KR100595808B1 - 대기압 플라즈마를 이용한 모발 염색장치 - Google Patents
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Abstract
개시된 대기압 플라즈마를 이용한 모발 염색장치는, 대기압 플라즈마를 생성하는 플라즈마생성유닛 및 그 생성된 플라즈마를 방출하기 위한 노즐부가 구비된 헤드와, 플라즈마생성유닛에 반응가스를 공급하기 위한 반응가스공급유닛을 내장하여 헤드에 결합된 손잡이를 포함한다. 이와 같은 구성의 모발 염색장치에 의하면, 염색과정이 화학염색약을 사용하지 않고 건식으로 진행되기 때문에, 모발을 손상시키거나 환경에 악영향을 미치지도 않을 뿐 아니라, 염색작업도 매우 빠르고 간편하게 진행할 수 있다.
플라즈마, 염색, 모발
Description
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 모발 염색장치를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 단면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 모발 염색장치를 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 단면도,
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 모발 염색장치를 도시한 사시도,
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단한 단면도,
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 모발 염색장치를 도시한 사시도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100...헤드 110...플라즈마생성유닛
120...노즐부 131,132...제1,2전극
133...유전체 200...손잡이
210...반응가스공급유닛 260...고압가스통
300...전원 310...플라즈마발생용고전압전원
본 발명은 대기압 플라즈마를 이용한 모발 염색장치에 관한 것이다.
최근, 모발 염색에 대한 대중의 관심이 증폭되면서 염색을 보다 편리하게 할 수 있는 여러 가지 방안들이 논의되고 있다. 그러나, 아직까지는 화학 염색약을 모발에 발라서 원하는 색을 입히는 것이 일반적인 염색 방식으로 통용되고 있다. 즉, 화학 염색약을 연화제 등에 풀어서 적당한 염색제로 만들어놓고, 이것을 모발에 발라서 몇 시간 동안 말린 후, 다시 세발을 해서 씻어내는 방식으로 염색을 진행하게 된다. 그런데, 이와 같이 화학 염색약을 이용하는 방식은 상기한 바대로 절차가 매우 번거롭고 염색 시간도 오래 걸릴 뿐 아니라, 모발을 손상시키기 쉽고 환경에도 나쁜 영향을 미치는 등의 문제점들을 가지고 있다.
따라서, 이러한 화학 염색약을 이용하는 일반적인 염색 방식의 단점을 보완하여, 보다 간편하고 신속하게 모발 염색을 수행할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 대기압 플라즈마를 이용하여 모발 염색을 빠르고 쉽게 수행할 수 있게 해주는 모발 염색장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모발 염색장치는, 대기압 플라즈마를 생성하는 플라즈마생성유닛 및 그 생성된 플라즈마를 방출하기 위한 노즐부가 구비된 헤드와, 상기 플라즈마생성유닛에 반응가스를 공급하기 위한 반응가스공급 유닛을 내장하여 상기 헤드에 결합된 손잡이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
우선, 본 발명에 따른 모발 염색장치의 기본 원리는 대기압 플라즈마를 이용하여 모발 염색을 수행하는 것이다. 이 플라즈마라는 것은 전기가 통하는 국부적인 전리상태의 가스로서 이온, 전자, 중성입자 및 래디칼로 이루어져 있으며, 기체, 액체, 고체와는 다른 성질을 가지는 제4의 물질 상태를 말한다. 이러한 플라즈마 중, 대기압에서 온도가 낮은 상태(상온 ~ 1,000K)로 존재하는 저온 상압 플라즈마가 있는데, 이것은 비록 플라즈마 자체의 온도는 낮지만 특수한 방전 메카니즘을 이용하여 전자의 온도를 10,000K ~ 100,000K로 높게 유지함으로써 구현할 수 있는 것이다. 이러한 저온 상압 플라즈마 발생 메카니즘의 종류로는 유전체 장벽 방전(dielectirc barrier discharge, DBD), 코로나 방전(corona discharge), 마이크로 웨이브 방전(microwave discharge), 아크 방전(arc discharge) 등이 있다.
상기 유전체 장벽 방전(DBD)은 유전체의 전하축적(charge build-up) 현상을 이용하여 교류 전원에 의해 인가되는 전압 효율을 극대화시켜서 균일한 글로우 방전(glow discharge)을 얻는 것이다. 이 기술은 기존의 플라즈마에 비해 반응활성조(radical)의 농도가 100 ~ 1,000배 이상 높으며 온도는 상온 ~ 150℃ 정도로 낮아서 폴리머, 글래스 및 저융점 금속의 표면처리에 적합하다.
그리고, 코로나 방전은 극도의 고전압에 의해 전극 주위의 기체가 전기적으로 불안정하게 분해되어서 하전입자가 부분적으로 발생, 소멸을 반복하면서 방전현 상을 지속하는 것으로 전류의 발생이 적어서 일반적으로 전기집진기, 공기정화장치 등에 이용된다.
마이크로 웨이브 소스(2.45GHz)를 이용한 상압 방전은 독특한 캐비티(cavity) 설계를 이용한 공진구조를 채택할 경우 아주 높은 효율의 방전을 얻을 수 있어서 diamond-like carbon (DLC) 합성이나, 반도체생산에 필수적으로 이용되며 환경적으로 유해한 PFC 가스 등의 분해제거에 사용될 수 있다.
이와 같은 대기압 플라즈마 발생 메카니즘 중 이하에 설명될 본 실시예의 모발 염색장치는 유전체 장벽 방전 메카니즘을 이용하는 것을 예시한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 대기압 플라즈마를 이용한 모발 염색장치의 구조를 도시한 것이다.
도시된 바와 같이 본 실시예의 모발 염색장치는 플라즈마가 발생되어 방출되는 헤드(100)와 그 헤드(100)에 반응가스를 공급하기 위한 반응가스공급유닛(210)이 내장된 손잡이(200)를 구비하고 있다.
먼저, 상기 헤드(100)의 내부에는, 대기압 플라즈마를 생성하는 플라즈마생성유닛(110)이 구비되어 있다. 이 플라즈마생성유닛(110)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔지니어링 플라스틱과 같은 절연체(140)로 둘러싸인 플라즈마생성챔버(111)와, 그 챔버(111) 내에 설치된 제1,2전극(131)(132)을 구비한다. 상기 제1전극(131)은 챔버(111)의 중앙에 배치되어 전원(300)과 연결되며, 제2전극(132)은 접지된 상태에서 제1전극(131)과 대면하도록 설치되어 있다. 이 제1,2전극(131)(132)은 스테인레스, 알루미늄 또는 구리 등의 도전체 금속으로 만드는 것이 바람직하 며, 제2전극(132)과 마주보는 제1전극(131)의 양면에는 유전체(133)가 설치되어 있다. 이 유전체(133)로는 고온에서도 잘 견딜 수 있는 알루미나(Al2O3), 질화붕소(BN), 탄화규소(SiC), 질화규소(SiN), 석영(SiO) 등의 고온 유전체를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 고온 유전체(133)는 제1,2전극(131)(132)만을 사용하여 전압을 가했을 때 아크의 발생을 억제하는 효과가 있다.
참조부호 141은 절연체(140) 외측에 안전을 위해 설치된 금속재의 이중 안전 접지를 나타낸다. 이 이중 안전 접지(141)와 함께 방전전압을 저전압 고주파로 사용하여 에너지를 최소화하면 더 안전한 장치가 구현될 수 있다. 또한, 참조부호 150은 헤드(100)의 본체를 이루는 케이스를 나타내며, 이 케이스(100)도 엔지니어링 플라스틱으로 만드는 것이 바람직하다. 그리고, 참조부호 120은 플라즈마가 방출되기 위해 헤드(100)에 마련된 노즐부를 나타낸다.
다음으로, 상기 손잡이(200)에 내장된 반응가스공급유닛(210)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 반응가스가 충전된 고압가스통(260)과, 이 고압가스통(260)과 플라즈마생성유닛(110)을 연결하는 가스공급노즐(220) 및, 이 가스공급노즐(220)에 부착된 밸브(230)를 개폐시키기 위한 내,외부 조작버튼(241)(242)을 구비하고 있다. 상기 반응가스는 플라즈마 생성과 함께 염색에 필요한 색깔을 내게 되는 것으로, 상기 고압가스통(260) 내에서 외부로 방출되려는 압력을 받게 된다. 따라서, 사용자가 외부 조작버튼(242)을 누르게 되면, 내부 조작버튼(241)이 움직여서 밸브(230)가 열리게 되고, 이에 따라 고압가스통(260) 내부의 반응가스가 가스공급노즐 (220)을 타고 플라즈마생성챔버(111)로 들어가게 된다. 여기에 사용되는 반응가스로는 공기, 수증기(H2O), 산소(O2), 질소(N2), 수소(H2), 아르곤(Ar), 헬륜(He) 등이 사용될 수 있다. 참조부호 250은 전원(300)과의 연결을 온/오프시키기 위한 버튼을 나타낸다. 본 실시예에서는 외부 전원(300)에 콘센트를 꽂아서 내부의 플라즈마발생용고전압전원(310)을 켠 후 온/오프 버튼(250)으로 전원 조작을 하는 것을 예시하고 있는데, 손잡이(200) 안에 자체 전원인 배터리를 설치하여 전원을 온/오프하도록 구성할 수도 있음은 물론이다.
이와 같은 구성의 모발 염색장치를 가지고 염색 작업을 수행할 때에는, 우선 전원(300)에 콘센트를 연결한 후 온/오프 스위치(250)를 켠다. 이렇게 되면, 전원(300)과 연결된 제1전극(131)에 교류전압이 인가되면서 제1,2전극(131)(132) 사이에 플라즈마 생성 분위기가 만들어지게 된다. 이때 사용자가 외부 조작버튼(242)을 눌러서 밸브(230)를 열어주면, 고압가스통(260) 내부의 반응가스가 가스공급노즐(220)을 따라 챔버(111) 안으로 공급되며, 이 반응가스의 이온화에 의한 고밀도 대기압 플라즈마가 생성된다. 이와 같이 생성된 플라즈마는 노즐부(120)를 통해 외부로 방출되는데, 이 노즐부(120)를 염색하고자 하는 모발에 대고 있으면 방출되는 플라즈마에 의해 모발이 적절한 색깔로 염색된다.
그러므로, 원하는 색깔을 낼 수 있는 적정한 반응가스를 충전한 후 전원을 켜고 반응가스를 챔버(111)로 공급하면 노즐부(120)를 통해 원하는 색깔의 플라즈마가 방출되면서 쉽게 염색이 진행되는 것이다. 이와 같은 염색과정은 화학염색약 을 사용하지 않고 건식으로 진행되기 때문에, 모발을 손상시키거나 환경에 악영향을 미치지도 않을 뿐 아니라, 염색작업도 매우 빠르고 간편하게 진행할 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 모발 염색장치를 도시한 것이다. 도면에서 전술한 제1실시예와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 실시예의 모발 염색장치는 제1실시예의 구성과 거의 동일하고, 다만, 노즐부(120)의 출측에 중공(121a)과 외주홀(121b)이 형성된 브러쉬 부재(121)를 결합시킨 점이 다르다. 즉, 제1실시예에서는 노즐부(120)를 통해 바로 플라즈마가 방출되었지만, 본 실시예에서는 플라즈마가 노즐부(120)를 통과한 후 다시 브러쉬 부재(121)의 중공(121a)과 외주홀(121b)을 통해서 외부로 방출된다. 따라서, 브러쉬 부재(121)로 모발을 빗어내면서 상기한 플라즈마생성유닛(110)과 반응가스공급유닛(210)을 작동시키면, 빗질과 함께 염색이 더 부드럽게 이루어지게 된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 모발 염색장치를 도시한 것으로, 실질적인 기능은 전술한 제1실시예의 것과 같다. 다만, 헤드(100)의 모양을 원통형으로 만들 수도 있음을 보인 것이고, 이외에도 다양한 형상의 변형이 가능함을 예시한 것이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 모발 염색장치를 도시한 것이다. 본 실시예도 손잡이(200) 측 구조와 헤드(100) 내부의 플라즈마생성유닛(110) 구조는 제1실시예의 것과 동일하다. 다만, 본 실시예에서는 헤드(100) 내부에 코팅염료를 방출하는 코팅염료스프레이유닛(160)을 더 설치하고 있다. 즉, 염색작업을 개시하 면 플라즈마생성유닛(110)에서 플라즈마를 발생시켜서 방출하여 모발을 염색하고, 필요하면 상기 코팅염료스프레이유닛(160)에서 코팅제를 스프레이해서 염색된 모발에 코팅을 수행하는 것이다. 이 코팅염료스프레이유닛(160)은 버튼(161)을 누르면 스프레이액이 분사되는 통상적인 헤어스프레이와 같은 것으로 자세한 기구의 설명은 생략한다. 따라서, 헤드(100)에 이 코팅염료스프레이유닛(160)을 병설해서 염색작업 도중에 필요하면 따로 스프레이기를 찾을 것 없이 바로 사용할 수 있도록 편의성을 더 개선한 것이다.
그러므로, 이와 같이 다양하게 변형가능한 구조의 장치를 가지고 대기압 플라즈마를 발생시켜 원하는 색깔의 모발 염색을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 모발 염색용 플라즈마 발생장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 화학 염색제를 사용하지 않으므로 인체와 환경에 악영향을 미치지 않는다.
둘째, 건식으로 진행되기 때문에 염색 작업이 깔끔하게 진행된다.
셋째, 헤드를 모발에 대고 있기만 하면 염색이 진행되므로, 작업이 매우 빠르고 간편해진다.
본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.
Claims (6)
- 대기압 플라즈마를 생성하는 플라즈마생성유닛 및 그 생성된 플라즈마를 방출하기 위한 노즐부가 구비된 헤드와,상기 플라즈마생성유닛에 반응가스를 공급하기 위한 반응가스공급유닛을 내장하여 상기 헤드에 결합된 손잡이를 포함하며,상기 반응가스공급유닛은 반응가스가 충전된 고압가스통과, 상기 고압가스통과 상기 플라즈마생성유닛을 연결하는 가스공급노즐과, 상기 가스공급노즐의 개폐조작을 위한 조작버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 모발 염색장치.
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- 제1항에 있어서,상기 노즐부에는 중공 및 그 중공과 연통된 외주홀이 형성된 빗질용 브러쉬 부재가 결합되어서,상기 플라즈마생성유닛에서 발생된 플라즈마가 상기 노즐부와 상기 브러쉬 부재의 중공 및 외주홀을 통과하여 외부로 방출되도록 된 것을 특징으로 하는 모발 염색장치.
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