KR101572000B1

KR101572000B1 - 컬러 콘택트렌즈 제조방법

Info

Publication number: KR101572000B1
Application number: KR1020150052100A
Authority: KR
Inventors: 김명삼
Original assignee: 김명삼
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2015-11-25

Abstract

본 발명에 따른 컬러 콘택트렌즈 제조방법에 의하면, 다양한 색상의 착색영역이 렌즈 중심부에 위치되도록 제조하여, 이렇게 제조된 컬러렌즈를 착용할 경우 착색영역이 각막 또는 눈꺼풀에 직접 접촉하지 않으므로 착색 안료가 렌즈로부터 용출됨에 따른 안구 질환을 방지하고, 착색영역이 렌즈 중심부에 형성되어 안구와 눈꺼풀에 의한 착색영역의 접촉이 없으므로 렌즈를 장기 착용하여도 탈색 또는 변색이 없어 컬러렌즈의 수명이 오래가는 효과를 얻는다.
또한, 착색영역을 렌즈 내부에 인쇄한 후 렌즈의 후면광학부를 형성하는 정밀하게 제작된 숫형몰드를 이용하여 완성하므로 초기 설계한 렌즈의 두께와 착색영역을 포함하는 컬러 콘택트렌즈의 두께가 동일하여, 렌즈에 컬러인쇄 후 투명 착색안료를 코팅하여 제조된 기존의 컬러 콘택트렌즈에 비하여 우수한 착용감을 제공하는 효과를 얻는다.

Description

컬러 콘택트렌즈 제조방법{Manufacturing Method of Colored Contact lens}

본 발명은 컬러 콘택트렌즈를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬러착색부가 렌즈의 중심부에 자리할 수 있게 하는 컬러 콘택트렌즈 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 컬러 콘택트렌즈를 제조하는 방법으로는 완성된 렌즈의 전면부 또는 후면부에 실리콘패드(silicon pad)를 이용하여 불투명한 안료를 사용하여 착색하는 제조 방법이 있다.

상기 방법은 돌출된 착색영역과 눈꺼풀의 지속적인 마찰을 일으키므로 이물감을 느껴 착용감이 저하되며, 계속적인 마찰로 인하여 착색영역이 떨어져 안구 질환을 일으키는 문제가 발생한다.

또 다른 방법으로 정적캐스팅(static casting)을 이용하여 제작하는 방법으로 숫형몰드 또는 암형몰드에 착색영역을 인쇄한 후 렌즈재료를 주입하고 몰드를 결합하여 제작하는 방법이 있다. 상기 방법은 착색안료가 렌즈의 전면부 또는 후면부에 부분 노출되는 문제가 있다. 이러한 렌즈를 장기 착용할 경우 착색영역의 컬러안료가 떨어져 컬러 콘택트렌즈의 탈색현상이 발생한다. 이 경우 미용을 목적으로 하는 컬러 콘택트렌즈의 기능적인 측면이 저하되는 문제점이 발생한다.

또 다른 방법으로 완성된 렌즈의 전면 또는 후면부에 실리콘패드(silicon pad)를 이용하여 착색한 후 투명한 렌즈재질을 실리콘패드(silicon pad)를 이용하여 코팅(coating)하는 방법이 있다.

상기 방법은 착색영역을 렌즈에 고정 시킬 수는 있으나, 착색된 착색영역의 두께가 불균일하여 완성된 컬러콘택트렌즈의 전반적인 두께 불균형이 발생한다.

또한, 두께가 불균일한 착색 콘택트렌즈를 수화(hydration)시키면 특정 부분의 두께차이에 따른 원형 불량이 발생한다.

이러한 원형이 불량한 렌즈는 정밀한 광학 품질의 컬러 콘택트렌즈를 얻을 수 없으며, 착색영역의 형상 또한 비대칭 구조를 가져 미용을 목적으로 하는 컬러렌즈의 품질을 저하 시킨다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 스핀캐스팅(spin casting)과 정적캐스팅(static casting)공법을 이용하여 컬러 콘택트렌즈를 제조하는 방법으로 착색영역이 컬러 콘택트렌즈 내부 중심영역에 자리하여 색소의 용출을 방지하며 착용시 안구와 컬러 콘택트렌즈가 접촉하는 광학부 표면 조도(surface roughness)가 우수하여 착용감이 좋다.

또한, 콘택트렌즈 설계자가 최초 설계한 컬러 콘택트렌즈의 형상과 두께가 컬러 착색 후에도 동일한 컬러 콘택트렌즈의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은; 스핀캐스팅(spincasting)을 이용하여 정밀하게 제작된 암형몰드(10) 오목부위 내부에 렌즈 재료(11)를 주입한 후 회전시켜 얇은 두께로 형성된 렌즈의 전면광학부를 구비한 안구보호층(12)을 형성하는 단계와; 상기 보호층의 상측에 다양한 색상의 착색 패턴을 형성하는 착색영역(13)을 구비하는 단계와; 정적캐스팅(static casting)공법을 이용하여 착색영역(13)위에 렌즈 재료(11)를 주입한 후 렌즈의 후면부 곡률값들을 구비한 정밀하게 제작된 숫형몰드(14)를 암형몰드(10)와 체결하는 단계와; 상기 착색영역(13)을 렌즈 중심영역에 형성하도록 하는 렌즈의 후면 광학부를 포함하는 보호층과 렌즈 전면광학부를 구비한 안구보호층(12)으로 형성된 컬러 콘택트렌즈(15)를 몰드로 부터 분리하는 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 컬러 콘택트렌즈 제조방법에 의하면, 다양한 색상의 착색영역이 렌즈 중심부 영역에 위치되도록 제조하여, 이렇게 제조된 컬러 콘택트렌즈를 착용할 경우 착색영역이 각막 또는 눈꺼풀에 직접 접촉하지 않으므로 착색 안료가 렌즈로부터 용출됨에 따른 안구 질환을 방지하고, 착색영역이 렌즈 중심영역에 형성되어 안구와 눈꺼풀에 의한 마찰이 없으므로 컬러 콘택트렌즈를 장기 착용하여도 탈색 또는 변색이 없어 컬러 콘택트렌즈의 수명이 오래가는 효과를 얻는다.

또한, 착색영역(13)을 렌즈 전면광학부를 구비한 안구보호층(12) 위에 인쇄한 후 숫형몰드(14)를 착색영역(13)과 안구보호층(12)를 포함하는 암형몰드(10)에 체결하여 렌즈의 후면광학부를 형성하므로 초기 설계한 렌즈의 두께와 착색 후 렌즈 두께가 같으며, 완성된 렌즈에 컬러 착색영역을 인쇄한 후 투명 착색액을 코팅하는 기존의 컬러 콘택트렌즈에 비하여 우수한 착용감을 제공하는 효과를 얻는다.

도1은 본 발명에 따른 컬러 콘택트렌즈 제조방법의 기술 사상을 설명하기 위한 도면.
도2는 본 발명에 따른 대표 실시 예의 제조방법을 나타내는 블럭도.
도3는 본 발명에 따른 컬러 콘택트렌즈를 도시한 대표 단면도.

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 스핀케스팅(spin casting)공법을 이용하여 렌즈 전면광학부를 구비한 안구보호층(12)과 실리콘 패드와 클리체(cliche)를 이용하여 패드프린팅(pad printing)방식으로 미리 제작된 착색안료를 인쇄한 컬러 착색영역(13)과, 그리고 정적케스팅(static casting)공법을 이용하여 렌즈의 후면 광학부를 포함하는 숫형몰드(14)를 체결하여 제작하는 컬러 콘택트렌즈(15)로 이루어진다.

도1과 도2의 (a) 공정은 암형몰드(10)에 렌즈재료(11)를 주입하는 단계로 보다 상세하게는, 콘택트렌즈의 전면광학부를 구비한 콘택트렌즈 제조용 암형몰드(10)는 폴리프로필렌(P.P)등과 같은 폴리머(polymer)수지로 사출 성형으로 형성할 수 있으며, 또 다른 실시 예로는 석영(qurtz)를 이용하여 제조할 수 있다. 암형몰드(10)의 오목부위는 콘택트렌즈의 전면부를 형성하기 위하여 오목부 반구 형태를 가지며 다수의 곡률값들을 포함하고 있다. 보다 상세하게는, 다이아몬드바이트(diamond bite)를 티타늄 진공접착방식(titanium vacuum blazing)을 이용하여 합금강으로 정밀하게 제작된 각재(shank)에 부착한 후 초정밀 자동제어 선반(cnc turning lathe)에 장착하여 렌즈의 전면광학부를 이루는 다양한 곡률값을 구비한 알루미늄 재질의 인서트 코어(insert core)를 제작할 수 있다.

또한, 석영(qurtz)을 이용하여 암형몰드(10)형태로 정밀하게 제작하여 사용할 수 있으며 그 형태는 오목부위내부에 콘택트렌즈 전면광학부를 구비한 암형 몰드(10) 형태로 사용할 수 있다. 상기 알루미늄 인서트 코어는 사출금형에 체결하여 폴리머(polymer)수지로 사출성형하여 암형몰드(10)형태로 제작할 수 있다.

또한, 암형몰드(10) 오목부위와 연결된 외부는 원통형의 측벽부를 가지며 이는 스핀어(spinner machine)의 회전식 튜브 내부에 정밀하게 끼워 맞춤할 수 있게 한다.

이후 액상의 렌즈재료(11)를 정밀 튜브펌프(peristaltic pump) 또는 주사기 펌프(syringe pump)를 이용하여 정량을 암형몰드(10)의 오목부위에 주입하는 단계를 포함한다. 상기 렌즈 재료(11)로는 함수성이나 아크릴계 탄성중합체 등의 비함수성 또는 실리콘 하이드로겔등의 고산소 투과성과 같은 재료로 구성될 수 있으며, UV 또는 열을 이용하여 중합반응을 일으키는 게시제(initiator)와 가교재(cross linker)가 추가로 첨가된다.

도1과 도2의 (b) 공정인 스핀케스팅(spin casting)공법을 이용하여 렌즈의 전면광학부를 구비한 안구보호층(12)을 형성하는 단계로 정량의 렌즈재료(11)를 암형몰드(10)의 오목부위에 주입한 후 스핀어장치(spinner machine)에 삽입하여 제작할 수 있다.

보다 상세하게는 스핀어장치(spinner machine)는 회전식튜브와 UV 램프, 제어부, 상부와 하부의 베어링 장착영역 그리고 구동부로 이루어진다. 스핀어장치의 회전식 튜브는 세로 방향 축으로 편심(eccentricity)를 최소화한 상태로 세로방향 축 주위로 정밀하게 회전하며, 회전식 튜브내에 적층된 암형몰드(10)는 회전식튜브와 암형몰드의 원통형 측벽부와 끼워 맞춤으로 고정된 상태로 정밀하게 동심적(concentricity)으로 회전할 수 있게 하기 위한 장치가 제공될 수 있다.

상기 장치의 구동부에 의하여 회전식튜브가 일정한 회전수(rpm)에 도달하면 암형 몰드(10) 오목부위에 주입된 렌즈재료(11)는 얇은 두께를 가지는 안구보호층(12) 형태를 가진 상태가 된다. 이후 UV 또는 가열된 질소를 주입하여 렌즈재료에 포함된 UV 게시제(UV initiator) 또는 열게시제(thermal initiator)를 이용하여 화학적인 중합반응을 일으키는 단계를 포함한다.

도1과 도2의 ( c ) 공정인 전면부 안구보호층(12)에 착색영역(13)을 형성하는 단계로 상기 (b) 공정으로 완성된 렌즈 전면광학부를 구비한 안구보호층(12)위에 컬러 착색영역(13)을 인쇄하는 공정이다.

컬러 착색영역(13)둘레의 크기는 상기 전면부 안구보호층(12)에 비하여 상대적으로 작은 직경을 이루도록 형성한다. 즉, 착색영역(13)부가 전면부 안구보호층(12) 외부로 착색될 경우 발생하는 착색안료의 안구접촉을 방지하기 위함이다.

또한, 의료용 컬러렌즈의 광학 품질에 영향을 미칠 수 있는 렌즈의 중심광학부는 착색되지 않도록 착색영역(13)을 제작하는 것을 포함한다.

상기 착색영역(13)은 상기 전면부 안구보호층(12)이 이루는 렌즈재료(11)에 안료와 경화제를 소량 첨가하여 믹싱(mixing)한 후 사용한다.

보다 상세하게는, 함수성이나 아크릴계 탄성중합체 등의 비함수성 또는 실리콘 하이드로겔등의 같은 재료가 주요 구성될 수 있으며, UV 또는 열을 이용하여 중합반응을 일으키는 게시제(initiator)와 아울러 다양한 색상을 갖는 안료를 미세하게 분쇄하여 액상의 렌즈재료(11)에 첨가한 후 일정한 점도를 가질 수 있도록 경화공정을 거친 후 착색공정에 투입한다.

상기 준비된 일정한 점도를 가지는 착색액을 패드프린팅(pad printing) 방식을 이용하여 렌즈 전면광학부를 구비한 안구보호층(12)위에 인쇄하는 것으로, 보다 상세하게는 착색할 인쇄형상을 텅스텐 카바이드(tungsten carbide) 분말을 이용하여 소결(sintering)공정으로 제작된 판형의 클리체(cliche)에 오목부 형태를 가지도록 방전 가공(electrical discharge machining process) 또는 다이아몬드 엔드밀(diamond end-mill)을 이용하여 가공하는 공정을 포함한다.

상기 클리체(cliche)에 오목부 형태로 인쇄할 형상을 만든 다음 클리체(cliche)의 내마모성을 증가시키기 위하여 CVD(chemical vapor deposition) 또는 PVD(physical vapor deposition) 코팅을 실시하는것을 포함한다.

이후, 완성된 클리체(cliche)에 상기 착색액을 도포한 후 세라믹 나이프(knife)를 이용하여 클리체(cliche) 상부 착색액을 제거하는 단계와, 클리체(cliche)의 오목부에 남아있는 착색액을 실리콘패드에 옮기는 단계, 상기 실리콘패드에 있는 착색액을 렌즈 전면광학부를 구비한 안구보호층(12) 위에 인쇄하는 공정을 포함한다.

도1과 도2의 ( d )와 ( e ) 공정인 렌즈재료(11) 주입 후 정적캐스팅(static casting)을 이용하여 컬러콘택트렌즈(15)를 형성하는 단계로, 상기 ( c )공정으로 형성된 착색영역(13)에 상기 ( a ) 공정에 주입한 동일한 렌즈재료(11)를 정량 주입하는 단계와, 렌즈의 후면 광학부를 구비한 숫형 몰드(14)를 암형몰드(10)와 결합하여 착색영역(13)이 렌즈의 중심부 영역에 위치할 수 있도록 하는 단계와, 결합된 암형몰드(10)과 숫형몰드(14)를 UV 또는 열을 이용하여 중합시키는 단계를 포함한다.

이후, 도3의 착색영역(13)이 중심부에 위치한 컬러콘택트렌즈(15)를 몰드(10)(14)로부터 분리하는( f )공정을 포함한다.

10 : 암형 몰드
11 : 렌즈재료
12 : 렌즈 전면광학부를 구비한 안구보호층
13 : 착색영역
14 : 숫형 몰드
15 : 컬러콘택트렌즈

Claims

컬러콘택트렌즈 제조방법에 있어서,
렌즈의 전면광학부를 형성하는 암형몰드의 오목부위에 렌즈재료를 주입하는 단계;
렌즈재료가 주입된 암형몰드를 회전시켜 렌즈의 전면부 안구보호층을 형성하여 중합시키는 단계와;
형성된 안구보호층위에 실리콘페드(silicon pad)를 이용하여 착색페턴을 가지는 코팅클리체(coated cliche)와 착색액을 이용하여 착색영역을 패드프린팅(pad printing)하는 단계를 포함하고;
안구보호층과 착색영역을 포함하는 암형몰드의 오목부위에 렌즈 재료를 주입하는 단계와;
렌즈의 후면 광학부를 구비한 숫형몰드를 상기 암형몰드에 결합하여 중합시키는 단계를 포함하는 제조방법.
제 1항에 있어서,
착색페턴을 가지는 코팅클리체((coated cliche)는 텅스텐카바이드(tungsten carbide)에 방전가공(electrical discharge machining process)또는 다이아몬드 엔드밀(diamond end-mill)을 이용하여 가공하며, 깊이 0.003~0.01mm로 오목부를 형성하는 제조방법.
제 1항에 있어서,
코팅클리체(coated cliche)는 CVD(chemical vapor deposition) 또는 PVD(physical vapor deposition) 코팅(coating)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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