KR20060096444A - 정전기 필름으로 코팅된 광학렌즈 및 상기 렌즈를 에징하는방법 - Google Patents

정전기 필름으로 코팅된 광학렌즈 및 상기 렌즈를 에징하는방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마찰 또는 접촉에 의해 물리적으로 감소될수 있고, 외각층에 정전기적으로 결합하는 박리가능 필름(strippable film)으로 커버된 외각층을 1이상 포함하는 일시적 보호 코팅일시적 보호 코팅즈에 관한 것이다. 본 발명은 안과용 렌즈에 적합하다.

Description

정전기 필름으로 코팅된 광학렌즈 및 상기 렌즈를 에징하는 방법{OPHTHALMIC LENS WHICH IS COATED WITH AN ELECTROSTATIC FILM AND METHOD OF EDGING ONE SUCH LENS}
본 발명은 광학렌즈, 보다 구체적으로는 박리성 정전기 필름(peelable electrostatic film)으로 순차적으로 코팅된, 보호 일시 코팅(protective temporary coating)을 포함하는 주요면(main face)을 가지는 안과용 렌즈(opthalmic lens)에 관한 것이다.
광학렌즈, 특히 안과용 렌즈는 렌즈의 볼록면과 오목면의 기하구조를 결정하는 몰딩(moulding) 및/또는 표면절삭(surfacing)/평활화(smoothing)단계 및 그 이후에 적합한 표면처리 단계를 순서대로 수행하여 얻어진다.
안과용 렌즈의 최종마무리 단계는, 상기 안과용 렌즈가 장착될 유리틀(glass frame)에 렌즈를 맞추기 위해 필요한 치수에 따라 형상을 내기 위해, 유리의 모서리나 주변부를 기계가공(machining)하는 것을 포함하는 에징 작업(edging operation)이다.
에징(edging)은 위에서 정의한대로 기계가공 단계를 수행하는, 다이아몬드 휠을 갖는 연삭기(grinding machine)에서 일반적으로 행하여 진다.
이러한 작동 동안에, 렌즈는 블로킹 부재(blocking member)를 축방향으로 이동시킴으로써 파지(hold)된다.
원하는 형상을 제공하기 위하여, 연삭 휠(grinding wheel)에 대한 렌즈의 상대적 움직임은 일반적으로 디지털 방식으로 모니터링 된다.
나타나는 바와 같이, 그러한 움직임 동안 렌즈를 견고하게 지탱해야 하는 것은 매우 중요하다.
이를 위하여, 에징 작업 전에, 렌즈-블로킹(lens-blocking)단계가 수행되며, 즉 파지 수단(holding means) 또는 척(chuck)이 렌즈의 볼록면에 위치하게 된다.
자가 - 접착 칩(self-adhesive chip)과 같은 파지 패드, 예를 들어 양면 접착제가 척과 렌즈의 오목면 사이에 배열된다.
이렇게 배열된 렌즈는 위에서 언급한 축방향 블로킹 부재중 하나의 부재상에 위치하게 되며, 그 후에 제 2 축방향 블로킹 부재는 일반적으로 탄성체로 이루어진 받침대를 이용하여 렌즈의 오목면을 클램프(clamping)한다.
기계 가공 단계 동안, 접선 토크 스트레스(tangential torque stress)가 렌즈상에서 발생되며, 이 스트레스는 만약 렌즈 파지 수단이 충분히 효율적이지 못할 경우, 척에 대한 렌즈의 상대적인 회전을 일으킬 수 있다.
렌즈의 우수한 파지는 주로 파지 패드/렌즈의 볼록 표면 사이 경계면에서의 우수한 결합력(good adhesion)에 의존한다.
최종 생성 안과용 렌즈는, 대부분 표면 에너지를 조절(modify)하는 유기 또는 무기 외각층, 예를 들면 항-오염(anti-fouling) 소수성(hydrophobic) 및/또는 소유성(oleophobic) 코팅을 포함한다.
이러한 것들은 대부분 지방질 얼룩(fatty stains)의 부착을 피하기 위한 표면 에너지를 감소시키는 플루오르실란(fluorosilane) 타입의 재료들로서, 이들은 지방질 얼룩이 더 쉽게 제거된다.
그러한 표면 코팅 타입은 아주 효율적이어서, 그 결과 파지 패드/볼록 표면 경계면에서의 결합이 변경(alter)될 수 있고, 충분한 에징 작업을 어렵게 만들며, 특히 폴리카르보네이트 렌즈에 대해서는 이의 에징이 다른 물질들과 비교해 훨씬 많은 노력을 필요로 하게 한다.
불량하게 수행되는 에징 작업의 결과는, 렌즈의 순도와 단순성(simple) 손실이다.
그 점이 일시적 보호층의 외각층(outer layer a temporary protective layer)을 증착시키는 이유로서, 상기 층은 최소한 15 mJ/㎡ 이상의 표면에너지를 부여하며, 이는 구체적으로 플로라이드, 산화물, 금속 수산화물 층이며, 바람직하게는 프랑스 특허 출원 제 0106534 호에서 개시된 바와 같은 MgF₂보호층 뿐만 아니라 마킹 잉크(marking ink) 또는 이러한 마킹 잉크의 접착 레진(resin being the binder)이다.
광학렌즈, 특히 안과용 렌즈는 다른 기능층의 부착을 향상시키는 프라이머 코팅과 같은 통상적인 기능적 코팅, 항-마찰 코팅 및 항-반사 코팅을 선택적으로 1 이상 포함하고, 소수성 및/또는 소유성 표면 코팅, 보다 구체적으로는 항-오염 코팅을 포함하며, 그 다음으로는 일시적 보호 코팅으로 부분적으로 코팅되어 더 구체적으로는 에징 작업을 향상시키며, 이는 보호 코팅이 안쪽에 제공되어있는 종이 백(bag)에 각각 저장되고 전달된다. 렌즈를 포함하는 백은 저장 또는 선적(shipping) 동안 차곡히 쌓일 수 있다.
각각의 백에 포함된 렌즈의 저장과 취급 동안의, 마찰 또는 아주 적은 압력(even simple pressure)으로 인해, 일시적 보호 코팅이 변경되며, 특히 외각 금속 플로라이드 층 및 더 구체적으로는 MgF2 보호층을 포함하는 코팅은, 에징 단계 동안 파지패드의 결합력 손실을 유발할 수 있다. 그러한 변경은 육안으로 관찰될 수 있으며, 특히 MgF2 외각층의 경우에는 육안으로 관찰되는 마크의 일시적 보호 외각층에서 발생을 통해 관찰될 수 있다.
미합중국 특허 제 5,792,537 호는 렌즈의 연삭 단계 동안 접착테이프를 사용하여 마크를 가림으로써(masking), 광학 렌즈의 표면에 프린트된 지울수 있는 마크를 보호하는 방법을 개시한다. 상기 접착테이프는 고 가소된 비닐 필름(highly plasticized vinyl film) 같은 정전기적 필름이 될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 광학렌즈, 보다 바람직하게는 마찰 및/또는 접촉을 통해 물리적으로(mechanically) 변경가능하고, 보다 구체적으로는 렌즈가 저장 및/또는 취급될 때 이러한 변경으로부터 보호되는 외각 보호 코팅을 포함하는 안과용 렌즈를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 광학 렌즈는 일시적 외각 보호 코팅(temporary outer protective coating)을 포함하며, 이 코팅은 렌즈의 최소 일부분을 커버하고 마찰 및/또는 접촉을 통해 물리적으로 변경될 수 있는 1 이상의 외각층을 포함하며, 상기 광학 렌즈는 마그네슘 플로라이드를 포함하는 아래층과 직접 접촉하는 외각의 금속 산화물 및/또는 금속 수산화물 층을 제외하고, 상기 일시 외각 보호 코팅의 외각층(outer layer)은 외각층에 정전기적으로 결합된 박리성 필름(peelable film)으로 코팅되어 있다. (According to the invention, the optical lens comprises a temporary outer protective coating covering at least partially the lens and comprising at least one outer layer able to be mechanically altered through friction and/or contact, except for an outer metal oxide and/or metal hydroxide layer being directly in contact with an underlying layer containing magnesium fluoride and is wherein the outer layer of the temporary outer protective coating is coated with a peelable film electrostatically adhering to the outer layer)
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 외각층은 금속 플로라이드 및 이의 혼합물, 금속 산화물과 이의 혼합물, 금속 수산화물과 이의 혼합물, 금속 플로라이드, 산화물 및 수산화물의 2 이상의 혼합물, 광학렌즈의 마킹 잉크 및 이러한 마킹 잉크의 결합제를 형성할 수 있는 레진으로부터 선택된 레진으로 제조된다.
더 바람직하게, 일시 외각 보호 코팅의 외각층은 금속 플로라이드, 금속 산화물 또는 금속 수산화물을 포함한다.
여기서 용어 "렌즈" 는 그것이 다양한 성질을 가진 코팅을 1 이상 포함하는지 또는 코팅이 되어있지 않은지에 따라, 처리되거나 처리되지 않은, 유기 또는 무기 유리 렌즈를 의미한다.
렌즈가 1 이상의 표면 코팅을 포함하는 경우, 용어 "렌즈에 층을 증착하는 것" 은 한 층이 렌즈 외각층에 증착되는 것을 의미한다.
표면 에너지는 다음 참고 문헌: "Estimation of the surface force energy of polymers", Owens D.K., Wendt R.G. (1969) J. APPL. POLYM. SCI, 13, 1741-1747 에서 개시된 오웬스-웬트(Owens-Wendt) 방법에 따라 계산된다.
본 발명에 따른 광학 렌즈는, 일반적으로 소수성 및/또는 소유성 표면 코팅을 포함하며, 바람직하게는 항-반사 단일층 또는 다중층 코팅상에 증착된 소수성 및/또는 소유성 표면 코팅을 모두 포함한다.
물론, 소수성 및/또는 소유성 코팅은, 오염 예를 들어 기름 증착물 같은 것에 대해 강한 인력(tendency)을 감소시키기 위해 일반적으로 항-반사 코팅을 포함하는 렌즈, 구체적으로는 미네랄물질로 제조된 렌즈 위에 적용(apply)된다.
앞에서 표시한 바와 같이, 소수성 및/또는 소유성 코팅은, 일반적으로 항-반사 코팅의 표면위에, 렌즈의 표면 에너지를 감소시키는 이의 화합물의 표면 위에 적용(application) 시킴으로써 얻어진다.
그러한 화합물은 선행 기술, 예를 들어 미합중국 특허 US-4410563, 유럽특허 EP-0203730, 유럽특허 EP-749021, 유럽특허 EP-844265 및 유럽특허 EP-933377 에 잘 개시되어 있다.
플루오르화된 그룹(bearing fluorinated groups)을 포함하는 실란-계(silane-based) 화합물, 특히 퍼플루오르카본(perfluorocarbon) 또는 퍼플루오로폴리에테르 (perfluropolyether) 그룹이 가장 자주 사용된다.
실시예들은 실라잔, 폴리실라잔 또는 앞에서 언급한 바와 같은 1 이상의 플루오르화된 그룹을 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.
공지된 방법은 플루오르화(fluorinated) 그룹 및 Si-R 그룹을 가지는 항-반사 코팅 화합물위에 증착하는 단계를 포함하며, 여기서 R 은 -OH 그룹 또는 이의 전구체, 바람직하게는 알콕시를 나타낸다. 그러한 화합물은 항-반사 코팅 표면에서, 직접 또는 가수분해 후에 중합반응(polymerization) 및/또는 교차-결합(cross-linking) 반응을 수행할 수 있다.
유리의 표면에너지를 감소시키기 위해 화합물을 적용시키는 단계는, 통상적으로 상기 화합물 용액에서 소광(quenching)을 통해, 원심분리를 통해 또는 다른 것들 중에서 증기상 증착을 통해 일어난다. 일반적으로, 소수성 및/또는 소유성 코팅은 두께가 10 nm 이하이며, 바람직하게는 5 nm 이하이다.
본 발명은 표면 에너지를 14 mJ/㎡ 미만으로 더 바람직하게는 12 mJ/㎡ 이하를 부여하는 소수성 및/또는 소유성 표면 코팅을 포함하는 렌즈를 이용해 수행되는 것이 바람직하다.
일시적 보호 코팅은 일반적으로 렌즈의 표면에너지를 15 mJ/㎡ 이상의 값까지 증가시킬 수 있다.
상기 보호 코팅은 상기 렌즈의 파지 패드와 접촉되는 경향이 있는 부분에만 단독으로 또는 렌즈의 양면 중 1면 이상을 전체로 커버하는 부위에 적용될 수 있다.
더 자세하게는, 아콘(acorn)으로 결합된 파지패드를 렌즈의 볼록면 위에 증착시키는 것이 일반적이다. 따라서 볼록면 전체 또는 선택적으로 볼록면의 중심부위만을, 가림(mask)이나 모든 다른 적합한 기술을 사용하여, 보호코팅으로 커버하는 것이 가능하다.
증착은, 대응 부위(corresponding area), 즉 연속적 구조를 가지나 예를 들어 프레임 형태를 갖는 불연속적 구조를 갖는 부위도 동일하게 커버할 수 있다.
그런 경우, 파지 패드의 바람직한 부착을 제공하기 위해 충분히 남아 있는 표면을 이용하여 불규칙적(irregular) 증착이 형성된다.
불연속적 구조 증착은 탬포그래피(tampography)를 통해 얻어질 수 있다.
그러나, 일시적 외각 보호 코팅(발명에 따른)에 의해 커버된 지역은, 보호 코팅 및 파지패드 사이의 접촉 표면이 패드에 렌즈의 결합을 제공하기 충분해야 한다.
일반적으로, 일시적 보호 코팅은 패드가 부착되는 렌즈표면 즉, 일반적으로는 렌즈의 볼록면을 15% 이상, 바람직하게 20% 이상, 더 바람직하게는 30% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 40% 이상, 가장 바람직하게는 렌즈의 전 표면적을 커버한다.
일시 외각 보호 코팅의 증착 결과로서 에징될 수 있는 렌즈가 얻어진다.
이는, 본 발명의 방법에 따른 에징 단계 후에, 유리가 배열되는 유리 프레임에 적당하게 삽입되도록 허용하는 요구되는 크기를 가질 것임을 의미한다.
더 정확하게는, 에징단계 동안, 렌즈가 최대 2°의 오프셋(offset)에 주입될 때 이런 결과가 얻어진다.
광학 에징 능력은 1°이하의 오프셋을 갖는 렌즈와 상응한다.
일시적 보호 코팅은 소수성 및/또는 소유성 성질을 갖는 렌즈의 표면 에너지를 증가시키기 위해 적용되고, 에징단계의 후속 작업 동안 제거될 수 있는 모든 물질로 제조될 수 있다.
물론, 상기 물질은 소수성 및/또는 소유성 코팅의 표면 성질을 명확하게(definitely) 감소시키는 것을 피해야 하며, 이의 제거후에는, 렌즈의 광학 및 표면 특성이 일시적 보호 코팅이 증착되기 전에 렌즈가 가지고 있던 성질과 전체적으로 동일하게 된다.
바람직하게, 일시적 외각 보호 코팅은 미네랄 외각층, 더 바람직하게는 플로라이드 또는 금속 플로라이드의 혼합물, 산화물 또는 금속 산화물의 혼합물 또는 금속 수산화물 또는 금속 수산화물의 혼합물 뿐만 아니라 플로라이드, 산화물 및 수산화물의 혼합물을 포함한다.
플로라이드의 예는 마그네슘 플로라이드 MgF2, 란타늄 플로라이드 LaF3, 알루미늄 플로라이드 AlF3 또는 세륨 플로라이드 CeF3 를 포함한다.
유용한 산화물은 마그네슘 산화물(MgO), 칼슘 산화물(CaO), 티타니아(TiO2), 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2) 또는 프라세오디뮴 산화물(praseodymium oxide)(Pr2O3)이다.
알루미나 및 프라세오디뮴 산화물의 혼합물이 적합하다.
특히 적합한 물질은 Leybold 회사의 PASO2 이다.
*금속 수산화물의 예는 Mg(OH)2, Ca(OH)2 및 Al(OH)3 를 포함하며, 바람직하게는 Mg(OH)2 를 포함한다.
특별히 바람직한 물질은 MgF₂이다.
보호층은 모든 적합한 통상의 방법을 사용하여 증착될 수 있다.
일반적으로, 항-반사, 소수성 및/또는 소유성 코팅은 진공 챔버(vacuum chamber)내에서 증발에 의해 증착될 수 있고, 단계 사이에 렌즈의 과다한 처리를 하지 않으면서 모든 과정을 연속적으로 수행하게 하는 동일한 방법으로 일시적 보호층을 증착시키는 것이 바람직하다.
보호 코팅이 미네랄 물질로 제조될 때, 보호코팅의 두께는 바람직하게는 50 nm 이하이고, 일반적으로 1 내지 50 nm 이고, 더 바람직하게는 5 내지 50 nm 이다.
일반적으로, 일시적 보호 코팅 두께가 너무 얇으면, 표면 에너지가 불충분하게 조절될 위험이 있다.
반대로, 보호 코팅 두께가 너무 두꺼운 경우, 특히 실질적으로 미네랄 코팅인 경우, 본 발명자는 기대되는 특성에 위해한 물리적 스트레스가 코팅 내에서 일어날 수 있는 위험이 있음을 발견했다.
바람직하게, 특히 보호 코팅이 렌즈 표면의 전면에 증착될 때, 이 물질은 통상의 프론토포코미터(frontofocometer)를 사용하여 렌즈 측정상에서 수행되는 통상의 파워 측정을 허용하는 약간의 투과도 값을 갖는다.
그래서, 본 발명에 따른 렌즈는 바람직하게는 ISO8980/3 표준에 따라 18% 이상, 바람직하게 40% 이상의 투과도를 갖는다.
위에서 언급한 미네랄 물질의 대안으로서, 안과용 유리를 연속적으로 마킹 하기 위해 사용될 수 있는 잉크 및/또는 안과용 유리를 연속적으로 마킹하기 위해사용될수 있는 잉크의 결합제를 형성할 수 있는 레진에서 선택된 레진을 사용할 수 있다.
그런 경우, 순수한 미네랄 코팅의 경우보다 훨씬 더 두껍게 증착하는 것이 가능하다.
바람직한 두께는 5 내지 150 ㎛ 일 수 있다.
알키드(alkyd) 타입의 레진이 특히 적합하다.
앞에서 언급했듯이, 일시적 외각 보호 코팅은 단층 또는 다층, 특히 이중층이 될 수 있다.
그 층들은 둘 다 미네랄과 미네랄일 수도 있고 모두 미네랄적인 것(mineraly) 일수도 있다. 그런 경우, 유기층은 바람직하게 미네랄 위에 얇은 두께층(5 내지 200 ㎚)으로 증착되고, 및 통상적으로 0.2 내지 10 ㎛ 의 더 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
앞에서 언급했듯이, 일시적 외각 보호 코팅은 마찰 및/또는 접촉을 통해 물리적으로 변경된다. 본 발명에 따른 마찰 및/또는 접촉을 통한 물리적 변경은, 코팅이 건조 와이핑(dry wiping)에 주입된 후에 제거되는 것을 의미하며, 이는 3 ㎏/㎠ 압력이 유지되는 동안 KIMBERLY-CLARK 회사의 Wypall L40
Figure 112006029216921-PCT00001
클로스(cloth)로 와이핑 부위(wiping area) 위에 5번의 왕복운동(to and fro movements) 하는 것을 포함한다.
본 발명은 특히 깨지기 쉬운 일시적 보호 코팅에 유용하며, 즉 일시적 보호 코팅은 60 g/㎠ 압력이 유지되는 동안 위에서 언급한 Wypall 클로스로 와이핑 부위 위에 5번의 왕복 운동하는 것을 포함하는 건조 와이핑에 주입된 후 제거된다.
아래 설명은 일시적 외각 보호 코팅 및 발명의 일 실시예에 따른 박리성 정전기적 필름으로 제공되는 안과용 렌즈를 설명하는 도 1 에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 일시적 외각 보호 코팅은 코팅 표면에 정전기적으로 부착된 박리성 필름(박리성 정전기 필름) 으로 코팅된다.
이러한 박리성 정전기 필름은 그 자체가 공지되어 있으며 그리고 플라스틱 물질, 바람직하게는 20 중량% 이상, 바람직하게는 30 중량% 이상 및 전형적으로는 30 내지 60 중량%의 높은 가소성 성분을 가진 폴리비닐 클로라이드(PVC)로 만들어진 유연한 필름이다.
본 발명에 따른 박리성 정전기 필름은 100 내지 200 ㎛, 전형적으로는 150 ㎛의 두께를 가진다.
가소제를 36 중량% 을 포함하는 PVC 박리성 정전기 필름(150 ㎛ 두께)은 JAC 회사에서 판매되는 레퍼런스(reference) STICK 87015 이다. 상기 회사에서 판매되는 다른 유용한 필름은 레퍼런스 제 87215 호이다.
*이러한 정전기 필름은 일반적으로 A4 페이퍼 쉬트형(paper sheet)을 가지며, 코팅 보호를 제공하기 위해 이로부터 원하는 부분(portion)이 절단(cut) 될 수 있다.
이러한 부분위에, 필름 박리를 용이하기 위해 그립핑 탭(gripping tab)이 렌즈 가장자리 이상으로 확장되어 제공될 수 있다.
놀랍게도, 이러한 보호 필름은, 마찰 및 접촉을 통한 변경에 대한 높은 민감도에도 불구하고, 일시적 보호 코팅 더 특별히 50 ㎚ 이하의 두께를 가진 미네랄 임시 코팅, 그리고 가장 구체적으로는 MgF₂코팅을 변경하지 않고, 렌즈 표면으로부터 제거될 수 있음이 발견되었다.
도 1 은 예를 들어, 소수성 및/또는 소유성 코팅(예를 들어 퍼플루오르화된) 및 일시적 외각 보호 코팅(예를 들어 MgF₂층)으로 코팅된 볼록면을 가지는 CR39
Figure 112006029216921-PCT00002
(디에틸렌 글리콜 비스알릴카보네이트 코폴리머)를 기초로 하는 렌즈 (1)을 예시한다.
본 발명에 따르면, 일시적 보호 코팅의 중심부는, 원형의 일반적 형태를 가진 메인 파트(main part) (3)을 포함하는 정전기 박리성 필름 (2) 및 렌즈 (1) 가장자리 너머의 중심부 (3)의 주위에서 확장하는 그립핑 탭 (4)로 코팅되어 있다.
이러한 탭 (4)는 일시 외각 보호 코팅의 변경의 어떤 위험 없이도 박리성 필름 (2)가 쉽게 제거되도록 한다.
본 발명에 따른 렌즈는 에징 단계 이전에 박리성 정전기 필름이 제거되어야 하고 마지막 단계에서 일시적 보호 코팅의 제거 단계가 실행되는 것을 제외한, 통상의 에징단계에 주입될 수 있다.
일시적 보호층의 제거 단계는, 액체 미디움(liquid medium) 이나 건조 와이핑 중 어느 하나 또는 그런 두가지 수단의 연속 수행을 통해서 일어날 수 있다.
액체 미디움에서의 제거 단계는, 바람직하게는 비누(soapy) 수용액 또는 이소프로필 알코올과 같은 알코올에서 실시된다. 또한, 산성 용액이 사용될 수 있으며, 특히 몰농도가 0.01 내지 1 N 인 오르쏘포스포산(orthophosphoric acid) 용액이 사용될 수 있다.
또한, 산 용액은 또한 음이온, 양이온 또는 양쪽성 계면활성제(surfactant)를 포함할 수 있다.
제거 단계에서의 온도는 가변적일 수 있으나 일반적으로는 실온에서 실시된다.
일시적 보호 코팅의 제거는 물리적 작용, 바람직하게는 초음파를 통해 강화될 수있다.
건조 와이핑을 통한 제거의 경우, 킴벌리-클라크(Kimberly-Clark) 회사에 의해 판매되는 WYPALL 40
Figure 112006029216921-PCT00003
클로스가 사용되는 것이 바람직할 것이다.
산 용액, 건조 와이핑 또는 이들의 조합(combination)과 같은 액체 미디움 을 이용한 처리후, 제거 단계는 실질적으로 pH 값이 7 인 수용액을 이용한 클린징 단계(cleaning step)를 포함할 수 있다.
일시 보호층의 제거 단계의 종료에는, 렌즈가 초기(initial) 렌즈-보다 구체적으로는 소수성 및/또는 소유성 코팅을 포함-의 광학적 및 표면 특성과 거의 동일한 특성을 나타낸다.
또한 본 발명은 하기 단계를 포함하는 광학 렌즈, 보다 구체적으로는 안과용 렌즈의 에징방법에 관한 것이다:
- 본문에 개시된 바와 같은 광학렌즈를 제공하는 단계;
- 물리적으로 변경가능한 외각층을 박리하기 위해 정전기 박리성필름을 제거하는 단계;
- 파지 패드를 포함하는 에징 장치에 광학 렌즈를 증착시킴으로써, 파지패드를 물리적으로 변경가능한 외각층에 결합시키는 단계;
- 광학 렌즈를 에징하는 단계;
- 일시적 보호 코팅을 제거하는 단계; 및
- 에징된, 최종 광학 렌즈를 회수하는 단계.
도 1 은 예를 들어, 소수성 및/또는 소유성 코팅(예를 들어 퍼플루오르화된) 및 일시 외각 보호 코팅(예를 들어 MgF₂층)으로 코팅된 볼록면을 가지는 CR39
Figure 112006029216921-PCT00004
(디에틸렌 글리콜 비스알릴카보네이트 코폴리머)를 기초로 하는 렌즈 (1)을 예시한다.
실시예1
폴리실록산(polysiloxane) 타입의 항-마찰 코팅을 양면에 포함하고, -2.00 디옵터 파워(dioptre power), 65 ㎜ 직경인 CR39
Figure 112006029216921-PCT00005
계(based), ORMA
Figure 112006029216921-PCT00006
15 Supra, 안과용 유리 기질(substrate)에서 증착을 수행했다.
1-1 기질 처리과정 설명
사용되는 진공 처리 기기는 전기총, "End-Hall" Mark 2 Commonwealth 타입의 이온 총 및 Joule effect 증발 소스가 제공되는 Balzers BAK760 기기이다.
증발 소스 및 이온 총에 닿아있는(face) 오목면을 이용해, 유리를 캐로셀(carrousel)에 배열시켰다.
제 2 진공에 다다를 때까지 펌핑(pumping) 과정을 실행하였다.
Mark 2 이온 총을 사용하여 아르곤 이온 빔으로 기질 표면을 조사(irradiating)하여 활성화 시켰다.
이온 조사가 중단된 후, 고굴절률(HI), 저굴절률(BI), 고굴절률(HI), 저굴절률(BI): ZrO2/SiO2/ZrO2/SiO2 의 4 항-반사 광학층의 전자총을 이용해, 연속적으로 증발시켰다.
DAIKIN 회사에서 판매되는 상표명 Optool DSK
Figure 112006029216921-PCT00007
(퍼플루오르프로필렌 단위를 포함하는 화합물)의 생산물을 증발시킴으로써 소수성 및 소유성 코팅층을 증착 시켰다.
결과물인 소수성 및 소유성 코팅의 두께는 2 내지 5 ㎚ 이하다.
최종적으로, 일시적 외각 보호 층을 증발을 통해 증착시켰다.
증착된 물질은 머크사(Merck Corporation) 에서 판매되는 1 내지 2.5 ㎚ 사이즈의 크기를 갖는 화학식 MgF2 의 화합물이다.
전자총을 사용하여 증발을 실행하였다.
증착된 물리적 두께는 0.52 ㎚/s 의 증착속도를 가지며 20 ㎚ 이다.
그 후에, 다시 가열하여 처리 챔버의 대기로 되돌아간다.
그 후 유리를 윗 방향이 아래로 향하게 하여 이의 볼록면이 처리 부분 쪽으로 향하게 하였다. 볼록면은 오목면과 동일하게 처리되었다.(상기에서 제시된 단계로 재생산함)
처리된 유리의 절반은 어떤 보호 없이 백에 위치시켰다.
렌즈의 레퍼런스(reference) Orma
Figure 112006029216921-PCT00008
15 Supra,-2.00 디옵터 파워
직경 65 ㎜
갯수 15 개 유리
백의 레퍼런스 Landouzy/Papier Fabrik Lahnstein
1-2 정전기 필름의 적용
도 1에서 설명되는 바와 같은 탭을 갖는 38 ㎜ 직경의 정전기 필름을 다른 15 개의 유리상의 볼록면 중앙에 수공(manually)으로 적용하였다.
그 후, 유리를 Landouzy/Papier Fabrik Lahnstein 백에 위치시켰다.
렌즈의 레퍼런스 Orma
Figure 112006029216921-PCT00009
15 Supra, -2.00 디옵터
직경 65 ㎜
갯수 15 유리
정전기 필름 서플라이어(supplier) 세리콤 - Plastorex Corporation, JAC 제조사
물질 PVC
필름 두께 150 ㎛
1-3 유리의 저장
필름이 없는 15 개 유리 및 백 안에 있는 15 개 정전기 필름을 가진 유리를 카드보드 박스내에 수직으로 30 유리 줄(row)(표준 저장)에 배열하고, 습도나 온도 어느 것도 조절되지 않은 룸(room)에서 4 개월 동안 저장하였다.
기질/백 압력은 약 200 그램이다.
1-3 정전기 필름 제거 및 유리 검사 단계
4개월 동안 저장한 후, 모든 유리를 백에서 제거하고, 정전기 필름을 수공으로 탭에서 떼어내어 《박리》했다.
발드만 램프(Waldmann lamp) 하에서 램프를 검사(inspect)하였다. 반사를 통하여 보호층의 보존(integrity)을 시각적으로 검사하였다.
보호층이 손상되지 않을 때(intact), 이의 반사는 표면 전체에 고르게 푸른색이었다.
보호층이 변경될 때, 이의 반사는 고르지 않으며: 결점(defect)은 직경이 1 ㎜ 이상이다.
그 다음 유리를 에징 단계에 주입시켰다.
에징 단계가 적절히 일어나는지 여부를 기록하였다.(파지패드의 결합 손실 없음)
어떤 정전기 필름으로도 처리되지 않은 유리 처리된 유리+ 정전기필름
발드만 램프하에서 반사에 의한 시각적 관찰 일시적 보호층이 부분적으로 손상, 심지어 렌즈의 중앙에서 완전히 제거된다. 백 쿠션에서 일시적 보호층의 일부이동이 있었다. 필름을 제거한 후, 일시보호 층은 영향을 받지 않았다.(고른 푸른색 반사)
에징단계동안 파지패드의 결합 파지패드에 불량 결합 파지 패드의 우수한 결합
실시예2
-2.00 디옵터 파워의 30 개 폴리카르보네이트 유리를, 실시예1의 문단 1-1에개시된 바와 같이 처리하었다.
1-1 정전기필름의 적용 및 백 안에 배열
15 개 유리를 어떤 보호도 없이 백안에 투입했다.
유리의 레퍼런스 직경 70 ㎜, -2.00 디옵터 파워의 폴리카보네이트
갯수 15 개 유리
백 서플라이어 Schock/Papier Fabrik Lahnstein Schock
탭을 가지고 직경이 38 ㎜인 정전기 필름을 15 개의 다른 남아있는 유리상의 유리의 볼록면의 중앙에 수공으로 적용하였다.
그 후 유리를 백에 넣었다.
유리의 레퍼런스 직경 70 ㎜, -2.00 디옵터파워의 폴리카보네이트
갯수 15 개 유리
정전기 필름 공급 Sericom - Plastorex Coporation,JAC 제조사
물질 PVC
필름 두께 150 ㎛
1-2 테스트
이 테스트의 목적은 극도의 운송 조건을 가정하는 것이다.
테스트 셜명:
백 안에 있는 유리를 볼록면을 아래로 하여 플레이트(plate)상에 위치시켰다. 그 후 플레이트 40을 왼쪽에서 오른쪽으로 40배로 빨리(16초 이내에) 이동시키고 및 10 ㎝ 패스(path)에서 이의 반대로 수행했다.
정전기 필름 제거 및 유리 검사 단계
테스트 후, 모든 유리를 백에서 제거하였다.
정전기 필름을 탭에서 수공으로 뜯어내어 박리시켰다.
발드만 램프하에서 유리를 검사하였다.
그 후 이를 절단단계에 주입하였다.
정전필름없이 처리된 유리 처리된 유리+ 정전필름
발드만 램프하에서 반사에 의한 시각적 검사 일시적 보호층이 심하게 손상되었으며, 특히 백 쿠션에 대한 마찰로 인해 유리의 볼록면 중앙에서 손상되었다. 볼록면 반사는 더이상 고르지 않았다. 일시적 보호층이 영향을 받지 않았다.(고른 푸른색 반사)
에징 단계동안 파지패드의 결합결과 파지패드의 불량 결합 파지패드의 우수한 결합

Claims (18)

  1. 렌즈의 표면을 최소 일부분을 커버하고 마찰 및/또는 접촉을 통해 물리적으로 변경될 수 있는 1 이상의 외각층(outer layer)을 포함하며, 마그네슘 플로라이드를 포함하는 아래층(underlying layer)과 직접 접촉하고 있는 금속 산화물 및/또는 금속 수산화물 외각층은 제외한 일시적 외각 보호 코팅(temporary outer protective coating)을 포함한 광학 렌즈로, 상기 일시적 외각 보호 코팅은 외각층에 정전기적으로 결합된 박리성 필름으로 코팅된 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 외각층(outer layer)은 금속 플루오르화물 및 이의 혼합물, 금속 산화물 및 이의 혼합물, 금속 수산화물 및 이의 혼합물, 이러한 금속플루오르화물, 산화물 및 수산화물의 둘이상의 혼합물, 광학 렌즈용 마킹 잉크(marking ink) 및 이러한 마킹 잉크의 결합제(binding agent)를 형성할 수 있는 레진(resign) 으로부터 선택된 레진으로부터 선택된 물질로 제조된 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 금속 플루오르화물은 MgF2, LaF3, AlF3 및 CeF3 에서 선택되고, 바람직하게는 MgF2 이며, 상기 금속 산화물은 MgO, CaO, TiO2, Al2O3, ZrO2 및 Pr2O3 에서 선택되고, 바람직하게는 MgO 이며, 상기 금속 수산화물은 Mg(OH)2, Ca(OH)2 및 Al(OH)3 에서 선택되고, 바람직하게는 Mg(OH)2 인 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 외각층은 금속 플루오르화물, 바람직하게는 MgF2 로 제조된 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일시적 외각 보호 코팅은 미네랄이며 두께가 50 nm 이하인 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일시적 외각 보호 코팅의 외각층(outer layer)은 15 mJ/㎡ 이상의 표면에너지(surface energy)를 가지는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일시적 외각 보호 코팅은 15% 이상, 바람직하게는 20% 이상, 더 바람직하게는 30% 이상, 가장 바람직하게는 렌즈의 전체 표면적을 커버하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일시적 외각 보호 코팅은 다중층 코팅(multilayered coating)인 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일시적 외각 보호 코팅은 증기상(vapour phase)에서 증착된 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전기 박리성 필름(electrostatic peelable film)은 1 이상의 가소제(plasticizer)를 20 중량% 이상 함유하는 플라스틱 물질로 이루어진 유연 필름(flexible film)인 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 플라스틱 물질 필름은 1 이상의 가소제를 30 중량%이상, 바람직하게는 30 내지 60 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 플라스틱 물질 유연 필름은 폴리비닐 클로라이드(PVC) 필름인 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정전기 필름은 100 내지 200㎛ 의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일시적 외각 보호 코팅은 소수성 및/또는 소유성 표면 코팅 위로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 소수성 및/또는 소유성 표면 코팅은 14 mJ/㎡ 이하의 표면에너지, 바람직하게는 12 mJ/㎡ 이하의 표면에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 소수성 및/또는 소유성 표면 코팅은 10 nm 미만의 두께, 바람직하게는 5 nm 미만의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소수성 및/또는 소유성 표면 코팅은 항-반사(anti-reflection) 코팅 위로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학렌즈.
  18. 하기 단계를 포함하는 광학렌즈의 에징(edging) 방법:
    - 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 광학렌즈를 제공하는 단계;
    - 물리적(mechanically)으로 변경가능한 외각층을 박리(strip off)하기 위해 정전기 박리성 필름을 제거하는 단계;
    - 파지 패드(holding pad)를 포함하는 에징 장치(edging device)에 광학 렌즈를 증착시킴으로써, 상기 파지 패드를 물리적으로 변경가능한 외각층에 부착시키는 단계;
    - 광학렌즈를 에징하는 단계;
    - 일시적 보호 코팅을 제거하는 단계; 및
    - 에징된 최종 광학 렌즈를 회수(recovering)하는 단계.
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