KR20210079356A - Hair Styling Using Dielectric Heating - Google Patents

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Abstract

모발에 고주파 신호를 인가하기 위한 전극(102)들을 포함하는 헤어 스타일링 장치(100)에서, 고주파 신호의 주파수는 50 ㎒ 내지 90 ㎒이다. 바람직하게는, 고주파 신호의 전압은 30 V를 초과하지 않는 반면, 10 V를 초과하지 않는 전압은, 150℃ 이하인(그리고 이에 따라 모표피 손상이 일어날 임계 온도보다 더 낮은) 제1 온도까지 모발을 가열하기 위한 다른 열원(103) 및 제1 온도를 초과하고 헤어 스타일링을 위해 충분히 높은 제2 온도까지 모피질을 선택적으로 가열하기 위한 - 다른 열원(103)으로부터의 열과 조합됨 - 고주파 전극(102)들을 적용하는 구성에서 잘 작동할 것이다.In the hair styling apparatus 100 including electrodes 102 for applying a high frequency signal to hair, the frequency of the high frequency signal is 50 MHz to 90 MHz. Preferably, the voltage of the radio frequency signal does not exceed 30 V, while the voltage not exceeding 10 V heats the hair to a first temperature that is 150° C. or less (and thus lower than the threshold temperature at which cuticle damage will occur). and to selectively heat the cortex to a second temperature exceeding the first temperature and high enough for hair styling - in combination with heat from another heat source 103 - to combine the high frequency electrodes 102 It will work fine in the configuration you apply.

Description

유전 가열을 사용한 헤어 스타일링Hair Styling Using Dielectric Heating

본 발명은 유전 가열(dielectric heating)을 사용하는 헤어 스타일링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hair styling device using dielectric heating.

미국 특허 출원 공개 제2017/0360174호는 유전 가열을 사용하여 모발의 형상을 다루는 기기를 개시한다. 전형적으로, 이러한 기기는 서로를 향해 그리고 서로로부터 멀어지게 이동가능한 제1 아암(arm) 및 제2 아암 상에 각각 제공된 대향하는 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 구동 회로가 제1 및 제2 전극들에 전기 에너지를 공급하여, 사용 중에 전극들 부근에서 교번하는 전기장이 생성되게 하고, 이에 의해 사용 중에 전극들 사이에 놓인 모발의 유전 가열을 유발시킨다. 감지 회로는 모발의 가열 동안 교번하는 전기장으로부터 모발에의 에너지의 결합에서의 변화를 감지한다. 제어 회로는 감지된 결합에서의 변화에 따라 제1 및 제2 전극들에 공급되는 전기 에너지를 변화시키도록 구동 회로를 제어한다.US Patent Application Publication No. 2017/0360174 discloses a device for treating the shape of hair using dielectric heating. Typically, such devices include opposing first and second electrodes provided on first and second arms, respectively, movable toward and away from each other. A drive circuit supplies electrical energy to the first and second electrodes, causing an alternating electric field to be generated in the vicinity of the electrodes during use, thereby causing dielectric heating of the hair placed between the electrodes during use. The sensing circuit senses a change in the coupling of energy to the hair from the alternating electric field during heating of the hair. The control circuit controls the drive circuit to vary the electrical energy supplied to the first and second electrodes in response to a change in the sensed coupling.

주파수들의 범위는 바람직하게는 약 1 ㎒ 내지 약 100 ㎒이다. 더 바람직하게는, 주파수들의 범위는 약 10 ㎒ 내지 약 100 ㎒이다. 더욱 더 바람직하게는, 주파수들의 범위는 약 20 ㎒ 내지 약 40 ㎒이며, 이들 주파수는 (마이크로파와는 달리) 제한된 파 전파를 가져서 바람직하지 않은 EMC(전자파 적합성(electromagnetic compatibility)) 효과 또는 건강에 대한 위험을 나타내지 않기 때문에 소비자 제품에 매우 적합하다. 약 50 V AC의 전압이 사용된다.The frequencies preferably range from about 1 MHz to about 100 MHz. More preferably, the frequencies range from about 10 MHz to about 100 MHz. Even more preferably, the frequencies range from about 20 MHz to about 40 MHz, and these frequencies (unlike microwaves) have limited wave propagation and thus have undesirable effects on EMC (electromagnetic compatibility) or health. Because it does not represent any risk, it is very suitable for consumer products. A voltage of about 50 V AC is used.

본 발명의 목적은 특히 유전 가열을 사용하는 개선된 헤어 스타일링 장치를 제공하는 것이다. 본 발명은 독립항에 의해 한정된다. 유리한 실시예가 종속항에 한정된다.It is an object of the present invention to provide an improved hair styling device, in particular using dielectric heating. The invention is defined by the independent claims. Advantageous embodiments are defined in the dependent claims.

본 발명의 실시예들은, 종래 기술의 미국 특허 출원 공개 제2017/0360174호에 의해 바람직하게 되는 바와 같은 40 ㎒ 미만의 주파수 범위에서 손실 탄젠트(loss tangent) 및 열 발생이 수분 함량에 상당히 의존한다는 인식에 기초한다. 따라서, 종래 기술에 의해 바람직하게 되는 바와 같은 40 ㎒ 미만의 주파수에 대해, 전력 수준은 모발의 수분 함량에 따라 조정될 필요가 있다. 또한, 스타일링 과정 동안에 수분 함량이 상당히 변화하므로, 열 제어는, 바람직하지 않은 과열 영향 및 불충분한 처리로 인한 불량한 효능이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 최적의 가열 효과를 제공하도록 수분 함량의 정확한 실시간 모니터링을 필요로 한다. 그러한 의미에서, 수분 함량에 덜 의존적이며 처리 파라미터들의 덜 임계적인 감지 및 제어를 필요로 하는 방법을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 태양에 따르면, 이는 처리를 수분 함량에 덜 의존적이게 할 것임과 동시에 건조 모발들에 대해 약 1 ㎒와 대략 동일한 효능을 제공하는 50 ㎒ 내지 90 ㎒ 범위의 주파수를 사용함으로써 달성될 수 있다. 바람직하게는, 고주파 신호의 전압은 30 V를 초과하지 않는 반면, 10 V를 초과하지 않는 전압은, 150℃ 이하인(그리고 이에 따라 모표피(hair cuticle) 손상이 일어날 임계 온도보다 더 낮은) 제1 온도까지 모발을 가열하기 위한 다른 열원 및 제1 온도를 초과하고 헤어 스타일링을 위해 충분히 높은 제2 온도까지 모피질(hair cortex)을 선택적으로 가열하기 위한 - 다른 열원으로부터의 열과 조합됨 - 고주파 전극들을 적용하는 구성에서 잘 작동할 것이다.Embodiments of the present invention recognize that loss tangent and heat generation are highly dependent on moisture content in the frequency range below 40 MHz as preferred by prior art US Patent Application Publication No. 2017/0360174. based on Thus, for frequencies below 40 MHz, as would be desirable by the prior art, the power level needs to be adjusted according to the moisture content of the hair. In addition, as the moisture content varies significantly during the styling process, thermal control provides accurate real-time monitoring of moisture content to provide an optimal heating effect, to avoid undesirable overheating effects and poor efficacy due to insufficient treatment. need. In that sense, it would be desirable to have a method that is less dependent on moisture content and requires less critical sensing and control of process parameters. According to one aspect of the present invention, this can be achieved by using a frequency in the range of 50 MHz to 90 MHz which will make the treatment less dependent on moisture content while at the same time providing an efficacy approximately equal to about 1 MHz for dry hair. have. Preferably, the voltage of the high-frequency signal does not exceed 30 V, while the voltage not exceeding 10 V is at a first temperature of 150° C. or less (and thus lower than the threshold temperature at which hair cuticle damage will occur). application of high frequency electrodes - combined with heat from another heat source - to selectively heat the hair cortex to a second temperature exceeding the first temperature and sufficiently high for hair styling. config will work fine.

본 발명의 이들 및 다른 태양이 후술되는 실시예로부터 명백하고 이러한 실시예를 참조하여 설명될 것이다.These and other aspects of the present invention will be apparent from and elucidated with reference to the following examples.

도 1은 손실 탄젠트 대 주파수의 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 헤어 스타일링 장치의 일 실시예를 도시하는 도면.1 is a graph of loss tangent versus frequency.
2 is a view showing an embodiment of a hair styling device according to the present invention.

도 1은 각각 습윤 모발(W) 및 건조 모발(D)에 대한 손실 탄젠트 대 주파수의 그래프를 도시한다. 그래프는 40 ㎒ 미만의 주파수에 대해 습윤 모발(W)과 건조 모발(W) 사이의 손실 탄젠트에서 비교적 큰 차이를 보여주는 반면, 이 차이는 50 ㎒ 초과의 더 높은 주파수의 경우 훨씬 더 작아, 그러한 더 높은 주파수에서, 모발을 스타일링하면서 모발의 수분 함량을 정확히 그리고 끊임없이 측정하는 것이 필요치 않다. 그래프는 동일한 이점이 또한 90 ㎒보다 더 높은 주파수들에서 발생함을 보여주지만, RF 가열의 효능은 90 ㎒를 초과하는 주파수들에서 더 적다.1 shows a graph of loss tangent versus frequency for wet (W) and dry (D) hair, respectively. The graph shows a relatively large difference in the loss tangent between wet hair (W) and dry hair (W) for frequencies below 40 MHz, while this difference is much smaller for higher frequencies above 50 MHz, such that more At high frequencies, it is not necessary to accurately and constantly measure the moisture content of the hair while styling it. The graph shows that the same benefit also occurs at frequencies higher than 90 MHz, but the efficacy of RF heating is less at frequencies above 90 MHz.

도 2는 본 출원인의 이전의 출원 WO 2017/080957호(대리인의 서류 2015PF01581)와 유사한, 본 발명에 따른 헤어 스타일링 장치(100)의 일 실시예를 도시하는데, 차이점은 도 2의 실시예에서는 고주파(RF) 가열이 광 대신에 사용된다는 것이다. 헤어 스타일링 장치(100)는 모발 가닥을 집도록 힌지 결합된 2개의 조오(jaw)(101)를 포함한다. 각각의 조오(101)는 스타일링에 필요한 약 170℃의 온도까지 모피질을 선택적으로 가열할 RF 전극 또는 대면적 전극(102)들의 어레이를 포함한다. 이러한 온도는 각각 250℃ 및 1200℃에서 예상되는 용융 및 기화와 같은 다른 바람직하지 않은 가열 효과를 방지하도록 제어될 수 있다.2 shows an embodiment of a hair styling device 100 according to the present invention, similar to the applicant's previous application WO 2017/080957 (attorney's document 2015PF01581), the difference being that in the embodiment of FIG. (RF) heating is used instead of light. The hair styling device 100 includes two jaws 101 hinged to grip hair strands. Each jaw 101 includes an array of RF electrodes or large area electrodes 102 that will selectively heat the cortex to a temperature of about 170° C. required for styling. These temperatures can be controlled to avoid other undesirable heating effects such as melting and vaporization expected at 250° C. and 1200° C. respectively.

각각의 조오(101)는 모발의 유전 특성을 향상시키기 위해 모발을 150° 이하, 바람직하게는 140℃ 이하, 예컨대 120℃의 제1 온도까지 직접적으로 또는 간접적으로 예비 가열할 수 있는 다른 열원(103)을 선택적으로 포함한다. 다른 열원(103) 및 RF 전극(102)들로부터의 조합된 가열 효과는 스타일링에 필요한 약 170℃의 온도로 이어질 것이다.Each jaw 101 has another heat source 103 capable of preheating the hair directly or indirectly to a first temperature of 150°C or less, preferably 140°C or less, such as 120°C, to improve the dielectric properties of the hair. ) is optionally included. The combined heating effect from the other heat source 103 and the RF electrodes 102 will lead to a temperature of about 170° C. needed for styling.

모발 유전 특성을 측정하고, 전력을 조절함으로써 처리를 최적화하기 위해 추가의 모발 전도도 감지 제어부(104)가 사용될 수 있다. 온도 설정 및 처리 시간을 조절하기 위해 추가의 열 제어 시스템(105)이 사용될 수 있다. 모발을 펴기/스타일링하기 위해, 모발 가닥은 판들 사이에 삽입되고, 모발이 스타일링이 될 때까지 이동된다.Additional hair conductivity sensing controls 104 may be used to optimize treatment by measuring hair dielectric properties and adjusting power. An additional thermal control system 105 may be used to adjust the temperature setting and processing time. To straighten/style the hair, the hair strands are inserted between the plates and moved until the hair is styled.

접촉 저항성 RF 가열이 소비자 과제를 위하여 비-접촉 용량성 RF 가열에 비해 바람직한데, 이는 후자에 필요한 높은 전압 및 전력 또는 더 긴 커팅 시간 때문이다. 도 2의 실시예에서 10 V 미만의 전압이 50 ㎒ 내지 90 ㎒ 범위 내의 고주파수와 사용하기에 적합하다.Contact resistive RF heating is preferred over non-contact capacitive RF heating for consumer applications because of the higher voltage and power required for the latter or longer cutting times. In the embodiment of Figure 2, a voltage of less than 10 V is suitable for use with high frequencies in the range of 50 MHz to 90 MHz.

위에 언급된 실시예가 본 발명을 제한하기보다는 예시하고, 당업자가 첨부된 청구범위의 범주로부터 벗어남이 없이 많은 대안적인 실시예를 설계할 수 있을 것에 유의하여야 한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 실시예는 헤어 스트레이트너(hair straightener)이지만, 본 발명은 대안적으로 헤어 컬링(curling)을 위해 사용될 수 있다. 청구범위에서, 괄호 안에 기재된 임의의 도면 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 단어 "포함하는"은 청구항에 열거된 요소 또는 단계 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 요소에 선행하는 단수형 표현("a" 또는 "an")은 복수의 그러한 요소의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 수 개의 별개 요소를 포함하는 하드웨어에 의해, 그리고/또는 적합하게 프로그래밍된 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 수개의 수단을 열거하는 장치 청구항에서, 이들 수단 중 몇몇이 하드웨어의 하나의 동일한 아이템에 의해 구현될 수 있다. 서로 상이한 종속항에서 언급되는 수단이 유리하게는 조합하여 사용될 수 있다.It should be noted that the above-mentioned embodiments illustrate rather than limit the present invention, and that those skilled in the art will be able to design many alternative embodiments without departing from the scope of the appended claims. For example, although the embodiment shown in FIG. 2 is a hair straightener, the present invention may alternatively be used for hair curling. In the claims, any reference signs placed between parentheses should not be construed as limiting the claim. The word "comprising" does not exclude the presence of elements or steps other than those recited in a claim. A singular expression preceding an element (“a” or “an”) does not exclude the presence of a plurality of such elements. The invention may be implemented by hardware comprising several discrete elements and/or by a suitably programmed processor. In the device claim enumerating several means, several of these means may be embodied by one and the same item of hardware. The means recited in mutually different dependent claims may advantageously be used in combination.

Claims (3)

모발에 고주파 신호를 인가하기 위한 전극(102)들을 포함하는 헤어 스타일링 장치(100)에 있어서,
상기 고주파 신호의 주파수는 50 ㎒ 내지 90 ㎒인 것을 특징으로 하는, 헤어 스타일링 장치(100).A hair styling device (100) comprising electrodes (102) for applying a high-frequency signal to hair, comprising:
The frequency of the high-frequency signal is characterized in that 50 MHz to 90 MHz, hair styling apparatus 100. 제1항에 있어서, 상기 고주파 신호의 전압은 30 V를 초과하지 않는, 헤어 스타일링 장치(100).The hair styling device (100) according to claim 1, wherein the voltage of the high frequency signal does not exceed 30 V. 제2항에 있어서, 상기 헤어 스타일링 장치(100)는 150℃ 이하인 제1 온도까지 모발을 가열하기 위한 다른 열원(103)을 더 포함하고, 상기 고주파 신호의 상기 전압은 10 V를 초과하지 않는, 헤어 스타일링 장치(100).3. The method of claim 2, wherein the hair styling device (100) further comprises another heat source (103) for heating the hair to a first temperature of 150°C or less, wherein the voltage of the high-frequency signal does not exceed 10V. Hair styling device (100).
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