(57)【要約】【課題】熱劣化による変色が小さく耐熱変色性に優れ、これを用いたＬＥＤランプが長寿命であって、かつ金型への充填性が改善された汎用のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物とそれを用いた粒状物、タブレット、ＬＥＤリフレクター、表面実装型ＬＥＤ発光装置、ＬＥＤ照明を提供する。【解決手段】不飽和ポリエステル樹脂、重合開始剤、無機充填剤、白色顔料、および補強材を含有するＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物であって、前記不飽和ポリエステル樹脂が、不飽和アルキッド樹脂と架橋剤との混合物であり、前記架橋剤が、ジアリルイソフタレートプレポリマーを含むことを特徴としている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
不飽和ポリエステル樹脂、重合開始剤、無機充填剤、白色顔料、および補強材を含有するＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物であって、
前記不飽和ポリエステル樹脂が、不飽和アルキッド樹脂と架橋剤との混合物であり、
前記架橋剤が、ジアリルイソフタレートプレポリマーを含むことを特徴とするＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物。
【請求項２】
前記不飽和ポリエステル樹脂が、前記樹脂組成物全体量に対して１０〜５０質量％であり、前記無機充填剤と前記白色顔料の配合量の合計が、前記樹脂組成物全体量に対して４０〜９０質量％の範囲内であり、前記無機充填剤と前記白色顔料の配合量の合計に占める前記白色顔料の割合が少なくとも１０質量％以上であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物。
【請求項３】
前記不飽和アルキッド樹脂が、５０℃以上で軟化を開始するものである請求項１または２に記載のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物から形成されていることを特徴とするＬＥＤリフレクター用粒状物。
【請求項４】
前記不飽和アルキッド樹脂が、５０℃以上で軟化を開始するものである請求項１または２に記載のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物から形成されていることを特徴とするＬＥＤリフレクター用タブレット。
【請求項５】
請求項３に記載のＬＥＤリフレクター用粒状物または請求項４に記載のＬＥＤリフレクター用タブレットを成形してなることを特徴とするＬＥＤリフレクター。
【請求項６】
請求項５に記載のＬＥＤリフレクターを備えることを特徴とする表面実装型ＬＥＤ発光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の表面実装型ＬＥＤ発光装置を備えることを特徴とするＬＥＤ照明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物とそれを用いた粒状物、タブレット、ＬＥＤリフレクター、表面実装型ＬＥＤ発光装置、ＬＥＤ照明に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、その活用が急速に拡大しているＬＥＤにおいて、ＬＥＤの初期の輝度を如何に長く保つことができるかが課題となっている。
【０００３】
ＬＥＤの輝度低下の要因は、構成されているＬＥＤリフレクターの熱変色による反射率の低下であり、熱による変色の少ない素材の採用がＬＥＤの寿命延長の要因となっている。
【０００４】
従来より、耐熱変色性の良好なセラミックス製のＬＥＤリフレクターが知られている（特許文献１参照）。しかしながら、セラミックスは加工性に限界があり、また、価格が高いことから、汎用のＬＥＤリフレクターとしては適していないという問題がある。
【０００５】
そこで、蛍光ランプや白熱電球などに替わる光源としてのＬＥＤのための汎用リフレクターとしては、従来より照明用として知られてもいるナイロンやポリアミド樹脂を用いている（特許文献２〜４参照）。これらは比較的耐熱性が良好であって安価でもある。
【０００６】
しかしながら、耐熱性のナイロンやポリアミド樹脂製のＬＥＤリフレクターは、熱による変色が大きく、ＬＥＤランプの寿命が短いという欠点を有していた。
【０００７】
このような背景において、本発明者らは、ナイロンなどよりも耐熱変色性に優れた不飽和ポリエステル樹脂組成物を提案している（特許文献５参照）。
【０００８】
特許文献５の不飽和ポリエステル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂、重合開始剤、無機充填剤、白色顔料、および補強材を必須成分として含有し、不飽和ポリエステル樹脂として不飽和アルキッド樹脂と架橋剤との混合物を使用している。実施例では架橋剤としてジアリルオルソフタレートプレポリマー（ダイソーダップ）を使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００６／０１３８９９号
【特許文献２】特開平６−２００１５３号公報
【特許文献３】特開２００２−３７４００７号公報
【特許文献４】特開２０１０−１００６８２号公報
【特許文献５】特許第４８４４６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、近年のＬＥＤのパワー増大に伴い、さらに耐熱変色性を改善することが求められている。
【００１１】
そして、本発明者らが開発した特許文献５の不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いたＬＥＤリフレクターにおいては、金型への充填性の更なる向上が新たな課題となっている。例えば、金型や成形機の大きさにもよるが、成形品の取り数が多いもの、例えば１０００個／ｓｈｏｔ程度のものや、トランスファー成形機の注入圧力が比較的低い低圧成形などにおいて、金型への充填性をより高めることが求められている。
【００１２】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、熱劣化による変色が小さく耐熱変色性に優れ、これを用いたＬＥＤランプが長寿命であって、かつ金型への充填性が改善された汎用のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物とそれを用いた粒状物、タブレット、ＬＥＤリフレクター、表面実装型ＬＥＤ発光装置、ＬＥＤ照明を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂、重合開始剤、無機充填剤、白色顔料、および補強材を含有するＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物であって、前記不飽和ポリエステル樹脂が、不飽和アルキッド樹脂と架橋剤との混合物であり、前記架橋剤が、ジアリルイソフタレートプレポリマーを含むことを特徴としている。
【００１４】
このＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物において、前記不飽和ポリエステル樹脂が、前記樹脂組成物全体量に対して１０〜５０質量％であり、前記無機充填剤と前記白色顔料の配合量の合計が、前記樹脂組成物全体量に対して４０〜９０質量％の範囲内であり、前記無機充填剤と前記白色顔料の配合量の合計に占める前記白色顔料の割合が少なくとも１０質量％以上であることが好ましい。
【００１５】
本発明のＬＥＤリフレクター用粒状物は、不飽和アルキッド樹脂が、５０℃以上で軟化を開始するものである前記ＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物から形成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明のＬＥＤリフレクター用タブレットは、不飽和アルキッド樹脂が、５０℃以上で軟化を開始するものである前記ＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物から形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明のＬＥＤリフレクターは、前記ＬＥＤリフレクター用粒状物または前記ＬＥＤリフレクター用タブレットを成形してなることを特徴としている。
【００１８】
本発明の表面実装型ＬＥＤ発光装置は、前記ＬＥＤリフレクターを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明のＬＥＤ照明は、前記表面実装型ＬＥＤ発光装置を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＬＥＤリフレクターとしたときの熱劣化による変色が小さく耐熱変色性に優れ、ＬＥＤ発光装置が長寿命であって、かつ金型への充填性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の表面実装型ＬＥＤ発光装置の実施形態を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の表面実装型ＬＥＤ発光装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明について詳細に説明する。
【００２３】
本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は、不飽和ポリエステル樹脂として、５０℃以上で軟化を開始する不飽和アルキッド樹脂を用いている。
【００２４】
なお、不飽和アルキッド樹脂の軟化を開始する温度は、固形の不飽和アルキッド樹脂について室温付近から徐々に加温したときの軟化を触感や目視で確認できる。
【００２５】
本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は、これを粒状物やタブレットに成形して用いられるが、実際の実施においては粒状物やタブレットを貯蔵・輸送する必要がある。この貯蔵・輸送の際に、一般的な貯蔵・輸送の態様では、粒状物やタブレットが５０℃までの環境に曝される可能性がある。従って、５０℃未満で不飽和アルキッド樹脂が軟化を開始すると、粒状物やタブレットの保存安定性が悪化するので、不飽和アルキッド樹脂が５０℃以上で軟化を開始するものであることが望ましい。
【００２６】
本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は、乾式不飽和ポリエステル樹脂組成物である。ここで乾式とは３０℃以下の温度範囲において固体であり、粉砕機を用いて粉砕した後、所定の篩で分級した粉砕加工物やペレタイザーを用いて押出しペレット加工したペレットなどの粒状物に加工できることを意味する。ここで、粉砕加工物は、顆粒品、グラニュールとも呼ばれる。
【００２７】
なお、本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物から粉砕加工物（顆粒品、グラニュール）やペレットなどに加工されたＬＥＤリフレクター用粒状物は、射出成形に最も好適に用いることができるが、トランスファー成形に用いることもできる。この点が、射出成形しかできないナイロンなどの熱可塑性樹脂組成物やトランスファー成形しかできないエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂組成物と大きく異なる点である。
【００２８】
このようなＬＥＤリフレクター用粒状物は、粒状物にすることで、トランスファー成形に加えて射出成形が可能であるなど加工性にも優れている。そして不飽和アルキッド樹脂が５０℃以上で軟化を開始するＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いることで、保存安定性を高めることができる。
【００２９】
また本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は、トランスファー成形などの溶融加熱成形法に用いられる通常のタブレットの形態にすることもできる。
【００３０】
このような本発明のＬＥＤリフレクター用タブレットは、気泡が入り難いトランスファー成形が可能になる。
【００３１】
不飽和ポリエステル樹脂は、不飽和アルキッド樹脂と架橋剤とを混合して得られる。
【００３２】
不飽和アルキッド樹脂は、不飽和多塩基酸類、飽和多塩基酸類とグリコール類とを脱水縮合反応させて得られるものである。
【００３３】
不飽和多塩基酸類としては、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などを挙げることができる。
【００３４】
飽和多塩基酸類としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、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、ヘット酸、テトラブロム無水フタル酸などを挙げることができる。
【００３５】
グリコール類としては、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、１，６−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化合物、ジブロムネオペンチルグリコールなどを挙げることができる。
【００３６】
本発明では、不飽和アルキッド樹脂の中でも、溶融粘度１０００〜２５００ｃＰの不飽和アルキッド樹脂を好適に用いることができ、特に、イソフタル酸系不飽和アルキッド樹脂、テレフタル酸系不飽和アルキッド樹脂を好適に用いることができる。
【００３７】
これらの不飽和アルキッド樹脂を用いることにより、成形性および耐熱変色性に優れたＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物とすることができる。
【００３８】
不飽和アルキッド樹脂と混合する架橋剤としては、本発明ではジアリルイソフタレートプレポリマーを必須とし、他に共重合性モノマーなどを併用することもできる。これらの架橋剤は、樹脂組成物作製時に他の混合物と共に樹脂に混合されるが、樹脂組成物作製前に樹脂と混合されていても良い。
【００３９】
特許文献５の実施例では、架橋剤としてジアリルオルソフタレートプレポリマーを使用しているが、ジアリルオルソフタレートプレポリマーは、官能基がオルソの位置に存在しているため、次式のように環化が生じやすく、その環化率が例えば４０％となっている。
【００４０】
【化１】
2015019011.tif 000002
【００４１】
そのため、熱時の運動性が低く、流動性が低い。これに対してジアリルイソフタレートプレポリマーは官能基がメタの位置に存在し、次式のような構造を持っている。
【００４２】
【化２】
2015019011.tif 000003
【００４３】
このように官能基がメタの位置に存在しているため、自身での環化が生じにくく、例えば約１５％の環化率となっている。そのため、熱時の運動性が高く、流動性が高い。これは金型への充填性と相関し、金型への未充填を抑制する。従って、金型や成形機の大きさにもよるが、成形品の取り数が多いもの、例えば１０００個／ｓｈｏｔ程度のものや、トランスファー成形機の注入圧力が比較的低い低圧成形などに適している。
【００４４】
また、ジアリルイソフタレートプレポリマーは官能基がメタの位置に存在しているため、ジアリルオルソフタレートプレポリマーに比べて耐熱変色性に優れ、酸化劣化しにくい。
【００４５】
ジアリルイソフタレートプレポリマーの分子量は特に限定されないが、重量平均分子量が１００００〜２０００００であることが好ましく、重量平均分子量が２００００〜６００００であることがより好ましい。ここで、重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定され、標準ポリスチレン換算で表されるものである。またヨウ素価５０〜９０、軟化点約５０〜８０℃のものが好ましい。
【００４６】
架橋剤の全量に対するジアリルイソフタレートプレポリマーの比率は５０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましい。
【００４７】
架橋剤としてジアリルイソフタレートプレポリマーと共に使用し得る共重合性モノマーとしては、例えばジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルテトラブロムフタレート、フェノキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、１−６ヘキサンジオールジアクリレート、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、α−メチルスチレン、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル等が挙げられる。これらの中でも本発明では、ジアリルフタレートモノマー、スチレンモノマーを好適に用いることができる。
【００４８】
不飽和ポリエステル樹脂中の不飽和アルキッド樹脂と架橋剤の比率は質量比で９９／１〜５０／５０の範囲が好ましい。なお、架橋剤としてモノマーを用いる場合、モノマーの配合量が多くなると常温固形の乾式不飽和ポリエステル樹脂組成物にならないため、モノマーの配合量は不飽和ポリエステル樹脂１００質量部中１０質量部以下とするのが好ましい。
【００４９】
不飽和ポリエステル樹脂の配合量は、不飽和ポリエステル樹脂組成物全体量に対して１０〜５０質量％の範囲内が好ましい。
【００５０】
本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は、重合開始剤として、通常不飽和ポリエステル樹脂組成物に用いられる加熱分解型の有機過酸化物を用いることができる。
【００５１】
これらのものとしては、ケトンパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、パーカーボネート類等を挙げることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５２】
具体的には、１０時間半減期温度が１００℃以上の有機過酸化物であるジクミルパーオキサイド等を好適に用いることができる。
【００５３】
本発明では、白色顔料として酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムからなる群から選択される１種以上を配合する。
【００５４】
本発明では、これらの白色顔料のなかでも、特に酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸バリウムを好適に用いることができる。
【００５５】
酸化チタンとしては、例えば、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブルサイト型酸化チタンを挙げることができる。これらの中でも熱安定性に優れたルチル型酸化チタンを好適に用いることができる。
【００５６】
酸化アルミニウム、チタン酸バリウムは、例えば、公知のものであれば特に制限なく用いることができる。
【００５７】
白色顔料の平均粒径は、好ましくは２．０μｍ以下、より好ましくは０．１〜１．０μｍ、さらに好ましくは０．３〜０．７μｍの範囲である。なお、平均粒径はレーザー回折散乱法などにより測定することができる。
【００５８】
本発明において、白色顔料の配合量は、不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して好ましくは１００質量部以上、より好ましくは１００〜３００質量部の範囲である。
【００５９】
白色顔料の配合量をこの範囲内とすることにより、耐熱変色性に優れ、白色で高い反射率を有するＬＥＤリフレクターとすることができる。
【００６０】
また本発明では、無機充填剤としてシリカ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウムからなる群から選択される１種以上を配合する。
【００６１】
本発明では、これらの無機充填剤のなかでも特にシリカを好適に用いることができ、これらのものとしては、例えば、溶融シリカ粉末、球状シリカ粉末、破砕シリカ粉末、結晶シリカ粉末を挙げることができる。
【００６２】
無機充填剤の平均粒径は、好ましくは２５０μｍ以下、より好ましくは１０〜１００μｍの範囲である。平均粒径をこの範囲とすることにより、良好な成形性と、耐熱変色性および耐湿性に優れたＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物とすることができる。なお、平均粒子径はレーザー回折散乱法などにより測定することができる。
【００６３】
本発明において、無機充填剤の配合量は、不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して好ましくは５０質量部以上、より好ましくは５０〜２５０質量部の範囲である。
【００６４】
この配合範囲とすることにより、優れた成形性を有するＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物とすることができ、これを用いて成形することにより、優れた耐熱変色性と高い反射率を有するＬＥＤリフレクターを得ることができる。
【００６５】
白色顔料と無機充填剤の配合量の合計は、不飽和ポリエステル樹脂組成物全体量に対して好ましくは４０〜９０質量％、より好ましくは５０〜７２質量％の範囲内である。
【００６６】
また、白色顔料と無機充填剤の配合量の合計に占める白色顔料の割合は好ましくは１０質量％以上、より好ましくは４０〜８５質量％の範囲内である。
【００６７】
さらに、白色顔料と無機充填剤を合わせた場合の配合量の合計量は不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して好ましくは５００質量部以下、より好ましくは１００〜４００質量部の範囲である。白色顔料と無機充填剤の配合量の合計量をこの範囲とすることにより、適正な樹脂の流動性とすることができ、良好な成形性が得られる。
【００６８】
なお、白色顔料、無機充填剤は、より微粒になるほど凝集や吸油などが生じやすく、充填が困難になることがあるため、表面が脂肪酸やカップリング剤などで表面処理されていてもよい。
【００６９】
また、本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物には、樹脂組成物の流動性や、ＬＥＤリフレクターとしたときの反射率を阻害しない範囲において、他の無機充填剤を適宜配合することができる。
【００７０】
これらのものとしては、酸化物およびその水和物、無機発泡粒子、シリカバルーンなどの中空粒子などを挙げることができる。
【００７１】
本発明に用いられる補強材としては、通常、ＢＭＣ、ＳＭＣなどのＦＲＰに用いられる不飽和ポリエステル樹脂組成物の補強材として使用されるものであれば制限なく用いることができる。
【００７２】
これらものとしては、例えば、ガラス繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ワラストナイト、チタン酸カリウムウィスカーなどを挙げることができ、これらの中でも、ガラス繊維を好適に用いることができる。
【００７３】
ガラス繊維としては、珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラスを原料とするＥガラス（電気用無アルカリガラス）、Ｃガラス（化学用含アルカリガラス）、Ａガラス（耐酸用ガラス）、Ｓガラス（高強度ガラス）などのガラス繊維を挙げることができ、これらを長繊維（ロービング）、短繊維（チョップドストランド）としたものを用いることができる。
【００７４】
さらに、これらのガラス繊維に対して表面処理を施したものを用いることもできる。
【００７５】
本発明では、特に、繊維径１０〜１５μｍのＥガラス繊維を酢酸ビニルなどの収束剤にて収束し、シランカップリング剤にて表面処理した後、３〜６ｍｍにカットされたチョップドストランドを好適に用いることができる。
【００７６】
補強材の配合量は、不飽和ポリエステル樹脂１００質量部に対して好ましくは１０〜２００質量部、より好ましくは１０〜１００質量部、さらに好ましくは２０〜８０質量部の範囲である。
【００７７】
この条件で補強材を用いることにより、強度特性に優れ、硬化収縮を抑え、優れた反射率を有するＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物とすることができる。
【００７８】
本発明においては必要に応じて離型剤を用いることもできる。離型剤としては、一般に熱硬化性樹脂に用いられる脂肪酸系、脂肪酸金属塩系、鉱物系などのワックス類を用いることができ、特に、耐熱変色性に優れた脂肪酸系、脂肪酸金属塩系のものを好適に用いることができる。
【００７９】
これらのものとしては、具体的にはステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム等を挙げることができる。これらの離型剤は単独で用いても良く、２種以上を併用してもよい。
【００８０】
本発明においては、これらの配合成分以外に、不飽和ポリエステル樹脂の硬化条件を調整するための硬化触媒および重合禁止剤、着色剤、増粘剤、その他有機系添加剤、無機系添加剤などを必要に応じて適宜配合することができる。
【００８１】
本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は、各成分を配合して、ミキサー、ブレンダーなどを用いて十分均一に混合した後、加圧ニーダー、熱ロール、エクストルーダーなどにて混練する。次に、粉砕・整粒などをすることでＬＥＤリフレクター用ペレット、粉砕加工品（顆粒品、グラニュール）、タブレットなどを製造することができる。
【００８２】
なお、重合開始剤は火災・爆発に対してより安全性を高めたマスターバッチとして使用するのが好ましい。
【００８３】
このような配合による本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は乾式不飽和ポリエステル樹脂組成物であるので、配合成分として液状物を用いることにより、本発明の乾式不飽和ポリエステル樹脂組成物の乾式の条件以外の、粘性を有する湿式不飽和ポリエステル樹脂組成物や、エポキシ樹脂組成物などとは異なり、保存安定性およびハンドリング性に優れている。
【００８４】
また、これを用いたＬＥＤリフレクターは、種々慣用の熱硬化性樹脂組成物の成形方法により成形することができ、熱劣化による変色が小さく、ＬＥＤ電球などのＬＥＤ照明器具の寿命が長い安価なＬＥＤリフレクターを製造することができる。
【００８５】
また、本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は、乾式で、かつ溶融時の熱安定性が良好なため、成形方法として、射出成形法、射出圧縮成形法、トランスファー成形法などの溶融加熱成形法を好適に用いることができる。
【００８６】
これらの中でも射出成形機を用いた射出成形法が特に好適であり、射出成形法により成形時間をより短くすることができ、複雑な形状のＬＥＤリフレクターを製造することが可能となる。
【００８７】
なお、本発明の乾式の条件以外の、粘性を有する湿式不飽和ポリエステル樹脂組成物の場合には、通常のペレット状とすることができないため、ハンドリング性が悪く、射出成形機で成形する場合にはホッパーにプランジャーなどの設備を設ける必要があり、製造コストがかかる。
【００８８】
これに対し、本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は、乾式のペレット状であるため保存安定性に優れ、射出成形機のホッパーから投入するのみで成形が可能であるためハンドリング性に優れている。また、製造コストを低く抑えることができる。
【００８９】
また、熱硬化性樹脂のため、成形したＬＥＤリフレクターのフレーム上にバリが発生するが、本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は、容易にバリを除去することが可能である。
【００９０】
発生したバリの除去は、例えば、ブラスト処理等の公知の方法により行うことができる。ブラスト処理としては、通常、バリ取りに用いられるブラスト処理法を用いることができ、これらのものとしては、例えばショットブラスト、サンドブラスト、ガラスビーズブラストなどを挙げることができる。
【００９１】
本発明のＬＥＤリフレクターは、表面実装型ＬＥＤ発光装置に好適に用いることができる。表面実装型ＬＥＤ発光装置としては、例えば、特許第４８９３８７４号公報に例示されている構造のものなどが挙げられる。
【００９２】
図１は、本発明の表面実装型ＬＥＤ発光装置の実施形態を概略的に示す断面図、図２は平面図である。なお図１は図２のＡ−Ａ断面を示す。
【００９３】
この表面実装型ＬＥＤ発光装置は、発光素子１０と、発光素子１０を載置する第１の樹脂体４０と、発光素子１０を被覆する第２の樹脂体５０とを有する。
【００９４】
第１の樹脂体４０は、本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物による前述のＬＥＤリフレクター用粒状物を成形したＬＥＤリフレクターからなる。そして発光素子１０を載置するための第１のリード２０と、発光素子１０と電気的に接続される第２のリード３０とが一体成形されている。
【００９５】
発光素子１０は、同一面側に正負一対の第１の電極１１と第２の電極１２とを有している。ここでは、同一面側に正負一対の電極を有するものについて説明するが、発光素子１０の上面と下面とから正負一対の電極を有するものを用いることもできる。この場合、発光素子１０の下面の電極はワイヤを用いずに、電気伝導性のあるダイボンド部材を用いて第１のリード２０と電気的に接続する。
【００９６】
第１のリード２０は第１のインナーリード部２０ａと第１のアウターリード部２０ｂとを有している。発光素子１０は、第１のインナーリード部２０ａ上にダイボンド部材を介して載置されている。第１のインナーリード部２０ａは、発光素子１０が持つ第１の電極１１とワイヤ６０を介して電気的に接続されている。第１のアウターリード部２０ｂは第１の樹脂体４０から露出している。第１のリード２０は、第１の樹脂体４０の側面外側に第１のアウターリード部２０ｂを有している場合以外に、第１の樹脂体４０の裏面側に露出している部分を第１のアウターリード部２０ｂと呼ぶ場合もある。すなわち第１のアウターリード部２０ｂは、外部電極と電気的に接続される部分であればよい。第１のリード２０は外部電極と接続するため、金属部材を用いる。
【００９７】
第２のリード３０は第２のインナーリード部３０ａと第２のアウターリード部３０ｂとを有している。第２のインナーリード部３０ａは、発光素子１０が持つ第２の電極１２とワイヤ６０を介して電気的に接続されている。第２のアウターリード部３０ｂは第１の樹脂体４０から露出している。第２のリード３０は、第２の樹脂体５０の側面外側に第２のアウターリード部３０ｂを有している場合だけでなく、第２の樹脂体５０の裏面側に露出している部分を第２のアウターリード部３０ｂと呼ぶ場合もある。すなわち第２のアウターリード部３０ｂは、外部電極と電気的に接続される部分であればよい。第２のリード３０は外部電極と接続するため、金属部材を用いる。第１のリード２０と第２のリード３０とが短絡しないように、裏面側における第１のリード２０と第２のリード３０との近接する部分に絶縁部材９０が設けられている。
【００９８】
第１の樹脂体４０は、底面部４０ａと側面部４０ｂとを持つ凹部４０ｃが形成されている。第１のリード２０の第１のインナーリード部２０ａは、第１の樹脂体４０の凹部４０ｃの底面部４０ａから露出している。この露出部分にダイボンド部材を介して発光素子１０を載置している。第１の樹脂体４０は、射出成形などにより成形することができる。第１の樹脂体４０は、前述のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いており、酸化チタンなどの白色顔料７０を含有している。凹部４０ｃの開口部は、底面部４０ａよりも広口になっており、側面部４０ｂには傾斜が設けられていることが好ましい。また凹部４０ｃの底面部４０ａには、第１のリード２０と第２のリード３０とを絶縁する樹脂絶縁部４５が設けられている。
【００９９】
第２の樹脂体５０は、発光素子１０を被覆するように凹部４０ｃ内に配置している。第２の樹脂体５０は、熱硬化性樹脂を用いている。第２の樹脂体５０は蛍光物質８０を含有する。蛍光物質８０は、第２の樹脂体５０よりも比重の大きいものを使用しているため、凹部４０ｃの底面部４０ａ側に沈降している。
【０１００】
なお、以下において発光素子１０が載置されている側を便宜的に主面側とし、その反対側を裏面側とする。
【０１０１】
発光素子１０の大きさは□１ｍｍサイズが実装可能で、□６００μｍ、□３２０μｍサイズなどのものも実装可能である。
【０１０２】
第１の樹脂体４０は、底面部４０ａと側面部４０ｂとを持つ凹部４０ｃを有している。第１の樹脂体４０は、凹部４０ｃの底面部４０ａから外側に延びる第１のリード２０および第２のリード３０を一体成形している。第１のリード２０の第１のインナーリード部２０ａは、凹部４０ｃの底面部４０ａの一部を形成している。第２のリード３０の第２のインナーリード部３０ａは、凹部４０ｃの底面部４０ａの一部を形成しており、第１のインナーリード部２０ａと所定の間隔離れている。凹部４０ｃの底面部４０ａに相当する第１のインナーリード部２０ａに発光素子１０を載置する。凹部４０ｃの底面部４０ａに相当する第１のインナーリード部２０ａと、凹部４０ｃの底面部４０ａに相当する第２のインナーリード部３０ａと、第１のアウターリード部２０ｂ、第２のアウターリード部３０ｂは、第１の樹脂体４０から露出している。裏面側の第１のリード２０および第２のリード３０は露出している。これにより裏面側から電気接続することができる。
【０１０３】
凹部４０ｃは、開口方向に広口となるように傾斜を設ける。これにより前方方向への光の取り出しを向上することができる。ただし、傾斜を設けず、円筒形状の凹部とすることもできる。また、傾斜は滑らかな方が好ましいが凹凸を設けることもできる。凹凸を設けることにより第１の樹脂体４０と第２の樹脂体５０との界面の密着性を向上することができる。凹部４０ｃの傾斜角度は、底面部４０ａから測定して９５〜１５０°が好ましく、１００〜１２０°がより好ましい。
【０１０４】
第１の樹脂体４０の主面側の形状は矩形であるが、楕円、円形、五角形、六角形などとすることもできる。凹部４０ｃの主面側の形状は、楕円であるが、略円形、矩形、五角形、六角形などとすることも可能である。所定の場合に、カソードマークを付けておく。
【０１０５】
第１の樹脂体４０は、本発明のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物から形成されたＬＥＤリフレクター用ペレットを成形した硬化物（乾式不飽和ポリエステル樹脂成形体）である。
【０１０６】
第１のリード２０は、第１のインナーリード部２０ａと第１のアウターリード部２０ｂとを有する。第１のインナーリード部２０ａにおける第１の樹脂体４０の凹部４０ｃの底面部４０ａは露出しており、発光素子１０を載置する。この露出された第１のインナーリード部２０ａは、発光素子１０を載置する面積を有していればよいが、熱伝導性、電気伝導性、反射効率などの観点から広面積の方が好ましい。第１のインナーリード部２０ａは、発光素子１０の第１の電極１１とワイヤ６０を介して電気的に接続されている。第１のアウターリード部２０ｂは、発光素子１０が載置されている部分を除く、第１の樹脂体４０から露出している部分である。第１のアウターリード部２０ｂは、外部電極と電気的に接続されるとともに熱伝達する作用も有する。
【０１０７】
第２のリード３０は、第２のインナーリード部３０ａと第２のアウターリード部３０ｂとを有する。第２のインナーリード部３０ａにおける第１の樹脂体４０の凹部４０ｃの底面部４０ａは露出している。この露出された第２のインナーリード部３０ａは、発光素子１０の第２の電極１２と電気的に接続する面積を有していればよいが、反射効率の観点から広面積の方が好ましい。裏面側の第１のアウターリード部２０ｂと第２のアウターリード部３０ｂとは露出しており、実質的に同一平面を形成している。これにより表面実装型ＬＥＤ発光装置の実装安定性を向上することができる。また半田付け時に第１のインナーリード部２０ａと第２のインナーリード部３０ａの裏面間が半田により短絡することを防止するため、電気絶縁性の絶縁部材９０を薄くコーティングすることもできる。絶縁部材９０は樹脂などで形成したものである。
【０１０８】
第１のリード２０および第２のリード３０は、鉄、リン青銅、銅合金などの電気良導体を用いて構成することができる。また、発光素子１０からの光の反射率を向上させるため、第１のリード２０および第２のリード３０の表面に銀、アルミニウム、銅や金などの金属メッキを施すこともできる。また、第１のリード２０および第２のリード３０の表面の反射率を向上させるため、平滑にすることが好ましい。また、放熱性を向上させるため第１のリード２０および第２のリード３０の面積は大きくすることができる。これにより発光素子１０の温度上昇を効果的に抑えることができ、発光素子１０に比較的多くの電気を流すことができる。また、第１のリード２０および第２のリード３０を肉厚にすることにより放熱性を向上することができる。この場合、第１のリード２０および第２のリード３０を折り曲げるなどの成形工程が困難であるため、所定の大きさに切断する。また、第１のリード２０および第２のリード３０を肉厚にすることにより、第１のリード２０および第２のリード３０のたわみが少なくなり、発光素子１０の実装をしやすくすることができる。これとは逆に、第１のリード２０および第２のリード３０を薄い平板状とすることにより折り曲げる成形工程がしやすくなり、所定の形状に成形することができる。
【０１０９】
第１のリード２０および第２のリード３０は、一対の正負の電極である。第１のリード２０および第２のリード３０は、少なくとも１つずつあれば良いが、複数設けることもできる。また、第１のリード２０に複数の発光素子１０を載置する場合は、複数の第２のリード３０を設ける必要もある。
【０１１０】
第２の樹脂体５０は、外部環境からの外力や埃、水分などから発光素子１０を保護するために設ける。また、発光素子１０から出射される光を効率よく外部に放出することができる。第２の樹脂体５０は、第１の樹脂体４０の凹部４０ｃ内に配置している。
【０１１１】
第２の樹脂体５０の材質は熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂などを挙げることができる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【０１１２】
蛍光物質８０は、発光素子１０からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。蛍光物質８０は、発光素子１０の励起光により、黄色、赤色、緑色、青色に発光スペクトルを有するものを用いることができるほか、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有するものも用いることができる。これらの蛍光物質８０を種々組み合わせて用いることにより、種々の発光色を有する表面実装型ＬＥＤ発光装置を製造することができる。
【０１１３】
なお、表面実装型ＬＥＤ発光装置の裏面側には放熱接着剤を介して放熱部材を設けることができる。
【０１１４】
以上の構成を備えた表面実装型ＬＥＤ発光装置は、第１のリード２０の第１のアウターリード部２０ｂおよび第２のリード３０の第２のアウターリード部３０ｂを外部電極と電気的に接続して実装することができる。例えば、第１のリード２０と第２のリード３０は厚肉の平板であるため、外部電極と放熱部材とで挟み込むように電気的に接続することができる。また、第１のアウターリード部２０ｂおよび第２のアウターリード部３０ｂと外部電極との電気的接続には鉛フリー半田を用いることができる。この他、外部電極に第１のアウターリード部２０ｂなどを載置するように電気的接続することもできる。
【０１１５】
この表面実装型ＬＥＤ発光装置は、次の方法により製造することができる。第１の樹脂体４０の成形方法としては、射出成形法、射出圧縮成形法、トランスファー成形法などの溶融加熱成形法を好適に用いることができる。これらの中でも射出成形機を用いた射出成形法が特に好適であり、射出成形法により複雑な形状の第１の樹脂体４０を製造することが可能となる。
【０１１６】
まず、第１の樹脂体４０の凹部４０ｃの底面部４０ａに相当する第１のインナーリード部２０ａと第２のインナーリード部３０ａ並びに第１のアウターリード部２０ｂと第２のアウターリード部３０ｂとを、上金型と下金型とで挟み込む。
【０１１７】
上金型は第１の樹脂体４０の凹部４０ｃに相当する凹みを形成している。第１の樹脂体４０の凹部４０ｃの底面部４０ａに相当する上金型の部分は、第１のインナーリード部２０ａおよび第２のインナーリード部３０ａと接触するように形成されている。
【０１１８】
そして上金型と下金型とで挟み込まれた凹み部分にＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物を流し込む。
【０１１９】
流し込まれたＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物は加熱して硬化され、底面部４０ａと側面部４０ｂとを持つ凹部４０ｃを有する乾式不飽和ポリエステル樹脂成形体の第１の樹脂体４０が得られる。また凹部４０ｃの底面部４０ａには、第１のリード２０と第２のリード３０とを絶縁する樹脂絶縁部４５が乾式不飽和ポリエステル樹脂成形体として設けられる。
【０１２０】
その後、上金型および下金型を取り外す。硬化が不十分な場合は後硬化を行い作業上問題が発生しない程度に第１の樹脂体４０の機械強度を向上させる。
【０１２１】
その後、必要に応じてバリ取りなどを行った後、発光素子１０を第１のインナーリード部２０ａに載置する。バリ取りは、ブラスト処理等により行うことができる。
【０１２２】
次に、発光素子１０が持つ第１の電極１１と第１のインナーリード部２０ａとを電気的に接続する。また発光素子１０が持つ第２の電極１２と第２のインナーリード部３０ａとを電気的に接続する。
【０１２３】
第１の電極１１と第１のインナーリード部２０ａとはワイヤ６０を介して電気的に接続する。ただし、発光素子１０が上面と下面に電極を持つ場合は、ワイヤを用いず、ダイボンディングのみで電気的接続をとる。次に第２の電極１２と第２のインナーリード部３０ａとはワイヤ６０を介して電気的に接続する。
【０１２４】
次に、発光素子１０が載置された凹部４０ｃ内に熱硬化性樹脂を配置する。この熱硬化性樹脂を配置する方法は、滴下手段や射出手段、押出手段などを用いることができるが、滴下手段を用いることが好ましい。滴下手段を用いることにより凹部４０ｃ内に残存する空気を効果的に追い出すことができる。この熱硬化性樹脂には、蛍光物質８０を混合しておくことが好ましい。これにより表面実装型ＬＥＤ発光装置の色調調整を容易にすることができる。この熱硬化性樹脂は加熱して硬化され、第２の樹脂体５０が成形される。このようにして表面実装型ＬＥＤ発光装置を製造することができる。
【０１２５】
本発明の表面実装型ＬＥＤ発光装置は、これを装着してＬＥＤ電球などのＬＥＤ照明に用いることができる。
【実施例】
【０１２６】
以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
＜ＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物の製造＞
表１に示す実施例および比較例のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物を、各配合成分、配合量にて配合し、配合物をシグマブレンダーにて均一に混合した。その後、温度７０℃に加熱した二軸混練機にて混練してウォーム状の混練物を作製し、これを冷却・粉砕・整粒し粒状の樹脂組成物（ペレット）を作製した。
【０１２７】
配合成分としては以下のものを用いた。
（i）不飽和ポリエステル樹脂
・樹脂
不飽和アルキッド樹脂：テレフタル酸系不飽和アルキッド樹脂  日本ユピカ社製「ユピカ８５５２」軟化温度５０℃以上
・架橋剤
架橋剤１：ジアリルイソフタレートプレポリマー  ダイソー（株）製「ダイソーイソダップ」
架橋剤２：ジアリルイソフタレートプレポリマー  ダイソー（株）製「ダイソーイソダップＩＫ」
架橋剤３：ジアリルオルソフタレートプレポリマー  ダイソー（株）製「ダイソーダップＡ」
架橋剤４：ジアリルフタレートモノマー  ダイソー（株）製「ダイソーダップモノマー」
（ii）重合開始剤
ジクミルパーオキサイド（４０％マスターバッチ）  日油（株）製「パークミルＤ４０」
（iii）白色顔料
白色顔料１：酸化チタン（ルチル型酸化チタン  平均粒径０．４μｍ）  タイオキサイドジャパン（株）製「Tioxide  R-TC30」
白色顔料２：酸化アルミニウム（平均粒子径０．５μｍ）
白色顔料３：チタン酸バリウム（平均粒子径０．４μｍ）
（iv）無機充填剤
無機充填剤１：シリカ（溶融シリカ  平均粒径２５μｍ）  電気化学工業（株）製「ＦＢ８２０」
無機充填剤２：水酸化アルミニウム（平均粒径２９μｍ）
（v）離型剤
離型剤：ステアリン酸亜鉛  堺化学工業（株）製「ＳＺ−Ｐ」
（vi）補強材
補強材：ガラス繊維（３ｍｍ長）  オーエンスコーニングジャパン社製「ＣＳ０３ＩＥ８３０Ａ」
＜評価方法＞
（１）成形性
表１に示す実施例および比較例の配合割合のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて、トランスファー成形機（松田製作所製、３０トン  熱硬化性射出成形機）により、金型温度１６０℃、硬化時間６０秒の条件で、ＪＩＳＫ６９１１に準拠した成形収縮率測定用テストピースを作製し、目視にて実成形評価を行った。
【０１２８】
優良なものを○、良好なものを△、不良のものを×とした。その結果を表１に示す。
（２）反射率特性
（２−１）初期反射率
表１に示す実施例および比較例の配合割合のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて、トランスファー成形機（松田製作所製、１５０トン  熱硬化性射出成形機）により、ＪＩＳＫ６９１１に準拠した反射率経時変化用テストピースを作製した。
【０１２９】
このテストピースに、波長：４６０ｎｍのＬＥＤを取り付け、１５０℃での各ＬＥＤリフレクターの反射率経時変化を反射率測定器（日本電色工業株式会社製分光色彩計）で測定した。
【０１３０】
初期反射率は、９５％以上のものを◎、９０％以上９５％未満のものを○、９０％未満のものを△として評価した。
（２−２）耐熱変色性
さらに、１５０℃、１０００時間処理後のテストピース表面の反射率を測定し、反射率が８０％以上のものを◎、７５％以上８０％未満のものを○、７５％未満のものを△として評価した。
【０１３１】
実施例および比較例の初期反射率とその評価、１５０℃、１０００時間処理後の反射率とその評価の結果を表１に示す。
（３）金型充填性
表１に示す実施例および比較例の配合割合のＬＥＤリフレクター用不飽和ポリエステル樹脂組成物を用いて、トランスファー成形機（アピックヤマダ社製、５０トン  熱硬化性射出成形機）により、実際に使用されているリードフレーム付き成形品を金型温度１５０℃、硬化時間６０秒の条件で成形し、最終充填位置までの材料が充填しているものを○、未充填のものを×とした。その結果を表１に示す。
【０１３２】
【表１】
2015019011.tif 000004
【０１３３】
＜評価結果＞
表１より、架橋剤としてジアリルイソフタレートプレポリマーを使用した実施例は、架橋剤としてジアリルオルソフタレートプレポリマーを使用した比較例に比べて反射率特性と金型充填性が向上した。また表１に示す成形性や、その他バリ処理性、保存安定性、ハンドリング性、加工性等もジアリルオルソフタレートプレポリマーを使用した場合と概ね同等のレベルであった。
【０１３４】
なお、ジアリルイソフタレートプレポリマーを使用した不飽和ポリエステル樹脂組成物は、ジアリルオルソフタレートプレポリマーを使用したものに比べて溶融粘度測定において例えば約３０％の低下がみられ、スパイラルフローの測定において例えば５０ｍｍ程度の向上がみられた。このことは金型内部によりいっそう充填しやすくなることを示唆しており、表１の結果と一致する。
【符号の説明】
【０１３５】
１０    発光素子
２０    第１のリード
３０    第２のリード
４０    第１の樹脂体
４０ａ  底面部
４０ｃ  凹部
４５    樹脂絶縁部
５０    第２の樹脂体
【図１】
2015019011.tif 000005
【図２】
2015019011.tif 000006