KR20180092685A - 피부 밀착형 플라즈마 피부치료 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유전층 장벽방전 방식의 피부미용 및 피부질환치료용 플라즈마 장치에 관한 것으로, 사용자가 플라즈마 발생장치를 임의로 피부 접촉시켜도 플라즈마 발생이 용이하도록 플라즈마 발생면에 양각 또는 음각의 패턴을 설치하였다. 또한, 스폰지 등 탄성을 부여하는 소재를 더하여 접촉성을 증대시키고 오존을 흡입하여 재처리하여 오존 발생 없는 플라즈마 장치를 제공하였다.

Description

피부 밀착형 플라즈마 피부치료 장치 {Plasma Skincare Device Having a Close Contact to Skin}

본 발명은 피부미용 및 피부치료용 유전층 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge: DBD) 방식의 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.

피부미용 및 피부치료용 DBD 방식의 플라즈마 장치가 상용화되어 시판되고 있다.

상기 플라즈마 장치들은 대기 상태에서 피부와 접촉에 의하여 플라즈마가 발생한다. 이러한 플라즈마는 피부재생 및 피부질환 치료의 효과가 있다.

이들 장치들은 스탬프(stamp)형, 스틱(stick)형, 그리고 핸드피스(Handpiece)형태의 휴대용(portable)으로 개발되었다.

이들 플라즈마 장치는 아토피, 여드름, 피부염, 등의 각종 피부질환치료와, 피부암, 피부 상처 치료 및 회복, 그리고 주름 개선, 피부 탄력, 피부재생, 피부상처 회복, 피부 살균 효과, 이차감염 방지, 등의 피부미용에 사용되고 있다.

관련된 선행 기술문헌으로 등록특허 10-1671625호가 있다.

피부미용 및 피부치료용 플라즈마 DBD 장치는 플라즈마 발생면과 피부와의 접촉 방식으로 플라즈마가 발생한다.

종래의 피부치료용 DBD-플라즈마 장치는 플라즈마 발생면과 피부와의 간격이 일정한 거리(1 mm 이하)가 유지되는 상태에서 플라즈마가 발생한다. 즉, 플라즈마 발생면이 피부에 밀착되어 접촉될 경우에는 피부와 접촉된 플라즈마 발생면에서 플라즈마의 발생이 불가능하다. 그러나 사용자가 플라즈마 발생장치를 피부에 접촉 하여 시술을 하는 경우, 플라즈마 발생면과 피부면 사이에 일정한 거리를 유지하기는 매우 어렵다. 특히, 플라즈마 발생면이 딱딱한 유전층 재질(유리판 및 세라믹재)인 경우에 플라즈마 발생면을 피부에 문지르는 방식으로 피부에 접촉되므로 사용자가 임의로 플라즈마 발생 공간을 제어하기 어려워 플라즈마 발생의 불량 및 균일도가 저하된다.

종래의 DBD 플라즈마 장치의 또 다른 문제점은 오존 발생이다. 특히, 플라즈마의 발생 면적이 넓은 경우는 오존 농도의 허용치 0.03 ppm이하로의 제어가 어렵다. 따라서 사용자의 사용 시간이 늘어나는 경우 오존 냄새를 감지하게 되므로 이에 대한 해결책이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결한 피부 치료용 플라즈마 발생장치를 제공하고자 하는 것이다.

즉, 사용자가 플라즈마 발생면을 피부에 임의로 접촉하면서 시술하여도 플라즈마 발생이 원활하게 이루어질 수 있는 편의성을 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 플라즈마를 이용한 피부치료 시술 중에 오존 발생이 없는 안전한 DBD 플라즈마 장치를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적에 따라 본 발명은 다음과 같은 피부치료용 플라즈마 발생장치를 제안한다.

첫 번째의 해결 과제는 플라즈마 발생면에 양각과 음각의 면을 설치하여 피부에 밀착 접촉으로 플라즈마가 용이하게 발생토록 함으로써 해결한다. 상기 양각과 음각의 면은 플라즈마 발생면과 피부 사이의 간격을 유지하는 스페이서(spacer)의 기능을 한다. 추가적으로, 굴곡진 피부와의 접촉성을 향상하기 위하여 플라즈마 발생면에는 탄성을 부여한다.

두 번째의 오존 발생문제는 플라즈마 발생면의 오존을 흡입하는 방식으로 처리하여 오존이 방출되지 않는 장치를 제공함으로써 해결한다.

본 발명에 따르면, DBD 플라즈마 장치를 사용자가 임의로 피부에 밀착 접촉하여 플라즈마가 용이하게 발생하는 사용자 편의성을 제공하고, 오존 방출없는 피부미용 및 피부치료용 플라즈마 발생장치를 제공하는 효과를 갖는다.

도 1(a)는 종래의 DBD 플라즈마 장치 구조의 개념을 도시한 단면도.
도 1(b)는 종래의 DBD 플라즈마 장치의 플라즈마 발생면과 피부 접촉을 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 실시 예로서 플라즈마가 발생하는 유전층의 일면에 양각 혹은 음각을 형성한 단면도 및 피부 접촉에 의하여 음각 부분에 플라즈마가 발생하는 것을 보여주는 단면도.
도 3은 유연성 필름을 사용한 DBD 플라즈마 장치를 도시한 단면도.
도 4는 DBD 플라즈마 패널의 후면에 스폰지를 설치한 단면도이다.
도 5는 공기 펌프를 설치하여 오존 방출이 없는 피부용 DBD-플라즈마 장치.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 종래의 DBD 플라즈마 장치의 개념 및 피부 접촉에 의한 플라즈마 발생을 도시한 개념도이다. 도 1(a)는 종래의 DBD 플라즈마 장치 구조의 개념을 도시한 단면도이다. 도 1(b)는 종래의 DBD 플라즈마 장치의 플라즈마 발생면과 피부 접촉을 도시한 개념도이다.

도 1(a)의 종래의 DBD 플라즈마 장치(100)의 구조에서 두께 1 mm 이하의 유전층(110)을 설치하고, 유전층의 한쪽면에 전극(120)을 형성하고, 다른쪽면에 절연층(130)을 덮는다. 전극(120)에는 전원(140)에 의하여 고전압을 인가한다. 유전층(110)은 유리판(Qurtz), 세라믹 유전재(Al₂O₃, BaTiO₃ 등), 그리고 폴리머 합성 필름 등을 사용한다. 전원은 인버터 및 컨버터를 이용한 저주파(수 십 Hz에서 수 백 kHz)의 싸인파 및 펄스파 등 수 kV의 고전압을 인가한다. 피부치료용 DBD 플라즈마 장치는 stamp형, stick형, 그리고 핸드피스형 등 실린더형 및 막대형 등의 다양한 형태로 제작될 수 있다. 그리고 전원장치 분리형 및 이차전지를 사용한 휴대형(portable) 등으로 구현된다.

도 1(b)는 종래의 DBD 플라즈마 장치의 피부접촉에 따른 플라즈마 발생의 개념도이다. 도 1(b-i)은 피부에 플라즈마 발생면이 밀착 접촉되는 경우는 플라즈마가 발생하지 않는다. 도 1(b-ii)는 플라즈마 발생면이 피부면과 일정한 경사각으로 접촉되는 경우에는 간격이 좁은 일부 영역에 플라즈마가 발생한다. 도 1(b-iii)는 이상적인 접촉으로서 플라즈마 발생면과 피부와의 접촉 간격이 1 mm 이하로 유지되는 경우에 플라즈마가 발생한다. 도 1(b-vi)와 같이 굴곡진 피부의 접촉부에는 플라즈마가 발생하지 않고, 접촉부의 주변의 일부 영역에 플라즈마가 발생한다. 이와같이 사용자의 임의 사용으로 바람직한 접촉에 의한 플라즈마 발생 제어가 어렵다. 따라서 사용자 임의로 플라즈마 발생이 제어되도록 개선하는 것이 본 발명의 제1의 해결 사항이다.

도 2는 본 발명에 따라 플라즈마 발생면에 양각 혹은 음각을 형성한 것을 보여주는 플라즈마 발생장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예로서 양각(150) 혹은 음각(160)은 플라즈마 발생면과 피부와의 밀착 접촉시에 스페이서(spacer)로 작용하여 플라즈마 발생 공간을 제공하여 사용자가 플라즈마 발생장치를 임의로 피부에 밀착 접촉하여도 플라즈마가 상기 공간에서 용이하게 발생한다.

양각(150)과 음각(160)의 형태는 줄무늬, 메쉬형, 원형 등의 다양한 형태로 구성될 수 있다.

도 2(a)의 양각(150) 형성은 별도의 유전체를 코팅 등의 방법으로 형성하거나, 유전층(110)을 밀링 등으로 가공하여 형성할 수도 있다.

도 2(b)의 음각(160)은 유전층(110)을 밀링 가공하거나 압착 금형에 패턴을 형성하는 방식으로 제작할 수 있다. 그 외 플라즈마 발생면의 양각(150) 또는 음각(160)의 형성은 다양한 방법으로 이루어질 수 있다. 도 2(c)는 피부 접촉시에 음각 영역에 플라즈마가 발생하는 개념도이다.

도 2에서 유전층(110)의 두께와 양각 및 음각 패턴의 스케일은 실험에 의하여 플라즈마가 용이하게 발생되는 조건에서 결정한다. 대략 피부와의 간격이 수 mm 가 되게 할 수 있으며, 양각 및 음각을 이루는 높이는 1 내지 10mm일 수 있다.

도 3은 유연성 필름을 사용한 DBD 플라즈마 장치를 도시한 단면도이다.

종래의 고체의 판형 유전층(110)을 유전재인 유연 필름(111)으로 대체하고, 유전 필름(111)의 한쪽면에 전극(120)을 형성하고, 전극(120)을 절연 필름(131)을 덮어서 커버한다. 유전 필름(111)의 플라즈마 발생면에는 양각 필름(151)을 부착한다. 양각 형성은 필름 부착 외의 다른 방식을 적용할 수 있다.

상기 유연성 필름을 유전층(110)으로 사용한 유전 필름(111)은 굴곡진 피부에 유연하게 밀착되어 피부와의 접촉성을 증대시키는 효과를 갖는다.

유연 필름(111)이나 절연 필름(131) 및 양각 필름(151)은 폴리머계열의 필름 을 사용한다. 특히, 폴리이미드(polyimide) 필름이 바람직하다. 필름의 두께는 수십 um내지는 수 백 um를 선택한다.

유전 필름(111)에 전극(120)을 형성하는 방법은 통상 PCB-회로기판의 전극 형성기법을 준용한다. 전극 패턴은 면전극, 선형 전극의 줄무늬 및 메쉬형, 그리고 원형 등의 다양한 형태가 가능하다.

도 4는 DBD 플라즈마 패널의 후면에 탄성재를 추가한 단면도이다.

상기 탄성재는 도 3의 유연성의 폴리이미드 필름을 유전층으로 채용한 DBD 플라즈마 패널의 후면에 유연성의 탄성재를 부착하여 굴곡된 피부에의 밀착 접촉을 용이하게 한다. 탄성재는 발포체로된 고무, 스폰지 등이 있으며, 스폰지(sponge, 170)가 바람직하다.

도 5는 오존 흡수를 위한 소형의 공기 펌프를 설치한 피부용 DBD-플라즈마 장치를 보여준다.

즉, 도 5는 DBD 플라즈마 패널의 후방에 전원장치(200)와 공기 펌프(300) 및 활성탄(400)을 설치한 플라즈마 장치의 전체 구조를 나타낸 단면도이다. 이러한 플라즈마 장치는 도 5에 도시한 바와 같이 실린더형 하우징 안에 전원장치와 공기 펌프(300)를 넣어 실린더형의 스탬프 구조로 제작되거나, 전원장치(200)와 공기 펌프(300)를 플라즈마 패널과 동일 평면상에서 길이 방향으로 배치하여 가로방향의 막대형태로 제작할 수도 있다.

도 4의 양각 필름(151)과 스폰지(170)가 설치된 DBD 플라즈마 패널의 플라즈마 발생면에서 발생된 오존을 소형의 공기 펌프(300)를 사용하여 흡수하게 한다. 플라즈마 발생면 후방으로 흡수된 오존은 활성탄(400)에 의해 제거되고, 오존이 제거된 공기가 공기 배출구(320)로 배출된다.

도 5(a)는 플라즈마 패널의 외곽 가장자리에서 오존을 흡수하는 방식을 도시한 단면도이다. 도 5(b)는 플라즈마 발생면에 미세한 구멍을 설치하여 오존 흡입구(310)을 통하여 오존을 흡수하는 방식을 도시한 단면도이다.

도 5(c)는 빨판형 전극구조를 갖는 피부주름 제거용 DBD 플라즈마 장치이다. 유전층(110)의 상단면에 원환형 전극(120)과 하단면에 유전층 하단덮개층(152)이 설치된다. 다수의 원환형 전극(120)은 방사상으로 배열되고 서로 도체로 연결되어 전압 인가를 편리하게 한다. 또한, 원환의 중심에 오존 흡입구(310)를 포함하게 구성될 수 있다. 그러나 오존 흡입구는 원환 중심 이외에 형성될 수도 있다. 유전층(110)의 하단면 중 상기 오존 흡입구(310) 주변은 음각 도형으로 형성된다. 본 실시예에서는 원형 음각이 형성되었지만 사각형 등 다른 기하학적 패턴으로 음각부를 형성하여도 그 기능은 동일하게 발휘될 수 있다.

오존 흡입구(310) 주변에 원환형의 전극(120)과 음각부(153)의 홀을 통하여 공기와 오존이 흡입된다. 피부 접촉면의 가장자리에는 고무링(154)을 추가로 설치한다. 따라서 피부 접촉으로 공기펌프가 작용하면 유전층 하단덮개층(152)의 피부 접촉면에 설치된 음각부(153) 속으로 피부가 부풀어 빨아 올려지므로 주름진 피부의 개선 효과를 극대화한다.

오존 흡입을 위한 공기 펌프(300)는 통상 DC 10 V이하로 구동되는 상용화된 소형 펌프를 사용한다. 공기 펌프(300)는 피부 접촉시에만 작동하도록 전원 제어 스위치 장치를 플라즈마 발생면에 설치하는데 본 발명에서는 이를 도시하지 않았다.

피부용 DBD 플라즈마 장치의 전체 구성은 도 5와 같이 전원장치에 이차전지를 설치하여 휴대용으로 제작하거나 별도의 전원 및 제어 상자를 설치하여 제작할 수도 있다.

한편, 상기 실시 예와 실험 예들에서 제시한 구체적인 수치들은 예시적인 것으로 필요에 따라 변형 가능함은 물론이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: DBD 플라즈마 장치
110: 유전층, 120: 전극, 121: 전극 연결선, 130: 절연층, 140: 전원, 150: 양각, 160: 음각
111: 유전필름, 131: 절연필름, 151: 양각 필름, 유전층 하단덮개층(152), 원형 음각(153), 고무링(154)
170: 스폰지
200: 전원장치
300: 공기 펌프, 310: 오존 흡입구, 320: 공기 배출구
400: 활성탄

Claims (4)

1. 피부에 플라즈마 시술을 할 수 있는 플라즈마 발생장치에 있어서,
   전원이 인가되는 전극;
   상기 전극의 일면에 접하여 배치되는 유전체로 된 유전층;
   피부가 접하게 되는 상기 유전층 면에 형성되는 양각부 또는 음각부; 및
   상기 전극을 덮는 절연체;를 포함하여 상기 유전층을 피부에 접하여 플라즈마 시술을 할 때, 상기 양각부 또는 음각부가 플라즈마 발생 공간을 형성하여 주는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전극과 유전층을 넣는 하우징;을 포함하고,
   상기 유전층은 플렉서블한 폴리머 소재로 구성되고, 상기 유전층이 피부와 접하지 않는 이면에 탄성재;를 상기 하우징 안에 더 배치하여 피부접촉성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 전극과 유전층을 넣는 하우징;을 포함하고, 상기 하우징 내에 공기 펌프와 활성탄;을 배치하고 상기 하우징에 공기 배출구를 형성하여 상기 플라즈마 발생장치로부터 플라즈마 발생시 부산되는 오존을 상기 공기 펌프로 흡입하여 활성탄에 의해 제거하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
4. 피부에 플라즈마 시술을 할 수 있는 플라즈마 발생장치에 있어서,
   하우징;
   전원이 인가되는 전극;
   상기 전극의 일면에 접하여 배치되는 유전체로 된 유전층;
   상기 전극을 덮는 절연체; 및
   상기 하우징과 연결되어 소통되는 공기 펌프;를 포함하고,
   상기 하우징 안에 상기 전극, 유전층 및 절연체가 배치되고,
   피부가 접하게 되는 상기 유전층 면에 오존 흡입구와 상기 오존 흡입구를 중심으로 하여 음각부가 형성되고,
   상기 전극은 환형으로 형성되되, 상기 오존 흡입구가 환형 전극 안에 배치되고, 상기 유전층을 피부에 접하여 플라즈마 시술을 할 때, 상기 음각부가 플라즈마 발생 공간을 형성하여 주는 동시에 상기 공기 펌프의 펌핑 작용으로 피부가 상기 음각부로 흡입되는 힘을 받는 것을 특징으로 하는 플라즈마 발생장치.
   
   
   
   
   
   
   

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