KR20230174820A - 형상기억고분자를 포함하는 피부 부착형 패치 및 이를 포함하는 생체신호 측정용 센서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 패턴이 형성된 신축성 고분자층; 및 상기 패턴의 사이 공간에 충진된, 형상기억 고분자층;을 포함하는, 피부 부착형 전극용 패치와, 이를 포함하는 생체신호 측정용 센서에 관한 것이다. 상기 형상기억 고분자층에는, 자성 나노입자가 포함되어, 유도가열을 통해 패치의 접착력을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 피부 부착형 전극용 패치는 온도에 따라 접착력을 제어할 수 있으므로, 피부 탈착이 용이하며, 패치 내부의 자성 나노입자만을 선택적으로 원격 가열하므로, 피부에 가열이 이루어지지 않아 편리성과 안정성이 우수한 장점을 갖는다.
Description
본 발명은 형상기억고분자를 포함하는 피부 부착형 패치 및 이를 포함하는 생체신호 측정용 센서에 관한 것이다.
웨어러블 스마트 디바이스 (WEARABLE SMART DEVICES or System) 혹은 시스템은 1980년대 중반 미국의 MIT의 MEDIA LAB에서 최초로 개념을 제시하였고, 이후 스마트폰의 급속한 발전과 더불어, IoT(사물인터넷, Internet of Things) 개념이 알려지며, 사물과 사람이 네트워크를 통해 정보를 공유할 수 있게 되었다. 따라서 컴퓨터 안에서만 가능했던 네트워크에서 다양한 사물에 적용이 되어 이른바 인지 가능한 디바이스란 의미를 더해서, ‘웨어러블 스마트 디바이스’란 새로운 개념이 세상에 등장하게 되었다.
이처럼 ‘웨어러블 스마트 디바이스(wearable smart device)'는 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있게 되었다. 웨어러블 스마트 디바이스는 “신체 또는 사물 등에 부착하여 외부 컴퓨터등과 연동되어 상세한 정보수집, 분석, 신체적 변화 및 치유 행위를 할 수 있는 모든 것”을 지칭하며, 일부 컴퓨팅 기능 연동이 가능한 애플리케이션까지 포함한다. 즉, 스마트폰이나 태블릿, 노트북처럼 들고 다니는 것을 넘어 사용자의 신체에 더욱 가까이 접근하여 사용하는 전자기기를 의미하는 것이다.
이와 같은 웨어러블 디바이스는 스마트폰처럼 간편하게 휴대할 수 있는 형태의 제품으로 현재까지 출시된 안경, 시계, 팔찌(밴드) 형태의 디바이스로 휴대가 가능한 포터블(portable) 디바이스, 피부에 부착 가능한 패치 형태로 심박, 체온 등의 신체변화 및 운동에너지를 에너지원으로 이용해 센싱과 네트워크 연결기능까지 할 수 있는 디바이스로 패치처럼 피부에 직접 부착할 수 있는 어태처블(attachable) 디바이스, 신체에 직접 이식하거나 복용할 수 있는 디바이스인 이식형(implantable) 디바이스로 구분할 수 있다.
웨어러블 디바이스는 현재 안경이나 시계, 팔찌와 같은 액세서리형으로 대부분을 차지하고 있지만, 가까운 미래에는 의복형 혹은 피부 부착형으로 발전할 것으로 예상되며, 이에 따라 센서도 부착형 웨어러블용으로 활용할 수 있는 초유연 피부 부착형 센서에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 부착형 센서는 유연성, 안전성, 신축성을 지닌 소재에 생체신호 (호흡·심박·체온), 스트레인 측정, 온도 측정, 무선 통신 기능 등이 내장된 소자를 의미한다.
상기와 같은 피부 부착형 센서는 피부에 부착되어, 지속적으로 생체 신호를 수집해야만 하나, 피부의 변형 및 굽힘에 의해 접착력이 저하되어 파열되거나 피부로부터 박리되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 패턴이 배열되어 형성된 신축성 고분자층 및 상기 패턴의 사이 공간에 충진된, 형상기억 고분자층을 포함하는 베이스층; 및 상기 베이스층의 일측면에 형성된 전극을 포함하는, 피부 부착형 패치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 의한 패치를 포함하는 생체신호 측정용 센서를 제공한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 패턴이 배열되어 형성된 신축성 고분자층 및 상기 패턴의 사이 공간에 충진된, 형상기억 고분자층을 포함하는 베이스층; 및
상기 베이스층의 일측면에 형성된 전극을 포함하는,
피부 부착형 패치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 형상기억 고분자층은, 내부에 자성 나노입자를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예로, 상기 형상기억 고분자층은, 녹는점 및 유리전이온도가 40 ℃ 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 신축성 고분자층 및 형상기억 고분자층은,
라우릴메타크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 폴리카프로락톤, 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 터트부틸아크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 아크릴산, 및 키토산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 자성 나노입자는, 유도가열에 의해 원격 가열되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 자성 나노입자는, 산화철, 산화코발트, 및 산화니켈로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 패턴은, 사각 배열 패턴, 선형 배열 패턴, 키리가미 배열 패턴, 서펜타인 배열 패턴, 허니콤 배열 패턴 및 원형 배열 패턴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 패턴인 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 신축성 고분자층 및 형상기억 고분자층의 일측면에 형성된 표면적응고분자층을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 표면적응 고분자 층은, 미세패턴이 형성된 것
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 신축성 고분자층 및 형상기억 고분자층의 일측면에 형성된 유도가열층을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 전극은, 금나노와이어, 티타늄/은 나노와이어, 백금박막 및 금 박막으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 의한 피부 부착형 전극용 패치를 포함하는, 생체신호 측정용 피부 부착형 센서를 제공한다.
종래 피부 부착형 전극은, 피부의 수분과 유분이나, 움직임에 의해 접착력이 저하되어 피부에서 쉽게 박리되는 문제가 있었으며, 이를 극복하기 위해 접착력을 상승시킬 경우, 피부에서 다시 분리해내는 것이 용이하지 않은 문제가 있었으나, 본 발명은 형상기억고분자를 포함하는 패치를 활용하여, 온도 변화를 통해 피부에 부착시킴으로써, 전극의 파열과 박리를 방지할 수 있다.
또한 상기 패치에 자성 나노입자를 포함시킴으로써 고주파의 자기장이 자성 나노 입자만을 선택적으로 원격 가열할 수 있으므로 피부는 가열되지 않으면서 안전한 접착력 제어가 가능한 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 패치의 작동원리를 도식화하여 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 고분자층이 포함되는 패치의 적용 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 나노입자를 포함하는 형상기억 고분자층을 포함하는 패치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치의 온도에 따른 형상 변화를 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치의 다양한 패턴을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면적응 고분자층을 더 포함하는 패치를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열층을 더 포함하는 패치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법을 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신축성 고분자층이 포함되는 패치의 적용 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자성 나노입자를 포함하는 형상기억 고분자층을 포함하는 패치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치의 온도에 따른 형상 변화를 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치의 다양한 패턴을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면적응 고분자층을 더 포함하는 패치를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열층을 더 포함하는 패치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법을 도식화하여 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 피부 부착형 전극용 패치(100)와 생체신호 측정용 센서(200)에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 패턴이 배열되어 형성된 신축성 고분자층 및 상기 패턴의 사이 공간에 충진된, 형상기억 고분자층을 포함하는 베이스층; 및
상기 베이스층의 일측면에 형성된 전극을 포함하는,
피부 부착형 패치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 피부 부착형 패치를 포함하는, 생체신호 측정용 피부 부착형 센서를 제공한다.
도 1에 본 발명의 패치의 작동 원리를 도식화하여 나타내었다. 도 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 패치(SMP/DEVICE)는 가열을 통해 형상기억 고분자의 강성이 낮아지며 표면 적응력이 향상되며, 이를 통해 패치의 접착력이 상승한다(Adaptation). 이후 패치는 접착된 형태에서 온도 변화에 의해 냉각(cooling)되어 형상이 굳어지며(variable stiffness) 피부에 강하게 고정된다(strong adhesion). 상기 고정된 패치를 탈착하고자 할 경우, 다시 패치를 가열하여 강성을 낮춰 형상을 회복시킬 수 있으며 이에 쉽게 떼어낼 수 있다.
본 발명의 패치(1000)에 포함되는 베이스층(100)은, 도 2에 예시로서 나타낸 것과 같이, 신축성 고분자층(20)과 형상기억 고분자층(10)을 포함한다. 상기 신축성 고분자층은, 상온에서 유연하며, 신축성이 좋아 관절과 같은 부위의 굽힘 시, 탈착을 방지할 수 있도록 포함되며, 형상기억 고분자층은 고온에서 유연한 상태로 변형이 쉬우며, 상온에서 높은 강성으로 고정력을 제공할 수 있다.
상기 신축성 고분자층은 본 발명의 일 실시예로서 도 3에 나타낸 것과 같이, 형상기억 고분자만을 사용하는 패치가 피부 변형 시 크랙(crack)이 발생하는 것과 다르게, 본 발명의 패치는 신축성 고분자층의 신축성에 의해 관절 부위 등에서 피부 변형(bending)이 발생하여도 패치의 형상이 안정적으로 유지될 수 있다.
상기와 같은 패치의 접착성 제어를 위해, 도 4과 같이, 본 발명에 따른 패치의 형상기억 고분자층(10)은 내부에 자성 나노입자(P)를 포함할 수 있다. 상기 자성 나노입자(P)는 형상기억고분자층(10)의 내부에 분산된 형태로 존재할 수 있으며, 고주파의 자기장을 패치 근처에서 발생시키는 것만으로도 원격(무선) 가열이 가능하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 자성 나노입자는, 산화철, 산화코발트, 및 산화니켈로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 상기 종류 외에도, 자기장에 의해 유도가열될 수 있는 소재라면 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 형상기억 고분자층은, 녹는점 및 유리전이온도가 40 ℃ 이상일 수 있다. 본 발명의 일 실시예로서 도 5에 나타낸 것과 같이, 형상기억 고분자층(Hard SMP)은 사각 배열 패턴이 형성된 신축성 고분자층(Soft SMP)의 사이 공간에 충진되어 있다. 상기 형상기억고분자층의 녹는점 및 유리전이온도는 40 ℃ 이상으로, 상온(25 ℃)에서는 불투명하며 강성을 갖는 형태로 존재하나, 유도 가열에 의해 온도가 상승하여 50 ℃에서는 강성이 낮아져 유연한 상태로 변경되는 것이다. 상기 패치는, 상온에서 다시 강성을 회복할 수 있다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 신축성 고분자층 및 형상기억 고분자층은, 라우릴메타크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 폴리카프로락톤, 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 터트부틸아크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 아크릴산, 또는 키토산 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 신축성 고분자층 및 형상기억 고분자층의 고분자 종류는 동일할 수도, 일부만 동일할 수도, 또는 전부 상이할 수 있다.
본 발명의 신축성고분자 층 및 형상기억 고분자층의 조성에 대한 예시로서, Lauryl methacrylate (LMA)와 Stearyl acrylate (SA) 두 모노머를 혼합하여 특정온도에서 강성이 변하는 형상기억고분자를 제조할 수 있다. 이때, LMA : SA 비율을 0.5~2 : 9.5~8 로하여 고강성 형상기억고분자층으로 활용하고, 4~6:6~4로 하여 신축성 고분자층으로 활용할 수 있다. 상기와 같이 한 소재로 모든 층이 구성이 되기 때문에 각 층의 계면에서 응력 집중에 따른 파손이 최소화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 신축성 고분자층의 패턴은, 사각 배열 패턴, 선형 배열 패턴, 키리가미 배열 패턴, 서펜타인 배열 패턴, 허니콤 배열 패턴 또는 원형 배열 패턴일 수 있다. 상기 패턴의 종류는 예시일 뿐, 피부와의 접착력이나 기계적 특성을 고려하여 상기 패턴 외의 다른 패턴을 자유롭게 채용하여 사용할 수 있다.
상기 사각 배열 패턴의 패치에 대하여 예시로서 나타낸 것이 도 2이다. 도 2(a)는 패치의 전체 구조를 나타낸 것이고, 2(b)는 상면도(top view)이며, 2(c)는 측면도(side view)로, 사각 배열 패턴으로 형성된 신축성 고분자층(20)과 상기 패턴의 사이 공간에 형상기억 고분자층(10)이 형성되어 있을 수 있다. 상기 형상기억고분자층(10)의 세로 길이(l1)는 10 um 내지 10 mm 일 수 있고, 상기 신축성 고분자층(20)의 폭(l2)은 10 um 내지 10 mm 일 수 있다. 또한, 상기 형상기억고분자층 및 신축성 고분자층이 형성하는 베이스층의 두께는 1 um 내지 100 um 일 수 있다. 상기 사각 배열 패턴은, 패턴의 수평방향으로 등방성 (isotropic)한 기계적 특성을 확보 가능한 특징을 갖는다. 높은 부착력과 함께 신체 움직임에 맞춰 수평 방향으로 변형이 가능하므로, 박리에 대해 높은 저항력을 가질 수 있다.
또한 사각배열 패턴 외의 다른 패턴에 대한 예시를 도식화하여 도 6에 나타내었다.
도 6(a)는 선형 배열 패턴으로, 신축성 고분자층(20)과 형상기억 고분자층(10)이 번갈아 가며 배치된다. 선형 배열 패턴은, 상기 패턴의 수평 방향으로 비등방성(anisotropic)한 기계적 특성을 확보 가능한 것으로, x 방향으로는 늘어나 유연성이 확보되고, y 방향으로는 높은 강성이 확보될 수 있다.
도 6(b)는 키리가미 배열 패턴으로, 형상기억 고분자층(10)에 긴 직사각형의 신축성 고분자층(20)이 엇갈려 배치된다. 키리가미 배열 패턴은, 상온(높은 강성)에서도 패턴이 굽힘, 꼬임, 늘어남 등 다양한 수평방향의 변형이 가능하다. 따라서, 다양한 관절에 부착 후 반복적인 굽힘에도 전극에 손상을 주지 않고 변형이 가능한 특징을 가진다.
도 6(c)는 서펜타인 배열 패턴으로, 신축성 고분자층(20)에 형상기억 고분자층(10)이 구불구불한 형태로 배치된다. 상기 서펜타인 배열 패턴은 키리가미 배열 패턴과 유사한 특성을 보인다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 베이스층(100)의 일측면에 형성된 표면적응 고분자층(300)을 더 포함할 수 있다. 상기 표면적응고분자층(30)을 더 포함하는 베이스층은, 도 7(a)에 예시로서 나타낸 것과 같을 수 있다.
상기 표면적응 고분자층은, 신축성 고분자층 및 형상기억 고분자층과 동일하게, 라우릴메타크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 폴리카프로락톤, 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 터트부틸아크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 아크릴산, 또는 키토산 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 표면적응 고분자 층은, 미세패턴이 형성된 것일 수 있다. 상기 미세패턴은, 도 7(b)에 예시로서 나타낸 것과 같이, 긴 줄기 형상에 돌출부가 형성되어 있는, 미세섬모 형태가 연속으로 배열된 것일 수 있다. 상기와 같은 미세패턴이 형성된 표면적응 고분자층은, 표면이 굴곡진 경우 효과적이다.
상기 미세패턴은 접착력을 상승시켜주는 것에 더하여, 피부에서 유로를 형성하므로 피부에서 배출되는 땀과 유분이 빠져나갈 수 있는 유로 역할을 수행할 수도 있다. 이에 따라, 땀과 유분에 의해 감소하는 접착력을 유지시켜줄 수 있고, 땀과 유분에 의해 센서의 감도가 감소하지 않으며, 장시간 착용하더라도 청결함이 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 신축성 고분자층(20) 및 형상기억 고분자층(10)의 일측면에 형성된 유도가열층(400)을 더 포함할 수 있다. 상기 유도가열층(400)은, 도 8(a)에 나타낸 것과 같이 신축성 고분자층(20) 및 형상기억 고분자층(10)이 포함되는 베이스층의 일측면에 위치할 수도 있고, 도 8(b)에 나타낸 것과 같이 표면적응 고분자층(300)과 신축성 고분자층(20) 및 형상기억 고분자층(10)을 포함하는 베이스층의 사이에 위치할 수도 있다. 다만 상기 도 8은 예시로서, 상기 유도가열층은 표면적응 고분자층 하단에 위치할 수도 있고, 또는 신축성 고분자층 및 형상기억 고분자층에 형성된 표면적응 고분자층의 반대측에 위치하고 있을 수도 있으나, 상기 유도가열층의 위치는 제조하고자 하는 패치의 종류나 형태 등에 따라, 패치 내에서 자유롭게 배치할 수 있다.
본 발명의 패치(1000)에는 베이스층의 일측면에 형성된 전극(200)을 포함한다. 다만 상기 전극의 위치는, 베이스층(100)에 바로 형성될 수도 있고, 표면적응 고분자층(300)을 더 포함하는 패치의 경우, 상기 표면적응고분자층(300)의 표면에 형성되어 있을 수도 있다.
도 9에 예시로서 나타낸 것과 같이, 상기 베이스층에는 일측면 일부에 전도성 소재의 박막이 형성되거나(a), 또는 특정 패턴으로 인쇄되어(b), 전극이 생성된다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 전극은, 금나노와이어, 티타늄/은 나노와이어, 백금박막 및 금 박막으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 전도성을 갖는 소재라면 상기 소재에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 상기 피부 부착형 패치를 포함하는, 생체신호 측정용 센서를 제공한다. 상기 센서를 통해 생체 신호가 측정될 수 있으며, 측정된 신호는, 상기 센서와 전기적으로 연결된 생체신호전송부를 통해, 상기 측정된 신호를 처리할 수 있는 컨트롤유닛; 처리된 데이터를 저장할 수 있는 메모리; 및 상기 메모리에 기록된 데이터를 통신장치(스마트폰, 컴퓨터, 또는 노트북 등)로 전송할 수 있는 무선통신모듈을 포함하는 본체로 전달될 수 있다.
이에 본 발명은 상기 패치 및 본체를 포함하는, 생체신호 측정용 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 센서를 통해 수집될 수 있는 생체신호는, 심전도, 근전도, 체온, 또는 맥박 등일 수 있다. 상기 본체에는 장치의 상태와 수집된 신호를 확인할 수 있도록, 디스플레이가 포함될 수 있다.
또한, 상기 장치에는 상기 본체부에 전력을 공급할 수 있는 배터리가 포함될 수도 있다. 상기 배터리는 재충전 가능한 배터리 또는 재충전 가능하지 않은 배터리일 수 있다. 적절한 배터리들의 예들은 예컨대 리튬-이온 배터리, 니켈 배터리(이를테면, 니켈-카드뮴 배터리), 알카라인 배터리 및/또는 등등을 포함할 수 있다.
아울러, 본 발명은 상기 패치의 제조방법을 제공할 수 있다. 제조방법에 있어 사용되는 고분자의 종류, 자성 나노입자, 전도성 소재 등의 종류는 패치에 대하여 설명한 내용과 동일하다.
본 발명의 일 실시예로서 제조방법을 도 10에 도식화하여 나타내었다. 본 발명의 제조방법은, 패턴이 형성된 몰드에 신축성 고분자를 충진하고, 충진된 고분자 위에 이형필름(back film)을 적층한 후 건조하는 단계(S1)를 포함한다.
상기 S1 단계에서, 패턴에 충진된 고분자는 사용된 고분자가 충분히 건조되어 몰드에서 용이하게 박리될 수 있는 시간 동안 건조될 수 있으며, 건조가 아닌, 열 또는 자외선 조사와 같은 방식으로 경화될 수도 있다.
상기 S1 단계 이후, 몰드로부터 신축성 고분자층을 분리하고, 상기 고분자층의 패턴의 사이 공간에 형상기억 고분자를 충진하는 단계(S2)를 통해 형상기억 고분자층이 형성된다. 상기 형상기억 고분자 역시 건조, 열경화 또는 자외선 경화와 같은 방식으로 경화될 수 있다. 상기 형상기억 고분자는 내부에 자성 나노입자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 S2 단계 이후, 형상기억 고분자층 및/또는 신축성 고분자층 위에 전도성 소재를 코팅하는 단계(S3)를 포함할 수 있다. 상기 전도성 소재의 코팅은, 형상기억 고분자층 위에만 수행될 수도, 아니면 신축성 고분자층과 형상기억고분자층 위에 모두 수행될 수도 있다. 또는 특정 배열을 가진 전도성 패턴이 코팅될 수도 있다.
상기 S1 내지 S3 단계 이후, 이형필름을 제거할 수 있다. 상기 제거 후, 표면적응 고분자층 및/또는 유도가열층을 더 형성할 수도 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
10 : 신축성 고분자층
20 : 형상기억 고분자층
P : 자성 나노입자
100 : 베이스층
200 : 전극
300 : 표면적응 고분자층
400 : 유도가열층
20 : 형상기억 고분자층
P : 자성 나노입자
100 : 베이스층
200 : 전극
300 : 표면적응 고분자층
400 : 유도가열층
Claims (12)
- 패턴이 배열되어 형성된 신축성 고분자층 및 상기 패턴의 사이 공간에 충진된, 형상기억 고분자층을 포함하는 베이스층; 및
상기 베이스층의 일측면에 형성된 전극을 포함하는,
피부 부착형 패치.
- 제1항에 있어서,
상기 형상기억 고분자층은, 내부에 자성 나노입자를 포함하는 것인, 피부 부착형 패치.
- 제1항에 있어서,
상기 형상기억 고분자층은, 녹는점 및 유리전이온도가 40 ℃ 이상인 것인, 피부 부착형 패치.
- 제1항에 있어서,
상기 신축성 고분자층 및 형상기억 고분자층은,
라우릴메타크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 폴리카프로락톤, 폴리우레탄아크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 터트부틸아크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 아크릴산, 및 키토산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 고분자를 포함하는 것인, 피부 부착형 패치.
- 제2항에 있어서,
상기 자성 나노입자는, 유도가열에 의해 원격 가열되는 것인, 피부 부착형 패치.
- 제2항에 있어서,
상기 자성 나노입자는, 산화철, 산화코발트, 및 산화니켈로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 피부 부착형 패치.
- 제1항에 있어서,
상기 패턴은, 사각 배열 패턴, 선형 배열 패턴, 키리가미 배열 패턴, 서펜타인 배열 패턴, 허니콤 배열 패턴 및 원형 배열 패턴으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 패턴인 것인, 피부 부착형 패치.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스층의 일측면에 형성된 표면적응고분자층을 더 포함하는 것인, 피부 부착형 패치.
- 제8항에 있어서,
상기 표면적응 고분자 층은, 미세패턴이 형성된 것인, 피부 부착형 패치.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스층의 일측면에 형성된 유도가열층을 더 포함하는 것인, 피부 부착형 패치.
- 제1항에 있어서,
상기 전극은, 금나노와이어, 티타늄/은 나노와이어, 백금박막 및 금 박막으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 피부 부착형 패치.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 피부 부착형 패치를 포함하는, 생체신호 측정용 센서.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220075907A KR20230174820A (ko) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 형상기억고분자를 포함하는 피부 부착형 패치 및 이를 포함하는 생체신호 측정용 센서 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220075907A KR20230174820A (ko) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 형상기억고분자를 포함하는 피부 부착형 패치 및 이를 포함하는 생체신호 측정용 센서 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230174820A true KR20230174820A (ko) | 2023-12-29 |
Family
ID=89334362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220075907A KR20230174820A (ko) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 형상기억고분자를 포함하는 피부 부착형 패치 및 이를 포함하는 생체신호 측정용 센서 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230174820A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180051715A (ko) | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 한국생산기술연구원 | 직물 고분자 복합소재 기판 및 기기, 및 이의 제조 방법 |
-
2022
- 2022-06-22 KR KR1020220075907A patent/KR20230174820A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180051715A (ko) | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 한국생산기술연구원 | 직물 고분자 복합소재 기판 및 기기, 및 이의 제조 방법 |
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