KR102145423B1 - 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법은, 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계; 상기 평판에 프린팅 된 색상 또는 이미지를 픽업 패드로 픽업하는 단계; 및 상기 픽업 패드에 픽업된 색상 또는 이미지를 콘택트 렌즈 성형 몰드에 전사하거나 콘택트 렌즈에 전사하는 단계;를 포함하며, 상기 콘택트 렌즈에 형성되는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 비접촉식 잉크젯 프린팅에 의해서 색상 또는 이미지가 프린팅 될 수 있다.

Description

잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING CONTACT LENSES USING INK-JET}
본 발명은 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잉크젯 프린팅을 이용하여 콘택트 렌즈를 제조함으로써 공정을 축소할 수 있고 제조 단가를 개선할 수 있으며 다품종화를 구현할 수 있는 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 콘택트 렌즈는 난시나 근시 등을 교정하기 위해 눈꺼풀의 내부에 삽입하고, 망막에 부착되도록 하는 소형의 렌즈로써, 그 재질에 따라 하드렌즈와 소프트렌즈로 구분된다.
이러한 콘택트 렌즈는 시력의 교정을 목적으로 단순히 투명한 렌즈 형태로 제조되어 판매됨에 따라 좌우 양안의 시력이 다른 착용자들은 렌즈의 좌우 구별이 힘들었을 뿐만 아니라, 한 가족 내에 다수의 렌즈 착용자가 있는 경우에는 서로 혼동을 일으키는 경우도 발생하였다.
또한, 최근에는 미용에 대한 관심이 고조됨에 따라 동공을 더욱 아름답게 보이도록 하기 위하여 동공의 주변을 따라 다양한 형상이 인쇄되어 동공이 일정한 형상을 띠도록 하거나 눈동자를 크게 보이도록 하는 미용 서클렌즈 또는 컬러 콘택트 렌즈 등이 개발되어 널리 사용되고 있다.
컬러 콘택트 렌즈는 일반적인 콘택트 렌즈에 다양한 색깔의 잉크로 패턴을 인쇄하여 제조되는데, 표면이 구면을 이루는 콘택트 렌즈의 특성으로 인해 콘택트 렌즈의 표면에 각종 패턴 또는 이미지 등을 인쇄하는 작업이 힘든 문제점이 있었고, 전사 인쇄 등의 방법을 이용함에 따라 별도의 인쇄용 플레이트 또는 필름 등에 1차적으로 잉크를 인쇄한 후 다시 콘택트 렌즈에 인쇄용 필름 등을 압착하여 잉크가 옮겨 붙도록 함에 따라 그 과정이 복잡하고 다양한 이미지 등이 인쇄된 렌즈를 제조하기 힘들다는 한계가 있었다.
특히, 콘택트 렌즈에 인쇄되어야 하는 패턴 또는 이미지(이하 "이미지"라고 함)이 음각으로 새겨져 있는 에칭판(etching plate, 경우에 따라서는 "부식판"으로 불리기도 함)에 고점도 잉크를 주입한 후 이미지를 실리콘 패드로 픽업 및 전사하여 콘택트 렌즈에 이미지를 인쇄하는 공정은, 음각 부분에 잉크를 넣는 과정에서 재료(잉크)의 손실이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 안료에 의해 에칭판의 음각 부분이 손상(세라믹에 의한 스틸 에칭판이 폴리싱 되어 생기는 손상)되어 어느 정도 사용한 후에는 전사되는 양이 달라지게 되어 에칭판을 새로 다시 만들어야 하는 불편함도 있으며, 에칭판 제작시 포토 마스크의 균일한 위치선정, etchant 용액의 농도 등 공정을 균일하게 유지하지 못하면 다양한 이미지의 에칭판 제작 요구 조건을 만족하지 못하는 문제점도 있다.
이러한 에칭판은 주로 레이저 및 용액 식각을 통해서 이미지(패턴)를 제작한다. 에칭판에 균일한 두께의 음각을 만들어야 하는데, 이를 위해 많은 비용이 필요하다. 음각의 깊이는 수십 마이크로미터 정도로 매우 미세하고 이러한 에칭판에 잉크를 채워서 다시 전사시키는 방식은 근본적으로 효율적인 공정은 아니다. 특히 에칭판의 음각 부분에 채우는 잉크는 음각 안에 미세하게 남아서 굳거나 안료에 의해 음각 부분이 손상될 수 있고, 이는 다시 음각의 두께 편차를 초래하기도 하며, 잉크도 미세하게 음각 부분의 패턴을 부식시키고 손상을 주기 때문에 장기적인 사용이 불가능하여 하루도 사용하지 못하고 새로운 에칭판으로 교체해야 하는 경우도 많다.
이와 같이, 패드 프린팅에 의해 접촉식으로 이미지를 콘택트 렌즈에 인쇄하는 방법은, 에칭판과 전사를 시키기 위한 매체인 실리콘 패드의 마모 등으로 인해 시간이 경과함에 따라 인쇄 표현의 균일도가 떨어져서 인쇄 특성 변화가 생기고 다양한 칼라 및 새로운 인쇄 디자인을 구현하는 경우에는 1도 이상의 프린팅 방식이 필요하다. 색상별로 전사를 통하여 구현하기 때문에 몇 가지 다른 색상 및 디자인을 전사하게 되면 기존 1도에 전사된 이미지가 뜯겨지거나 뭉개지는 등 전사 문제가 생길 수 있다. 또한, 다양한 디자인 또는 다양한 색상 등을 요구하는 사용자의 요구에 능동적으로 대응하는 것이 불가능하다는 한계가 있다.
본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명을 제안하게 되었다.
한국공개특허공보 제10-2006-0058210호(2006.05.30.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기존의 전사 공정을 생략할 수 있는 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 비접촉식 프린팅으로 에칭판 등이 필요하지 않고 마모를 줄일 수 있는 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 CMYK의 기본색으로부터 다양한 색상을 쉽게 구현할 수 있고 공정을 단순화할 수 있는 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법은, 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계; 상기 평판에 프린팅 된 색상 또는 이미지를 픽업 패드로 픽업하는 단계; 및 상기 픽업 패드에 픽업된 색상 또는 이미지를 콘택트 렌즈 성형 몰드에 전사하거나 콘택트 렌즈에 전사하는 단계;를 포함하며, 상기 콘택트 렌즈에 형성되는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 비접촉식 잉크젯 프린팅에 의해서 색상 또는 이미지가 프린팅 될 수 있다.
상기 콘택트 렌즈 성형 몰드에 렌즈액을 주입하여 콘택트 렌즈를 성형하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 복수의 색상을 순차적으로 프린팅 할 수 있다.
상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 솔벤트 타입의 잉크를 사용하여 색상 또는 이미지를 잉크젯 프린팅 하되, 2회 이상 중첩하여 프린팅 할 수 있다.
상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 광 경화 잉크를 사용하여 색상 또는 이미지를 잉크젯 프린팅 하며, 광을 조사하여 상기 광 경화 잉크를 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 픽업 패드에 픽업된 색상 또는 이미지를 콘택트 렌즈 성형 몰드에 전사하거나 콘택트 렌즈에 전사하는 단계에서는, 콘택트 렌즈 성형 몰드 중 폴리프로필렌으로 형성된 오목형 몰드의 내면에 색상 또는 이미지를 전사할 수 있다.
상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 백색 성분이 첨가된 잉크를 사용하여 색상 또는 이미지를 잉크젯 프린팅 할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법은 이미지가 음각으로 새겨진 에칭판을 사용하지 않기 때문에 잉크가 낭비되는 것을 방지할 수 있고, 물리적 요소 또는 화학적 요소에 의해 시간에 따른 인쇄 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법은 CMYK의 기본색을 사용하여 다양한 색상을 쉽게 구현할 수 있고 다양한 이미지도 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법은 다양한 색상 또는 이미지를 구현하는 중에 기존 접촉식 전사 프린팅 방식에서 이미지가 뭉개지거나 인쇄된 것이 뜯겨지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법은 콘택트 렌즈에 프린팅 되는 이미지가 동일성과 정확성을 유지한 상태로 반복적으로 프린팅 되게 할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법을 사용할 경우, 평판 위에 프린팅 된 색상 또는 이미지는 추후에 콘택트 렌즈를 제조하기 위한 액(Hema) 등을 몰드 내에 주입하고 몰드 내에 형성된 색상 또는 이미지와 함께 경화시킨 후에 몰드를 제거함으로써 콘택트 렌즈를 만들게 되는데, 이러한 몰드를 사용한 공정은 색상이 콘택트 렌즈 안에 내포되어 눈에 직접 접촉이 된다거나 추후에 눈물 등에 색상 또는 이미지가 씻겨 나가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 비접촉 잉크젯 프린팅 함으로써 기존 접촉시 PAD 인쇄 문제인 PAD, 에칭판에 의한 색상 편차 및 제품의 균일성에 대한 문제를 해결할 수 있고, 여러 색상 및 디자인을 복잡한 공정 없이 제작 가능하기 때문에 필요한 디자인과 색상에 능동적으로 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 요부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 요부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 따른 잉크젯 시스템을 사용하여 콘택트 렌즈를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법을 설명하기 위한 사진이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 요부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 변형예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 요부를 개략적으로 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 요부를 개략적으로 도시한 도면, 도 3은 도 1에 따른 잉크젯 시스템을 사용하여 콘택트 렌즈를 제조하는 과정을 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법을 설명하기 위한 사진, 도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 요부를 개략적으로 도시한 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 변형예를 개략적으로 도시한 도면, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서 설명하는 본 발명에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법(이하 "콘택트 렌즈 제조 방법"이라 함)은 시력 교정을 위한 콘택트 렌즈 뿐만 아니라 미용 목적으로 사용되는 칼라 콘택트 렌즈에도 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 콘택트 렌즈 제조 방법은, 잉크젯 프린팅을 이용하여 다양한 색상 또는 이미지를 콘택트 렌즈에 인쇄할 수 있다. 이하에서, "이미지"라는 표현은 칼라 콘택트 렌즈에 인쇄되는 다양한 패턴 또는 무늬를 포함하는 개념이다.
본 발명에 따른 콘택트 렌즈의 제조에 사용되는 잉크젯 시스템은 잉크를 프린팅 하기 위한 잉크젯 헤드, 잉크젯 헤드를 X-Y-Z축 방향으로 움직이게 하는 3축 스테이지 또는 X-Y축 방향으로 움직이게 하는 2축 스테이지 및 스테이지 구동부, 프린팅 되어야 하는 기재 즉, 이미지가 프린팅 되는 평판이 놓이는 플레이트, 잉크의 제팅 평가와 가시화를 위한 드랍 워쳐(Drop watcher) 등을 포함할 수 있다.
도 1에는 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템(100)의 요부가 개략적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템(100)는, 잉크(116)가 내부에 채워져 있는 잉크 카트리지(110), 잉크 카트리지(110)에 연결되어 잉크(116)를 전달 받아 토출 또는 제팅시키는 잉크젯 헤드(120), 잉크젯 헤드(120)에 연결되어 잉크(116)의 제팅(jetting)에 필요한 공압을 공급하는 공압튜브(130), 잉크젯 헤드(120)의 하부에 마련되고 이미지가 프린팅 되는 평판(180)이 놓이는 플레이트(190)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 시스템(100)은 잉크젯 방식으로 카트리지(110) 내의 잉크를 평판(180)을 향해 제팅 또는 토출하여 원하는 이미지를 프린팅 대상물인 평판(180)에 인쇄할 수 있다. 여기서, 잉크를 제팅시키는 방식, 제팅되는 잉크 방울(Drop)의 제어, 잉크젯 헤드(120)에서의 압력파형 제어 등은 잉크젯 프린팅 방식에서 사용되는 것과 동일하거나 유사하므로, 자세한 설명은 생략한다. 예를 들면, 본 출원인의 한국등록특허 제10-1103284호 (발명의 명칭: 액체 방울의 토출 방법)에 개시된 잉크젯 시스템 및 방법을 본 발명에 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 시스템(100)은 잉크젯 방식으로 이미지를 인쇄하기 때문에 잉크젯 헤드(120)는 프린팅 대상물인 평판(180)과 이격된 상태로 잉크를 제팅하게 된다. 즉, 잉크젯 헤드(120)는 프린팅 대상물인 평판(180)과 소정 거리(G) 이격된 상태로 비접촉 방식으로 프린팅 대상물인 평판(180)에 이미지(P)를 인쇄할 수 있다.
잉크젯 헤드(120)에는 적어도 하나의 노즐(미도시)이 형성될 수 있고, 프린팅 대상물인 평판(180)은 패드 프린팅 및 전사가 쉬운 형상과 표면을 가지는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 경우, 프린팅 대상물인 평판(180)의 표면에 색상 또는 이미지(P)를 잉크젯 프린팅으로 인쇄하는 것이다.
잉크젯 헤드(120)는 프린팅 대상물인 평판(180)을 향해서 3축 방향 또는 2축 방향(평면)으로 상대 운동할 수 있다. 경우에 따라서는 잉크젯 헤드(120)는 한 축 방향으로만 움직이고 나머지 한 방향으로는 플레이트(190)가 움직이도록 형성할 수도 있다. 또는, 잉크젯 헤드(120)를 고정하고 플레이트(190)가 2축 방향을 움직이도록 형성할 수도 있다.
도 2에는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템(200)의 요부기 개략적으로 도시되어 있다.
도 1에 도시된 잉크젯 시스템(100)은 잉크(116)가 담긴 카트리지(110)를 잉크젯 헤드(120)와 연결하여 사용하는 구조인 반면에, 도 2에 도시된 잉크젯 시스템(200)은 잉크(216)가 담긴 잉크 컨테이너(210)와 잉크젯 헤드(220)를 잉크 공급관(230)으로 서로 연결하여 사용하는 구조인 점에 차이가 있다. 잉크 컨테이너(210)에 공압(A)을 가하고, 가해지는 공압(A)을 제어하여 잉크젯 헤드(220) 내의 음압을 제어하여 노즐에서의 메니스커스를 안정화시켜 균일한 토출 특성을 얻을 수 있다.
플레이트(290) 위에 프린팅 대상물인 평판(280)이 놓이고, 잉크젯 헤드(220)와 프린팅 대상물인 평판(280)은 소정 거리(G) 만큼 이격된 상태에서 잉크젯이 수행된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조 방법은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 잉크젯 시스템(100,200)을 사용하기 때문에 비접촉식으로 정확한 양의 잉크를 정밀하게 분사시킬 수 있다.
이하에서는 상기한 잉크젯 시스템(100,200)을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법은, 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계; 상기 평판에 프린팅 된 색상 또는 이미지를 픽업 패드로 픽업하는 단계; 및 상기 픽업 패드에 픽업된 색상 또는 이미지를 콘택트 렌즈 성형 몰드에 전사하거나 콘택트 렌즈에 전사하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 콘택트 렌즈에 형성되는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 비접촉식 잉크젯 프린팅에 의해서 색상 또는 이미지가 프린팅 될 수 있다. 즉, 상기한 잉크젯 시스템(100)을 사용해서 평판과 잉크젯 헤드(120)가 이격된 비접촉 상태에서 색상 또는 이미지를 평판에 인쇄할 수 있다.
우선, 도 3의 (a)를 참조하면, 상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 잉크젯 시스템의 플레이트(190) 위에 평판(180)을 마련할 수 있다. 여기서, 플레이트(190)는 그 위에 놓이는 평판(180)이 프린팅 하는 동안 움직이지 않게 고정하는 "평판 고정 플레이트"이다.
평판(180)은 유리를 포함할 수 있으며, 잉크젯 시스템에 의해서 프린팅 된 색상 또는 이미지(P)가 완전히 전사될 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
도 3의 (a)에 도시된 잉크젯 시스템은 도 1과 같이 잉크 카트리지(110)와 잉크젯 헤드(120)가 연결된 잉크젯 시스템이다. 잉크젯 시스템은 평판(180)의 표면에 색상 또는 이미지(P)를 인쇄하게 되는데, 평판(180)의 표면에 인쇄되는 색상 또는 이미지(P)는 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지와 동일한 것이다. 잉크젯 헤드(120)는 평판(180)과 이격된 상태 즉, 비접촉 상태로 평판(180)에 색상 또는 이미지(P)를 잉크젯 방식으로 인쇄하게 된다.
그 다음에는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 평판(180)에 잉크젯에 의해 프린팅 된 색상 또는 이미지(P)를 픽업 패드(pick-up pad, 170)로 픽업(pick-up)하는 단계가 수행된다.
본 발명에 따른 잉크젯 시스템은 잉크젯 헤드(120)의 일측에 마련된 프린팅 픽업부(176)를 포함할 수 있다. 프린팅 픽업부(176)는 잉크젯 헤드(120)와 교대로 평판(180) 위로 이송될 수 있다. 즉, 잉크젯 헤드(120)가 평판(180)에 이미지(P)를 프린팅할 때 프린팅 픽업부(176)는 평판(180)에서 떨어져 있다가 이미지(P)의 프린팅이 끝나면 프린팅 픽업부(176)가 평판(180) 위에 위치하게 된다.
여기서, 잉크젯 시스템은 잉크젯 헤드(120)의 드랍(drop) 분사 여부, 분사 속도, 잉크젯 헤드(120)의 위치, 프린팅 픽업부(176)의 구동 및 위치 등을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
평판(180)의 표면에 색상 또는 이미지(P)가 인쇄된 후 상기 제어부는 프린팅 픽업부(176)를 구동시켜서 평판(180)의 표면에서 색상 또는 이미지(P)를 픽업할 수 있다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제어부는, 평판(180)에 인쇄된 색상 또는 이미지(P) 위에 프린팅 픽업부(176)를 위치시킨 후에 프린팅 픽업부(176)를 하강시켜서 인쇄된 색상 또는 이미지(P)를 픽업하게 된다.
여기서, 픽업 패드(170)는 가압될 때 형태가 변할 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 픽업 패드(170)는 실리콘 등으로 형성될 수 있다.
평판(180)의 표면에 프린팅 된 색상 또는 이미지(P)가 잘 픽업되기 위해서는 인쇄된 잉크의 상태가 중요하다. 예를 들면, 평판(180)의 표면에 인쇄된 잉크가 경화된 상태라면 픽업이 잘 되지 않을 수도 있고, 잉크가 액체 성분이 많을 경우에는 픽업 패드(170)에 눌리면서 잉크가 뭉개질 수도 있다. 따라서, 상기 제어부는 잉크젯 헤드(120)에서 분사되는 잉크의 점성 또는 성분 등과 잉크가 평판(180) 표면에 인쇄된 후 경과 시간 등을 고려하여 프린팅 픽업부(176)의 구동을 제어할 수 있다.
그 다음에는 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 픽업 패드(170)에 픽업된 색상 또는 이미지(P)를 콘택트 렌즈 성형 몰드(M1)에 전사(transfer printing)하거나 콘택트 렌즈(미도시)에 전사하는 단계가 수행될 수 있다.
도 3의 (c)에는 콘택트 렌즈 성형 몰드 중 오목형 몰드(또는 하부 몰드)가 도시되어 있다. 여기서, 픽업 패드(170)는 그 표면이 오목형 몰드(M1)의 내면과 동일한 형태로 형성되는 것이 필요하다. 즉, 픽업 패드(170)가 오목형 몰드(M1)에 삽입되면 양자의 표면이 서로 접촉할 수 있어야 한다.
프린팅 픽업부(176)가 하강하여 픽업 패드(170)와 오목형 몰드(M1)의 내면이 서로 접촉하게 되면, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 픽업 패드(170)의 표면에 픽업된 색상 또는 이미지(P)가 오목형 몰드(M1)의 내면에 전사될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만 픽업 패드(170)의 표면에 픽업된 색상 또는 이미지가 콘택트 렌즈의 표면에 바로 전사될 수도 있다.
오목형 몰드(M1)의 내면에 색상 또는 이미지(P)가 전사된 후에는, 오목형 몰드(M1)와 형합하는 볼록형 몰드 또는 상부 몰드(미도시)를 오목형 몰드(M1)에 삽입하고, 볼록형 몰드와 오목형 몰드(M1) 사이에 렌즈액을 주입하여 콘택트 렌즈를 성형하는 단계가 수행될 수 있다.
여기서, 하부 몰드 또는 오목형 몰드(M1)는 폴리프로필렌(PP; polypropylene)으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 4는 도 3에 따른 과정을 테스트한 결과를 보여 주는 사진이다. 도 4의 (a)는 평판에 인쇄된 이미지를 보여 주는 사진이다. 도 4의 (b)는 픽업 패드로 평판의 이미지를 픽업하는 것을 보여 주는 사진이다. 도 4의 (c)는 픽업 패드를 오목형 몰드에 전사하는 과정을 보여 주는 사진이다. 도 4의 (d)는 오목형 몰드의 내면에 전사된 이미지를 보여 주는 사진이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조 방법에 있어서, 오목형 몰드(M1)의 내면에 전사되는 색상 또는 이미지(P)의 안료(색소) 두께는 수 μm ~ 수십 μm가 될 수 있다. 따라서, 콘택트 렌즈에 직접 이미지(P)를 전사하는 경우에는 렌즈의 착용자가 눈에서 이물감을 느낄 수 있기 때문에, 콘택트 렌즈에 직접 전사하기 보다는 오목형 몰드에 전사한 후 몰드 사이에 렌즈액을 주입하여 렌즈를 제조하는 것이 이물감을 줄여 줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조 방법은 잉크젯 시스템을 이용해서 평판(180)의 표면에 색상 또는 이미지(P)를 프린팅 하기 때문에, 상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지(P)를 평판(180)에 프린팅 하는 단계에서 복수의 색상을 한꺼번에 프린팅 하는 것이 가능하다.
복수의 색상을 프린팅 하기 위해서는 도 5에 도시된 바와 같은 잉크젯 시스템(300)을 사용할 수 있다. 도 5에 도시된 잉크젯 시스템(300)은 2개의 잉크젯 헤드(320)를 포함할 수 있다. 2개의 잉크젯 헤드(320) 각각에 다른 색상의 잉크를 공급함으로써 프린팅 대상물인 평판(380)에 복수의 색상 또는 이미지(P1,P2)를 순차적으로 프린팅 할 수 있다. 도 5에서 도면부호 "324"는 헤드 거치대이고, "322"는 고정나사이며, "330"은 잉크 공급관, "380"은 평판, "390"은 평판 고정 플레이트이다.
도 5에는 2개의 잉크젯 헤드(320)의 아래에 프린팅 대상물인 평판(380)에 이미지(P1,P2)가 각각 프린팅 된 것으로 도시되어 있으나, 2개의 잉크젯 헤드(320) 아래에 위치하는 하나의 평판(380)에 이미지(P1,P2) 모두가 프린팅 될 수도 있다. 예를 들어, 도 5에서 프린팅 대상물인 평판(380)이 좌측 잉크젯 헤드(320)의 아래에서 제1 색상의 이미지(P1)가 프린팅 된 후 우측 잉크젯 헤드(320)의 아래로 이동하여 제2 색상의 이미지(P2)가 프린팅 될 수 있다. 이와 같이, 적어도 2개의 잉크젯 헤드(320)를 구비한 잉크젯 시스템(300)을 사용하면 하나의 평판(380)에 다양한 이미지 또는 색상을 프린팅 할 수 있다.
여기서, 잉크 카트리지(110)에 담긴 잉크(116)는 솔벤트 타입의 잉크, 광 경화 잉크 등이 사용될 수 있다.
상기 평판에 프린팅 된 색상 또는 이미지를 픽업 패드로 픽업하는 단계를 수행할 때, 평판(180)에 인쇄된 색상 또는 이미지(P)의 잉크가 프린팅 후 즉시 건조가 시작되는 특성을 가지는 경우에는 픽업 패드(170)에 이미지(P)가 픽업되지 않아서 전사 자체가 불가능할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는 솔벤트 타입의 잉크 등 건조가 느린 잉크를 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 솔벤트 타입의 잉크를 사용하는 경우에는 시간이 경과함에 따라 잉크의 성분 중 솔벤트는 휘발하고 안료(색소)만 남을 수 있다. 잉크가 완벽하게 건조되거나 경화되는 경우에는 전사 특성이 좋지 않을 수 있고, 평판 위에서 잉크가 전혀 건조되지 않은 경우에는 전사 과정에서 이미지가 뭉개질 수 있기 때문에 잉크의 최적화가 필요하다.
잉크젯 시스템을 이용하여 잉크젯 제팅을 하기 위해서는 저점도의 잉크를 사용하는 것이 바람직하다. 10~15 cPs의 점도(viscosity)와, 28~32 N/m의 표면 장력(surface tension)을 가지는 잉크를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 솔벤트 타입의 잉크인 경우에는 잉크젯 헤드(120) 내에서 잉크에 의해서 노즐이 막히는 것을 방지하기 위해서는 150℃ 이상의 끓는점(boiling point)을 가지는 잉크를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 잉크젯 헤드(120)에서 제팅되는 잉크가 솔벤트 타입의 잉크인 경우에는, 솔벤트의 양이 안료에 비해서 많기 때문에 많은 양의 솔벤트가 증발되어 남아 있는 안료가 적어서 전사 후에 원하는 색상을 구현하지 못할 수 있다. 따라서, 전사 후에도 원하는 색상을 얻기 위해서, 상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 솔벤트 타입의 잉크를 사용하여 색상 또는 이미지를 잉크젯 프린팅 하되, 2회 이상 중첩하여 프린팅 할 수 있다.
또한, 상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 솔벤트 타입의 잉크가 증발된 후 원하는 색상을 구현하기 위한 피그먼트(pigment; 안료)를 얻기 위해서 2회 이상 중첩하여 프린팅 할 수 있다.
이와 같이, 솔벤트 타입의 잉크를 사용하여 제팅을 하는 경우에는, 많은 양의 잉크를 제팅하거나 중첩적으로 제팅하는 것이 필요하다.
반면에, 많은 증발이 발생하는 것을 방지하기 위해서는 광 경화 잉크를 사용할 수도 있다. 증발이 적은 광 경화 잉크를 사용하는 경우에는 솔벤트 타입 잉크의 문제점을 해결할 수 있다. 하지만, 증발이 적기 때문에 프린팅을 중첩할 때 두께가 지나치게 커지는 문제점이 있을 수 있다.
여기서, 광 경화 잉크는 광(빛)에 노출되는 경우에 경화되는 잉크를 의미한다. 사용되는 광에는 자외선(UV) 등이 포함될 수 있으며, 광 경화 잉크는 자외선(UV) 경화 잉크를 포함할 수 있다.
광 경화 잉크를 사용하는 경우에는, 상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서, 광 경화 잉크를 사용하여 색상 또는 이미지를 잉크젯 프린팅 하며, 광을 조사하여 상기 광 경화 잉크를 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조 방법에서는 도 6에 도시된 바와 같은 잉크젯 시스템(500)을 사용하여 이미지(P)의 퍼짐을 최소화하고 전사 특성을 좋게 할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 잉크젯 시스템(500)은 잉크 카트리지(110)의 일측에 마련된 자외선 램프와 같은 광원 소스(501)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 광원 소스(501)는 잉크젯 헤드의 근처에 설치되어 잉크젯 헤드와 같이 움직일 수 있게 함으로써 프린팅 직후 바로 잉크가 경화되게 하는 것이 바람직하다.
우선, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 평판 고정 플레이트(190) 위에 마련된 프린팅 대상물인 평판(180)에 색상 또는 이미지(P)를 제팅하는데, 이때 잉크 카트리지(110)에는 광 경화 잉크가 들어 있다.
그 다음에는 도 6의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이, 프린팅 대상물인 평판(180) 위로 광원 소스(501)를 이동시켜서 광(빛)을 프린팅 대상물인 평판(180)에 프린팅된 이미지(P)에 조사한다. 이때, 이미지(P)의 전사가 가능할 정도로 광을 조사하는 것이 바람직하다. 광을 너무 많이 조사하거나 조사 시간을 길게 하면 이미지(P)가 너무 경화되어 전사를 못할 수도 있다. 따라서, 전사가 가능하면서도 퍼짐을 최소화 할 수 있도록 조사되는 광의 양, 강도, 시간 등을 결정하는 것이 필요하다.
광의 강도 또는 광량은 광원 소스(501)와 프린팅 대상물인 평판(180) 또는 이미지(P) 사이의 거리에 의해서도 결정될 수 있는데, 자외선을 조사하는 경우 조사 거리는 3~4 센티미터 정도인 것이 바람직하다.
도 6에 도시된 바와 같은 잉크젯 시스템(500)을 사용하여, 광 경화 잉크를 사용하는 경우에는, 전사가 가능한 정도의 광을 조사하여 퍼짐을 최소화 하고 전사 특성을 좋게 할 수 있다.
도 6에 도시된 잉크젯 시스템(500)은, 프린팅된 이미지(P)에 대해서 광 경화와 인쇄를 동시에 할 수 있으며 프린팅된 이미지(P)의 뭉침을 방지할 수 있고 렌즈액(Hema)으로 콘택트 렌즈를 만들 때 번짐 등을 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법은 잉크젯을 사용하기 때문에 디지털 프린팅으로 다양한 형상과 색상을 표현할 수 있다. CMYK(Cyan Magenta Yellow and Black) 색상을 통하여 원하는 색상 및 이미지를 래스터(raster) 형식으로 구현하여 이미지 형성과 소프트웨어 만으로 농도 등의 요구사항을 구현하는 것이 가능하다. 그러나, 안구에 착용한 콘택트 렌즈에 인쇄되거나 형성된 이미지는 바탕에 사람 눈의 홍채 색상이 깔리므로 이 홍채 색상을 최대한 은폐시킨 후 원하는 미용 효과를 내는 색상을 발현시킬 때 콘택트 렌즈의 상품성이 더 높아질 수 있다.
즉, 색상의 표현에는 두 가지가 있는데, 발광을 해서 우리가 보는 색과 빛의 반사로 인해서 우리가 볼 수 있는 색이 있다. 이 때, 안구에 착용한 콘택트 렌즈에 인쇄되거나 형성된 이미지는 빛에 반사되어서 보이는 색이기 때문에 바탕색이라는 것을 혼합하지 않으면 잘 보이지 않을 수 있다. 따라서, 검은 색 바탕에서 이미지의 색상을 볼 수 있으려면 바탕색을 가릴 수 있는 색이 필요한데, 본 발명의 경우에는 바탕색이 되는 물질을 포함하는 잉크를 사용하여 구현할 수 있다. 이를 위해 사용되는 바탕색이 되는 물질은 탈크(talc), 리소폰(lithopone), 실리카(silica), 이산화티타늄(TiO2), 카올린클레이(kaolin clay) 등을 포함할 수 있다.
이와 같이, 상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 바탕색이 되는 물질이 첨가된 잉크를 사용하여 색상 또는 이미지를 잉크젯 프린팅 할 수 있다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘택트 렌즈 제조용 잉크젯 시스템의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도 7에 도시된 잉크젯 시스템은 잉크젯 헤드가 2개를 구비하고 있다(도 7의 Nozzle 1, 2 참조). 따라서, 잉크젯 헤드 또는 노즐에서의 잉크 제팅을 제어하는 헤드 드라이버(Head Driver)도 2개로 마련되고 각각 잉크젯 헤드에 연결된다. 헤드 드라이버는 각각의 잉크젯 헤드에 제팅 신호(Jetting signal)를 보낸다.
도 7에 도시된 잉크젯 시스템은 잉크젯 헤드의 노즐에서 제팅되는 잉크 드랍의 관측하기 위한 드랍 워쳐(Drop watcher)를 구비할 수 있다. 드랍 워쳐는 LED와 카메라(Camera)를 포함할 수 있다. LED는 LED 드라이버(Driver)에서 구동 신호(LED signal)를 받아 On/Off 되는데, 잉크젯 헤드에서의 제팅과 연동되어서 LED가 On/Off 되도록 LED 드라이버는 DAQ와 연결되고, DAQ는 제어부(U-Data)에서 제팅 트리거 신호(Jetting Trigger signal)를 받을 수 있다.
또한, 제어부는 헤드 드라이버에 제팅 신호 데이터(Jetting signal data)를 전달한다. 제어부와 카메라는 호스트 컴퓨터(PC)에 연결될 수 있다. 카메라에서 촬영된 잉크 드랍의 영상은 호스트 컴퓨터로 전달되고, 호스트 컴퓨터는 제어부로 전달하여 잉크젯 헤드의 작동 상태, LED의 작동 상태를 제어할 수 있다.
또한, 제어부에는 프린팅 대상물에 인쇄되어야 하는 색상 또는 이미지에 대한 비트맵 정보, 사용되는 잉크의 특성에 대한 정보, 광원 소스의 구동에 대한 정보 등도 전달되거나 입력될 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100,200,300,500: 잉크젯 시스템
110: 잉크 카트리지 116,216: 잉크
120,220,320: 잉크젯 헤드 130: 공압튜브
170: 픽업 패드 176: 프린팅 픽업부
190,290,390: 플레이트 180,380: 평판
210: 잉크 컨테이너 501: 광원 소스

Claims (7)

  1. 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계;
    상기 평판에 프린팅 된 색상 또는 이미지를 픽업 패드로 픽업하는 단계; 및
    상기 픽업 패드에 픽업된 색상 또는 이미지를 콘택트 렌즈 성형 몰드에 전사하거나 콘택트 렌즈에 전사하는 단계;를 포함하며,
    상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 비접촉식 잉크젯 프린팅에 의해서 색상 또는 이미지가 프린팅 되되, 탈크(talc), 리소폰(lithopone), 실리카(silica) 또는 카올린 클레이(kaolin clay)가 첨가된 잉크를 사용하여 프린팅 함으로써 사람 눈의 홍채 색상은 은폐시키고 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지의 색상은 발현되게 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콘택트 렌즈 성형 몰드에 렌즈액을 주입하여 콘택트 렌즈를 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 복수의 색상을 순차적으로 프린팅 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 솔벤트 타입의 잉크를 사용하여 색상 또는 이미지를 잉크젯 프린팅 하되, 2회 이상 중첩하여 프린팅 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 콘택트 렌즈에 형성되어야 하는 색상 또는 이미지를 평판에 프린팅 하는 단계에서는, 광 경화 잉크를 사용하여 색상 또는 이미지를 잉크젯 프린팅 하며,
    광을 조사하여 상기 광 경화 잉크를 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 픽업 패드에 픽업된 색상 또는 이미지를 콘택트 렌즈 성형 몰드에 전사하거나 콘택트 렌즈에 전사하는 단계에서는, 콘택트 렌즈 성형 몰드 중 폴리프로필렌으로 형성된 오목형 몰드의 내면에 색상 또는 이미지를 전사하는 것을 특징으로 하는 잉크젯을 사용한 콘택트 렌즈 제조 방법.
  7. 삭제
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