KR20160039815A - LED lighting fixture with waterproof and chemical resistance enhanced by chemical vapor deposition coating of para-xylene dimer and coating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 LED 조명 등기구 및 그 코팅방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LED 조명 등기구의 함체는 물론 내부의 LED Chip이 실장되어 있는 기판모듈 자체에 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머(Dimer) 재료를 화학적으로 상온진공증착 코팅하여 습기나 화학가스로부터 노출된 취약한 환경에서의 부식현상을 효과적으로 방지함은 물론 방수성능에 의한 절연성과 발수성능에 의한 방오성까지 확보하여 일반 수중용을 포함하여 해안가나 해상에서 부식없이 사용되며, 다량의 화학개스에 의해 노출된 환경에서 사용되는 특수 기능형 LED램프의 사용년한을 늘리고 이를 사용하는 설비나 장치를 효율적으로 관리하는 것이 가능한 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내화학성이 향상된 LED 조명 등기구 및 그 코팅방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an LED lighting fixture coated with a chemical vapor deposition coating of a para-xylene dimer and a coating method thereof, and more particularly, to an LED lighting fixture comprising a para- p-Xylylene) Dimer material is chemically vapor deposited at room temperature to effectively prevent corrosion in a vulnerable environment exposed to moisture or chemical gas, and also to ensure antifouling property by waterproofing and insulation due to waterproof performance. It is intended to increase the number of years of use of special-function LED lamps used in the environment exposed to a large amount of chemical gas and to efficiently manage facilities and devices that use them, Based dimers are chemically vapor-deposited and coated to enhance waterproofing and chemical resistance. And it relates to the coating method.
공공시설이나 가정, 산업현장에서 조명기구의 대표적 기구인 형광등과 백열등이 점차적으로 LED(Light Emitting Diode: 발광 다이오드)등으로 대체되고 있는 시장 환경은 모두가 익히 알고 있는 사실이기에 배경기술에 대한 근원적인 설명은 배제하고 다양한 환경에서 빠르게 확대 적용되는 과정에서 발생되는 LED 조명등의 문제점과 보완해야 할 내용을 언급하기로 한다.
Since the market environment in which fluorescent lamps and incandescent lamps, which are typical of lighting fixtures in public facilities, homes, and industrial fields, are gradually being replaced by LEDs (Light Emitting Diodes), are all well known, We will refer to the problems of LED lights and other matters that need to be supplemented.
LED조명등은 실생활에서 아주 다양하게 적용되고 있으며 특히 에너지절감 차원의 일환으로 정부와 지방자치단체 주도형으로 빠르게 확대되고 있으며 기존 산업 현장은 물론 신규 가동되는 공장 시설에서도 점차 사용이 확대되고 있다.
LED lighting has been widely used in real life. Especially, as a part of energy saving, it is rapidly expanding into government-led and local government-led initiatives.
특히, 가로등기구, 경관조명기구, 점멸기와 같은 조명제어장치류 등에 폭 넓게 적용되고 있으며 최근들어 도시경관개선 및 하천정비사업의 일환인 4대강사업시 관광인프라 구축과 야간볼거리 창출등 경관개선용의 수중조명등 영역까지 확대 적용되고 있어 단순 조명기능 이외에 방수, 방습기능이 요구되는 LED 조명등의 수요가 늘어나고 있으며 해안가 인근에 설치되는 조명등이나 어선에 사용되는 집어등까지 빠르게 확대 적용하고 있는 추세이다.
Especially, it is widely applied to lighting control devices such as street light fixtures, landscape lighting fixtures, and flashers. In recent years, the four major rivers, which are part of the city landscape improvement and river maintenance projects, In addition to the simple lighting function, the demand for LED lighting that requires waterproof and moisture proof function is increasing, and it is rapidly expanding to the lighting lamp installed in the coastal area and the pick-up lamp used for fishing boats.
이러한 환경에서 사용되는 LED등은 특별히 고안된 체결방식이나 고무링이나 가스킷을 사용한 씰링 방식의 방수기능을 갖게 되는데, 이러한 기구적 해결 방식은 제품의 디자인 구성을 어렵게 함은 물론 완전 밀봉 방식에 의해 물의 침투를 방지해야 하기 때문에 내외부 온도차에 의한 결로의 발생과 LED 칩으로부터 야기되는 발열을 해소하기 위해 함체 외부에 설치되는 방열부(Heat Sink)가 커질 수밖에 없게 된다.
LEDs used in these environments have a waterproof function of specially designed fastening method or sealing method using a rubber ring or gasket. Such a mechanical solution method not only makes the design of the product difficult, but also the penetration of water It is necessary to prevent the occurrence of condensation due to the temperature difference between the inside and the outside, and the heat sink provided outside the enclosure to solve the heat generated from the LED chip.
더구나 부식성이 강한 염분을 많이 함유하고 있는 해안이나 해상의 환경에서 사용되는 LED등은 부식성이 강한 염기 성분에 의한 내구성에 치명적인 취약점을 보이고 있다.
Moreover, LEDs used in coastal and marine environments containing a lot of corrosive salt have a fatal weakness due to a strong corrosive base component.
또한, 대규모 화학공장이나 오,폐수처리장, 약품저장 창고 그리고 저온다습한 환경의 냉동창고 등과 같이 환경이 열악한 곳에서의 사용은 지극히 제한적인데, 즉, LED조명등의 많은 장점에도 불구하고 사용환경에 따라서는 구조적인 문제점이 나타나고 있다.
In addition, there are very limited uses in poor environments such as large scale chemical plants, waste water treatment plants, drug storage warehouses, and cold storage warehouses in low temperature and high humidity environments. In spite of many advantages of LED lights, Has a structural problem.
이러한 문제를 쉽게 해결하지 못하는 근본적인 문제의 배경에는 LED조명등을 구성하는 기구재료와 방열특성에 주로 기인하는데, LED Chip에서 발생되는 열을 효과적으로 외부로 방출 시키기 위해서는 대부분 알루미늄의 함체와 기판을 사용하게 되며, 특히 방열효과를 위하여 통풍구를 구비하거나 냉각팬을 설치, 히트파이프와 같은 보조장치를 사용하고 있지만, 방수기능을 부여하기 위해서는 이들 구조물의 설치에 따른 복잡한 기구설계가 수반되기도 한다.
The fundamental problem that can not easily solve this problem is mainly caused by the material and the heat dissipation characteristics of the LED lighting. In order to effectively discharge the heat generated from the LED chip, most of the aluminum enclosure and the substrate are used Especially, the ventilation holes are provided for the heat dissipation effect, the cooling fans are installed, and the auxiliary devices such as the heat pipes are used. However, in order to provide the waterproof function, the complicated mechanism design according to the installation of these structures may be accompanied.
통상은 외부노출 부분의 표면적을 극대화시킨 구조를 공통적으로 구비하고 있게 되며 이렇게 극대화된 표면적은 해수속 염분성분에게는 부식 환경을 더욱 촉진시키는 공간을 제공하는 부작용을 초래하기도 한다.
In general, there is a structure that maximizes the surface area of the externally exposed portion in common, and such a maximized surface area also causes a side effect that provides a space for further promoting the corrosive environment to seawater salinity.
대부분 양극산화피막(Anodizing) 처리된 외부 함체는 어느정도의 부식방지력은 확보하고는 있지만 염수 환경이나 화학적 환경에는 장기간의 내구성을 보장하지 못하고 있는 실정이다.
Most of the external enclosures treated with anodizing have a certain degree of corrosion protection, but they do not guarantee long-term durability in brine environment or chemical environment.
특히 애노다이징 처리된 알루미늄재료는 산성에는 강하지만 알카리 계통에는 특히 취약한 문제점을 가지고 있으며 침투력이 강한 염분기의 화학적 작용은 표면적이 극대화된 외부 함체의 부식환경에 유리하게 작용하게 된다.
In particular, the anodized aluminum material is strong in acidity, but it is particularly vulnerable to alkaline system, and the chemical action of salinity which is strong in penetration is beneficial to the corrosion environment of external enclosure with maximized surface area.
기본적으로 LED등 제조사에서는 기구적설계를 통한 밀봉마감(Sealing)방식으로 함체 내부의 LED기판을 습기와 물기 그리고 화학적 부식으로부터 보호하고는 있으나 완전한 효과는 얻어내지 못하고 있다.
Basically, manufacturers such as LEDs protect the LED substrate inside the enclosure from moisture, water and chemical corrosion by a sealing method through mechanical design, but they are not getting the full effect.
이러한 문제를 해결하기 위해 국토해양부는 "해상용 등명기(LED등 분야)표준규격서"(제 2013-142호, 2013,02,13 외 다수)에 "회로기판은 염기 및 방수 코팅처리가 되어야 한다"라는 규정을 삽입하였다.
In order to solve these problems, the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (MOEB) has requested the "Standard specification for marine lighting equipment (LED etc.)" (No. 2013-142, 2013, 02, 13, etc.) "Is inserted.
그러나 코팅 방식이나 물질은 언급하지 않았으며 통상의 기술로 사용되고 있는 우레탄, 실리콘, 아크릴, 에폭시를 도포방식이나 침지 방식으로 코팅을 하고는 있지만, 잘 알려진바 대로 이들 코팅군은 일정시간내 방수성능을 갖기 위해서는 기본적으로 수 mm 이상의 두께를 확보해야 하며 이렇게 두꺼워진 코팅층은 시간이 지나면서 경화가 진행되어 크랙이 일어나서 방수나 내약품성 기능이 급격히 저하되는 단점을 갖고 있다.
However, coating methods and materials are not mentioned, and urethane, silicone, acrylic and epoxy which are used in common technology are coated by coating method or immersion method, but as it is well known, It is necessary to secure a thickness of several millimeters or more in order to have it, and such a thick coating layer has the disadvantage that the waterproofing and chemical resistance functions are drastically deteriorated due to cracking due to progress of hardening over time.
그리고 LED Chip을 보호하고 고휘도를 구현하기 위한 렌즈부에는 코팅이 허락되지 않아야 하기 때문에 칩을 제외한 영역만 두껍게 코팅하는 복잡한 절차가 필요하게 된다.
In addition, since the coating of the lens part for protecting the LED chip and realizing high brightness is not allowed, a complicated procedure for thickly coating only the area except the chip is required.
그러나 더욱 문제점은 이렇게 두껍게 코팅된 층은 기판의 발열을 방해하게 되어 제품의 수명 단축 시킬수 있게 된다는 것이다.
Yet a further problem is that such a thickly coated layer can interfere with the heat generation of the substrate and shorten the life of the product.
따라서 최근들어 방수는 물론 내화학성 성능을 가지면서 LED 칩의 휘도를 저해하지 않는 수 ㎛ 두께 영역의 고분자화합물에 의한 코팅 기술이 적용되고 있다.
Therefore, recently, a coating technique using a polymer compound having a thickness of several 탆 which does not hinder the brightness of the LED chip while having waterproofing and chemical resistance performance has been applied.
최근 파라크실렌(p-Xylylene)계 종류의 다이머를 사용하여 중합반응에 의해 폴리머 형태로 형성된 박막증착층은 독특한 특성을 나타낼 수 있으며, 실제로 이를 활용하여 일부 산업현장에서 사용되고 있다.
In recent years, a thin film deposition layer formed in polymer form by polymerization reaction using p-xylylene type dimers can exhibit unique characteristics and is actually used in some industrial fields.
이러한 방수코팅기술은 본 출원인이 발명하여 특허출원한 제10-2013-69064호 "냉각트랩이 필요없는 상온화학증착장치"와 제10-2013-137567호 "고속증착이 가능한 상온화학증착장치 및 그 증착방법"이 적절히 응용되어 적용될 수 있으며, 그 기술사상 내에서 적용된다.
Such a waterproof coating technique is disclosed in Korean Patent No. 10-2013-69064 entitled " Room Temperature Chemical Vapor Deposition Apparatus Requiring No Cooling Trap ", No. 10-2013-137567 "a room temperature chemical vapor deposition apparatus capable of high- Deposition method "can be appropriately applied and applied, and is applied within the technical idea.
이러한 증착방식의 명확한 증착 메카니즘은 자세히 밝혀지지 않고 있다가 최근 들어 화학기상증착 모델이 제시되고 있으며, 문헌에 따르면 고체분말형태의 다이머(화학적이량체)로부터 가열로에서 기체상태로 승화되고, 열분해로에서 크래킹(cracking)과정을 통해 모노머(monomer, 화학적단량체)로 바뀐 뒤, 진공챔버 내에서 피증착물에 모노머가 흡착되기 시작하면서 표면이동과 확산과정의 중합반응(polymerization)을 통해 수백 단위의 두께까지 폴리머증착이 이루어진다고 알려져 있다.
Although a detailed mechanism for the deposition of such a deposition method is not disclosed in detail, a chemical vapor deposition model has been proposed recently. According to the literature, it is known that a solid powder form dimer (chemical dimer) is sublimated from a heating furnace to a gaseous state, The monomer is changed into a monomer through a cracking process and then monomers are adsorbed in the deposition chamber in the vacuum chamber and polymerization is carried out through the surface movement and diffusion process to a thickness of several hundreds Polymer deposition is known to occur.
특히 이 나노 사이즈화된 모노머들은 피증착물에 부딪히는 순간 증착이 이루어지는 일반적인 증착코팅과는 달리 수없이 충돌과 이탈을 거듭하는 과정에서 약 1% 미만의 확률로 증착이 이루어지다 보니 피증착물의 복잡한 형상이나 미세한 틈과 구멍을 통과해서 증착층이 형성되는 특징을 가지고 있다.
Particularly, these nano-sized monomers are deposited at a probability of less than about 1% in the process of repeatedly colliding with and leaving from the unlike the general deposition coating in which the deposition occurs at the moment of collision with the deposited material. As a result, And the deposition layer is formed by passing through fine gaps and holes.
그런 이유로 인해 복잡한 형상의 피증착물의 코팅에서 불균일한 증착층의 두께 문제를 근본적으로 해소할 수 있는 큰 장점을 가지고 있다.
For that reason, it has a great advantage that the problem of uneven deposition layer thickness can be fundamentally solved in the coating of the deposited material of complicated shape.
이 박막증착층은 여러 가지 물리적, 전기적, 화학적 특성 중에서도 특히 내절연성, 내습성, 내화학성이 뛰어나며 발수성능과 함께 방오성능도 우수하다고 알려져 있다.
Among these physical, electrical and chemical properties, the thin film deposition layer has excellent insulation resistance, moisture resistance and chemical resistance, and is known to have excellent water repellency as well as antifouling performance.
이러한 다이머의 종류로는 벤젠링이 수소기의 치환유무와 염소기의 양에 따라 특성을 달리하는데 여기서는 1개의 수소기가 1개의 염소분자로 치환된 다이머를 물질 C1(C16H14Cl2)으로, 2개의 수소기가 2개의 염소분자로 치환된 재료를 물질C2(C16H12Cl4)로, 전혀 치환되지 않은 상태를 물질 C0(C16H16)으로 명칭하고 설명하고자 한다.
In this case, the dimer in which one hydrogen group is substituted with one chlorine molecule is referred to as a substance C 1 (C 16 H 14 Cl 2 ) , A material in which two hydrogen groups are replaced by two chlorine molecules is referred to as a substance C 2 (C 16 H 12 Cl 4 ), and a state in which no substitution is referred to as a substance C 0 (C 16 H 16 ).
이들 박막의 특성은 다결정성이고 선형적이며 큰 소수성을 지니기 때문에 급격한 화학반응에 매우 안정적이고 뛰어난 내습성과 절연저항 특성을 가지고 있어 산업현장에서 다양한 기술분야로의 적용을 시도하고는 있지만 밀폐된 진공상태에서 특별하게 고안된 CVD(Chemical Vapor Deposition)장치에서만이 박막증착이 가능하고, 이렇게 형성된 박막층은 소재인 피증착층과의 밀착력이 그리 우수하지 못하여 일정시간 후 코팅층이 들뜨게 될 경우에는 본래의 기능을 하지 못한다는 문제점과 자외선(UV)에 쉽게 열화되어 부서지는 취약점을 갖고 있다.
The characteristics of these films are polycrystalline, linear and have great hydrophobicity, so they are very stable to rapid chemical reaction and have excellent moisture resistance and insulation resistance, so they are being applied to various technical fields in industrial field. However, The thin film layer can be deposited only on a CVD (Chemical Vapor Deposition) device specially designed for the substrate, and the adhesion of the thin film layer to the deposited layer is not excellent so that when the coating layer is exposed after a certain period of time, And has a vulnerability that easily breaks down due to ultraviolet rays (UV).
일각에서는 밀착력을 개선하기 위한 프라이머를 찾는 연구를 계속하고는 있으며 현재 상업적으로 사용되고 있는 방법은 실란(silane)계 화합물(예를 들면, A-174 silane)을 사용하거나 프라즈마 세정처리를 선행하는 방식을 적용하고 있지만 근본적인 밀착력 개선효과는 얻지 못하고 있으며, 그나마 일부 피증착소재에만 그 효과가 있다고 알려져 있다.
Some researchers continue to search for primers to improve adhesion. Currently, commercially available methods include the use of a silane-based compound (for example, A-174 silane) or a method preceded by a plasma cleaning treatment However, the effect of improving the adhesion is not obtained, and it is known that it is effective only for a part of the deposited material.
그리고 자외선에 취약한 치명적인 단점을 보완하기 위해 불소를 치환시킨 다이머 재료를 일부 업체에서 사용하고 있기도 하지만 수명연장에 일부 기여할 뿐 20배가 넘는 재료비 상승과 30배 늦은 성막 속도에 비해 그 효과는 미미하여 아직은 널리 사용되지 못하고 있다.
In order to compensate for the fatal weakness that is vulnerable to ultraviolet rays, fluorine-substituted dimer materials have been used in some companies, but they have contributed only a little to the extension of the life span. .
또한, CVD장치는 제어에 필요한 매우 섬세한 공정관리기술이 요구되고 고가의 장비가격의 부담 때문에 이러한 증착코팅 기술은 극히 제한적인 용도로만 적용되고 있는 것이 현실이다.
In addition, since the CVD apparatus requires a very delicate process control technology required for control, and the burden of expensive equipment cost, such a deposition coating technique is applied only for an extremely limited use.
따라서 외국의 산업 선진국에서는 일부 전기전자부품류나 군사, 항공, 선박의 특수기능 부품류 일각에 적용하고 있으며, 고가의 장비구입에 대한 부담과 까다로운 공정제어기술의 어려움과 재료배합, 공정제어, 장비제어 등의 핵심기술누출의 우려로 인해 증착코팅만을 전문적으로 임가공하는 기업들이 소수 영위되고 있는 현실이다.
Therefore, industrialized countries in foreign countries are applying to some electrical and electronic parts, military, aviation, and ship special function parts. It is difficult to purchase expensive equipment and difficult process control technology, and material composition, process control, equipment control Due to concerns about leakage of core technologies, there are a handful of companies that specialize in coating coatings only.
근래에 한국등록특허 제 10-0910634호, "LED 방수 조명등"에서는 부품을 내장하기 위한 하우징, 이 하우징 내부에 조립되고 LED PCB기판, LED 및 컨트롤러 회로기판으로 이루어진 LED모듈 조립체, 이 LED모듈 조립체와 외부 전원을 연결하기 위한 코드, 및 하우징 상부에 조립되어 상기 LED 모듈 조립체를 보호하고 LED로부터 발광되는 빛을 투과하기 위한 투명뷰어로 이루어진 LED조명등에 있어서, 상기 모듈 조립체의 전체 표면에 파라크실렌 다이머를 재료로 하여 열 확산 증착 방식으로 방수 코팅층을 형성하고, 상기 하우징의 내부가 개방되도록 하우징에 하나 이상의 냉각구멍이 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.
Recently, in Korean Patent No. 10-0910634, "LED waterproof lighting lamp", a housing for incorporating components, an LED module assembly assembled inside the housing and comprising an LED PCB substrate, an LED and a controller circuit board, a LED module assembly And a transparent viewer for protecting the LED module assembly and transmitting light emitted from the LED, the LED lamp comprising: a para-xylene dimer on the entire surface of the module assembly; A waterproof coating layer is formed by a thermal diffusion deposition method, and at least one cooling hole is formed in the housing to open the inside of the housing.
이 코팅층위에는 시간에 따른 방수 기능의 저하를 방지하기 위하여 SiO2를 주성분으로 하는 시판용 유리막 코팅제를 형성시키고, 추가로 상기 유리막 코팅층 위에 자외선을 차단하기 위하여 형성한 UV 코팅층, 및/또는 상기 코팅층 위에 형성된 실리콘 층을 더 포함되는 구조로 LED방수 조명등을 제작하는 것으로 공지하고 있다.
On this coating layer, a commercially available glass coating agent containing SiO 2 as a main component is formed in order to prevent deterioration of the waterproof function with time, and further, a UV coating layer formed to shield ultraviolet rays from the glass coating layer and / It is known to fabricate a LED waterproof lamp with a structure that further includes a silicon layer.
상기 선행 기술은 LED모듈 조립체와 방수코팅층의 밀착력을 근본적으로 해결하지 못했기 때문에 시간이 지나면서 기판위에 코팅된 코팅층이 박리가 일어나 방수 기능이 급격히 저하되는 문제를 해결하기 위해 유리막 코팅을 추가로 도포하였으며 또한 추가로 최상부층에 실리콘층을 더 포함시키는 방법을 제시하였다.
Since the above-described prior art can not fundamentally solve the adhesion between the LED module assembly and the waterproof coating layer, a glass coating is further applied to overcome the problem that the coating layer coated on the substrate peels off due to rapid deterioration of the waterproof function Further, a method of further including a silicon layer in the uppermost layer has been proposed.
또한, UV에 의해 방수코팅층이 황변이 되어 갈라지는 문제는 별도의 시판용 UV차단제를 추가 도포함으로서 해결하고자 하였으나 실제로 이렇게 3중, 4중으로 코팅된 LED램프의 빛 투과율은 여러겹의 코팅층에 의해 차단, 흡수 또는 산란 작용에 의해 급격히 떨어지게 되어 휘도값에 크게 악영향을 끼치게 됨은 자명한 사실이다.
In addition, in order to solve the problem that the waterproof coating layer is yellowed due to UV, an additional commercial UV blocker is applied to solve the problem. However, the light transmittance of the triple or quadruple coated LED lamp is intercepted and absorbed by the multi- Or scattered by the scattering action, and thus the luminance value is significantly adversely affected.
또한, 이렇게 기판위에 두껍게 코팅된 층은 발열을 저해하는 구조로 역행할 수 밖에 없으나 이에 대한 구체적 해결안은 제시하지 않고 있다.
In addition, a layer thickly coated on the substrate is inevitably reversed to a structure that inhibits heat generation, but no concrete solution is provided.
더욱이, 공정 자체가 복잡해지고 제조원가의 상승은 크게 증가됨에도 불구하고 내구성은 크게 향상이 되지 못하는 이유는, 시간이 지나면서 UV차단 코팅을 통과한 일부의 UV가 방수코팅층을 열화시키고 또한 소지와의 들뜸이 발생되는 실리콘층의 문제점으로 인해 수분 침투공간층이 형성되며 특히 침투력이 우수한 해수의 염소이온은 극히 미세한 핀홀도 침투하여 미세한 양일지라도 코팅층을 통과한 염소이온들은 빠른 속도로 소지의 부식을 일으키기 때문이다.
In addition, although the process itself is complicated and the cost of production is greatly increased, the durability is not greatly improved because some of the UVs passing through the UV barrier coating deteriorate the waterproof coating layer over time, Due to the problems of the silicon layer, the water permeation space layer is formed. Particularly, the chloride ion of seawater having excellent penetration penetrates extremely minute pinholes, so that the chlorine ions passing through the coating layer, even in a minute amount, to be.
또한, 파라크실렌 계열의 다이머는 수소기의 치환에 따라 많은 종류가 있으며 그 특성 또한 다양한데 사용 물질에 대한 명확한 구분 설명이 없이 모호하게 규정되어 있다.
In addition, the dimers of the para-xylene series have many kinds according to the substitution of the hydrogen groups and their characteristics are also varied, and they are ambiguously defined without clear description of the used materials.
본 출원은 방수, 절연, 내화학적 특성을 갖는 파라크실렌 다이머의 구성 성분을 명확히 하였으며 이들 재료가 갖는 취약점인 소지와의 밀착력 부족과 UV에 취약한 점을 간파하고 이에 대한 대안으로 LED기판 주재료인 알루미늄 소지와의 밀착력을 증대시키고 햇빛의 UV에도 코팅층이 열화되지 않는 특수 조성의 프라이머를 찾아내었으며 이를 사용함으로 인해 파라크실렌 다이머의 가장 큰 장점인 방수, 절연, 내화학성, 방오 성능을 유지한 채 두가지 단점을 동시에 해결한 지극히 단순한 공법이라 하겠다.
This application clarifies the constituents of para-xylene dimers having waterproofing, insulation, and chemical properties, and finds that the weakness of these materials is insufficient adhesion with the substrate and is vulnerable to UV, and as an alternative, an aluminum substrate And the coating layer is not deteriorated even in the UV of sunlight. The use of this primer has the following two disadvantages while maintaining the water, insulation, chemical resistance and antifouling performance, which are the greatest advantages of para-xylene dimer It is an extremely simple method that solved at the same time.
또한, LED램프의 발광부는 여하한의 코팅막에 의해서 휘도의 감쇄를 만들지 않기 위해서 코팅 직전 렌즈부만 선택적으로 마스킹을 실시하는 방법을 제공함으로서 선행기술과는 문제 해결의 접근 방식이 완전히 다른 별개의 기술로 간주된다는 사실을 분명히 알수 있다.
In addition, since the light emitting portion of the LED lamp is provided with a method of selectively masking only the lens portion immediately before the coating in order to prevent the luminance from being attenuated by any coating film, a separate technique It is clear that the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LED등기구의 외부 함체와 내부의 기판모듈에 방수, 절연, 내약품성, 방오성 특성이 뛰어난 파라크실렌계 다이머를 화학기상증착(이하 CVD라 함) 방식으로 중합반응에 의한 폴리머 코팅층을 구성하여 취약한 환경인자인 습기로부터 효과적인 방수성을 확보함은 물론 화학가스나 약품, 바닷바람 등과 같은 환경인자로부터 내부식성을 극대화할 수 있고, 아울러 공기 중에 떠도는 먼지성분의 흡착현상으로부터 쇼트의 위험이 없는 절연성을 가지며, 표면의 발수 특성으로 인해 청소가 훨씬 용이한 파라크실렌계 다이머가 화학기상진공증착 코팅된 방수와 내약품에 대한 성능이 강화된 LED등기구 및 그 코팅 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a paraxylene dimer excellent in waterproofing, insulation, chemical resistance and antifouling property to an external enclosure of an LED luminaire and an internal substrate module by chemical vapor deposition , It is possible to maximize the corrosion resistance from the environmental factors such as chemical gas, chemicals, sea breeze and the like, and also to improve the water resistance of the dust component Paraxylene-based dimers, which have insulating properties without the risk of short-circuit from adsorption, and which are much easier to clean due to water repellency of the surface, are coated with chemical vapor deposition, coated with water vapor, and coated with LED lamp and its coating method To provide a solution to the problem.
보다 구체적으로는 알루미늄 재질에 적합한 프라이머를 찾아내어 폴리머 증착코팅층과의 밀착력을 확보하고 이렇게 강화된 밀착력으로 인해 자외선의 침투에 의해 코팅층의 경화와 크랙이 생기는 문제를 개선하여 작업속도가 빠르고 제조비용이 불소치환 다이머에 비해 20배 이상 저렴한 새로운 제조기술을 찾아내는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
More specifically, it finds a primer suitable for an aluminum material, secures adhesion with a polymer deposition coating layer, and improves the problem of hardening and cracking of a coating layer due to ultraviolet penetration due to the enhanced adhesion, And to find a new manufacturing technique which is 20 times or more lower than the fluorine-substituted dimer.
본 발명은 상기 해결하고자 하는 과제의 해결을 위하여, LED 조명 등기구 함체 외부의 피증착면 및/또는 LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판모듈 피증착면에 파라크실렌계 다이머의 밀착력을 강화하도록 프라이머가 도포되고, 상기 프라이머가 도포된 피증착면을 반건조 상태로 자연건조시킨 후 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머를 화학증착시켜 5~50 ㎛ 범위의 코팅두께를 갖는 폴리머 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구를 과제의 해결수단으로 한다.
In order to solve the problems to be solved by the present invention, a primer is applied so as to enhance the adhesion of the para-xylene dimer to the vapor-deposited surface outside the LED lighting fixture enclosure and / or to the evaporated surface of the LED substrate module inside the LED lighting fixture enclosure And a polymer coating layer having a coating thickness in the range of 5 to 50 μm is formed by chemically vaporizing a para-xylene (p-xylylene) dimer after naturally drying the coated surface on which the primer is applied, A solution of the problem is the LED lighting fixture which is chemical vapor deposition coated with para-xylene dimer to improve waterproofing and chemical resistance.
상기 프라이머는 석유나프타(Naphtha VM&P), 테트라프로필실리케이트(Tetrapropylsilicate), 테트라부틸티타네이트(Tetrabutyltitanate) 및 테트라메톡시에톡시실란(Tetra(2-methoxyethoxy)silane)으로 조성된 복합 조성물에 2-메톡시에탄올(2-Methoxyethanol), n-프로필알코올(n-Propyl Alcohol), n-부틸알코올(n-Butyl Alcohol)이 소량 첨가되어 투명하고 휘발성을 갖는 액상체인 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구를 과제의 해결수단으로 한다.
The primer was prepared by mixing a composite composition composed of Naphtha VM & P, Tetrapropylsilicate, Tetrabutyltitanate, and Tetra (2-methoxyethoxy) silane with 2-methoxy Wherein the para-xylene-based dimer is a transparent and volatile liquid phase added with a small amount of 2-methoxyethanol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, And LED lighting fixtures that are coated by vapor deposition to improve waterproofing and chemical resistance.
상기 프라이머는 1~100㎛의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구를 과제의 해결수단으로 한다.
Wherein the primer is applied in a thickness of 1 to 100 탆, wherein the para-xylene dimer is chemically vapor deposited and coated to improve waterproofness and chemical resistance.
상기 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머는 벤젠링의 수소가 전혀 치환되지 않은 다이머 C0 및 벤젠링의 1개의 수소기가 1개의 염소분자로 치환된 다이머 C1 에서 선택된 1종 또는 2종을 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구를 과제의 해결수단으로 한다.
The para-xylene (p-Xylylene) family of dimer is one or two selected from a dimer C 1 substituted with one hydrogen of the benzene ring dimer C 0 and benzene ring hydrogen is not completely substituted in groups of one chlorine molecule The present invention relates to an LED lighting fixture having improved water resistance and chemical resistance by chemical vapor deposition coating of para-xylene dimers.
또한, LED 조명 등기구 함체 외부의 피증착면 및/또는 LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판 피증착면에 파라크실렌계 다이머의 밀착력을 강화하도록 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머가 도포된 피증착면을 반건조 상태로 자연건조시킨 후 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머를 화학증착시켜 5~50 ㎛ 범위의 코팅두께를 갖는 폴리머 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법을 과제의 해결수단으로 한다.
Applying a primer to enhance the adhesion of the para-xylene dimer to the evaporated surface of the LED lighting fixture enclosure and / or the LED substrate evaporated surface of the LED lighting fixture enclosure; Forming a polymer coating layer having a coating thickness in the range of 5 to 50 μm by chemically vaporizing a para-xylene (p-xylylene) dimer after naturally drying the coated surface on which the primer has been applied, Wherein the paraxylene-based dimer is chemically vapor-deposited and coated, thereby improving the waterproofing and chemical resistance of the LED lighting fixture.
상기 프라이머는 석유나프타(Naphtha VM&P), 테트라프로필실리케이트(Tetrapropylsilicate), 테트라부틸티타네이트(Tetrabutyltitanate) 및 테트라메톡시에톡시실란(Tetra(2-methoxyethoxy)silane)으로 조성된 복합 조성물에 2-메톡시에탄올(2-Methoxyethanol), n-프로필알코올(n-Propyl Alcohol), n-부틸알코올(n-Butyl Alcohol)이 소량 첨가되어 투명하고 휘발성을 갖는 액상체인 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법을 과제의 해결수단으로 한다.
The primer was prepared by mixing a composite composition composed of Naphtha VM & P, Tetrapropylsilicate, Tetrabutyltitanate, and Tetra (2-methoxyethoxy) silane with 2-methoxy Wherein the para-xylene-based dimer is a transparent and volatile liquid phase added with a small amount of 2-methoxyethanol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, And a method of coating a LED lighting fixture with improved waterproofing and chemical resistance by vapor deposition coating.
상기 프라이머는 1~100㎛의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법을 과제의 해결수단으로 한다.
Wherein the primer is applied in a thickness of 1 to 100 탆, and the paraxylene-based dimer is chemically vapor deposited and coated to improve waterproofness and chemical resistance.
상기 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머는 벤젠링의 수소가 전혀 치환되지 않은 다이머 C0 및 벤젠링의 1개의 수소기가 1개의 염소분자로 치환된 다이머 C1 에서 선택된 1종 또는 2종을 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법을 과제의 해결수단으로 한다.
The para-xylene (p-Xylylene) family of dimer is one or two selected from a dimer C 1 substituted with one hydrogen of the benzene ring dimer C 0 and benzene ring hydrogen is not completely substituted in groups of one chlorine molecule The present invention relates to a method of coating an LED lighting fixture having improved water resistance and chemical resistance by chemical vapor deposition coating the paraxylene dimer.
상기 LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판만을 코팅하는 경우에는 프라이머를 도포하기 전에 상기 LED 조명 등기구 함체 외부를 분리하여 제거하는 단계와; LED 기판에서 폴리머 증착코팅으로 인해 기능저하가 예상되는 LED램프 발광 렌즈부를 마스킹 물질로 마스킹하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법을 과제의 해결수단으로 한다.
In the case of coating only the LED substrate inside the LED lighting fixture enclosure, it is necessary to separate and remove the exterior of the LED lighting fixture enclosure before applying the primer; And masking the LED lamp light emitting lens portion, which is expected to be degraded in function due to polymer deposition coating on the LED substrate, with a masking material. The paraxylene-based dimmer is chemically vapor deposited and coated to provide a waterproof and chemical resistant LED A coating method of an illumination lamp is a solution to the problem.
본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상진공증착 코팅된 LED등기구 및 그 코팅방법에 의하면 파라크실렌 계열의 다이머가 진공증착된 코팅층을 구성하므로, 방수성을 비롯한 내절연성 및 내약품성이 우수하여 습기나 약품, 화학가스 등의 환경에서 부식현상을 방지하여 기기수명을 대폭 연장하면서 유지관리가 간편함은 물론 수배전반의 기능을 지속적으로 유지하여 전기적인 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.
The paraxylene-based dimer according to the present invention is chemically vapor-deposited on the LED lamp and its coating method, and thus the para-xylene-based dimer forms a vacuum-deposited coating layer. Thus, It is possible to prevent the corrosion phenomenon in the environment of chemicals, chemicals, and the like, thereby remarkably extending the lifespan of the apparatus, simplifying the maintenance, and maintaining the function of the power distribution panel, thereby greatly improving the electrical safety.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상진공증착 코팅된 LED등기구는 굳이 완벽한 실링형태의 구조 설계가 필요치 않게 되어 방열설계시 일부 개구부의 형성이나 팬의 장착등과 같이 다양한 방열지원을 위한 설계가 가능해 진다.
In addition, the LED luminaire with the chemical vapor phase vacuum deposition of the paraxylene-based dimer according to the present invention does not require a complete sealing structure design, so that it is possible to provide various heat dissipation support such as formation of some openings, Design becomes possible.
그리고 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상진공증착 코팅된 전자식 LED등기구 및 그 코팅방법은 물, 습기와 염분을 포함한 화학약품으로부터 회로를 보호하며 수배전설비의 전체적인 작동불가능성을 미연에 방지하면서 항시 정상구동상태를 유지하므로 설비의 점검이나 수리 교체 횟수를 줄이는 동시에 유지관리비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the electronic LED lamp and the coating method thereof in which the para-xylene dimer according to the present invention is coated by chemical vapor deposition are protected from chemical agents including water, moisture and salt, and prevent the entire operation incapability of the water distribution equipment And maintains the normal driving state at all times. Therefore, it is possible to reduce maintenance and repair costs while reducing the number of times of facility inspection or repair.
도 1은 LED램프의 구성을 개략적으로 나타내는 개념도
도 2는 상온형 화학증착장비의 일반적 구조를 나타내는 개념도1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of an LED lamp;
2 is a conceptual diagram showing a general structure of a room temperature type chemical vapor deposition apparatus
본 발명은 LED 조명 등기구 함체 외부의 피증착면 및/또는 LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판모듈 피증착면에 파라크실렌계 다이머의 밀착력을 강화하도록 프라이머가 도포되고, 상기 프라이머가 도포된 피증착면을 반건조 상태로 자연건조시킨 후 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머를 화학증착시켜 5~50 ㎛ 범위의 코팅두께를 갖는 폴리머 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구를 기술구성의 특징으로 한다.
A primer is applied on the vapor-deposited side of the LED lighting fixture enclosure and / or on the evaporated side of the LED substrate module inside the LED lighting fixture enclosure to enhance adhesion of the para-xylene dimer, and the primer- (P-xylylene) -based dimer is chemically vapor-deposited to form a polymer coating layer having a coating thickness in the range of 5 to 50 μm. The para-xylene-based dimer is chemically vapor-deposited It features LED lighting fixtures with improved waterproofing and chemical resistance.
상기 프라이머는 석유나프타(Naphtha VM&P), 테트라프로필실리케이트(Tetrapropylsilicate), 테트라부틸티타네이트(Tetrabutyltitanate) 및 테트라메톡시에톡시실란(Tetra(2-methoxyethoxy)silane)으로 조성된 복합 조성물에 2-메톡시에탄올(2-Methoxyethanol), n-프로필알코올(n-Propyl Alcohol), n-부틸알코올(n-Butyl Alcohol)이 소량 첨가되어 투명하고 휘발성을 갖는 액상체인 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구를 기술구성의 특징으로 한다.
The primer was prepared by mixing a composite composition composed of Naphtha VM & P, Tetrapropylsilicate, Tetrabutyltitanate, and Tetra (2-methoxyethoxy) silane with 2-methoxy Wherein the para-xylene-based dimer is a transparent and volatile liquid phase added with a small amount of 2-methoxyethanol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, It features LED lighting fixtures that are coated with a coating and improved waterproof and chemical resistance.
상기 프라이머는 1~100㎛의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구를 기술구성의 특징으로 한다.
Wherein the primer is applied in a thickness of 1 to 100 탆. The paraxylene-based dimmer is chemically vapor-deposited and coated to improve waterproofness and chemical resistance.
상기 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머는 벤젠링의 수소가 전혀 치환되지 않은 다이머 C0 및 벤젠링의 1개의 수소기가 1개의 염소분자로 치환된 다이머 C1 에서 선택된 1종 또는 2종을 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구를 기술구성의 특징으로 한다.
The para-xylene (p-Xylylene) family of dimer is one or two selected from a dimer C 1 substituted with one hydrogen of the benzene ring dimer C 0 and benzene ring hydrogen is not completely substituted in groups of one chlorine molecule And the mixture is used in combination with a para-xylene dimer by chemical vapor deposition to improve the waterproofing and chemical resistance of the LED lighting fixture.
또한, LED 조명 등기구 함체 외부의 피증착면 및/또는 LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판 피증착면에 파라크실렌계 다이머의 밀착력을 강화하도록 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머가 도포된 피증착면을 반건조 상태로 자연건조시킨 후 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머를 화학증착시켜 5~50 ㎛ 범위의 코팅두께를 갖는 폴리머 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법을기술구성의 특징으로 한다.
Applying a primer to enhance the adhesion of the para-xylene dimer to the evaporated surface of the LED lighting fixture enclosure and / or the LED substrate evaporated surface of the LED lighting fixture enclosure; Forming a polymer coating layer having a coating thickness in the range of 5 to 50 μm by chemically vaporizing a para-xylene (p-xylylene) dimer after naturally drying the coated surface on which the primer has been applied, Wherein the para-xylene dimer is chemically vapor-deposited and coated to improve waterproofness and chemical resistance.
상기 프라이머는 석유나프타(Naphtha VM&P), 테트라프로필실리케이트(Tetrapropylsilicate), 테트라부틸티타네이트(Tetrabutyltitanate) 및 테트라메톡시에톡시실란(Tetra(2-methoxyethoxy)silane)으로 조성된 복합 조성물에 2-메톡시에탄올(2-Methoxyethanol), n-프로필알코올(n-Propyl Alcohol), n-부틸알코올(n-Butyl Alcohol)이 소량 첨가되어 투명하고 휘발성을 갖는 액상체인 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법을 기술구성의 특징으로 한다.
The primer was prepared by mixing a composite composition composed of Naphtha VM & P, Tetrapropylsilicate, Tetrabutyltitanate, and Tetra (2-methoxyethoxy) silane with 2-methoxy Wherein the para-xylene-based dimer is a transparent and volatile liquid phase added with a small amount of 2-methoxyethanol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, The coating composition of the LED lighting fixture which is coated by vapor deposition and improved in chemical resistance is characterized by its technical composition.
상기 프라이머는 1~100㎛의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법을 기술구성의 특징으로 한다.
Wherein the primer is applied in a thickness of 1 to 100 탆, and the paraxylene dimer is chemically vapor deposited and coated to improve waterproofness and chemical resistance.
상기 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머는 벤젠링의 수소가 전혀 치환되지 않은 다이머 C0 및 벤젠링의 1개의 수소기가 1개의 염소분자로 치환된 다이머 C1 에서 선택된 1종 또는 2종을 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법을 기술구성의 특징으로 한다.
The para-xylene (p-Xylylene) family of dimer is one or two selected from a dimer C 1 substituted with one hydrogen of the benzene ring dimer C 0 and benzene ring hydrogen is not completely substituted in groups of one chlorine molecule The present invention also provides a method of coating a LED lighting fixture having improved water resistance and chemical resistance by chemical vapor deposition coating the para-xylene dimer.
상기 LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판만을 코팅하는 경우에는 프라이머를 도포하기 전에 상기 LED 조명 등기구 함체 외부를 분리하여 제거하는 단계와; LED 기판에서 폴리머 증착코팅으로 인해 기능저하가 예상되는 LED램프 발광 렌즈부를 마스킹 물질로 마스킹하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법을 기술구성의 특징으로 한다.
In the case of coating only the LED substrate inside the LED lighting fixture enclosure, it is necessary to separate and remove the exterior of the LED lighting fixture enclosure before applying the primer; And masking the LED lamp light emitting lens portion, which is expected to be degraded in function due to polymer deposition coating on the LED substrate, with a masking material. The paraxylene-based dimmer is chemically vapor deposited and coated to provide a waterproof and chemical resistant LED The coating method of the lighting fixture is characterized by the technical composition.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면에 한정되지 않는다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the illustrative embodiments set forth herein.
먼저, 일반적인 LED 조명 등기구는 등기구 외부함체, LED기판모듈, 투광부, LED램프, 방열부를 포함하여 이루어지는데, 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 일실시예는 도 1에 도시한 바와 같이, LED 조명 등기구 함체 외부(100a), LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판모듈(100b), 투광부(110), LED램프(120), 가스켓(130), 방열부(140)을 포함하여 이루어지며, LED 조명 등기구 함체 외부(100a)의 피증착면 및/또는 LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판모듈(100b) 피증착면에 파라크실렌계 다이머의 밀착력을 강화하도록 프라이머가 도포되고, 상기 프라이머가 도포된 피증착면을 반건조 상태로 자연건조시킨 후 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머를 화학증착시켜 5~50 ㎛ 범위의 코팅두께를 갖는 폴리머 코팅층이 형성된다.
First, a typical LED lighting fixture includes an exterior enclosure of a luminaire, an LED substrate module, a transparent portion, an LED lamp, and a heat dissipation portion. The paraxylene dimer according to the present invention is chemically vapor deposited and coated, As shown in FIG. 1, the LED lighting module 100 includes an LED lighting fixture external 100a, an
여기서 주의할 것은 함체 외부의 투광부는 여하한의 코팅층이 존재할 경우 빛의 투과율을 저해하게 되기 때문에 프라이머 도포나 파라크실렌계 다이머 코팅이 되지 않도록 하여야 한다.
It should be noted here that the light transmitting part outside the enclosure should inhibit the light transmittance when any coating layer is present, so that primer application or para-xylene-based dimer coating should not occur.
특히, 상기 프라이머는 파라크실렌계 다이머 코팅층의 밀착력 강화를 위하여 도포하는 본 발명의 핵심 구성으로서, 석유나프타(Naphtha VM&P), 테트라프로필실리케이트(Tetrapropylsilicate), 테트라부틸티타네이트(Tetrabutyltitanate) 및 테트라메톡시에톡시실란(Tetra(2-methoxyethoxy)silane)으로 조성된 복합 조성물에 2-메톡시에탄올(2-Methoxyethanol), n-프로필알코올(n-Propyl Alcohol), n-부틸알코올(n-Butyl Alcohol)이 소량 첨가되어 투명하고 휘발성을 갖는 액상체이다.
Particularly, the primer is a core composition of the present invention which is applied for enhancing the adhesion of the para-xylene-based dimer coating layer. The primer is composed of Naphtha VM & P, Tetrapropylsilicate, Tetrabutyltitanate and tetramethoxy Methoxyethanol, n-propyl alcohol and n-butyl alcohol are added to a composite composition composed of Tetra (2-methoxyethoxy) silane, It is a liquid substance which is added in a small amount and is transparent and volatile.
여기서, 석유나프타(Naphtha VM&P), 테트라프로필실리케이트(Tetrapropylsilicate), 테트라부틸티타네이트(Tetrabutyltitanate) 및 테트라메톡시에톡시실란(Tetra(2-methoxyethoxy)silane)는 밀착력을 향상 시킴과 동시에 코팅층이 UV에 의해 열화되어 분리되거나 갈라지지 못하게 물리적인 단단함을 부여해 주는 역할을 한다.
Here, the Naphtha VM & P, Tetrapropylsilicate, Tetrabutyltitanate and Tetra (2-methoxyethoxy) silane improve the adhesion, Thereby providing a physical rigidity to prevent detachment or separation.
상기 프라이머는 LED 조명 등기구 함체 외부(100a), LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판모듈(100b) 피착면에 1~100㎛의 두께로 도포되는 것이 코팅의 내구성, 방수 및 내약품성에 유리하다.
The primer is applied to the surface of the
또한, 상기 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머는 벤젠링의 수소가 전혀 치환되지 않은 다이머 C0 및 벤젠링의 1개의 수소기가 1개의 염소분자로 치환된 다이머 C1 에서 선택된 1종 또는 2종을 혼합 사용하며, 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머를 사용한 코팅방법은 공지기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
In addition, the para-xylene (p-Xylylene) series of the dimer is, or one selected from a dimer C 1 substituted with one hydrogen of dimer C 0 and benzene ring hydrogen is not completely substituted in the benzene ring group of one chlorine molecule 2 (P-xylylene) series dimer is a well-known technique, and thus a detailed description thereof will be omitted.
한편, 본 발명의 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법은, LED 조명 등기구 함체 외부의 피증착면 및/또는 LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판 피증착면에 파라크실렌계 다이머의 밀착력을 강화하도록 프라이머를 도포하는 단계와; 상기 프라이머가 도포된 피증착면을 반건조 상태로 자연건조시킨 후 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머를 화학증착시켜 5~50 ㎛ 범위의 코팅두께를 갖는 폴리머 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
Meanwhile, the coating method of the LED lighting fixture of which the para-xylene dimer of the present invention is chemically vapor-deposited coated to improve the waterproofing and chemical resistance can be applied to the surface of the LED lighting fixture outside the enclosure and / Applying a primer to the deposition surface to enhance adhesion of the para-xylene-based dimer; Forming a polymer coating layer having a coating thickness in the range of 5 to 50 μm by chemically vaporizing a para-xylene (p-xylylene) dimer after naturally drying the coated surface on which the primer has been applied, .
또한, 상기 LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판만을 코팅하는 경우에는 프라이머를 도포하기 전에 상기 LED 조명 등기구 함체 외부를 분리하여 제거하는 단계와; LED 기판에서 폴리머 증착코팅으로 인해 기능저하가 예상되는 LED램프 발광 렌즈부를 마스킹 물질로 마스킹하는 단계;를 더 포함하여 이루어진다.
In addition, when coating only the LED substrate inside the LED lighting fixture enclosure, it is necessary to separate and remove the exterior of the LED lighting fixture enclosure before applying the primer; And masking the LED lamp luminescent lens unit, which is expected to be degraded in function due to polymer deposition coating, on the LED substrate with a masking material.
특히, 상기 프라이머를 도포하는 단계를 거친 피증착면은 상기 코팅층을 증착하기 전에 피증착물 상에 도포된 프라이머를 30~60분 시간동안 대기중에서 자연건조하여 반건조 상태로 건조시킨후, CVD장치(200)에서 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머를 사용하여 폴리머상태의 코팅층을 증착시킨다.
Particularly, the surface to be vapor-deposited which has been subjected to the step of applying the primer is dried in a semi-dry state by air-drying the primer applied on the material to be deposited for 30 to 60 minutes, 200), a coating layer of a polymer state is deposited using a p-xylylene dimer.
여기서 사용되는 CVD장치(200)로는 도 2에 도시한 바와 같이 기화로(200a)와 분해로(200b), 증착로(200c)로 구성된 장치로서, 이는 증착 비용과 시간을 절감시킬 수 있는 출원인에 의해 제작된 냉각기가 없는 상온형 CVD장치(특허출원 10-2013-0137567호)이다.
The
상기 파라크실렌(p-Xylylene)계 다이머 코팅 물질은 내화학성의 품질조건과 성막속도를 기준으로 경제성을 고려한 다이머 C1 과 다이머 C0를 70:30으로 배합하여 사용하는 것이 바람직하지만, 제어조건에 따라 이들 배합을 적절히 달리하는 것이 가능하며 경우에 따라서는 다이머 C1 과 다이머 C0를 배합하지 않고 단독으로만 사용할 수도 있다.
The p-xylylene-based dimer coating material is preferably a dimer C 1 based on the quality conditions of the chemical resistance and the film forming speed, And dimer C 0 are preferably used in combination at 70:30, but it is possible to appropriately vary these formulations according to the control conditions, and in some cases dimer C 1 And dimer C 0 may be used alone.
또한, 처음부터 일정비율로 배합된 다이머 재료를 사용하는 대신 2단계에 걸쳐 폴리머 증착코팅하는 것이 가능하다. 예를 들면 1단계에서는 초기 성막속도를 높이기 위해 다이머 C1으로 일정두께의 증착코팅을 실시하고, 이후 2단계에서 내화학성을 확실히 보장하기 위해 다이머 C0를 사용하여 마무리 증착코팅을 하는 방법이다. 이는 동일한 진공 챔버를 사용하되 다이머재료가 기화되는 가열기를 2개로 분리제작 설치하여 프로그램으로 제어되는 솔레노이드밸브에 의해 순차적으로 개폐를 하는 방식을 사용하게 된다.
In addition, it is possible to perform polymer deposition coating in two steps instead of using the dimer material blended at a predetermined ratio from the beginning. For example, in step 1 , a deposition coating of a certain thickness is applied to the dimer C 1 to increase the initial deposition rate, and then finishing deposition coating is performed using the dimmer C 0 in order to ensure chemical resistance in the second step. This is accomplished by using a vacuum chamber in which two heating elements are vaporized to vaporize the dimer material, and the valves are sequentially opened and closed by a solenoid valve controlled by a program.
이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅된 LED등기구 코팅 제작방법 제1실시예의 적용 유무에 따라 각각 실험하여 비교하였다.
Hereinafter, the paraxylene-based dimers according to the present invention were tested and compared with each other according to the application of the first embodiment of the method for manufacturing the LED lamp for chemical vapor deposition coating.
(( 실시예Example ))
먼저 시판되고 있는 LED가로등 제품들중 집어등의 구조와 용량이 유사한 대성엔틱(주)사의 소비전력 120W, 크기 276x504x143mm(세로x가로x높이), IP65사양을 갖는 제품(모델명 DSTL-S120) 6개를 준비하여 아래의 표 1과 같은 실험대조그룹별 실험조건을 구분하였다.Among the LED street lamp products that are commercially available, 6 products (model name DSTL-S120) having power consumption of 120W, size 276x504x143mm (length x width x height) and IP65 specification of Daesung Eng. Co., The experimental conditions for each control group as shown in Table 1 below were prepared.
상기에서 시료 #1은 어떠한 사전 처리도 없는 상태로 방수, 방진 등급이 IP65 로서 단순 실링에 의해 방수 능력이 5등급(제품의 네면에서 약한 압력의 물이 분사되는 정도를 견디는 수준)으로 시판되는 제품이며, 시료 #2-1, #3-1은 통상 사용되고 있는 실란계A-174(고유상품명,미국 SCS사 제품)를 스프레이 도포하였고, 본 발명에 해당하는 시료 #2-2, #3-2는 밀착력을 강화하기 위해 자체 개발된 프라이머를 도포하였다.
In the above, sample # 1 is waterproof with no pretreatment, IP65 is rated as IP65, and its waterproof ability is rated by 5th grade (level enough to withstand water spraying of weak pressure on four sides of the product) (# 2-2, # 3-2) corresponding to the present invention were applied to the samples # 2-1 and # 3-1 by spraying a commonly used silane type A-174 Was coated with a self-developed primer to enhance adhesion.
이후 도포된 프라이머는 반건조 상태로 자연건조시킨 후 시료 #2,3의 시험대조군들을 당사업자가 자체개발한 냉각장치가 필요없는 CVD장치(cold trapless CVD system)에서 파라크실렌계 다이머 물질 C1과 물질 C0를 내화학성의 품질조건과 성막속도를 기준으로 경제성을 고려한 배합비율로서 각각 70:30씩 사용하여 16~19㎛의 코팅두께를 갖는 폴리머상태의 코팅층을 증착시켰다.
The coated primers were then dried naturally in a semi-dry state, and the test controls of samples # 2 and # 3 were treated with a para-xylene dimer material C 1 in a cold traps CVD system, The material C 0 was deposited in the form of a polymer having a coating thickness of 16 to 19 μm by using 70:30 each as a blending ratio considering the quality conditions of chemical resistance and the film forming speed.
여기서 프라이머는 석유나프타(Naphtha VM&P), 테트라프로필실리케이트(Tetrapropylsilicate), 테트라부틸티타네이트(Tetrabutyltitanate) 및 테트라메톡시에톡시실란(Tetra(2-methoxyethoxy)silane)으로 조성된 복합 조성물에 2-메톡시에탄올(2-Methoxyethanol), n-프로필알코올(n-Propyl Alcohol), n-부틸알코올(n-Butyl Alcohol)이 소량 첨가되어 투명하고 휘발성을 갖는 액상체인 자체 개발된 프라이머를 스프레이 분사방식으로 LED 함체외부와 함체 내부에서 분리된 LED 기판위에 도포하였으며 이때 LED 램프의 렌즈부는 문방구용 3M 테이프를 사용하여 간단히 마스킹 하였다.
Wherein the primer is a composite composition consisting of Naphtha VM & P, Tetrapropylsilicate, Tetrabutyltitanate and Tetra (2-methoxyethoxy) silane, A small amount of 2-Methoxyethanol, n-Propyl Alcohol, and n-Butyl Alcohol was added to form a transparent and volatile liquid phase primer, It was applied on the LED substrate separated from the outside and the inside of the housing, and the lens part of the LED lamp was simply masked by using 3M tape for stationery.
프라이머가 도포된 후 30~120분 이내에 CVD코팅작업이 이루어지도록 하였는데, 그 이유는 30분 이내의 경우에는 용제의 휘발이 채 이루어지지 않을 경우 냄새의 기체입자들에 의해 진공이 잘 잡히지 않게 되며, 진공압에 의하여 프라이머층이 버블링(기포발생) 결함이 나타나기 때문이며 2시간 이상이 경과된 경우에는 프라이머층이 완전건조가 되기 때문에 코팅층과의 밀착력이 저하되는 것으로 여러 차례의 실험결과 알 수 있었다.
The CVD coating operation is performed within 30 to 120 minutes after the application of the primer because if the volatilization of the solvent is not carried out within 30 minutes, the vacuum particles are not caught by the gas particles of odor, This is because the primer layer shows bubbling defects due to the vacuum pressure, and when the time passes for more than 2 hours, the primer layer is completely dried and the adhesion with the coating layer is lowered.
여기서 이들 프라이머의 건조시간은 프라이머 두께나 건조시 주위 온도나 습도에 의한 영향으로 다소간에 유의차가 생길 수 있음을 알려둔다.
It is noted that the drying time of these primers may be slightly different due to the influence of the primer thickness and the ambient temperature or humidity during drying.
또한 CVD작업은 양질의 폴리머증착 코팅된 코팅층을 얻기 위해서는 보다 낮은 진공도가 유리한데 반복 실험에서 10~50mTorr의 진공일 때 경제성이 고려된 가장 투명하고 밀착력 있는 코팅막을 생성시킬 수 있었다.
In addition, the CVD process is advantageous in that a lower degree of vacuum is obtained in order to obtain a high-quality polymer-vapor-deposited coating layer. In a repeated experiment, it was possible to produce the most transparent and coherent coating film considering economical efficiency at a vacuum of 10-50 mTorr.
여기서 CVD 진공작업을 10mTorr 이하의 진공도로 만들기 위해서는 고장이 없고 저렴한 로터리 형태의 진공펌프 대신 고가의 고진공펌프 사양이 필요하게 되어 불필요한 비용상승을 유발시키며, 50mTorr가 넘는 진공조건에서는 투명한 코팅층의 생성을 기대하기 어렵다.
In order to make the CVD vacuum operation less than 10 mTorr, it is necessary to use an expensive vacuum pump instead of a low-cost rotary vacuum pump, thereby causing an unnecessary increase in cost, and a transparent coating layer is expected to be generated under vacuum conditions exceeding 50 mTorr It is difficult to do.
또한 통상의 LED등기구는 220V의 범위에서 사용되고 있기 때문에 이때 완전한 절연특성을 갖기 위해서는 코팅두께는 최소 5㎛ 이상을 형성해야 된다는 사실을 오랜 경험으로 확인되었으나 해수중 함유된 염분에도 견뎌야 하기 때문에 그 이상의 두께가 필요하게 되어 20㎛ 수준으로 코팅하였다.
Since the conventional LED lamp is used in a range of 220V, it has been confirmed that the coating thickness should be at least 5 μm in order to have a perfect insulation characteristic at this time. However, since it has to withstand the salt contained in seawater, Lt; RTI ID = 0.0 > um < / RTI >
특히 염분에 상시 노출되는 집어등의 경우에는 코팅막이 치밀할수록 염분의 Cl(염소) 이온의 높은 침투력을 차단할 수가 있기 때문에 CVD 공정 중 다이머가 천천히 기화될 수 있도록 승온속도를 단계별로 천천히 제어하였다.
Especially, in the case of the spatula which is always exposed to salinity, the higher the coating film, the higher the penetration power of Cl (chlorine) ion of the salt can be blocked. Therefore, the rate of temperature increase is controlled slowly in stages so that the dimer can be slowly vaporized during the CVD process.
각 승온 단계별 설정온도와 지연시간 그리고 스텝수는 지극히 현장적 노하우에 해당되므로 본 실시예에서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
The set temperature, the delay time, and the number of steps for each heating step correspond to extremely know-how of the field, so that detailed description will be omitted in the present embodiment.
이때 코팅층의 증착조건은 시료 #2,3의 대조군의 각 1개씩에 대해 다이머 물질 C1 14g에 다이머 물질 C0 6g을 합한 총 20g의 코팅재료를 투입하여 13mTorr에서 코팅을 시작하였고, 12mTorr에서 작업이 종료되었으며, 최고 진공도는 19mTorr로 하여 두께 16~19㎛의 코팅막을 얻었으며 코팅 작업시간은 미리 설정된 2시간 이내에서 자동으로 작업을 하였다.
At this time, coating conditions of the coating layer were 20 g of coating material added to 14 g of dimer material C 1 and 6 g of dimer material C 0 for 1 each of control samples of samples # 2 and 3 to start coating at 13 mTorr, And a coating film having a thickness of 16 to 19 μm was obtained at a maximum vacuum degree of 19 mTorr. The coating operation time was automatically set within 2 hours.
코팅 두께는 코팅 작업시 함께 넣어둔 두께 측정용 시편 3개의 코팅막을 벗겨내어 디지털마이크로메타(제조원:미쓰도요, 분해능: 1/1,000mm)로 시편당 각 3회씩 측정하여 평균값을 구했다.
The coating thickness was determined by peeling off three coating films for thickness measurement, which were put together during coating, and measuring the coating thickness three times per specimen with a digital microscope (Mitsutoyo, resolution: 1 / 1,000 mm).
여기서 CVD작업에 활용한 본 발명의 출원인에 의해 제작된 냉각기가 없는 상온형 CVD장치(특허출원 10-2013-0137567호)는 모든 공정제어가 자동으로 연계되고 냉각장치를 없앤 장치로서 통상의 CVD장비에 비해 작업속도가 3배 이상 빠른 장비이며, 폴리머 증착코팅을 가장 경제적으로 양산할 수 있는 장치이다.
A room temperature type CVD apparatus (Patent Application No. 10-2013-0137567) manufactured by the applicant of the present invention utilized in the CVD process has no cooler, and all the process control is automatically linked and the cooling apparatus is eliminated. And it is a device that can mass-produce the polymer deposition coating most economically.
코팅이 끝난 후에는 마스킹 테이프를 떼어낸 후 재조립을 실시하고 전원을 인가한 후 LED등이 정상 작동되고 있는지를 모두 확인 하였다.
After the coating was finished, the masking tape was removed and reassembled. After the power was applied, all LEDs were checked to see whether they were operating normally.
자체 보유중인 투명 아크릴 재질의 2m 깊이의 침수조에 아무 처리하지 않은 시료 #1-1, 종래의 프라이머인 A-174를 도포하여 코팅한 시료 #2-1, 자체 개발한 프라이머를 도포하여 코팅한 시료 #2-2인 세 종류의 시료를 침수 시킨 상태에서 전원을 인가한 후 시간이 경과되면서 LED 램프가 소등되는 개수를 기록 측정 하였다.
A sample 2-1 having a 2 m-depth immersion tank of a transparent acrylic material in its own state was coated with a sample # 1-1 which had not been treated, a sample # 2-1 coated with a conventional primer A-174, a sample coated with a self- # 2-2. After the power was applied, the number of times that the LED lamp was turned off was measured and recorded.
본 실험에 사용된 시료는 LED 램프가 9x12로 배열되고 총 108개로 구성되어 120W의 소비전력을 갖는 터널용 LED등 임을 알려둔다.
The samples used in this experiment are LED lamps with a total of 108 LEDs arranged in 9x12 and LEDs for tunnels with a power consumption of 120W.
다음의 표2는 상기와 같은 조건으로 제작된 시편의 방수성과 절연성을 평가하기 위한 침수 테스트 결과이다.Table 2 below shows the results of immersion test for evaluating the waterproofing and insulating properties of the specimens produced under the above conditions.
모든 시료는 방수등급 IPX5 의 구조이기 때문에 1.2기압의 2m 깊이에서는 약 10분 이내에 함체 내부에 모두 물이 들어갔으며, 시료 #1-1의 경우에는 LED 램프가 침투된 물에 의하여 전기반응이 일어나면서 미세한 기포가 발생되기 시작하였고 30분이 경과된 시점에서는 이미 4개의 램프가 전기적 쇼트로 인해 소등 되었다.
Since all the samples are of the waterproof grade IPX5, all of the water entered the inside of the housing within about 10 minutes at a depth of 2m of 1.2 atm. In case of Sample # 1-1, the LED lamp was electrically reacted by the infiltrated water Minute bubbles began to emerge and at the end of 30 minutes, four lamps were already turned off due to electrical shorts.
이후 시간이 지속되면서 8시간이 경과되기 전에 모두 소등이 되었으며 어떠한 코팅도 처리되지 않은 상태에서 물속에서 발생되는 전기적 쇼트로 인한 고장은 당연한 결과라 하겠다.
After that time, all of them were turned off before 8 hours had elapsed and it is natural that the failure due to electrical shorts in the water without any coating treatment is a natural result.
시료 #2-1은 A-174실란이 도포된 경우로서 시료 #1-1에 비해 내구성은 있었으나 부족한 밀착력으로 인해 발생되는 기포에 의해 코팅층이 서서히 박리가 일어나서 점진적으로 쇼트가 발생되는 것이 확인이 되었다
Sample # 2-1 had a durability as compared with Sample # 1-1 in the case where A-174 silane was applied, but it was confirmed that the coating layer gradually peeled off due to the bubbles generated due to the insufficient adhesion force, resulting in a gradual shot
그러나 자체 프라이머로 도포된 시료#3군의 경우에는 반응 기포의 발생이 없었으며 이로 인한 코팅층의 박리가 전혀 나타나지 않았고 그 결과 완벽한 방수코팅층이 형성되어 일주일간의 침수 조건에서도 단 한 개의 LED램프도 소등이 없었음을 알 수 있었다.
However, in the case of the sample # 3 coated with the self primer, there was no reaction bubbles and no peeling of the coating layer occurred. As a result, a complete waterproof coating layer was formed, so that even one LED lamp was turned off I could not find any.
이는 방수규격 IPx8인 1m 이상 깊이의 물속에서 30분간 이상을 고장이 없어야 하는 기준을 넘어서는 결과라 할 수 있겠다.
This is the result of exceeding the requirement that the waterproof standard IPx8 should not be broken for more than 30 minutes in the depth of 1m or more.
본 실험에서는 방수 성능을 보기 위해 LED등 외함에 대해서는 방수코팅을 하지 않았지만 일반 물속에서는 애노다이징 처리된 알루미늄 함체 자체의 부식은 나타나지 않았다.
In this experiment, the waterproof coating was not applied to the enclosure such as LED to see the waterproof performance, but the corrosion of the anodized aluminum enclosure itself was not observed in the general water.
표 3은 코팅층 형성 전/후의 염수분무실험에 대한 비교표로서 자체 보유중인 염수분무시험기(제조사: VisionTec사)를 사용하였으며, 밀폐된 장치 내에서 5% 염분농도액을(전세계 바닷물 평균 염도는 3.5%) 연속자동분무하는 장치로서 시료들을 넣고 미리 설정된 타이머가 울리면 단계별로 시험편들을 꺼내 육안 검사방식으로 함체의 부식 정도를 파악하고 전원을 인가한 후 소등된 LED램프의 수량을 기록 하였다.Table 3 shows a comparison of the saline spray test before and after the formation of the coating layer using a salt spray tester (manufactured by VisionTec, Inc.) ) Continuous automatic spraying system. When samples are loaded and preset timer rings, test pieces are taken out step by step, and the degree of corrosion of the shell is visually inspected, and the quantity of LED lamps turned off after applying power is recorded.
Sample # 3-1
Sample # 3-2
상기 결과 미처리군은 24시간 경과 후 전원 인가 후에도 램프의 점등이 전혀 없는 것으로 보아 주 전원을 제어하는 콘트롤러에서 부식에 의한 쇼트 불량이 발생된 것으로 추정되며, 함체 외부의 경우에도 96시간 경과된 이후에는 전 면적에 걸쳐 흰색의 부식염이 발생되기 시작하였다.
In the result-untreated group, it is estimated that a short-circuit failure due to corrosion occurred in the controller for controlling the main power source since the lamp was not turned on even after power was applied for 24 hours. After 96 hours, Acid salts of white began to be generated over the entire area.
그리고 실란 A-174코팅된 시료에서는 120시간 경과후 마찬가지 이유로 인해 LED 램프가 모두 점등이 되질 않았으며 외함의 경우에는 아무것도 처리하지 않은 시료에 대해 염문에 의한 저항력은 어느 정도 가지고 있음을 알 수 있었다.
In the silane A-174 coated sample, the LED lamp did not light up for 120 hours after the elapse of 120 hours. In the case of the enclosure, it was found that the resistance to the sample was not affected.
그러나 본 발명에서 제안하는 프라이머가 도포된 코팅 시료군에서는 외함체의 부식 발생이 없었으며 일주일 경과 후의 전원 인가 후에도 모든 LED 램프가 정상적으로 점등이 되었다.
However, in the coating sample group coated with the primer proposed in the present invention, corrosion of the outer casing did not occur, and all LED lamps were normally turned on even after power was applied after one week.
또한 태양광중 UV에 의한 황변 현상에 의한 코팅막 박리 효과를 검증하기 위하여 애노다이징 처리된 알루미늄 시편 100x100x10mm(가로x세로x두께) 3개를 준비하여 프라이머 미처리품, A-174실란처리품, 자체 프라이머처리품으로 구분한 뒤 LED등기구 코팅과 같은 조건으로 파라크실렌계 다이머 코팅을 실시하여 태양광 노출 시험을 실시하였다.
In addition, three aluminum specimens 100 × 100 × 10 mm (width × length × thickness) were anodized to prepare a primer untreated product, A-174 silane treated product, self primer And treated with a paraxylene-based dimer coating under the same condition as the LED lighting fixture.
이때 코팅층의 증착조건은 시료 3개에 대해 다이머 물질 C1 3.5g에 다이머 물질 C0 1.5g을 합한 총 5g의 코팅재료를 투입하여 11mTorr에서 코팅을 시작하였고, 9mTorr에서 작업이 종료되었으며, 최고 진공도는 13mTorr로 하여 두께 15~16㎛의 코팅막을 얻었으며 코팅 작업시간은 미리 설정된 50분 이내에서 자동으로 작업을 하였다.The deposition conditions of the coating layer were as follows. A total of 5 g of coating material including 1.5 g of dimer material C 0 and 3.5 g of dimer material C 1 were added to 3 samples, coating was started at 11 mTorr and work was finished at 9 mTorr. Was coated at a thickness of 15 to 16 μm at 13 mTorr and the coating operation time was automatically set within 50 minutes.
표 4는 3개의 시료에 대해 건물 옥상인 야외의 태양광 노출이 가장 많은 위치를 선정하여 장시간 노출을 시킨 상태에서 일정 시간이 지난 후 시료의 특정부위에 대해 밀착력 테스트를 실시한 결과를 나타내었다.
Table 4 shows the results of the adhesion test for a specific part of the sample after a certain period of time with a long time exposure by selecting the location where the sunlight exposure of the outdoor area of the building roof is the highest for the three samples.
밀착력 테스트 방법은 KSD 0254 (도금의 밀착성 시험 방법)에 따라 2mm 두께의 피아노강선 끝을 30도 로 예리하게 연마하여 2mm 거리를 두고 두 개의 평행선을 긋게 되는데 이때 두 개의 선은 일회의 선 긋기로 금속 소지에서 코팅면이 절단 될수 있을 정도로 충분한 압력을 가하여 선을 긋는다.
According to the adhesion test method of KSD 0254 (adhesion test method of plating), the edge of the piano wire with a thickness of 2 mm is sharply polished at 30 degrees, and two parallel lines are drawn with a distance of 2 mm. In this case, Apply enough pressure on the substrate so that the coated surface can be cut.
이때, 코팅층이 태양광의 UV에 의해 황변이 일어나서 경화되었다면 선 긋기 과정에서 갈라지는 틈 주위의 코팅층이 부스러지기 시작하며 심한 경우에는 그 주위 전체의 코팅층이 부스러짐 현상이 나타나기 때문에 코팅층의 경화로 인한 밀착불량을 가장 쉽게 판단할 수 있는 시험 방법이라 하겠다.
At this time, if the coating layer is cured by yellowing due to the UV of sunlight, the coating layer around the gap cracked in the line drawing process starts to be broken, and in the worst case, the coating layer around the entire periphery is broken, This is the easiest test method.
코팅층의 박리 정도를 정량화하기 어려워 코팅층의 박리가 전혀 없는 정도를 0, 그리고 완전히 박리가 일어나는 수준을 3으로 구분하고 그 정도의 심함에 따라 각각 1, 2 수준으로 표기 하였으며, 숫자가 커질수록 자외선에 의한 밀착력 저하가 심해지는 결과를 나타낸다고 보면 되겠다.
It is difficult to quantify the degree of peeling of the coating layer. The degree of peeling of the coating layer is 0, and the degree of complete peeling is divided into 3, and the degree of peeling is 1 or 2 according to the severity. Which is the result of the decrease in the adhesion force due to the increase of the temperature.
본 실험에 소요되는 시간은 약 6개월에 걸쳐 진행하였는데 일반적인 UV조사장치를 선택하지 않은 이유는 시판되고 있는 조사장치들이 UV영역인 100~380nm 파장 범위를 인위적으로 조사하기 위해 3가지 범위로 구분된 램프를 사용하기 때문이며 실제의 태양광 조건과는 많이 다르기 때문에 UV 전영역대는 물론 가시광선, 적외선영역을 포함하는 전 파장대를 동시 발생시키는 야외 태양빛 노출 시험이 가장 현실적인 실험환경이라 판단하였다.
The time required for this experiment was about 6 months. The reason why we did not select the general UV irradiation device is that the commercially available irradiation devices are divided into three ranges to artificially investigate the wavelength range of 100 to 380 nm which is the UV range Because it uses lamps and it differs from actual sunlight condition, it is considered that it is the most realistic experiment environment that outdoor solar light exposure test that simultaneously generates all wave length including visible and infrared rays as well as UV full-wave.
실험 결과에서 알 수 있듯이, 프라이머 미처리품의 경우에는 7일 경과 시료 부터 밀착성에 문제가 생기기 시작하였으며 약 2달이 경과된 시점에서는 2mm폭 내의 코팅층은 모두 부스러지기 시작 하였다.
As can be seen from the experimental results, in the case of the untreated primer, the adhesiveness of the primer began to develop from 7 days. After about 2 months, all of the coating layers within 2 mm width started to be crumbled.
A-174실란 프라이머 도포품의 경우에도 경미하게 개선된 밀착력을 보이기는 하지만 90일경과 후에는 프라이머 미처리품과 동일한 결과를 나타내었다.
A-174 silane primer coating showed slightly improved adhesion, but after 90 days and after, the results were the same as those of untreated primer.
그러나 자체 개발한 프라이머를 도포한 시료 #3에서는 앞서의 시료 #1,2와 마찬가지로 연한 갈색의 황변현상은 나타났으나 밀착력에서는 우수한 특성을 나타내었으며 절연저항측정기(제조사:새한전기, 측정용량: DC 1,000V Megger)를 사용하여 측정한 절연저항값 또한 모두 ∽(무한영역)로 나타내고 있어 완전 절연이 유지되고 있음을 알 수 있었다.
However, in sample # 3 coated with the self-developed primer, yellowish brown phenomenon appeared as in the case of sample # 1 and 2, but excellent adhesion was exhibited. Insulation resistance meter (manufactured by Saehan Electric Co., 1,000V Megger) is also shown as ∞ ( infinite region), indicating that the complete insulation is maintained.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 설명 및 도면은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 설명 및 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the description and the drawings disclosed in the present invention are not for the purpose of limiting the technical idea of the present invention, but are intended to be illustrative, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these descriptions and drawings.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as falling within the scope of the present invention.
100a : LED 조명 등기구 함체 외부
100b : LED 기판모듈
110 : 투광부
120 : LED램프
130 : 가스켓
140 : 방열부
200 : CVD장치
200a : 기화로
200b : 분해로
200c : 증착로100a: LED lighting
110: transparent portion 120: LED lamp
130: gasket 140:
200:
200b:
Claims (9)
A primer is applied to the deposition surface of the LED lighting fixture outside the enclosure and / or the LED lighting fixture inside the enclosure to enhance adhesion of the para-xylene dimer to the evaporation surface of the LED substrate, and the evaporated surface to which the primer is applied is semi-dried And a polymer coating layer having a coating thickness ranging from 5 to 50 mu m is formed by chemical vapor deposition of p-xylylene dimer by chemical vapor deposition to form a water- and chemical- This enhanced LED lighting fixture
상기 프라이머는 석유나프타(Naphtha VM&P), 테트라프로필실리케이트(Tetrapropylsilicate), 테트라부틸티타네이트(Tetrabutyltitanate) 및 테트라메톡시에톡시실란(Tetra(2-methoxyethoxy)silane)으로 조성된 복합 조성물에 2-메톡시에탄올(2-Methoxyethanol), n-프로필알코올(n-Propyl Alcohol), n-부틸알코올(n-Butyl Alcohol)이 소량 첨가되어 투명하고 휘발성을 갖는 액상체인 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구
The method according to claim 1,
The primer was prepared by mixing a composite composition composed of Naphtha VM & P, Tetrapropylsilicate, Tetrabutyltitanate, and Tetra (2-methoxyethoxy) silane with 2-methoxy Wherein the para-xylene-based dimer is a transparent and volatile liquid phase added with a small amount of 2-methoxyethanol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, LED lighting fixture coated by coating and improved waterproof and chemical resistance
상기 프라이머는 1~100㎛의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구
The method according to claim 1,
Wherein the primer is applied at a thickness of 1 to 100 탆. The paraxylene-based dimer is chemically vapor-deposited and coated to improve waterproofness and chemical resistance.
상기 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머는 벤젠링의 수소가 전혀 치환되지 않은 다이머 C0 및 벤젠링의 1개의 수소기가 1개의 염소분자로 치환된 다이머 C1 에서 선택된 1종 또는 2종을 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구
The method of claim 1,
The para-xylene (p-Xylylene) family of dimer is one or two selected from a dimer C 1 substituted with one hydrogen of the benzene ring dimer C 0 and benzene ring hydrogen is not completely substituted in groups of one chlorine molecule Based dimer is chemically vapor deposited and coated to improve waterproofness and chemical resistance.
Applying a primer to enhance the adhesion of the para-xylene dimer to the evaporated surface of the LED lighting fixture outside the enclosure and / or the deposition surface of the LED substrate in the LED lighting fixture enclosure; Forming a polymer coating layer having a coating thickness in the range of 5 to 50 μm by chemically vaporizing a para-xylene (p-xylylene) dimer after naturally drying the coated surface on which the primer has been applied, Wherein the para-xylene dimer is chemically vapor deposited and coated to improve waterproofness and chemical resistance.
상기 프라이머는 석유나프타(Naphtha VM&P), 테트라프로필실리케이트(Tetrapropylsilicate), 테트라부틸티타네이트(Tetrabutyltitanate) 및 테트라메톡시에톡시실란(Tetra(2-methoxyethoxy)silane)으로 조성된 복합 조성물에 2-메톡시에탄올(2-Methoxyethanol), n-프로필알코올(n-Propyl Alcohol), n-부틸알코올(n-Butyl Alcohol)이 소량 첨가되어 투명하고 휘발성을 갖는 액상체인 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법
6. The method of claim 5,
The primer was prepared by mixing a composite composition composed of Naphtha VM & P, Tetrapropylsilicate, Tetrabutyltitanate, and Tetra (2-methoxyethoxy) silane with 2-methoxy Wherein the para-xylene-based dimer is a transparent and volatile liquid phase added with a small amount of 2-methoxyethanol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, Coating method of LED lighting fixture that is coated by vapor deposition and improved waterproof and chemical resistance
상기 프라이머는 1~100㎛의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법
6. The method of claim 5,
Wherein the primer is applied in a thickness of 1 to 100 탆, characterized in that the para-xylene-based dimer is chemically vapor deposited and coated to improve the waterproofing and chemical resistance of the LED lighting fixture
상기 파라크실렌(p-Xylylene) 계열의 다이머는 벤젠링의 수소가 전혀 치환되지 않은 다이머 C0 및 벤젠링의 1개의 수소기가 1개의 염소분자로 치환된 다이머 C1 에서 선택된 1종 또는 2종을 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법
6. The method of claim 5,
The para-xylene (p-Xylylene) family of dimer is one or two selected from a dimer C 1 substituted with one hydrogen of the benzene ring dimer C 0 and benzene ring hydrogen is not completely substituted in groups of one chlorine molecule A coating method of an LED lighting fixture having a water-proof and chemical resistance improved by chemical vapor deposition coating of a para-xylene dimer characterized by mixing
상기 LED 조명 등기구 함체 내부의 LED 기판만을 코팅하는 경우에는 프라이머를 도포하기 전에 상기 LED 조명 등기구 함체 외부를 분리하여 제거하는 단계와; LED 기판에서 폴리머 증착코팅으로 인해 기능저하가 예상되는 LED램프 발광 렌즈부를 마스킹 물질로 마스킹하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파라크실렌계 다이머가 화학기상증착 코팅되어 방수 및 내약품성이 향상된 LED 조명 등기구의 코팅방법
6. The method of claim 5,
In the case of coating only the LED substrate inside the LED lighting fixture enclosure, it is necessary to separate and remove the exterior of the LED lighting fixture enclosure before applying the primer; And masking the LED lamp light emitting lens portion, which is expected to be degraded in function due to polymer deposition coating on the LED substrate, with a masking material. The paraxylene-based dimmer is chemically vapor deposited and coated to provide a waterproof and chemical resistant LED Coating method of lighting fixture
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