KR101162906B1 - Ｌｅｄ 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물 및 이를 이용한 ｌｅｄ 리플렉터, ｌｅｄ 조명 기구 - Google Patents
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Abstract
열 열화에 의한 변색이 작아 내열변색성이 우수하고, 이를 이용한 LED 램프가 장수명이고, 비교적 염가이고 게다가 재료의 보존 안정성, 취급성, 가공성이 우수한 범용의 LED 리플렉터용 수지 조성물 및 이를 이용한 LED 리플렉터, LED 조명 기구를 제공한다.
불포화 폴리에스터 수지, 중합 개시제, 무기 충전제, 백색 안료, 이형제 및 보강재를 적어도 포함하는 건식 불포화 폴리에스터 수지 조성물로서, 불포화 폴리에스터 수지가 조성물 전체량에 대하여 14 내지 40질량%의 범위 내이며, 무기 충전제와 백색 안료의 배합량의 합계가 조성물 전체량에 대하여 44 내지 74질량%의 범위 내이며, 무기 충전제와 백색 안료의 배합량의 합계에서 차지하는 백색 안료의 비율이 30질량% 이상인 것을 특징으로 한다.
불포화 폴리에스터 수지, 중합 개시제, 무기 충전제, 백색 안료, 이형제 및 보강재를 적어도 포함하는 건식 불포화 폴리에스터 수지 조성물로서, 불포화 폴리에스터 수지가 조성물 전체량에 대하여 14 내지 40질량%의 범위 내이며, 무기 충전제와 백색 안료의 배합량의 합계가 조성물 전체량에 대하여 44 내지 74질량%의 범위 내이며, 무기 충전제와 백색 안료의 배합량의 합계에서 차지하는 백색 안료의 비율이 30질량% 이상인 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은, 내(耐)열변색성이 우수한 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물 및 이를 이용한 LED 리플렉터, LED 조명 기구에 관한 것이다.
최근, 그 활용이 급속히 확대되고 있는 LED에 있어서, LED의 초기 휘도를 어떻게 길게 유지할 수 있을까가 과제로 되어 있다.
LED의 휘도 저하의 요인은, 구성되어 있는 LED 리플렉터의 열변색에 의한 반사율의 저하이며, 열에 의한 변색이 적은 소재의 채용이 LED의 수명 연장의 요인으로 되고 있다.
종래부터, 내열변색성이 양호한 세라믹제의 LED 리플렉터가 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 그러나, 세라믹은 가공성에 한계가 있고, 또한 가격이 높음으로 인해, 범용의 LED 리플렉터로서는 적합하지 않다는 문제가 있다.
그래서, 형광 램프나 백열 전구 등을 대체하는 광원으로서의 LED를 위한 범용 리플렉터로서는, 종래부터 조명용으로서도 알려져 있는 나일론이나 폴리아마이드 수지를 이용하고 있다(예컨대, 특허문헌 2 내지 4 참조). 이들은 비교적 내열성이 양호하고 저렴하다.
그러나, 내열성의 나일론이나 폴리아마이드 수지제의 LED 리플렉터는 열에 의한 변색이 크고, LED 램프의 수명이 짧다고 하는 결점을 갖고 있었다.
그래서, 열 열화에 의한 변색이 작다는 특징이 있는 열경화성의 에폭시 수지 성형 재료를 이용하는 것이 진행되고 있지만, 에폭시 수지 성형 재료는 리드 프레임과의 밀착성이 양호한 반면, 성형 시에 발생하는 버(burr)도 프레임과의 밀착성이 좋아, 이 버의 제거가 반드시 용이하지는 않다. 또한, 에폭시 수지 성형 재료는 재료의 보관을 저온에서 행할 필요가 있다.
더구나, 에폭시 수지 성형 재료는 비교적 비싸고, 사출 성형이 용이하지 않다는 등의 결점도 갖고 있다. 이 때문에, 에폭시 수지 성형 재료는 범용 LED 리플렉터에는 적합하지 않다.
본 발명은, 이상과 같은 사정에 비추어 이루어진 것이며, 열 열화에 의한 변색이 작아 내열변색성이 우수하고, 이를 이용한 LED 램프가 장수명이고, 비교적 염가이고 게다가 재료의 보존 안정성, 취급성, 가공성이 우수한 범용의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물 및 이를 이용한 LED 리플렉터, LED 조명 기구를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해 이하의 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 본 발명의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물은, 불포화 폴리에스터 수지, 중합 개시제, 무기 충전제, 백색 안료, 이형제 및 보강재를 적어도 포함하는 건식 불포화 폴리에스터 수지 조성물로서, 불포화 폴리에스터 수지가 조성물 전체량에 대하여 14 내지 40질량%의 범위 내이며, 무기 충전제와 백색 안료의 배합량의 합계가 조성물 전체량에 대하여 44 내지 74질량%의 범위 내이며, 무기 충전제와 백색 안료의 배합량의 합계에서 차지하는 백색 안료의 비율이 30질량% 이상인 것을 특징으로 한다.
이 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물에 있어서는, 불포화 폴리에스터 수지는 불포화 알키드 수지와 가교제가 혼합된 것이다.
이 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물에 있어서는, 무기 충전제가, 실리카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 황산바륨, 탄산마그네슘, 탄산바륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
이 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물에 있어서는, 백색 안료가, 산화타이타늄, 타이타늄산바륨, 타이타늄산스트론튬, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 황산바륨, 탄산마그네슘, 탄산바륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
이 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물에 있어서는, 백색 안료의 배합량이 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 100 내지 300질량부의 범위 내인 것이 바람직하다.
이 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물에 있어서는, 백색 안료의 평균 입경이 2.0㎛ 이하인 것이 바람직하다.
이 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물에 있어서는, 무기 충전제와 백색 안료의 배합량의 합계가 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 500질량부 이하이며, 무기 충전제의 평균 입경이 250㎛ 이하인 것이 바람직하다.
이 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물에 있어서는, 보강재가 유리 섬유이며, 보강재의 배합량이 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 10 내지 100질량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 LED 리플렉터는, 상기 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 LED 리플렉터에 있어서는, 사출 성형법에 의해 성형된 것이 바람직하다.
이 LED 리플렉터에 있어서는, 성형 후, 블라스트 처리에 의해 버(burr) 제거가 행해져 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 LED 조명 기구는, 상기 LED 리플렉터가 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물에 의하면, LED 리플렉터로 했을 때 열 열화에 의한 변색이 작아 내열변색성이 우수하고, LED 램프가 장수명이며, 염가이고, 수지 조성물의 보존 안정성, 취급성이 양호하고, 트랜스퍼 성형과 함께 사출 성형이 가능하다는 등의 가공성이 우수한 LED 리플렉터용 수지 조성물을 얻을 수 있다.
도 1은 LED 전구의 개략 단면도이다.
도 2는 LED 리플렉터의 반사율 경시 변화(파장: 460nm)를 나타내는 그래프이다.
도 2는 LED 리플렉터의 반사율 경시 변화(파장: 460nm)를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
본 발명의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물은, 불포화 폴리에스터 수지로서, 50℃ 이상에서 연화를 시작하는 불포화 알키드 수지를 이용하고 있다.
본 발명의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물은, 건식 불포화 폴리에스터 수지 조성물이다. 여기서 건식이란, 30℃ 이하의 온도 범위에서 고체 이며, 분쇄 가공이나 압출 펠렛 가공에 의해 입자 형상으로 가공할 수 있다는 것을 의미한다.
불포화 폴리에스터 수지는, 불포화 알키드 수지와 공중합성 모노머 등의 가교제를 혼합하여 얻어진다. 공중합성 모노머는 수지 조성물 작성 시에 다른 혼합물과 함께 수지에 혼합되지만, 수지 조성물 작성 전에 수지와 혼합되어 있어도 좋다.
불포화 알키드 수지는 불포화 다염기산류, 포화 다염기산류와 글라이콜류를 탈수 축합 반응시켜 얻어지는 것이다.
불포화 다염기산류로서는, 무수 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산 등을 들 수 있다.
포화 다염기산류로서는, 무수 프탈산, 아이소프탈산, 테레프탈산, 아디프산, 세바신산, 테트라하이드로 무수 프탈산, 메틸테트라하이드로 무수 프탈산, 엔도메틸렌테트라하이드로 무수 프탈산, HET 산, 테트라브롬 무수 프탈산 등을 들 수 있다.
글라이콜류로서는 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 다이에틸렌글라이콜, 다이프로필렌글라이콜, 네오펜틸글라이콜, 1,3-뷰테인다이올, 1,6-헥세인다이올, 수소화비스페놀A, 비스페놀A 프로필렌옥사이드 화합물, 다이브롬네오펜틸글라이콜 등을 들 수 있다.
본 발명에서는, 불포화 알키드 수지 중에서도, 용융 점도 1000 내지 2500cP의 불포화 알키드 수지를 적합하게 이용할 수 있고, 특히, 아이소프탈산계 불포화 알키드 수지, 테레프탈산계 불포화 알키드 수지를 적합하게 이용할 수 있다.
이들의 불포화 알키드 수지를 이용하는 것에 의해, 성형성 및 내열변색성이 우수한 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물로 할 수 있다.
불포화 알키드 수지와 혼합하는 가교제로서는, 예컨대 스타이렌, 바이닐톨루엔, 다이비닐벤젠, α-메틸스타이렌, 메타크릴산메틸, 아세트산바이닐 등의 바이닐계 공중합성 모노머를 이용할 수 있다.
또한, 다이알릴프탈레이트, 트라이알릴사이아누레이트, 다이알릴테트라브롬프탈레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올다이아크릴레이트 등의 공중합성 모노머를 이용할 수 있다. 추가로 또한, 이들의 프리폴리머를 이용할 수 있다.
본 발명에서는, 특히 다이알릴프탈레이트 프리폴리머, 다이알릴프탈레이트 모노머, 스타이렌 모노머를 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 이들의 가교제는 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용하여 이용해도 좋다.
불포화 폴리에스터 수지 중의 불포화 알키드 수지와 가교제의 비율은 질량비로 99/1 내지 50/50의 범위이다. 한편, 가교제로서 모노머를 이용하는 경우, 모노머의 배합량이 많아지면 상온 고형의 건식 불포화 폴리에스터 수지 조성물이 되지 않기 때문에, 모노머의 배합량은 불포화 폴리에스터 수지 100질량부 중 10질량부 이하로 하는 것이 바람직하다.
불포화 폴리에스터 수지의 배합량은, 불포화 폴리에스터 수지 조성물 전체량에 대하여 14 내지 40질량%의 범위 내이다.
본 발명의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물은, 중합 개시제로서, 보통 불포화 폴리에스터 수지 조성물에 이용되는 가열 분해형의 유기 과산화물을 이용할 수 있다.
이러한 것들로서는 t-뷰틸퍼옥시-2-에틸헥실모노카보네이트, 1,1-다이(t-헥실퍼옥시)사이클로헥세인, 1,1-다이(t-뷰틸퍼옥시)-3,3,5-트라이메틸사이클로헥세인, t-뷰틸퍼옥시옥토에이트, 벤조일퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 아세틸아세톤퍼옥사이드, t-뷰틸퍼옥시벤조에이트, 다이큐밀퍼옥사이드 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 좋다.
이들 중에서도, 10시간 반감기 온도가 100℃ 이상의 유기 과산화물을 이용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 다이큐밀퍼옥사이드를 적합하게 이용할 수 있다.
본 발명에서는, 백색 안료로서 산화타이타늄, 타이타늄산바륨, 타이타늄산스트론튬, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 황산바륨, 탄산마그네슘, 탄산바륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 배합한다.
본 발명에서는, 이들의 백색 안료 중에서도, 특히 산화타이타늄, 산화알루미늄, 타이타늄산바륨을 적합하게 이용할 수 있다.
산화타이타늄으로서는, 예컨대 아나타제형 산화타이타늄, 루틸형 산화타이타늄, 수활석형 산화타이타늄을 들 수 있다. 이들 중에서도 열 안정성이 우수한 루틸형 산화타이타늄을 적합하게 이용할 수 있다.
산화알루미늄, 타이타늄산바륨은, 예컨대 공지된 것이면 특별히 제한없이 이용할 수 있다.
백색 안료의 평균 입경은, 바람직하게는 2.0㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1.0㎛, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.7㎛의 범위이다. 한편, 평균 입경은 레이저 회절 산란법 등에 의해 측정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 백색 안료의 배합량은 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 100질량부 이상, 보다 바람직하게는 100 내지 300질량부의 범위이다.
백색 안료의 배합량을 이 범위 내로 하는 것에 의해, 내열변색성이 우수하고, 백색이어서 높은 반사율을 갖는 LED 리플렉터로 할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 무기 충전제로서 실리카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 황산바륨, 탄산마그네슘, 탄산바륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 배합한다.
본 발명에서는, 이들의 무기 충전제 중에서도 특히 실리카를 적합하게 이용할 수 있고, 이러한 것들로서는, 예컨대 용융 실리카 분말, 구 형상 실리카 분말, 파쇄 실리카 분말, 결정 실리카 분말을 들 수 있다.
무기 충전제의 평균 입경은, 바람직하게는 250㎛ 이하, 보다 바람직하게는 10 내지 100㎛의 범위이다. 평균 입경을 이 범위로 하는 것에 의해, 양호한 성형성과, 내열변색성 및 내습성이 우수한 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물로 할 수 있다. 한편, 평균 입자 직경은 레이저 회절 산란법 등에 의해 측정할 수 있다.
본 발명에서, 무기 충전제의 배합량은 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 50질량부 이상, 보다 바람직하게는 50 내지 250질량부의 범위이다.
이 배합 범위로 하는 것에 의해, 우수한 성형성을 갖는 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물로 할 수 있고, 이를 이용하여 성형함으로써 우수한 내열변색성과 높은 반사율을 갖는 LED 리플렉터를 얻을 수 있다.
백색 안료와 무기 충전제의 배합량의 합계는, 불포화 폴리에스터 수지 조성물 전체량에 대하여 44 내지 74질량%, 바람직하게는 50 내지 72질량%의 범위 내이다.
또한, 백색 안료와 무기 충전제의 배합량의 합계에 차지하는 백색 안료의 비율은 30질량% 이상, 바람직하게는 40 내지 85질량%의 범위 내이다.
추가로, 백색 안료와 무기 충전제를 합친 경우의 배합량의 합계량은 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 500질량부 이하, 보다 바람직하게는 100 내지 400질량부의 범위이다. 백색 안료와 무기 충전제의 배합량의 합계량을 이 범위로 하는 것에 의해, 적정한 수지 유동성이 될 수 있어, 양호한 성형성이 얻어진다.
한편, 백색 안료, 무기 충전제는, 보다 미립이 될수록 응집이나 흡유(吸油) 등이 생기기 쉽고, 충전이 곤란하게 될 수 있기 때문에, 표면이 지방산이나 커플링제 등으로 표면 처리되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물에는, 수지 조성물의 유동성이나 LED 리플렉터로 했을 때의 반사율을 저해하지 않는 범위에서, 다른 무기 충전제를 적절히 배합할 수 있다.
이러한 것들로서는, 산화물 및 그 수화물, 무기 발포 입자, 실리카 벌룬 등의 중공(中空) 입자 등을 들 수 있다.
본 발명에 이용되는 보강재로서는, 보통 BMC, SMC 등의 FRP에 이용되는 불포화 폴리에스터 수지 조성물의 보강재로서 사용되는 것이면 제한없이 이용할 수 있다.
이러한 것들로서는, 예컨대 유리 섬유, 바이닐론 섬유, 아라미드 섬유, 폴리에스터 섬유, 규회석, 타이타늄산칼륨위스커 등을 들 수 있고, 이들 중에서도, 유리 섬유를 적합하게 이용할 수 있다.
유리 섬유로서는, 규산 유리, 붕규산 유리를 원료로 하는 E 유리(전기용 무알칼리 유리), C 유리(화학용 알칼리 함유 유리), A 유리(내산용 유리), S 유리(고강도 유리) 등의 유리 섬유를 들 수 있고, 이들을 장섬유(로빙), 단섬유(촙드 스트랜드)로 한 것을 이용할 수 있다.
또한, 이들 유리 섬유에 대하여 표면 처리를 실시한 것을 이용할 수 있다.
본 발명에서는, 특히, 섬유 직경 10 내지 15㎛의 E 유리 섬유를 아세트산바이닐 등의 수속제(收束劑)로써 수속하고, 실레인 커플링제로써 표면 처리한 후, 3 내지 6mm로 절단된 촙드 스트랜드를 적합하게 이용할 수 있다.
보강재의 배합량은, 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 10 내지 200질량부, 보다 바람직하게는 10 내지 100질량부, 더욱 바람직하게는 20 내지 80질량부의 범위이다.
이 조건으로 보강재를 이용하는 것에 의해, 강도 특성이 우수하고, 경화 수축을 억제하고, 우수한 반사율을 갖는 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물로 할 수 있다.
본 발명에 이용되는 이형제로서는, 일반적으로 열경화성 수지에 이용되는 지방산계, 지방산 금속염계, 광물계 등의 왁스류를 이용할 수 있고, 특히, 내열변색성이 우수한 지방산계, 지방산 금속염계의 것을 적합하게 이용할 수 있다.
이러한 것들로서는, 구체적으로는 스테아르산, 스테아르산아연, 스테아르산알루미늄, 스테아르산칼슘을 들 수 있다. 이들의 이형제는 단독으로 이용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
이들의 이형제는, 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 4 내지 15질량부의 범위로 배합할 수 있다. 이형제의 배합량이 이 범위이면, 양호한 이형성과 우수한 외관을 양립시킬 수 있고, LED 리플렉터로 했을 때에 최적의 반사율로 할 수 있다.
본 발명에서는, 이들의 배합 성분 이외에, 불포화 폴리에스터 수지의 경화 조건을 조정하기 위한 경화 촉매 및 중합 금지제, 착색제, 증점제, 기타 유기계 첨가제, 무기계 첨가제 등을 필요에 따라 적절히 배합할 수 있다.
본 발명의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물은, 각 성분을 배합하여, 믹서, 블렌더 등을 이용하여 충분히 균일하게 혼합한 후, 가압 니더, 열 롤, 엑스트루더 등으로써 혼련하여, 분쇄?정립(整粒)하여 제조할 수 있다.
한편, 중합 개시제는 화재?폭발에 대하여 보다 안전성을 높인 마스터 배치로서 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 배합에 의한 본 발명의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물은 건식 불포화 폴리에스터 수지 조성물이기 때문에, 배합 성분으로서 액상물을 이용하는 것에 의해, 본 발명의 건식 불포화 폴리에스터 수지 조성물의 건식 조건 이외의, 점성을 갖는 습식 불포화 폴리에스터 수지 조성물이나, 에폭시 수지 조성물 등과는 달리, 보존 안정성 및 취급성이 우수하다.
또한, 이것을 이용한 LED 리플렉터는, 여러가지 관용의 열경화성 수지 조성물의 성형 방법에 의해 성형할 수 있고, 열 열화에 의한 변색이 작아, LED 전구 등의 LED 조명 기구의 수명이 긴 염가의 LED 리플렉터를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물은 건식이고, 또한 용융 시의 열 안정성이 양호하기 때문에, 성형 방법으로서, 사출 성형법, 사출 압축 성형법, 트랜스퍼 성형법 등의 용융 가열 성형법을 적합하게 이용할 수 있다.
이들 중에서도 사출 성형기를 이용한 사출 성형법이 특히 적합하며, 사출 성형법에 의해 성형 시간을 보다 짧게 할 수 있고, 복잡한 형상의 LED 리플렉터를 제조하는 것이 가능해진다.
한편, 본 발명의 건식 조건 이외의, 점성을 갖는 습식 불포화 폴리에스터 수지 조성물의 경우에는, 보통의 펠렛 형상으로 할 수 없기 때문에, 취급성이 나쁘고, 사출 성형기로 성형하는 경우에는 호퍼(hopper)에 플런저(plunger) 등의 설비를 설치할 필요가 있어, 제조 비용이 든다.
이에 대하여, 본 발명의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물은, 건식 펠렛 형상이기 때문에 보존 안정성이 우수하고, 사출 성형기의 호퍼로부터 투입하는 것만으로 성형이 가능하기 때문에 취급성이 우수하다. 또한, 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다.
또한, 열경화성 수지 때문에, 성형한 LED 리플렉터의 프레임 상에 버가 발생하지만, 밀착성이 낮기 때문에 용이하게 버를 제거하는 것이 가능하다.
발생한 버의 제거는, 예컨대 공지된 방법에 의해 행할 수 있지만, 그 중에서도 불포화 폴리에스터 수지 조성물의 버 제거에 널리 실시되어 있는 블라스트 처리에 의해 행하는 것이 바람직하다.
블라스트 처리로서는, 보통 버 제거에 이용되는 블라스트 처리법을 이용할 수 있고, 이들의 것으로서는, 예컨대 숏 블라스트, 샌드 블라스트, 유리 비드 블라스트 등을 들 수 있다.
본 발명의 LED 조명 기구는, 상기한 바와 같이 하여 얻어지는 LED 리플렉터를 장착하고 구성되어 있다. 도 1에, 본 발명의 LED 조명 기구의 예로서 LED 전구의 개략 단면도를 나타낸다. LED 리플렉터(3)는, 리드 프레임(1) 상에 실장(實裝)된 LED 소자(2)의 발광을 효율적으로 반사하기 위한 반사판이며, 그 형상은 실장되는 LED 소자(2)의 광량(光量)이나 색, 지향성 특성 등을 고려하여 적절히 설계할 수 있다.
또한, LED 리플렉터(3)는, 리드 프레임(1)과의 밀착성을 고려하여, 도 1에 나타낸 바와 같이 리드 프레임(1)을 안아들이는 구조로 하는 것이 바람직하다.
또한, 금속제의 리드 프레임(1)을 이용하는 경우에는, LED 리플렉터(3)와의 밀착성을 향상시키기 위해서, 트라이아진계 화합물 등에 의한 금속 표면 처리를 실시하는 것도 고려된다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 추가로 자세히 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 조금도 한정되는 것이 아니다.
<LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물의 제조>
표 1에 나타내는 실시예 1 내지 9 및 표 2에 나타내는 비교예 1 내지 6의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물을, 각 배합 성분, 배합량으로써 배합하고, 배합물을 시그마 블렌더로써 균일하게 혼합한 후, 100℃로 가열한 열 롤로써 혼련하여 시트 형상의 혼련물을 작성하고, 이를 냉각?분쇄?정립하여 입자 형상의 수지 조성물을 작성했다.
배합 성분으로서는 이하의 것을 이용했다.
(1) 수지
불포화 알키드 수지: 테레프탈산계 불포화 알키드 수지 니폰유피카사제 유피카8552
에폭시 수지: 트라이글라이시딜아이소사이아누레이트(에폭시 당량 100) 닛산화학공업(주)제 TEPCIC-S
나일론 수지: 나일론46 수지(STANYL)
(2) 가교제
가교제 1: 다이알릴프탈레이트 프리폴리머 다이소(주)제 댑(dap) 폴리머
가교제 2: 다이알릴프탈레이트 모노머 다이소(주)제 댑(dap) 모노머
가교제 3: 스타이렌 모노머
(3) 중합 개시제
다이큐밀 퍼옥사이드(40% 마스터 배치) 니유(주)제 파크 밀 D40
(4) 에폭시 수지 경화제
헥사하이드로 무수 프탈산 신니폰이화(주)제 리카싯드HH
(5) 백색 안료
백색 안료 1: 산화타이타늄(루틸형 산화타이타늄 평균 입경 0.4㎛) 타이옥사이드재팬(주)제 Tioxide R-TC30
백색 안료 2: 산화알루미늄(평균 입경 0.5㎛)
백색 안료 3: 타이타늄산바륨(평균 입경 0.4㎛)
(6) 무기 충전제
무기 충전제 1: 실리카(용융 실리카 평균 입경 25㎛) 덴키화학공업(주)제 FB820
무기 충전제 2: 수산화알루미늄(평균 입경 29㎛)
(7) 이형제
이형제: 스테아르산아연 사카이화학공업(주)제 SZ-P
(8) 보강재
보강재: 유리 섬유(3mm 길이) 오엔스코닝재팬사제 CS03IE830A
<평가방법>
(1) 사출 성형성
표 1에 나타내는 실시예 1 내지 9 및 표 2에 나타내는 비교예 1 내지 6의 배합 비율의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물을, 사출 성형기(마쯔다제작소제, 150ton 열경화성 사출 성형기)에 의해, 금형 온도 160℃?경화 시간 60초의 조건으로, JISK6911에 준거한 성형 수축률 측정용 테스트 단편을 작성하고, 육안으로써 실제 성형 평가를 했다.
양호한 것을 ○, 불량한 것을 ×로 했다. 그 결과를 표 1, 2에 나타낸다.
(2) 트랜스퍼 성형성
표 1에 나타내는 실시예 1 내지 9 및 표 2에 나타내는 비교예 1 내지 6의 배합 비율의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물을, 트랜스퍼 성형기(50ton 플런저식 트랜스퍼 성형기)에 의해, JISK6911에 준거한 성형 수축률 측정용 테스트 단편을 작성하고, 육안으로써 실제 성형 평가를 했다.
양호한 것을 ○, 불량한 것을 ×로 했다. 그 결과를 표 1, 2에 나타낸다.
(3) 반사율 경시 변화
표 1에 나타내는 실시예 1 내지 9 및 표 2에 나타내는 비교예 2, 5의 배합 비율의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물을, 성형기(마쯔다제작소제, 150ton 열경화성 사출 성형기)에 의해, 또한 비교예 4, 6의 배합 비율의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물을, 성형기(50ton 플런저식 트랜스퍼 성형기)에 의해, JISK6911에 준거한 반사율 경시 변화용 테스트 단편을 작성했다.
이 테스트 단편에, 파장: 460nm의 LED를 부착하고, 150℃에서의 각 LED 리플렉터의 반사율 경시 변화를 반사율 측정기(니폰덴시키고교가부시키가이샤제 분광 색체계)로 측정했다.
실시예 4, 비교예 4, 5의 LED 리플렉터의 반사율 경시 변화 그래프를 도 2에 나타낸다.
도 2의 그래프에서는,
실시예 4(불포화 폴리에스터 수지제 LED 리플렉터)(●),
비교예 4(에폭시 수지제 LED 리플렉터)(■),
비교예 5(나일론 수지제 LED 리플렉터)(◆)를 나타내고 있다.
또한, 실시예 1 내지 9 및 비교예 2,4 내지 6의 초기 반사율과 1000시간 후의 반사율을 표 1, 2에 나타낸다.
(4) 내열변색성
상기 반사율 경시 변화에 있어서, 150℃, 1000시간 처리 후의 테스트 단편 표면의 반사율을 반사율 측정기(니폰덴시키고교가부시키가이샤제 분광 색체계)로 측정했다.
반사율 측정 파장은 460nm에서 행하여, 반사율이 70% 이상의 것을 ○, 70% 미만의 것을 ×, 측정 불능의 것을 -로 했다. 그 결과를 표 1, 2에 나타낸다.
(5) 블라스트 버 처리성
표 1에 나타내는 실시예 1 내지 9 및 표 2에 나타내는 비교예 2, 5의 배합 비율의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물을, 사출 성형기에 의해, 또한, 비교예 4,6의 배합 비율의 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물을, 트랜스퍼 성형기에 의해, JISK6911에 준거한, 블라스트 버 처리성용 테스트 단편을 작성했다.
각 테스트 단편에 대하여 블라스트 처리(드라이 블라스트법, 비드 종류: 나일론, 조건: 0.1 내지 0.2MPa의 풍량에서 1 m3/min)하고, 육안으로써 블라스트 버 처리성 평가를 행했다.
양호한 것을 ○, 불량한 것을 ×로 했다. 그 결과를 표 1, 2에 나타낸다.
(6) 보존 안정성
표 1에 나타내는 실시예 1 내지 9 및 비교예 2, 4 내지 6의 배합 비율의 LED 리플렉터용 수지 조성물의 외관을 20℃의 조건으로 관찰하고, 수지 조성물이 초기의 상태로부터 변화가 있는가 아닌가로 보존 안정성을 판정했다.
변화가 없는 것을 ○로 하고, 변화가 있는 것을 ×로 했다.
<평가 결과>
본 발명의 배합량 범위를 만족하는 실시예 1 내지 9에서는, 사출 성형성, 트랜스퍼 성형성, 및 블라스트 버 처리성, 보존 안정성의 결과에 있어서 모두 양호한 결과가 얻어졌다. 또한, 특히 무기 충전제로서의 실리카의 배합이 사출 성형성에 대하여 유효하고, 내열변색성에도 좋은 영향을 미친다는 것이 확인되었다.
전체량에 대하여 불포화 폴리에스터 수지의 배합량이 40질량%를 초과하고, 무기 충전제를 포함하지 않는 비교예 1, 불포화 폴리에스터 수지가 14질량% 미만이고, 백색 안료와 무기 충전제의 배합량이 74질량%를 넘어 있는 비교예 3에서는, 사출 성형성의 결과가 불량하며, 내열변색성의 반사율도 측정 불능이었다.
산화타이타늄과 실리카의 배합량에 차지하는 산화타이타늄의 비율이 30질량% 미만인 비교예 2에서는 사출 성형성은 양호하지만 내열변색성의 반사율이 70% 이하의 결과였다.
반사율 경시 변화에서는, 비교예 4의 에폭시 수지제 및 비교예 5의 나일론 수지제 LED 리플렉터는, 초기 반사율은 본 발명의 불포화 폴리에스터제 LED 리플렉터보다도 높은 반사율을 나타내고 있지만, 시간의 경과와 함께 반사율이 저하되고, 1000시간 경과 시에는 실시예 4의 불포화 폴리에스터 수지제 LED 리플렉터의 반사율보다도 낮은 값으로 되어 있다.
이로부터, 실시예 4의 불포화 폴리에스터 수지제 LED 리플렉터는, 비교예 4의 에폭시 수지제 및 비교예 5의 나일론 수지제 LED 리플렉터에 비하여, 반사율 경시 변화가 적은 것이 확인되었다.
본 발명의 불포화 폴리에스터 수지제 LED 리플렉터는, 표 1로부터도 분명한 것과 같이, 파장이 460nm의 LED에서, 초기의 반사율이 90% 이상이며, 150℃, 1000시간의 경과 시에 70% 이상의 반사율을 갖고 있는 것이 확인되었다.
또한, 보존 안정성에 관해서는, 상온에서 경화 반응이 진행하는 에폭시 수지 조성물인 비교예 4 및 상온에서 가교제의 스타이렌 모노머가 휘발을 일으키는 습식 불포화 폴리에스터 수지 조성물인 비교예 6에서는, 초기 상태로부터 증점(增粘)이 일어나서, 불량이었다.
1: 리드 프레임
2: LED 소자
3: LED 리플렉터
2: LED 소자
3: LED 리플렉터
Claims (12)
- 불포화 폴리에스터 수지, 중합 개시제, 무기 충전제, 백색 안료, 이형제 및 보강재를 적어도 포함하는 건식 불포화 폴리에스터 수지 조성물로서,
상기 불포화 폴리에스터 수지가 상기 조성물 전체량에 대하여 14 내지 40질량%의 범위 내이며, 상기 무기 충전제와 상기 백색 안료의 배합량의 합계가 상기 조성물 전체량에 대하여 44 내지 74질량%의 범위 내이며, 상기 무기 충전제와 상기 백색 안료의 배합량의 합계에서 차지하는 상기 백색 안료의 비율이 30질량% 이상이고, 상기 불포화 폴리에스터 수지가 불포화 알키드 수지와 가교제가 혼합된 것인 것을 특징으로 하는 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 무기 충전제가 실리카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 황산바륨, 탄산마그네슘, 탄산바륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 백색 안료가, 산화타이타늄, 타이타늄산바륨, 타이타늄산스트론튬, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연, 황산바륨, 탄산마그네슘, 탄산바륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 백색 안료의 배합량이 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 100 내지 300질량부의 범위 내인 것을 특징으로 하는 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 백색 안료의 평균 입경이 2.0㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 무기 충전제와 상기 백색 안료의 배합량의 합계가 상기 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 500질량부 이하이며, 상기 무기 충전제의 평균 입경이 250㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 보강재가 유리 섬유이며, 상기 보강재의 배합량이 상기 불포화 폴리에스터 수지 100질량부에 대하여 10 내지 100질량부인 것을 특징으로 하는 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 LED 리플렉터용 불포화 폴리에스터 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 리플렉터.
- 제 8 항에 있어서,
사출 성형법에 의해 성형된 것인 것을 특징으로 하는 LED 리플렉터. - 제 8 항에 있어서,
성형 후, 블라스트 처리에 의해 버(burr) 제거가 행해져 있는 것을 특징으로 하는 LED 리플렉터. - 제 8 항에 기재된 LED 리플렉터가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 기구.
- 삭제
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