專利名稱：耐熱塑料燈組件及形成方法
背景技術：
本發(fā)明一般性地涉及燈的塑料組件，更具體地，涉及由具有不同熱變形溫度的多種樹脂形成的塑料前車燈組件(headlamp component)。
市場上有大量可得的熱塑性材料用于汽車照明系統(tǒng)。該照明系統(tǒng)中材料選擇的基本準則是材料的熱變形溫度。通常，熱變形溫度越高，熱塑性材料的成本越高。熱變形溫度是組件在特定外力下開始軟化和變形的溫度。當所述組件為前車燈反光鏡時，一些設計考慮事項，例如反光鏡(reflector)直徑、燈泡直徑、燈泡長度、透鏡深度、擋板高度(spacer depth)和反光鏡深度可影響反光鏡經受的溫度。
已觀察到的一個問題是，一些金屬化的熱塑性燈組件當加熱到接近其熱變形溫度時，在外觀上變得模糊，這影響了燈組件的性能和/或美觀。另外，一些未金屬化的熱塑性材料在加熱到其熱變形溫度以上時，會發(fā)生不能接受的變形。使用具有較高熱變形溫度特性的熱塑性材料來形成整個組件有時可以緩解上述問題。但是，較高熱變形溫度的材料通常較為昂貴，并表現出不理想的流動性能，這會影響成型操作。
發(fā)明簡述在一方面，提供了模塑的塑料燈組件。該燈組件包括由具有第一熱變形溫度的第一材料形成的第一部分，和由具有第二熱變形溫度的第二材料形成的第二部分。第一熱變形溫度高于第二熱變形溫度。
在另一方面，提供了制造燈組件的方法。該方法包括由具有第一熱變形溫度的第一材料形成組件的第一部分，和由具有第二熱變形溫度的第二材料形成組件的第二部分。第一熱變形溫度高于第二熱變形溫度。
在另一方面，提供了制造復合燈組件的方法。該方法包括由具有第一熱變形溫度的第一材料形成第一部分，和在第一部分周圍由具有第二熱變形溫度的第二材料模塑第二部分，以形成復合材料的燈組件。第一熱變形溫度高于第二熱變形溫度。


圖1是根據本發(fā)明一實施方案的汽車前車燈反光鏡的示意圖。
圖2是根據本發(fā)明另一實施方案的汽車前車燈反光鏡的示意圖。
發(fā)明詳述下面詳細描述由多種具有不同熱變形溫度的塑料樹脂形成的塑料的汽車前車燈組件。所述燈組件包括由熱變形溫度(HDT)比用來形成燈組件余下部分的材料高的材料形成的部分。暴露于高溫的燈組件區(qū)域由較高HDT的材料形成，該高溫是由來自燈泡和/或周圍的燈泡罩(surrounding bulb shield)的熱空氣的對流沖擊(convection impingement)引起的。燈組件的余下區(qū)域由較低HDT的材料形成，以降低成本并有助于模塑所述組件。
燈組件可以通過嵌件模塑法(insert molding process)形成，其中采用兩步法生產兩個組件部分。第一步是由較高HDT的材料制備嵌件。第二步包括將嵌件放置在模具中，然后在嵌件的頂部或靠近嵌件的位置模塑較低HDT的材料，獲得由兩種不同材料制成的燈組件。燈組件還可以通過兩股注射模塑法(two-shot molding process)來形成，其中在同一個模塑循環(huán)中將高HDT和低HDT材料都注入一個模具中，該模具能夠從一種模腔結構重新配置為另一種模腔結構。盡管描述了汽車的燈組件，但除汽車類燈具之外的其他類型的燈組件也可以通過類似方法形成。
參見圖1，圖1是汽車前車燈反光鏡10的示意圖。在一示例性實施方案中，反光鏡10包括第一部分12和第二部分14。第一部分12從反光鏡10的頂面16至少部分延伸至反光鏡10的底面18。燈泡口20延伸通過第一部分12。第二部分14構成反光鏡10的余下部分。第一部分12由第一材料形成，而第二部分14由不同的第二材料形成。第一材料的HDT高于第二材料的HDT。在一實施方案中，第一材料的HDT至少比第二材料的HDT高約15℃，在另一實施方案中，第一材料的HDT至少比第二材料的HDT高約20℃，以及在另一實施方案中，第一材料的HDT至少比第二材料的HDT高約25℃。
反光鏡10的主要部分，即第二部分14，是由較低HDT的材料如熱塑性材料形成。合適的熱塑性材料包括但不限于聚碳酸酯，聚酯碳酸酯，聚醚酰亞胺，聚亞芳基醚，聚烯烴，包括聚亞甲基、聚乙烯和聚丙烯，聚苯乙烯，丙烯腈基苯乙烯(acrylonitrylstyrene)，丁二烯，聚酯，包括聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯和聚對苯二甲酸丙二醇酯，聚四氯丁烯(polybutyleneterachlorate)和聚氯乙烯，丙烯酸類，包括聚甲基丙烯酸甲酯，丙烯腈-丙烯酸丁酯-苯乙烯聚合物，非晶尼龍，這些材料相互之間的或與其他聚合物材料的共混物。
第一部分12包括小于50％的反光鏡10的表面積，是反光鏡10的較少部分。如上述說明的，第一部分12是由HDT比用于形成第二部分14的材料高的材料形成，該材料為，例如熱塑性材料(包括聚醚酰亞胺、聚碳酸酯和多芳基化合物)，玻璃，熱固性塑料(包括丙烯酸類、環(huán)氧類和聚酯)，陶瓷和金屬(包括鋼和鋁合金)。
反光鏡10可以由“兩-組分(two-component)”模塑法形成，例如嵌件模塑法和兩股注射模塑法。使用嵌件模塑法時，第一部分12由較高HDT的材料在第一模具中形成為嵌件。具體地，在壓力下將熔融塑料注入第一模具中，然后冷卻固化塑料，形成嵌件。當使用金屬形成該嵌件時，通過任何合適的方法來形成金屬嵌件，例如沖壓、鑄造，等等。然后，將嵌件置于最終部件的模具中，在嵌件的頂部或靠近嵌件處使用較低HDT的材料形成第二部分14，生成反光鏡10。具體地，在壓力下將熔融塑料材料注入最終部件的模具中，然后冷卻固化塑料，形成反光鏡10。
在一實施方案中使用兩股注射模塑法，將高HDT材料和低HDT材料都注入同一個模具中，該模具能夠從一種模腔結構重新配置為另一種模腔結構。具體地，在壓力下將高HDT材料注入第一模腔結構中，然后冷卻該材料，從而形成第一部分。然后，將模具重新配置為第二模腔結構，將低HDT材料注入第二模腔內，然后冷卻形成第二部分14和反光鏡10。
上述反光鏡10是由相對少量的高HDT材料(第一部分12)和相對多量的比高HDT材料便宜的低HDT材料(第二部分14)形成。上述反光鏡10為與燈泡引起的高溫空氣流或直接熱輻射有關的熱變形和模糊問題提供了一種經濟的解決方法。
在圖2所示的可替代的實施方案中，反光鏡30包括第一部分32、第二部分34和第三部分36。第一部分32從反光鏡30的頂面38延伸至反光鏡30的底面40。燈泡口42延伸通過第一部分32。第二部分34和第三部分36構成反光鏡30的余下部分。第一部分32由第一材料形成，第二部分34和第三部分36由不同的第二材料形成。第一材料的HDT高于第二材料的HTD。在其他可替代的實施方案中，至少一個附加部分(additional portion)由較高HDT的材料形成。
盡管根據各種特定實施方案描述了本發(fā)明，但本領域技術人員將會認識到，在權利要求書的精神和范圍內，可以以修改的方式實施本發(fā)明。
權利要求
1.一種模塑的燈組件，包括第一部分，由具有第一熱變形溫度的第一材料形成；和第二部分，由具有第二熱變形溫度的第二材料形成，所述第一熱變形溫度高于所述第二熱變形溫度。
2.根據權利要求1的模塑的燈組件，其中所述第一材料包括熱塑性材料、熱固性塑料、陶瓷材料和金屬材料中的至少一種。
3.根據權利要求1的模塑的燈組件，其中所述第二材料包括熱塑性材料。
4.根據權利要求1的模塑的燈組件，其中所述第一熱變形溫度和所述第二熱變形溫度的差值為至少約20℃。
5.根據權利要求1的模塑的燈組件，其進一步包括由所述第二材料形成的至少一個附加部分。
6.根據權利要求1的模塑的燈組件，其進一步包括由所述第一材料形成的至少一個附加部分。
7.一種制造燈組件的方法，所述方法包括由具有第一熱變形溫度的第一材料形成組件的第一部分；和由具有第二熱變形溫度的第二材料形成組件的第二部分，該第一熱變形溫度高于該第二熱變形溫度。
8.權利要求7的方法，其中形成組件的第一部分包括由第一材料模塑該第一部分。
9.根據權利要求6的方法，其中模塑組件的第一部分包括在壓力下將第一材料注入第一模具；和冷卻第一材料形成第一部分。
10.根據權利要求7的方法，其中形成組件的第二部分包括由第二材料模塑該第二部分。
11.根據權利要求10的方法，其中模塑組件的第二部分包括將第一部分放置在第二模具中；在壓力下將第二材料注入第二模具；和冷卻第二材料形成燈組件。
12.根據權利要求8的方法，其中模塑第一部分包括在壓力下將第一材料注入模具的第一空腔區(qū)域；冷卻第一材料形成第一部分；重新排列模具，以在模具中形成環(huán)繞第一部分的第二空腔區(qū)域；在壓力下將第二材料注入第二空腔區(qū)域，以覆蓋模塑該第一部分；和冷卻第二材料形成燈組件。
13.根據權利要求7的方法，其中第一材料包括熱塑性材料、熱固性塑料、陶瓷材料和金屬材料中的至少一種。
14.根據權利要求7的方法，其中第二材料包括熱塑性材料。
15.根據權利要求7的方法，其中第一熱變形溫度和第二熱變形溫度的差值為至少約20℃。
16.一種制造復合燈組件的方法，包括由具有第一熱變形溫度的第一材料形成第一部分；和在第一部分的周圍由具有第二熱變形溫度的第二材料模塑第二部分，以形成復合材料的燈組件，該第一熱變形溫度高于該第二熱變形溫度。
17.根據權利要求16的方法，其中形成第一部分包括在第一模具中模塑第一部分，以及所述模塑第二部分包括將第一部分放置在第二模具中；在壓力下將第二材料注入第二模具；和冷卻第二材料形成燈組件。
18.根據權利要求16的方法，其中模塑第一部分包括在模具的第一空腔區(qū)域模塑第一材料以形成第一部分；重新排列模具，以在模具中形成環(huán)繞第一部分的第二空腔區(qū)域；在第二空腔區(qū)域模塑該第二材料以形成燈組件。
19.根據權利要求16的方法，其中第一材料包括熱塑性材料、熱固性塑料、陶瓷材料和金屬材料中的至少一種。
20.根據權利要求16的方法，其中第二材料包括熱塑性材料。
21.根據權利要求16的方法，其中第一熱變形溫度和第二熱變形溫度的差值為至少約20℃。
全文摘要
在本發(fā)明的示例性實施方案中，一種模塑的塑料燈組件包括由具有第一熱變形溫度的第一材料形成的第一部分和由具有第二熱變形溫度的第二材料形成的第二部分。第一熱變形溫度高于第二熱變形溫度。
文檔編號F21V7/22GK101084099SQ200580043629
公開日2007年12月5日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權日2004年12月21日
發(fā)明者彼得·朱伯, 詹姆斯·R·威爾遜 申請人:通用電氣公司