KR101577207B1

KR101577207B1 - 휴대용 플라즈마 피부개선 장치

Info

Publication number: KR101577207B1
Application number: KR1020150004245A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 서상윤; 김기민; 엄광현; 홍인표; 이영준
Original assignee: 주식회사 다오닉스
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2015-12-21
Also published as: CN107206248B; CN107206248A; JP6625648B2; JP2018503440A; CN111991692A; WO2016114504A1

Abstract

본 발명은 유전체 장벽 방전(Dielectric barrier discharge) 기기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 대기압에서 유전체 장벽 방전을 통해 플라즈마를 발생시켜 피부상태의 개선을 가능하게 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 외부로부터 가용전압을 공급받는 충전식 배터리(10)와; 상기 배터리(10)로부터 공급되는 직류 전원을 10 kHz 내지 100 kHz 및 1 kV 내지 7 kV의 교류 전력으로 출력하는 고전압 공급모듈(20)과; 패널형상의 전극(31)과 상기 전극(31)을 둘러싸는 유전체(32)로 이루어져 상기 고전압 공급모듈(20)의 출력을 전달받아 유전체 장벽 방전(Dielectric barrier discharge)이 발생되도록 하는 플라즈마 생성모듈(30);을 포함하여 이루어진다.

Description

휴대용 플라즈마 피부개선 장치{PORTABLE PLASMA APPARATUS FOR IMPROVING SKIN}

본 발명은 유전체 장벽 방전(Dielectric barrier discharge) 기기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 대기압에서 유전체 장벽 방전을 통해 플라즈마를 발생시켜 피부상태의 개선을 가능하게 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치에 관한 것이다.

물질 중 가장 낮은 에너지 상태는 고체이다. 고체가 에너지를 받아 차츰 액체로 되고 그 다음에는 기체로 전이된다. 이때 중성 기체에 이온화 에너지 이상의 충분한 에너지가 인가되면 이온화 및 전자와 이온의 재결합에 의하여 전자, 이온, 중성 원자 및 분자로 이루어진 플라즈마를 만들 수 있다.

플라즈마 내부에는 양전하, 음전하가 거의 같은 양으로 혼재하여 자유 입자에 가까운 브라운 운동을 하면서도 전기적으로 중성을 유지하고 있기 때문에 전기적으로 이온화된 전도성 가스종이라 불리운다.

플라즈마는 플라즈마 밀도, 전자 온도, 종들 간의 열평형 정도, 발생방식, 응용분야 등 여러 구분 기준이 있지만 밀도와 전자온도로 분류하는 것이 가장 기본적이다. 플라즈마를 열평형 정도에 의해서 구분하여, 국부열평형(local thermal equilibrium;LTE)과 비국부 열평형(non-LTE)으로 나눌 수 있고, 국부열평형이란 용어는 플라즈마 입자의 모두의 온도가 플라즈마의 국부적 영역에서 같은 열역학적 상태를 의미한다.

연구나 제조 공정을 위한 플라즈마는 대개 LTE 또는 non-LTE 중 하나이며, 일반적으로 전자를 열 플라즈마, 후자를 저온 플라즈마라고 한다.

본 발명에서는 저온 플라즈마를 대상으로 하며, 저온 플라즈마 중 대기압 플라즈마에 속한다.

대기압 플라즈마는 주로 물질의 표면 개질 및 코팅, 환경 정화 등의 분야에 활용되는 가운데, 최근에는 생체 적용과 바이오 메디칼 분야에 응용되면서 대기압 플라즈마 제트 연구가 활발하게 진행되고 있다.

플라즈마 제트의 전극 구조는 대부분 침 형태의 바늘 전극 구조이고, 전원 장치에 따라 다양한 구성 방식이 연구되고 있는데, 주로 외부로부터 불활성 가스가 주입되고, 바늘 전극 구조에 고전압이 가해져 플라즈마가 발생한다. 한편으로는 소형의 원형 평행 평판의 중심에 작은 구성을 설치한 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge; DBD) 방식의 플라즈마 제트 장치도 소개되고 있다.

플라즈마 제트의 전원 장치는 구동 주파수에 따라 여러 종류가 소개되고 있다. 수십 내지 수백 kHz의 저주파 방전의 전원 장치로는 DC 펄스 전원과 AC 전원이 있다. 고주파 방전의 MHz 내지 GHz 범위로는 RF(radio frequency)와 MW(microwave)가 해당되며, 각각의 전원 장치에 따른 소비 전력은 응용 분야에 따라 다르다. 바이오 메디칼 분야에 사용되는 플라즈마 제트의 소비 전력은 대부분 100W 이하이다.

플라즈마 제트는 살균과 멸균을 목적으로 많이 사용한다. 산소 라디칼을 포함하는 플라즈마를 이용하여 치아 미백과 병원균 파괴, 혈액 응고 등으로 활용이 연구되고 있다. 이러한 바이오 메디칼 분야의 활용에서 주요한 이슈들은 장치의 소형화와 제어의 용이성, 인체에 대한 안정성 확보이다.

생체의 세포나 인체에 직접 적용하기 위하여 전기적인 충격에 대한 안정성 확보가 플라즈마 분야에서 중요한 과제이다. 그러므로, 안정성 확보를 위해서는 고전압의 전극이 시료 및 인체에 직접 접촉하지 않아야 한다. 전극에 인가되는 구동 전압을 낮게 하고, 플라즈마 전류량을 1 내지 2 mA 의 작은 값으로 제어하여 생체에 대한 전기적인 충격이 없도록 해야한다. 인체가 감지할 수 있는 최소 전류가 60 Hz 상용 주파수 교류에서 성인 남자의 경우 약 1mA이며, 주파수의 증가에 따라 감지 전류는 증가한다. 또한, 고통을 느끼는 전류는 7 내지 8 mA이며, 그 이상의 높은 전류는 전기적 뿐만 아니라 열적으로 위험한 요소가 된다.

다음으로 플라즈마를 이용한 종래의 기술을 살펴보면, 플라즈마를 이용한 휴대용 미용기기(한국등록실용신안 제20-0454538호)에는 경박탄소화된 플라즈마를 이용하여 얼굴 또는 피부에 부착되어 있는 세균을 박멸하는 기술이 개재되어 있고, 플라즈마 피부재생장치(한국등록특허 제10-126232호)에는 글로우 플라즈마를 생성하여 피부치료에 사용할 수 있는 기술이 개재되어 있다.

또한 종래의 플라즈마를 이용한 휴대용 미용기기와 플라즈마 피부재생장치는 플라즈마의 발생을 위하여 질소, 아르곤, 헬륨 등과 같은 가스를 필요로 함으로써 작업시간 및 작업환경은 한정되고 작업 중에 가스를 충전 또는 교체해야하는 번거로움이 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0454538호 대한민국 등록특허공보 제10-1262632호

본 발명의 휴대용 플라즈마 피부개선 장치는 플라즈마 발생을 위해 가스를 사용하는 종래 방식과는 별개로 가스를 사용하지 않아 휴대가 가능하면서도 피부 개선에 적합한 플라즈마를 발생시키는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 유전체로 둘러싸인 전극을 통해 넓은 면적에서 저전력, 저온의 플라즈마를 생성함으로써 피부 손상을 방지하면서 미백, 피부탄력 개선 효과를 나타내거나 여드름과 같은 피부트러블, 주름 등의 피부 문제를 개선하는데 그 목적이 있다.

추가적으로 본 발명은 플라즈마가 직접적으로 발생되는 전극의 교체를 가능하도록 함으로써 오랜 사용으로 인해 전극이 훼손되더라도 기기의 사용에 지장이 없도록 하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은, 외부로부터 가용전압을 공급받는 충전식 배터리와; 상기 배터리로부터 공급되는 직류 전원을 10 kHz 내지 100 kHz 및 1 kV 내지 7 kV의 교류 전력으로 출력하는 고전압 공급모듈과; 패널형상의 전극과 상기 전극을 둘러싸는 유전체로 이루어져 상기 고전압 공급모듈의 출력을 전달받아 유전체 장벽 방전(Dielectric barrier discharge)이 발생되도록 하는 플라즈마 생성모듈;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 배터리, 고전압 공급모듈 및 플라즈마 생성모듈을 내부에 수용하는 전후방 커버와; 상기 전방 커버에 착탈가능하게 결합되는 헤드;를 더 포함하되, 상기 플라즈마 생성모듈은 표면이 외부로 노출되도록 상기 헤드에 배치되고 상기 전극과 접속된 상태로 상기 헤드를 거쳐 전방 커버 내측으로 연장되는 전도성 핀을 구비하며, 상기 전방 커버 내측에는 상기 고전압 공급모듈과 접속되고 자체 탄성으로 상기 전도성 핀과 접촉되는 텐션 터미널이 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 헤드에는 공기중에서의 유전체 장벽 방전을 용이하게 하기 위해 상기 플라즈마 생성모듈 표면과 피부 사이에 일정 공간이 형성되도록 하는 돌출부가 구비되는 한편, 상기 돌출부는 상기 플라즈마 생성모듈이 외부로 이탈되지 않도록 지지하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 충전식 배터리가 내장형이거나 착탈 가능한 한편, 상기 충전식 배터리의 가용전압 수용을 위한 충전단자를 제공하고 배터리의 잔량을 확인하기 위한 전원관리모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

추가적으로 본 발명은, 전기적으로 접지되도록 상기 전원관리모듈에 접속되고 일부가 상기 전후방 커버 외측으로 노출되는 접지부를 더 포함하며, 여기서 상기 접지부는 전체적으로 금속물 코팅되고 외측으로 노출되는 부위는 비전도물 코팅이 추가로 이루어진 사출물인 것을 특징으로 한다.

더욱 상세하게, 상기 접지부의 금속물 코팅은 10 Ω/cm² 이하의 저항을 갖고, 비전도물 코팅은 20 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 고전압 공급모듈은 상기 배터리로부터 전원을 공급받는 DC 입력부와; 상기 DC 입력부를 거쳐 전달되는 전압의 ON/OFF를 제어하기 위한 DC 전압 제어부와; 상기 DC 전압 제어부의 출력전압을 저주파 고전압 교류 전력으로 출력하는 AC 고전압 변환부;로 이루어지며, 0.1 Hz 내지 1 kHz의 ON/OFF 주기를 갖는 펄스를 출력하는 것을 특징으로 한다.

한편으로 상기 유전체는 외부로 노출되는 상판과 대향 배치되는 하판으로 구성되되, 상기 상판은 그 두께를 1 mm 이하로 하고 상기 하판은 상판보다 더 두꺼운 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 고전압 공급모듈의 출력 및 ON/OFF를 제어하기 위한 전력제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치는 플라즈마의 효율성을 높이기 위해 가스를 채택하여 사용하는 기존 방식과는 달리 고전압 공급모듈 및 패널형상의 플라즈마 생성모듈을 통해 피부에 안전한 플라즈마를 넓은 면적에 걸쳐 공기 중에서 발생시킬 수 있음에 따라 소형화된 휴대용 구조로 누구나 편리하게 피부 상태를 개선시키는데 사용될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 피부개선 장치는 비교적 넓은 면적에 저전력 저온 플라즈마를 발생시킬 수 있음에 따라 여러 논문이나 학술지에 기재된 바와 같은 플라즈마에 의한 피부 개선 효과, 예로써 피부 또는 모공 안의 세균, 유기물, 이물질 등을 제거하고 진피층의 섬유아세포를 자극하여 콜라겐 및 엘라스틴 형성을 촉진시켜 피부 재생 및 탄력에 도움을 주는 효과를 나타낸다.

추가적으로 본 발명은 피부에 플라즈마를 직접적으로 발생시키는 플라즈마 생성모듈을 교체가능하도록 함으로써 반복적인 사용이나 관리 부실에 의해 이의 훼손이 발생할지라도 단순 교체과정을 통해 반영구적인 사용이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치의 동작원리를 도시한 블록도.
도 2는 내지 도 4는 본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치의 외관을 도시한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치의 내부 구조를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치 중 플라즈마 생성모듈을 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치 중 고전압 공급모듈에서 출력되는 펄스의 일례를 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치를 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 휴대용 플라즈마 피부개선 장치의 동작원리를 도시한 블록도이다.

본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치는 기본적으로 충전식 배터리(10)와, 배터리(10)로부터 공급되는 전원을 저주파 고전압의 교류 전력으로 출력하는 고전압 공급모듈(20)과, 고전압 공급모듈(20)의 출력을 전달받아 유전체 장벽 방전(Dielectric barrier discharge)이 발생되는 플라즈마 생성모듈(30)을 포함하여 플라즈마 생성모듈(30)측으로 피부 개선을 가능하게 하는 플라즈마를 발생 가능하게 한다.

상기 충전식 배터리(10)는 도 5에서와 같이 내장형으로 설치되거나 종래의 휴대폰, PMP(Portable Multimedia Player) 등에 적용되는 바와 같이 착탈가능한 형태로 설치되어 외부로부터 가용전압을 공급받게 되는데, 예로써 110V 또는 220V의 상용전압을 감압 출력하는 어댑터나 컴퓨터, 노트북 등에 접속되는 USB 케이블을 통해 가용전압을 공급받게 되며, 기존 기성품 배터리 사용이 가능하다.

상기 고전압 공급모듈(20)은 배터리(10)에서 공급된 직류 전원을 저주파 고전압 교류 전력으로 출력하게 되는데, 바람직하게는 10 kHz 내지 100 kHz의 저주파와 1 kV 내지 7 kV의 고전압을 출력하도록 이루어지며, 특히 0.1 Hz 내지 1 kHz의 ON/OFF 주기를 갖는 펄스(도 8 참조)를 출력하도록 기능한다.

여기서 상기 고전압 공급모듈(20)의 저주파 고전압 범위와 출력전압 OFF 주기를 제한하는 이유는 플라즈마 생성모듈(30)의 과다 온도 상승을 방지하고 오존 발생량 억제를 위함인데, 보다 구체적으로는 언급된 저주파 고전압을 플라즈마 생성모듈(30)이 지속적으로 전달받을 경우 단기간 동안 피부에 손상을 줄 정도의 온도까지 도달할 수 있고 플라즈마 방전 시 부수적으로 발생되는 오존으로 인해 사용자가 그 특유의 비릿한 냄새에 거부감을 느낄 수 있기 때문에, 0.1 Hz 내지 1 kHz의 시간차를 두고 기술된 바와 같은 저주파 고전압을 공급했을 때 플라즈마 생성모듈(30)의 온도가 최대 40℃를 넘지 않게 되고 오존 또한 미량만 발생하게 된다.

이러한 상기 고전압 공급모듈(20)은 도 1에서와 같이 배터리(10)로부터 전원을 공급받는 DC 입력부(21)와, DC 입력부(21)를 거쳐 전달되는 전압의 ON/OFF를 제어하기 위한 DC 전압 제어부(22)와, DC 전압 제어부(22)의 출력전압을 저주파 고전압 교류 전력으로 출력하는 AC 고전압 변환부(23)로 구성되며, 여기서 상기 DC 전압 제어부(22)는 고전압 공급모듈(20)의 펄스가 0.1 Hz 내지 1 kHz의 ON/OFF 주기를 갖도록 기능한다.

상기 플라즈마 생성모듈(30)은 원형, 사각형, 타원형 등 다양한 패널형상을 가질 수 있는 전극(31)과 전극(31)을 둘러싸는 유전체(32)로 이루어져 고전압 공급모듈(20)의 출력을 전달받아 유전체 장벽 방전을 일으키는데, 여기서 도 7에 도시된 바와 같이 유전체(32)의 경우 기기 외부로 노출되어 피부에 플라즈마를 방전시키는 상판(32-1)과 이에 대향 배치되는 하판(32-2)으로 구성된다.

참고적으로 상기 전극(31)은 전도체인 금, 은, 구리, 몰리망간 등의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서 상기 상판(32-1)은 플라즈마 방전 형태 중 피부 손상을 줄 수 있는 아크 방전이 발생되는 것을 방지함과 아울러 피부개선에 효과적인 플라즈마 방전을 위해 그 두께를 1 mm 이하로 하며 하판(32-2)은 상판(32-1)보다 더 두꺼운 두께를 가짐에 따라 하판(32-2)측으로는 플라즈마 방전 현상이 발생되지 않게 된다.

또한 상기 상하판(32-1, 32-2)은 그 재질을 세라믹, 실리콘, 석영 등으로 하는 것이 바람직하다.

추가적으로 본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치는 배터리(10), 고전압 공급모듈(20) 및 플라즈마 생성모듈(20)을 내부에 수용하는 전후방 커버(40, 50)와, 전방 커버(40)에 착탈 가능하게 결합되는 헤드(60)를 도 2 및 도 3에서와 같이 포함하게 된다.

상기 전후방 커버(40, 50)는 상호간에 착탈 가능하게 결합되는 구조로 사용자가 손으로 잡아 편하게 움직일 수 있는 크기로 본 발명의 여러 구성요소들의 설치를 가능하게 하는 구조라면 어떠한 디자인이라도 적용가능하다.

상기 헤드(60)는 플라즈마 생성모듈(30)이 삽입되어 이의 표면, 즉 상판(32-1)이 외부로 노출되도록 하는 공간을 제공하는 한편 전방 커버(40)에 착탈가능하게 나선결합되는 구조를 갖는데, 여기서 플라즈마 생성모듈(30)이 전극(31)과 접속된 상태로 헤드(60)를 거쳐 전방 커버(40) 내측으로 연장되는 전도성 핀(33)을 더 갖도록 하고 전방 커버(40) 내측에는 전도성 핀(33)과 접촉되는 텐션 터미널(34)이 구비되도록 함으로써, 헤드(60)와 전방 커버(40)가 결합될 때 전방 커버(40) 내측으로 진입되는 전도성 핀(30)이 자체 탄성을 갖는 텐션 터미널(34)을 밀어내면서 텐션 터미널(34)과 접촉된 상태를 유지하게 되고 이를 통해 고전압 공급모듈(20)의 출력전압이 텐션 터미널(34)을 거쳐 전극(31)까지 도달 가능하게 된다. 결과적으로는 이러한 구조를 통해 반복적인 사용이나 외부적인 충격에 의해 플라즈마 생성모듈(30)이 손상되더라도 이의 교체가 가능해진다.

또한 상기 헤드(60)에는 공기 중에서 유전체 장벽 방전을 용이하게 하기 위해 플라즈마 생성모듈(30)의 표면, 즉 상판(32-1) 표면과 피부 사이에 일정 공간이 형성되도록 하는 돌출부(61)가 구비되며, 바람직한 돌출부(61)의 높이는 1 mm 내지 1.3 mm로 하여 피부와 상판(32-1) 사이의 공간에서 플라즈마가 발생되도록 한다.

추가적으로 상기 헤드(60)에 설치되는 플라즈마 생성모듈(30)이 외부로 이탈되지 않도록 헤드(60)의 돌출부(61) 중 일부는 상판(32-1) 테두리를 지지하는 형상을 갖는다.

한편으로 본 발명의 휴대용 플라즈마 피부개선 장치는 상기 충전식 배터리(10)의 가용전압 수용을 위한 충전단자(71)를 제공하고 배터리(10)의 잔량을 LED, LCD 등을 통해 육안으로 확인 가능하게 하는 전원관리모듈(70)을 더 포함한다.

또한 본 발명은 전원관리모듈(70)에 전기적으로 접지되도록 접속되고 일부가 전후방 커버(40, 50) 외측으로 노출되는 접지부(80)를 포함하는데, 여기서 접지부(80)는 금속을 그 재질로 할 수도 있지만, 보다 바람직하게는 전체적으로 크롬 코팅과 같은 금속물 코팅된 상태에서 외측으로 노출되는 부분은 UV 코팅과 같은 비전도물 코팅이 추가로 이루어진 사출물로 하여 기기 전체 무게를 감소시키거나 아크 방전 발생을 방지하는데 효과적이도록 한다.

상기 기술된 접지부(80)에 의하면, 사용자가 손으로 접지부(80) 접촉과 동시에 전후방 커버(40, 50)를 움켜쥔 상태에서 헤드(60)의 돌출부(61)가 피부와 접촉되도록 하면 상판(32-1) 표면 및 피부 사이 공간에서 플라즈마가 발생되지만 사용자가 접지부(80)에 접촉하지 않은 상태에서는 플라즈마가 발생되지 않는다.

추가적으로 상기 접지부(80)의 금속물 코팅은 10 Ω/cm² 이하의 저항을 갖고, 비전도물 코팅은 20 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 이러한 이유는 금속물 코팅이 10 Ω/cm²을 초과하면 접지부(80)와 전원관리모듈(70)간의 접속불량 원인이 되고 또한 비전도물 두께가 위에 언급된 형태로 형성되지 않으면 얇을 때는 피부와 접지부 사이에서 아크 방전이 발생되거나 두꺼울 때는 코팅면이 균일하지 못한 문제점이 있다.

또한 본 발명은 고전압 공급모듈(20)의 출력 및 ON/OFF를 제어하기 위한 전력제어모듈(90)을 구비하여 배터리(10)로부터의 전원공급 여부를 관리하거나 고전압 공급모듈(20)의 펄스 모드를 기술된 범위 내에서 변경 가능하게 하며, 이러한 제어 동작 선택을 시각적으로 가능하도록 LED와 같은 소자를 포함하여 구성된다.

이하에서는 본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치의 인체 적용 시험 결과에 대해 살펴보기로 한다.

1) 시험장소

본 인체적용시험은 한국피부임상과학연구소에서 동일한 세안제로 세안 후 30분간 항온항습실 (온도 : 22±1℃, 습도 : 45±5%)에서 안정을 취한 뒤 측정하였다.

피시험자 기본정보

등록 피시험자	23명
최종 완료 피시험자	23명
성별	여성
평균연령	46.39세
연령 표준편차	5.30

2) 측정

(1) 분광광도계와 전안촬영시스템 더마비전에 의한 피부톤(브라이트닝)개선 평가

본 시험에서는 시험 제품의 피부톤(브라이트닝) 개선평가를 위하여 분광광도 계(Spectrophotometer CR-2600D, Konica Minolta, Japan)와 전안촬영시스템 더마비전 (Dermavision Pro, OptoBioMed Co., Kangwon, Korea)을 적용하였다. 분광광도계는 동일한 시험담당자가 모든 피시험자의 오른쪽 볼부위를 3회 연속으로 측정하였고, 그에 대한 평균값을 산정하여 분석에 사용하였다. 분광광도계의 측정값은 L*, a*, b* 3가지 인자로 구성되어 있으며, L* 값은 명암(brightness), a*값은 붉은색(redness), b*값은 노란색(yellowness)을 나타낸다. 시험제품의 피부톤(브라이트닝) 개선을 측정하는 값으로는 피부밝기를 나타내는 L* value를 분석에 사용하였으며, 측정값이 증가할수록 피부 밝기가 개선되었음을 의미한다. 전안촬영시스템 더마비전은 일관된 촬영을 위하여 균일한 조명과 동일한 포지션에서 동일한 시험담당자가 모든 피시험자의 안면부위를 측정하였다. 피시험자 이마의 헤어라인을 확보하기 위하여 모발을 헤어밴드로 고정시킨 후 동일한 상의 가운을 착용하고 의자에 앉도록 하고 얼굴을 고정시킨 채 얼굴의 정면을 촬영하였다. 기기측정은 시험제품 사용 전과 사용 직후, 3주 사용 후, 6주 사용 후의 시점에서 이루어졌다.

L* 값 변화

	사용전	사용 직후	3주 사용 후	6주 사용 후
평균	61.57	62.34	63.23	64.10
표준편차	1.91	1.83	1.41	1.75

표 2에서와 같이 L* 값의 증가를 통해 피시험자의 피부 밝기가 개선됨을 확인할 수 있었다.

(2) PRIMOS Lite (18×13)에 의한 주름개선 평가

본 시험에서는 시험제품의 주름개선 평가를 위하여 PRIMOS Lite (field of view 18×13, GFMesstechnik GmbH, Germany)를 적용하였다. 동일한 시험담당자가 모든 피시험자의 오른쪽 눈가주름부위를 3회 연속으로 촬영하였으며, 측정의 재현성과 측정시 움직임을 방지하기 위하 여 특수 제작된 PRIMOS 안면고정장비세트에 피시험자의 얼굴을 고정하여 측정부위가 PRIMOS Lite의 포커스 패턴과 맞도록 조정한 후 측정하였다. 촬영된 이미지는 PRIMOS 전용 소프트웨어 인 PRIMOS Lite software (PRIMOS Lite version 5.6E)를 이용하여 3D Matching을 적용한 후 일치된 측정부위를 분석에 사용하였다. 주름의 분석은 Star roughness를 이용하여 변수값 Rt (Total roughness)값을 계산하였다. 측정 변수값인 Rt값은 피부의 총 거칠기를 나타내는 값으로, 전체 측정범위 안에서 가장 높은 피부표면들과 가장 낮은 피부표면들로 이루어진 진폭들의 최고 점과 최저점의 차이값이다. Rt값이 감소할수록 주름이 개선되었음을 의미한다. 기기측정은 시험 제품 사용 전과 사용 직후, 3주 사용 후, 6주 사용 후의 시점에서 이루어졌다.

Rt 값 변화

	사용전	사용 직후	3주 사용 후	6주 사용 후
평균	125.00	112.66	100.70	92.20
표준편차	23.87	20.44	14.40	14.91

표 3에서와 같이 Rt 값이 감소함을 통해 피시험자의 주름이 개선됨을 확인할 수 있었다.

(3) DUB-Skin Scanner에 의한 진피 치밀도 개선 평가

본 시험에서는 시험제품의 진피 치밀도 개선 평가를 위하여 고해상도의 초음파를 영상화하는 장치인 DUB-Skin Scanner (tpm taberna pro medicum, Germany)를 적용하였으며, 기기측정은 시험 제품 사용 전과 3주 사용 후, 6주 사용 후의 시점에서 이루어졌다. 시험부위에 초음파 검사용 젤을 바르고 DUB-Skin Scanner의 probe를 피부와 직각이 되도록 한 후 동일한 시험담당자가 모든 피시험자의 왼쪽 눈꼬리옆 3cm부위를 동일한 압으로 눌러 측정하였다. 분석범위는 표피 바로 아래에 서 피하 지방층 윗부분으로 한정하였으며, 진피치밀도를 의미하는 파라미터인 intensity를 측정 및 분석하였다. 측정단위는 Density이며, 측정값이 증가할수록 진피 치밀도가 개선되었음을 의미한다.

진피 치밀도 변화

	사용전	3주 사용 후	6주 사용 후
평균	46.26	44.93	53.41
표준편차	9.03	6.69	10.17

표 4에서와 같이 진피 치밀도가 증가됨을 확인할 수 있었다.

(4) 이상반응 평가

시험담당자는 시험부위에서 피부이상인 홍반(Erythema), 부종(Edema), 인설생성(Scaling), 가 려움(Itching), 자통(Stinging), 작열감(Burning), 뻣뻣함(Tightness), 따끔거림(Prickling)의 여부를 관찰하고 피부이상반응이 나타날 시 등급을 표시하여 이에 대한 결과를 작성하였다. 또한 피시 험자를 대상으로 피부이상반응에 대한 설문조사를 하였다.

피시험자가 보고한 피부 이상반응

이상반응	3주 사용 후	6주 사용 후	이상반응	3주 사용 후	6주 사용 후
홍반(붉어짐)	0	0	자통(통증)	0	0
부종(부어오름)	0	0	작열감	0	0
인설(각질)	0	0	뻣뻣함	0	0
가려움	0	0	따끔거림	0	0

(0: 없음 1: 약한 정도 2: 중간 정도 3: 심한 정도)

표 12와 같이 피시험자를 대상으로 한 조사결과, 특별한 피부 이상반응은 발견되지 않았다.

이상과 같은 인체적용 시험 결과, 본 발명에 따른 휴대용 플라즈마 피부개선 장치는 부작용 없이 피부톤, 주름, 피부 탄력 등을 개선시킬 수 있음을 알 수 있다.

Claims

외부로부터 가용전압을 공급받는 충전식 배터리(10)와;
상기 배터리(10)로부터 공급되는 직류 전원을 10 kHz 내지 100 kHz 및 1 kV 내지 7 kV의 교류 전력으로 출력하는 고전압 공급모듈(20)과;
패널형상의 전극(31)과 상기 전극(31)을 둘러싸는 유전체(32)로 이루어져 상기 고전압 공급모듈(20)의 출력을 전달받아 유전체 장벽 방전(Dielectric barrier discharge)이 발생되도록 하는 플라즈마 생성모듈(30)과;
상기 배터리(10), 고전압 공급모듈(20) 및 플라즈마 생성모듈(20)을 내부에 수용하는 전후방 커버(40, 50)와;
상기 전방 커버(40)에 착탈가능하게 결합되는 헤드(60);를 포함하되,
상기 플라즈마 생성모듈(30)은 표면이 외부로 노출되도록 상기 헤드(60)에 배치되고 상기 전극(31)과 접속된 상태로 상기 헤드(60)를 거쳐 전방 커버(40) 내측으로 연장되는 전도성 핀(33)을 구비하며,
상기 전방 커버(40) 내측에는 상기 고전압 공급모듈(20)과 접속되고 자체 탄성으로 상기 전도성 핀(33)과 접촉되는 텐션 터미널(34)이 구비되는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 헤드(60)에는 공기중에서의 유전체 장벽 방전을 용이하게 하기 위해 상기 플라즈마 생성모듈(30) 표면과 피부 사이에 일정 공간이 형성되도록 하는 돌출부(61)가 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 돌출부(61)는 상기 플라즈마 생성모듈(30)이 외부로 이탈되지 않도록 지지하는 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 충전식 배터리(10)는 내장형이거나 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 충전식 배터리(10)의 가용전압 수용을 위한 충전단자(71)를 제공하고 배터리의 잔량을 확인하기 위한 전원관리모듈(70)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 6에 있어서,
전기적으로 접지되도록 상기 전원관리모듈(70)에 접속되고 일부가 상기 전후방 커버(40, 50) 외측으로 노출되는 접지부(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 접지부(80)는 전체적으로 금속물 코팅되고 외측으로 노출되는 부위는 비전도물 코팅이 추가로 이루어진 사출물인 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 접지부(80)의 금속물 코팅은 10 Ω/cm² 이하의 저항을 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 접지부(80)의 비전도물 코팅은 20 ㎛ 내지 50 ㎛의 두께를 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고전압 공급모듈(20)은,
상기 배터리(10)로부터 전원을 공급받는 DC 입력부(21)와;
상기 DC 입력부(21)를 거쳐 전달되는 전압의 ON/OFF를 제어하기 위한 DC 전압 제어부(22)와;
상기 DC 전압 제어부(22)의 출력전압을 저주파 고전압 교류 전력으로 출력하는 AC 고전압 변환부(23);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고전압 공급모듈(20)은 0.1 Hz 내지 1 kHz의 ON/OFF 주기를 갖는 펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유전체(32)는 외부로 노출되는 상판(32-1)과 대향 배치되는 하판(32-2)으로 구성되되, 상기 상판(32-1)은 그 두께를 1 mm 이하로 하고 상기 하판(32-2)은 상판(32-1)보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 고전압 공급모듈(20)의 출력 및 ON/OFF를 제어하기 위한 전력제어모듈(90)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 플라즈마 피부개선 장치.