KR101923623B1 - 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템 - Google Patents

치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마의 특성을 적용하여 치과 보철물 제작 재료 중 가장 많이 사용되는 지르코니아와 도재의 결합력 향상 및 기존 공정의 문제점을 개선하여, 효율적이고 경제적인 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템은 산업현장에서 이미 검증된 플라즈마의 특성(젖음성, 접착성, 결합성, 생체 적합성, 표면강화, 표면 열저항성의 개질, 살균, 유해 단백질 및 박테리아 제거 등)을 적용하여 치과 보철물 제작 재료 중 가장 많이 사용되는 지르코니아와 도재(포세린)의 결합력 향상 및 기존 공정의 문제점을 개선하여, 효율적이고 경제적인 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템을 제공한다.

Description

치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템{Low pressure plasma generation system for surface treatment of dental prosthesis}
본 발명은 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마의 특성을 적용하여 치과 보철물 제작 재료 중 가장 많이 사용되는 지르코니아와 도재(포세린, 세라믹 등)의 결합력 향상 및 기존 공정의 문제점을 개선하여, 효율적이고 경제적인 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템에 관한 것이다.
최근 심미감에 대한 요구가 높아지고, 금속 알러지에 대한 문제 등으로 인해 금속이 없는 보철물 수복에 대한 관심이 증가하면서 지르코니아 보철물의 비중이 상당히 높아지고 있는 추세이다.
지르코니아를 이용한 보철물의 제작 방식은 크게 두 가지로 구분되는데, 통지르코니아를 한 번의 CAD/CAM 작업으로 가공하여 제작하는 단일구조의 전부도재관은 간단한 작업과 최소한의 삭제량으로 충분한 강도를 얻을 수 있는 장점이 있지만 대합치의 마모가 과다하게 발생할 수 있으며 심미성이 떨어지는 단점이 있어 전치부에 사용이 어렵다.
한편, 하부의 지르코니아 코어와 상부 도재(포세린)로 이루어지는 이중구조 전부도재관은 심미성이 뛰어나며 현재 대부분의 지르코니아 전부도재관에서 사용되고 있으나, 지르코니아와 도재의 이중구조 수복물에 있어 상부 도재와 지르코니아 코어 사이의 결합 실패가 종종 보고되고 있다.
베니어 도재 부분에서 발생하는 부스러짐(chipping) 또는 층간박리(delamination) 문제와 관련해 물성이 약한 지르코니아용 도재를 고온용으로 제작 및 출시하고 있으나, 그 결과 도재 자체의 물성은 증가하나 코어와의 결합력에 문제를 보이고 있는 실정이다.
한편, 각종 산업현장(반도체/디스플레이 분야)에서 사용되는 저압 플라즈마 발생장치는 치과 보철물의 크기에 비해 용량과 규모가 거대하고, 가격 또한 고가여서 치과 보철물 제작 공정에 사용하기 어려운 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2006-0016547호 대한민국 공개특허 제10-2008-0103130호 대한민국 등록특허 제10-1659687호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 산업현장에서 이미 검증된 플라즈마의 특성을 적용하여 치과 보철물 제작 재료 중 가장 많이 사용되는 지르코니아와 도재(포세린, 세라믹)의 결합력 향상 및 기존 공정의 문제점을 개선하여, 효율적이고 경제적인 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 지르코니아 디스크 블록의 사이즈를 감안하여, 디스크 블록 및 상하 덴쳐(틀니)가 챔버 안으로 용이하게 들어갈 수 있도록 챔버의 내부 사이즈를 제한함으로써 신속하게 진공 분위기를 조성함으로써 치과 보철물 표면처리에 최적화된 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템은 본체와; 상기 본체의 길이방향을 따라 상하로 이동 가능하도록 상기 본체에 설치되고, 상부에는 처리대상물이 안치되는 이동스테이지와; 상기 본체 내부에 설치되어 상기 본체에 대해 상기 이동스테이지를 지지 및 상기 본체의 길이방향을 따라 상하로 이동시키는 승강구동부와; 상기 이동스테이지의 이동경로와 대응되는 상기 본체의 상측에 설치되고, 내부에는 상기 이동스테이지 상에 안치된 상기 처리대상물을 수용 및 상기 처리대상물의 표면처리를 위한 플라즈마가 생성될 수 있게 공간부가 형성된 챔버와; 상기 챔버 내부의 공기를 흡입하는 진공펌프와; 상기 챔버 내부의 진공압을 측정하는 진공압게이지와; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부와; 상기 챔버 내부에 설치되는 제1전극판과, 상기 이동스테이지 상에 설치되는 제2전극판과, 상기 제1전극판 및 상기 제2전극판에 전력을 공급하는 전원부를 포함하는 플라즈마 구동부와; 상기 플라즈마 구동부의 동작을 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동스테이지는 상기 본체 내부의 상기 승강구동부에 일 단이 연결되는 제1승강판과, 상기 제1승강판의 상측에 상기 제1승강판과 이격되게 배치되는 제2승강판과, 상기 제1승강판과 상기 제2승강판 사이에 개재되어 상기 제1승강판에 대해 제2승강판을 상방으로 탄성지지하는 지지스프링과, 상기 제2승강판 상에 설치되고 저면에 상기 제2전극이 부착된 유전체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 승강구동부는 상기 본체의 길이방향을 따라 연장되고, 상단과 하단이 각각 상기 본체 내측에 고정되며, 상기 본체의 정면을 기준으로 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 제1가이드봉과, 상기 제1가이드봉을 따라 이동 가능하게 설치되고, 상기 본체 내부로 연장된 상기 이동스테이지의 단부와 연결된 제1슬라이더와, 상기 본체의 길이방향을 따라 연장되고, 상단과 하단이 각각 상기 제1가이드봉 후방 측의 상기 본체 내측에 고정되는 제2가이드봉과, 상기 제2가이드봉을 따라 이동가능하게 설치되는 제2슬라이더와, 상기 제1슬라이더와 상기 제2슬라이더가 연동하여 이동할 수 있도록 상기 제1슬라이더와 상기 제2슬라이더를 서로 연결하는 연결부와, 상기 제1슬라이더와 상기 제1가이드봉의 하단 측에 설치되어 상기 제1슬라이더를 상방으로 가압하는 제1탄성스프링과, 상기 제2슬라이더와 상기 제2가이드봉의 상단 측에 설치되어 상기 제2슬라이더를 하방으로 가압하며, 상기 제1탄성스프링보다 작은 탄성계수를 갖는 제2탄성스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
가스공급부는 플라즈마 발생을 위한 제1가스와 제2가스를 각각 저장하는 제1가스저장부 및 제2가스저장부와, 상기 제1가스저장부 및 제2가스저장부에 각각 연결되는 제1가스공급관 및 제2가스공급관과, 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스저장부 및 상기 제2가스저장부에서 각각 공급되는 제1가스 및 제2가스의 압력을 조정하는 제1레귤레이터 및 제2레귤레이터와, 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스저장부와 상기 제2가스저장부 측으로 상기 제1가스와 상기 제2가스가 역류하는 것을 방지하는 제1체크밸브 및 제2체크밸브와, 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관의 유로를 개폐하는 제1개폐밸브 및 제2개폐밸브와, 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관을 따라 흐르는 상기 제1가스와 상기 제2가스의 유량을 조정하는 제1유량조정부 및 제2유량조정부와, 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에서 각각 공급되는 상기 제1가스와 상기 제2가스를 혼합하여 상기 챔버 내부로 혼합된 가스를 배출하는 가스혼합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 챔버는 상기 본체 상측에 상부가 고정되고, 내부를 들여다 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성되며, 상기 챔버의 하단에는 상기 이동스테이지와 접촉시, 상기 이동스테이지에 밀착되어 상기 챔버 내부의 공간부를 밀폐시키도록 탄성 변형 가능하게 형성된 패킹부가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템은 산업현장에서 이미 검증된 플라즈마의 특성(젖음성, 접착성, 결합성, 생체 적합성, 표면강화, 표면 열저항성의 개질, 살균, 유해 단백질 및 박테리아 제거 등)을 적용하여 치과 보철물 제작 재료 중 가장 많이 사용되는 지르코니아와 도재(포세린)의 결합력 향상 및 기존 공정의 문제점을 개선하여, 효율적이고 경제적인 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템은 지르코니아 디스크 블록의 사이즈를 감안하여, 디스크 블록 및 상하 덴쳐(틀니)가 챔버 안으로 용이하게 들어갈 수 있도록 챔버의 내부 사이즈를 제한함으로써 신속하게 진공 분위기를 조성함으로써 치과 보철물 표면처리에 최적화된 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템을 나타낸 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템을 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템의 사용 상태를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템의 사용 상태를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템의 가스공급부를 나타낸 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템의 플라즈마 구동부 및 제어부를 나타낸 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 6에는 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템(1)이 도시되어 있다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템은 본체(100)와, 이동스테이지(200)와, 승강구동부(300)와, 챔버(400)와, 가스공급부(500)와, 플라즈마 구동부와, 제어부를 포함하여 구성된다.
상기 본체(100)는 바닥에 지지되는 하부몸체(110)와, 하부몸체(110)의 후방 측 단부로부터 상방으로 소정 길이 연장된 수직몸체(120)와, 수직몸체(120)의 단부로부터 수직몸체(120)의 전방 측을 향해 소정 길이 연장된 상부몸체(130)를 포함하여 구성된다. 상기 본체(100)는 챔버(400)의 설치 및 이동스테이지(200)를 상하방향으로 이동시킬 수 있도록 전면 측이 후면 측으로 인입되어 일부가 개방된 구조를 가진다.
이동스테이지(200)는 본체(100)의 길이방향을 따라 상하로 이동 가능하도록 본체(100)에 설치되고, 상부에는 처리대상물(10)이 안치되는 것으로서, 제1승강판(210)과, 제2승강판(220)과, 지지스프링(230)과, 유전체(240)를 포함한다.
제1승강판(210)은 일 측이 하부몸체(110) 상에 위치하도록 판 상으로 형성되고, 타 측은 수직몸체(120) 내부로 연장된다. 제1승강판(210)은 타 측이 수직몸체(120) 내부에 설치되는 승강구동부(300)에 연결 및 고정되어 승강구동부(300)를 따라 상승 및 하강할 수 있게 되어 있으며, 상면에는 제2승강판(220)을 탄성 지지하는 지지스프링(230)이 일부 삽입될 수 있게 하방으로 소정 깊이 인입된 복수의 스프링삽입구멍이 형성된다.
제2승강판(220)은 제1승강판(210)의 상측에 제1승강판(210)과 이격되게 배치되는 것으로서, 상면에는 2단 구조로 인입된 제1인입홈 및 제2인입홈이 형성된다.
제1인입홈에는 유전체(240)가 삽입되고, 제2인입홈에는 유전체(240)의 저면에 장착된 제2전극판(602)이 삽입된다. 이때, 제2인입홈은 제2전극판(602)과 접촉되지 않도록 제2전극판(602)의 두께보다 깊게 형성되는 것이 바람직하다.
지지스프링(230)은 제1승강판(210)과 제2승강판(220) 사이에 개재되어 제1승강판(210)에 대해 제2승강판(220)을 지지 및 제2승강판(220)을 상방으로 밀어내는 방향으로 탄성을 제공한다. 제2승강판(220)은 지지스프링(230)의 탄성 및 탄력에 의해서 제1승강판(210)에 대해 전 방향으로 일정 각도 틸팅 가능하다.
유전체(240)는 제2승강판(220) 상에 설치되고, 저면에는 제2전극판(602)이 부착되어 제2전극판(602)을 통해 전계가 가해진다.
본 실시 예에서는 유전체(240)로서 2.5~4.0㎜ 두께의 석영(Quartz) 평판을 적용하고, 제1전극판(601) 및 제2전극판(602)은 스테인리스 재질의 그물망(mesh) 또는 얇은 평판을 재료로 적용할 수 있다.
승강구동부(300)는 본체(100) 내부에 설치되어 본체(100)에 대해 더욱 상세하게는 수직몸체(120)에 대해 이동스테이지(200)를 지지 및 본체(100)의 길이방향을 따라 상하로 이동시키는 것으로서, 제1가이드봉(310)과, 제1슬라이더(320)와, 제2가이드봉(330)과, 제2슬라이더(340)와, 연결부(350)와, 제1탄성스프링(360)과, 제2탄성스프링(370)을 포함하여 구성된다.
제1가이드봉(310)은 수직몸체(120)의 길이방향을 따라 연장되고, 상단과 하단이 각각 수직몸체(120)의 내측에 고정되며, 수직몸체(120)의 정면을 기준으로 양측에 각각 서로 이격되게 설치되며 한 쌍으로 구성된다. 수직몸체(120)에는 제1가이드봉(310) 뿐만아니라 후술하는 제2가이드봉(330)의 설치를 위한 설치대(131)가 상측과 하측에 더 구비된다.
제1슬라이더(320)는 보스나 허브 등 축받이의 형태로 형성되고, 제1가이드봉(310)을 따라 이동 가능하게 제1가이드봉(310)에 각각 설치되는 것으로서, 제1가이드봉(310)이 통과할 수 있게 내측에 중공이 형성되고, 일 측이 수직몸체(120)의 내부로 연장된 제1승강판(210)과 연결된다.
제2가이드봉(330)은 수직몸체(120)의 길이방향을 따라 연장되고, 상단과 하단이 제1가이드봉(310) 후방 측의 수직몸체(120) 내측에 제1가이드봉(310)과 나란하도록 고정된다.
제2슬라이더(340)는 제2가이드봉(330)을 따라 이동 가능하게 설치되는 것으로서, 제2가이드봉(330)이 통과할 수 있게 중공이 형성되며, 제1슬라이더(320)와 대응되형상 및 구조를 가진다.
제1슬라이더(320)와 제2슬라이더(340)의 상단에는 외경이 확장된 확장부가 더 형성된다.
연결부(350)는 제1슬라이더(320)와 제2슬라이더(340)가 연동하여 이동할 수 있도록 제1슬라이더(320)와 제2슬라이더(340)를 서로 연결하는 것으로서, 제1슬라이더(320) 및 제2슬라이더(340)를 각각 상측에서 끼워넣을 수 있도록 상하를 관통하는 관통구멍이 형성된다.
제1탄성스프링(360)은 제1슬라이더(320)와 제1가이드봉(310)의 하단 측에 설치되어 제1슬라이더(320)를 상방으로 가압하는 것으로서, 제1슬라이더(320) 하방의 제1가이드봉(310)을 감싸도록 결합되며, 상단과 하단이 각각 제1슬라이더(320)의 하단과 수직몸체(120)의 하측에 구비된 설치대(131)상에 접하도록 설치된다.
제2탄성스프링(370)은 제2슬라이더(340)와 제2가이드봉(330)의 상단 측에 설치되어 제2슬라이더(340)를 하방으로 가압하는 것으로서, 제2슬라이더(340) 상방의 제2가이드봉(330)을 감싸도록 결합되며, 상단과 하단이 각각 수직몸체(120)의 상측에 구비된 설치대(131) 저면과 제2슬라이더(340)의 상단에 접하도록 설치된다.
승강구동부(300)의 제1탄성스프링(360)과 제2탄성스프링(370)은 서로 다른 탄성계수를 갖도록 형성된다. 본 실시 예에서는 작업자가 이동스테이지(200)에 어떠한 외력도 가하지 않은 상태에서는 제1탄성스프링(360)에 의해 이동스테이지(200)가 챔버(400) 측으로 이동하여 챔버(400)에 접촉 및 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 제2탄성스프링(370)보다 제1탄성스프링(360)의 탄성계수가 높은 것을 적용하는 것이 바람직하다.
승강구동부(300)는 제1탄성스프링(360)을 통해 이동스테이지(200)를 챔버(400)에 접촉 및 밀착시킴으로써 챔버(400)를 지속적으로 밀폐된 상태로 유지시킬 수 있고, 제2탄성스프링(370)을 통해 이동스테이지(200)가 빠른 속도로 상승하는 것을 방지 및 이동스테이지(200)가 챔버(400)에 천천히 접촉 및 밀착되게 함으로써 이동스테이지(200)와 챔버(400)간 충돌에 의한 손상 등을 방지할 수 있다.
한편, 도면에 도시되어 있지 않지만 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템의 승강구동부는 제1탄성스프링을 통해 스테이지를 자동으로 상승시키는 구조를 적용하였으나, 이와 다르게 모터를 이용하여 스테이지를 상승 또는 하강시키는 구조를 적용할 수 있다.
이 경우, 승강구동부는 구동모터와, 구동모터를 이용하여 제1가이드봉을 회전시킴으로써 제1슬라이더를 제1가이드봉을 따라 상하로 이동시키는 스크류잭 구조를 적용할 수 있다. 또한, 승강구동부는 제1가이드봉과 제1슬라이더뿐만 아니라, 제2가이드봉과 제2슬라이더를 스크류잭 구조로 적용할 수 있음은 물론이다.
챔버(400)는 이동스테이지(200)의 이동경로와 대응되는 본체(100)의 상측 즉, 상부몸체(130) 하부에 상부가 고정 설치되고, 내부를 들여다 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성된다.
본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템의 챔버(400)는 두께 2.5~3.0㎜의 투명한 석영 튜브(Quartz Tube)를 사용하여 처리대상물(10) 즉, 보철물의 표면처리 상태나 플라즈마 발생을 작업자가 직접 확인할 수 있도록 구성할 수 있다.
그리고, 챔버(400)의 내부에는 이동스테이지(200) 상에 안치된 처리대상물(10) 및 제1가스 및 제2가스를 수용하며, 처리대상물(10)의 표면처리를 위한 플라즈마가 생성될 수 있게 공간부가 형성된다.
챔버(400)의 내부에는 제1전극판(601)이 설치되고, 상측에는 챔버(400) 내부의 공기를 흡입하는 진공펌프(461)와 연결되는 진공연결부(410)와, 챔버(400) 내부에 차 있는 가스를 외부로 배출하기 위한 환기부(420)와, 가스공급부(500)로부터 공급되는 혼합가스를 챔버(400) 내부로 주입시키는 가스주입부(430)가 설치된다.
챔버(400)의 하단에는 상기 이동스테이지(200)와 접촉시, 상기 이동스테이지(200)에 밀착되어 상기 챔버(400) 내부의 공간부를 밀폐시키도록 탄성 변형 가능하게 형성된 패킹부(450)가 구비된 것을 특징으로 한다.
진공펌프(461)는 진공배관(461a)을 통해 진공연결부(410)에 연결되어 챔버(400) 내부의 공기를 흡입하여 챔버(400) 내부에 진공 분위기를 조성하며, 진공배관(461a)에는 개폐밸브(461b)가 설치된다.
진공압게이지(462)는 챔버(400) 내부의 진공압을 측정하도록 챔버(400)의 일 측에 설치되며, 측정된 진공압 정보를 후술하는 제어부로 전송한다.
환기부(420)에는 가스를 외부로 배출하기 위한 환기배관(421)이 설치되며, 환기배관(421)에는 유로를 개폐하는 개폐밸브(422)가 설치된다.
가스공급부(500)는 챔버(400) 내부로 가스를 공급하는 것으로서, 플라즈마 발생을 위한 제1가스와 제2가스를 각각 저장하는 제1가스저장부(511) 및 제2가스저장부(512)와, 제1가스저장부(511) 및 제2가스저장부(512)에 각각 연결되는 제1가스공급관(521) 및 제2가스공급관(522)과, 제1가스공급관(521) 및 제2가스공급관(522)에 각각 설치되어 제1가스저장부(511) 및 제2가스저장부(512)에서 각각 공급되는 제1가스 및 제2가스의 압력을 조정하는 제1레귤레이터(531) 및 제2레귤레이터(532)와, 제1가스공급관(521) 및 제2가스공급관(522)에 각각 설치되어 제1가스저장부(511)와 제2가스저장부(512) 측으로 제1가스와 제2가스가 역류하는 것을 방지하는 제1체크밸브 및 제2체크밸브와, 제1가스공급관(521) 및 제2가스공급관(522)에 각각 설치되어 제1가스공급관(521) 및 제2가스공급관(522)의 유로를 개폐하는 제1개폐밸브(541) 및 제2개폐밸브(542)와, 제1가스공급관(521) 및 제2가스공급관(522)에 각각 설치되어 제1가스공급관(521) 및 제2가스공급관(522)을 따라 흐르는 제1가스와 제2가스의 유량을 조정하는 제1유량조정부(551) 및 제2유량조정부(552)와, 제1가스공급관(521) 및 제2가스공급관(522)에서 각각 공급되는 제1가스와 제2가스를 혼합하여 챔버(400) 내부로 혼합된 가스를 배출하는 가스혼합부(560)를 포함한다.
제1가스저장부(511)는 플라즈마 발생을 위한 산소가스를 저장하고 있으며, 제1가스공급관(521)을 통해 외부로 산소가스를 배출하도록 되어 있다.
제2가스저장부(512)는 플라즈마 발생을 위한 아르곤가스를 저장하고 있으며, 제2가스공급관(522)을 통해 외부로 아르곤가스를 배출하도록 되어 있다.
제1유량조정부(551)는 제1가스저장부(511)로부터 가스혼합부(560)로 산소가스를 일정량 공급하기 위한 것으로서, 일 측이 제1가스공급관(521)의 단부에 연결되고 타 측은 가스혼합부(560)에 연결된다.
제2유량조정부(552)는 제2가스저장부(512)로부터 가스혼합부(560)로 아르곤가스를 일정량 공급하기 위한 것으로서, 일 측이 제2가스공급관(522)의 단부에 연결되고 타 측은 가스혼합부(560)에 연결된다.
가스혼합부(560)는 제1가스저장부(511)와 제2가스저장부(512)에 각각 저장된 산소가스와 아르곤가스를 공급받아 혼합시키는 것으로서, 산소가스가 주입되는 제1가스유입부와, 아르곤가스가 주입되는 제2가스유입부 및 제1가스유입부 및 제2가스유입부를 통해 각각 주입된 가스들이 만나 일 측으로 이동하면서 서로 혼합되는 혼합챔버를 포함하여 구성된다.
가스혼합부(560)에서 배출되는 혼합가스는 챔버(400)에 구비된 가스주입부(430)와 연결된 혼합가스이송관을 통해 챔버(400) 내부로 공급된다.
제1개폐밸브(541) 및 제2개폐밸브(542)는 수동 및 제어부를 통해 안정적인 제어가 가능하도록 가스용 솔레노이드 밸브를 적용하는 것이 바람직하다.
제1유량조정부(551) 및 제2유량조정부(552)는 제1가스 및 제2가스의 유량을 각각 확인할 수 있도록 유량계 일체형을 적용하고, 유량의 조절과 확인이 쉽고, 편리하도록 본체(100) 전면에 설치된다. 또한, 제1유량조정부(551) 및 제2유량조정부(552)의 배관 재료 및 자재는 부식성 가스에 의해 부식이 발생되지 않도록 내식성 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
플라즈마 구동부는 챔버(400) 내부에 설치되는 제1전극판(601)과, 이동스테이지(200) 상에 설치되는 제2전극판(602)과, 제1전극판(601) 및 상기 제2전극판(602)에 전력을 공급하는 전원부 및 제어부를 포함한다. 플라즈마 구동부는 도시된 바와 같이 교류전원을 직류전원으로 변환시키는 SMPS, SMPS의 출력을 일정 수준으로 유지 및 안정화시키는 Voltage regulator, 플라즈마 발생을 위한 제1전극판(601) 및 제2전극판(602)에 전원을 인가하는 Plazma driver 및 Power adjust로 구성될 수 있다.
제어부는 플라즈마 구동부의 동작을 제어하는 것으로서, 칩 형태의 마이크로프로세서를 적용하고, 디스플레이를 통해 사용시간 설정 및 동작 시간, 동작 상태를 확인할 수 있도록 지원한다. 또한, 제어부는 플라즈마 출력을 조절할 수 있도록 되어 있고, 챔버(400) 내의 온도를 측정하는 온도측정 센서를 적용하여 플라즈마가 발생하는 챔버(400) 내의 온도를 감지하고 과도한 온도상승을 방지하도록 제어한다.
제어부는 고효율 MF(Middle Frequency) 플라즈마 구동회로를 구비하며, MF 플라즈마 구동회로의 파라미터는 전압의 크기, 파형, 주파수, 소모 전력 등이 고려된다. 그리고, 진공 챔버(400)의 진공압, 전극 간의 거리, 유전체(240)의 종류에 따라서 플라즈마 구동전압을 결정한다. 이 예로, 제어부는 플라즈마 구동을 위해 주파수는 50㎑ ±10%, 출력은 최소 50W, 챔버(400) 내부온도는 60℃ 이하로 설정 및 유지되게 제어한다.
제어부는 진공 챔버(400) 내부 온도 측정 및 감시에 의한 과열 방지 기능뿐만 아니라, 챔버(400) 내부의 변화되는 온도를 추적하여 플라즈마 구동 출력을 제어하는 기능 및 작동모드를 변환하는 기능을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템은 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100 : 본체
110 : 하부몸체 120 : 수직몸체
130 : 상부몸체 131 : 설치대
200 : 이동스테이지
210 : 제1승강판 220 : 제2승강판
230 : 지지스프링 240 : 유전체
300 : 승강구동부
310 : 제1가이드봉 320 : 제1슬라이더
330 : 제2가이드봉 340 : 제2슬라이더
350 : 연결부 360 : 제1탄성스프링
370 : 제2탄성스프링
400 : 챔버
410 : 진공연결부 420 : 가스배출부
430 : 가스주입부 450 : 패킹부
461 : 진공펌프 462 : 진공압게이지
500 : 가스공급부
511 : 제1가스저장부 512 : 제2가스저장부
521 : 제1가스공급관 522 : 제2가스공급관
531 : 제1레귤레이터 532 : 제2레귤레이터
541 : 제1개폐밸브 542 : 제2개폐밸브
551 : 제1유량조정부 552 : 제2유량조정부
560 : 가스혼합부
601 : 제1전극판 602 : 제2전극판

Claims (5)

  1. 본체와;
    상기 본체의 길이방향을 따라 상하로 이동 가능하도록 상기 본체에 설치되고, 상부에 처리대상물이 안치되는 이동스테이지와;
    상기 본체 내부에 설치되어 상기 본체에 대해 상기 이동스테이지를 지지 및 상기 본체의 길이방향을 따라 상하로 이동시키는 승강구동부와;
    상기 이동스테이지의 이동경로와 대응되는 상기 본체의 상측에 설치되고, 내부에는 상기 이동스테이지 상에 안치된 상기 처리대상물을 수용 및 상기 처리대상물의 표면 처리를 위한 플라즈마가 생성될 수 있게 공간부가 형성된 챔버와;
    상기 챔버 내부의 공기를 흡입하는 진공펌프와;
    상기 챔버 내부의 진공압을 측정하는 진공압게이지와;
    상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부와;
    상기 챔버 내부에 설치되는 제1전극판과, 상기 이동스테이지 상에 설치되는 제2전극판과, 상기 제1전극판 및 상기 제2전극판에 전력을 공급하는 전원부를 포함하는 플라즈마 구동부와;
    상기 플라즈마 구동부의 동작을 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동스테이지는
    상기 본체 내부의 상기 승강구동부에 일 단이 연결되는 제1승강판과,
    상기 제1승강판의 상측에 상기 제1승강판과 이격되게 배치되는 제2승강판과,
    상기 제1승강판과 상기 제2승강판 사이에 개재되어 상기 제1승강판에 대해 제2승강판을 상방으로 탄성지지하는 지지스프링과,
    상기 제2승강판 상에 설치되고 저면에 상기 제2전극이 부착된 유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 승강구동부는
    상기 본체의 길이방향을 따라 연장되고, 상단과 하단이 각각 상기 본체 내측에 고정되며, 상기 본체의 정면을 기준으로 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 제1가이드봉과,
    상기 제1가이드봉을 따라 이동 가능하게 설치되고, 상기 본체 내부로 연장된 상기 이동스테이지의 단부와 연결된 제1슬라이더와,
    상기 본체의 길이방향을 따라 연장되고, 상단과 하단이 각각 상기 제1가이드봉 후방 측의 상기 본체 내측에 고정되는 제2가이드봉과,
    상기 제2가이드봉을 따라 이동가능하게 설치되는 제2슬라이더와,
    상기 제1슬라이더와 상기 제2슬라이더가 연동하여 이동할 수 있도록 상기 제1슬라이더와 상기 제2슬라이더를 서로 연결하는 연결부와,
    상기 제1슬라이더와 상기 제1가이드봉의 하단 측에 설치되어 상기 제1슬라이더를 상방으로 가압하는 제1탄성스프링과,
    상기 제2슬라이더와 상기 제2가이드봉의 상단 측에 설치되어 상기 제2슬라이더를 하방으로 가압하며, 상기 제1탄성스프링보다 작은 탄성계수를 갖는 제2탄성스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템.
  4. 제1항에 있어서
    가스공급부는
    플라즈마 발생을 위한 제1가스와 제2가스를 각각 저장하는 제1가스저장부 및 제2가스저장부와,
    상기 제1가스저장부 및 제2가스저장부에 각각 연결되는 제1가스공급관 및 제2가스공급관과,
    상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스저장부 및 상기 제2가스저장부에서 각각 공급되는 제1가스 및 제2가스의 압력을 조정하는 제1레귤레이터 및 제2레귤레이터와,
    상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스저장부와 상기 제2가스저장부 측으로 상기 제1가스와 상기 제2가스가 역류하는 것을 방지하는 제1체크밸브 및 제2체크밸브와,
    상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관의 유로를 개폐하는 제1개폐밸브 및 제2개폐밸브와,
    상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관을 따라 흐르는 상기 제1가스와 상기 제2가스의 유량을 조정하는 제1유량조정부 및 제2유량조정부와,
    상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에서 각각 공급되는 상기 제1가스와 상기 제2가스를 혼합하여 상기 챔버 내부로 혼합된 가스를 배출하는 가스혼합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는 상기 본체 상측에 상부가 고정되고, 내부를 들여다 볼 수 있도록 투명한 소재로 형성되며,
    상기 챔버의 하단에는 상기 이동스테이지와 접촉시, 상기 이동스테이지에 밀착되어 상기 챔버 내부의 공간부를 밀폐시키도록 탄성 변형 가능하게 형성된 패킹부가 구비된 것을 특징으로 하는 치과용 보철물 표면처리를 위한 저압 플라즈마 발생 시스템.
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