KR102055128B1 - 패드 프린팅용 컬러 콘택트렌즈의 탑코트 및 이의 제조방법 - Google Patents

패드 프린팅용 컬러 콘택트렌즈의 탑코트 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘택트렌즈의 인쇄 층 위에 코팅되어 인쇄 도료의 색감을 유지하고 컬러 콘택트렌즈의 투명성을 확보하는 컬러 콘택트렌즈 패드 프린팅용 탑코트 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 폴리비닐 변성수지(A)를 생성하는 단계와 폴리비닐 변성수지(A)를 사용하여 탑코트 물질을 생성하는 단계로 구성되며 컬러 콘택트렌즈의 잉크층의 디자인 원본의 색상 및 색감을 그대로 유지할 수 있고 코팅층에 잉크층을 형성 시 얼룩 등이 발생하지 않도록 하여 코팅층의 투명도를 확보할 수 있으며 패드 프린팅 기법으로 인하여 종래기술에 비해 잉크의 소모량을 감소시키면서도 공정시간을 단축시키는 효과가 있다.

Description

패드 프린팅용 컬러 콘택트렌즈의 탑코트 및 이의 제조방법{Top Coat for Color Contact Lens for Pad Printing and Manufacturing Method Thereof}
본 발명은 컬러 콘택트렌즈의 패드 프린팅용 탑코트 및 이의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 콘택트렌즈의 인쇄 층 위에 코팅되어 인쇄 도료의 색감을 유지하고 컬러 콘택트렌즈의 투명성을 확보하며, 인쇄 도료와 눈꺼풀 사이에 맞닿은 면이 존재하도록 하는 패드 프린팅용 컬러 콘택트렌즈의 탑코트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
콘택트렌즈는 렌즈는 눈의 전면, 주로 각막에 장착하여 시력교정, 눈의 치료 및 진단, 미용 등의 목적을 위해 사용되며, 그 재질에 따라 딱딱한 하드 콘택트렌즈와 부드러운 소프트 콘택트렌즈로 나눌 수 있다. 또한, 사용 목적에 따라 시력 보정을 위해 이용되는 시력 보정용 렌즈와 눈의 보호, 각막의 굽은 정도를 변경, 망막의 치료를 목적으로 하는 치료용 콘택트렌즈, 안과 질환 또는 상태를 진단하기 위해 사용되는 진단용 콘택트렌즈, 각막을 보호하기 위해 눈에 올려 놓는 콜라겐제의 각막 보호막인 콜라겐 사용 눈 보호도구, 색을 첨가하여 홍채 부분의 바깥 빛깔을 바꾸기 위해 미용용으로 사용되는 컬러 콘택트렌즈 등이 있다.
특히 일반 소비자가 주로 사용하는 소프트 콘택트렌즈의 경우 가격이 저렴하고 재질이 부드러워 착용감이 좋아 청소년부터 성인에 이르기까지 다양한 연령층이 사용하고 있다. 현재 국내 콘택트렌즈의 시장규모는 소비자가를 기준으로 3000천억 원 이상으로 추산되고 있으며, 콘택트렌즈 착용자들의 60%는 10대에서 20대 초반이 차지하고 있다. 이 중 80%가 여성 소비자이며, 더욱이 미용 효과를 얻기 위한 소프트 콘택트렌즈에 색을 넣은 컬러 콘택트렌즈의 사용이 증가하며, 그 사용 연령 또한 낮아지는 추세이다.
이러한 콘택트렌즈는 사용 시 주의가 필요하며, 더욱이 컬러 소프트 콘택트렌즈의 경우 일반 콘택트렌즈에 비해 안료를 첨가하는 방식에 따라 산소 투과율이 떨어지며 이로 인하여 각막부종 및 세균성 각막염을 일으키기도 한다.
또한, 대부분의 기존 컬러 콘택트렌즈의 경우 렌즈 표면에 색 또는 패턴을 인쇄하여 제조되는데, 사용자가 이를 착용할 경우 착색된 안료에 의하여 산소, 눈물, 분비물 등의 차단을 더욱 심화시킴으로 충혈, 각막 부종 등 다양한 부작용을 발생시키고 안구에 부담을 주는 문제점이 발생한다. 더욱이 안료가 인쇄된 면에 접촉하는 각막이나 눈꺼풀 안쪽에 안료에 의한 염증이나 변색 등의 부작용이 발생하기도 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0071368호에서는 미용칼라콘택트렌즈의 착색 및 이의 인쇄제조방법을 개시하고 있으나 이는 전사지를 이용한 후 전사지와 패드를 제거해야하는 번거로움이 발생하며, 장기간 착용하는 경우 인쇄된 잉크가 렌즈 상층부에 노출되어 안료가 안구에 영향을 주는 문제점이 발생한다.
대한민국 등록특허공보 제10-1217833호에서는 노즐분사방식 또는 패드코팅으로 샌드위치 패드프린팅에 의한 컬러 콘택트렌즈 및 그 제조방법을 개시하고 있으나 이 역시 장기간 보관 및 착용하는 경우 인쇄된 잉크의 색상이 연하게 빠지거나 잉크가 렌즈 상층부에 노출되어 안료가 안구에 영향을 주는 문제점이 발생한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2004-0071368호(2004.08.12) 대한민국 등록특허공보 제10-0664903호(2007.01.04)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본원발명에서는 안료가 각막이나 눈꺼풀 안쪽에 직접 닿지 않도록 콘택트렌즈의 인쇄 층 위에 코팅하여 인쇄 도료의 색감을 유지하고 컬러 콘택트렌즈의 투명성을 확보하며, 몰드에 전사한 후 잉크를 전사하는 방식으로 제조되는 컬러 콘택트렌즈의 경우 내구성 및 몰드 전사력이 저하되는 것을 방지하는 패드 프린팅용 컬러 콘택트렌즈의 탑코트 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 컬러 콘택트렌즈의 패드 프린팅용 탑코트의 제조방법에 있어서 유리반응기에 폴리비닐부티랄(Polyvinyl butyral) 10~70중량%와 용제인 에틸락테이트(Ethyl lactate) 또는 에톡시페놀(Ethoxy phenol)30~90중량%를 넣어 제1 혼합물을 제조하는 제 1-1단계와 상기의 제1 혼합물 80~99중량%를 가열하여 80℃에 이르렀을 때 50~100rpm으로 교반하며 이소시아네이트가 있는 아크릴 모노머 또는 모노 이소시아네이트 저분자체 1~20중량%를 60분 동안 드롭핑하는 제 1-2단계와 상기의 드롭핑이 완료된 후 상온으로 냉각하는 제 1-3단계로 제조되는 폴리비닐 변성수지 20~40중량%와 열 가소성 우레탄 20~50중량%와 솔벤트(Solvent) 10~60중량%를 플라스크에 넣는 제 1단계와 상기의 제 1단계가 완료된 제2 혼합물을 60℃로 가열하며 교반기를 사용하여 50~80rpm으로 30분 동안 교반하는 제 2단계와 상기의 교반이 완료된 후 상온까지 냉각시키는 제3단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징으로는 컬러 콘택트렌즈의 패드 프린팅용 탑코트의 점도가 500~10,000cps인 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러 콘택트렌즈 코팅액 및 이의 제조방법은 컬러 콘택트렌즈의 잉크층의 디자인 원본의 색상 및 색감을 그대로 유지할 수 있으며 잉크층과 코팅층 및 각막 보호층 사이의 밀착도를 높여 색소 내포성이 확보되어 사용자의 눈꺼풀 안쪽이 잉크층과 직접 접촉하여 발생하는 염증이나 변색 등의 부작용을 방지하는 효과가 있으며, 폴리비닐변성수지를 이용하여 내구성 및 몰드 전사력을 보완하고, 색소 내포성에 대한 완성도를 높이는 효과가 있다.
또한, 코팅층에 잉크층을 형성 시 얼룩 등이 발생하지 않도록 하여 코팅층의 투명도를 확보할 수 있으며 패드 프린팅 기법으로 인하여 종래기술에 비해 잉크의 소모량을 감소시키면서도 공정시간을 단축시키는 효과가 있다.
도 1은 패드 프린팅용 컬러 콘택트렌즈의 탑 코트 물질에 사용되는 폴리비닐 변성수지 제조 방법의 순서도.
도 2는 패드 프린팅용 컬러 콘택트렌즈의 탑 코트 물질 제조 방법의 순서도.
도 1은 패드 프린팅용 컬러 콘택트렌즈의 탑 코트 물질에 사용되는 폴리비닐 변성수지 제조 방법의 순서도로서 이를 참고하여 본원발명의 상세 구성을 설명하면 하기와 같다.
컬러 콘택트렌즈의 패드 프린팅용 탑코트의 제조방법에 있어서, 상기의 탑 코트에 사용되는 폴리비닐 변성수지는 코유리반응기에 폴리비닐부티랄(Polyvinyl butyral) 10~70중량%와 용제인 에틸락테이트(Ethyl lactate) 또는 에톡시페놀(Ethoxy phenol)30~90중량%를 넣어 제1 혼합물(10)을 제조하는 제 1-1단계(S11)와 상기의 제1 혼합물(10) 80~99중량%를 가열하여 80℃에 이르렀을 때 50~100rpm으로 교반하며 이소시아네이트가 있는 아크릴 모노머 또는 모노 이소시아네이트 저분자체 1~20중량%를 60분 동안 드롭핑하는 제 1-2단계(S12) 와 상기의 드롭핑이 완료된 후 상온으로 냉각하는 제 1-3단계(S13)로 제조되는 것을 특징으로 한다.
제조 장비 및 세부 순서를 상세히 살펴보면 하기와 같다.
1. 유리반응기에 polyvinyl butyral을 넣는다 상기의 polyvinyl butyral은 Eastman 사의 Butvar® B-72, B-74, B-76, B-79, B-90, B-98 등과 SEKISUI 사의 S-LEC® B 시리즈 등을 사용할 수 있다.
2. 용제를 넣는다. 용제는 ethyl lactate, ethoxy phenol등의 써클렌즈 잉크 바인더 베이스의 용제일 수도 있고 Propylene glycol monomethyl ether acetate 등의 아세테이트, 케톤, 알코올 계열의 용제일 수도 있다.
3. 이소시아네이트가 있는 아크릴 모노머 또는 모노 이소시아네이트 저분자체를 드로핑 펀넬에 넣는다. 이는 3-isopropenyl-alpha,alpha-dimethylbenzylisocyanate, 2-isocyanatoethyl methacrylate, Allyl isocyanate, Methallyl isothiocyanate, 등을 사용할 수 있다.
4. 반응기를 80℃로 가열하고 미케니컬 스터러를 일정 rpm에 세팅 후 나머지 neck에 콘덴서, 온도계를 설치한다.
5. 반응물의 온도가 80℃에 이르렀을 때 드로핑 펀넬을 열어 이소시아네이트가 있는 아크릴 모노머 또는 모노 이소시아네이트 저분자체를 반응기 안으로 흐르도록 하며, 속도는 드로핑 펀넬에 담긴 이소시아네이트가 있는 아크릴 모노머 또는 모노 이소시아네이트 저분자체가 60분 동안 드롭핑되게 맞춘다.
6. 미케니컬 스터러의 rpm를 50~100정도로 세팅하여 polyvinyl butyral의 branch 중 하이드록실과 이소시아네이트가 있는 아크릴 모노머 또는 모노 이소시아네이트 저분자체의 이소시아네이트나 이소사이오네이트가 반응할 수 있도록 한다.
7. 반응은 NCO%가 5% 이하일 때까지 진행하며, DBTDL(Dibutyltin dilaurate)계열을 사용할 수 있다.
8. 산가 측정은 1N HCl 용액으로 중화 적정하여 습식법으로 계산하며, 프탈로시아닌 지시약으로 표정한다.
Figure 112017127796611-pat00001
<표 1>
상기의 <표 1>은 polyvinyl butyral의 branch 중 하이드록실과 이소시아네이트가 있는 아크릴 모노머 또는 모노 이소시아네이트 저분자체의 이소시아네이트나 이소사이오네이트가 반응하는 것으로, 하이드록실기를 프로텍팅한다. 프로텍팅은 원하는 극성 및 친수도까지 진행시킬 수 있으며, 완전히 프로텍팅하여 친수성을 매우 낮출 수 도 있다. 또한, 3-isopropenyl-alpha,alpha-dimethylbenzylisocyanate(①)를 반응시킬 경우 말단의 아로마틱링은 친수한 하이드록실기를 프로텍팅하는 대신 약간의 폴라리티를 부여할 수 있으며, 그 말단의 이중결합은 반응성을 극대화할 수 있다. Allyl isocyanate(②),2-isocyanatoethyl methacrylate(③)의 경우에도 반응성을 극대화할 수 있는 말단 이중결합이 존재하며 Methallyl isothiocyanate(④)의 경우 이소시아네이트 대신 이소싸이오네이트가 존재하여 반응성을 마을디하게 조절할 수 도 있으며, 반응 속도가 빨라 발열이 심할 수 있으므로 80℃~100℃ 사이에서 온도조절에 유의하여야 한다.
도 2는 패드 프린팅용 컬러 콘택트렌즈의 탑 코트 물질 제조 방법의 순서도로서 이를 참고하여 본원발명의 상세 구성을 설명하면 하기와 같다.
컬러 콘택트렌즈의 패드 프린팅용 탑코트의 제조방법에 있어서 폴리비닐 변성수지(A) 20~40중량%와 열 가소성 우레탄 20~50중량%와 솔벤트(Solvent) 10~60중량%를 플라스크에 넣는 제 1단계(S10)와 상기의 제 1단계(S10)가 완료된 제2 혼합물(20)을 60℃로 가열하며 교반기를 사용하여 50~80rpm으로 30분 동안 교반하는 제 2단계(S20)와 상기의 교반이 완료된 후 상온까지 냉각시키는 제 3단계(S30)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기의 제 1단계 내지 제 3단계의 제조 장비 및 세부 순서를 상세히 살펴보면 하기와 같다.
1. 미리 합성된 폴리비닐 변성수지를 4-neck round bottom flask에 넣는다.
2. 열가소성 우레탄(thermoplastic urethane)을 이어서 정해진 양만큼 넣는다.
3. 솔벤트(solvent)를 마지막에 넣는다.
4. 플라스크를 가열용맨틀(heating mantle)에 꼽고 교반기를 장착 후 나머지 neck에 환류냉각기, 온도계를 설치한다.
5. 가열용맨틀(heating mantle)의 온도를 60도로 세팅 후, 환류냉각기에 냉각수를 흐르게 한다.
6. 교반기의 rpm를 50~80정도로 세팅하여 에폴리 비닐 변성수지, 열가소성 우레탄, 솔벤트 세 가지의 물질이 잘 섞이도록 30분간 교반한다.
7. 교반 후 상온까지 냉각시킨 후 혼합물을 취득한다.
상기와 같은 방법으로 제조된 컬러 콘택트렌즈의 패드 프린팅용 탑코트의 점도는 500 ~ 10,000cps이며, 저장 안정성이 한 달 이상인 탑코트 물질이 생성되며, 이는 잉크층의 디자인 원본의 색상 및 색감을 그대로 유지하는 효과가 있으며 잉크층과 코팅층 및 각막 보호층 사이의 밀착도를 높여 색소 내포성이 확보되어 사용자의 눈꺼풀 안쪽이 잉크층과 직접 접촉하여 발생하는 염증이나 변색 등의 부작용을 방지하는 효과가 있다. 또한, 폴리비닐 변성수지를 이용하여 내구성 및 몰드 전사력을 보완하고, 색소 내포성에 대한 완성도를 높이는 효과가 있다.
더욱이, 코팅층에 잉크층을 형성 시 얼룩 등이 발생하지 않도록 하여 코팅층의 투명도를 확보할 수 있으며 패드 프린팅 기법으로 인하여 종래기술에 비해 잉크의 소모량을 감소시키면서도 공정시간을 단축시키는 효과가 있다.
본 발명은 특정의 실시 예 및 적용 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
S10. 제 1단계 S20. 제 2단계
S30. 제 3단계
S11. 제 1-1단계 S12. 제 1-2단계
S13. 제 1-3단계
10. 제1 혼합물 20. 제2 혼합물
A. 폴리비닐 변성수지

Claims (4)

  1. 컬러 콘택트렌즈의 패드 프린팅용 탑코트의 제조방법에 있어서,
    유리반응기에 폴리비닐부티랄(Polyvinyl butyral) 10~70중량%와 용제인 에틸락테이트(Ethyl lactate) 또는 에톡시페놀(Ethoxy phenol)30~90중량%를 넣어 제1 혼합물(10)을 제조하는 제 1-1단계(S11);와
    상기의 제1 혼합물(10) 80~99중량%를 가열하여 80℃에 이르렀을 때 50~100rpm으로 교반하며 이소시아네이트가 있는 아크릴 모노머 또는 모노 이소시아네이트 저분자체 1~20중량%를 60분 동안 드롭핑하는 제 1-2단계(S12); 와
    상기의 드롭핑이 완료된 후 상온으로 냉각하는 제 1-3단계(S13);로 제조되는 폴리비닐 변성수지(A) 20~40중량%와 열 가소성 우레탄 20~50중량%와 솔벤트(Solvent) 10~60중량%를 플라스크에 넣어 제2 혼합물(20)을 제조하는 제 1단계(S10);와
    상기의 제2 혼합물(20)을 60℃로 가열하며 교반기를 사용하여 50~80rpm으로 30분 동안 교반하는 제 2단계(S20);와
    상기의 교반이 완료된 후 상온까지 냉각시키는 제3단계(S30);로 구성되는 것을 특징으로 하는 컬러 콘택트렌즈의 패드 프린팅용 탑코트의 제조방법
  2. 제 1항에 있어서,
    상기의 제 1단계(S10)는 폴리비닐 변성수지(10) 20~40중량%와 열 가소성 우레탄 20~50중량%와 솔벤트(Solvent) 10~60중량%를 순서대로 넣는 것을 특징으로 하는 컬러 콘택트렌즈의 패드 프린팅용 탑코트의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항의 제조 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 컬러 콘택트렌즈의 패드 프린팅용 탑코트.
  4. 제 3항에 있어서,
    점도가 500~10,000cps인 것을 특징으로 하는 컬러 콘택트렌즈 패드 프린팅용 탑코트.
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