KR101846242B1 - 결빙 방지용 제설매트 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 결빙 방지용 제설매트에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트는, 바닥에 위치하는 고무판과, 상기 고무판의 상부에 형성되어 전기에 의해 발열되는 전열부와, 상기 전열부의 상부에 위치하되, 일면이 고무 코팅되어 상기 전열부와 열압착되는 모헤어판을 포함한다.
이에 따라, 고무 코팅을 이용하여 고무판을 대체함으로써 제설매트의 두께를 줄일 수 있다.

Description

결빙 방지용 제설매트 및 그 제조방법{ICE PREVENTING MAT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 결빙 방지용 제설매트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전열기능을 통해 얼음이 생성되는 것을 방지하기 위한 기술이 개시된다.
동절기에 얼음을 녹일 수 있는 O℃ 이상의 기온과 녹은물을 얼릴 수 있는 O℃ 이하의 기온에 의해 물이 얼었다 녹았다 하는 과정을 반복하게 되면서 결빙현상이 생성된다. 이러한, 결빙현상은 인명 상해와 시설물 훼손을 야기시키므로 겨울철에 큰 위험요소로 작용한다. 최근에는 결빙된 도로에서 사고를 당하거나, 낙상하는 사고가 겨울철에 크게 증가하고 있는 실정이다.
따라서, 폭설이 예상되거나 폭설시에 적설된 눈을 제설을 함으로써 바닥이 결빙되는 것을 방지하는 기술이 요구되고 있다. 종래의 기술 중 대한민국특허공보 제10-1080464호(2011년11월04일)는 "융설 장치"에 관한 것으로, 매트와 매트에 열을 가하는 열선을 포함함으로써, 열선을 이용하여 매트에 열을 가하여 쌓이는 눈을 녹일 수 있게 되어, 결빙을 미연에 방지할 수 있게 되는 기술이 개시된다.
그러나, 상기 종래의 기술은 열선이 특정 영역에만 설치되어 강설시 적설된 많은 양의 눈을 녹이는데 시간이 많이 소요되고, 전체 영역에 골고루 열이 전달되지 않아 일부 영역은 결빙된 상태로 남아있게 되는 한계가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 고무 코팅을 이용하여 고무판을 대체함으로써 제설매트의 두께를 줄일 수 있으며, 결빙시 전자태그를 통해 사용자 단말로 위험을 경고할 수 있는 결빙 방지용 제설매트를 제공하기 위함이다.
본 발명의 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트는, 바닥에 위치하는 고무판과, 상기 고무판의 상부에 형성되어 전기에 의해 발열되는 전열부와, 상기 전열부의 상부에 위치하되, 일면이 고무 코팅되어 상기 전열부와 열압착되는 모헤어판을 포함한다.
또한, 상기 전열부의 상부에 위치하여 상기 전열부로부터 발생하는 열을 전달하는 금속망을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전열부는, 사각형의 판 형상인 제1 평판과, 직사각형의 긴 띠 형상으로 상기 제1 평판의 상면에 서로 이격되어 인쇄되는 복수의 PTC(Positive Temperature Coefficient) 카본사와, 상기 복수의 PTC 카본사의 일측으로부터 이격되어 상기 복수의 PTC 카본사의 인쇄방향과 동일하게 형성되는 제1 수직실버페이스트와, 상기 복수의 PTC 카본사의 타측으로부터 이격되어 상기 복수의 PTC 카본사의 인쇄방향과 동일하게 형성되는 제2 수직실버페이스트와, 상기 제1 수직실버페이스트로부터 연장형성되어 상기 복수의 PTC 카본사를 교차하여 형성되는 복수의 제1 수평실버페이스트와, 상기 제2 수직실버페이스트로부터 연장형성되어 상기 복수의 PTC 카본사를 교차하여 형성되되 상기 복수의 제1 수평실버페이스트의 사이에 각각 형성되는 복수의 제2 수평실버페이스트를 포함하는 실버페이스트부와, 상기 제1 수직실버페이스트와 상기 제2 수직실버페이스트 상에 각각 형성되는 전극판과, 내측에 상기 카본사, 실버페이스트부 및 전극판을 수용하며, 상기 제1 평판에 대향하여 접합되는 제2 평판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 모헤어판의 상부의 적설량, 기온, 표면온도를 포함하는 환경데이터를 감지하는 감지부와, 상기 환경데이터를 외부의 단말과 통신을 통해 전달하는 전자태그를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트의 제조방법은, 열 전도성을 가지는 고무판을 준비하는 단계와, 상기 고무판의 상부에 전기에 의해 발열되는 전열부를 배열하는 단계와, 상기 전열부의 상부에 모헤어판을 준비하는 단계와, 상기 모헤어판의 하부면에 고무 코팅하는 단계와, 상기 고무판과 상기 모헤어판을 열압착하는 단계를 포함한다.
이에 따라, 고무 코팅을 이용하여 고무판을 대체함으로써 제설매트의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 결빙시 전자태그를 통해 사용자 단말로 위험을 경고할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트의 구성도,
도 2는 도 1에 따른 결빙 방지용 제설매트의 단면도,
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트의 구성도,
도 5는 도 1에 따른 결빙 방지용 제설매트 중 전자태그를 이용한 실시예를 설명하기 위한 예시도,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트의 제조방법을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트의 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 결빙 방지용 제설매트의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트(100)는, 고무판(110), 전열부(120), 모헤어판(130)을 포함한다.
고무판(110)은 바닥에 위치하는 고무재질의 판부재이다. 고무판(110)의 상부에는 후술하는 전열부(120) 및 모헤어판(130)이 순차적으로 위치하게 된다. 고무판(110)은 사각형, 삼각형, 원형 등 사용자의 설정에 의해 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 고무판(110)은 가옥의 경사진 지붕에 접착제 등에 의해 부착되도록 하는 것도 가능하다. 고무판(110)은 사용자의 설정에 의해 그 두께가 달리 설정될 수 있다.
또한, 고무판(110)은 고무재질의 판부재로 열전도 성질을 가질 수 있다. 예를 들어, 고무판(110)은 폴리디오록노 실록산, 보강성 실리카, 실란결합제, 백금 화합물 등이 포함되 실리콘 고무조성물로 구현할 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 고무판(110)은은 후술하는 전열부(120)로부터 발생하는 열을 유지하는 역할도 한다. 고무판(110)은 고무 코팅(135)에 의해 후술하는 모헤어판(130)과 열압착되어 접합된다. 이 경우, 고무판(110) 및 모헤어판(130)의 결합 두께는 줄어들 수 있다.
또한, 고무판(110)의 상부 또는 하부에는 페라이트층(도시하지 않음)이 코팅될 수 있다. 페라이트층은 자성체 성분으로 전열선을 통해 발생하는 전자파를 차폐하는 역할을 한다. 페라이트층은 고무판(110)의 하부에 형성되는 경우 고무 코팅과 기 설정된 비율로 혼합되어 코팅되는 것도 가능하다. 페라이트층의 두께는 사용자 설정에 의해 달라질 수 있다.
전열부(120)는 고무판(110)의 상부에 형성되어 전기에 의해 발열되는 부재이다. 예를 들어, 전열부(120)는 구리 또는 이에 준하는 열전도성의 금속 와이어로 형성되어 외부의 전원으로부터 전기를 공급받아 발열할수 있다. 전열부(120)의 하부에는 제2 고무판(120)이 위치하고, 상부에는 후술하는 금속망(440)이 위치하여 결빙 방지용 제설매트(100)의 평판영역에 골고루 열이 전달될 수 있다. 전열부(120)는 복수의 결빙 방지용 제설매트(100)가 서로 연결되어 전기를 전달할 수 있도록 연결될 수 있다. 전열부(120)가 금속 와이어로 형성되는 경우 기 설정된 간격으로 절곡되어 발열 면적을 증가시킬 수 있다. 이 경우, 전열부(120)는 열전도율에 따라 단면적, 길이를 조절하여 저항성분을 조절할 수 있다.
한편, 전열부(120)는 PTC 카본 잉크를 이용한 면상 발열체를 이용하여 형성할 수 있다. 이와 같은 전열부(120)는 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 도 1에 따른 결빙 방지용 제설매트 중 전열부를 면상 발열체 형태로 구현한 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 전열부(120)는 제1 평판(121), PTC 카본사(123), 실버페이스트부(125), 전극부(137) 및 제2 평판(129)을 포함한다.
제1 평판(121)은 사각형의 판 형상으로, 카본 잉크가 인쇄되는 기본판이다. 예를 들어, 제1 평판(121)은 PET(Poly Ethylene Terephthalate)필름을 사용할 수 있다.
PTC 카본사(123)는 직사각형의 긴 띠 형상으로 제1 평판(121)의 상면에 서로 이격되어 인쇄되는 발열 잉크체이다. 이 경우, PTC(Positive Temperature Coefficient) 카본사(133)는 주위의 온도가 높아짐에 따라 저항값이 올라가는 재료면 어떠한 것이든지 사용가능하며, 폴리에틸렌(Poly Ethylene)수지에 카본 등의 물질이 섞인 PTC소재가 사용될 수 있다. PTC 카본사(123)는 후술하는 실버페이스트부(125)에 의해 복수의 셀로 나누어져 각 셀이 독립적으로 발열할 수 있다.
실버페이스트부(125)는 PTC 카본사(123)가 인쇄된 제1 평판(121) 상에 인쇄되는 전기 전달체이다. 보다 구체적으로, 실버페이스트부(125)는 제1 수직실버페이스트(125-1), 제2 수직실버페이스트(125-2), 제1 수평실버페이스트(125-3) 및 제2 수평실버페이스트(125-4)를 포함한다.
실버페이스트부(125)의 제1 수직실버페이스트(125-1)는 복수의 PTC 카본사(123)의 일측으로부터 이격되어 복수의 PTC 카본사(123)의 인쇄방향과 동일하게 형성된다.
실버페이스트부(125)의 제2 수직실버페이스트(125-2)는 복수의 PTC 카본사(123)의 타측으로부터 이격되어 복수의 PTC 카본사(123)의 인쇄방향과 동일하게 형성된다.
실버페이스트부(125)의 제1 수평실버페이스트(125-3)는 제1 수직실버페이스트(125-1)로부터 연장형성되어 복수의 PTC 카본사(123)를 교차하여 형성된다. 이 경우, 제1 수평실버페이스트(125-3)는 복수의 PTC 카본사(123)를 복수의 셀로 분할하게 된다. 또한, 제1 수평실버페이스트(125-3)는 복수 개로 형성될 수 있다.
실버페이스트부(125)의 제2 수평실버페이스트(125-4)는 제2 수직실버페이스트(125-2)로부터 연장형성되어 복수의 PTC 카본사(123)를 교차하여 형성된다. 이 경우, 제2 수평실버페이스트(125-4)는 복수의 PTC 카본사(123)를 복수의 셀로 분할하게 된다. 또한, 제2 수평실버페이스트(125-4)는 복수 개로 형성되며, 각각의 제2 수평실버페이스트(125-4)는 복수의 제1 수평실버페이스트(125-3)의 사이에 교대로 형성될 수 있다.
이와 같이, 실버페이스트부(125)에 의해 복수의 PTC 카본셀이 형성되며, 각각의 PTC 카본셀은 주위 온도에 따라 기 설정된 저항값을 가지는 온도로 발열되거나 발열을 중단할 수 있게 된다. 따라서, 온도 조절형 케이스(100) 내부의 내용물의 온도가 기 설정된 온도 이하로 떨어지는 경우 이를 발열시켜 PTC 카본셀의 온도가 증가하게 된다. 또한, 내용물의 온도가 기 설정된 온도 이상으로 올라가는 경우 PTC 카본셀의 온도는 더 이상 증가하지 않아 화재의 위험에서 벗어날 수 있다.
전극판(127)은 제1 수직실버페이스트(125-1)와 제2 수직실버페이스트(125-2) 상에 각각 형성되어 외부의 전원으로부터 전기를 공급한다.
제2 평판(129)은 내측에 카본사(133), 실버페이스트부(125) 및 전극판(127)을 수용하며, 제1 평판(121)에 대향하여 접합된다. 예를 들어, 제2 평판(129)는 제1 평판(121)과 동일한 재질로 형성될 수 있으며, PET(Poly Ethylene Terephthalate)필름을 사용할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 모헤어판(130)은 전열부(120)의 상부에 형성된다. 모헤어판(130)은 하부의 고무판(110)과 연결되어 형성된다. 예를 들어, 모헤어판(130)은 일면이 고무 코팅(135)이 형성되고, 고무판(110)의 하부에 위치하는 고무판(110)에 열접착되어 고정된다. 모헤어판(130)은 사용자가 발로 밟을 때 먼지 등의 이모질이 묻어나는 부재이다. 모헤어판(130)의 형상은 고무판(110)과 실질적으로 대응하는 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제설매트(100)의 두께를 얇게 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트(400)는 고무판(410), 전열부(420), 모헤어판(430) 및 금속망(440)을 포함한다. 이 경우, 고무판(410), 전열부(420) 및 모헤어판(430은 도 1에 따른 고무판(110), 전열부(120), 모헤어판(130)과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
금속망(440)은 전열부(420)의 상부에 위치하여 전열부(420)로부터 발생하는 열을 전달하는 부재이다. 금속망(440)은 열전도성의 금속부재가 격자 형태로 연결되어 망을 형성한다. 금속망(440)은 구리 또는 이에 준하는 열전도성 금속부재로 형성될 수 있다. 금속망(440)의 형상은 고무판(110)에 대응하여 형성될 수 있다. 금속망(440)의 두께는 사용자 설정에 의해 달라질 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트(400)는 방수판(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 방수판은 모헤어판(430)의 상부에 형성되는 방수재질의 부재이다. 방수판은 결빙 방지용 제설매트(400)가 지붕 등에 설치된 경우 비나 눈에 의해 습기가 내부로 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 방수판은 필름 형태로 모헤어판(440)의 상부에 형성될 수 있다.
도 5는 도 4에 따른 결빙 방지용 제설매트 중 전자태그를 이용한 실시예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 결빙 방지용 제설매트(500)는 감지부(501) 및 전자태그(503)를 더 포함할 수 있다. 감지부(501)는 모헤어판의 상부의 적설량, 기온, 표면온도를 포함하는 환경데이터를 감지한다. 감지부(501)는 결빙 방지용 제설매트의 상부에 쌓인 눈의 적설량에 따른 압력을 감지하거나, 조도감지를 통해 눈의 적설여부를 감지할 수 있다. 또한, 감지부(501)는 결빙 방지용 제설매트의 온도와 기온을 동시에 감지할 수 있다. 이러한 감지정보는 결빙 방지용 제설매트의 적설량 및 고드름 생성여부를 판단하여 전열량을 조절하는데 이용될 수 있다.
또한, 전자태그(503)는 환경데이터를 외부의 단말(10)과 통신을 통해 전달할 수 있다. 전자태그(503)는 RF태그, NFC태그, 비콘과 같은 블루투스 태그일 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 전자태그(503)는 환경데이터에 따라 경고문구를 외부의 단말(10)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 급작스런 기온 하강 및 폭설에 따라 결빙이 예상되는 경우에는 외부의 단말(10)로 "미끄럼 주의!"와 같이 문자 또는 음성 형태의 경고신호가 전송될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 결빙에 따른 낙상사고를 예방할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결빙 방지용 제설매트의 제조방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 열 전도성을 가지는 고무판(610)을 준비한다. 다음으로, 고무판(610)의 상부에 전기에 의해 발열되는 전열부(620)를 배열한다. 다음으로, 전열부(620)의 상부에 모헤어판(630)을 준비한다. 다음으로, 모헤어판(630)의 하부면에 분사 노즐(601)을 이용하여 고무 코팅(635)을 한다. 다음으로, 고무판(610)과 모헤어판(630)을 가압챔버(602)를 이용하여 열압착한다. 이 경우, 가압챔버(602)는 180℃의 온도에서 압착할 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.
100 : 결빙 방지용 제설매트
110 : 고무판
120 : 전열부
121 : 제1 평판
123 : PTC 카본사
125 : 실버페이스트부
125-1 : 제1 수직실버페이스트
125-2 : 제2 수직실버페이스트
125-3 : 제1 수평실버페이스트
125-4 : 제2 수평실버페이스트
127 : 전극판
129 : 제2 평판
130 : 모헤어판
135 : 고무 코팅
400 : 결빙 방지용 제설매트
410 : 고무판
420 : 전열부
430 : 모헤어판
435 : 고무 코팅
440 : 금속망
500 : 결빙 방지용 제설매트
501 : 감지부
503 : 전자태그
600 : 결빙 방지용 제설매트
601 : 분사노즐
602 : 가압챔버
610 : 고무판
620 : 전열부
630 : 모헤어판
635 : 고무 코팅

Claims (5)

  1. 바닥에 위치하되, 상부에 페라이트층이 코팅되는 고무판;
    상기 고무판의 상부에 형성되어 전기에 의해 발열되는 전열부;
    상기 전열부의 상부에 위치하되, 일면이 고무 코팅되어 상기 전열부와 열압착되는 모헤어판;
    상기 전열부의 상부에 격자형태로 위치하여 상기 전열부로부터 발생하는 열을 전달하는 금속망;
    상기 모헤어판의 상부의 적설량, 기온, 표면온도를 포함하는 환경데이터를 감지하되, 상기 적설량에 따른 압력 또는 조도를 감지하여 전열량을 조절하도록 하는 감지부; 및
    상기 환경데이터를 외부의 단말과 통신을 통해 전달하고, 결빙이 예상되는 경우에는 경고문구를 상기 외부의 단말로 전송하는 전자태그를 포함하는 결빙 방지용 제설매트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전열부는,
    사각형의 판 형상인 제1 평판;
    직사각형의 긴 띠 형상으로 상기 제1 평판의 상면에 서로 이격되어 인쇄되는 복수의 PTC(Positive Temperature Coefficient) 카본사;
    상기 복수의 PTC 카본사의 일측으로부터 이격되어 상기 복수의 PTC 카본사의 인쇄방향과 동일하게 형성되는 제1 수직실버페이스트와, 상기 복수의 PTC 카본사의 타측으로부터 이격되어 상기 복수의 PTC 카본사의 인쇄방향과 동일하게 형성되는 제2 수직실버페이스트와, 상기 제1 수직실버페이스트로부터 연장형성되어 상기 복수의 PTC 카본사를 교차하여 형성되는 복수의 제1 수평실버페이스트와, 상기 제2 수직실버페이스트로부터 연장형성되어 상기 복수의 PTC 카본사를 교차하여 형성되되 상기 복수의 제1 수평실버페이스트의 사이에 각각 형성되는 복수의 제2 수평실버페이스트를 포함하는 실버페이스트부;
    상기 제1 수직실버페이스트와 상기 제2 수직실버페이스트 상에 각각 형성되는 전극판; 및
    내측에 상기 카본사, 실버페이스트부 및 전극판을 수용하며, 상기 제1 평판에 대향하여 접합되는 제2 평판을 포함하는 결빙 방지용 제설매트.
  4. 삭제
  5. 결빙 방지용 제설매트의 제조방법에 있어서,
    상부에 페라이트층이 코팅되며, 열 전도성을 가지는 고무판을 준비하는 단계;
    상기 고무판의 상부에 전기에 의해 발열되는 전열부를 배열하는 단계;
    상기 전열부의 상부에 격자형태로 위치하여 상기 전열부로부터 발생하는 열을 전달하는 금속망을 위치시키는 단계;
    상기 전열부의 상부에 모헤어판을 준비하는 단계;
    상기 모헤어판의 하부면에 고무 코팅하는 단계; 및
    상기 고무판과 상기 모헤어판을 열압착하는 단계를 포함하고,
    상기 제설매트는,
    상기 모헤어판의 상부의 적설량, 기온, 표면온도를 포함하는 환경데이터를 감지하되, 상기 적설량에 따른 압력 또는 조도를 감지하여 전열량을 조절하도록 하는 감지부; 및
    상기 환경데이터를 외부의 단말과 통신을 통해 전달하고, 결빙이 예상되는 경우에는 경고문구를 상기 외부의 단말로 전송하는 전자태그를 포함하는 결빙 방지용 제설매트의 제조방법.
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