WO2020139034A1 - 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법 - Google Patents

방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2020139034A1
WO2020139034A1 PCT/KR2019/018635 KR2019018635W WO2020139034A1 WO 2020139034 A1 WO2020139034 A1 WO 2020139034A1 KR 2019018635 W KR2019018635 W KR 2019018635W WO 2020139034 A1 WO2020139034 A1 WO 2020139034A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carbon
heat sink
coating solution
heat dissipation
mixed
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/018635
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
문규식
최훈석
Original Assignee
문규식
최훈석
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 문규식, 최훈석 filed Critical 문규식
Publication of WO2020139034A1 publication Critical patent/WO2020139034A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/86—Ceramics or glass
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/87—Organic material, e.g. filled polymer composites; Thermo-conductive additives or coatings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes

Definitions

  • the present invention relates to a heat sink for a vehicle lamp and a method for manufacturing the same, and more particularly, to apply a carbon-based coating solution having excellent heat conductivity and heat emissivity to the surface of the heat sink to improve heat dissipation performance and to reduce weight by omitting heat dissipation fins.
  • the present invention relates to a heat sink for a vehicle lamp having improved heat dissipation performance and a method for manufacturing the same.
  • a number of lamps are provided in vehicles such as automobiles. That is, a fog lamp that illuminates the road when driving on the road in fog, snow, or rain, and a head lamp that is attached to the front of the vehicle and illuminates the front when driving on a night road.
  • Daytime running lamps are provided on the front and rear corners to help other drivers or pedestrians easily recognize the vehicle and prevent traffic accidents when driving, and are installed on the rear of the vehicle to step on the brake pedal.
  • Rear Combination Lamp that makes it easier for the driver of the rear car to recognize when it is lit.
  • Halogen lamps or gas discharge lamps have been used as light sources for automobile lamps, but halogen lamps have a slightly red color range of about 3200K and a short lifetime of up to 1000 hours, and gas discharge lamps have a color temperature. It is about 4300K, which has the advantage of being close to white and having a long service life, but it is only used limitedly in luxury vehicles because of its high cost.
  • a light-emitting diode that reduces eye fatigue due to its color temperature of about 5500K and is close to sunlight has attracted attention as a light source for automobile lamps. Since the LED can be made small in size, the design freedom of the lamp is high and the life is semi-permanent, but it is weak in temperature.
  • a heat sink is used in an automobile lamp using the LED as a light source.
  • a typical heat sink for a vehicle lamp has a structure in which a plurality of heat dissipation fins are provided on the opposite side of a surface on which an LED-equipped substrate is attached, and is manufactured by die casting aluminum or aluminum alloy. Corrosion resistance is improved by anodizing to form a film on the surface.
  • the above-described conventional vehicle lamp heat sink not only has a weight of approximately 131 g due to a large number of heat dissipation fins, but also has a minimum temperature when the LED is turned on because the heat dissipation is limited as shown in FIG. 2. It rises from 28.1°C to 52.5°C, and as it is manufactured by die casting method, there is a problem that product design and size are restricted.
  • Korean Patent Publication No. 10-2007-0027947 is provided on the front of a conventional headlight for a vehicle equipped with a reflector that reflects light from the lamp forward only to the outside of the housing with a lens on the front and a lamp mounted on the rear.
  • Injection lens is made of synthetic resin material, and a mounting groove of a certain depth is formed in the front diameter of the reflector to insert light and transmit heat while blocking the heat.
  • a heat shielding device for a vehicle headlight which is configured to secure a heat dissipation space that maintains a certain distance, is configured between the lens and the lamp to prevent the high heat emitted from the lamp from being conducted to the lens so that the lens can be prevented from being deformed.
  • Disclosed is a heat shielding device for a vehicle headlight.
  • Korean Patent Publication No. 10-2016-0047384 includes a metal thin film containing a hydroxy functional group (-OH), and a coating layer comprising carbon nanotubes on at least one surface of the metal thin film and containing a hydrophilic functional group.
  • the hydroxy functional group and the hydrophilic functional group are bonded by hydrogen bonding to disclose a heat sink for an LED, a car headlamp, and a method of manufacturing the coating layer attached to a metal thin film.
  • Korean Patent No. 10-1841119 includes 89 to 92 parts by weight of magnesium (Mg), 3 to 5 parts by weight of aluminum (Al), 4 to 6 parts by weight of zinc (Zn), and 0.3 to 0.6 parts by weight of manganese (Mn)
  • Mg magnesium
  • Al aluminum
  • Zn zinc
  • Mn manganese
  • a magnesium heatsink for automobile headlamps that has less defects, improves mechanical properties, improves mold life and improves dimensional accuracy, and a magnesium heatsink for automobile headlamps using the same.
  • the present invention has been devised to solve the above-described problems of the prior art, by applying a carbon-based coating liquid having excellent thermal conductivity and heat emissivity to the surface of the heat sink to improve heat dissipation performance and to achieve light weight by omitting heat dissipation fins.
  • An object of the present invention is to provide a heat sink for a vehicle lamp with improved heat dissipation performance and a manufacturing method thereof.
  • a method of manufacturing a heat sink for a vehicle lamp with improved heat dissipation performance of the present invention for achieving the above object comprises: preparing a carbon-based coating solution; Coating a carbon-based coating solution on the surface of the surface-treated material; Curing and cooling the carbon-based coating solution;
  • the step of preparing the carbon-based coating solution is 40% by weight, 40 to 55% of inorganic ceramics, and 40 of carbon black.
  • a carbon nano-mixed powder consisting of ⁇ 55%, carbon nanotubes 1-4%, and graphene 0.5-1%;
  • the carbon nano-mixed powder is mixed and dispersed with 30-50%, distilled water 30-50%, dispersant 1-10%, organic acid 0.1%, polysiloxane 5-20%, organic solvent 1-10%.
  • condensing to prepare a carbon nano mixed solution By weight, by mixing the carbon nano-mixing solution 50-60%, epoxy 10-20%, epoxy resin 10-20%, curing agent 10-20% and thinner (Thinner) 10-20% to form a coating solution; It characterized in that it comprises.
  • the step of forming the carbon nano-mixed powder is a process of milling each of carbon fillers made of inorganic ceramics, carbon black, carbon nanotubes and graphene.
  • the preparing of the carbon nano-mixing solution includes a solvent mixing step of mixing an organic solvent with the carbon nano-mixing powder;
  • An ultrasonic dispersion step in which a carbon nano-mixed powder mixed with an organic solvent is added to distilled water, and a dispersant and an organic acid and polysiloxane are added and dispersed using ultrasonic waves; It characterized in that it comprises; a stirred condensation step of stirring and condensing the dispersed carbon nano-mixed solution in a stirrer of 60 ⁇ 90 °C for 3-6 hours.
  • the step of curing and cooling the carbon-based coating solution is at room temperature after curing at a temperature condition of 200 to 280°C after coating on the coating line is finished. It is characterized by cooling to.
  • the heat sink for a vehicle lamp of the present invention and a method for manufacturing the same are coated with a coating solution formed by mixing a carbon nano-mixing solution having excellent thermal conductivity and emissivity with a resin, so that heat around the LED can be quickly generated without installing a separate heat sink fin. As it can be discharged, the bar heat performance is improved, and the overall weight is reduced due to the omission of the heat dissipation fin, thereby reducing the weight of the lamp.
  • the surface of a material made of aluminum or an aluminum alloy is coated, thereby improving durability and corrosion resistance even if a separate surface treatment process such as anodizing is omitted. It has an effect.
  • FIG. 1 is a reference view showing a conventional heat sink for a vehicle lamp.
  • Figure 2 is a thermal image showing the temperature distribution in a conventional vehicle lamp heat sink.
  • Figure 3 is a flow chart schematically showing the manufacturing process of the heat sink for a vehicle lamp according to the present invention.
  • Figure 4 is a flow chart showing a process for producing a carbon-based coating solution according to the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a part of a vehicle lamp to which the heat sink according to the present invention is applied.
  • Figure 6 is a thermal image showing the temperature distribution of the heat sink for a vehicle lamp according to the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart schematically showing a process of manufacturing a heat sink for a vehicle lamp according to the present invention
  • FIG. 4 is a flowchart showing a process of manufacturing a carbon-based coating solution according to the present invention
  • FIG. 5 is a heat sink according to the present invention Is a configuration diagram showing a part of a vehicle lamp to which is applied
  • FIG. 6 is a thermal image showing a temperature distribution of a heat sink for a vehicle lamp according to the present invention.
  • Method for manufacturing a heat sink for a vehicle lamp according to the present invention as shown in Figure 3, preparing a carbon-based coating solution; Coating a carbon-based coating solution on the surface of the surface-treated material; Curing and cooling the carbon-based coating solution; After the surface inspection, cutting and packaging the coated material.
  • the step of preparing the carbon-based coating solution as shown in Figure 2, preparing a carbon nano-mixed powder (S10); Preparing a carbon nano mixed solution (S20); It includes; forming a coating solution (S30).
  • step (S10) of preparing the carbon nano-mixed powder carbon nano-mixture consisting of 40% to 55% of inorganic ceramic, 40% to 55% of carbon black, 1% to 4% of carbon nanotubes, and 0.5% to 1% of graphene.
  • the powder is produced.
  • the step (S10) of preparing the carbon nano-mixed powder includes: a raw material milling step (S11) of milling each of the carbon fillers composed of inorganic ceramics, carbon black, carbon nanotubes, and graphene; A surface treatment step (S12) of treating the surface of the milled raw material; A mixing and stirring step (S13) of mixing and stirring the surface-treated raw material in a vacuum stirrer; After cracking the mixed raw material in liquid nitrogen and drying it to form a lyophilized powder to form a mixed powder (S14); consists of.
  • step (S20) of preparing the carbon nano-mixed solution by weight%, the carbon nano-mixed powder 30-50%, distilled water 30-50%, dispersant 1-10%, organic acid 0.1%, polysiloxane 5-20%, After mixing and dispersing 1 to 10% of the organic solvent, the mixture is stirred and condensed to prepare a carbon nano mixed solution.
  • the step of preparing the carbon nano-mixing solution (S20) includes a solvent mixing step of mixing the carbon nano-mixing powder with an organic solvent (S21); An ultrasonic dispersing step in which a carbon nano-mixed powder mixed with an organic solvent is added to distilled water, and a dispersant, an organic acid and polysiloxane are added and dispersed using ultrasonic waves (S22); It consists of a stirred condensation step (S23) for stirring and condensing the dispersed carbon nano-mixed solution in a stirrer of 60 to 90° C. for 3 to 6 hours.
  • the carbon nano mixed solution 50-60%, epoxy 10-20%, epoxy resin 10-20%, curing agent 10-20% and thinner 10-20 % To form a coating solution.
  • the thinner white oil, acetone, turpentine, naphtha, toluene, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, or the like can be used.
  • the carbon-based coating solution after the coating on the coating line is finished, it is cured to a temperature condition of 200 to 280° C. and then cooled to room temperature.
  • the heat sink for a vehicle lamp having improved heat dissipation performance of the present invention manufactured by the above-described method is formed flat without a heat dissipation fin as shown in FIG. 5, and the material is press-processed to have a smooth surface.
  • the PCB 20 with the LED 30 is installed on the heat sink 10 to form a vehicle lamp.
  • the heat sink for a vehicle lamp of the present invention is formed of aluminum or an aluminum alloy as a material, and as the coating solution is formed on a smooth surface of the material, a separate surface treatment operation such as an anodizing process can be omitted.
  • the heat sink of the present invention is greatly improved in heat dissipation performance as heat is released from the front surface, and when the LED is turned on, the temperature rises only from a minimum of 26.4°C to a maximum of 44.5°C. . That is, it can be seen that the maximum temperature is 8.3°C lower than the conventional heat sink manufactured by the die-casting method, and thus the heat dissipation performance is excellent.
  • the heat sink fin since the heat sink fin is not formed, it can be manufactured by a press method such as progressive, so that it is not only easy to manufacture, but also reduces the weight to 56g, thereby contributing to weight reduction of the vehicle lamp.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)

Abstract

본 발명은 열전도도와 열방사율이 우수한 탄소계 코팅액을 히트싱크의 표면에 도포하여 방열성능을 향상시킴과 아울러 방열핀을 생략하여 경량화를 달성할 수 있는 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 제조방법은, 탄소계 코팅액을 준비하는 단계(S1)와; 표면처리된 소재의 표면에 탄소계 코팅액을 코팅하는 단계(S2)와; 탄소계 코팅액을 경화 및 냉각시키는 단계(S3)와; 표면검사후 코팅된 소재를 절단 및 포장하는 단계(S4);를 포함하는 차량 램프용 히트싱크 제조방법에 있어서, 상기 탄소계 코팅액을 준비하는 단계(S1)는, 중량%로, 무기물 세라믹 40~55%, 카본블랙 40~55%, 탄소나노튜브 1~4%, 그래핀 0.5~1%로 이루어진 탄소나노 혼합분말을 제조하는 단계(S10)와; 중량%로, 상기 탄소나노 혼합분말 30~50%와, 증류수 30~50%, 분산제 1~10%, 유기산 0.1%, 폴리실록산 5~20%, 유기용제 1~10%를 혼합하여 분산시킨 후 교반 및 응축시켜 탄소나노 혼합용액을 제조하는 단계(S20)와; 중량%로, 상기 탄소나노 혼합용액 50~60%, 에폭시 10~20%, 에폭시 수지 10~20%, 경화제 10~20% 및 시너(Thinner) 10~20%를 혼합하여 코팅액을 형성하는 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법
본 발명은 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전도도와 열방사율이 우수한 탄소계 코팅액을 히트싱크의 표면에 도포하여 방열성능을 향상시킴과 아울러 방열핀을 생략하여 경량화를 달성할 수 있는 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 등의 차량에는 다수의 램프가 구비되어 있다. 즉, 안개나 눈, 비바람 속에서 도로를 주행할 때 도로를 밝혀주는 안개등(Fog Lamp)과, 차량의 전방에 부착되어 밤길을 주행할 때 앞을 환하게 비추어주는 전조등(Head Lamp)과, 차량의 전방과 후방의 모서리에 각각 구비되어 차량 운행시 다른 운전자나 보행자가 차량를 쉽게 인지하여 교통사고의 발생을 예방할 수 있도록 하는 주간주행등(Daytime Running Lamp)과, 차량의 후방에 설치되어 브레이크 페달을 밟았을 때 점등됨으로써 뒷차의 운전자가 쉽게 인지할 수 있도록 하는 브레이크등(Rear Combination Lamp)이 있다.
이러한 자동차용 램츠는 광원으로 할로겐 램프나 가스방전식 램프가 사용되어 왔으나, 할로겐 램프의 경우 색온도가 3200K 정도로 약간 붉은 색 계열을 띠고 수명도 최고 1000 시간 정도로 짧은 문제점이 있고, 가스방전식 램프는 색온도가 약 4300K로 백색에 가깝고 수명이 긴 장점이 있으나 가격이 비싼 단점때문에 고급차량에 제한적으로 사용되고 있을 뿐이다.
이에 따라, 색온도가 약 5500K로 태양광에 가까워 눈의 피로를 적게하는 발광다이오드(LED)가 자동차용 램프의 광원으로 주목받고 있다. LED는 크기를 작게 할 수 있어 램프의 디자인 자유도가 높고 수명이 반영구적인 장점이 있으나, 온도에 취약한 것이 단점이다.
즉, LED는 온도의 상승에 따라 급격하게 발광효율이 떨어지므로, LED 자체의 정션온도를 높이거나 주위의 온도를 낮출 필요가 있다. 하지만 LED의 정션 온도를 높이는 것에는 한계가 있으므로, 방열 시스템을 사용하여 주위의 온도를 낮출 수밖에 없으며, 그로 인해 LED를 광원으로 사용하는 자동차용 램프에서는 히트싱크를 사용하고 있다.
통상적인 차량 램프용 히트싱크는 도 1에 도시된 바와 같이, LED가 구비된 기판이 부착되는 면의 반대쪽에 다수의 방열핀이 구비된 구조로 되어 있으며, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 다이캐스팅하여 제작하고 있으며, 그 표면에 피막을 형성하는 아노다이징처리를 통해 내식성을 향상시키고 있다.
그러나, 상기한 종래의 차량 램프용 히트싱크는 다수의 방열핀으로 인해 중량이 대략 131g에 달할 뿐만 아니라, 도 2에 도시된 바와 같이 실제로 열이 방출되는 부분이 제한되어 LED가 점등되었을 때 온도가 최저 28.1℃에서 52.5℃까지 상승하며, 다이캐스팅 방식으로 제작됨에 따라 제품 디자인과 크기에 제약이 발생하는 문제점이 있다.
한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.
한국 공개특허 제10-2007-0027947호는, 전면에 렌즈를 구비하고 그 후부에 램프를 장착시킨 하우징 외부로 램프의 빛을 전방으로만 반사시키는 반사경을 전조등 본체에 장착 구성한 통상의 차량용 전조등 전면에 구성되는 렌즈를 합성수지재로 사출형성하고, 반사경 전면 구경에 일정 깊이의 장착홈을 형성하여 빛은 투과하면서도 열은 차단하는 코팅판과 장착환을 차례로 삽입하여 내열접착제로 고착함으로써 코팅판이 렌즈와 접촉하지 않고 일정거리를 유지하는 방열공간을 확보하도록 구성시킨 차량용 전조등의 방열차단장치를 렌즈와 램프 사이에 구성하여 램프에서 발산되는 고열이 렌즈에 전도되는 것을 방지하여 렌즈가 변형되는 것을 방지할 수 있도록 한, 차량용 전조등의 방열차단장치를 개시하고 있다.
한국 공개특허 제10-2016-0047384호는, 히드록시 작용기(-OH)를 함유하는 금속박막, 및 상기 금속박막의 적어도 일면에 위치하고, 친수성 작용기를 함유하는 탄소나노튜브를 포함하는 코팅층을 포함하고, 상기 히드록시 작용기와 상기 친수성 작용기는 수소결합으로 결합되어 코팅층이 금속박막에 부착된 LED용 방열판, 자동차 헤드램프, 및 이의 제조 방법을 개시하고 있다.
한국 등록특허 제10-1841119호는, 마그네슘(Mg) 89~92중량부, 알루미늄(Al) 3~5중량부, 아연(Zn) 4~6중량부, 망간(Mn) 0.3~0.6중량부를 포함하는 합금조성물을 이용하여 히드싱크를 제조함으로써, 알루미늄 히트싱크에 비해 경량이면서 열전도도가 우수하고 칙소몰딩(Thixomolding) 공정 및 압출 공정에 적용할 수 있어다이캐스팅 공정에 비해 성형 제품의 응고수축, 기공 등의 결함이 적고, 기계적 특성 향상, 금형수명 향상, 치수 정밀도 개선이 가능한 자동차 헤드램프용 마그네슘 히트싱크 합금조성물 및 이를 이용한 자동차 헤드램프용 마그네슘 히트싱크를 개시하고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열전도도와 열방사율이 우수한 탄소계 코팅액을 히트싱크의 표면에 도포하여 방열성능을 향상시킴과 아울러 방열핀을 생략하여 경량화를 달성할 수 있는 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 제조방법은, 탄소계 코팅액을 준비하는 단계와; 표면처리된 소재의 표면에 탄소계 코팅액을 코팅하는 단계와; 탄소계 코팅액을 경화 및 냉각시키는 단계와; 표면검사후 코팅된 소재를 절단 및 포장하는 단계;를 포함하는 차량 램프용 히트싱크 제조방법에 있어서, 상기 탄소계 코팅액을 준비하는 단계는, 중량%로, 무기물 세라믹 40~55%, 카본블랙 40~55%, 탄소나노튜브 1~4%, 그래핀 0.5~1%로 이루어진 탄소나노 혼합분말을 제조하는 단계와; 중량%로, 상기 탄소나노 혼합분말 30~50%와, 증류수 30~50%, 분산제 1~10%, 유기산 0.1%, 폴리실록산 5~20%, 유기용제 1~10%를 혼합하여 분산시킨 후 교반 및 응축시켜 탄소나노 혼합용액을 제조하는 단계와; 중량%로, 상기 탄소나노 혼합용액 50~60%, 에폭시 10~20%, 에폭시 수지 10~20%, 경화제 10~20% 및 시너(Thinner) 10~20%를 혼합하여 코팅액을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 제조방법에 따르면, 상기 탄소나노 혼합분말을 형성하는 단계는 무기물 세라믹, 카본블랙, 탄소나노튜브 및 그래핀으로 이루어진 탄소 충진제 각각을 밀링하는 원소재 밀링 단계와; 밀링된 원소재의 표면을 처리하는 표면처리 단계와; 표면처리가 끝난 원소재를 진공 교반기에서 혼합하여 교반하는 혼합교반 단계와; 혼합된 원소재를 액화질소에 크랙킹한 후 건조처리하여 혼합분말이 형성되도록 하는 동결건조 단계;를 포함하는것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 제조방법에 따르면, 상기 탄소나노 혼합용액을 제조하는 단계는 탄소나노 혼합분말에 유기 용제를 혼합하는 용제혼합 단계와; 유기용제가 혼합된 탄소나노 혼합분말을 증류수에 투입한 후 분산제와 유기산 및 폴리실록산을 첨가하고 초음파를 이용하여 분산시키는 초음파 분산 단계와; 분산된 탄소나노 혼합용액을 60~90℃의 교반기에서 3~6시간 동안 교반 응축시키는 교반 응축 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 제조방법에 따르면, 상기 탄소계 코팅액을 경화 및 냉각시키는 단계는 코팅라인에서의 코팅이 끝난 후 200~280℃의 온도 조건으로 경화시킨 후 상온까지 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법은, 열전도도와 방사율이 우수한 탄소나노 혼합용액을 수지와 혼합하여 형성한 코팅액을 소재에 코팅하게 되므로 별도의 방열핀을 설치하지 않고도 LED 주변의 열을 신속하게 배출할 수 있어 바열성능이 향상됨은 물론 방열핀의 생략으로 인해 전체적인 중량이 감소되어 램프가 경량화되는 효과가 있다.
또, 본 발명의 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법에 따르면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 소재의 표면을 코팅하게 되므로 아노다이징과 같은 별도의 표면처리공정을 생략하더라도 내구성 및 내식성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 통상적인 차량 램프용 히트싱크가 도시된 참고도.
도 2는 종래의 차량 램프용 히트싱크에서의 온도분포를 나타낸 열화상 사진.
도 3은 본 발명에 따른 차량 램프용 히트싱크의 제조과정을 개략적으로 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 탄소계 코팅액을 제조하는 과정을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 히트싱크가 적용된 차량 램프의 일부가 도시된 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 차량 램프용 히트싱크의 온도분포를 나타낸 열화상 사진.
<부호의 설명>
10...히트싱크
20...PCB
30...LED
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 차량 램프용 히트싱크의 제조과정을 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명에 따른 탄소계 코팅액을 제조하는 과정을 나타낸 순서도이며, 도 5는 본 발명에 따른 히트싱크가 적용된 차량 램프의 일부가 도시된 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량 램프용 히트싱크의 온도분포를 나타낸 열화상 사진이다.
본 발명에 따른 차량 램프용 히트싱크의 제조방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 탄소계 코팅액을 준비하는 단계와; 표면처리된 소재의 표면에 탄소계 코팅액을 코팅하는 단계와; 탄소계 코팅액을 경화 및 냉각시키는 단계와; 표면검사후 코팅된 소재를 절단 및 포장하는 단계;를 포함한다.
여기서, 상기 탄소계 코팅액을 준비하는 단계는, 도 2에 도시된 바와 같이, 탄소나노 혼합분말을 제조하는 단계(S10); 탄소나노 혼합용액을 제조하는 단계(S20); 코팅액을 형성하는 단계(S30);를 포함한다.
상기 탄소나노 혼합분말을 제조하는 단계(S10)에서는 중량%로, 무기물 세라믹 40~55%, 카본블랙 40~55%, 탄소나노튜브 1~4%, 그래핀 0.5~1%로 이루어진 탄소나노 혼합분말을 제조하게 된다. 구체적으로, 상기 탄소나노 혼합분말을 제조하는 단계(S10)는, 무기물 세라믹, 카본블랙, 탄소나노튜브 및 그래핀으로 이루어진 탄소 충진제 각각을 밀링하는 원소재 밀링 단계(S11)와; 밀링된 원소재의 표면을 처리하는 표면처리 단계(S12)와; 표면처리가 끝난 원소재를 진공 교반기에서 혼합하여 교반하는 혼합교반 단계(S13)와; 혼합된 원소재를 액화질소에 크랙킹한 후 건조처리하여 혼합분말이 형성되도록 하는 동결건조 단계(S14);로 이루어진다.
상기 탄소나노 혼합용액을 제조하는 단계(S20)에서는 중량%로, 상기 탄소나노 혼합분말 30~50%와, 증류수 30~50%, 분산제 1~10%, 유기산 0.1%, 폴리실록산 5~20%, 유기용제 1~10%를 혼합하여 분산시킨 후 교반 및 응축시켜 탄소나노 혼합용액을 제조하게 된다. 구체적으로, 상기 탄소나노 혼합용액을 제조하는 단계(S20)는 탄소나노 혼합분말에 유기 용제를 혼합하는 용제혼합 단계(S21)와; 유기용제가 혼합된 탄소나노 혼합분말을 증류수에 투입한 후 분산제와 유기산 및 폴리실록산을 첨가하고 초음파를 이용하여 분산시키는 초음파 분산 단계와(S22); 분산된 탄소나노 혼합용액을 60~90℃의 교반기에서 3~6시간 동안 교반 응축시키는 교반 응축 단계(S23);로 이루어진다.
상기 코팅액을 형성하는 단계(S30)에서는 중량%로, 상기 탄소나노 혼합용액 50~60%, 에폭시 10~20%, 에폭시 수지 10~20%, 경화제 10~20% 및 시너(Thinner) 10~20%를 혼합하여 코팅액을 형성하게 된다. 여기서, 상기 시너로는 백유, 아세톤, 테레빈유, 나프타, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 디메틸포름아미드 등을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 탄소계 코팅액을 경화 및 냉각시키는 단계에서는 코팅라인에서의 코팅이 끝난 후 200~280℃의 온도 조건으로 경화시킨 후 상온까지 냉각시키게 된다.
한편, 상기한 방법에 의해 제조된 본 발명의 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크는 도 5에 도시된 바와 같이, 방열핀이 없이 평평하게 형성되며, 표면이 매끈하도록 소재가 프레스 가공된다. 그리고, 히트싱크(10)에는 LED(30)가 구비된 PCB(20)가 설치되어 차량 램프를 형성하게 된다. 또, 본 발명의 차량 램프용 히트싱크는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 소재로 하여 형성되되, 소재의 매끈한 표면에 코팅액이 코팅되어 형성됨에 따라 아노다이징 처리와 같은 별도의 표면처리 작업을 생략할 수 있게 된다.
그리고, 상기한 본 발명의 히트싱크는 도 6에 도시된 바와 같이, 전면에서 열이 방출됨에 따라 방열성능이 대폭 향상되어, LED가 점등되었을 때 온도가 최저 26.4℃에서 최대 44.5℃까지만 상승하게 된다. 즉, 다이캐스팅 방식으로 제작된 기존 히트싱크에 비해 최고 온도가 8.3℃가 낮아지게 되어 방열성능이 우수함을 알 수 있다. 또한, 방열핀을 형성하지 않음에 따라 프로그레시브 등의 프레스 방식으로 제작할 수 있게 되어 제작이 용이할 뿐만 아니라 중량이 56g까지 감소되어 차량 램프의 경량화에 기여할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 발명의 설명에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 탄소계 코팅액을 준비하는 단계와; 표면처리된 소재의 표면에 탄소계 코팅액을 코팅하는 단계와; 탄소계 코팅액을 경화 및 냉각시키는 단계와; 표면검사후 코팅된 소재를 절단 및 포장하는 단계;를 포함하는 차량 램프용 히트싱크 제조방법에 있어서,
    상기 탄소계 코팅액을 준비하는 단계는,
    중량%로, 무기물 세라믹 40~55%, 카본블랙 40~55%, 탄소나노튜브 1~4%, 그래핀 0.5~1%로 이루어진 탄소나노 혼합분말을 제조하는 단계(S10)와;
    중량%로, 상기 탄소나노 혼합분말 30~50%와, 증류수 30~50%, 분산제 1~10%, 유기산 0.1%, 폴리실록산 5~20%, 유기용제 1~10%를 혼합하여 분산시킨 후 교반 및 응축시켜 탄소나노 혼합용액을 제조하는 단계(S20)와;
    중량%로, 상기 탄소나노 혼합용액 50~60%, 에폭시 10~20%, 에폭시 수지 10~20%, 경화제 10~20% 및 시너(Thinner) 10~20%를 혼합하여 코팅액을 형성하는 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노 혼합분말을 형성하는 단계(S10)는
    무기물 세라믹, 카본블랙, 탄소나노튜브 및 그래핀으로 이루어진 탄소 충진제 각각을 밀링하는 원소재 밀링 단계(S11)와;
    밀링된 원소재의 표면을 처리하는 표면처리 단계(S12)와;
    표면처리가 끝난 원소재를 진공 교반기에서 혼합하여 교반하는 혼합교반 단계(S13)와;
    혼합된 원소재를 액화질소에 크랙킹한 후 건조처리하여 혼합분말이 형성되도록 하는 동결건조 단계(S14);를 포함하는것을 특징으로 하는 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노 혼합용액을 제조하는 단계(S20)는
    탄소나노 혼합분말에 유기 용제를 혼합하는 용제혼합 단계(S21)와;
    유기용제가 혼합된 탄소나노 혼합분말을 증류수에 투입한 후 분산제와 유기산 및 폴리실록산을 첨가하고 초음파를 이용하여 분산시키는 초음파 분산 단계와(S22);
    분산된 탄소나노 혼합용액을 60~90℃의 교반기에서 3~6시간 동안 교반 응축시키는 교반 응축 단계(S23);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄소계 코팅액을 경화 및 냉각시키는 단계(S3)는 코팅라인에서의 코팅이 끝난 후 200~280℃의 온도 조건으로 경화시킨 후 상온까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해서 제조되며, 표면이 매끈하도록 소재가 프레스 가공된 것을 특징으로 하는 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크.
PCT/KR2019/018635 2018-12-27 2019-12-27 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법 WO2020139034A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0170179 2018-12-27
KR1020180170179A KR102041737B1 (ko) 2018-12-27 2018-12-27 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020139034A1 true WO2020139034A1 (ko) 2020-07-02

Family

ID=68541725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/018635 WO2020139034A1 (ko) 2018-12-27 2019-12-27 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102041737B1 (ko)
WO (1) WO2020139034A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113698655A (zh) * 2021-09-03 2021-11-26 四川依菲兰科技有限公司 一种石墨烯散热护眼台灯的制备方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102041737B1 (ko) * 2018-12-27 2019-11-06 문규식 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법
CN113354974B (zh) * 2021-07-09 2022-09-13 广州特种承压设备检测研究院 一种黑漆及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014167852A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Nexone Innovation Co Ltd 対流の流れを誘導するヒートシンク
KR101495052B1 (ko) * 2014-12-11 2015-03-02 한상권 탄소나노튜브를 포함하여 우수한 방열 특성을 가지는 엘이디(led) 조명등기구
KR20160031161A (ko) * 2014-09-12 2016-03-22 대영엔지니어링 주식회사 Led 공장등의 제조방법
KR101648484B1 (ko) * 2015-09-11 2016-08-16 주식회사 한국화이어텍 탄소동소체를 이용한 방열 세라믹 하이브리드 방열코팅재
KR101681020B1 (ko) * 2016-03-21 2016-12-01 주식회사 케이알이엠에스 방열 성능이 우수한 코팅 조성물 및 이를 이용한 led 조명의 방열판 제조 방법
KR102041737B1 (ko) * 2018-12-27 2019-11-06 문규식 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100730648B1 (ko) 2005-08-30 2007-06-20 영진전문대학 산학협력단 차량용 전조등의 방열차단장치
US20160116132A1 (en) 2014-10-22 2016-04-28 The University Of Nevada Heat dissipating plate device for light emitting diode, head lamp for automobile and method for preparing the same
KR101841119B1 (ko) 2016-11-23 2018-05-04 (주) 장원테크 자동차 헤드램프용 마그네슘 히트싱크 합금조성물 및 이를 이용한 자동차 헤드램프용 마그네슘 히트싱크의 제조방법 그리고 이에 의해 제조된 자동차 헤드램프용 마그네슘 히트싱크

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014167852A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Nexone Innovation Co Ltd 対流の流れを誘導するヒートシンク
KR20160031161A (ko) * 2014-09-12 2016-03-22 대영엔지니어링 주식회사 Led 공장등의 제조방법
KR101495052B1 (ko) * 2014-12-11 2015-03-02 한상권 탄소나노튜브를 포함하여 우수한 방열 특성을 가지는 엘이디(led) 조명등기구
KR101648484B1 (ko) * 2015-09-11 2016-08-16 주식회사 한국화이어텍 탄소동소체를 이용한 방열 세라믹 하이브리드 방열코팅재
KR101681020B1 (ko) * 2016-03-21 2016-12-01 주식회사 케이알이엠에스 방열 성능이 우수한 코팅 조성물 및 이를 이용한 led 조명의 방열판 제조 방법
KR102041737B1 (ko) * 2018-12-27 2019-11-06 문규식 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113698655A (zh) * 2021-09-03 2021-11-26 四川依菲兰科技有限公司 一种石墨烯散热护眼台灯的制备方法
CN113698655B (zh) * 2021-09-03 2022-12-16 四川依菲兰科技有限公司 一种石墨烯散热护眼台灯的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102041737B1 (ko) 2019-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020139034A1 (ko) 방열성능이 향상된 차량 램프용 히트싱크 및 그 제조방법
CN103968313B (zh) 用于车辆的照明装置、散热装置和照明装置
KR100580895B1 (ko) 열전도성 램프 리플렉터
WO2020139025A1 (ko) 방열구조체 일체형 ｐｃｂ가 구비된 차량용 램프
CN1776291A (zh) 车辆用灯具
JP4987069B2 (ja) 車両用ヘッドライト
CN207049825U (zh) 一种散热效果好的360度发光led汽车大灯
CN107420823A (zh) 一种聚光型散热汽车led灯
CN214790905U (zh) 一种具有双路散热结构的大功率led车灯
CN204739502U (zh) 一种led汽车灯芯及led汽车光源
CN106678694A (zh) 一种大功率汽车led大灯散热装置
CN102278728A (zh) 一种车灯的散热装置
CN212081129U (zh) 一种应用于汽车前照灯大灯的散热模组
CN104864339A (zh) 一种led汽车灯芯及led汽车光源
CN201396663Y (zh) 一种led日间行车灯
CN206268996U (zh) 散热高效的led汽车前灯
CN106764792A (zh) 整合雾灯功能的汽车前照灯系统
CN218721014U (zh) 一种车用led后雾灯散热器及led后雾灯
CN208794317U (zh) 一种无炫目感led高位制动灯
CN112856336B (zh) 一种高效散热式大功率led灯头
CN217004285U (zh) 一种组合功能的汽车led前雾灯
CN209540778U (zh) 一种led汽车照明灯散热结构
CN215336127U (zh) 一种环保节能汽车灯
CN203240454U (zh) 一种汽车灯光导发光圈
CN217109395U (zh) 一种led车灯光源

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19904886

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19904886

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1