KR101626404B1 - 할로겐 램프 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄소나노튜브를 필라멘트 표면에 성장시켜 수명을 연장하고, 발열량이 증가되는 할로겐 램프를 제조할 수 있는 할로겐 램프 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 할로겐 램프 제조방법은, 1) 필리멘트의 외면에 탄소 나노 튜브를 성장시켜 탄소나노 필라멘트를 제조하는 단계; 2) 상기 탄소나노 필라멘트의 양단에 리드선을 연결하고, 상기 리드선을 지지하기 위한 지지물로 구성되는 필라멘트 어셈블리는 제조하는 단계; 3) 유리관을 이용하여 구형의 벌브부를 갖는 램프관체를 성형하는 단계; 4) 상기 맬프 관체 내부에 상기 필라멘트 어셈블리를 삽입하는 필라멘트 설치 단계; 5) 상기 맬프 관체의 일단부를 실링하는 제1 실링단계; 6) 상기 램프 관체 내부의 불순물을 제거하는 소제단계; 7) 상기 램프 관체 내부에 할로겐 가스를 충전시키는 가스 충전 단계; 8) 상기 램프 관체의 타단부를 실링하는 제2 실링단계;를 포함한다.

Description

할로겐 램프 제조방법{THE METHOD FOR MANUFACTURING THE HALOGEN-LAMP}

본 발명은 할로겐 램프 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄소나노튜브를 필라멘트 표면에 성장시켜 수명을 연장하고, 발열량이 증가되는 할로겐 램프를 제조할 수 있는 할로겐 램프 제조방법에 관한 것이다.

할로겐 램프는 내부에 할로겐 가스가 채워지는 벌브의 내부에 봉입되는 필라멘트의 전기 저항에 의한 발광 또는 발열에 의하여 외부를 조명 또는 가열하는 조명원 또는 가열원으로 사용되는 램프이다.

이러한 할로겐 램프는 그 조도가 매우 높고 발열량도 높으므로 비닐 하우스 등의 농업 분야, 자동차 전조등 등의 제조업 분야 및 반도체 산업 분야에서의 노광장치 등에 다양하게 사용된다.

그런데 종래의 할로겐 램프 제조방법은 대한민국공개특허 제10-2011-0004932호에 개시되어 있는 것과 같이, 제조된 할로겐 램프의 높은 발열 온도와 휘도 때문에 필라멘트가 쉽게 단락되어 수명이 짧아서 자주 교체하여야 하는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 탄소나노튜브를 필라멘트 표면에 성장시켜 수명을 연장하고, 발열량이 증가되는 할로겐 램프를 제조할 수 있는 할로겐 램프 제조방법을 제공하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 할로겐 램프 제조방법은, 1) 필리멘트의 외면에 탄소 나노 튜브를 성장시켜 탄소나노 필라멘트를 제조하는 단계; 2) 상기 탄소나노 필라멘트의 양단에 리드선을 연결하고, 상기 리드선을 지지하기 위한 지지물로 구성되는 필라멘트 어셈블리는 제조하는 단계; 3) 유리관을 이용하여 구형의 벌브부를 갖는 램프관체를 성형하는 단계; 4) 상기 램프 관체 내부에 상기 필라멘트 어셈블리를 삽입하는 필라멘트 설치 단계; 5) 상기 램프 관체의 일단부를 실링하는 제1 실링단계; 6) 상기 램프 관체 내부의 불순물을 제거하는 소제단계; 7) 상기 램프 관체 내부에 할로겐 가스를 충전시키는 가스 충전 단계; 8) 상기 램프 관체의 타단부를 실링하는 제2 실링단계;를 포함한다.

본 발명의 상기 1) 단계에서는, 상기 탄소 나노 튜브를 화학기상 증착 방법으로 증착하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 상기 1) 단계에서는, 상기 탄소 나노 튜브를 10 ~ 50 nm 두께로 성장시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 할로겐 램프 제조방법에 의하여 제조되는 할로겐 램프는 필라멘트 표면에, 공기 중의 산소 이외의 기체에 대해서는 반응성이 전혀 없는 탄소 나노 튜브가 성장되어 있으므로 램프 관체 내부에 충전되는 할로겐 램프에 의하여 필라멘트가 부식 또는 산화되지 않으므로 램프의 수명이 획기적으로 연장되는 장점이 있다.

또한 상기 필라멘트 표면에 성장되어 있는 탄소 나노 튜브에 의하여 필라멘트가 더 고온으로 발열하는 효과도 달성된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필라멘트 어셈블리의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노 필라멘트의 구조를 도시하는 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 램프 관체의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 할로겐 램프의 구조를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 할로겐 램프 제조방법의 공정도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

본 실시예에 따른 할로겐 램프 제조방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 탄소나노 필라멘트(10)를 제조하는 단계(S100)로 시작된다. 이 단계(S100)에서는 텅스텐으로 이루어지는 필라멘트 표면에 탄소나노튜브를 성장시킨다. 상기 탄소나노튜브를 필라멘트 표면에 성장시키는 방법은 다양한 방법이 가능하며, 화학기상증착 방법으로 성장시키는 것이 공정 시간을 단축시킬 수 있고, 비용을 절감할 수 있어서 바람직하다.

한편 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 텅스텐(12)으로 이루어지는 필라멘트 표면에 대하여 균일하게 탄소 나노 튜브(14)를 성장시키는 것이며, 상기 필라멘트(12) 표면에 성장되는 상기 탄소 나노 튜브(14)는 10 ~ 50 nm 두께로 성장되는 것이 바람직하다. 상기 탄소 나노 튜브(14)의 두께가 10nm 미만인 경우에는 수명 연장 효과가 발생하지 않는 문제점이 있고, 50nm 이상인 경우에는 공정시간이 너무 길어지는 문제점이 있다.

본 실시예에서는 이렇게 텅스텐 필라멘트(12) 표면에 탄소 나노 튜브(14)가 성장된 것을 '탄소나노 필라멘트'라 칭한다.

다음으로는 도 5에 도시된 바와 같이, 필라멘트 어셈블리를 제조하는 단계(S200)가 진행된다. 이 단계(S200)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 탄소나노 필라멘트(10)의 양단에 리드선(20)을 연결하고, 상기 리드선(20)을 지지하기 위한 지지물(30)을 연결한다. 이렇게 탄소나노 필라멘트(10), 리드선(20) 및 지지물(30)로 구성되는 것을 필라멘트 어셈블리라 칭한다.

본 실시예에서는 상기 필라멘트(12) 표면에 전술한 바와 같이, 탄소 나노 튜브(14)를 성장시켜 놓은 상태이므로, 상기 리드선(20)을 연결하는 과정에서 상기 필라멘트 표면의 탄소 나노 튜브(14)가 손상될 수 있다. 따라서 이 단계(S200)에서는 상기 필라멘트에 리드선(20)을 연결한 상태에서 상기 리드선(20)과 필라멘트(10) 연결 부위에 대하여 다시 한번 탄소 나노 튜브를 성장시키는 단계를 수행할 수도 있다.

다음으로는 도 5에 도시된 바와 같이, 램프 관체(40)를 성형하는 단계(S300)가 진행된다. 일반적으로 할로겐 램프를 이루는 램프 관체(40)는 도 3에 도시된 바와 같이, 필라멘트(10)가 위치하는 중간 부분이 둥글게 부풀어오르는 벌브부(42)를 갖는다. 따라서 이 단계(S300)에서는 일자형의 유리관을 이용하여 중앙 부분에 구형의 벌브부(42)를 갖는 램프관체(40)를 성형한다. 이렇게 중앙 부분에 구형의 벌브부(42)를 성형하는 방법은 다양한 방법이 채용 가능하다.

다음으로는 도 5에 도시된 바와 같이, 필라멘트(10)를 설치하는 단계(S400)가 진행된다. 이 단계에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 램프관체(40)의 내부에 상기 필라멘트 어셈블리를 삽입하여 움직이지 않도록 고정한다.

다음으로는 상기 램프 관체(40)의 일단부를 실링하는 제1 실링단계(S500)가 진행된다. 이 단계(S500)에서는 상기 필라멘트 어셈블리가 삽입된 상태로 고정되어 있는 램프관체(40)의 일단을 실링(sealing)한다. 이때 상기 리드선(20)의 일단이 외부로 노출되도록 실링되며, 상기 램프 관체(40) 내부로 기체가 이동할 수 없도록 완전하게 밀봉한다.

다음으로는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 램프 관체(40) 내부의 불순물을 제거하는 소제단계(S600)가 진행된다. 상기 램프 관체(40) 내부에는 할로겐 가스 외에 다른 기체는 완전하게 제거되는 것이 바람직하다. 특히, 공기 중의 산소 등은 완벽하게 제거되어야 한다. 따라서 이 단계(S600)에서는 상기 램프 관체 내부의 불순물 및 기체를 완벽하게 흡입하여 제거한다.

다음으로는 상기 램프 관체(40) 내부에 할로겐 가스를 충전시키는 가스 충전 단계(S700)가 진행된다. 이 단계(S700)에서는 전 단계(S600)에서 불순물 및 기체가 완벽하게 제거된 상기 램프 관체(40) 내부에 할로겐 가스를 충전하는데, 상기 할로겐 가스를 상기 램프 관체(40)에 충전하는 방법은 다양한 방법이 채용 가능하다.

다음으로는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 램프 관체(40)의 타단부를 실링하는 제2 실링단계(S800)가 진행된다. 이 단계에서는 상기 램프 관체(40)의 양 단 중 실링되지 않고 개방되어 있는 일단을 실링하는 것이다. 이렇게 상기 램프 관체(40)의 양단이 모두 실링되면 할로겐 램프가 완성되는 것이다.

10 : 필라멘트 20 : 리드선
30 : 지지물 40 : 램프관체

Claims (3)

1) 텅스텐으로 이루어지는 필리멘트의 표면 전체에 직접 탄소 나노 튜브를 성장시켜 탄소나노 필라멘트를 제조하는 단계;
2) 상기 탄소나노 필라멘트의 양단에 리드선을 연결하고, 상기 리드선을 지지하기 위한 지지물로 구성되는 필라멘트 어셈블리는 제조하는 단계;
3) 유리관을 이용하여 구형의 벌브부를 갖는 램프관체를 성형하는 단계;
4) 상기 램프 관체 내부에 상기 필라멘트 어셈블리를 삽입하는 필라멘트 설치 단계;
5) 상기 램프 관체의 일단부를 실링하는 제1 실링단계;
6) 상기 램프 관체 내부의 불순물을 제거하는 소제단계;
7) 상기 램프 관체 내부에 할로겐 가스를 충전시키는 가스 충전 단계;
8) 상기 램프 관체의 타단부를 실링하는 제2 실링단계;를 포함하는 할로겐 램프 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 1) 단계에서는,
상기 탄소 나노 튜브를 화학기상 증착 방법으로 증착하는 것을 특징으로 하는 할로겐 램프 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 1) 단계에서는,
상기 탄소 나노 튜브를 10 ~ 50 nm 두께로 성장시키는 것을 특징으로 하는 할로겐 램프 제조방법.

Images