KR102398636B1 - 전기 자극 패드 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 신체 변형에 따라 늘어나는 전기 자극 패드는, 유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판 및 기판의 제1면 상에 프린팅된 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 전극을 포함하고, 기판은 인체에 무해한 재질로 구성되고, 기판 및 복수의 전극은 유연성 및 신축성을 모두 가져 신체의 변형에 따라 늘어났다가 줄어들 수 있도록 구성될 수 있다.

Description

전기 자극 패드{ELECTRICAL STIMULATION PAD}
본 개시는 전기 자극 패드에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 유연성 및/또는 신축성을 가지는 전기 자극 패드에 관한 것이다.
전기 자극 장치는 일정 주파수를 이용하여 전기 자극을 통해 인위적으로 근육을 수축 또는 이완시켜 실제 근육의 수축 또는 이완 운동과 같은 효과를 유도하는 장치로, 근육통이나 신경통 치료 등에 널리 사용되고 있다.
통상적으로 전기 자극 장치는 인체의 특정 부위에 부착하여 사용되기 때문에 유연성, 신축성을 확보하는 것이 중요하다. 그러나 종래의 전기 자극 장치의 경우, 신축성, 유연성이 없는 전극을 신축성을 가지는 기판에 부착하는 방식으로 제작되어, 신축성이 없는 전극의 한계성으로 인해 피부 접촉 부위와의 접촉 불확실성이 발생하는 구조적인 문제가 있다. 또한, 착용 후 일상 생활이나 운동시 신체의 변형에 따른 사용의 한계성이 발생할 수 있다.
(특허문헌 1) KR 101559341 B1
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 전극과 도선을 프린팅함으로써 전기 자극 패드에 변형이 발생하여도 전기 신호를 안정적으로 제공할 수 있는 전기 자극 패드를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전기 자극 패드는, 유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판 및 기판의 제1면 상에 프린팅된 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 전극을 포함하고, 기판은 인체에 무해한 재질로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 전기 자극 패드는 기판의 제1면 상에 프린팅된 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 도선 및 복수의 도선에 의해 복수의 전극에 연결된 주파수 발생 장치를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 전기 자극 패드는 복수의 도선을 덮는 유연성 및 신축성 모두를 가지는 제1 비전도성 코팅층을 더 포함하고, 제1 비전도성 코팅층은 인체에 무해한 재질로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 전기 자극 패드는 복수의 전극을 덮는 유연성 및 신축성 모두를 가지는 전도성 코팅층을 더 포함하고, 전도성 코팅층은 인체에 무해한 재질로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 전기 자극 패드는 제1 비전도성 코팅층 상에 인쇄된 추가 전극 또는 추가 도선을 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 전기 자극 패드는 기판의 제2면 상에 인쇄되어 온열 기능을 제공하는 열선 및 열선을 덮는 유연성 및 신축성 모두를 가지는 비전도성 코팅층을 더 포함하고, 열선은 복수의 전극과 동일한 재질 또는 유사한 재질로 구성되고, 비전도성 코팅층은 인체에 무해한 재질로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 전기 자극 패드는 기판의 제1면 또는 비전도성 코팅층 상에 인쇄된 열선 및 열선을 덮는 유연성 및 신축성 모두를 가지는 제2 비전도성 코팅층을 더 포함하고, 열선은 복수의 전극과 동일한 재질 또는 유사한 재질로 구성되고, 제2 비전도성 코팅층은 인체에 무해한 재질로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 복수의 전극 및 복수의 도선이 인쇄되지 않은 기판의 영역에 적어도 하나의 구멍을 형성함으로써, 전기 자극 패드의 유연성과 신축성을 증가시킨다.
일 실시예에 따르면, 기판은 실리콘 또는 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane; TPU), 섬유 재질등 신축, 유연한 재질로 구성되고, 복수의 전극과 복수의 도선은 은나노 또는 구리나노, 탄소나노 등 신축, 유연한 재질을 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전기 자극 패드 제조 방법은, 유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판 상에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 전극을 프린팅하는 단계, 기판 상에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 도선을 프린팅하는 단계 및 복수의 도선을 이용하여 주파수 발생 장치를 복수의 전극에 연결하는 단계를 포함하고, 기판은 인체에 무해한 재질로 구성된다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 전극과 도선을 프린팅함으로써 전기 자극 패드의 변형에 의해 발생되는 전류의 단락을 방지하여 주파수와 전류를 안정적으로 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 전극과 도선을 프린팅함으로써 신체의 변형에 따른 사용의 한계성을 극복하여 착용 후 일상 생활이나 운동을 할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판을 통해 부착 부위에 탄성력과 압박성을 제공할 수 있다.
본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 실시예들은, 이하 설명하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 요소들을 나타내지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전기 자극 패드를 포함하는 전기 자극 장치의 수직 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 전극, 복수의 도선 및 주파수 발생 장치 간의 결합 구성을 나타내는 상면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 복수의 전극 상에 전도성 물질이 코팅되고, 복수의 도선 상에 비전도성 물질이 코팅된 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 비전도성 코팅층 상에 추가 전극 또는 추가 도선이 인쇄되어 적층된 구조를 가지는 전기 자극 패드의 수직 단면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 열선 및 열선을 덮는 비전도성 코팅층을 추가로 포함하는 전기 자극 패드의 수직 단면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 전기 자극 패드의 신축성을 증가시키기 위해 기판에 구멍을 형성하는 예시를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 전극의 신축률에 따라 변화하는 전극의 저항값을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 전기 자극 패드의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여될 수 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
본 개시의 실시예들을 상술하기에 앞서, 도면의 위쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "상부" 또는 "상측", 그 아래쪽은 "하부" 또는 "하측"이라고 지칭할 수 있다. 또한, 도면에 있어서 도시된 구성의 상부와 하부의 사이 또는 상부와 하부를 제외한 나머지 부분은 "측부" 또는 "측면"이라고 지칭할 수 있다. 본 개시의 실시예들에서 도면의 왼쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "좌" 또는 "좌측", 그 오른쪽은 "우" 또는 "우측" 이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "상부", "상측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전기 자극 패드를 포함하는 전기 자극 장치의 수직 단면도이다. 전기 자극 장치는 주파수 발생 장치(110), 기판(120), 전극(130), 전도성 코팅층(140), 도선 결합부(150) 및 연결도선(160)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 주파수 발생 장치(110)는 저주파 발생 장치, 간섭파 발생 장치 및 고주파 발생 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 주파수 발생 장치(110)는 전기 자극으로 근육의 수축과 이완을 유도하도록 전기 신호(예, 전류)를 전극(130)에 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 전극(130)은 도선 결합부(150) 및 연결도선(160)을 통해 주파수 발생 장치(110)와 전기적으로 연결되어 주파수 발생 장치(110)로부터 발생된 전기 신호를 인체 부위에 제공할 수 있다. 또한, 전극(130)은 기판(120)의 제1 면 상에 특정 패턴(예를 들어, 사각형 또는 원형등)으로 프린팅 될 수 있다. 전극(130)은 인체에 밀착 부착되어 전기 신호를 안정적으로 제공하도록 유연성 및 신축성 모두를 가지는 것이 바람직하다. 일 실시예에 따르면, 전극(130)은 유연성 및 신축성 모두를 갖는 은나노 또는 구리나노, 탄소나노 등을 포함하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 기판(120)은 인체에 밀착 부착되도록 유연성 및 신축성 모두를 가지면서 인체에 무해한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판(120)은 실리콘 또는 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane; TPU), 섬유 재질등 신축, 유연 재질로 구성될 수 있다. 이러한 고무 계열 재질(실리콘 및 TPU) 또는 신축, 유연한 섬유 재질의 탄력성에 의해 전기 자극 패드의 리프팅 효과 및 압박 효과도 기대할 수 있어 복부, 관절부위, 얼굴 등 신체 각 부위에 사용하는 것이 가능하다. 또한, 기판(120)은 밴드, 마스크, 원형, 사각형 등 다양한 모양으로 형성될 수 있으며, 전기 자극 패드를 착용한 상태에서 일상생활이나 운동이 가능하도록 초박, 초경량으로 형성될 수 있다. 기판(120)의 모양과 두께는 전기 자극 패드의 필요한 신축감, 압박감 또는 리프팅 정도에 따라 결정될 수 있다.
도선 결합부(150)는 전극(130)과 주파수 발생 장치(110) 사이의 접촉 신뢰성을 확보하기 위해 내마모성과 전기 전도도가 우수한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도선 결합부(150)는 구리 또는 금과 같은 재질로 구성될 수 있다. 도 1에는 도선 결합부(150)가 전극(130)과 연결도선(160) 사이에 배치된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도선 결합부(150)는, 전극(130)과 주파수 발생 장치(110) 사이에 배치될 수도 있다.
일 실시예에서, 전극(130)의 산화 및 외력에 의한 변형을 방지하기 위해 전극(130)을 전도성 물질로 코팅할 수 있다. 이때, 전도성 코팅층(140)은 피부와 직접 접촉하므로, 유연성 및 신축성 모두를 가지면서, 인체에 무해한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전도성 코팅층(140)은 전극(130)을 완전히 덮도록 전극(130)의 상면에 코팅될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(120)에 전극(130)이 프린팅된 면의 반대면에는 제품의 디자인을 고려한 모양이나 사진, 글자 등이 인쇄될 수 있다.
기판(120), 전극(130), 전도성 코팅층(140) 및 연결도선(160) 모두 신축성을 가지므로 전기 자극 패드를 일정 수준 늘려도 패턴 끊김이 없다. 추가적으로 또는 대안적으로 기판(120), 전극(130), 전도성 코팅층(140) 및 연결도선(160) 모두 유연성을 가지므로 전기 자극 패드를 일정 수준 접어도 패턴 끊김이 없다는 장점이 있다. 따라서, 본 개시에 따른 전기 자극 패드는 배, 옆구리, 팔뚝, 허벅지, 종아리와 같이 패드의 유연성이 요구되는 부위뿐만 아니라, 관절 부위(예, 허리, 무릎, 어깨, 손목, 발목, 고관절 등)와 같이 패드의 유연성과 신축성이 모두 요구되는 부위에도 사용하는 것이 가능하다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 복수의 전극(210), 복수의 도선(220) 및 주파수 발생 장치(230) 간의 결합 구성을 나타내는 상면도이다. 일 실시예에 따르면, 전기 자극 패드는 기판(미도시), 기판에 프린팅된 복수의 전극(210), 기판에 프린팅된 복수의 도선(220) 및 주파수 발생 장치(230)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(미도시)의 상측면에 복수의 전극(210)이 프린팅되고, 주파수 발생 장치(230)와 복수의 전극(210)이 전기적으로 연결되도록 복수의 도선(220)이 기판의 상측면에 프린팅 될 수 있다.
기판에 프린팅된 복수의 전극(210)은 양극성의 전압이 인가되는 양전극(212) 및 양극성과 반대되는 음극성의 전압을 인가되는 음전극(214)을 포함하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 전극(210)은 기판의 제1 면상에 일정 간격 이격되어 프린팅될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 전극(210)이 기판의 상측면에 수평방향 또는 수직방향으로 평행하도록 일정 간격 이격되어 프린팅 될 수 있다. 이와 같이 복수의 전극(210)을 기판 상에 프린팅 함으로써 주파수 발생 장치(230)에서 공급되는 전기 신호의 안정성을 확보하고, 전극(210)과 인체와의 접촉시 각 전극별 전류 입력시간 및 타이밍을 다르게 인가하여 전기자극에 의한 화상이나 피부조직의 파괴를 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 전극(210)은 인체 등에 부착이 용이하도록 유연성 및 신축성 모두를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극(210)은 유연성 및 신축성 모두를 가지는 은나노 또는 구리나노, 탄소나노 등을 포함하도록 구성될 수 있다. 복수의 도선(220)은 복수의 전극(210)과 동일한 재질 또는, 신축성 또는 유연성 중 적어도 하나를 가지는 재질로 구성될 수 있다. 기판에 프린팅되는 복수의 전극(210)과 복수의 도선(220)의 패턴은 도 2에 도시된 패턴에 한정되지 않으며, 구현의 예에 따라 다양한 패턴으로 배열될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 복수의 전극 상에 전도성 물질이 코팅되고, 복수의 도선 상에 비전도성 물질이 코팅된 예시를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 비전도성 코팅층(320)은 외력에 의한 도선의 변형 방지 및 산화 방지를 위해 복수의 도선을 완전히 덮도록 복수의 도선의 상면에 코팅될 수 있다. 또한, 전도성 코팅층(310)은 외력에 의한 전극의 변형 방지 및 산화 방지를 위해 복수의 전극을 완전히 덮도록 복수의 전극의 상면에 코팅될 수 있다.
전도성 코팅층(310) 및 비전도성 코팅층(320)은 인체와 직접 접촉하므로, 유연성 및 신축성 모두를 가지면서, 인체에 무해한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 전도성 코팅층(310)은 실리콘 또는 신축, 유연한 재질에 전도성 첨가물이 첨가된 물질로 구성되고, 비전도성 코팅층(320)은 실리콘 또는 유사한 재질로 구성될 수 있다. 도 3에는 복수의 전극 상에 전도성 코팅층(310)이 코팅되고, 복수의 도선 상에 비전도성 코팅층(320)을 포함한다고 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 전극 상에 전도성 코팅층(310)만 코팅되거나, 복수의 도선 상에 비전도성 코팅층(320)만 코팅될 수도 있다. 다른 실시예에서, 전도성 코팅층 및 비전도성 코팅층이 모두 생략될 수도 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 비전도성 코팅층(430) 상에 추가 전극 또는 추가 도선(440)이 인쇄되어 적층된 구조를 가지는 전기 자극 패드의 수직 단면도이다. 전기 자극 패드는 기판(410), 기판(410) 상에 프린팅된 도선(420), 도선 상에 코팅된 비전도성 코팅층(430)을 포함할 수 있다. 비전도성 코팅층(430)은 인체와 직접 접촉하므로, 유연성 및 신축성 모두를 가지면서, 인체에 무해한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 비전도성 코팅층(430)은 실리콘 재질 또는 유사한 재질로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 비전도성 코팅층(430) 상에 추가 전극 또는 추가 도선(440)이 인쇄될 수 있다. 도시된 바와 같이, 비전도성 코팅층(430)은 기판(410) 상에 프린팅된 복수의 도선(420)과 추가 전극 또는 추가 도선(440) 사이에 개재되어, 복수의 도선(420)과 추가 전극 또는 추가 도선(440) 사이의 전기적 연결을 차단할 수 있다. 이와 같은 적층 구조를 이용함으로써, 기판 상에 다수의 전극을 프린팅할 때 패턴 및 전극의 겹침으로 인한 회로구성의 어려움을 해결할 수 있다.
도 4에서는 비전도성 코팅층(430) 상에 하나 이상의 전극 또는 도선이 추가되어 인쇄될 수 있다고 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 앞서 상술한 과정을 통해 전극 또는 도선을 다수 번 추가로 인쇄하여 다층 구조를 가지는 전기 자극 패드를 형성하는 것도 가능하다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 열선(550) 및 열선(550)을 덮는 비전도성 코팅층(560)을 추가로 포함하는 전기 자극 패드의 수직 단면도이다. 도시된 바와 같이, 기판(510)의 상측면에 전극(520) 및 전극(520)을 덮는 전도성 코팅층(530)이 프린팅 되고, 전극(520)은 주파수 발생 장치(540)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 기판(510)의 하측면에 열선(550)이 인쇄될 수 있다. 여기서, 열선(550)은 전극(520)과 동일한 재질 또는 신축, 유연한 유사한 재질로 구성될 수 있다. 즉, 열선(550)은 유연성 및 신축성 모두를 갖는 은나노 또는 구리 나노, 탄소나노 등을 포함할 수 있다.
또한, 열선(550)의 산화와 외력에 의한 변형을 방지하기 위해 열선(550)을 비전도성 코팅제로 코팅할 수 있다. 여기서, 비전도성 코팅층(560)은 유연성 및 신축성 모두를 가지면서 인체에 무해한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 비전도성 코팅층(560)은 실리콘 또는 유사한 신축, 유연성을 갖는 비전도성 재질로 구성될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 열선(550)은 전극(520)이 인쇄된 기판(510)의 상면에 인쇄될 수 있다. 이 경우, 열선(550)의 산화와 외력에 의한 변형을 방지하기 위해 열선(550)을 비전도성 코팅제로 코팅할 수 있다. 기판에 인쇄된 열선은 전원 공급 장치(미도시)로부터 전원을 제공받아 열을 발생시킴으로써 인체 등과 같이 부착된 부위에 온열을 제공할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 기판(510)의 상측면에 열선을 인쇄하고, 열선을 비전도성 코팅제로 코팅할 수 있다. 이 경우, 열선이 인쇄된 기판(510) 상에 전극(520) 및 전극(520)을 덮는 전도성 코팅층(530), 도선 및 도선을 덮는 비전도성 코팅층 등이 프린팅 될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 앞서 설명한 열선과 비전도성 코팅제를 코팅한 기판에 전극과 도선이 프린팅된 추가의 기판을 부착함으로도 구현될 수도 있다. 이와 같이, 기판의 전극이 인쇄된 반대면 또는 동일면에 열선을 프린팅함으로써, 열선에 의한 온열 기능을 추가하는 것이 가능하다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 전기 자극 패드의 신축성을 증가시키기 위해 기판에 구멍(630)을 형성하는 예시를 나타낸다. 일 실시예에 따르면, 전기 자극 패드는 복수의 전극(610) 및 복수의 도선(620)이 인쇄되지 않은 기판의 영역에 적어도 하나의 구멍(630)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 전극 및 도선 사이의 기판 영역에 복수의 구멍(630)을 형성할 수 있다.
기판 영역에 복수의 구멍(630)을 형성하여 복수의 전극(610) 및 복수의 도선(620)이 인쇄되지 않은 기판 영역을 잘라내거나 제거함으로써, 전기 자극 패드 전체의 수직 방향 및 수평 방향의 신축률을 증가시킬 수 있다. 구멍(630)의 위치와 크기는 필요한 신축률 증가 방향/정도에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 수직 방향의 신축률을 증가시킬 필요가 있는 경우, 수직 방향으로 긴 구멍을 형성할 수 있으며, 수평 방향의 신축률을 증가시킬 필요가 있는 경우, 수평 방향으로 긴 구멍을 형성할 수 있다.
복수의 구멍(630)에 의해 유연성 및 신축성 모두가 증가된 전기 자극 패드를 관절 등과 같은 신체 부위에 부착 시 팔, 다리 등의 이동에 따른 들뜸 현상을 방지할 수 있고, 전기 자극 패드를 부착한 상태에서 일상 생활이나 운동으로 인해 신체 변형이 발생하여도 전기 자극 패드가 따라 적절히 늘었다가 줄어들 수 있다. 따라서, 신체의 변형에 따른 전기 자극 패드의 사용의 한계성을 극복할 수 있다. 또한, 복수의 구멍(630)으로 인해 통기성이 향상되어 부착 부위에 땀이 차거나, 접촉성 피부염 등을 방지하는 것도 가능하다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 전극의 신축률에 따라 변화하는 전극의 저항값을 그래프로 나타낸 도면이다. 도시된 그래프는 5 가지 종류의 전기 자극 패드의 신축률에 따른 저항값 변화를 나타낸다. 여기서, 그래프의 x축은 전기 자극 패드의 신축률을 나타내고, 그래프의 y축은 전극의 저항값을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 전기 자극 패드가 신축률이 50%까지 늘어나더라도 전극의 저항값이 3 Ω 이하인 것을 확인할 수 있다. 즉, 전기 자극 패드가 50%까지 늘어나더라도 전극의 저항값의 변화가 크지 않으며, 전지 자극 장치의 전극으로서 사용되기 위한 적합한 범위 내임을 확인할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 전기 자극 패드의 제조 방법(800)을 나타낸 순서도이다. 도시된 것과 같이, 전지 자극 패드 제조 방법(800)은 유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판 상에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 전극을 프린팅하는 단계(S810)로 개시될 수 있다. 여기서, 기판은 유연성 및 신축성 모두를 가지고, 인체에 무해한 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 기판은 실리콘 또는 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane; TPU), 섬유 재질로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수의 전극은 기판의 제1면 상에 일정 간격 이격되어 프린팅될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극은 기판의 상면 상에 일정 간격 이격되어 프린팅 될 수 있다. 여기서, 복수의 전극은 유연성 및 신축성 모두를 가지도록 은나노 또는 구리나노, 탄소나노 등을 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라 복수의 전극을 완전히 덮도록 복수의 전극을 전도성 물질로 코팅하는 것이 가능하다.
그 후, 단계(S820)에서 기판 상에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 도선을 프린팅할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 도선(220)은 복수의 전극(210) 각각과 주파수 발생 장치가 전기적으로 연결되도록 배치되어 기판의 상면에 프린팅 될 수 있다. 여기서, 복수의 도선은 유연성 및 신축성 모두를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 도선은 은나노 또는 구리나노, 탄소나노 등을 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라 복수의 도선을 완전히 덮도록 복수의 도선을 비전도성 물질로 코팅하는 것이 가능하다.
그 후, 복수의 도선을 이용하여 주파수 발생 장치를 복수의 전극에 연결하는 단계(S830)가 수행될 수 있다. 기판 상에 프린팅된 복수의 전극은 복수의 도선에 의해 주파수 발생 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 전극은 주파수 발생 장치로부터 발생된 전기 신호를 제공받아 인체 부착 부위에 전류 등을 제공할 수 있다.
도 8에서는 기판 상에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 전극을 프린팅한 후, 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 도선을 프린팅한다고 상술하였으나, 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 전기 자극 패드의 제조 방법(800)은 유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판 상에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 전극과 복수의 도선을 동시에 프린팅할 수도 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
110, 230, 540: 주파수 발생 장치
120, 410, 510: 기판
130, 210, 520, 610: 전극
140, 310, 530: 전도성 코팅층
150: 도선 결합부
160: 연결도선
220, 420, 620: 도선
212: 양전극
214: 음전극
320, 430, 560: 비전도성 코팅층
440: 추가 전극 또는 추가 도선
550: 열선
630: 구멍

Claims (10)

  1. 신체 변형에 따라 늘어나는 전기 자극 패드로서,
    유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판; 및
    상기 기판의 제1면 상에 프린팅된 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 전극을 포함하고,
    상기 기판은 인체에 무해한 재질로 구성되고,
    상기 기판 및 상기 복수의 전극은 유연성 및 신축성을 모두 가져 신체의 변형에 따라 늘어났다가 줄어들 수 있도록 구성되고,
    상기 복수의 전극이 인쇄되지 않은 상기 기판의 영역에 복수의 구멍을 형성함으로써, 전기 자극 패드의 유연성 및 신축성 모두를 증가시키고,
    상기 복수의 구멍은 전극과 전극 사이의 기판 영역에 형성되고,
    상기 복수의 구멍의 위치와 크기는 필요한 신축률 증가 방향 및 정도에 따라 결정되는, 전기 자극 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 제1면 상에 프린팅된 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 도선 및 상기 복수의 도선에 의해 상기 복수의 전극에 연결된 주파수 발생 장치를 더 포함하는, 전기 자극 패드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 도선을 덮는 유연성 및 신축성 모두를 가지는 제1 비전도성 코팅층을 더 포함하고,
    상기 제1 비전도성 코팅층은 인체에 무해한 재질 구성된, 전기 자극 패드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 전극을 덮는 유연성 및 신축성 모두를 가지는 전도성 코팅층을 더 포함하고,
    상기 전도성 코팅층은 인체에 무해한 재질 구성된, 전기 자극 패드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 비전도성 코팅층 상에 인쇄된 추가 전극 또는 추가 도선을 더 포함하는, 전기 자극 패드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 제2면 상에 인쇄되어 온열 기능을 제공하는 열선; 및
    상기 열선을 덮는 유연성 및 신축성 모두를 가지는 비전도성 코팅층을 더 포함하고,
    상기 열선은 상기 복수의 전극과 동일한 재질로 구성되고
    상기 비전도성 코팅층은 인체에 무해한 재질 구성된, 전기 자극 패드.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 기판의 제1면 또는 상기 비전도성 코팅층 상에 인쇄된 열선 및
    상기 열선을 덮는 유연성 및 신축성 모두를 가지는 제2 비전도성 코팅층을 더 포함하고,
    상기 열선은 상기 복수의 전극과 동일한 재질로 구성되고,
    상기 제2 비전도성 코팅층은 인체에 무해한 재질 구성된, 전기 자극 패드.
  8. 삭제
  9. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 또는 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane; TPU)으로 구성되고,
    상기 복수의 전극과 상기 복수의 도선은 은나노, 구리나노 또는 탄소나노 중 적어도 하나를 포함하는, 전기 자극 패드.
  10. 신체 변형에 따라 늘어나는 전기 자극 패드 제조 방법으로서,
    유연성 및 신축성 모두를 가지는 기판 상에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 전극을 프린팅하는 단계;
    상기 기판 상에 유연성 및 신축성 모두를 가지는 복수의 도선을 프린팅하는 단계; 및
    상기 복수의 도선을 이용하여 주파수 발생 장치를 상기 복수의 전극에 연결하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기판은 인체에 무해한 재질로 구성되고,
    상기 기판 및 상기 복수의 전극은 유연성 및 신축성을 모두 가져 신체의 변형에 따라 늘어났다가 줄어들 수 있도록 구성되고,
    상기 복수의 전극이 인쇄되지 않은 상기 기판의 영역에 복수의 구멍을 형성함으로써, 전기 자극 패드의 유연성 및 신축성 모두를 증가시키고,
    상기 복수의 구멍은 전극과 전극 사이의 기판 영역에 형성되고,
    상기 복수의 구멍의 위치와 크기는 필요한 신축률 증가 방향 및 정도에 따라 결정되는, 전기 자극 패드 제조 방법.
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