專利名稱：改進的反射鏡光學系統(tǒng)的制作方法
改進的反射鏡光學系統(tǒng)
本發(fā)明涉及一種用在反射鏡光學系統(tǒng)中的結構部件。更具體地，本發(fā) 明涉及一種用在先進機動車照明系統(tǒng)中的含有聚對苯二甲酸乙二醇酯
(PET)的部件。
機動車照明系統(tǒng)(ALS)暴露于極端環(huán)境條件(包括變化的熱量、濕 度和振動條件)下。在上述極端環(huán)境中，包含聚合物組合物(諸如聚鄰苯 二甲酰胺(PPA)和聚苯醚(PPS))的ALS用部件已經(jīng)越來越多地用于 替代的金屬部件。由于ALS所暴露的環(huán)境條件具有各種極端情況，所以聚 合物基部件最初用于不太重要的部件(諸如外殼)中。然而，改進配方使 聚合物基組分能夠用在更重要的ALS應用中，諸如用在燈框(bezel)和 反射器中。
先進機動車照明系統(tǒng)(AALS)諸如自適應前照明(Adaptive Forward Lighting, AFL)和動態(tài)轉彎燈(Dynamic Bending Light, DBL)的引入對其 中所用材料提出了甚至更高的性能要求。具體地，AALS包括燈支撐框架 架，其使燈能夠從一個位置旋轉到另一個位置，從而使得燈發(fā)出的光能夠 優(yōu)化駕駛員的路況視覺。
科學研究表明，當夜晚能見度很差時，視覺感知(我們通過其獲取 90%的相關交通信息)下降低至百分之四。AALS在秋季和冬季提供額外 的安全措施，尤其在日照時間短、日出晚、日落早、頻繁落雨和下霧造成 能見度很差的時候。然而，對于用于改善駕駛員安全性的AALS而言，重 要的是光束不具有會轉移駕駛員注意力的振動不穩(wěn)定性。同樣重要的是光 束不具有振動不穩(wěn)定性，結果接近的車輛行人不會受到擺動車頭燈發(fā)出的 過大弦目強光的影響。
與標準機動車照明系統(tǒng)相比，AALS規(guī)定車頭燈根據(jù)轉向角和車速以 至多+/- 15度的角度照射。這能夠使曲線照射最佳。這不僅有助于提高安
4全性和機動車控制性，而且增強了機動車的動態(tài)操作特性、確保更加安全 舒適。
AALS設計中需要滿足的重要設計參數(shù)是投射光束的動態(tài)穩(wěn)定性。構 成AALS的部件的動態(tài)穩(wěn)定性不足可能導致由機動車發(fā)動機的工作頻率引 起的大的振幅，從而導致投射光出現(xiàn)不安全的擺動。
內燃機具有一定工作范圍，例如在1000至4500 r.p.m之間。在這個范 圍內，存在相應范圍的由點火引起的激發(fā)頻率(excitation frequency)。這 些激發(fā)頻率導致車輛部件(包括AALS)扭轉振動。如果AALS的天然共 振頻率高于發(fā)動機在正常工作速度范圍內的激發(fā)頻率，那么AALS通常不 會出現(xiàn)較大的扭轉振幅?；蛘?，如果AALS的共振頻率在發(fā)動機點火頻率 內，那么可能出現(xiàn)較大的角振動振幅。
為了避免與動態(tài)穩(wěn)定性差的AALS相關的不利影響，金屬部件己經(jīng)提 供了解決方案。然而，為了減輕AALS的重量和降低AALS的成本， 一直 在探索特定聚合組合物。EP 172685公開了采用20重量％玻璃纖維增強的 磺酸基聚醚(PES)的用途。盡管PES具有良好的硬度和尺寸穩(wěn)定性，但是 PES的高成本和不易加工性降低了 PES在AALS中作為材料的吸引力。
本發(fā)明的目的在于提供一種用在反射鏡光學系統(tǒng)中的不太昂貴的部件 來替代現(xiàn)有技術中更昂貴的反射鏡光學系統(tǒng)部件，該部件具有足夠的尺、t 穩(wěn)定性和振動穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的第一實施方式中，提供了一種反射鏡光學系統(tǒng)部件，其特 征在于，所述部件包含熱塑性聚酯組合物，所述熱塑性聚酯組合物包含
(a) 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);禾口
(b) 增強纖維；
其中，(a) + (b)占所述組合物總重的至少95重量％，并且其中所 述組合物基本上不含增塑劑。
本發(fā)明的部件是成型的或模制的部件。
反射鏡光學系統(tǒng)優(yōu)選是ALS，更優(yōu)選是AALS，諸如自適應前照明 (AFL)和動態(tài)轉彎燈。
對于本發(fā)明而言，基本上不含增塑劑意指，增塑劑的含量相對于組合物的總重不超過1重量％。優(yōu)選地，增塑劑的含量相對于組合物的總重不
超過0.5重量％，更優(yōu)選不超過0.25重量％。最優(yōu)選地，該組合物包含具
有不可探測水平的增塑劑。
令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，除去增塑劑或基本上除去增塑劑會導致部件組合物 在升高的溫度下具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性和振動穩(wěn)定性。已知向緩慢結晶的
聚合物(諸如PET)中添加增塑劑因提高了聚合物鏈的移動性而促進結 晶。因此，出乎意料的發(fā)現(xiàn)，組合物基本上不含增塑劑會保留或甚至會改 善該組合物原有的良好機械性能。
本發(fā)明的組合物可以有利地用于生產具有足夠的振動穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn) 定性和足夠低的揮發(fā)物排放量的部件，從而經(jīng)濟地替代用于反射鏡光學系 統(tǒng)的更昂貴的傳統(tǒng)材料。具體地，出乎意料地發(fā)現(xiàn)該組合物甚至適于用在 最高性能的包含移動機構的AALS部件中，諸如用在支撐框架中。
對于本發(fā)明而言，包含移動機構(其能夠以可控方式實現(xiàn)從第一位置 到第二個位置的移動或旋轉)的部件還將包括附裝到或可附裝到其上并隨 其移動的一個或多個部件。例如，透鏡固定器和冷卻單元附裝到或可附裝 到包含移動機構的支撐框架上(或附裝到移動機構上)，因而也將被認為 包含移動機構。
本發(fā)明的包含或者被設計來附裝到移動機構的部件更易于出現(xiàn)由于尺 寸變化導致的振動不穩(wěn)定性，尺寸變化會導致這些部件以不可控方式移動 或振動的自由度提高。
經(jīng)纖維增強且基本上不含增塑劑的PET組合物具有如下優(yōu)點所得部 件具有改進的尺寸穩(wěn)定性。改進的尺寸穩(wěn)定性使部件能夠以高尺寸精度在 寬范圍的溫度下工作，諸如在車頭燈的溫度下工作。這對于作為移動機構 一部分或連接到移動機構上的部件(諸如支撐框架、插座支座、透鏡框架 和/或冷卻單元)特別重要，因為尺寸公差劣化會導致圍繞移動軸的移動增 加，從而提高了反射鏡光學系統(tǒng)的振動不穩(wěn)定性。
增塑劑水平降低還有益地導致由與組合物散發(fā)的增塑劑相關的揮發(fā)性 氣體水平降低。有利的是，在至少保持組合物剛度的同時，出乎意料地實 現(xiàn)了這些改進性能。當應用到經(jīng)纖維增強的PET組合物中時，優(yōu)選的增塑劑是分子量至少 150的聚(C2-C0亞烷基醚二醇及其衍生物，具體是下式的那些
R2-0-M-R3
其中112和113可以是相同的或不同的，它們選自由H、 CVds烷基和C7-C15 芳烷基組成的組；M是聚(C2-C4)亞烷基氧基團。
尤其優(yōu)選的分子量至少150的聚(C2-C4)亞烷基醚二醇(有時也被稱為 聚亞烷基二醇或PAG)通常為聚乙二醇，即重復單元M是-CH2CH2-0-， 但是例如聚丙二醇(PPG) (M重復單元是-CH(CH3)CH-0-)和聚(四亞甲 基醚)二醇(PTMEG) (M重復單元是-CH2CH2CH2CH2-0-)以及這些聚亞
烷基醚二醇的嵌段共聚物也是適宜的聚(C2-C4)亞烷基醚二醇，對于某些應
用它們可以有利地替代PEG或與PEG—起使用。增塑劑的分子量通常應 當為至少1000且小于6000。
優(yōu)選地，本發(fā)明地組合物具有如下的尺寸穩(wěn)定性以線性熱膨脹系數(shù)
(CLTE)定義不超過60X10—6/°C，更優(yōu)選不超過50X10—6/°C，更優(yōu)選不 超過40X10—6/°C，最優(yōu)選不超過30X10—6〃C。這些優(yōu)選參數(shù)是多個位置上 取樣的與注塑樣品的流向平行的CLTE。在法向或橫向流動方向上所取的 CLTE通常不超過20X10—6/°C，更優(yōu)選不超過18X10—6/°C，最優(yōu)選不超過 15X10-6/°C。 CLTE根據(jù)ISO 11359-1/2測定。
組合物的剛度對于保持光學反射鏡系統(tǒng)在工作期間(通常從-4(TC至 180°C)的振動穩(wěn)定性也很重要。振動理論表明，組合物剛度(以拉伸模 量表示)與組合物密度的比值與固有頻率(eigen frequency)具有函數(shù)關 系。系統(tǒng)的固有頻率是系統(tǒng)趨向于在最大振幅下振蕩的頻率。
部件的固有頻率(/)被定義為
f=0.5/7rX(k/meff)05 其中，k是彈簧常數(shù)(spring constant) ， 111祖是部件的有效質量。
剛度常數(shù)k取決于構件的幾何形狀。例如，具有均勻橫截面的懸臂梁 的k表示為
k = 3 E I〃3
其中，E是拉伸模量或楊氏模量，I是轉動慣量，/是梁的長度。對于具有寬b (垂直于撓曲)、高h的橫截面的梁而言，I表示為
I=bh3/12
因為meff與密度p和部件的體積(/bh)的乘積成正比，所以部件的固 有頻率可以表示為與拉伸模量與部件密度的比值的平方根成正比
fee,)05
優(yōu)選的，該組合物在18(TC下具有至少0.5Xl(^Pa.cmS/g、更優(yōu)選至少 l.OX 109 Pa.cmVg、更優(yōu)選至少2.0X 109 Pa.cm3/g、最優(yōu)選至少3.0X109 Pa.cm3/g的拉伸模量與密度的比。
本文中，拉伸模量根據(jù)ISO 527-1/2測定，密度根據(jù)ISO 1183測定。 在180。C下較高的E/P比值的優(yōu)點在于反射鏡光學系統(tǒng)部件將具有 較高的固有頻率，因而當暴露于燃燒發(fā)動機等等的高頻振動時不太傾向于 高振幅振動(在升高的溫度下)。高E/p比值還會為部件的幾何設計提供 更多選擇。具體地，高E/P比值能夠使部件的壁厚降低。因此，降低了部 件的重量和制造成本，如果該反射鏡光學系統(tǒng)是車輛的一部分的話，那么 改善了燃料效率。
拉伸模量與密度的比值(E/P)越大，部件的固有頻率或共振頻率越 高。因此，在諸如ALS的應用中，高E/p對于避免車頭燈振動擺動很重 要。高E/p的重要性在如下AALS中甚至更關鍵，該AALS中，支撐框架 隨著車輛環(huán)繞崎嶇道路機動而旋轉。移動機構能夠使支撐框架以可控方式 移動或旋轉，從而更易于具有振動不穩(wěn)定性。這至少部分地由于通常構成 支撐框架部件的部分具有相對較高的長寬比，從而導致彈簧常數(shù)k與其它 反射鏡光學系統(tǒng)部件相比相對較低。
在本發(fā)明的具體實施方式
中，提供了一種反射鏡光學系統(tǒng)部件，其特 征在于，所述部件包括由如下組成的熱塑性聚酯組合物
(a) 50-70重量％的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);
(b) 30-50重量％的增強纖維；和
(c) 0-2重量％的添加劑， 其中，所述組合物基本上不含增塑劑。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，上述組合物提供了機械性能，包括剛度和尺寸穩(wěn)定性，之間的良好平衡。
本發(fā)明通過如下有利地解決了這些問題提供一種與用在上述應用中 的具有類似價格的傳統(tǒng)材料相比在升高溫度下具有改善振動穩(wěn)定性和尺寸 穩(wěn)定性的聚酯組合物。
使用基本上不含增塑劑的部件配方還有助于減少氣體從部件中揮發(fā)， 還有助于防止光學反射鏡系統(tǒng)出現(xiàn)有害的霧化。當來自塑料組合物的揮發(fā) 性化合物(包括吸收的濕氣)在工作條件下由于燈的熱量而揮發(fā)，并沉積 在光學反射鏡系統(tǒng)的冷點(例如車頭燈的透鏡)上時發(fā)生霧化。
優(yōu)選地，組合物具有低的揮發(fā)性有機化合物(此后也被稱為VOC)排
放。該組合物含有的VOC相對于PET的重量優(yōu)選不超過0.3重量y。，更優(yōu) 選為0.2重量％，最優(yōu)選為0.1重量％。
組合物優(yōu)選具有低的吸濕率。在光源未被激活時在環(huán)境條件下吸收的 水在光源被激活時生成了水蒸汽，該水蒸氣可能冷凝在反射鏡光學系統(tǒng)的 冷點(諸如透鏡)上。組合物的吸濕(濕氣)率優(yōu)選相對于該組合物的總 重不超過0.10重量％，優(yōu)選不超過0.15重量％，最優(yōu)選不超過0.25重量 %。本文中，吸濕(濕氣)率根據(jù)IS0 62測定。
經(jīng)纖維增強的PET組合物優(yōu)選包含相對于該組合物的總重在40重量 %至90重量％范圍內的PET，并且包含相對于該組合物的總重在10重量 %至60重量％范圍內的增強纖維。
其優(yōu)點在于使聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物具有更平衡的高強度和 剛度、低相對密度和易加工性。還發(fā)現(xiàn)與增強纖維的重量上限相關地產生 高水平的VOC，這可能不適于所有的反射鏡光學系統(tǒng)的應用。
組合的PET和增強纖維含量(a) + (b)相對于部件的總重至少為 95重量％，優(yōu)選至少為98重量％，甚至更優(yōu)選至少為99重量％，最優(yōu)選 至少為99.5重量％。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，基本上由PET和增強纖維以及最低限度的添加劑組成的部 件提供了功能性(例如低VOC，足夠的尺寸穩(wěn)定性和足夠的E/P)和成本 之間的良好平衡。
增強纖維可以包括適于上述應用的己知增強纖維中的任意一種，包括
9玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和/或納米填料。優(yōu)選地，增強纖維是玻璃纖 維，因其具有功能性和成本之間的良好平衡。
為了機械性能(如剛度、強度和韌性)和加工性能之間的最佳平衡， 適于用作用于本發(fā)明的方法的聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物中的增強纖維
的玻璃纖維通常具有5至20 ^m、優(yōu)選8-15 /mi、最優(yōu)選9-11 /mi的纖維直 徑。玻璃纖維的表面上具有如下膠料，該膠料可與熱塑性聚酯相容并且通 常包含環(huán)氧-或氨基官能化化合物。在本發(fā)明的優(yōu)選方面中，玻璃纖維是中 空的，從而降低玻璃纖維的密度，因而得到更高的E/p值。
一般而言，部件的所需固有頻率越高，增強纖維在組合物中的含量越 高。例如，對于包含移動機構或附裝到移動機構上的部件而言，增強纖維 的比例相對于組合物的總重優(yōu)選介于30重量％至60重量％之間，更優(yōu)選 介于45重量％至55重量％之間。
在本發(fā)明的上下文中，聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂被理解為乙二醇和 對苯二甲酸的縮合產物。上述PET樹脂可通過使乙二醇與對苯二甲酸進行 直接酯化或者通過使乙二醇與對苯二甲酸的二甲酯進行酯交換而得到，因 而包含乙二醇和對苯二甲酸的酯化殘余物。
用在本發(fā)明方法中的聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物包含聚對苯二甲酸 乙二醇酯聚合物作為基質聚合物，即，基于對苯二甲酸及其酯和乙二醇作 為主要單體的聚酯。聚對苯二甲酸乙二醇酯還可以包含少量其它二酸(如 間苯二甲酸)或其它二醇(諸如二乙二醇)作為共聚單體。優(yōu)選地，組合 物至少包含聚對苯二甲酸乙二醇酯均聚物。聚對苯二甲酸乙二醇酯均聚物 在本文中被理解為包含小于5摩爾％的除了對苯二甲酸或其酯和乙二醇以 外的單體。上述均聚物的優(yōu)點是更高的熔點和更好的結晶性能。更優(yōu)選 地，聚對苯二甲酸乙二醇酯包含小于4摩爾％、更優(yōu)選小于3摩爾％、最 優(yōu)選小于2摩爾％的共聚單體。
優(yōu)選地，組合物中至少50重量％的聚對苯二甲酸乙二醇酯是均聚物， 最優(yōu)選至少75重量％是均聚物。組合物可以進一步包含含有5摩爾％以上 其它單體的聚對苯二甲酸乙二醇酯共聚物，如用于制造瓶子的聚合物。上 述聚合物可以以初次使用等級形式使用，也可以以回收等級(它們是由使
10用后的產物例如軟飲料瓶回收的材料)形式使用。
優(yōu)選地，不同批次經(jīng)纖維增強的PET之間的增強纖維的含量具有不超過0.6%的標準差，因而由這些組合物模制的不同部件之間的增強纖維的含
量也具有不超過0.6%的標準偏差。典型的生產批量為約5000至25000kg。優(yōu)選地，各批次間增強纖維含量的標準差不超過0.5%,更優(yōu)選不超過0.4%，最優(yōu)選不超過0.3%。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當使用的經(jīng)纖維增強的PET組合物在增強纖維(例如玻璃纖維)含量方面具有上述窄分布時，光學反射鏡系統(tǒng)部件的尺寸公差非常好。除了使組合物和尤其模制部件的密度相對恒定且可重復以外，增強纖維含量的很小的變化還可以使得組合物的熔融粘度的波動非常小，因而使得注射模制工藝非常穩(wěn)定，即壓力、溫度等很少波動。這不僅有利于使聚對苯二甲酸乙二醇酯組合物在模制工藝期間的降解最小化，而且有利于控制所得模制部件的結晶度、密度、尺寸和殘留應力。
可用在本發(fā)明組合物中的適當添加劑包括成核劑、沖擊改性劑、潤滑劑或脫模劑以及著色劑(諸如二氧化鈦和碳黑)。對于本發(fā)明而言，添加劑包括PET組合物中除PET和增強纖維組分以外的所有組分。
優(yōu)選地，將使用期間有助于從組合物中排放揮發(fā)物的添加劑最小化或完全避免該添加劑。優(yōu)選地，添加劑的總量不超過組合物的2重量％，優(yōu)選不超過組合物的1重量％，最優(yōu)選不超過組合物的0.5重量％。
添加劑含量較低的優(yōu)點在于在添加劑的遷移、揮發(fā)和分解往往隨著溫度升高而提高的情況下，組合物的功能性更可能保持穩(wěn)定。
組合物具有較低wty。的潤滑劑或脫模劑具有如下優(yōu)點霧化性能甚至更佳。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，組合物的潤滑劑和脫模劑具有相對于潤滑劑的重量至多1 wt%、更優(yōu)選至多0.5 wt%、甚至更優(yōu)選至多0.2 wt%的重量損耗因子。重量損耗因子被定義為相對于初始重量的重量損耗，其通過等溫熱重分析(TGA)在160°C、氮氣下4小時后測定。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，盡管通常用在組合物中的潤滑劑的用量較低，但是具有低重量損耗因子的潤滑劑可能對于該化合物的霧化行為很關鍵，而且霧化行為可以通過使用具有更低重量損耗因子的潤滑劑來進一步改進。成核劑在本文中被認為是提高PET結晶速率的添加劑。結晶速率可以
通過標準方法諸如差示掃描量熱儀(DSC)測定。優(yōu)選地，使用無機添加
劑諸如微晶滑石或金屬羧酸鹽，尤其是堿金屬羧酸鹽，如苯甲酸鈉。更優(yōu)選地，使用堿金屬羧酸鹽，諸如苯甲酸鈉。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的組合物具有相對于該組合物的總重至多2重量%、更優(yōu)選至多1重量％、還要更優(yōu)選至多0.5重量％的成核劑。最優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的組合物具有相對于組合物的總重小于1重量％的成核劑，或者根本不含任何成核劑。
優(yōu)選地，組合物中的添加劑當以離散固體顆粒形式存在于組合物中時具有小于10 /rni、更優(yōu)選小于2 /mi、甚至更優(yōu)選小于1 Atm、最優(yōu)選小于0.5 /mi的平均顆粒尺寸。顆粒尺寸可以低至10 A或甚至更低，如采用納米填料的情況一樣。本發(fā)明的組合物包含具有較小顆粒尺寸的添加劑具有如下優(yōu)點該組合物可用于制造具有更高表面光澤的模制部件。對于需要非常高光澤表面的應用而言，本發(fā)明的組合物優(yōu)選不含有任何離散顆粒形式的添加劑。
根據(jù)本發(fā)明含有PET和增強劑的聚酯組合物可以通過如下得到應用已知技術混合或共混各種組分。這種混合可以是"干"混操作，其中各種組分在低于PET的熔融/加工溫度下混合；或者可以是熔融共混工藝，其中各組分(可選經(jīng)預混/經(jīng)混合的)在適當?shù)娜廴?加工溫度下混合，例如在單螺桿或雙螺桿擠出機中。還可以組合應用干混和熔融共混。
本發(fā)明的反射鏡光學系統(tǒng)包含機動車照明系統(tǒng)(ALS)中的多種部件，諸如透鏡框架、車頭燈的燈框、車頭燈的反射器、霧燈殼或燈用基座或插座。更優(yōu)選地，該部件是先進機動車照明系統(tǒng)(AALS)中的零件。最優(yōu)選地，該部件是包含移動機構(或附裝到移動機構上)的AALS部件，諸如光源(例如霧燈或車頭燈)用支撐框架，其能夠以可控方式實現(xiàn)至少兩個位置之間的移動或旋轉。例如，支撐框架能夠使光源在優(yōu)選至少±5度、更優(yōu)選至少±10度、最優(yōu)選至少±15度的旋轉弧上旋轉或移動。在保持振動穩(wěn)定性的同時支撐框架移動的弧度越大，該支撐框架在AALS中的應用性越強。在本發(fā)明的優(yōu)選方面中，該部件是冷卻扇。冷卻扇可用于穩(wěn)定光源(特
別是LED光源)的溫度，并且成為ALS和AALS等中越來越常見的部件。因為冷卻扇包含移動機構，該移動機構也是振動源(即扇葉圍繞中心軸旋轉)，所以理想的是冷卻扇具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性和高E/p值，從而避免振動不穩(wěn)定性。扇葉和扇殼之間具有緊密空隙意味著尺寸穩(wěn)定性必須較高，從而確保不會由于扇葉接觸扇殼而導致振動。當冷卻扇附裝到光源的支撐框架(這也具有移動機構)上時，存在甚至更高的振動不穩(wěn)定性風險。
反射鏡光學系統(tǒng)可以進一步包含能夠使至少一個構件以可控方式從第一位置移動或旋轉到第二位置上的移動機構。該移動機構可以是本發(fā)明構件中的完整元件或者可以是附裝到本發(fā)明構件上的單獨元件。
在本發(fā)明的另一實施方式中，提供了一種組件，該組件包含振動源和包含至少一個部件的反射鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個部件包含如下熱塑性聚酯組合物，該熱塑性聚酯組合物包含
(a) 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);禾口
(b) 增強纖維；
其中，(a) + (b)占所述組合物總重的至少95重量％，并且其中所述組合物基本上不含增塑劑。
優(yōu)選地，光學反射鏡系統(tǒng)具有比振動源的共振頻率更大的固有頻率。
所述組件通常是車輛，所述振動源通常是內燃機?；蛘?，振動源可以是ALS的冷卻扇部件，從而形成反射鏡光學系統(tǒng)的一部分。
目前機動車傳動裝置的典型共振頻率為約60至70 Hz (在1000 rpm-1500 rpm下)。因為固有頻率還取決于零件的幾何性質，所以拉伸模量與密度的比值越大，在不影響固有頻率設計約束的情況下為部件提供更高的設計靈活性。
優(yōu)選地，反射鏡光學系統(tǒng)具有大于60 Hz、更優(yōu)選大于65Hz、最優(yōu)選大于70 Hz的固有頻率。
本發(fā)明還涉及先前所述反射鏡光學系統(tǒng)在車輛(諸如卡車、客車或摩托車)中的用途。
包含本發(fā)明的反射鏡光學系統(tǒng)(諸如車頭燈)的車輛具有如下優(yōu)點在車輛的使用壽命內，車頭燈的光束穩(wěn)定性更高。振動穩(wěn)定性的結果是 與含有由相當價值的聚合物組合物制成、具有較低振動穩(wěn)定性的車頭燈相 比，更好地保持光線并且使道路用戶更安全。
實例 材料
實例1 (E-l)的組合物由DSM Engineering Plastics (NL)的經(jīng)成核的 PET組合物組成，該組合物被30 wt。/。直徑10 /mi的玻璃纖維強化，其中添 加劑的總含量為約0.5wty。(脫模劑+成核劑)并且不含增塑劑。
對比例A (CE-A)的組合物由以商標Rynite 530可得的玻璃增強 PET組成。測定該Rynite 530具有1.7 wt。/。增塑劑、30 wt。/。直徑lO]imi的 玻璃纖維和5.9 wtc/。其它添加劑。
表l.PET組合物(wt%)
樣品PET玻璃纖維增塑劑其它添加劑
E-l69.53000.5
CE-A62.4301.75.9
采用注塑機由上述樣品制備測試棒，其中模具溫度為140°C，沿著注 塑成型機(從料斗到噴嘴)設定的溫度在280至285。C之間變化。
測試方法
根據(jù)ISO 11359-1/2在18(TC下沿相對于聚合物流動的平行方向和法向 測定尺寸65 mmX65 mm X 3.2 mm的測試棒的線性熱膨脹系數(shù)
(CUTE)。
根據(jù)ISO 527-1/-2測定拉伸模量。
表2. PET組合物(^18(TC的尺寸穩(wěn)定性和拉伸模量
樣品增塑劑含量CUTECUTE拉伸模量180'C下的E/p
(法向)(平行)(E)
E-l0.0%51X1。-6〃C15X10-6/°C2.6X109Pa1.6X109Pa.cm3/g
CE-A1.7%61X10-6/。C21X1(T6/°C2.1X109Pa1.3X109Pa.cm3/g
14表2結果表明未添加增塑劑的PET組合物與對比例A相比具有改善
的CLTE并且在18(TC下具有較高的E/p。
由實例1的組合物和對比例A的組合物注射模制AALS用照明框架。 當根據(jù)工業(yè)標準測試方案進行測試時，發(fā)現(xiàn)由實例1的組合物生產的照明 框架具有改進的振動穩(wěn)定性并且在光學照明系統(tǒng)的反射表面上較少形成揮 發(fā)性縮合產物(反射損耗％較低)。
權利要求
1.一種反射鏡光學系統(tǒng)部件，其特征在于，所述部件包含熱塑性聚酯組合物，所述熱塑性聚酯組合物包含(a)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)；和(b)增強纖維；其中，(a)+(b)占所述組合物總重的至少95重量％，并且其中所述組合物基本上不含增塑劑。
2. 如權利要求1所述的部件，其中，所述組合物包含相對于該組合物 的總重至多2重量％的一種或多種添加劑。
3. 如權利要求l或2所述的部件，其中，所述部件選自由透鏡框架、 燈框、車頭燈反射器、霧燈殼、燈用基座或插座、先進車輛照明系統(tǒng)支撐 框架或冷卻扇組成的組。
4. 如權利要求3所述的部件，其中，所述部件是先進車輛照明系統(tǒng)支 撐框架或冷卻扇。
5. 如前述權利要求中任意一項所述的部件，其中，所述組合物具有相 對于PET的重量不超過0.3重量％的揮發(fā)性有機化合物(VOC)。
6. 如前述權利要求中任意一項所述的部件，其中，所述部件形成先進 機動車照明系統(tǒng)的一部分。
7. 如前述權利要求中任意一項所述的部件，進一步包含能夠使所述部 件以可控方式由第一位置移動或旋轉到第二位置的移動機構。
8. —種反射鏡光學系統(tǒng)部件，其特征在于，所述部件包含由如下組成 的熱塑性聚酯組合物(a) 50-70重量％的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);(b) 30-50重量％的增強纖維；和(c) 0-2重量％的添加劑，其中，所述組合物基本上不含增塑劑。
9. 一種反射鏡光學系統(tǒng)，其包含至少一個如權利要求1-8中任意一項 所述的部件。
10. 如權利要求7所述的反射鏡光學系統(tǒng)，進一步包含能夠使所述至 少一個部件以可控方式由第一位置移動或旋轉到第二位置的移動機構。
11. 如權利要求9或IO所述的反射鏡光學系統(tǒng)，其中，所述光學反射 鏡系統(tǒng)具有大于60 Hz的固有頻率。
12. 如前述權利要求中任意一項所述部件在車輛中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反射鏡光學系統(tǒng)用部件，其特征在于，所述部件包含含有聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和增強纖維的熱塑性聚酯組合物。所述組合物基本上不含增塑劑并且PET和增強纖維的重量％占所述組合物總重的至少95重量％。該部件具有足夠的尺寸穩(wěn)定性和振動穩(wěn)定性，從而滿足在高溫、高振動環(huán)境下進行所需要的性能標準。
文檔編號F21V7/22GK101688027SQ200880022631
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權日2007年6月29日
發(fā)明者理查德·雅克·特奧多爾·弗里森 申請人:帝斯曼知識產權資產管理有限公司