく適している。使用しえるさらなる熱可塑性ポリマーとしては、エチレン-一酸化炭素ポリマー、スチレンアクリロニトリルポリマー及びスチレン無水マレイン酸ポリマーが挙げられる。
[0056]熱可塑性ポリマーに加えて、組成物は、少なくとも一種の他の成分も含むことができる。たとえば反射特性が重要な場合には、組成物は少なくとも一種の顔料、たとえば白色顔料を含むことができる。反射特性を改善するために配合する場合には、少なくとも一種の白色顔料を約10重量％を超える量、たとえば少なくとも約15重量％の量で存在することができる。白色顔料は、組成物から成形される製品の反射率を増大させるのに十分な量で組成物に存在する。組成物中に配合しえる白色顔料としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、鉛白、酸化アルミニウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。
[0057]一態様において、白色顔料は二酸化チタンを含む。二酸化チタンは任意の種類のもの、たとえばルチル型二酸化チタンでありえる。二酸化チタン粒子は任意の好適な形状、たとえば球形粒子、または長円形粒子を有することができる。二酸化チタン粉末は、約10nm〜約20,000nm、たとえば約150nm〜約500nmの直径を有する粒子から構成されえる。
[0058]一態様において、二酸化チタン粒子はコーティングされえる。たとえば、二酸化チタン粒子は最初に無機コーティング、次いで場合により前記無機コーティング上に適用される有機コーティングでコーティングされえる。使用しえる無機コーティングとしては金属酸化物が挙げられる。有機コーティングとしては、カルボン酸、ポリオール、アルカノールアミン、及び/またはケイ素化合物が挙げられえる。
[0059]有機コーティングとして使用するのに適したカルボン酸の例としては、アジピン酸、テレフタル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ポリヒドロキシステアリン酸、オレイン酸、サリチル酸、リンゴ酸及びマレイン酸が挙げられる。本明細書中で使用するように、「カルボン酸」なる用語は、カルボン酸のエステル及び塩を含む。
[0060]有機コーティングに好適なケイ素化合物の例としては、ケイ酸塩、有機シラン、及び有機シロキサン類、たとえばオルガノアルコキシシラン、アミノシラン、エポキシシラン、メルカプトシラン及びポリヒドロキシシロキサンが挙げられるが、これらに限定されない。好適なシランは、式：RxSi(R')4-x｛式中、Rは、1〜約20個の炭素原子をもつ非加水分解性脂肪族、脂環式または芳香族基であり、R'は、一つ以上の加水分解性の基、たとえばアルコキシ、ハロゲン、アセトキシ、またはヒドロキシ基であり、Xは1、2または3である｝を有することができる。
[0061]有機コーティングに好適な有用なシラン類としては、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ノニルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ドデシルトリエトキシシラン、トリデシルトリエトキシシラン、テトラデシルトリエトキシシラン、ペンタデシルトリエトキシシラン、ヘキサデシルトリエトキシシラン、ヘプタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランの一つ以上、及びこれらの二種以上の組み合わせが挙げられる。他の有用なシラン類においては、Rは8〜18個の炭素原子を有し、R'はクロロ、メトキシ、エトキシまたはヒドロキシ基の一つ以上である。
[0062]一態様において、白色顔料は、ASTM試験D476に従って分類されるII型耐チョーキング性(chalk resistance)粒子を含む。たとえば一態様において、白色顔料は、粒子、たとえば耐チョーキング性を生じる表面処理を含む、金属酸化物粒子を含む。たとえば粒子は、ルチル型二酸化チタンを含むことができる。上記白色顔料粒子は、得られたポリマー材料の初期反射率の増加を最大化することができ、同時に粒子が材料の溶融粘度に与える影響を最小化することができる。
[0063]白色顔料の表面処理は、粒子が必要とされる耐チョーキング性を有する限りは変動することができる。たとえば一態様において、白色顔料は、アルミナを含む表面処理を含む二酸化チタン粒子を含む。表面処理は、単独または他の成分と組み合わせたアルミナを含みえる。たとえば一態様において、表面処理は、アルミナとポリシロキサンとの組み合わせを含む。
[0064]白色顔料は、全体として中間色調(neutral tint)または青い色調を有することができる。一態様において、蒸留水と混和してpHを測定すると、粒子はやや塩基性である。たとえば白色顔料粒子は、約7を超える、たとえば約7.5を超えるpHを示すことができる。粒子のpHは一般に、約9未満、たとえば約8.5未満である。
[0065]本開示のポリマー組成物は、場合により一種以上の強化材、たとえば充填剤及び繊維も含むことができる。そのような材料としてはたとえば、ガラス繊維、 ウォラストナイト、チタン酸カリウム、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、シリカ、カオリンなどを挙げることができる。そのような無機充填剤は、約1重量％〜約40重量％の量で、たとえば約10重量％〜約30重量％の量で組成物中に存在することができる。
[0066]本開示に従って、組成物はさらに場合により、一種以上の反応性変性剤を含み、これは安定剤として役立ちえる。反応性変性剤は、たとえば材料、たとえばPCTポリマーなどの熱可塑性ポリマーと反応しえる材料、たとえばポリマーを含むことができる。反応性変性剤は一つ以上の利益を提供することができる。たとえば一態様において、反応性変性剤は、特に溶融加工の間に、熱可塑性ポリマーを任意の存在する他の成分と適合させる(compatibilize)ことができる。
[0067]一態様において、反応性変性剤は、熱可塑性ポリマー上のカルボキシルまたはヒドロキシル基と反応しえる材料を含む。このようにして反応性変性剤は、連鎖延長剤として働くことができる。
[0068]一態様において、反応性変性剤は、一つ以上の官能基をもつ化合物、オリゴマー、またはポリマーを含む。一種以上の官能基は、組成物中に含まれる熱可塑性ポリマーとの反応に利用可能である。反応性変性剤中に存在しえる官能基としては、エポキシ基、カルボン酸無水物基、ヒドロキシル基、カルボキシル基及び/またはイソシアネート基が挙げられる。一態様において、反応性変性剤は、熱可塑性ポリマーに結合する連鎖延長剤を含む。
[0069]本開示に従って使用しえる反応性変性剤としては、一般にフェノキシ樹脂及び/またはエポキシ樹脂、たとえば非芳香族エポキシ樹脂が挙げられる。たとえば一態様において、反応性変性剤は、熱可塑性ポリマーと反応しえる変性(modified)フェノキシ樹脂を含む。たとえばフェノキシ樹脂はヒドロキシル官能基(functionality)を有しえる。たとえばフェノキシ樹脂は、約120℃未満、たとえば約110℃未満、たとえば約100℃未満のガラス転移温度を有しえる。フェノキシ樹脂は、25％NVでシクロヘキサン中で試験するときに、約2500cP未満、たとえば約2300cP未満の粘度を有することができる。
[0070]反応性変性剤として使用しえる非芳香族エポキシ樹脂としては、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3’,4’-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂及び/またはトリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレートが挙げられる。一般に任意の好適な脂環式エポキシ樹脂を使用することができる。
[0071]上記反応性変性剤に加えてまたは上記反応性変性剤の代わりに、組成物は、反応性変性剤としてエポキシ官能性コポリマーを含むことができる。多様な(multiple)エポキシペンダント基をもつ典型的なコポリマーとしては、一種以上のエチレン性不飽和モノマー(たとえばスチレン、エチレンなど)と、エポキシ含有エチレン性不飽和モノマー(たとえばグリシジルC1-4(アルキル)アクリレート、アリルグリシジルエタクリレート(ethacryalte)及びグリシジルイタコネート)との反応生成物が挙げられる。たとえば一態様において、エポキシ官能性コポリマーは、側鎖(side chain)として含まれるグリシジル基を含有するスチレン-アクリルコポリマー(オリゴマーを含む)である。
[0072]一態様において、反応性変性剤は、無水物を含むことができる。例としては、ピロメリット酸二無水物、無水トリメリット酸、3-(トリエトキシシリル)プロピルコハク酸無水物等が挙げられる。他の反応性変性剤としては、様々なオキサゾリン及び/またはシラン類を挙げることができる。そのような反応性変性剤は、フェニレンビスオキサゾリン及び3-アミノプロピルトリエトキシシランを含むことができる。
[0073]一種以上の反応性変性剤は、粘度変化を引き起こすことなく、溶融加工の間に組成物の粘度を安定化させるのに十分な量で組成物中に存在することができる。他の態様では、一種以上の反応性変性剤は、熱老化後に、組成物が所望の白色度特性などの所望の白色度特性を示すように十分な量で組成物中に存在することができる。一般に反応性変性剤は、約0.2重量%〜約8重量%、たとえば約0.5重量%〜約5重量%の量で組成物中に存在する。
[0074]特に、時間とともに組成物の黄変を顕著に増大させない反応性変性剤を選択するのが好都合である。この点において、ポリマー組成物は、様々な芳香族エポキシ樹脂を実質的にまたは完全に含まないように配合することができる。たとえば一態様において、組成物は、エポキシノボラック樹脂、たとえばエポキシクレゾールノボラック樹脂を全く含まない。
[0075]組成物から製造される成形品の黄変を顕著に増大させない使用しえる反応性変性剤としては、濃い色をもたない反応性変性剤を含むことができる。たとえば反応性変性剤は、約2未満のCIELAB試験法に従った色b*を有することができる。CIELAB方法論は、いずれも本明細書中、参照として含まれる”Pocket Guide to Digital Printing”、F. Cost、Delmar Publishers、Albany, N.Y.、ISBN 0-8273-7592-1、144及び145頁並びに、"Photoelectric color difference meter"、Journal of Optical Society of America、第48巻、985〜995頁、S. Hunter(1958年)に記載されている。より具体的には、CIELAB試験法は、「ハンター」スケール値、L*、a*及びb*を定義し、これは色知覚の反対色説をベースとする知覚色の三つの特徴と対応し、以下のように定義される：
L*=明度(または明度)、0〜100、ここで0=暗(dark)、100=明(light)；
a*=赤/緑軸、-100〜100；正の値は赤寄りであり、負の値は緑寄りである；及び
b*=黄/青軸、-100〜100；正の値は黄寄りであり、負の値は青寄りである。
[0076]色測定は、鏡搭載モード(specular included mode)を使用して行った測定で積分球を使用したDataColor 650分光光度計を使用して実施することができる。同様に色座標は、発光体D65/10°、A/10°、またはF2/10°観察者のもと、CIELAB装置を使用してASTM D2244-11に従って計算することができる。
[0077]本開示のポリマー組成物は、一種以上の耐衝撃性改良剤をさらに含むことができる。耐衝撃性改良剤は、PCTポリマーなどの熱可塑性ポリマーと反応性でありえるか、または非反応性でありえる。たとえば一態様において、組成物は少なくとも一種の反応性耐衝撃性改良剤と少なくとも一種の非反応性耐衝撃性改良剤を含む。
[0078]使用しえる反応性耐衝撃性改良剤としては、エチレン-無水マレイン酸コポリマー、エチレン-アルキル(メタ)アクリレート-無水マレイン酸コポリマー、エチレン-アルキル(メタ)アクリレート-グリシジル(メタ)アクリレートコポリマーなどが挙げられる。たとえば一態様において、エチレン、メチルアクリレート及びグリシジルメタクリレートのランダムターポリマーを含む反応性耐衝撃性改良剤を使用する。ターポリマーは、約5%〜約20%、たとえば約6%〜約10%のグリシジルメタクリレート含有量を有することができる。ターポリマーは、約20%〜約30%、たとえば約24%のメチルアクリレート含有量を有することができる。
[0079]特に好都合なことに、本発明者らは、反応性耐衝撃性改良剤と反応性変性剤との組み合わせが、態様によっては、熱老化後に本開示に従って製造した製品の白色度をさらに改善しえることを知見した。
[0080]一般に反応性耐衝撃性改良剤は、約0.05重量%〜約20重量%、たとえば約0.1重量%〜約5重量%の量で組成物に中に存在することができる。
[0081]本開示のポリマー組成物中にブレンドしえる非反応性耐衝撃性改良剤としては一般に様々なゴム材料、たとえばアクリルゴム、ASAゴム、ジエンゴム、オルガノシロキサンゴム、EPDMゴム、SBSまたはSEBSゴム、ABSゴム、NBSゴムなどが挙げられる。一態様において、エチレンアクリルゴム、たとえばエチレンアクリルエステルコポリマーが存在する。非反応性耐衝撃性改良剤の特定の例としては、エチレンブチルアクリレート、エチレン(メチル)アクリレートまたは2エチルヘキシルアクリレートコポリマーが挙げられる。特定の一態様において、約20重量%〜約30重量%、たとえば約24重量%の量で(メチル)アクリレートを含むエチレン(メチル)アクリレートコポリマーが組成物中に存在する。
[0082]特定の一態様において、本開示の組成物は、エチレン、メチルアクリレート及びグリシジルメタクリレートのターポリマーと組み合わせたエチレン(メチル)アクリレートコポリマーの組み合わせを含む。
[0083]本組成物中に存在するとき、非反応性耐衝撃性改良剤は、約0.05重量%〜約15重量%の量、たとえば約0.1重量%〜約8重量%の量で配合することができる。
[0084]上記のように、本開示のポリマー組成物は、熱可塑性ポリマーの混合物を含むことができる。たとえば一態様において、組成物は、一種以上の熱可塑性ポリマーと組み合わせてPCTポリマーを含むことができる。他の熱可塑性ポリマーは、約1重量%〜約15重量%の量で存在することができる。含めることができる他の熱可塑性ポリマーとしては、他のポリエステルポリマー、液晶ポリマーまたはこれらの混合物が挙げられる。組成物に含めることができる他の熱可塑性ポリエステルポリマーとしては、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(プロピレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)、酸変性(acid-modified)PCTコポリエステル、ポリ(エチレンナフタレート)、ポリ(ブチレンナフタレート)、脂肪族ポリエステル、たとえばポリエステルグルタラートなどが挙げられる。態様によっては、他のポリエステルポリマーまたは液晶ポリマーを少量含めると、組成物の加工性を改善することができる。たとえば一態様において、組成物は、約2重量％〜約15重量％の量で芳香族液晶ポリエステルポリマーを含むことができる。
[0085]ポリマー組成物中に存在しえる別の添加剤は、ポリテトラフルオロエチレンポリマーである。ポリテトラフルオロエチレンポリマーを含めると、ポリマー組成物から製造した製品の反射率と白色度を高めることができる。ポリテトラフルオロエチレンポリマーは、約50ミクロン未満、たとえば約10ミクロン未満の平均粒径をもつ微粉末の形状で組成物に添加することができる。たとえば一態様において、ポリテトラフルオロエチレン粉末は、約1ミクロン〜約8ミクロンの平均粒径をもつことができる。ポリテトラフルオロエチレンポリマーは、約0.05重量%〜約10重量%、たとえば約0.1重量%〜約6重量%の量で組成物中に存在することができる。
[0086]一態様において、ポリマー組成物は滑剤も含むことができる。滑剤はたとえば、ポリエチレンワックス、アミドワックス、モンタン酸エステルワックス(montanic ester wax)、ポリオールエステルなどを含むことができる。特定の態様では、滑剤は、ポリエチレングリコール-ジラウレート及び/またはネオペンチルグリコールジベンゾエートを含むことができる。特定の一態様において、滑剤は、酸化ポリエチレンワックスを含むことができる。ポリエチレンワックスは、約0.94g/cm3〜約0.96g/cm3の密度をもつことができる。存在するときには、滑剤は、約0.05重量%〜約6重量%、たとえば約0.1重量%〜約4重量%の量で組成物中に含めることができる。
[0087]上記に加えて、ポリマー組成物は、様々な他の添加剤及び成分を含むことができる。たとえば組成物は、様々な熱及び酸化安定剤、紫外線安定剤、増白剤などを含むことができる。特別な一態様において、組成物は好適な蛍光増白剤、たとえばベンゾオキサゾールを含むことができる。たとえば組成物は、CAS登録番号1533-45-5をもつ、ベンゾオキサゾール、2,2'-(1,2-エチレンジイルジ-4,1-フェニレン)ビス-または他の好適なベンゾオキサゾールを含むことができる。蛍光増白剤はさらに、反射率を増大することができる。
[0088]一態様において、ポリマー組成物は、立体障害アミン光安定剤を含むことができる。組成物中に存在するとき、ヒンダードアミン系光安定剤は、様々な好都合な点及び利益を提供することが知見された。たとえば立体障害アミン光安定剤は、特に長期老化後に、材料の反射率特性をさらに改善することが知見された。光安定剤は、約0.05重量%〜約3重量%、たとえば約0.05重量%〜約1重量%の量で組成物中に存在することができる。特定の一態様において、ヒンダードアミン光安定剤は、ヒンダードフェノール酸化防止剤及びリン含有安定剤と併せて使用することができる。
[0089]一態様において、リン含有安定剤は、+5価状態をもつ少なくとも一つのリンを含む有機リン化合物を含むことができる。たとえば有機リン化合物は、ホスホネートまたはホスフェートを含むことができる。上記のリン安定剤は、ポリマー組成物がシリコーン樹脂に接着する能力を保ちつつ、白色度安定性を顕著に改善することが知見された。
[0090]比較的少量でポリマー組成物中に含まれるが、ホスホネート安定剤は上記の有利な点を提供する。たとえば有機リン化合物は、ポリマー組成物中に、約5重量％未満の量、たとえば約3重量%未満の量、たとえば約2重量％未満の量、たとえばさらには約1重量％未満の量で存在することができる。たとえば有機リン化合物は、ポリマー組成物中に約0.01重量％〜約3重量％、たとえば約0.01重量％〜約2重量％の量で存在することができる。
[0091]一態様において、安定剤は、以下のリン基：
Figure 0005923162
を有する有機リン化合物を含むことができる。一態様において、以下の式：
Figure 0005923162
を有するホスホネート安定剤を使用することができ、式中、
R1はH、C1-C20アルキル、非置換またはC1-C4アルキル置換フェニルまたはナフチルであり；
R2はH、C1-C20アルキル、非置換またはC1-C4アルキル置換フェニルまたはナフチルであるか、あるいはMr+rであり、ここでMr+はr-価の金属カチオンまたはアンモニウムイオンである；
nは0〜6の整数であり、rは1〜4の整数であり；
Aは水素、-X-C(O)-OR8または、以下の：
Figure 0005923162
の基であり、
R3またはR4は、H、C1〜C18アルキル、OH、ハロゲンまたはC3-C7シクロアルキルであり；
R5またはR6は水素、C1-C4アルキル、シクロヘキシルまたは1-3個のC1-C4アルキル基で置換されたシクロヘキシルであり；
R7は水素、メチル、トリメチルシリル、ベンジル、フェニル、スルホニル、またはC1-C18アルキルであり；
R8は水素、C1-C10アルキルまたはC3-C7シクロアルキルであり；
Xはフェニレン、C1-C4アルキル基で置換されたフェニレンまたはシクロヘキシレンである。
[0092]本開示に従って使用しえるホスホネートの特別な例としては、フェニルホスホネート及びベンジルホスホネート、たとえばジエチル1-フェニルエチルホスホネート、ジエチル2-フェニルエチルホスホネート、ジエチルベンジルホスホネート、またはこれらの混合物が挙げられる。特別なホスホネート化合物としては、以下のもの：
Figure 0005923162
が挙げられる。
[0093]別の態様では、以下の式：
Figure 0005923162
を有するホスフェート安定剤が使用される。
[0094]ホスフェート安定剤を使用するときは、ホスフェート安定剤は、上記と同一リン基をもつ有機リン化合物を含むことができる。一態様において、ホスフェート安定剤は、以下の式：
Figure 0005923162
を有し、式中、R1、R2、R3及びR4はH、C1-C20アルキル、非置換またはC1-C10アルキル置換されたフェニルまたはナフチルであり；
mは1〜10の整数であり；
Qは式：
Figure 0005923162
の基であり；
pは1〜4の整数である。
[0095]本開示に従って製造しえるホスフェートの特別な例としては、トリフェニルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、2-エチルヘキシルジフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オリゴマー性エチルエチレンホスフェート、ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)またはこれらの混合物が挙げられる。
[0096]本開示に従って製品を製造するために、一態様において、ポリマー組成物は、溶融混合したブレンド物を含むことができ、ここでブレンド物が一体となった統一体(unified whole)を形成するように、ポリマー成分は全て、互いの中に十分に分散され、非ポリマー成分は全てポリマーマトリックスの中に十分に分散されていて、ポリマーマトリックスにより結合される。
[0097]任意の溶融混合法を使用して、ポリマー成分と非ポリマー成分とを混和することができる。たとえば一態様において、ポリマー成分及び非ポリマー成分は、メルトミキサー、たとえば一軸または二軸押出機、ブレンダー、混練機またはバンバリーミキサーに、一回の添加段階で全てを一度に、または段階的に添加し、次いで溶融混合することができる。
[0098]次いで、ブレンド化組成物は、任意の好適な成形プロセスにより任意の所望の形状に成形することができる。たとえば一態様において、製品は射出成形により成形される。射出成形の間、組成物の温度は約280℃〜約350℃でありえる。他方、金型温度は約80℃〜約150℃の範囲でありえる。
[0099]一態様において、1000秒-1剪断速度下、305℃でキャピラリーレオメーターにより測定(ASTM試験D3835-08)したとき、ポリマー組成物の溶融粘度は、約200Pa.s未満、たとえば約150Pa.s未満、たとえば約100Pa.s未満、たとえば約80Pa.s未満、たとえば約70Pa.s未満、たとえば約60Pa.s未満である。一般に、上記条件下でのポリマーの溶融粘度は、約10Pa.sを超え、たとえば約20Pa.sを超える。特別な一態様において、溶融粘度は、約40Pa.s〜約80Pa.sである。
[0100]上記のように、本開示のポリマー組成物は、LEDアセンブリの反射体の製造に特に適している。ポリマーの反射特性は、白色LEDで使用するのに特に適している。LED反射体は、一体成形の形状でありえるか、または二つ以上のサブパーツから形成することができる。一態様において、ポリマー組成物は図１及び２に示されているようにリードフレームの上に射出成形される。このように、リードフレーム及び反射体は、一体となる。次いで半導体発光ダイオードチップは、反射体のキャビティ内に据え付けられ、リードフレームと接続することができる。LEDは、ボンディングワイヤを使用してリードフレームに接着させることができる。全アセンブリは包み込むことができるか、または反射体により画定されるキャビティは、一方向に集光するためのレンズを形成しえる固体エポキシなどのコア材料で充填することができる。
[0101]本開示に従って製造した成形品は、シリコーン及びエポキシポリマーなどの樹脂に対して優れた接着特性を示すだけでなく、優れた光反射性及び光安定性を示す。シリコーン樹脂に対する結合特性を試験するとき、ポリマー組成物は約25lbfを超え、たとえば約40lbfを超え、たとえば約50lbfを超え、さらにはたとえば約60lbfを超える重ね剪断試験に従ったシリコーン結合強度を示すことができる。重ね剪断試験は、以下の実施例に詳細を記載する。
[0102]本開示に従って製造したLEDアセンブリは、数々の用途で使用することができる。たとえば、LEDアセンブリは、交通信号、LCDディスプレイ、バックライト、携帯電話、自動車ディスプレイライト、自動車ヘッドランプ、懐中電灯、屋内照明、街灯及び屋外照明用途で使用することができる。
[0103]LEDアセンブリで使用することに加えて、本開示のポリマー組成物は、他の様々な製品を製造するのにも使用することができる。たとえば、ポリマー組成物は、良好な光反射特性が望ましい任意の製品を製造するのに使用することができる。たとえば、本開示に従って製造した成形品は、アイテムの外観を改良するために標識及びラベルで使用することができる。たとえば一態様において、本開示に従って製造した成形品は、出口標識などの点灯標識で使用することができる。
[0104]ポリマー組成物の他の用途としては、屋根材としての使用及び太陽電池の部品としての使用が挙げられる。ポリマー組成物は、消費財などの消費者製品用のトリムピース(trim piece)及びベゼル(bezel)を製造するのにも使用することができる。他の態様では、ポリマー組成物は自動車などの、車両用のインテリア用トリムピースを成形するのに使用することができる。
[0105]本発明の開示は、以下の実施例を参照してより理解することができる。以下の実施例は、説明のためだけであって、限定するものではない。
実施例１
[0106]以下の表１は、300℃で操作する32mm二軸押出機を使用し、約350rpmのスクリュー速度と、約320℃〜約330℃の溶融温度を使用して、表に示した成分を溶融コンパウンディングすることにより製造した様々な組成を列記する。押し出し機を出たら、組成物を冷却しペレット化した。
[0107]組成物は、約120℃の金型温度を使用して、ISO法527-1/2に従ってISO引張り試験片(tensile bar)に成形した。サンプルの引張特性は、上記試験法を使用して測定した。シャルピー衝撃強さ及びノッチ付きシャルピー衝撃強さは、以下のISO試験179に従って測定した。
[0108]460nmにおける初期反射率は、ASTM試験法E1331を使用し、10°でCIE D65昼光発光体を使用し、分光比色計DataColor 600で、各組成物について測定した。測定は引張り試験片で実施した。反射率の数字が高ければ高いほど、光の吸収や損失が少ないことを示す。
[0109]初期白色度及びエージング後の白色度は、WI E313をベースとした同一反射率スキャンを使用して測定した。白色度の数字が高ければ高いほど、白色度が良好であることを示す。
[0110]以下の結果が得られた。
Figure 0005923162
Figure 0005923162
[0111]上記表に示したように、サンプル１のポリマー組成物は、反応性変性剤を含んでいなかった。他方、サンプル２は、エポキシクレゾールノボラック樹脂を含んでいた。サンプル２では、エージング後の白色度はひどく低下した。
[0112]本開示に従って製造した組成物は、優れた初期反射率、優れた初期白色度を示し、エージング後に優れた白色度特性を示した。
実施例２
[0113]以下の表２は、300℃で操作する32mm二軸押出機を使用し、約300rpmのスクリュー速度と、約320℃〜約330℃の溶融温度を使用して、表に示した成分を溶融コンパウンディングすることにより製造した様々な組成を列記する。押し出し機を出たら、組成物を冷却しペレット化した。
[0114]組成物は、約120℃の金型温度を使用して、ISO法527-1/2に従ってISO引張り試験片に成形した。
Figure 0005923162
[0115]この実施例において、使用したホスホネート安定剤は、カルシウムビス[モノエチル(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ホスホネート]であった。使用したホスフェート安定剤はトリフェニルホスフェートであった。
[0116]表３は、表２に示した組成物の特性を表す。引張り特性は、上記試験を使用して測定した。シャルピー衝撃強さ及びノッチ付きシャルピー衝撃強さは、ISO試験179に従って測定した。
[0117]460nmにおける反射率は、ASTM試験法E1331を使用し、10°でCIE D65昼光発光体を使用し、分光比色計DataColor 600で、各組成物について測定した。測定は引張り試験片で実施した。反射率の数字が高ければ高いほど、光の吸収や損失が少ないことを示す。完全反射率は100%である。
[0118]白色度(Whiteness Index：WI)は、WI E313をベースとした同一反射率スキャンを使用して測定した。各組成物のWIは、200℃で4時間熱エージングした引張試験片でも測定した。WI数字が高ければ高いほど、白色度が良好であることを示す。
[0119]シリコーン接着性は、剥離試験に従って、及び重ね剪断試験に従って試験した。剥離試験に従って、シリコーン樹脂を混合し、上記のように引張試験片上に層としてキャストした。使用したシリコーン樹脂は、Dow Corning SYLGARD 577A/B(10：1比)である。上記シリコーン樹脂はシリコーンエラストマーである。一度シリコーン樹脂を引張試験片に適用したら、部品をオーブン中、180℃で15分間硬化させ、次いでオーブンから取り出して室温に冷却する。シリコーン層は、接着をチェックするために手で剥離する。シリコーン層が簡単に剥がれれば、試験は不合格である。シリコーンが手で剥がれなければ、シリコーンに対する接着性は合格である。
[0120]第二のシリコーン接着試験法は、重ね剪断試験である。PCT組成物をISO引張り試験片に成形する。次いで試験片を半分に切断する。半分の部分を二枚、2"銅片上におき、シリコーン接着剤層は銅片を試験片に接着している。使用したシリコーン接着剤は、LED封入シリコーン(LED encapsulate silicone)であり、Dow Corning OE 6630A/Bシリコーン樹脂である。シリコーン樹脂の二つの部分を１：４比で混合する。半分ずつの試験片と銅片を150℃で2時間硬化させ、次いで放冷する。接着した引張試験片は、室温(23℃)で１インチ/分の速度で結合を破壊するための最大負荷(peak load)を得るために引張試験機により試験する。特に、引張試験片の半分はそれぞれ引張試験片の顎(jaw)におく。半分の一方が銅片から外れたときの最大負荷を記録する。図５は、シリコーン樹脂により銅片に接着した二枚の半分部分を示す。
Figure 0005923162
[0121]上記のように、ホスホネートまたはホスフェート安定剤で製造した組成物は、改善された反射率安定性及びシリコーン接着性を示した。
[0122]他方、本発明のこれら及び他の変形及び変更は、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、当業者により実施しえる。本発明の趣旨及び範囲は請求の範囲により詳細に説明される。さらに様々な態様の側面は、全体においてまたは一部分において交換可能であることは理解すべきである。さらに、当業者は、上記記載は単なる例示であって、付記請求の範囲に記載された発明を限定するものではないことを理解するだろう。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[１]
ポリマー組成物であって、
前記ポリマー組成物は約260℃を超える融点をもつ熱可塑性ポリマーを含み、前記熱可塑性ポリマーはポリエステルポリマーを含み、前記熱可塑性ポリマーは、顔料と場合により少なくとも一種の反応性変性剤と混和され、前記ポリマー組成物は460nmにおいて約90％を超える初期反射率と、200℃で4時間エージングした後に約60％を超える白色度保持率をもち、前記ポリマー組成物は305℃で1,000/秒の剪断速度で約200Pa.s未満の溶融粘度ももつ、前記ポリマー組成物。
[２]
前記ポリマー組成物は、200℃で4時間エージングした後に約50を超える白色度をもつ、[１]に記載のポリマー組成物。
[３]
前記ポリマー組成物は、約84を超える初期白色度を有する、[１]に記載のポリマー組成物。
[４]
前記ポリマー組成物は、約84を超える初期白色度を有し、前記ポリマー組成物は200℃で4時間エージングした後に約60を超える白色度を有する、[１]に記載のポリマー組成物。
[５]
前記ポリマー組成物は、200℃で4時間エージングした後に約50を超える白色度を有し、且つ約84を超える初期白色度を有する、[１]に記載のポリマー組成物。
[６]
前記ポリマー組成物は、305℃及び1,000/秒の剪断速度で約100Pa.s未満の溶融粘度をもつ、[１]に記載のポリマー組成物。
[７]
前記熱可塑性ポリマーは、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメタノールテレフタレート)を含む、[１]に記載のポリマー組成物。
[８]
前記組成物が少なくとも一種の反応性変性剤を含む、[７]に記載のポリマー組成物。
[９]
前記反応性変性剤が、ヒドロキシル基またはカルボキシル基と反応する官能基をもつポリマーを含む、[８]に記載のポリマー組成物。
[１０]
前記反応性変性剤が、CIELABカラースケールに従って約2未満の色b*を有する、[８]に記載のポリマー組成物。
[１１]
前記反応性変性剤が、フェノキシポリマー、エポキシポリマー、無水物ポリマーまたはシランポリマーを含む、[８]に記載のポリマー組成物。
[１２]
前記反応性変性剤が、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3',4'-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂またはトリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレートを含む、[８]に記載のポリマー組成物。
[１３]
前記反応性変性剤が、変性フェノキシ樹脂を含む、[８]に記載のポリマー組成物。
[１４]
前記反応性変性剤が、ピロメリット酸二無水物、無水トリメリット酸、3-(トリエトキシシリル)プロピルコハク酸無水物、フェニレンビスオキサゾリン、または3-アミノプロピルトリエトキシシランを含む、[８]に記載のポリマー組成物。
[１５]
さらに耐衝撃性改良剤を含む、[１]に記載のポリマー組成物。
[１６]
前記耐衝撃性改良剤が反応性耐衝撃性改良剤を含む、[１５]に記載のポリマー組成物。
[１７]
前記顔料が白色顔料を含む、[１]に記載のポリマー組成物。
[１８]
前記ポリマー組成物がさらに、ポリブチレンテレフタレートポリマー、ポリエチレンテレフタレートポリマー、ポリテトラフルオロエチレンポリマー、またはこれらの混合物を含む、[７]に記載のポリマー組成物。
[１９]
前記白色顔料が約10重量％〜約30重量％の量でポリマー組成物中に存在し、前記ポリマー組成物はさらに、約10重量％〜約30重量％の量でガラス繊維を含む、[１７]に記載のポリマー組成物。
[２０]
前記ポリマー組成物は、約25lbfを超える、重ね剪断試験に従ったシリコーン結合強度(silicone bond strength)をもつ、[１]に記載のポリマー組成物。
[２１]
ポリマー組成物から製造した成形品であって、ポリマー組成物は、
約260℃を超える融点をもつ熱可塑性ポリマーを含み、前記熱可塑性ポリマーはポリエステルポリマーを含み、前記熱可塑性ポリマーは、顔料と場合により少なくとも一種の反応性変性剤と混和され、前記ポリマー組成物は460nmにおいて約90％を超える初期反射率と、200℃で4時間エージングした後に約60％を超える白色度保持率をもち、前記ポリマー組成物は305℃で1,000/秒の剪断速度で約200Pa.s未満の溶融粘度ももつ、前記成形品。
[２２]
前記熱可塑性ポリマーは、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメタノールテレフタレート)を含む、[２１]に記載の成形品。
[２３]
前記ポリマー組成物は、200℃で4時間エージングした後に約50を超える白色度を有し、且つ約84を超える初期白色度を有する、[２２]に記載の成形品。
[２４]
前記組成物が少なくとも一種の反応性変性剤を含む、[２２]に記載の成形品。
[２５]
前記反応性変性剤が、フェノキシポリマー、エポキシポリマー、無水物ポリマーまたは、シランポリマーを含む、[２４]に記載の成形品。
[２６]
前記顔料が白色顔料を含み、前記白色顔料は、約10重量％〜約30重量％の量でポリマー組成物中に存在し、前記ポリマー組成物はさらに、約10重量％〜約30重量％の量でガラス繊維を含む、[２５]に記載の成形品。
[２７]
前記ポリマー組成物はさらに有機リン化合物を含み、前記有機リン化合物は、以下の式：
Figure 0005923162
 ｛式中、R1はH、C1-C20アルキル、非置換またはC1-C4アルキル置換フェニルまたはナフチルであり、
R2はH、C1-C20アルキル、非置換またはC1-C4アルキル置換フェニルまたはナフチルであるか、Mr+rであり、Mr+はr-価の金属カチオンまたはアンモニウムイオンである｝のようなリン基を含む、[２１]に記載の成形品。

Claims (20)

  1. ポリマー組成物であって、
    前記ポリマー組成物は260℃を超える融点をもつ熱可塑性ポリマーを含み、前記熱可塑性ポリマーはポリエステルポリマーを含み、前記ポリエステルポリマーは少なくとも30重量%〜70重量％未満の量で組成物中に存在し、前記熱可塑性ポリマーは、10重量％〜30重量％の量で存在する白色顔料と少なくとも一種の反応性変性剤と混和され、前記ポリマー組成物は460nmにおいて90％を超える初期反射率と、200℃で4時間エージングした後に60％を超える白色度保持率を有し、200℃で4時間エージングした後に60を超える白色度を有し、前記ポリマー組成物は305℃で1,000/秒の剪断速度で200Pa.s未満の溶融粘度も有し、前記ポリマー組成物は、芳香族エポキシ樹脂を含まない、前記ポリマー組成物。
  2. 前記ポリマー組成物は、84を超える初期白色度を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
  3. 前記ポリマー組成物は、305℃及び1,000/秒の剪断速度で100Pa.s未満の溶融粘度をもつ、請求項１に記載のポリマー組成物。
  4. 前記熱可塑性ポリマーは、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメタノールテレフタレート)を含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
  5. 前記反応性変性剤が、ヒドロキシル基またはカルボキシル基と反応する官能基をもつポリマーを含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
  6. 前記反応性変性剤が、CIELABカラースケールに従って2未満の色b*を有する、請求項１に記載のポリマー組成物。
  7. 前記反応性変性剤が、フェノキシポリマー、エポキシポリマー、無水物ポリマーまたはシランポリマーを含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
  8. 前記反応性変性剤が、3,4-エポキシシクロヘキセニルメチル-3',4'-エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂またはトリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレートを含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
  9. 前記反応性変性剤が、変性フェノキシ樹脂を含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
  10. 前記反応性変性剤が、ピロメリット酸二無水物、無水トリメリット酸、3-(トリエトキシシリル)プロピルコハク酸無水物、フェニレンビスオキサゾリン、または3-アミノプロピルトリエトキシシランを含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
  11. さらに耐衝撃性改良剤を含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
  12. 前記耐衝撃性改良剤が反応性耐衝撃性改良剤を含む、請求項１１に記載のポリマー組成物。
  13. 前記ポリマー組成物がさらに、ポリブチレンテレフタレートポリマー、ポリエチレンテレフタレートポリマー、ポリテトラフルオロエチレンポリマー、またはこれらの混合物を含む、請求項４に記載のポリマー組成物。
  14. 前記ポリマー組成物はさらに、10重量％〜30重量％の量でガラス繊維を含む、請求項１に記載のポリマー組成物。
  15. 前記ポリマー組成物は、25lbfを超える、重ね剪断試験に従ったシリコーン結合強度(silicone bond strength)をもつ、請求項１に記載のポリマー組成物。
  16. ポリマー組成物から製造した成形品であって、ポリマー組成物は、
    260℃を超える融点をもつ熱可塑性ポリマーを含み、前記熱可塑性ポリマーはポリエステルポリマーを含み、前記ポリエステルポリマーは少なくとも30重量%〜70重量％未満の量で組成物中に存在し、前記熱可塑性ポリマーは、10重量％〜30重量％の量で存在する白色顔料と少なくとも一種の反応性変性剤と混和され、前記ポリマー組成物は460nmにおいて90％を超える初期反射率と、200℃で4時間エージングした後に60％を超える白色度保持率を有し、200℃で4時間エージングした後に60を超える白色度を有し、前記ポリマー組成物は305℃で1,000/秒の剪断速度で200Pa.s未満の溶融粘度も有し、前記ポリマー組成物は、芳香族エポキシ樹脂を含まない、前記成形品。
  17. 前記熱可塑性ポリマーは、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメタノールテレフタレート)を含む、請求項１６に記載の成形品。
  18. 前記反応性変性剤が、フェノキシポリマー、エポキシポリマー、無水物ポリマーまたは、シランポリマーを含む、請求項１６に記載の成形品。
  19. 前記ポリマー組成物はさらに、10重量％〜30重量％の量でガラス繊維を含む、請求項１６に記載の成形品。
  20. 前記ポリマー組成物はさらに有機リン化合物を含み、前記有機リン化合物は、以下の式：
    Figure 0005923162
     ｛式中、R1はH、C1-C20アルキル、非置換またはC1-C4アルキル置換フェニルまたはナフチルであり、
    R2はH、C1-C20アルキル、非置換またはC1-C4アルキル置換フェニルまたはナフチルであるか、Mr+rであり、Mr+はr-価の金属カチオンまたはアンモニウムイオンである｝で表されるリン基を含む、請求項１６に記載の成形品。
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