KR102090208B1 - 자외선 방전램프 장치 - Google Patents

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주윤관
최병노
김건래
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주식회사 원익큐엔씨
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Abstract

자외선 방전램프 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 자외선 방전램프 장치는 임플란트 고정체를 표면개질 처리하기 위한 자외선 방전램프 장치로서, 내부관 및 외부관으로 이루어지는 이중 원통형 구조로 이루어지되, 상기 내부관 및 상기 외부관 사이에 UV광을 발생하는 방전용 가스가 충진되고, 상기 내부관 내부에 상기 임플란트 고정체가 배치될 수 있는 공간을 구비한 자외선 방전용기; 상기 자외선 방전용기의 내부관 내측 및 외부관 외측에 각각 구비되는 내부전극 및 외부전극; 상기 임플란트 고정체를 표면개질 처리하는 동안 상기 자외선 방전용기의 내부로 공기를 유입시키고 상기 임플란트 고정체의 표면개질 처리 후 상기 자외선 방전용기의 내부로부터 외부로 공기를 배출시키는 팬; 및 상기 자외선 방전용기에 삽입된 임플란트 고정체를 표면개질 처리하는 동안의 상기 팬의 처리중 속도가 상기 임플란트 고정체의 표면개질 처리가 종료된 후의 상기 팬의 처리후 속도보다 느리게 되도록 상기 팬의 속도를 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

자외선 방전램프 장치{Ultra Violet Discharge Lamp Irradiation Apparatus}
본 발명은 자외선 방전램프 장치에 관한 것으로, 특히, 치과용 임플란트 고정체의 표면을 UV(자외선)광 처리함과 더불어 오존을 접촉시킴으로써 치과용 임플란트 고정체를 표면개질 처리하는 자외선 방전램프 장치에 관한 것이다.
최근 인공치아인 치과용 임플란트의 시술 비중이 확대되고 있다. 임플란트는 치골에 삽입되는 고정체(Fixture)에 결합되어 치아 역할을 하는 것이다.
통상적으로 인공치아인 치과용 임플란트 구조는 임플란트 고정체(Fixture-인공치근), 지대부(Abutment) 및 보철(Crown-인공치아)의 3개의 구조물로 구성되고 고정체 재질은 티타늄 및 티타늄합금이 일반적이다.
임플란트 시술에 있어 치골에 삽입되는 임플란트 고정체 부위는 치골에 완전하게 식립될 필요가 있다.
이를 위해 종래 기술로서, UV광을 임플란트 표면, 특히 임플란트 고정체 부위에 조사하면 UV광 빛에너지와 UV광에 의해 생성된 오존을 통한 임플란트 고정체 표면개질 현상이 임플란트 고정체를 식립한 후 뼈 형성 세포의 증식, 부착 기능을 촉진시켜 뛰어난 치료 결과를 얻는다. 이러한 치료 결과는 아래와 같이 크게 3가지 이유로 설명된다.
첫 번째, UV광의 빛에너지와 UV광에 의해 생성된 오존이 임플란트 고정체 표면에 붙어있는 탄소 분자를 분해, 증발시켜 뼈 형성세포가 임플란트 고정체 표면에 잘 부착될 수 있게 하는 것이다.
두 번째, UV광의 빛에너지와 UV광에 의해 생성된 오존이 임플란트 고정체 표면 전하를 마이너스(-) 전하에서 플러스(+) 전하로 변화시켜 마이너스(-) 전하를 띠고 있는 인체 세포 및 그 세포의 부착과 기능을 돕는 단백질을 정전기적으로 임플란트 고정체 표면으로 끌어당겨 밀접한 결합이 될 수 있게 하는 것이다.
세 번째, UV광의 빛에너지와 UV광에 의해 생성된 오존이 임플란트 고정체 표면의 친수성을 증가시켜 임플란트 고정체 표면에 혈액이 잘 젖게 하면, 임플란트 고정체 표면에 잘 형성된 혈병은 이후 뼈 형성 세포가 임플란트 고정체 표면에 잘 부착될 수 있게 돕는 것이다.
그러나 종래의 UV광을 이용한 표면개질 처리장치의 표면개질 처리방법은 임플란트 고정체가 배치된 처리실에서 생성되는 오존이 인체에 유해하여 임플란트 고정체의 표면개질 처리에 사용 후 배출 시 문제가 되어왔다. 또한, 오존의 생성을 방지하기 위해서 임플란트 고정체 처리실을 밀폐할 경우 이러한 수단에서는 최적의 오존량 생성에 필요한 산소가 공급되지 않아 오존발생량이 부족하여 오존에 의한 처리가 부적절함으로 임플란트 고정체 표면에 부착된 유기물을 높은 효율로 제거하기 곤란하다.
공개특허 제10-2013-0054357호(생체 임플란트용 세정처리장치)에는 처리실 내에 복수의 임플란트 고정체를 고정시킨 후, 처리실 내부에 자외선을 조사하여 임플란트 고정체의 노화된 표면을 친수성으로 표면개질시키는 장치가 공개되어 있다.
그러나 상기 공개특허에서는 자외선에 의해 표면개질 처리되는 시간이 장시간(5~30분간) 소요되어 여러 개의 고정체를 동시에 표면개질 처리해야 했으며, 동시처리를 위한 처리공간이 과대하게 필요하여 장치의 크기가 커지고, 오히려 과량의 오존이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 표면개질 처리를 위해서는 적당량의 오존이 필수적이므로 발생하는 오존량을 임의로 조절하지 못하며, 표면개질 처리 직후 팬을 가동하여 활성탄 등의 오존 흡수제를 통과시켜 사용 후의 오존을 제거하고 있었으나, 표면개질 처리하는 동안 발생하는 오존이 세정처리장치를 새어 나오는 것은 방지하지 못하고 새어 나온 오존이 인체와 직접 접촉되는 등의 많은 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 임플란트 표면개질 처리 과정에서 지속적으로 일정한 양의 오존을 생성시켜서 표면개질 효율을 높이고, 표면개질 처리를 행하는 동안 오존의 누출을 방지하며, 표면개질 처리 후 오존을 신속히 제거하여 인체에 해가 되는 오존의 직접적인 접촉을 방지할 수 있는 자외선 방전램프 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 사용하고자 하는 임플란트 고정체를 시술직전에 표면개질 처리하여 즉시 사용할 수 있도록 하여 표면개질 처리 후 시술 전까지 대기하는 동안 재오염이 발생하는 것을 방지하여 시술의 효과를 높이게 하는 자외선 방전램프 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 임플란트 고정체를 보관용 케이스에서 꺼내지 않고, 보관용 케이스에 수용된 상태로 표면개질 처리할 수 있는 자외선 방전램프 장치를 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 임플란트 고정체를 표면개질 처리하기 위한 자외선 방전램프 장치로서, 내부관 및 외부관으로 이루어지는 이중 원통형 구조로 이루어지되, 상기 내부관 및 상기 외부관 사이에 UV광을 발생하는 방전용 가스가 충진되고, 상기 내부관 내부에 상기 임플란트 고정체가 배치될 수 있는 공간을 구비한 자외선 방전용기; 상기 자외선 방전용기의 내부관 내측 및 외부관 외측에 각각 구비되는 내부전극 및 외부전극; 상기 임플란트 고정체를 표면개질 처리하는 동안 상기 자외선 방전용기의 내부로 공기를 유입시키고 상기 임플란트 고정체의 표면개질 처리 후 상기 자외선 방전용기의 내부로부터 외부로 공기를 배출시키는 팬; 및 상기 자외선 방전용기에 삽입된 임플란트 고정체를 표면개질 처리하는 동안의 상기 팬의 처리중 속도가 상기 임플란트 고정체의 표면개질 처리가 종료된 후의 상기 팬의 처리후 속도보다 느리게 되도록 상기 팬의 속도를 제어하는 제어부;를 포함하는 자외선 방전램프 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 표면개질 처리 동안 오존이 50~400 ppm 범위로 발생하도록 상기 처리중 속도를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 임플란트 고정체를 표면개질 처리하는데 사용되는 상기 오존의 농도를 소정 범위 내로 유지하기 위해 상기 유입되는 공기의 양을 조절하도록 상기 팬의 속도를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 자외선 방전용기 내로 유입되는 공기의 양이 분당 0.2 ~ 5ℓ가 되도록 상기 처리중 속도를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 자외선 방전용기 내로 유입되는 공기의 양이 분당 10ℓ 이상이 되도록 상기 처리후 속도를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 자외선 방전램프 장치는 상기 자외선 방전용기와 상기 팬 사이에 구비되어 유체유통로로 연결되며, 상기 자외선 방전용기에서 배출되는 상기 오존을 제거하는 필터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필터는 카본 필터 또는 활성탄을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 방전램프 장치는 이중관 구조의 UV 램프 안쪽으로 공기를 지속적으로 유입시키면서 임플란트의 표면개질 처리를 실시할 때, 공기 유입량을 조절하여 오존의 생성량을 조절하거나, 표면개질에 사용되지 않는 불필요한 오존의 발생을 저감시킬 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 방전램프는 임플란트의 표면개질 처리시에는 저속으로 공기가 임플란트 처리 공간으로 유입되도록 하고, 임플란트의 표면개질 처리가 종료된 후에는 고속으로 공기가 임플란트 처리 공간으로부터 빠져나가도록 하여 오존의 생성량을 조절할 수 있다.
이에 따라, 임플란트의 표면개질 처리시 집중적으로 오존을 발생시켜 표면개질을 행하는 것이 가능하므로 고효율의 표면개질 처리가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 방전램프 장치를 개략적으로 도시한 구성도,
도 2는 도 1의 제어부의 처리 순서도,
도 3은 도 1의 방전램프부의 분해 사시도,
도 4는 도 3의 결합 상태의 사시도,
도 5는 도 4의 수직방향 단면도, 그리고,
도 6은 도 4의 수평방향 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자외선 방전램프 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 방전램프 장치(10)는 방전램프부(100), 팬(300), 및 제어부(400)를 포함한다.
방전램프부(100)는 충진된 방전용 가스에 의해 UV광을 발생하고, 발생한 UV광에 의해 오존을 생성함으로써, UV광 빛에너지와 오존에 의해 임플란트 고정체(1)의 표면개질을 수행할 수 있다.
이때, 방전램프부(100)는 자외선 방전용기(120), 내부전극(110) 및 외부전극(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 자외선 방전용기(120)는 UV광을 발생하는 방전용 가스가 충진되며 이중 원통형 구조를 가질 수 있다. 내부전극(110) 및 외부전극(130)은 자외선 방전용기(120)의 내측 및 외측에 구비되어 외부로부터 전력이 급전될 수 있다.
방전램프부(100)는 자외선 방전용기(120)의 상측으로부터 공기가 유입될 수 있다. 또한, 방전램프부(100)는 방전용 가스에 의해 UV광이 발생할 수 있다. 즉, 방전램프부(100)는 방전용 가스에 의한 UV광원으로서 기능할 수 있다.
여기서, 자외선 방전용기(120) 내로 유입되는 공기에는 산소(O2)가 포함되어 있기 때문에 방전램프부(100)는 UV광에 의해 공기 중 산소를 오존(O3)으로 변화시킬 수 있다.
방전램프부(100)의 구체적인 구성은 도 3 내지 도 6을 참조하여 후술한다.
팬(300)은 내부전극(110) 및 외부전극(130)의 급전에 의해 발생하는 UV광에 의해 오존을 생성하기 위한 공기를 자외선 방전용기(120)로 유입시킨다. 또한, 팬(300)은 자외선 방전용기(120)에서 발생한 오존을 방전용기(120) 외부로 배출시킬 수 있다.
일례로, 팬(300)은 자외선 방전용기(120)에서의 오존 생성시 저속으로 구동됨으로써, 자외선 방전용기(120)의 상측으로부터 공기를 유입시킬 수 있다. 즉, 팬(300)은 임플란트 고정체(1)를 표면개질 처리하는 동안에는 저속으로 구동될 수 있다.
또한, 팬(300)은 자외선 방전용기(120)에서 생성된 오존 배출시 고속으로 구동됨으로써, 자외선 방전용기(120)의 하측에 구비된 앰플 홀더(140)의 공기 유통구(141)로부터 유체유통로(210, 310)를 통하여 오존을 방전용기(120) 외부로 배출시킬 수 있다. 즉, 팬(300)은 임플란트 고정체(1)를 표면개질 처리한 후 고속으로 구동될 수 있다.
여기서, 팬(300)은 유체유통로(210, 310)를 통하여 자외선 방전용기(120)와 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 팬(300)은 유체유통로(210, 310)를 통하여 방전램프부(100)의 앰플 홀더(140)에 연결될 수 있다.
제어부(400)는 표면개질 처리 동안에 대응하는 팬(300)의 처리중 속도가 표면개질 처리가 종료된 후에 대응하는 팬(300)의 처리후 속도보다 느리게 되도록 팬(300)의 속도를 제어한다.
여기서, 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리 동안, 유입된 공기에 의해 발생한 오존이 임플란트 고정체(1)의 표면개질에 사용되기 때문에 팬(400)의 속도가 너무 빠른 경우에는 오존이 생성된 즉시 배출되기 때문에 저속으로 수행하는 것이 바람직하다.
이때, 제어부(400)는 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리 동안 오존 농도가 50~400 ppm이 범위로 발생하도록 팬(300)의 속도를 제어할 수 있다.
일례로, 제어부(400)는 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리 동안 자외선 방전용기(120)로 공기 유입시 팬(300)을 저속의 제1속도로 제어할 수 있다. 또한, 제어부(400)는 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리 후 자외선 방전용기(120)로부터 오존의 배출시 팬(300)을 제1속도보다 높은 고속의 제2속도로 제어할 수 있다.
대안적으로, 제어부(400)는 자외선 방전용기(120)에 삽입된 임플란트 고정체(1)를 표면개질 처리하는데 사용되는 오존의 농도를 소정 범위 내로 유지하도록 팬(300)의 속도를 제어할 수 있다. 이 때, 오존의 농도 범위는 실험적으로 선택될 수 있다.
일례로, 제어부(400)는 자외선 방전용기(120)에서의 오존 농도가 50~400 ppm이 되도록 공기의 유입량을 조절할 수 있다. 여기서, 오존의 농도가 50ppm 미만인 경우, 임플란트 고정체(1)를 표면개질하기 위한 오존이 부족하여 표면개질 처리에 대한 소요시간이 증가할 수 있다. 더욱이, 오존의 양이 충분하지 않으므로 임플란트 고정체(1)의 표면개질의 품질이 저하될 수 있다.
또한, 오존의 농도가 400 ppm을 초과하는 경우, 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리에 불필요하게 오존이 과다 발생하기 때문에 오존의 제거가 어려울 수 있다.
이때, 제어부(400)는 오존 감지센서를 통하여 자외선 방전용기(120) 내부의 오존 농도를 측정할 수 있다. 여기서, 오존 감지센서는 자외선 방전용기(120) 내부의 앰플(150) 부근에 설치되거나 앰플(150) 내부에 형성될 수 있다.
또한, 자외선 방전용기(120) 내부로 유입되는 공기는 오존의 생성과 동시에 자외선 방전용기(120) 및 임플란트 고정체(1)의 냉각에 이용될 수 있다. 즉, 방전용 가스의 방전에 의해 방전램프부(100)가 점등되어 표면개질 처리 과정 중에서 자외선 방전용기(120) 및 임플란트 고정체(1)의 온도가 상승할 수 있다. 이때, 외부에서 자외선 방전용기(120)로 유입되는 공기에 의해 자외선 방전용기(120) 및 임플란트 고정체(1)를 냉각시킬 수 있다.
이를 위해, 제어부(400)는 자외선 방전용기(120)에 유입되는 공기에 의해 자외선 방전용기(120)와 임플란트 고정체(1)를 냉각시키도록 팬(300)을 제어할 수 있다. 일례로, 제어부(400)는 오존의 생성시에 비하여 자외선 방전용기(120) 내부로 더 많은 양의 공기가 유입되도록 팬(300)을 제어할 수 있다.
또한, 제어부(400)는 앰플 홀더(150)의 승하강 및 회전을 제어할 수 있다. 여기서, 앰플 홀더(150)는 제어부(400)에 의해 제어되는 구동 수단이 구비될 수 있다.
도 2는 도 1의 제어부의 처리 순서도이다.
임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리가 개시되면, 제어부(400)는 방전램프부(100)의 동작 상태에 따라 팬(300)을 제어한다.
팬(300)의 제어 방법(200)은 먼저, 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리를 개시한다(단계 S21).
이와 같이 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리가 수행되는 경우, 제어부(400)는 팬(300)을 저속으로 구동하도록 제어한다(단계 S22).
일례로, 제어부(400)는 자외선 방전용기(120) 내로 유입되는 공기의 양이 분당 0.2 ~ 5ℓ가 되도록 팬(300)을 저속으로 제어할 수 있다. 이때, 자외선 방전용기(120) 내로 공기가 유입되면서, 방전램프부(100)에서 방전된 UV광에 의해 오존이 발생한다.
다음으로, 제어부(400)는 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리가 종료되었는지를 판단하여(단계 S23), 표면개질 처리가 종료되지 않은 경우, 단계 S22로 복귀하여 팬(300)의 저속 구동을 유지하도록 제어한다.
단계 S23의 판단 결과, 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리가 종료된 경우, 제어부(400)는 팬(300)을 고속으로 구동하도록 제어할 수 있다(단계 S24). 일례로, 제어부(400)는 자외선 방전용기(120) 내로 유입되는 공기의 양이 분당 10ℓ 이상이 되도록 팬(300)을 고속으로 제어할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 오존에 노출되지 않고 빠르게 배출하도록 팬(300)을 고속으로 구동하도록 제어할 수 있다. 이 때, 표면개질 처리 종료 후 방전 용기 내로 유입되는 공기의 양은 실험적으로 선택될 수 있다.
다음으로, 제어부(300)는 오존 배출이 완료되었는지를 판단하여(S25), 오존 배출이 완료되지 않은 경우, 단계 S24로 복귀하여 오존 배출이 종료될 때까지 팬(300)의 고속 구동을 유지하도록 제어할 수 있다.
단계 S25의 판단 결과, 오존 배출이 완료된 경우, 팬(300)의 제어 방법이 종료된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 자외선 방전램프 장치(10)는 필터(200)를 더 포함할 수 있다.
필터(200)는 자외선 방전용기(120)와 팬(300) 사이에 유체유통로(210, 310)를 통하여 연결될 수 있다. 여기서, 필터(200)는 자외선 방전용기(120)에서 배출되는 오존을 제거할 수 있다.
일례로, 필터(200)는 카본 필터일 수 있다. 다른 예로서, 필터(200)는 활성탄 등의 오존 흡착제를 포함할 수 있다. 이에 의해, 팬(300)은 자외선 방전용기(120)로부터 배출되는 오존이 제거된 산소를 외부로 배출할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 방전램프부(100)를 더 상세하게 설명한다.
도 3은 도 1의 방전램프부의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 결합 상태의 사시도이며, 도 5는 도 4의 수직방향 단면도이고, 도 6은 도 4의 수평방향 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방전램프부(100)는 내부전극(110), 자외선 방전용기(120), 외부전극(130), 앰플 홀더(140) 및 앰플(150)을 포함한다.
내부전극(110)은 자외선 방전용기(120)의 중공부(121)에서 양측에 한 쌍으로 구비될 수 있다. 또한, 내부전극(110)은 중공부(112)를 갖는 원통 형상일 수 있다. 여기서, 내부전극(110)은 내부관(123)의 내측면에 구비될 수 있다.
이때, 제1내부전극(110a)과 제2내부전극(110b) 사이에는 임플란트 고정체(1)가 배치되도록 공극(110c)이 형성될 수 있다. 즉, 제1내부전극(110a)과 제2내부전극(110b)은 임플란트 고정체(1)가 그 사이의 공극(110c)에 배치되도록 일정간격으로 이격되게 분리될 수 있다.
여기서, 자외선 방전용기(120)에 충전된 방전용 가스에 의해 발생한 UV광이 한 쌍의 내부전극(110a, 110b) 사이의 공극(110c)을 통하여 자외선 방전용기(120)의 중공부(121) 내측으로 방사된다.
이에 의해, 가스충진 영역(122)에서 발생한 UV광이 내부전극(110)에 의해 차단되지 않고 자외선 방전용기(120)의 중공부(121)로 직접 방사되기 때문에, 임플란트 고정체(1)에 균일하게 조사될 수 있다. 또한, 임플란트 고정체(1)의 둘레에 내부전극(110)이 존재하는 경우에 비하여 더 많은 양의 UV광 빛에너지가 조사될 수 있다. 따라서 임플란트 고정체(1)의 표면개질이 균일하게 수행되는 동시에 표면개질 처리시간을 급격히 단축할 수 있다.
여기서, 내부전극(110)은 외부에서 전원 공급이 가능하도록 전력공급선(111)이 연결될 수 있다. 제1내부전극(110a) 및 제2내부전극(110b)은 각각 전력공급선(111)에 연결될 수도 있다.
대안적으로, 내부전극(110)은 일체로 형성될 수 있다. 이때, 내부전극(110)은 그물망 형태, 격자무늬 형태 등으로 다수의 광투과부가 형성될 수 있다. 이와 같은 광투과부를 통하여 가스충진 영역(122)에서 발생한 UV광이 내부전극(110) 내측으로 방사될 수 있다.
자외선 방전용기(120)는 UV광을 발생하는 방전용 가스가 충진되며, 내부관(123) 및 외부관을 포함하는 이중관 구조를 갖는다. 즉, 자외선 방전용기(120)는 전체적으로 중앙에 중공부(121)를 갖는 원통형 구조를 갖는다. 여기서, 내부관(123)과 외부관 사이에 UV광을 발생하는 방전용 가스가 충진되는 가스충진 영역(122)이 형성된다.
여기서, 가스충진 영역(122)은 방전용 가스가 충진되도록 밀봉될 수 있다. 또한, 중공부(121)는 임플란트 고정체(1)가 앰플 홀더(140)를 통하여 삽입되도록 일측이 개방될 수 있다.
또한, 중공부(121)는 임플란트 고정체(1)가 삽입된 경우 밀폐되도록 타측이 덮개와 같은 수단에 의해 폐쇄될 수 있다. 이때, 자외선 방전용기(120)의 중공부(121) 내로 외부에서 공기가 유입될 수 있도록 덮개에는 공기 유통구가 형성될 수 있다.
여기서, 가스충진 영역(122)에 충진되는 방전용 가스는 내부전극(110)과 외부전극(130)에 인가된 전기에너지에 의해 에너지가 변화될 수 있다. 따라서 방전용 가스에 의해 UV광이 발생한다.
이때, 방전용 가스로는 Xe(파장 172㎚), ArF(파장 193㎚), KrCl(파장 222㎚), KrF (파장 248㎚), XeCl(파장 308㎚), 또는 XeF(파장 351㎚) 등의 엑시머(excimer) UV광을 발생하는 방전가스가 사용될 수 있다.
또한, 방전용 가스는 UVC 파장대(100㎚~280㎚)의 UV광을 발생시킬 수 있는 물질을 사용할 수도 있다. 다만, 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 전기에너지를 인가하는 전극구조의 변경(방전 공간내에 전극형성)이 필요할 수 있다.
바람직하게는 방전용 가스로서 172㎚의 엑시머 UV광이 사용될 수 있다. 이 경우, 5 내지 40초에 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리를 수행할 수 있다.
외부전극(130)은 자외선 방전용기(120)의 외부관의 외측면을 따라 구비된다. 또한, 외부전극(130)은 중공부(131)를 갖는 원통형 구조를 가질 수 있다.
여기서, 외부전극(130)은 가스충진 영역(122)에서 방전용 가스에 의해 발생한 UV광을 자외선 방전용기(120)의 중공부(121) 내측으로 반사하도록 기능한다. 이때, 외부전극(130)은 UV광을 반사할 수 있도록 경면 처리될 수 있다.
또한, 외부전극(130)은 두께가 얇은 포일(foil) 형태이거나 메시(mesh) 형태일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 외부전극(130)은 방전을 일으키기 위한 도전성 재질이면 그 형태와 관계없이 사용될 수 있다.
선택적으로, 외부전극(130)은 자외선 방전용기(120)를 냉각시키기 위한 히트싱크를 더 포함할 수 있다. 여기서, 히트싱크는 외부전극(130)의 외측에 구비될 수 있다. 일례로, 히트싱크는 외부전극(130)을 둘러쌓는 원통형 구조로 이루어질 수 있다. 선택적으로, 히트싱크는 효과적인 냉각을 위해 표면적을 증가시키도록 돌기 구조를 포함할 수 있다.
앰플 홀더(140)는 임플란트 고정체(1)를 자외선 방전용기(120) 내에 삽입하기 위한 것으로, 임플란트 고정체(1)가 한 쌍의 내부전극(110a, 110b) 사이의 공극(110c)에 위치되도록 임플란트 고정체(1)를 지지할 수 있다.
이때, 앰플 홀더(140)는 한 쌍의 내부전극(110a, 110b)의 내측에 삽입되어 삽입방향으로 왕복 이동이 가능한 상태로 결합될 수 있다. 즉, 앰플 홀더(140)는 한 쌍의 내부전극(110a, 110b) 내측에서 상향으로 이동하여 내부전극(110), 자외선 방전용기(120) 및 외부전극(30) 결합구조의 상부측으로 상단부가 노출될 수 있다.
또한, 앰플 홀더(140)는 노출된 상단부에 임플란트 고정체(1)를 고정하는 앰플(150)을 구비하고, 임플란트 고정체(1)가 앰플에 고정된 상태에서 하향으로 이동하여 임플란트 고정체(1)를 내부전극(110)의 중공부(112)로 인입시킬 수 있다.
또한, 앰플 홀더(140)는 임플란트 고정체(1)의 표면재질에 영향을 미치지 않는 재질로 이루어질 수 있다. 일례로, 앰플 홀더(140)는 가스충진 영역(122)에서 방사되는 UV광 및 UV광에 의해 생성되는 오존과 반응하지 않도록 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 앰플 홀더(140)는 중앙에 길이 방향을 따라 공기가 유입 및 유출되는 공기 유통구(141)를 포함할 수 있다. 여기서, 공기 유통구(141)는 내부전극(110)의 내부 또는 임플란트 고정체(1)가 수용된 앰플 내부로 공기가 유입될 수 있다.
이에 의해, UV광 조사에 의해 발생하는 오존을 임플란트 고정체(1) 주변, 즉, 필요한 공간에 한정되게 오존 발생 농도를 조절할 수 있다.
선택적으로, 앰플 홀더(140)는 한 쌍의 내부전극(110a, 110b)의 내측에서 회전할 수도 있다. 여기서, 앰플 홀더(140)는 회전, 상승 및 하강이 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다.
앰플(150)은 임플란트 고정체(1)를 수용하며, 임플란트 고정체(1)를 자외선 방전용기(120) 내부로 삽입하기 위한 것이다. 이러한 앰플(150)은 캡(153)이 있는 캡슐 형태일 수 있다.
또한, 앰플(150)은 앰플 홀더(140)의 상단에 설치되며, 앰플 홀더(140)의 상승 또는 하강에 의해 앰플 홀더(140)에 장착되거나 탈착될 수 있다. 여기서, 앰플(150)는 앰플 본체(151), 구멍(152) 및 캡(153)을 포함한다.
앰플 본체(151)는 가스충진 영역(122)에서 발생한 UV광을 투과하는 재질로 이루어질 수 있다. 일례로, 앰플 본체(151)는 석영유리 재질로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 앰플 본체(151)는 두께 1㎜ 석영유리 기준으로 172㎚ 투과율 60% 이상을 가지는 합성석영유리 재질로 이루어질 수 있다.
구멍(152)은 앰플 본체(151) 또는 캡(153)에 형성될 수 있다. 이러한 구멍은 공기 또는 오존 등의 유체유통이 가능하다.
캡(153)은 유체유통이 가능한 구멍이 형성될 수 있다. 여기서, 캡(153)은 앰플 본체(151)의 양측 또는 일측(예를 들면, 앰플 홀더(140)의 반대측)에 구비될 수 있다.
이와 같이, 임플란트 고정체(1)를 앰플(150)로부터 인출하지 않고 앰플(150)에 수용된 상태로 표면개질 처리가 가능하기 때문에 표면개질 처리과정에서 발생할 수 있는 임플란트 고정체(1)의 오염을 방지할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자외선 방전램프 장치(10)의 동작을 더 상세하게 설명한다.
먼저, 피처리물인 임플란트 고정체(1)는 앰플(150)에 수용된 상태로 방전램프부(100) 내에 삽입될 수 있다. 이때, 앰플 홀더(140)가 상승하여 자외선 방전용기(120)의 상단으로 노출되면, 피처리물인 임플란트 고정체(1)가 수용된 앰플(150)을 앰플 홀더(140)에 장착한다. 앰플(150)이 장착된 앰플 홀더(140)가 하강하여 자외선 방전용기(120)의 내부로 이동된 후 표면개질 처리가 수행된다.
이때, 내부전극(110)과 외부전극(130)에 전원을 인가하면, 가스충진 영역(122)에 충진된 방전용 가스에 의해 UV광이 발생한다. 여기서, 방전용 가스가 Xe인 경우, 172㎚의 엑시머 UV광이 발생할 수 있다. 또한, UV광은 자외선 방전용기(120)의 내부에 형성된 자외선 반사막 또는 자외선 방전용기(120)의 외부에 형성된 외부전극(130)에 의해 반사되어 중공부(121)로 집광된다.
이와 같이 가스충진 영역(122)에서 발생한 UV광은 한 쌍의 내부전극(110a, 110b) 사이의 공극(110c)을 통하여 자외선 방전용기(120)의 중공부(121) 내부로 방사된다. 선택적으로 UV광은 내부전극(110)의 광투과부를 통하여 중공부(121) 내부로 방사된다.
여기서, UV광은 앰플(150)을 투과하여 임플란트 고정체(1)로 방사됨으로써, 임플란트 고정체(1)의 표면개질 처리가 수행될 수 있다.
이때, 팬(300)이 작동된다. 이와 같은 팬(300)의 작동에 의해 자외선 방전용기(120)의 상부부터 자외선 방전용기(120)의 내측으로 공기가 유입된다.
여기서, UV광은 공기중에 포함된 산소와 반응하여 오존을 생성시키는데, 임플란트 고정체(1)의 표면에 부착된 유기물 등의 오염물질을 UV광의 접촉과 생성된 오존에 의한 접촉으로 제거시킨다.
이러한 표면개질 처리를 수행하는 동안의 공기 유입과 오존 발생, 발생된 오존의 배출을 위해 팬(300)이 작동되는데, 공기의 유입량이 과다할 경우, 즉 공기의 유입 속도가 빠른 경우, 오존이 생성되는 순간 즉시 배출되게 되어 피처리물인 임플란트 고정체(1)와 오존의 접촉시간이 짧아 적절한 표면개질 처리를 수행할 수가 없다. 또한, 공기 유입량이 적을 경우는 오존의 생성량이 부족하여 원하는 표면개질 상태를 얻을 수가 없다.
따라서 적절한 표면개질 처리에 필요한 오존농도 50~400ppm을 발생시키기 위해 공기 유입량을 조절한다. 이때, 팬(300)은 표면개질 처리를 수행하는 동안은 50~400ppm의 오존을 발생시키기 위한 저속의 회전 속도로 가동될 수 있고, 표면개질 처리가 끝난 후에는 생성된 오존을 즉시 배출시키기 위해 고속 동작할 수 있게 제어 유닛에 의해 제어될 수 있다.
방전램프부(100)의 점등시 발생되어 임플란트 고정체(1)의 표면을 개질한 오존은 앰플 홀더(140)의 유체유통로(210)를 통해 필터(200)로 유입된다. 필터(200)는 오존을 제거하고, 팬(300)은 필터(200)에서 필터링된 공기를 배출한다.
이후 표면개질 처리가 완료되고 앰플 홀더(140)는 다시 상승하여 자외선 방전용기(120)의 상부로 노출되면, 앰플(150)을 앰플 홀더(140)로부터 탈착하고, 표면개질 처리된 임플란트 고정체(1)를 앰플(150)로부터 꺼내어 시술한다.
이와 같은 구성에 의해 본 발명은 표면개질 처리에 필수적인 오존을 생성시키고, 또한 공기 유입량을 조절하여 오존의 생성량을 조절할 수 있고, 표면개질에 사용되지 않는 불필요한 오존의 발생을 저감시키면서, 집중적으로 표면개질을 행하는 것이 가능해 고효율의 표면개질 처리가 가능하고, 표면개질 처리 중 발생되는 오존의 누출을 방지할 수 있어 인체에 해가 되는 오존에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 표면개질 처리에 소요되는 시간을 단축할 수 있으며, 표면개질 처리 과정에서 발생할 수 있는 임플란트 고정체의 오염을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 자외선 방전램프 장치 100 : 방전램프부
110 : 내부전극 110a : 제1내부전극
110b : 제2내부전극 110c : 공극
111 : 전력공급선 112, 121, 131 : 중공부
120 : 자외선 방전용기 122 : 가스충진 영역
123 : 내부관 130 : 외부전극
140 : 앰플 홀더 141 : 공기 유통구
150 : 앰플 151 : 앰플 본체
152 : 구멍 153 : 캡
200 : 필터 210, 310 : 유체유통로
300 : 팬 400 : 제어부
1 : 임플란트 고정체

Claims (8)

  1. 임플란트 고정체를 표면개질 처리하기 위한 자외선 방전램프 장치로서,
    내부관 및 외부관으로 이루어지는 이중 원통형 구조로 이루어지되, 상기 내부관 및 상기 외부관 사이에 UV광을 발생하는 방전용 가스가 충진되고, 상기 내부관 내부에 상기 임플란트 고정체가 배치될 수 있는 공간을 구비한 자외선 방전용기;
    상기 자외선 방전용기의 내부관 내측 및 외부관 외측에 각각 구비되는 내부전극 및 외부전극;
    상기 임플란트 고정체를 표면개질 처리하는 동안 상기 자외선 방전용기의 내부로 공기를 유입시키고 상기 임플란트 고정체의 표면개질 처리 후 상기 자외선 방전용기의 내부로부터 외부로 공기를 배출시키는 팬; 및
    상기 자외선 방전용기에 삽입된 임플란트 고정체를 표면개질 처리하는 동안의 상기 팬의 처리중 속도가 상기 임플란트 고정체의 표면개질 처리가 종료된 후의 상기 팬의 처리후 속도보다 느리게 되도록 상기 팬의 속도를 제어하는 제어부;를 포함하는 자외선 방전램프 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 표면개질 처리 동안 오존이 50~400 ppm 범위로 발생하도록 상기 팬의 처리중 속도를 제어하는 자외선 방전램프 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 자외선 방전용기 내로 유입되는 공기의 양이 분당 0.2 ~ 5ℓ가 되도록 상기 팬의 처리중 속도를 제어하는 자외선 방전램프 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 자외선 방전용기 내로 유입되는 공기의 양이 분당 10ℓ이상이 되도록 상기 팬의 처리후 속도를 제어하는 자외선 방전램프 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 임플란트 고정체를 표면개질 처리하는데 사용되는 오존의 농도를 소정 범위 내로 유지하기 위해 상기 유입되는 공기의 양을 조절하도록 상기 팬의 속도를 제어하는 자외선 방전램프 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 자외선 방전용기에 유입되는 공기에 의해 상기 자외선 방전용기와 상기 임플란트 고정체를 냉각시키도록 상기 팬을 제어하는 자외선 방전램프 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 방전용기와 상기 팬 사이에 구비되어 유체유통로로 연결되며,
    상기 자외선 방전용기에서 배출되는 오존을 제거하는 필터를 더 포함하는 자외선 방전램프 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 필터는 카본 필터 또는 활성탄을 포함하는 자외선 방전램프 장치.
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