KR101877538B1 - 발열 발판 부재 및 이를 포함하는 워크웨이 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재는 지지판(10), 상기 지지판(10) 위에 위치하는 단열 부재(20), 상기 단열 부재(20) 위에 위치하며 탄소 나노 튜브를 포함하는 면상 발열 부재(30), 그리고 상기 면상 발열 부재(30)를 덮는 발판 부재(40)를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 발열 발판 부재 및 이를 포함하는 워크웨이에 관한 것으로, 구체적으로는 면상 발열 부재를 활용한 발열 발판 부재 및 이를 포함하는 워크웨이에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube, CNT)에 의한 면상 발열 부재를 활용한 발열 발판 부재 및 이를 포함하는 워크웨이에 관한 것이다.
지구 온난화의 영향으로 북극해 해빙이 유실됨에 따라 러시아 부근의 북동 항로와 캐나다 부근의 북서 항로에 대한 관심이 증가하고 있다. 북극해 지역은 많은 자원이 있으며, 새로 부각되는 관광지로 알려지고 있어 극지 유전의 개발에 따른 수송, 보급 및 관광 목적으로 극지 항로 개발에 관한 연구가 활발해지고 있다.
미국과 캐나다 연구진이 발표한 자료에 따르면, 현재 북극해 항로의 통행량은 2030년까지 전 세계 선박 통행량의 2%에 달하며, 2050년 5%에 이를 것으로 예상되나, 최근 지구 온난화의 영향으로 북극해 항로의 개방 시기가 점차 앞당겨질 가능성이 매우 높게 여겨지고 있다.
극지 해역은 일반 해역과 달리 빙상 환경이라는 특수성이 있기에 부품소재 측면의 연구 개발과는 별도로 환경 위험도를 고려하여 접근이 필요한 상황이다. 특히 극지의 환경조건은 평균 대기 온도가 약 -52℃에 이르고, 극심한 태양 방사선 해역에 떠 있는 빙산들로 인해서 개발에 상당한 어려움이 있다.
극지방과 같이 외부 기온이 낮은 지역의 항해 시에는 저온 외기에 노출된 구조물들이 얼지 않도록 하는 히팅 시스템이 필요하다. 특히, 선박에서 도어나 해치 커버 등과 같은 구조물들이 결빙되는 경우, 오작동 또는 동작 불능의 상태가 될 수 있으므로, 이러한 구조물의 원활한 작동을 위해서도 히팅 시스템이 필요하다.
한편, 극지방과 같이 외부 기온이 낮은 지역을 운항하는 선박에 있어 갑판의 상부에 마련된 통행로와 같이 외부로 노출된 통행로는 외기에 영향을 직접적으로 받을 수 밖에 없어 노면은 쌓인 눈이나 수분, 물기 등의 결빙으로 인해 매우 미끄러운 상태가 되기 때문에 보행자의 통행 또는 작업자의 작업에 많은 지장을 주고 있다.
이에 따라 선박에 있어 외부로 노출된 통행로에 대한 결빙을 방지하여 보행자에 대한 통행의 안전을 확보해야 하는 필요성이 대두되고 있다.
이를 위해 한국 공개특허 제10-2010-0038517호(특허문헌 1)에서는, 선체의 갑판에 형성된 통행로를 상부가 개구된 형태로서 다수로 분할하는 플랫바아와, 블랫바아에 의해 형성되는 수용공간부로 배설되어 통전 시 발열하는 발열케이블과 발열케이블에 전원을 공급하는 배선케이블과, 발열케이블과 배선케이블을 플랫바아에 의해 형성되는 수용공간부 내에 매설하도록 포설되는 혼합제를 함유한 폴리우레탄 수지를 구비하는 것을 특징으로 하는 선박 갑판용 발열통행로를 개시하고 있다.
그러나 상기 특허문헌 1에서 개시하고 있는 선박 갑판용 발열통행로의 경우에는 발열케이블 자체가 폴리우레탄수지에 의해 매설됨에 따라 발열케이블의 손상 또는 유지보수시 폴리우레탄 수지를 모두 제거해야 하는 문제점이 있으며, 이 경우에 폴리우레탄 수지는 모두 훼손되어 재사용이 불가능한 문제점이 있었다.
한편, 이를 극복하고자 한국 등록특허 제10-1074720호(특허문헌 2)에서는, 선박 갑판 상에 결합되고 하단이 개방된 사각함체 형상으로 형성되는 베드케이스와, 상기 베드케이스의 하부면에 배열되는 발열케이블과, 상기 발열케이블의 하부에 분리가능하게 적층되는 단열블럭과, 상기 단열블럭의 하부에 적층되어 상기 베드케이스에 분리가능하게 결합되는 단열커버가 포함되는 선박 갑판용 발열통행로를 개시하고 있으나, 이 경우 발열케이블이 베드케이스 내부에 노출되어 있어 외부로의 열손실이 있음은 물론, 발열케이블이 베드케이스의 하부면과 면접되는 면적이 제한적인 바 극지방과 같은 혹한의 조건에서 베드케이스 전체에 열이 신속하게 전달되는데 한계가 있었다.
또한 상기 특허문헌 1 및 2 모두 발열체로서 발열케이블과 같은 선상 발열체를 사용하고 있기 때문에, 발열케이블이 지나가는 부분에 한정되어 결빙을 억제하거나 해빙할 수 있을 뿐 면상 전체에 대한 균일한 발열이 어려워 부분적으로는 결빙을 억제할 수 없거나 해빙할 수 없는 단점을 가지고 있고, 선상 발열체의 부식 등으로 인한 단선이나 오작동 등의 우려가 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 면 전체에 균일하게 발열이 가능한 면상 발열 부재를 활용하여 보행자의 안전은 물론 작업자의 작업 능률을 향상시킬 수 있는 발열 발판 부재 및 이를 포함하는 워크웨이를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 극지 운항 시 저온에서도 구동이 가능한 면상 발열 부재가 적용된 발열 발판 부재 및 이를 포함하는 워크웨이를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 필요 공간에 적당한 넓이로 워크웨이를 만들 수 있도록 편의성을 증대시킨 발열 발판 부재를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 발열 발판 부재는 지지판(10), 상기 지지판(10) 위에 위치하는 단열 부재(20), 상기 단열 부재(20) 위에 위치하며 탄소 나노 튜브를 포함하는 면상 발열 부재(30), 상기 면상 발열 부재(30)를 덮는 발판 부재(40), 및 상기 면상 발열 부재(30)에 연결되는 전원 공급부(70)를 포함할 수 있다.
상기 면상 발열 부재(30)는 베이스 기판(31), 상기 베이스 기판(31) 위에 형성된 제1 전극(32)과 제2 전극(33), 및 상기 제1 전극(32) 및 상기 제2 전극(33)을 서로 연결하며 패턴화된 발열 페이스트층(34)을 포함할 수 있다.
상기 발열 페이스트층(34)은 사각 형상, 서로 이격된 복수의 직선 형상, 또는 사행 형상 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 발열 페이스트 층(34)은 탄소 나노 튜브를 포함하는 도전성 입자, 바인더 수지, 유기용매, 분산제 및 저항조절성분을 포함하는 발열 페이스트 조성물을 베이스 기판 위에 도포한 후 건조 및 경화하여 형성한 것으로, 상기 탄소 나노 튜브를 포함하는 도전성 입자는 상기 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 3.5 내지 36 중량부를 포함하고, 상기 저항조절성분은 상기 발열 페이스트 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
상기 저항조절성분은 규소(Si)일 수 있다.
상기 규소의 비표면적은 50㎡/g 내지 500㎡/g일 수 있다.
상기 규소의 pH값은 2.1 내지 6.2일 수 있다.
상기 발판 부재(40)는 평면부(41), 상기 평면부(41)의 가장자리로부터 하방으로 연장되어 상기 평면부(41)와 함께 삽입 공간(H)을 형성하는 측벽부(42)를 포함하고, 상기 삽입 공간(H)에 상기 면상 발열 부재(30), 상기 단열 부재(20) 및 상기 지지판(10)이 삽입될 수 있다.
상기 발판 부재(40)를 갑판(1)에 고정시키는 고정 부재(60)를 더 포함하고, 상기 고정 부재(60)는 상기 측벽부(42)에 부착되며 L 자 형상을 가지는 고정 브래킷(61), 및 상기 고정 브래킷(61)에 형성된 고정 홀을 관통하여 상기 고정 브래킷(61)을 상기 갑판(1)에 고정시키는 고정 볼트(62)를 포함할 수 있다.
상기 고정 볼트(62)는 상기 갑판(1)의 상부에 형성된 스터드 볼트일 수 있다.
상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 상기 면상 발열 부재(30), 및 상기 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 부재(50)를 더 포함하고, 상기 체결 부재(50)는 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 상기 면상 발열 부재(30), 및 상기 발판 부재(40)에 각각 형성된 체결 홀(51), 상기 체결 홀(51)을 관통하여 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 상기 면상 발열 부재(30), 및 상기 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 볼트(52), 및 상기 체결 볼트(52)와 결합하는 체결 너트(53)를 포함할 수 있다.
상기 체결 홀(51)은 상기 지지판(10)에 형성된 복수의 제1 체결 홀(10a), 상기 단열 부재(20)에 형성된 복수의 제2 체결 홀(20a), 상기 면상 발열 부재(30)에 형성된 복수의 제3 체결 홀(30a), 및 상기 발판 부재(40)에 체결된 복수의 제4 체결 홀(40a)을 포함하고, 상기 제1 체결 홀(10a), 상기 제2 체결 홀(20a), 상기 제3 체결 홀(30a), 및 상기 제4 체결 홀(40a)은 서로 대응하는 위치에 위치할 수 있다.
상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 부재(50)를 더 포함하고, 상기 체결 부재(50)는 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 발판 부재(40)의 최외각 지역에 각각 형성된 체결 홀(51), 상기 체결 홀(51)을 관통하여 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 볼트(52), 및 상기 체결 볼트(52)와 결합하는 체결 너트(53)를 포함하며, 상기 면상 발열 부재(30)는 상기 발판 부재(40)와 상기 단열 부재(20) 사이에 위치하되, 상기 체결 홀(51)이 관통하는 부위와 겹치지 않는 넓이로 구성하여 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 발판 부재(40)가 상기 체결 볼트(52) 및 체결 너트(53)에 의해 결합에 의해 밀착됨에 따라 상기 발판 부재(40)측으로 밀착될 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 면상 발열 부재(30)는 발판 부재(40) 또는 단열 부재(20)에 접착물질또는 테이핑을 통해 부착될 수 있다.
상기 면상 발열 부재(30)는 발판 부재(40)에 자석을 통해 부착될 수 있다.
상기 지지판(10)의 하부에는 지지 부재(80)가 형성될 수 있다.
상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 상기 면상 발열 부재(30), 및 상기 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 부재(50)를 더 포함하고, 상기 체결 부재(50)는 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 면상 발열 부재(30)에 각각 형성된 체결 홀(51); 상기 발판 부재(40)의 내부 하측면에 형성되되, 상기 체결 홀(51)을 관통하며 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 면상 발열 부재(30)를 동시에 체결하는 스터드 볼트; 및 상기 스터드 볼트와 결합하는 체결 너트를 포함할 수 있다.
상기 단열 부재(20)와 상기 면상 발열 부재(30) 사이에 열반사부재를 더 포함할 수 있다.
상기 발판 부재(40)와 상기 면상 발열 부재(30) 사이에 열확산부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 워크웨이는 전술한 복수개의 발열 발판 부재(100), 및 상기 발열 발판 부재(100)를 서로 연결하는 연결 부재(200)를 포함하고, 상기 연결 부재(200)는 어느 하나의 발열 발판 부재(110)에 설치된 제1 연결 부재(210), 상기 어느 하나의 발열 발판 부재(110)에 인접하는 다른 발열 발판 부재(120)에 설치된 제2 연결 부재(220), 상기 제1 연결 부재(210)와 상기 제2 연결 부재(220)를 서로 연결하는 연결 볼트(230) 및 연결 너트(240)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발열 발판 부재 및 이를 포함하는 워크 웨이가 탄소 나노 튜브를 포함하는 면상 발열 부재를 포함함으로써, 면 전체에 균일하게 발열이 가능하여 결빙을 제거하는 동시에 미끄러짐을 방지할 수 있어 안전 사고에 대비할 수 있고, 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
또한, 저온에서도 구동이 가능한 면상 발열 부재를 통해 극지 운항 시에 있어서도 효율적인 방한조치(Winterization)를 실현할 수 있다.
또한, 복수개의 발열 발판 부재를 연결 부재를 이용하여 연결함으로써, 필요한 공간에 적당한 넓이로 워크웨이를 만들 수 있어 적용 편의성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 면상 발열 부재의 다양한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재에 있어 지지 부재가 마련된 지지판의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재에 있어 지지 부재가 마련된 발열 발판 부재의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 발판 부재의 분해 사시도이다.
도 9 및 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재를 포함하는 워크웨이의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 면상 발열 부재의 다양한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재에 있어 지지 부재가 마련된 지지판의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재에 있어 지지 부재가 마련된 발열 발판 부재의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 발판 부재의 분해 사시도이다.
도 9 및 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재를 포함하는 워크웨이의 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
[제 1 실시예]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 평면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재(100)는 차례로 적층되는 지지판(10), 단열 부재(20), 면상 발열 부재(30), 그리고 발판 부재(40)를 포함한다. 그리고, 발열 발판 부재(100)는 지지판(10), 단열 부재(20), 면상 발열 부재(30), 그리고 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 부재(50)를 더 포함한다.
체결 부재(50)는 지지판(10), 단열 부재(20), 면상 발열 부재(30), 그리고 발판 부재(40)에 각각 형성된 체결 홀(51), 체결 홀(51)을 관통하는 체결 볼트(52), 그리고 체결 볼트(52)와 결합하는 체결 너트(53)를 포함할 수 있다. 체결 볼트(52)는 지지판(10), 단열 부재(20), 면상 발열 부재(30), 그리고 발판 부재(40)에 각각 형성된 체결 홀(51)을 관통할 수 있다. 이러한 체결 홀(51)은 지지판(10)에 형성된 복수의 제1 체결 홀(10a), 단열 부재(20)에 형성된 복수의 제2 체결 홀(20a), 면상 발열 부재(30)에 형성된 복수의 제3 체결 홀(30a), 그리고 발판 부재(40)에 체결된 복수의 제4 체결 홀(40a)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 5개의 제1 체결 홀, 5개의 제2 체결 홀, 5개의 제3 체결 홀, 그리고 5개의 제4 체결 홀을 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 체결 홀의 수와 위치는 다양한 변형이 가능하다.
또한, 추가의 실시예로 후술하는 바와 같이, 면상 발열 부재(30)에 형성된 발열 페이스트층(34)과 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)의 단락 문제가 발생하는 것을 막기 위해 면상 발열 부재에는 제3 체결 홀이 형성되지 않고(도 8 참조) 발판 부재(40) 또는 단열 부재(20)에 접착물질을 사용하여 상기 면상 발열 부재를 부착하거나 알루미늄 테이프 등에 의한 테이핑을 통해 부착할 수 있으며, 발판 부재 (40)에 자석 등을 사용하여 부착할 수도 있다.
지지판(10)은 사각 형상을 가지며, 면상 발열 부재(30)와 단열 부재(20)를 발판 부재(40) 측으로 밀착시켜 고정시킨다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 지지판(10)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
이러한 지지판(10)은 스틸(steel) 등의 재질로 형성할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 면상 발열 부재(30)와 단열 부재(20)를 발판 부재(40) 측으로 밀착시켜 고정시키는 역할을 하는 재질이라면 다양한 재질이 가능하다.
단열 부재(20)는 지지판(10) 위에 위치하며 사각 형상을 가질 수 있다. 이러한 단열 부재(20)는 면상 발열 부재(30)로부터 발생되는 열이 하부방향 즉, 지지판(10)측으로 방열되지 않도록 차단하는 동시에 열이 상측 즉, 발판 부재(40)로 전달되도록 하는 역할을 수행한다. 이러한 단열 부재(20)는 다양한 단열소재로 제조될 수 있으며, 예를 들면 EPDM 또는 NBR과 같은 소재를 일정 두께의 패널 형태로 발포성형한 고무 발포 단열재로 형성될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 단열 성능뿐만 아니라 탄성력을 모두 가지는 재질로 구성하는 것이 더 바람직하며, 이를 통해 상기 면상 발열 부재(30)가 발판 부재(40)의 하부면에 더욱 밀착되도록 할 수 있다. 단열 부재(20)에는 복수의 제1 체결 홀(10a)에 대응하는 위치에 제2 체결 홀(20a)이 형성될 수 있다.
또한, 단열 부재(20)와 면상 발열 부재(30) 사이에는 열반사부재(미도시)가 개재될 수 있으며, 열반사부재를 통해 면상 발열 부재(30)로부터 발생되는 열을 보다 더 효과적으로 상측, 즉, 발판 부재(40)로 전달되도록 할 수 있다.
면상 발열 부재(30)는 단열 부재(20) 위에 위치하며 대체적으로 사각 형상을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재의 면상 발열 부재의 다양한 실시예를 나타낸 도면으로, 탄소나노튜브를 활용한 면상 발열 부재를 도시하고 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 면상 발열 부재(30)는 베이스 기판(31), 베이스 기판(31) 위에 형성되는 제1 전극(32) 및 제2 전극(33), 그리고 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)을 서로 연결하며 패턴화된 발열 페이스트층(34)을 포함할 수 있다.
베이스 기판(31)은 단열 부재(20)와 대응하는 크기의 사각 형상을 가질 수 있다. 이러한 베이스 기판(31)은 내열성이 우수한 재질을 포함할 수 있다. 예컨대, 베이스 기판(31)은 내열성 플라스틱, 금속, 세라믹 등을 포함할 수 있다.
제1 전극(32) 및 제2 전극(33)은 서로 이격되어 마주보고 위치하는 선형의 전극일 수 있다. 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)은 전기 전도도가 높은 재질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)은 은, 구리, 알루미늄 등의 금속 페이스트, 금속 박막 등을 포함할 수 있다.
발열 페이스트층(34)은 탄소 나노 튜브(Carbon Nano Tube, CNT)가 함유된 발열 페이스트 조성물을 포함할 수 있다. 이러한 발열 페이스트층(34)은 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)과 다양한 형상으로 접촉할 수 있다.
도 4A에 도시한 바와 같이, 발열 페이스트층(34)은 사행(蛇行) 형상을 가질 수 있다. 즉, 발열 페이스트층(34)은 일정한 폭을 갖는 직선이 복수회 굴곡되어 지그재그로 배치되며 발열 페이스트층(34)의 양단부만이 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)과 접촉될 수 있다. 이러한 사행 형상의 발열 페이스트층(34)을 포함하는 면상 발열 부재(30)는 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)과 발열 페이스트층(34)의 접촉 면적이 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)의 전체 면적을 기준으로 5% 내지 30%이고, 발열 페이스트층(34)의 면적이 베이스 기판(31)의 면적을 기준으로 30% 내지 60%이므로, 상대적으로 저발열 및 저전력소모용 면상 발열 부재(30)일 수 있다.
또한, 도 4B에 도시한 바와 같이, 발열 페이스트층(34)은 사각 형상을 가질 수 있다. 즉, 발열 페이스트층(34)은 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)과, 제1 전극(32)과 제2 전극(33) 사이에 전체적으로 형성되는 사각 형상일 수 있다. 이러한 사각 형상의 발열 페이스트층(34)을 포함하는 면상 발열 부재(30)는 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)과 발열 페이스트층(34)의 접촉 면적이 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)의 전체 면적을 기준으로 35% 이상이고, 발열 페이스트층(34)의 면적이 베이스 기판(31)의 면적을 기준으로 60% 초과이므로, 상대적으로 고발열 및 고전력소모용 면상 발열 부재(30)일 수 있다.
또한, 도 4C에 도시한 바와 같이, 발열 페이스트층(34)은 서로 이격된 복수의 직선 형상을 가질 수 있다. 즉, 발열 페이스트층(34)은 일정한 폭을 갖고 가로 방향으로 연장된 복수의 직선이 일정한 간격으로 배치되고 각각의 직선의 양단부가 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)과 접촉될 수 있다. 이러한 서로 이격된 복수의 직선 형상의 발열 페이스트층(34)을 포함하는 면상 발열 부재(30)는 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)과 발열 페이스트층(34)의 접촉 면적이 제1 전극(32) 및 제2 전극(33)의 전체 면적을 기준으로 35% 이상이고, 발열 페이스트층(34)의 면적이 베이스 기판(31)의 면적을 기준으로 60% 초과이므로, 상대적으로 고발열 및 고전력소모용 면상 발열 부재(30)일 수 있다.
상기 발열 페이스트층(34)은 발열 페이스트 조성물을 베이스 기판(31) 위에 도포한 후 건조 및 경화함으로써 형성할 수 있다. 구체적으로, 발열 페이스트층(34)은 베이스 기판(31)의 표면에 발열 페이스트 조성물을 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄, 롤투롤 그라비아 인쇄, 콤마코팅, 롤투롤 콤마코팅, 플렉소, 임프린팅 또는 옵셋 인쇄 등에 의해 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 발열 페이스트 조성물은 저온에서도 구동이 가능한 발열 페이스트 조성물을 활용할 수 있으며, 탄소 나노 튜브를 포함하는 도전성 입자, 바인더 수지, 유기용매, 분산제 및 저항조절성분을 포함한다.
구체적으로 탄소 나노 튜브를 포함하는 도전성입자는 발열 페이스트 조성물 100중량부에 대하여 3.5 내지 36 중량부를 포함하고, 저항조절성분은 발열 페이스트 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 50 중량부를 포함한다.
상기 탄소 나노 튜브를 포함하는 도전성 입자는 탄소 나노 튜브 입자와 탄소 나노 입자를 포함하며, 탄소 나노 튜브 입자는 발열 페이스트 조성물 100중량부에 대하여 3 내지 6 중량부를 포함하고, 탄소 나노 입자는 0.5 내지 30 중량부를 포함한다.
상기 탄소 나노 튜브 입자는 단일벽 탄소 나노 튜브, 이중벽 탄소 나노 튜브, 다중벽 탄소 나노 튜브 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 예컨대 탄소 나노 튜브 입자는 다중벽 탄소 나노 튜브일 수 있으며 이때 직경은 5nm 내지 30nm일 수 있고, 길이는 3㎛ 내지 25㎛일 수 있다.
상기 탄소 나노 입자는 그라파이트 나노 입자일 수 있으며, 직경은 1㎛ 내지 25㎛일 수 있다.
상기 저항조절성분은 규소일 수 있으며, 이때 상기 규소의 비표면적은 50㎡/g 내지 500㎡/g일 수 있고, pH값은 2.1 내지 6.2일 수 있다.
이와 같은 발열 페이스트 조성물은 탄소 나노 튜브를 포함하는 도전성 입자와 저항조절성분인 규소를 포함함으로써, 저온에서도 구동 가능한 발열 페이스트 조성물을 제공할 수 있다.
열 변형률이 낮고 내열성능이 있어 단열재의 성분으로 활용되는 규소를, 발열 페이스트 조성물에 첨가함으로써 발열체가 저온 환경에서도 구동이 가능하도록 내한성을 보완시켜주는 역할을 한다.
보다 구체적으로는, 탄소 나노 튜브를 포함하는 도전성 입자를 포함하는 발열 페이스트 조성물에 있어 탄소 나노 튜브는 전자가 이동하는 통로의 역할을 수행한다. 이 때 전기에너지가 탄소 나노 튜브를 이동하며 열에너지로 바뀌어 발열하는 원리로 발열체가 구동하게 되는데, 이 과정에서 규소 성분은 전류의 흐름을 방해하는 저항조절성분으로 작용하게 되며 열변형률이 낮고 내열성능이 있는 규소를 추가하는 것에 의해 낮은 소비전력만으로도 종래와 동일한 면적에 대해 동일한 온도로 상승하는 효과를 가진다.
저항조절성분인 규소가 발열 페이스트 조성물 100중량부에 대해 5 중량부 미만일 경우 저온의 환경에서 저전력에 의한 구동 효과가 낮고, 반대로 50 중량부를 초과할 경우 발열체 제조용 페이스트의 접착 성능이 현저히 떨어진다.
바인더 수지는 발열 페이스트 조성물이 300℃ 가량의 온도 범위에서도 적용 가능한 내열성을 갖도록 하는 것으로, 발열 페이스 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 30 중량부를 포함한다.
바인더 수지로는 에폭시 아크릴레이트 도는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지의 블렌딩 수지를 포함할 수 있다.
여기에서 페놀계 수지는 페놀 및 페놀 유도체를 포함하는 페놀계 화합물을 의미하는데, 상기 페놀 유도체는 p-크레졸, o-구아이아콜, 크레오졸, 카테콜, 3-메톡시-1,2-벤젠디올, 호모카테콜, 비닐구아이아콜, 시링골, 이소-유제놀, 메톡시 유제놀, o-크레졸, 3-메틸-1,2-벤젠디올, (z)-2-메톡시-4-(1-프로페닐)-페놀, 2,6-디에톡시-4-(2-프로페닐)-페놀, 3,4-디메톡시-페놀, 4-에틸-1,3-벤젠디올, 레졸 페놀, 4-메틸-1,2-벤젠디올, 1,2,4-벤젠트리올, 2-메톡시-6-메틸페놀, 2-메톡시-4-비닐페놀 또는 4-에틸-2-메톡시-페놀 등일 수 있다.
예를 들어, 상기 바인더 수지는 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계 수지 100 내지 500 중량부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 페놀계 수지의 함량이 100 중량부 미만인 경우 발열 페이스트 조성물의 내열 특성이 저하되고, 500 중량부 초과인 경우 발열 페이스트 조성물의 유연성이 저하되어 취성이 증가한다.
이러한 바인더 수지는 발열 페이스트 조성물의 내열성을 향상시켜 저항변화를 낮추고 도막의 파손을 억제함과 아울러, 열팽창계수를 최소화하여 면상 발열 부재의 발열 시 발열 페이스트와 기판 간 접착을 유지할 수 있도록 한다.
유기 용매는 상기 도전성 입자와 상기 바인더 수지를 분산시켜 균일한 혼합을 가능하게 하는 것으로 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 29 내지 83 중량부를 포함한다.
유기 용매로는 카비톨 아세테이트, 부틸 카비톨 아세테이트, DBE(dibasic ester), 에틸카비톨, 에틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 부탄올 및 옥탄올로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합 용매일 수 있다.
한편, 분산을 위한 공정은 통상적으로 사용되는 다양한 방법들이 적용될 수 있으며, 예를 들어 초음파처리, 롤밀, 비드밀 또는 볼밀 과정을 통해 이루어질 수 있다.
분산제는 상기 도전성 입자와 상기 바인더 수지의 분산을 보다 용이하고 원활하게 하기 위한 것으로 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5 중량부를 포함한다.
분산제로는 Triton X-100과 같은 양쪽성 계면활성제, 도데실황산나트륨(SDS) 같은 이온성 계면활성제를 포함하여 당업계에서 활용되는 통상의 분산제일 수 있다.
한편, 상기 발열 페이스트 조성물에는 저항조절성분의 추가로 인한 접착성능의 저하를 보완하기 위해 추가의 접착증진제를 더 포함할 수 있다.
상기 접착증진제는 발열 페이스트 조성물의 배합 시 수지들 간의 접착력을 증진시키는 것으로 예를 들면 실란커플링제일 수 있다.
실란 커플링제는 에폭시 함유 실란 또는 머켑토 함유 실란일 수 있다. 이러한 실란 커플링제로는 예를 들면, 2-(3,4 에폭시 사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시트리메톡시실란, 3-글리독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란 등 에폭시가 함유된 것일 수 있고, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리에톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미도프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실란-N-(1,3-디메틸뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 등 아민기가 함유된 것일 수 있으며, 3-머켑토프로필메틸디메톡시실란, 3-머켑토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이트가 함유된 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등 머켑토가 함유된 것일 수 있다.
이러한 면상 발열 부재(30)에는 단열 부재(20)에 형성된 복수의 제2 체결 홀(20a)에 대응하는 위치에 복수의 제3 체결 홀(30a)이 형성될 수 있다. 복수의 제3 체결 홀(30a)은 제1 전극(32), 제2 전극(33) 및 발열 페이스트층(34)에는 형성되지 않는다. 복수의 제3 체결 홀(30a)이 제1 전극(32), 제2 전극(33) 및 발열 페이스트층(34)에 형성되는 경우에는 제3 체결 홀(30a)에 체결되는 체결 볼트(52)를 통해 전류가 흐를 수 있어 단락 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일실시예 따른 발열 발판 부재(100)에는 하나의 발열 발판 부재(100)에 하나의 면상 발열 부재(30)가 포함되는 것으로 하였으나, 크기와 목적, 필요 발열 온도 등에 따라 복수개의 면상 발열 부재로 나누어 구성할 수 있음은 물론이다(도 5 참조).
한편, 발판 부재(40)는 면상 발열 부재(30)를 덮을 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 발판 부재(40)는 평면부(41), 평면부(41)의 가장자리로부터 하방으로 연장되는 4개의 측벽부(42)를 포함할 수 있다.
평면부(41)의 표면에는 마찰력을 증가시키기 위한 미끄럼 방지 무늬(41a)가 형성되거나 논-스키드(Non-skid) 도료가 도포될 수 있다. 측벽부(42)는 평면부(41)와 함께 그 내측에 삽입 공간(H)을 형성할 수 있다. 이러한 삽입 공간(H)에 면상 발열 부재(30), 단열 부재(20) 및 지지판(10)이 삽입될 수 있다.
삽입 공간(H)에 면상 발열 부재(30), 단열 부재(20) 및 지지판(10)이 삽입고정된 상태에서 갑판(1)과 지지판(10) 간에는 소정의 이격거리가 존재한다. 이는 이 공간을 통해 선체에서 발생하는 물이 발열 발판 부재의 하부로 침투하는 경우라도 자유롭게 유동할 수 있게 하며 면상 발열 부재(30)에 물이 침투하여 누전이나 단락되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 발열 발판 부재의 하부로 침투한 물이 결빙되는 경우라도 지지판(10) 및 단열 부재(20)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 발열 발판 부재의 하부로 침투한 물이 자유롭게 유동하기 위해 상기 측벽부(42)에는 배수구멍(미도시)이 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 갑판(1)과 지지판(10) 간에 소정의 이격거리가 존재하는 삽입 공간(H)으로 인해 발열 발판 부재가 통행자, 작업자 또는 작업장비나 작업도구 등의 하중에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해 지지판(10)의 하부에는 지지 부재(80)를 더 구비할 수 있다(도 5 내지 7 참조).
이러한 발판 부재(40)에는 면상 발열 부재(30)에 형성된 제3 체결 홀(30a)에 대응하는 위치에 제4 체결 홀(40a)이 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 체결 홀(10a), 제2 체결 홀(20a), 제3 체결 홀(30a), 그리고 제4 체결 홀(40a)은 서로 대응하는 위치에 위치하므로, 이를 관통하는 체결 볼트(52)가 용이하게 체결 너트(53)와 체결됨으로써, 지지판(10), 단열 부재(20), 면상 발열 부재(30), 그리고 발판 부재(40)를 동시에 체결할 수 있다.
한편, 발열 발판 부재(100)는 발판 부재(40)를 갑판(1)에 고정시키는 고정 부재(60)를 더 포함한다.
고정 부재(60)는 측벽부(42)에 부착되는 고정 브래킷(61), 고정 브래킷(61)에 형성된 고정 홀을 관통하여 고정 브래킷(61)을 갑판(1)에 고정시키는 고정 볼트(62)를 포함할 수 있다.
고정 브래킷(61)은 4개의 측벽부(42) 중 서로 마주보는 2개의 측벽부(42)에 부착될 수 있다. 고정 브래킷(61)은 ㄴ자 형상을 가지며, ㄴ자 형상의 수직부는 발판 부재(40)의 측벽부(42)에 부착되며, ㄴ자 형상의 수평부는 갑판(1)에 부착될 수 있다. 본 실시예에서는 4개의 고정 브래킷(61)이 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 고정 브래킷의 수와 위치는 다양한 변형이 가능하다.
또한, 상기 고정 볼트(62)를 대신하여, 상기 갑판(1)의 상부에 용접 등에 의해 형성된 스터드 볼트와 너트를 통해 결합 고정할 수 있다.
또한, 상기 고정 브래킷(61)과 갑판(1) 사이에는 방진부재(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 통행자, 작업자 또는 작업장비나 작업도구 등 다양한 외부요인으로부터 발생되는 진동을 저감할 수 있다. 방진부재는 고무재질의 패드일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 발판 부재(40)와 면상 발열 부재(30) 사이에는 열확산부재(미도시)가 개재될 수 있으며, 열확산부재를 통해 면상 발열 부재(30)로부터 발생되는 열을 보다 더 효과적으로 상측, 즉, 발판 부재(40)로 전달되도록 할 수 있다.
발열 발판 부재(100)는 면상 발열 부재(30)에 연결되는 전원 공급부(70)를 더 포함할 수 있다. 전원 공급부(70)는 발판 부재(40)의 외부에 위치하는 외부 전원(71), 그리고 외부 전원(71)과 면상 발열 부재(30)를 연결하는 연결 케이블(73)을 포함할 수 있다(도 2, 3, 7 및 10 참조). 이러한 전원 공급부(70)는 면상 발열 부재(30)의 제1 전극(32) 또는 제2 전극(33)에 전원을 공급하여 면상 발열 부재(30)가 발열하도록 한다.
본 실시예에서는 외부 전원을 통해 면상 발열 부재에 전원을 공급하는 구조를 도시하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 독립 전원인 배터리 등을 발열 발판 부재에 부착하는 구조도 가능하다.
[제 2 실시예]
다음으로, 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다. 도 1 내지 도 3에 도시한 실시예와 다른 점은 면상 발열 부재(30)에는 체결홀이 형성되지 않으며, 발판 부재(40), 단열 부재(20), 지지판(10)의 최외각 지역(사각형의 꼭지점 부근)에 체결홀(51)을 형성하여 볼트(52)와 너트(53) 결합에 의해 이들을 체결하되 면상 발열 부재(30)는 그 면적을 다소 작게 하여 체결홀이 관통하는 부위와 겹치지 않도록 구성하는 점에 있으며, 이 외의 사항은 도 1 내지 도 3에 도시한 실시예와 동일하다.
이때 면상 발열 부재(30)는 발판 부재와 단열 부재 사이에 위치하며, 발판 부재와 단열 부재 및 지지판이 볼트와 너트 결합에 의해 밀착됨에 따라 자연스럽게 발판 부재 측에 밀착될 수 있도록 구성된다.
이로 인해, 면상 발열 부재(30)에는 체결홀을 형성하지 않을 수 있으며, 체결홀을 형성할 경우 발생할 가능성이 있는 단락 등의 문제를 해결할 수 있다.
이 경우, 면상 발열 부재(30)는 발판 부재(40) 또는 단열 부재(20)에 접착물질을 사용하여 추가로 부착하는 것이 가능하며 접착물질은 고온에서도 접착이 가능한 실란트일 수 있다. 또한, 알루미늄 테이프 등에 의한 테이핑을 통해 부착하는 것도 가능하며 자석 등을 이용하여 발판 부재(40)에 부착할 수 있다.
[제 3 실시예]
다음으로, 도 5 내지 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다. 도 1 내지 도 3에 도시한 실시예와 다른 점은 지지판(10), 단열 부재(20), 면상 발열 부재(30), 및 발판 부재(40)를 체결하기 위한 체결 부재(50)로서, 별도의 체결 볼트(52)를 활용하는 것을 대신하여, 상기 발판 부재(40) 내측의 하부면에 스터드 볼트를 용접 등에 의해 형성하고 이러한 스터드 볼트가 면상 발열 부재(30), 단열 부재(20), 지지판(10)에 각각 형성된 체결 홀을 관통하고 체결 너트(53)에 의해 체결되는 것을 특징으로 한다.
이는 발판 부재(40)에 체결 홀이 관통될 경우 발판 부재(40) 상단에 고인 물 등이 체결 홀로 스며들어 하부에 있는 면상 발열 부재(30)로 침투할 우려가 있고, 이로 인해 단선 또는 단락이 발생할 문제가 있으며, 본 실시예에 따를 경우 이러한 문제를 원천적으로 해결할 수 있다.
본 실시예에 있어서도 앞선 제 2 실시예와 마찬가지로 면상 발열 부재(30)에는 체결홀이 형성되지 않을 수 있으며, 단열 부재(20), 지지판(10)의 최외각 지역(사각형의 꼭지점 부근)에 체결홀(51)을 형성하여 상기 발판 부재(40)의 스터드 볼트와 너트(53) 결합에 의해 이들을 체결하되 면상 발열 부재(30)는 그 면적을 다소 작게 하여 체결홀이 관통하는 부위와 겹치지 않도록 구성할 수 있음은 물론이다.
이때 면상 발열 부재(30)는 발판 부재와 단열 부재 사이에 위치하며, 발판 부재와 단열 부재 및 지지판이, 발판 부재의 내부 하측면에 형성된 스터드볼트와 너트 결합에 의해 밀착됨에 따라 자연스럽게 발판 부재 측에 밀착될 수 있도록 구성된다.
이로 인해, 면상 발열 부재(30)에는 체결홀을 형성하지 않을 수 있으며, 체결홀을 형성할 경우 발생할 가능성이 있는 단락 등의 문제를 추가로 해결할 수 있다.
이 경우, 면상 발열 부재(30)는 발판 부재(40) 또는 단열 부재(20)에 접착물질을 사용하여 추가로 부착하는 것이 가능하며 접착물질은 고온에서도 접착이 가능한 실란트일 수 있다. 또한, 알루미늄 테이프 등에 의한 테이핑을 통해 부착하는 것도 가능하며 자석 등을 이용하여 발판 부재(40)에 부착할 수 있다.
또한, 앞선 제 1 실시예와 마찬가지로, 갑판(1)과 지지판(10) 간에 소정의 이격거리가 존재하는 삽입 공간(H)으로 인해 발열 발판 부재가 통행자, 작업자 또는 작업장비나 작업도구 등의 하중에 의해 변형되는 것을 방지하기 위해 지지판(10)의 하부에는 지지 부재(80)를 더 구비할 수 있다(도 5 내지 7 참조).
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재를 복수개 형성하고 이들을 서로 연결하여 형성된 워크웨이에 대해 이하에서 도 9 및 10을 참조하여 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재를 포함하는 워크웨이의 사시도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 발판 부재를 포함하는 워크웨이(300)는 복수개의 발열 발판 부재(100), 그리고 발열 발판 부재(100)를 서로 연결하는 연결 부재(200)를 포함한다.
복수개의 발열 발판 부재(100)는 서로 인접하여 위치하고 있는 제1 발열 발판 부재(110)와 제2 발열 발판 부재(120)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 발열 발판 부재(100)는 차례로 적층되는 지지판(10), 단열 부재(20), 면상 발열 부재(30), 그리고 발판 부재(40)를 포함한다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 연결 부재(200)는 제1 발열 발판 부재(110)의 발판 부재(40)의 측벽부(42)에 설치된 제1 연결 부재(210), 제1 발열 발판 부재(110)에 인접하는 제2 발열 발판 부재(120)의 발판 부재(40)의 측벽부(42)에 설치된 제2 연결 부재(220), 제1 연결 부재(210)와 제2 연결 부재(220)를 서로 연결하는 연결 볼트(230) 및 연결 너트(240)를 포함할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 연결 부재(210) 및 제2 연결 부재(220)는 발판 부재(40)의 측벽부(42) 중 고정 브래킷(61)이 부착되지 않은 측벽부(42)에 설치될 수 있다. 제1 연결 부재(210)는 ㄴ자 형상이고, 제2 연결 부재(220)는 ㄱ자 형상일 수 있다. 따라서, 서로 중첩되어 용이하게 결합될 수 있다. 연결 볼트(230)는 제1 연결 부재(210)와 제2 연결 부재(220)를 모두 관통하여 연결 너트(240)와 볼트 결합되므로, 제1 발열 발판 부재(110)와 제2 발열 발판 부재(120)를 용이하게 연결시킬 수 있다.
이와 같이, 모듈 형의 발열 발판 부재를 연결 부재를 이용하여 연결함으로써, 다양한 형상의 워크웨이를 만들 수 있어 적용 편의성을 증가시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 지지판 20: 단열 부재
30: 면상 발열 부재 40: 발판 부재
50: 체결 부재 100: 발열 발판 부재
200: 연결 부재
30: 면상 발열 부재 40: 발판 부재
50: 체결 부재 100: 발열 발판 부재
200: 연결 부재
Claims (20)
- 지지판(10);
상기 지지판(10) 위에 위치하는 단열 부재(20);
상기 단열 부재(20) 위에 위치하며 탄소 나노 튜브를 포함하는 면상 발열 부재(30);
상기 면상 발열 부재(30)를 덮는 발판 부재(40); 및
상기 면상 발열 부재(30)에 연결되는 전원 공급부(70)를 포함하는 발열 발판 부재에 있어서,
상기 면상 발열 부재(30)는
베이스 기판(31);
상기 베이스 기판(31) 위에 형성된 제1 전극(32)과 제2 전극(33); 및
상기 제1 전극(32) 및 상기 제2 전극(33)을 서로 연결하며 패턴화된 발열 페이스트층(34);
을 포함하고,
상기 발열 페이스트층(34)은 탄소 나노 튜브를 포함하는 도전성 입자, 바인더 수지, 유기용매, 분산제 및 저항조절성분을 포함하는 발열 페이스트 조성물을 베이스 기판 위에 도포한 후 건조 및 경화하여 형성한 것으로,
상기 탄소 나노 튜브를 포함하는 도전성 입자는 상기 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 3.5 내지 36 중량부를 포함하고,
상기 저항조절성분은 상기 발열 페이스트 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 50 중량부를 포함하며,
상기 저항조절성분은 규소(Si)이고,
상기 발판 부재(40)는
평면부(41);
상기 평면부(41)의 가장자리로부터 하방으로 연장되어 상기 평면부(41)와 함께 삽입 공간(H)을 형성하는 측벽부(42);
를 포함하고,
상기 삽입 공간(H)에 상기 면상 발열 부재(30), 상기 단열 부재(20) 및 상기 지지판(10)이 삽입되어 상기 발열 발판 부재가 설치되는 갑판(1)과 상기 지지판(10) 간에 이격거리가 존재하는 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 발열 페이스트층(34)은
사각 형상, 서로 이격된 복수의 직선 형상, 또는 사행 형상 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 규소의 비표면적은 50㎡/g 내지 500㎡/g인 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 규소의 pH값은 2.1 내지 6.2인 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 발판 부재(40)를 갑판(1)에 고정시키는 고정 부재(60)를 더 포함하고,
상기 고정 부재(60)는
상기 측벽부(42)에 부착되며 L 자 형상을 가지는 고정 브래킷(61); 및
상기 고정 브래킷(61)에 형성된 고정 홀을 관통하여 상기 고정 브래킷(61)을 상기 갑판(1)에 고정시키는 고정 볼트(62);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 9 항에 있어서,
상기 고정 볼트(62)는 상기 갑판(1)의 상부에 형성된 스터드 볼트인 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 상기 면상 발열 부재(30), 및 상기 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 부재(50)를 더 포함하고,
상기 체결 부재(50)는
상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 상기 면상 발열 부재(30), 및 상기 발판 부재(40)에 각각 형성된 체결 홀(51);
상기 체결 홀(51)을 관통하여 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 상기 면상 발열 부재(30), 및 상기 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 볼트(52); 및
상기 체결 볼트(52)와 결합하는 체결 너트(53);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 11 항에 있어서,
상기 체결 홀(51)은 상기 지지판(10)에 형성된 복수의 제1 체결 홀(10a), 상기 단열 부재(20)에 형성된 복수의 제2 체결 홀(20a), 상기 면상 발열 부재(30)에 형성된 복수의 제3 체결 홀(30a), 및 상기 발판 부재(40)에 체결된 복수의 제4 체결 홀(40a)을 포함하고,
상기 제1 체결 홀(10a), 상기 제2 체결 홀(20a), 상기 제3 체결 홀(30a), 및 상기 제4 체결 홀(40a)은 서로 대응하는 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 부재(50)를 더 포함하고,
상기 체결 부재(50)는
상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 발판 부재(40)의 최외각 지역에 각각 형성된 체결 홀(51);
상기 체결 홀(51)을 관통하여 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 볼트(52); 및
상기 체결 볼트(52)와 결합하는 체결 너트(53);
를 포함하며,
상기 면상 발열 부재(30)는 상기 발판 부재(40)와 상기 단열 부재(20) 사이에 위치하되, 상기 체결 홀(51)이 관통하는 부위와 겹치지 않는 넓이로 구성하여 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 발판 부재(40)가 상기 체결 볼트(52) 및 체결 너트(53)의 결합에 의해 밀착됨에 따라 상기 발판 부재(40)측으로 밀착될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 13 항에 있어서,
상기 면상 발열 부재(30)는 발판 부재(40) 또는 단열 부재(20)에 접착물질또는 테이핑을 통해 부착되는 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 13 항에 있어서,
상기 면상 발열 부재(30)는 발판 부재(40)에 자석을 통해 부착되는 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지판(10)의 하부에는 지지 부재(80)가 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 상기 면상 발열 부재(30), 및 상기 발판 부재(40)를 동시에 체결하는 체결 부재(50)를 더 포함하고,
상기 체결 부재(50)는
상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 면상 발열 부재(30)에 각각 형성된 체결 홀(51);
상기 발판 부재(40)의 내부 하측면에 형성되되, 상기 체결 홀(51)을 관통하며 상기 지지판(10), 상기 단열 부재(20), 및 상기 면상 발열 부재(30)를 동시에 체결하는 스터드 볼트; 및
상기 스터드 볼트와 결합하는 체결 너트;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 단열 부재(20)와 상기 면상 발열 부재(30) 사이에 열반사부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 1 항에 있어서,
상기 발판 부재(40)와 상기 면상 발열 부재(30) 사이에 열확산부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 발판 부재. - 제 1 항, 제 3 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 9 항, 제 10 항, 제 11 항, 제 12 항, 제 13 항, 제 14 항, 제 15 항, 제 16 항, 제 17 항, 제 18 항 또는 제 19 항에 따른 복수개의 발열 발판 부재(100); 및
상기 발열 발판 부재(100)를 서로 연결하는 연결 부재(200)를 포함하고,
상기 연결 부재(200)는
어느 하나의 발열 발판 부재(110)에 설치된 제1 연결 부재(210);
상기 어느 하나의 발열 발판 부재(110)에 인접하는 다른 발열 발판 부재(120)에 설치된 제2 연결 부재(220);
상기 제1 연결 부재(210)와 상기 제2 연결 부재(220)를 서로 연결하는 연결 볼트(230) 및 연결 너트(240);
를 포함하는 워크웨이.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180009030A KR101877538B1 (ko) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | 발열 발판 부재 및 이를 포함하는 워크웨이 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020180009030A KR101877538B1 (ko) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | 발열 발판 부재 및 이를 포함하는 워크웨이 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101877538B1 true KR101877538B1 (ko) | 2018-07-11 |
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ID=62917396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020180009030A KR101877538B1 (ko) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | 발열 발판 부재 및 이를 포함하는 워크웨이 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101877538B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021123873A1 (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-24 | Arcelormittal | A heating system |
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| KR102589189B1 (ko) | 2023-05-08 | 2023-10-12 | 최배용 | 전자파 발생을 방지하는 전열발판 및 그 제어장치 |
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2018
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