專(zhuān)利名稱(chēng)：用于照明設(shè)備的反射鏡基材和用于照明設(shè)備的反射鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作照明設(shè)備反射鏡基材的可成型聚酰亞胺薄膜模制品。在該反射鏡基材上沉積一個(gè)反射表面以形成反射鏡。該反射鏡主要用作汽車(chē)頭燈和霧燈中的燈反射鏡。
通常用在汽車(chē)頭燈和霧燈中的燈反射鏡，是由玻璃、金屬(例如鋁)、或注射或壓模塑料(例如聚苯硫醚、不飽和聚酯樹(shù)脂)制成的反射鏡基材構(gòu)成的，在其上面沉積了一個(gè)金屬反射層如鋁、鎳鉻合金、氧化鈦或其類(lèi)似物來(lái)作為反射層。
由于光源如鹵燈和氙燈主要在汽車(chē)的頭燈和霧燈中用作強(qiáng)冷光，使得靠近燈泡底部的設(shè)備溫度升高至超過(guò)200℃。由于這個(gè)原因，目前的反射鏡基材是由重的玻璃或金屬制成，或者由通過(guò)隨后的工藝步驟粘結(jié)到基材上的、含有附加的無(wú)機(jī)增強(qiáng)層如玻璃纖維或碳酸鈣的注射或壓模塑料制品(即增強(qiáng)樹(shù)脂模塑制品)制成。
玻璃用作反射鏡基材存在許多問(wèn)題，如它很重并且在壓力下易于破裂。當(dāng)金屬或增強(qiáng)樹(shù)脂模塑制品用作反射鏡基材時(shí)，重的重量為其它問(wèn)題所代替，主要是需要對(duì)反射基材執(zhí)行輔助的工藝步驟，如在蒸氣淀積之前的樹(shù)脂涂布。結(jié)果是增加了形成該部件的生產(chǎn)步驟的數(shù)目。
增強(qiáng)樹(shù)脂模塑制品具有比選擇金屬反射鏡基材輕的重量。然而，這些樹(shù)脂模塑制品必須具有相當(dāng)厚的壁厚，這即可以提供基材足夠的強(qiáng)度，也是由于在實(shí)際模塑方法中的固有限定。一個(gè)不利的結(jié)果是基材本身低的熱耗散。例如在其構(gòu)造易于熱集中的燈中(例如探照燈)，在熱的存在下樹(shù)脂模塑制品的熱穩(wěn)定性不完全適用于良好的外形保持性能。而且，基材(絕緣材料)的厚壁促進(jìn)了外殼溫度的升高，這樣就縮短了燈泡的使用壽命。
將增強(qiáng)樹(shù)脂模制品用作反射鏡基材的另外一個(gè)問(wèn)題是，在照亮該部件并在燈的加熱下該材料能夠產(chǎn)生氣體如氯化物。這些氣體將凝結(jié)和沉積例如在汽車(chē)頭燈的前透鏡上。這將在透鏡外殼內(nèi)側(cè)形成霧或冷凝物，妨礙了燈的使用。
現(xiàn)有技術(shù)描述了一種用薄膜片材制成的片狀反射鏡，它通過(guò)鋁的蒸氣沉積進(jìn)行鏡面處理，并且還公開(kāi)了這種片狀反射鏡不需要預(yù)處理如脫脂來(lái)達(dá)到所需性能。然而，用在這種情況下的薄膜片材是由聚乙烯制成的，具有差的耐熱性。因此，由于薄膜片材在熱輻射下不佳的外形保持性，聚乙烯片狀反射鏡不能在采用能產(chǎn)生大量熱的燈泡如鹵燈或氙燈的頭燈中用作反射鏡基材。
其它現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了一種在由聚酰亞胺樹(shù)脂和聚醚酮樹(shù)脂薄膜構(gòu)成的反射鏡基材上具有包括可見(jiàn)光反射紅外線透射多層薄膜的反射鏡。由于是由聚酰亞胺樹(shù)脂制成的，這種反射鏡除了具有高的抗破裂性外，還能夠承受由鹵燈或其類(lèi)似物產(chǎn)生的熱。然而，給出的這種反射鏡是由形成在基材上的可見(jiàn)光反射、紅外線透射多層薄膜構(gòu)成的，它不能被用于汽車(chē)頭燈或霧燈反射鏡的實(shí)際應(yīng)用中。
為了解決相關(guān)領(lǐng)域的上述問(wèn)題，本發(fā)明最終完成下面的研究。
因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種可形成在用作照明設(shè)備的主體中的反射鏡基材，該基材為輕質(zhì)、具有優(yōu)異的表面光潔度、安全、易加工、耐熱并易于操作。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種適用于大體積制品的廉價(jià)、高質(zhì)的燈反射鏡，因?yàn)樗诜瓷鋵有纬蓵r(shí)不需對(duì)反射鏡基材的預(yù)處理。
為了達(dá)到第一個(gè)目的，本發(fā)明照明設(shè)備的主體由具有優(yōu)異耐熱性的可成型熱塑性芳族聚酰亞胺薄膜制成的已成型制品組成。因此，它具有良好的表面光潔度并且不需要在形成反射層時(shí)進(jìn)行預(yù)處理。而且，應(yīng)用具有玻璃轉(zhuǎn)化溫度為210到290℃的熱塑性芳族聚酰亞胺，使照明設(shè)備的主體能夠快速并低成本地用真空成型工藝來(lái)生產(chǎn)。此外，它是輕質(zhì)并抗破裂的，這使其成為具有優(yōu)異的、安全的和可操作的部件。
為了達(dá)到第二個(gè)目的，本發(fā)明照明設(shè)備由已成型制品構(gòu)成的主體組成，其中該制品是由具有優(yōu)異耐熱性和表面光潔度的特殊塑料薄膜制成的，而反射基材通過(guò)蒸氣沉積形成在制品上。因此，不需要進(jìn)行預(yù)處理如在反射基材上蒸氣沉積之前進(jìn)行的樹(shù)脂涂覆，這將使燈反射鏡低成本批量生產(chǎn)。而且，當(dāng)其它設(shè)備被照射時(shí)，照明設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生實(shí)際上成為障礙的脫氣現(xiàn)象。因此，除了聚酰亞胺優(yōu)異的熱耗散和安全性能之外，該反射鏡基材呈現(xiàn)其它高質(zhì)量性能特征如強(qiáng)的耐熱性和優(yōu)異的反射性能。這種性能的結(jié)合有益于照明設(shè)備在汽車(chē)的頭燈和霧燈、還有大型照明燈中的使用。
下面根據(jù)附圖對(duì)照明設(shè)備主體和反射基材進(jìn)行詳細(xì)描述。
附

圖1為根據(jù)本發(fā)明所示照明設(shè)備主體的部分剖面透視圖。
附圖2為根據(jù)本發(fā)明所示照明設(shè)備實(shí)施例的部分剖面?zhèn)纫晥D。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1． 照明設(shè)備反射鏡基材2． 主體4． 外法蘭部分6． 內(nèi)法蘭部分6a． 內(nèi)法蘭8． 照明設(shè)備反射鏡10． 反射層12． 燈泡插入口因此，為了實(shí)施本發(fā)明，本發(fā)明中提及的反射鏡基材包括由玻璃轉(zhuǎn)化溫度為210到290℃的熱塑性芳族聚酰亞胺薄膜制成的已成型制品。相應(yīng)地該熱塑性芳族聚酰亞胺薄膜還可以由具有通式(I)和(II)的結(jié)構(gòu)單元的熱塑性聚酰亞胺構(gòu)成 并且該熱塑性聚酰亞胺薄膜的玻璃轉(zhuǎn)化溫度為230～270℃。在上面的通式中，R1選自下面的基團(tuán) R2選自下面的基團(tuán) 并且摩爾比X∶Y為100∶0到20∶80，優(yōu)選為90∶10到70∶30。
這有利于通過(guò)模塞助壓熱成型或真空成型薄膜來(lái)制造具有某種形狀的模制品。該成型的模制品通常具有一個(gè)主體，在主體上形成有反射表面，并且還具有外法蘭部分和內(nèi)法蘭部分。
本發(fā)明照明設(shè)備主體為由具有固有地突出耐熱性和成型性的低玻璃轉(zhuǎn)化溫度聚酰亞胺薄膜制成的成型的制品。因此，表面光潔度是足夠好的，因此不需要在沉積反射層時(shí)進(jìn)行額外的預(yù)處理步驟。這使得在低成本下通過(guò)簡(jiǎn)單的成型工藝如真空成型來(lái)獲得照明設(shè)備的主體成為可能。而且，因?yàn)樵撝黧w主要是由塑料材料制成，所以照明設(shè)備為輕質(zhì)并高度抗破裂的，顯現(xiàn)出了優(yōu)異的安全性能和可操作性能。
在本發(fā)明照明設(shè)備主體中，對(duì)于成型的制品來(lái)說(shuō)優(yōu)選的是通過(guò)真空形成上述薄膜來(lái)獲得，對(duì)于主體來(lái)說(shuō)優(yōu)選具有外法蘭部分和內(nèi)法蘭部分。應(yīng)用這些條件能夠進(jìn)一步增強(qiáng)的本發(fā)明優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明另外的方面為照明設(shè)備包括由玻璃轉(zhuǎn)化溫度為210～290℃的熱塑性芳族聚酰亞胺薄膜制成的成型制品的反射鏡基材。該主體還包括反射層，該層已經(jīng)通過(guò)反射材料的蒸氣沉積形成了。因此，其一個(gè)優(yōu)選實(shí)例為反射性材料為鋁或銀。
因?yàn)榉瓷溏R基材由本身具有優(yōu)異耐熱性的光滑薄膜組成，所以在反射層蒸氣沉積之前無(wú)需對(duì)成型的制品進(jìn)行使其表面光滑的預(yù)處理，如樹(shù)脂涂布。這使得低成本且無(wú)需額外工藝步驟的大批量生產(chǎn)照明設(shè)備成為可能。而且，該照明設(shè)備很輕，抗破裂，并且加熱不脫氣。因此，不但照明設(shè)備具有優(yōu)異的熱耗散、安全性和易操作性，而且還具有高的耐熱性和好的反射性能，這些性能實(shí)質(zhì)上顯示出了用作照明設(shè)備的高質(zhì)量性能部分。
對(duì)于本發(fā)明照明設(shè)備，優(yōu)選通過(guò)蒸氣沉積鋁或銀來(lái)形成反射層。然而，用化學(xué)上穩(wěn)定的金屬化合物來(lái)制備也是合適的。此外，反射性材料如鉻或鎳鉻合金能夠用作中間層，以增強(qiáng)反射性材料與反射鏡基材之間的粘結(jié)強(qiáng)度。對(duì)于照明設(shè)備來(lái)說(shuō)還優(yōu)選具有外法蘭部分和內(nèi)法蘭部分的主體，以使反射層形成在至少整個(gè)主體之上。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)能夠通過(guò)這些條件來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)。
實(shí)施例下面給出實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步明確解釋本發(fā)明。實(shí)施例1在附有直流攪拌器的500ml可分燒瓶中加入2，2-雙[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(34．12g，249mmol)和N，N-二甲基乙酰胺(207．71g)，接著在室溫下氮?dú)庵袛嚢柙摶旌衔?。攪拌開(kāi)始后30分鐘到一個(gè)小時(shí)這段時(shí)間內(nèi)分批加入3，4，3’，4’-二苯酮四羧酸二酐(25．98g，242mmol)。用0[sic]ml的N，N-甲基乙酰胺將殘留在填料斗的3，4，3’，4’-二苯酮四羧酸二酐洗進(jìn)反應(yīng)系統(tǒng)。進(jìn)行額外攪拌一小時(shí)，之后在超過(guò)30分鐘的時(shí)間段逐滴加入苯四酸二酐(6wt％，13．39g)的N，N-二甲基乙酰胺溶液，并接著攪拌一個(gè)小時(shí)。所得聚酰胺酸粘度為3500泊。
將部分所得聚酰胺酸置于聚酯薄膜上并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)涂布以形成均勻的膜。旋轉(zhuǎn)涂布過(guò)的薄膜浸漬在β-甲基吡啶／乙酸酐混合溶液(50∶50)中5分鐘以實(shí)現(xiàn)酰亞胺化。對(duì)所得聚酰亞胺凝膠薄膜在200℃下熱處理30分鐘、300℃下處理20分鐘和400℃下處理5分鐘，得到聚酰亞胺薄膜。由此獲得的聚酰亞胺薄膜厚度為125μm，楊氏模量為3．2Gpa，熱膨脹系數(shù)(CTE)為60ppm／℃，玻璃轉(zhuǎn)化溫度(TG)為230℃。所得薄膜進(jìn)行模塞助壓熱成型以獲得用在具有如附圖1所示外形的汽車(chē)頭燈的照明設(shè)備中的反射鏡。實(shí)施例2通過(guò)真空形成實(shí)施例1中所得薄膜來(lái)獲得用在具有如附圖1所示外形的汽車(chē)頭燈的照明設(shè)備中的反射鏡。比較例1用具有較高玻璃轉(zhuǎn)化溫度的KAPTON_(E．I．Du Pont de Nemours and Co．的芳族聚酰亞胺薄膜；厚度為75到125微米；TG為300℃)進(jìn)行模塞助壓熱成型以獲得用在具有如附圖1所示外形的汽車(chē)頭燈的照明設(shè)備中的反射鏡。比較例2用具有較高玻璃轉(zhuǎn)化溫度的KAPTON_(E．I．Du Pont de Nemours and Co．的芳族聚酰亞胺薄膜；厚度為75到125微米；TG為300℃)進(jìn)行真空成型，但用這種方式無(wú)法獲得用在具有如附圖1所示外形的汽車(chē)頭燈的反射鏡基材。
上述實(shí)施例的結(jié)果列于下面的表1中。表1
所得照明設(shè)備主體的表面光潔度保持原有薄膜的完美光潔度，并且足以實(shí)現(xiàn)用作照明燈的反射表面。
接著，通過(guò)本領(lǐng)域公知的真空蒸發(fā)法在照明設(shè)備主體上蒸氣沉積鋁，由此形成0．3微米厚的反射層。在這個(gè)反射層形成步驟中，雖然不進(jìn)行預(yù)處理(例如樹(shù)脂涂布、脫氣)，也可以獲得非常光滑的蒸氣沉積表面。在反射鏡內(nèi)部法蘭區(qū)域的中心處形成一個(gè)開(kāi)口作為燈泡插座，內(nèi)部法蘭形成在插座的邊緣處。
所得的反射層具有極高的光潔度。當(dāng)實(shí)際用作頭燈反射鏡時(shí)，能夠獲得足夠的反射光。
相對(duì)于其它頭燈組件來(lái)說(shuō)該照明設(shè)備具有極輕的重量。然而，因?yàn)榉甲寰埘啺繁∧ぞ哂袃?yōu)異的熱耗散性能和較薄的壁厚，所以它能夠比較厚壁厚的薄膜更大程度地消耗燈的熱量，由此延長(zhǎng)了反射鏡和頭燈的使用壽命。
本發(fā)明反射鏡基材還能夠用真空成型，使大大縮短生產(chǎn)該部件所需周期成為可能。與既需要陽(yáng)模又需要陰模的模塞助壓熱成型相比，真空成型還不需要陽(yáng)模，并且從成本來(lái)看也優(yōu)于模塞助壓熱成型。
權(quán)利要求
1．一種用于照明設(shè)備的反射鏡基材(1)包括熱塑性芳族聚酰亞胺薄膜模制品，所述聚酰亞胺薄膜具有210到290℃的玻璃轉(zhuǎn)化溫度和通式(I)和(II)的結(jié)構(gòu)單元 其中R1選自下列基團(tuán) 其中R2選自下列基團(tuán) 并且所述聚酰亞胺薄膜具有100∶0到20∶80的摩爾比X∶Y。
2．如權(quán)利要求1所述用于照明設(shè)備的反射鏡基材(1)，其中所述聚酰亞胺薄膜玻璃轉(zhuǎn)化溫度為230到270℃。
3．如權(quán)利要求1所述用于照明設(shè)備的反射鏡基材(1)，其中所述聚酰亞胺薄膜摩爾比X∶Y為90∶10到70∶30。
4．如權(quán)利要求1所述用于照明設(shè)備的反射鏡基材(1)，其中所述聚酰亞胺薄膜模制品通過(guò)熱模壓成型或真空成型所述薄膜來(lái)制得。
5．如權(quán)利要求4所述用于照明設(shè)備的反射鏡基材(1)，其中所述聚酰亞胺薄膜模制品包括形成反射表面的主體(2)，外法蘭部分(4)和內(nèi)法蘭部分(6)。
6．一種用于照明設(shè)備的反射鏡(8)包括在所述用于照明設(shè)備反射鏡基材(1)上通過(guò)蒸氣沉積反射材料來(lái)獲得反射層(10)，其中該反射鏡基材包括芳族聚酰亞胺薄膜模制品。
7．如權(quán)利要求6所述用于照明設(shè)備的反射鏡(8)，其中所述反射層(10)通過(guò)蒸氣沉積鋁或銀來(lái)獲得。
8．如權(quán)利要求6所述用于照明設(shè)備的反射鏡(8)，其中所述模制品包括形成反射表面的主體(2)，外法蘭部分(4)和內(nèi)法蘭部分(6)，其中所述主體(2)至少具有形成在其上的一個(gè)反射層(10)。
9．如權(quán)利要求7所述用于照明設(shè)備的反射鏡(8)，其中所述模制品包括形成反射表面的主體(2)，外法蘭部分(4)和內(nèi)法蘭部分(6)，其中所述主體(2)至少具有形成在其上的一個(gè)反射層。
全文摘要
一種用于照明設(shè)備(8)的反射鏡基材(1)包括模制的芳族聚酰亞胺薄膜,所述聚酰亞胺薄膜具有210到290℃的玻璃轉(zhuǎn)化溫度和通式(Ⅰ)和(Ⅱ)的結(jié)構(gòu)單元:其中R
文檔編號(hào)G02B5/08GK1289690SQ0013383
公開(kāi)日2001年4月4日 申請(qǐng)日期2000年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月17日
發(fā)明者森山英樹(shù), 鵜原賢治, 町田英明 申請(qǐng)人:杜邦-東麗株式會(huì)社