JPH0997512A - ランプ反射鏡用成形組成物、それを用いたランプ反射鏡の製造方法及びランプ反射鏡 - Google Patents
ランプ反射鏡用成形組成物、それを用いたランプ反射鏡の製造方法及びランプ反射鏡Info
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Abstract
度を有する反射鏡基体を得る。 【構成】不飽和ポリエステル樹脂、ガラス繊維、無機充
填剤及び熱可塑性樹脂を含有するランプ反射鏡用成形組
成物を成形硬化して反射鏡基体を得、該基体の内部表面
に金属性反射被膜を形成してランプ反射鏡を製造する。
Description
形組成物、特に自動車に装備するヘッドランプ、フォグ
ランプ等に使用して好適なランプ反射鏡用の成形組成
物、それを用いたランプ反射鏡の製造方法及びランプ反
射鏡に関する。
グランプ等のランプ反射鏡は、非常に高輝度の電球を使
用するため、使用時にフィラメントから発生する高熱に
耐えねばならないことから、反射鏡の基体は熱硬化性樹
脂で形成され、従来から不飽和ポリエステル成形組成物
が用いられている。例えば、12〜18重量%のガラス
繊維を含有する熱硬化性不飽和ポリエステル成形組成物
に炭酸カルシウムなどの充填剤と、相溶性内部離型剤と
して脂肪酸エステル、硬化触媒として脂肪族ペルオキシ
化合物を含有するポリエステル成形組成物等からなる反
射鏡組成物が提案されている。
反射鏡として用いられる不飽和ポリエステル樹脂には、
ランプ点灯時の発熱温度(約180℃)に耐え得る耐熱
性が要求されるにもかかわらず、これら提案されるポリ
エステル成形組成物をランプ反射鏡基体材料として用い
ると、ランプ点灯時の灯室内の熱上昇による熱変形が発
生する。また、ランプ反射鏡を射出成形する時発生する
熱硬化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。その結果、反射鏡表面
に歪みが発生し、その歪みによって反射鏡表面が凹凸面
となって電球からの照射光が正確に制御できず、従って
対向車両に対する眩光を生じたり、配光規格を満足しな
いという問題があった。特に、この種の高強度ランプ反
射鏡は光学的に狂いのない精度の高い反射面を有するこ
とが要求されることから、優れた耐熱性、寸法安定性、
表面平滑性及び強度を有する反射鏡基体を提供できる熱
硬化性プラスチック成形材料の開発が必要である。
決するものであって、不飽和ポリエステル樹脂、ガラス
繊維、無機充填剤及び熱可塑性樹脂を含有する組成物に
よって、ランプ反射鏡を成形することを特徴とするもの
である。本発明に従い特に熱可塑性樹脂を配合すること
により、成形組成物の熱硬化時に発熱により熱可塑性樹
脂が膨張して系全体の硬化収縮を補償し、得られる反射
鏡の体積を一定に保ち、光学的に狂いのない高精度な反
射面を構成することができる。
材料において熱硬化性樹脂基材として従来公知の不飽和
ポリエステル樹脂、架橋剤及び触媒を用いることができ
る。フィラメントから発する180℃以上の高熱に耐え
るため、樹脂基材である不飽和ポリエステル樹脂と架橋
剤との硬化物のガラス転移点が150℃以上、特に16
0℃以上であることが好ましい。硬化物のガラス転移点
が150℃以上であると、高温における弾性率を保持で
き、灯具点灯時に反射面に熱変形によるうねり等が生じ
ず、光学的に良好な反射面の表面形状が維持できる。
脂は、不飽和多塩基酸及び必要に応じて飽和多塩基酸と
多価アルコールとを縮重合して得られるものである。不
飽和多塩基酸としては、縮重合に用いることのできる種
々の不飽和多塩基酸を適宜用いることができ、具体的に
は、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が挙げら
れ、特に無水マレイン酸、フマル酸が好ましく用いられ
る。任意成分である飽和多塩基酸としては、縮重合に用
いることのできる種々の飽和多塩基酸を適宜用いること
ができ、具体的には、無水フタル酸、イソフタル酸、テ
レフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラ
ヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水
フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ヘット酸、テトラ
ブロム無水フタル酸等が挙げられ、特に無水フタル酸、
イソフタル酸が好ましい。
ことのできる種々の多価アルコールを適宜用いることが
でき、具体的には、エチレングリコール、プロピレング
リコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコ
ール、ネオペンチルグリコール、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、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールAプロピ
レンオキシド付加物、ジブロムネオペンチルグリコー
ル、ペンタエリスリットジアリルエーテル、アリルグリ
シジルエーテル等が挙げられ、特にエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジ
プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,
3−ブタンジオール、水素化ビスフェノールAが好まし
く用いられる。
物中、好ましくは4〜20質量%、より好ましくは6〜
13質量%含有される。
媒を本発明の組成物に適宜用いることができる。架橋剤
としてはスチレンモノマー、触媒としてはt−ブチルパ
ーオキサイト等の有機過酸化物が好ましく用いられる。
架橋剤は、本組成物中好ましくは5〜25質量%、より
好ましくは6〜13質量%の量で、触媒は、本組成物中
好ましくは0.2〜5質量%、より好ましくは0.2〜
3質量%の量で、それぞれ用いることができる。
テル樹脂の硬化時の収縮を抑制する目的で熱可塑性樹脂
を添加する。熱可塑性樹脂の例としては、スチレン系共
重合体、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル又
はポリメタクリル酸メチル系共重合体、変性ABS樹
脂、セルロースアセテートブチレート、ポリカプロラク
トン、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、
変性ポリウレタン等を挙げることができる。特に、ポリ
メチルメタクリレート等の如きアクリル系樹脂(共重合
体を含む。例えばスチレン−アクリル共重合体、スチレ
ン−ポリエステル共重合体等)及びポリ酢酸ビニル等の
如き酢酸ビニル樹脂(共重合体を含む。例えばスチレン
−酢酸ビニル共重合体等)が、分散性、低収縮性、剛性
の点で好ましい。熱可塑性樹脂の添加量は、本成形組成
物中、好ましくは2〜12質量%、より好ましくは2.
4〜8質量%である。
和ポリエステル樹脂の硬化時の自己発熱温度(140〜
180℃)により熱膨張を起こす。熱可塑性樹脂のかか
る性能を充分に発揮するには、そのガラス転移点が15
0℃以下、特に120℃以下であることが好ましい。ガ
ラス転移点が150℃以下であると、成形時に熱可塑性
樹脂の充分な熱膨張が得られ、不飽和ポリエステルの硬
化収縮を充分に抑制することができる。
の膨張量をそれぞれコントロールすることにより、ラン
プ反射鏡の寸法安定性及び表面平滑性を高めることがで
きる。特に、不飽和ポリエステル樹脂のガラス転移点を
150℃以上とすることで、ランプ点灯時の反射鏡基体
の弾性率の低下を防止し、反射鏡基体の熱変形を有効に
防止することができるとともに、ガラス転移点150℃
以下の熱可塑性樹脂を混合することにより、熱硬化性樹
脂の硬化収縮を有効に防止し、精度良い反射面を形成で
きる。即ち、耐熱性と寸法安定性の相反する性能をバラ
ンスよく両立できるものである。
移点150℃以上、より好ましくは160℃以上の不飽
和ポリエステル樹脂と、ガラス転移点150℃以下、よ
り好ましくは120℃〜−10℃のポリメチルメタクリ
レート等の如きアクリル系樹脂(共重合体を含む。例え
ばスチレン−アクリル共重合体、スチレン−ポリエステ
ル共重合体等)又はポリ酢酸ビニル等の如き酢酸ビニル
樹脂(共重合体を含む。例えばスチレン−酢酸ビニル共
重合体等)とを組み合わせて用いるものであり、これに
より、分散性、寸法安定性、剛性、耐熱性のいずれにお
いても優れた性能を確保でき、良好なランプ反射鏡を成
形することができる。
破損等のないような強度を確保するために、補強材とし
てガラス繊維を添加する。ガラス繊維の添加量は、成形
組成物中、好ましくは5〜30質量%、より好ましくは
10〜25質量%である。この範囲内であれば、成形品
の表面粗さに悪影響を及ぼすことなく、充分な耐衝撃強
度が達成できる。また、ガラス繊維径は好ましくは6〜
18μmであり、この範囲内で適度な流動性と強度とを
確保することができる。
知の種々の無機充填剤を添加する。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挙げられる。
添加量は特に限定的ではないが、成形組成物中、好まし
くは35〜70質量%、より好ましくは45〜65質量
%程度が適当である。
形品を金型から容易に脱型するために、内部離型剤を添
加することが好ましい。内部離型剤としては、本分野で
公知の種々の内部離型剤を用いることができ、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
金属塩が好ましく用いられる。その添加量は好ましくは
0.5〜6質量%、より好ましくは0.5〜4質量%で
ある。0.5質量%以上であれば成形品にクラック等が
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、また、6質量%以下であれば、反射鏡として必要な
反射面の表面処理(プライマーコート塗装)を容易に実
施でき、塗装のレベリング性、密着性も充分に担保する
ことができる。
て、顔料、重合禁止剤(例えば、キノン類、ハイドロキ
ノン類、フェノール類、有機及び無機の銅塩、アミジン
類、ヒドラジン類、第4級アンモニウム塩類、アミン
類、ニトロ化合物、オキシム類、硫黄、多価フェノール
類、アミン塩酸塩類など)、増粘剤(例えば、酸化マグ
ネシウム、酸化カルシウム等のアルカリ土類金属酸化
物)等を含有することができる。
した代表的な車両用前照灯を示す断面図である。図1に
おいて、車両用前照灯1には、灯具ボディ2と灯具ボデ
ィ2の前面開口部に取着された前面レンズ4により灯室
6が形成されており、この灯室6内に反射鏡3と反射鏡
に取着された電球5が収納されている。この反射鏡3
は、放射面等から成る主反射面3bとその主反射面を挟
んで上下に形成された平坦面3a、3cとからなり、そ
の表面にアンダーコートを施し、その上にアルミニウル
蒸着を施して反射処理を行った後、トップコートを施し
ている。
ト7からの照射光が反射面3bにより前方に反射され、
車両前方を照射する。この際、電球5から発生する熱に
より灯室6内の温度が上昇し、特に反射鏡3の表面温度
が約180℃まで上昇する。従って、反射鏡、特に反射
鏡表面がこれらの高熱に耐え得る材料を選択しなければ
ならない。
テル成形組成物で形成される。不飽和ポリエステル4〜
20質量%、ガラス繊維5〜30質量%、無機充填剤3
5〜70質量%及び熱可塑成樹脂2〜12質量%、並び
に必要に応じて架橋剤5〜25質量%、触媒0.2〜5
質量%及び内部離型剤0.5〜6質量%を混合分散した
成形組成物を、適宜形状の金型に好ましくは射出成形法
又は射出圧縮成形法に従い注入し、続いて加熱によりこ
れを硬化させて反射鏡基体11とする。ここで、射出に
先立ち金型キャビティー内の空間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、射出以前に
金型キャビティー内の空気を取り除くようにすることが
好ましい。硬化に際して型を好ましくは130〜200
℃、より好ましくは140〜180℃に加熱する。硬化
時間は目的とする反射鏡基体の厚さに応じて適宜設定す
ることができるが、0.5〜4分程度が好ましい。本発
明によれば、硬化時の組成物の収縮はほとんど見られ
ず、型から取り外した反射鏡基体の表面状態は非常に良
好で、歪みがなく高い光沢性を有するものであった。
としてプライマーを塗布し、表面活性化を行うことが好
ましい。このプライマーコートの上に1種又は複数種の
ラッカーを塗布してもよい。次いで、この上にアルミニ
ウム等の金属被膜を真空蒸着法又はスパッタリング法に
より形成して反射鏡面を形成する。ラッカーは反射鏡表
面と反射性アルミニウム被膜に接着するものであり、ポ
リエステル、ポリブタジエン、エポキシ、アクリル又は
アルキッド樹脂等が好適である。更に、金属被膜上にラ
ッカーの保護膜を設けてもよい。
ロピレングリコール及びネオペンチルグリコールの重縮
合物;但し、そのガラス転移点は表1に示す通り)10
質量%、架橋剤(スチレンモノマー)13質量%、熱可
塑性樹脂(酢酸ビニル)6質量%、触媒(t−ブチルパ
ーオキシベンゾエート)2質量%、内部離型剤(ステア
リン酸亜鉛)4質量%、無機充填剤(炭酸カルシルム)
40質量%及びガラス繊維(ガラス繊維径15μm)2
5質量%を分散して成形組成物とし、上記の通り、射出
成形法により温度140℃で2.5分間熱硬化して金型
から取り外し、反射鏡基体を製造した。
間の耐熱試験を行い、その表面粗さ(Rmax)を表1に
示した。表面粗さは、JIS B0601に従い測定し
た(以下同様)。また、各反射鏡基体の動的粘弾性テス
ト(10Hz、5℃/分昇温)の結果を図2に示した。
以下ならば反射鏡として実用可能である。不飽和ポリエ
ステルのガラス転移点が150℃以上の場合に良好な表
面平滑性が得られることが判る。また、図2の結果か
ら、不飽和ポリエステルのガラス転移点が150℃以上
の場合に実際に耐熱性の要求される温度180℃でも充
分に良好な弾性率を維持することが判る。特に、ガラス
転移点が160℃以上あれば、貯蔵弾性率の低下は少な
く充分な剛性が得られる。
エステルを用い、かつ熱可塑性樹脂のガラス転移点を表
2に示す通りに変化させた他は実施例1と同様にして反
射鏡基体を製造した。得られた各反射鏡基体の成形収縮
率、表面粗さ(Rmax)、フランジ部裏面のヒケ及びB
MC成形品の弾性率を表2に示す。
の値は1.5μm以下、フランジ部裏面のヒケは20μ
m以下、弾性率は10,000MPa以上の場合に反射
鏡として良好な性能を有するといえる。熱可塑性樹脂の
ガラス転移点が150℃以下、特に120℃以下の場合
に、良好な成形収縮率と表面粗さが得られることが判
る。また、反射有効面外にフランジ部があれば、熱可塑
性樹脂のガラス転移点は150℃以下であれば実用可能
である。特に、反射面にフランジ部があっても反射面に
ヒケがなく、BMC成形品の弾性率が確保できる−10
℃〜120℃が良好である。
エステルを用い、かつガラス繊維の含有量を表3に示す
通りに変化させた(反射鏡成形組成物中における質量%
で示す)他は実施例1と同様にして反射鏡基体を製造し
た。得られた各反射鏡基体のアイゾット衝撃(ノッチ付
き)、シャルピー衝撃及び表面粗さ(R max)を表3に
示す。
Ncm/cm以上、シャルピー衝撃の値は50Ncm/cm2以
上の場合に反射鏡として実用可能である。5.0〜3
0.0質量%の範囲内で耐衝撃強度及び表面性状の両面
で良好な結果を得ることが判る。尚、ガラス繊維含有量
が過剰になると、成形時の流動性が低下し表面クラック
が発生するため強度が低下する。
エステルを用い、かつガラス繊維の繊維径を表4に示す
通りに変化させた他は実施例1と同様にして反射鏡基体
を製造した。得られた各反射鏡基体の流動粘度、曲げ強
度及びアイゾット衝撃強さを表4に示す。
00PS、曲げ強さの値は60MPa以上、アイゾット
衝撃強さの値は40Ncm/cm以上の場合に反射鏡として
実用可能である。3μmの繊維径のガラス繊維は、ガラ
ス繊維の製造時、糸切れ等の不具合が発生し、製造コス
トがかさむ。また、ガラス繊維単位重量当たりの表面積
が多くなるため、反射鏡射出成形時に必要な流動性が得
られない。一方、20μmの繊維径の場合には、不飽和
ポリエステル樹脂とガラス繊維の接触面積が低下するた
め、曲げ強度及び衝撃強度が低下する。ガラス繊維の繊
維径が6〜18μmの範囲において良好な結果を得るこ
とが判る。
によれば、優れた耐熱性、寸法安定性、表面平滑性及び
強度を有する反射鏡基体を提供でき、優れた性能のラン
プ反射鏡を製造できる。更に、ガラス転移点150℃以
上の不飽和ポリエステル樹脂及びガラス転移点150℃
以下の熱可塑性樹脂とすることにより、ランプ点灯時の
反射鏡基体の弾性率の低下を防止し、反射鏡基体の熱変
形を有効に防止するとともに、熱硬化性樹脂の硬化収縮
を有効に防止し、精度良い反射面を形成でき、耐熱性と
寸法安定性の相反する性能をバランスよく両立できる。
ポリエステル樹脂と、ガラス転移点120℃〜−10℃
のアクリル系樹脂(共重合体含む)又は酢酸ビニル樹脂
(共重合体含む)とを組み合わせて用いることにより、
分散性、寸法安定性、剛性、耐熱性のいずれにおいても
優れた性能のランプ反射鏡基体を成形することができ
る。更に、6〜18μm径のガラス繊維を用いることに
より、適度な流動性と強度とを確保することができる。
両用前照灯を示す断面図。
度依存性を示すグラフ。
Claims (6)
- 【請求項1】 不飽和ポリエステル樹脂、ガラス繊維、
無機充填剤及び熱可塑性樹脂を含有することを特徴とす
るランプ反射鏡用成形組成物。 - 【請求項2】 不飽和ポリエステル樹脂のガラス転移点
が150℃以上、熱可塑性樹脂のガラス転移点が150
℃以下である請求項1記載のランプ反射鏡用成形組成
物。 - 【請求項3】 不飽和ポリエステル樹脂のガラス転移点
が160℃以上であり、熱可塑性樹脂がアクリル系樹脂
(共重合体含む)及び酢酸ビニル樹脂(共重合体含む)
から選択される少なくとも1つの樹脂を含有することか
らなり且つそのガラス転移点が120℃〜−10℃であ
る、請求項2記載のランプ反射鏡用成形組成物。 - 【請求項4】 ガラス繊維の繊維径が6〜18μmであ
る請求項1記載のランプ反射鏡用成形組成物。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の組成物
を成形硬化して反射鏡基体を得、該基体の内部表面に金
属性反射被膜を形成するランプ反射鏡の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1〜4のいずれかに記載の組成物
を成形硬化してなる反射鏡基体と、その内部表面に金属
性反射被膜とを有することを特徴とするランプ反射鏡。
Priority Applications (4)
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