KR20210143085A - 스마트 블루 렌즈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스마트폰이나 모니터, 텔레비전, 태블릿 등의 스마트기기에서 방출되는 청색광을 차단토록 해서 눈의 피로감을 감소시키면서 편안한 시야를 확보할 수 있도록 한 스마트 블루 렌즈(1)를 제공코자 하는 것으로서, 상기 본 발명은 모노머를 폴리머로 중합하여 플라스틱으로 이루어진 렌즈본체(2)와, 렌즈본체(2)의 표면에 렌즈를 투과하는 청색광을 차단하면서 청색광의 차단으로 인한 렌즈의 황변을 포함하는 렌즈의 변색을 방지토록 된 청광차단코팅액을 분사하되, 분사되는 청광차단코팅액이 스핀코팅에 의해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅되어 렌즈를 투과하는 청색광을 차단토록 구성된 청광차단코팅층(10)이 포함된 구성 및 이의 제조방법을 특징으로 하며, 이에 의하면 일부 자외선이 포함된 380~500nm의 청색광 영역의 파장을 흡수 차단토록 하면서 청색광 중에서 에너지가 가장 강하여 435nm 파장의 빛을 현저히 차단토록 함으로써 스마트폰, 컴퓨터의 모니터, 텔레비전 등의 각종 디지털스마트기기 등에서 방출되는 청색광에 의한 눈의 피로감을 극감시키며, 편안한 시야를 제공하여 시력감퇴 방지, 각종 안질환 예방 등의 효과를 기대할 수 있다.
Description
본 발명은 스마트 블루 렌즈에 대한 것으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 스마트폰이나 모니터, 텔레비전, 태블릿 등의 스마트기기에서 방출되는 블루라이트(=청색광)를 차단토록 해서 눈의 피로감을 감소시키면서 편안한 시야를 확보할 수 있도록 한 스마트 블루 렌즈에 관한 것이다.
일반적으로 안경렌즈는 시력을 교정하거나 외부의 자극으로부터 눈을 보호하기 위해서 제작한 후 안경테에 가공 결합되어 착용토록 한 것으로서, 예전에는 단순히 시력교정과 바람 등을 차단해주는 정도에서 근자에 들어서는 편광렌즈 또는 선글라스용 렌즈 등으로 제작하여 햇살 등의 밝고 강한 빛을 차단해서 눈의 피로감을 현저히 줄이도록 하고 있는 실정이다.
이와 함께 요즘 안경렌즈의 경우 햇빛에 포함된 자외선이나, 스마트폰과 텔레비전 및 컴퓨터의 모니터 및 태블릿 등의 각종 스마트기기에서 방출되는 청색광 등을 차단하는 기술들이 본 발명의 발명자를 비롯하여 관련 산업분야에서 다수 개발되고 있는 실정이다.
종래의 대한민국 등록실용신안 제406814호(2006년 1월 24일자 공고)에 게재된 바와 같이 렌즈몸체의 일부가 렌즈커버체와 중합된 자외선차단 기능을 갖는 콘텍트렌즈가 개발되어 있었으며, 이는 렌즈몸체의 일부가 자외선차단 기능을 갖는 렌즈커버체와 중합된 것으로서 단순히 자외선만을 차단토록 구성된 것이며, 안경렌즈가 아닌 콘텍트렌즈에 관한 것이며, 대한민국 등록특허 제1540114호(2015년 7월 29일자 공고)에 게재된 바와 같이 플라스틱 렌즈를 제조할 시 사용되는 원재료인 모노머에 각종 조성물을 투입하여 청색광을 차단하는 기능을 갖도록 한 청색광 차단렌즈가 본 발명자에 의해서 발명되어 있었던 것으로 이 역시 청색광만을 차단하는 것이면서 모노머에 혼합되므로 투과율 등을 고려하여 차단율을 파장대별 국소적으로 향상시키는데 한계가 있었던 것이다.
이후 상기 종래 기술들을 감안하여 자외선 및 청색광을 차단하는 기능성 안경렌즈를 본 발명의 발명자가 개발하여 대한민국특허청에 출원 후 등록된 등록특허 제1612940호(2016년 4월 15일자 공고)에서와 같이 선개발 및 특허등록되어 있었으나, 이 역시 모노머에 중합개시제와 함께 다양한 자외선흡수제 및 안료를 혼합하여 조성토록 함으로써 렌즈본체에 조성물로 혼합되어 자외선 파장에서 청색광 파장대에서 전체적으로 차단율이 저하되는 것이므로 자외선 및 청색광 파장에서 보다 국소적으로 청색광 중에서도 에너지가 가장 강한 435nm의 파장을 갖는 청색광을 차단할 수 없었으며, 억지로 청색광을 차단하려고 모노머에 염료를 혼합하여 황변도(Yellow Index)를 높이게 되어 안경렌즈의 변색과 눈의 피로와 관련 질병을 차단하는데 한계가 있었던 등 다수의 문제점을 가지고 있었던 것이다.
본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 종래 자외선 또는 청색광을 차단하던 안경렌즈를 모노머 등의 렌즈본체에 자외선 또는 청색광 차단성 조성물을 혼합하던 방식에서 탈피하여 렌즈본체 성형 후 하드코팅하기 전에 본 발명만의 청광차단코팅액을 제조하여 스핀코팅으로 청광차단코팅층을 형성함으로써, 자외선이 일부 포함되는 청색광(380~500nm)을 현저히 차단하면서 특히 청색광 중에서 에너지가 가장 강하여 청광유해 함수가 가장 크다고 알려진 435nm 영역의 빛을 효율적으로 차단토록 한 스마트 블루 렌즈를 제공코자 함에 발명에서 해결하고자 하는 과제를 두고 완성한 것이다.
이와 더불어서 청광차단코팅액을 렌즈본체의 표면에 하드코팅 전에 코팅하여 청색광을 차단하되, 상기 청광차단코팅액에 염료를 투입하여 안경렌즈의 황변도(Yellow Index)를 낮추어서 청색광 차단을 위한 렌즈의 변색을 최소화시킬 수 있도록 함을 부가적인 목적으로 한다.
또한 별도로 기술하지는 않았으나, 본 발명의 스마트 블루 렌즈을 상세하게 기술한 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위 및 도면 등을 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 해결과제에 포함되는 것이다.
상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 스마트 블루 렌즈를 구성하되, 상기 본 발명의 스마트 블루 렌즈는 모노머를 폴리머로 중합하여 플라스틱으로 이루어진 렌즈본체가 구비되며, 상기 렌즈본체의 표면에 렌즈를 투과하는 청색광을 차단하면서 청색광의 차단으로 인한 렌즈의 황변을 포함하는 렌즈의 변색을 방지토록 된 청광차단코팅액을 분사하되, 분사되는 청광차단코팅액이 스핀코팅에 의해서 렌즈본체의 표면에 코팅되어 렌즈를 투과하는 청색광을 차단토록 구성된 청광차단코팅층이 구비된 것을 특징으로 하며, 최초 표면에 청광차단코팅층이 코팅된 렌즈본체의 전후 표면에 렌즈의 경도를 높이기 위하여 침적에 의해서 코팅된 하드코팅층 및 하드코팅된 렌즈본체의 하드코팅층 외측에 렌즈의 투과율을 높이기 위하여 진공 증착에 의해서 코팅된 반사방지코팅층이 포함된 것을 특징으로 한다.
이때 상기 청광차단코팅액은 380~500nm의 청색광 중에서 에너지가 강한 435nm의 청색광을 흡수하여 차단토록 혼합되는 UV-A흡수차단제 1~10중량%와, UV-A흡수차단제의 사용으로 높아지는 황색도(Yellow Index)에 의해서 렌즈본체가 노란색으로 변색되는 것을 차단토록 렌즈가 청색으로 보이도록 혼합되는 청색염료 1~10중량%와, UV-A흡수차단제와 청색염료에 혼합되어 유기용매로 사용되게 구성된 톨루엔(C7H8) 20~70중량%와, UV-A흡수차단제와 청색염료가 혼합된 톨루엔과 혼합되어 용제로 사용되게 구성된 에틸아세테이트(Ethyl Acetate, C4H8O2) 10~60중량%가 포함된 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 스마트 블루 렌즈의 제조방법은 플라스틱으로 된 렌즈본체를 구비하는 렌즈구비단계를 거치고, 청색광을 차단하는 차단제와 유기용매 및 용제를 혼합하되, 렌즈본체가 청색광 차단제에 의해서 황변되지 않도록 청색염료를 혼합하여 청색광의 투과를 차단하면서 황변을 방지하는 기능을 갖는 청광차단코팅액을 조성토록 하는 청광차단코팅액조성단계를 거치며, 청광차단코팅액조성단계에서 조성이 이루어진 코팅액을 20~25℃의 상온에 방치하여 코팅액 내부의 가스를 제거(=탈기(脫氣))토록 하는 청광차단코팅액탈기단계를 거치며, 탈기된 청광차단코팅액을 렌즈본체의 표면에 분사하여 스핀코팅에 의해서 코팅토록 하는 청광차단코팅단계를 거치며, 청광차단코팅단계에서 청광차단코팅액에 의해서 렌즈본체의 표면에 코팅된 코팅막을 상온에서 시작하여 고온으로 가열했다가 다시 상온으로 진행되게 건조시켜서 렌즈본체의 표면에 청광차단코팅층이 견고하게 부착 고정되도록 하는 청광차단코팅경화단계를 거쳐서 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때 상기 청광차단코팅액조성단계는 청색광을 차단하기 위한 UV-A흡수차단제와 UV-A흡수차단제에 의한 렌즈본체의 황변을 방지하기 위한 청색염료가 준비되며, 조성물 간에 원활한 혼합과 렌즈본체에 원활한 코팅을 위해서 유기용매와 용제로 각각 사용되는 톨루엔과 에틸아세테이트가 구비되는 코팅액조성물준비공정과, 상기 코팅액준비공정에서 준비된 UV-A흡수차단제 1~10중량%와 청색염료 1~10중량%와 톨루엔 20~70중량%와 에틸아세테이트 10~60중량%가 혼합되는 코팅액조성물혼합공정을 거쳐서 혼합 조성된 것을 특징으로 할 수 있다.
이때 상기 청광차단코팅단계는 렌즈본체를 10~300rpm으로 1~10초 동안 회전시키는 회전시작공정과, 렌즈본체의 중앙 표면에 청광차단코팅액을 분사하되, 이때 50~300rpm으로 1~10초 동안 회전시키는 코팅액분사공정과, 코팅액분사공정 이후 렌즈본체의 회전을 200~2000rpm으로 10~20초 동안 급가속시키는 스핀가속공정과, 가속스핀공정 후 렌즈본체의 회전을 500~2500rpm으로 10~20초 동안 정속시키는 스핀정속공정과, 정속스핀공정 이후 렌즈본체의 회전을 10~20초 동안에 0rpm으로 정지하도록 감속시키는 스핀감속및정지공정을 거쳐서 렌즈본체의 표면에 청광차단코팅층이 2~20㎛의 두께를 가지게 구성된 것을 특징으로 할 수 있다.
이때 상기 청광차단코팅경화단계는 렌즈본체의 표면에 코팅된 청광차단코팅막을 1차 경화시키기 위해서 25±5℃에서 상대습도 50±30%로 1~200분 동안 건조시키는 예비건조공정과, 예비건조공정을 거친 후 렌즈본체의 표면에 코팅된 청광차단코팅막을 2차 경화시키기 위해서 예비건조공정보다 높은 온도인 100±30℃에서 3±2시간 동안 건조하여 상대적으로 높은 온도에서 급하게 경화가 이루어지도록 하는 본건조공정과, 본건조공정을 거친 후 청광차단코팅막을 완전히 건조시켜서 성형되는 청광차단코팅층의 외측으로 하드코팅을 하더라도 손상되지 않도록 충분히 건조될 수 있도록 25±5℃의 저온에서 상대습도 50±30%로 1~72시간 동안 서서히 건조시키는 에이징공정을 거쳐서 청광차단코팅층이 완성되도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 스마트 블루 렌즈의 제조방법은 청광차단코팅단계에서 청광차단코팅액이 코팅된 렌즈본체의 표면을 세척제로 닦아내도록 한 세정단계를 거치며, 청광차단코팅단계를 거쳐서 청광차단코팅이 된 렌즈본체를 코로나표면처리 또는 플라즈마표면처리에 의해서 표면적을 넓히고 표면을 개질시켜서 표면에너지를 향상시키도록 해서 렌즈본체의 표면에 코팅된 청광차단코팅층과 이후 진행되는 하드코팅단계에서 코팅되는 하드코팅층의 접착력을 높일 수 있도록 한 전처리단계를 거치며, 상기 전처리단계 이후에 하드코팅 전에 렌즈본체의 접착력 향상 및 렌즈본체의 오염원을 제거하도록 한 에칭 및 세척공정과, 에칭 및 세척된 렌즈본체를 하드코팅용액에 침적시킨 후 렌즈본체의 표면에 코팅막이 형성되도록 상승시켜서 하드코팅층이 부착 형성되게 하는 하드코팅공정으로 이루어진 하드코팅단계를 거치며, 상기 하드코팅단계에 의해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 하드코팅층(3)을 110±30℃로 3±2시간 동안 건조시켜서 경화되게 하는 본건조단계를 거치며, 렌즈본체(2)를 진공증착기에 투입 전 50±30℃로 30±20분 동안 예열토록 하는 예열건조단계를 거치며, 진공상태에서 렌즈본체(2) 표면으로 반사방지코팅층(4)을 이루는 금속막의 부착력을 높이기 위해 (6±3)×10-5 Torr에서 이온 클리닝을 시행한 후 (3±2)×10-5 Torr의 고진공에서 반사방지코팅을 시작하여 코팅이 완료되면 진공을 해제토록 하는 반사방지코팅단계를 거치게 된 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 스마트 블루 렌즈는 렌즈본체의 표면에 본 발명의 청광차단코팅액을 이용하여 스핀방식으로 청광차단코팅층을 코팅한 후 하드코팅을 행하면 렌즈본체의 모노머에 청색광을 차단토록 하는 조성물을 혼합하는 것이 아니라, 렌즈본체를 성형 후 렌즈본체의 표면에 하드코팅을 하기 전에 본원만의 청광차단코팅액을 스핀방식으로 코팅한 다음 하드코팅을 함으로써, 일부 자외선이 포함된 380~500nm의 청색광 영역의 파장을 흡수 차단토록 하며, 이때 상기 청색광 중에서 에너지가 가장 강하여 청광유해 함수가 가장 큰 435nm 파장의 빛을 현저히 차단토록 하며, 이로 인하여 스마트폰, 컴퓨터의 모니터, 텔레비전, 태블릿 등의 각종 디지털스마트기기 등에서 방출되는 청색광에 의한 눈의 피로감을 극감시킬 수 있으며, 편안한 시야를 제공하면서 시력감퇴를 방지할 수 있으며, 황반변성 등의 각종 안(眼)질환을 예방할 수 있는 등 다수의 효과를 제공토록 한다.
이에 더하여 렌즈본체의 성형 시 모노머 상태에서 자외선흡수제나 염료를 혼합하여 청색광을 차단하게 되면 안경렌즈가 전체적으로 황색으로 보이는 황변도 높았으나, 본 발명에서는 렌즈본체의 표면에 하드코팅 전 코팅되는 청광차단코팅액에 청색염료를 혼합하여 황변도를 극감시키도록 하여 안경렌즈의 색상을 청색계통으로 보이도록 해서 보다 시원한 느낌과 안경렌즈 색상만으로도 청색광을 차단하는 렌즈라는 것을 표출할 수 있는 등 안경렌즈의 외관을 수려하게 할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 스마트 블루 렌즈의 전체 구성을 보인 예시도
도 2는 일반렌즈와 스마트 블루 렌즈를 대비한 실물 사진
도 3은 일반렌즈와 스마트 블루 렌즈의 파장대별 투과율을 비교한 그래프
도 4는 일반렌즈와 스마트 블루 렌즈의 투과율을 비교한 도표
도 5는 본 발명에서 제공하는 안경렌즈의 제조방법을 보인 순서도
도 2는 일반렌즈와 스마트 블루 렌즈를 대비한 실물 사진
도 3은 일반렌즈와 스마트 블루 렌즈의 파장대별 투과율을 비교한 그래프
도 4는 일반렌즈와 스마트 블루 렌즈의 투과율을 비교한 도표
도 5는 본 발명에서 제공하는 안경렌즈의 제조방법을 보인 순서도
본 발명은 스마트폰이나 모니터, 텔레비전, 태블릿 등의 스마트기기에서 방출되는 블루라이트(blue light, 청색광(靑色光))를 차단토록 해서 눈의 피로감을 감소시키면서 편안한 시야를 확보할 수 있도록 한 스마트 블루 렌즈를 제공코자 하는 것으로서, 이를 하기에서 도면들과 함께 보다 구체적으로 설명토록 하되, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 사용되는 용어들 역시 실시 예를 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐 해당 용어에 국한되게 해석되어서는 아니 된다.
상기 본 발명의 스마트 블루 렌즈(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 플라스틱으로 이루어진 렌즈본체(2)의 표면에 청색광을 차단하면서 렌즈의 변색을 방지할 수 있도록 청광차단코팅액이 분사되어 스핀코팅으로 청광차단코팅층(10)이 형성된 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면, 도 1의 단면도에서 보는 바와 같이 우레탄, 에폭시, 아크릴, 스티렌, 아크릴레이트, 알리카보네이트 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 소재의 플라스틱을 원재료로 하여 모노머를 폴리머로 중합하여 렌즈본체(2)를 성형하고, 상기 렌즈본체(2)의 표면에 렌즈를 투과하는 청색광을 차단하면서 청색광의 차단에 의해서 렌즈가 노란색으로 변하는 황변 등 렌즈의 변색을 방지하기 위해서 자외선흡수차단제와 염료가 포함된 청광차단코팅액을 분사토록 하며, 이때 분사되는 청광차단코팅액이 스핀코팅에 의해서 렌즈본체(2)의 표면에 청광차단코팅층(10)이 코팅되게 이루어져서 렌즈를 투과하는 청색광을 차단하게 되는 것이다.
이때 상기 청광차단코팅층(10)을 이루는 청광차단코팅액은 상술한 바와 같이 자외선흡수차단제와 염료가 포함되면서 유기용매와 용제가 혼합되게 이루어지는 것으로서, 상기 자외선흡수제로는 자외선 중 자외선-A, 즉 320~400nm의 UV-A 및 380~500nm의 청색광에 이르기까지 흡수하여 차단하되, 특히 380~500nm의 청색광 중에서 에너지가 가장 강한 435nm의 청색광을 흡수하여 차단토록 혼합되는 UV-A흡수차단제를 사용하고, 상기 UV-A흡수차단제의 사용으로 렌즈의 황색도(Yellow Index)가 높아져서 렌즈본체(2)가 노란색으로 변색되는 것을 방지하면서 렌즈본체(2)가 청색으로 보이도록 청색염료(blue dye)를 혼합토록 한다.
이와 같이 청광차단코팅액은 UV-A흡수차단제와 청색염료(blue dye)를 혼합할 시 유기용매로 사용되는 톨루엔(C7H8)과 용제로 사용되는 에틸아세테이트(Ethyl Acetate, C4H8O2)가 혼합되며, 각각 UV-A흡수차단제 1~10중량%, 청색염료 1~10중량%, 톨루엔 20~70중량%, 에틸아세테이트 10~60중량%로 혼합 조성된다.
도 1에서처럼 상기 렌즈본체(2)의 표면에 상기 청광차단코팅액을 스핀코팅한 청광차단코팅층(10)이 형성되며, 상기와 같이 청광차단코팅층(10)이 코팅된 렌즈본체(2)의 전후 표면에 렌즈의 경도를 높이기 위하여 침적에 의해서 하드코팅층(3)이 코팅되며, 이러한 하드코팅층(3)의 외측에 렌즈의 투과율을 높이기 위하여 진공 증착에 의해서 반사방지코팅층(4)이 코팅되게 이루어지며, 추가적으로 상기 반사방지코팅층(4)의 외측 표면에 물방울의 퍼짐 및 번짐을 방지할 수 있도록 초발수코팅층(5)이 더 코팅되게 이루어진다.
상기와 같이 청광차단코팅층(10)이 형성된 본 발명의 스마트 블루 렌즈(1)(Smart Blue (Lens))와 청광차단코팅층(10)이 없이 렌즈본체(2)의 표면에 바로 하드코팅층(3) 및 반사방지코팅층(4)이 형성된 일반적인 렌즈(Normal Lens)를 도 2 내지 도 4에서 외형, 파장대별 투과율 등을 각각 비교하여 보면, 우선 도 2에서 일반적인 렌즈는 플라스틱으로 된 렌즈본체(2)에 하드코팅과 반사방지코팅이 된 투명한 렌즈이며, 이에 반하여 본 발명의 스마트 블루 렌즈(1)는 플라스틱으로 된 렌즈본체(2)의 표면에 하드코팅 및 반사방지코팅 전에 청광차단코팅을 하되, 이때 청광차단코팅층(10)을 이루는 청광차단코팅액에 함유된 UV-A흡수차단제에 의해서 황변되는 것을 방지토록 청색염료를 투입하여 렌즈가 전체적으로 파란색으로 보이게 이루어진다.
도 3 및 도 4에서 일반적인 렌즈와 본 발명의 스마트 블루 렌즈(1)는 각각 1.60렌즈로 구비하여 비교하되, 일반적인 렌즈는 중심두께(C.T)가 2.02mm로 제조되고, 스마트 블루 렌즈(1)는 중심두께가 2.00mm로 제조되어 대비토록 한 결과 도 3의 그래프에서 보면 380~780nm의 가시광선 전체 파장대에서 튜과율이 두께가 두꺼운 일반적인 렌즈에 비해서 상대적으로 얇은 스마트 블루 렌즈(1)가 더 낮음을 알 수 있고, 특히 380~500nm의 청색광부분에서 본 발명의 스마트 블루 렌즈(1)가 일반적인 렌즈에 비하여 투과율이 떨어지지만 청색광 흡수율이 높다는 것을 알 수 있으며, 청색광 차단율(Blue Cut)에서도 45.3%의 스마트 블루 렌즈(1)가 33.2%의 일반적인 렌즈에 비하여 상당히 높다는 것을 알 수 있으며, 특히 청색광 중에서 가장 에너지가 높은 435nm에서의 차단율은 일반렌즈가 5%인 반면에 본 발명의 스마트 블루 렌즈(1)는 무려 40.8%로 그 차이가 엄청나다는 것을 알 수 있는 것이다.
상기와 같이 구성되어 다양한 작용효과를 갖는 본 발명 스마트 블루 렌즈(1)의 제조방법은 도 5에 도시된 공정도에서와 같이 크게 보면 렌즈구비단계, 청광차단코팅단계, 하드코팅단계, 반사방지코팅단계로 이루어지며, 본 발명에서는 상기 청광차단코팅단계의 전, 후 처리과정과 세부적인 공정 등이 요부가 될 수 있으며, 이러한 본 발명의 스마트 블루 렌즈(1)의 전체 제조방법을 하기에 실시 예를 들어서 보다 구체적으로 설명토록 한다.
1. 렌즈구비단계
우레탄, 에폭시, 아크릴, 스티렌, 아크릴레이트, 알리카보네이트 중 어느 하나 또는 하나 이상이 혼합된 소재를 이용하여 성형된 모노머에 각종 기능을 갖는 조성물을 혼합하면서 중합개시제와 반응시켜서 제조된 폴리머의 투명한 플라스틱제 렌즈본체(2)를 성형토록 한다.
2. 청광차단코팅액조성단계
먼저 렌즈본체(2)의 표면에 청광차단코팅을 하기 위해서는 청광차단코팅액이 필요한 것으로 본 발명에서는 청색광을 차단하는 차단제와 유기용매 및 용제를 혼합하되, 렌즈본체(2)가 청색광 차단제에 의해서 황변되지 않도록 청색염료를 혼합하여 청색광의 투과를 차단하면서 황변을 방지하는 기능을 갖는 청광차단코팅액을 조성토록 하되 청광차단코팅액은 하기의 2가지 공정을 거쳐서 혼합 조성되는 것이다.
2-1. 코팅액조성물준비공정
청색광을 차단하기 위한 UV-A흡수차단제와 UV-A흡수차단제에 의한 렌즈본체(2)의 황변을 방지하기 위한 청색염료가 준비되며, 조성물 간에 원활한 혼합과 렌즈본체(2)에 원활한 코팅을 위해서 유기용매와 용제로 각각 사용되는 톨루엔과 에틸아세테이트가 구비되도록 한다.
2-2. 코팅액조성물혼합공정
상기 코팅액준비공정에서 준비된 UV-A흡수차단제 1~10중량%와 청색염료 1~10중량%와 톨루엔 20~70중량%와 에틸아세테이트 10~60중량%가 혼합되도록 한다.
3. 청광차단코팅액탈기단계
상기 청광차단코팅액조성단계에서 조성이 이루어진 코팅액을 20~25℃의 상온에 방치하여 코팅액 내부의 가스를 제거하는 탈기(脫氣)작용을 하도록 한다.
4. 청광차단코팅단계
상기 청광차단코팅단계에서 청광차단코팅액에 의해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 코팅막(=청광차단코팅층(10))을 상온에서 시작하여 고온으로 가열했다가 다시 상온으로 진행되게 건조시켜서 렌즈본체(2)의 표면에 청광차단코팅층(10)이 견고하게 부착 고정되도록 하며, 아래와 같은 공정을 거쳐서 렌즈본체(2)의 표면에 청광차단코팅층(10)이 2~20㎛의 두께를 가지게 구성되는 것이다.
4-1. 회전시작공정
우선 렌즈본체(2)를 스핀코터 또는 스피너라고 지칭되는 스핀코팅에 사용되는 장치에 장착하여 10~300rpm으로 1~10초 동안 회전되도록 가동시키도록 한다.
4-2. 코팅액분사공정
스핀코터에 장착되어 회전되는 렌즈본체(2)의 중앙 표면에 청광차단코팅액을 분사하며, 이때 스핀코터에서 렌즈본체(2)를 50~300rpm으로 1~10초 동안 회전시키도록 한다.
4-3. 스핀가속공정
상기 코팅액분사공정 이후에 스핀코터에 장착된 렌즈본체(2)의 회전을 200~2000rpm으로 10~20초 동안 급가속시키도록 하여 청광차단코팅액가 렌즈본체(2)의 표면에 스핀코팅이 이루어지도록 한다.
4-4. 스핀정속공정
상기 가속스핀공정 후 스핀코터에 장착된 렌즈본체(2)의 회전을 500~2500rpm의 고속으로 10~20초 동안 정속시키도록 하여 청광차단코팅액이 렌즈본체(2)에 원활하게 코팅되도록 한다.
4-5. 스핀감속및정지공정
상기 정속스핀공정 이후 렌즈본체(2)의 회전을 10~20초 동안에 500~2500rpm의 회전속도에서 0rpm으로 정지하도록 감속시켜서 렌즈본체(2)에 청광차단코팅액의 스핀코팅이 보다 안정적으로 마무리되도록 한다.
5. 청광차단코팅경화단계
상기 청광차단코팅단계에서 청광차단코팅액에 의해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 코팅막을 상온에서 시작하여 고온으로 가열했다가 다시 상온으로 진행되게 건조시켜서 렌즈본체(2)의 표면에 청광차단코팅층(10)이 견고하게 부착 고정되도록 하는 것으로서, 하기와 같은 3공정을 거쳐서 청광차단코팅층(10)이 완성되도록 한다.
5-1. 예비건조공정
렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 청광차단코팅막을 1차 경화시키기 위해서 25±5℃에서 상대습도 50±30%로 1~120분 동안 건조시키도록 하는 첫 번째 공정이다.
5-2. 본건조공정
상기 예비건조공정을 거친 후 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 청광차단코팅막을 2차 경화시키기 위해서 예비건조공정보다 높은 온도인 100±30℃에서 3±2시간 동안 건조하여 상대적으로 높은 온도에서 급하게 경화가 이루어지도록 하는 두 번째 공정이다.
5-3. 에이징공정
상기 본건조공정을 거친 후 청광차단코팅막을 완전히 건조시켜서 성형되는 청광차단코팅층(10)의 외측으로 하드코팅을 하더라도 손상되지 않도록 충분히 건조될 수 있도록 25±5℃의 저온에서 상대습도 50±30%로 1~72시간 동안 서서히 건조시키도록 하는 세 번째 공정이다.
6. 세정단계
상기 청광차단코팅단계에서 청광차단코팅액이 코팅된 렌즈본체(2)의 표면을 이소프로필알콜(IPA) 세척제로 닦아내도록 한다.
7. 전처리단계
상기 청광차단코팅단계와 세정단계를 거쳐서 청광차단코팅이 된 세정된 렌즈본체(2)를 코로나표면처리 또는 플라즈마표면처리에 의해서 표면적을 넓히고 표면을 개질시켜서 표면에너지를 향상시키도록 해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 청광차단코팅층(10)과 이후 진행되는 하드코팅단계에서 코팅되는 하드코팅층(3)의 접착력을 높일 수 있도록 한다.
1)코로나표면처리
상기 코로나표면처리는 두 개의 전극 사이에 20,000V로 1~30초 동안 고전압을 흘려보내 발생된 고주파 또는 저주파에 의해 방전전극과 처리기재 사이에 있는 공기를 이온화하여 전하를 띤 입자를 발생시키고, 이러한 입자들이 청광차단코팅층(10)이 코팅된 렌즈본체(2)의 표면을 형질변화시킴으로써 이후 진행되는 하드코팅의 접착력을 높이도록 한 것이다.
2)플라즈마표면처리
상기 플라즈마표면처리는 플라즈마가 방출되는 플라즈마장치에 청광차단코팅층(10)이 코팅된 렌즈본체(2)를 투입하여 MW-power 10~400watts, 진공도 10~200Pa, gas(O2) 10~200sccm, 시간 10~300초의 조건하에서 이루어지게 함으로써 이후 진행되는 하드코팅의 접착력을 높일 수 있도록 한 것이다.
8. 하드코팅단계
하드코팅 전 렌즈본체(2)의 접착력 향상 및 렌즈본체(2)의 오염원을 제거하도록 수산화칼륨(KOH) 또는 수산화나트륨(NaOH)가 5~20중량%가 함유되어 20~60℃로 가온되면서 10~100kHz의 초음파가 조사되는 1~3개의 에칭조와 6~10개의 세척조로 이루어져서 에칭과 세척이 이루어지게 한 에칭 및 세척공정과, 에칭 및 세척된 렌즈본체(2)를 하드코팅용액에 침적시킨 후 렌즈본체(2)의 표면에 1~5㎛의 두께로 코팅막이 형성되도록 1~5mm/sec의 속도로 상승시켜서 하드코팅층(3)이 부착 형성되게 하는 하드코팅공정으로 이루어진다.
상기 에칭 및 세척공정 후의 렌즈본체(2)가 침적되는 하드코팅용액을 접착분산제 30~40중량%와 코팅조절액 5~10중량%와 에틸기유기용제 10~20중량%와 메틸기유기용제 20~30중량%와 수성용제 5~10중량%를 혼합 조성하거나, 메탈알코올(methanol) 20~60중량%와 테트라에칠오르소실리케이트(Tetraethyl Orthosilicate) 1~20중량%와 셀로솔브(Cellosolve) 1~20중량%와 기타성분(=용제) 20~60중량%를 혼합 조성하는 하드코팅액조성공정을 거친 다음, 상기 하드코팅액조성공정에서 만들어진 하드코팅용액에 렌즈본체(2)를 침적시켜서 표면에 하드코팅층(3)이 형성되도록 한다.
9. 예비건조단계
상기 하드코팅단계에 의해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 하드코팅층(3)을 70~90℃로 5~20분 동안 건조시켜서 1차 경화되게 한다.
10. 본건조단계
상기 하드코팅단계에 의해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 하드코팅층(3)을 예비건조단계를 거친 후 재차 110±30℃로 3±2시간 동안 건조시켜서 경화되게 한다.
11. 돔장착단계
상기 하드코팅단계에서 렌즈본체(2)의 표면에 하드코팅이 된 렌즈본체(2)를 에어로 표면을 세척하여 돔에 장착토록 한다.
12. 1차 예열건조단계
렌즈본체(2)를 진공증착기에 투입 전 50±30℃로 30±20분 동안 1차로 예열토록 한다.
13. 1차 반사방지코팅단계
렌즈본체(2)가 장착된 돔을 진공증착기 내부에 장착하여 진공상태에서 렌즈본체(2) 일면으로 반사방지코팅층(4)을 이루는 금속막의 부착력을 높이기 위해 (6±3)×10-5 Torr에서 이온 클리닝을 시행한 후 (3±2)×10-5 Torr의 고진공에서 1차 반사방지코팅을 시작하여 코팅이 완료되면 진공을 해제토록 한다.
14. 전복(顚覆)단계
진공증착기 내부에 장착된 돔에서 렌즈본체(2)를 반대면과 대응되게 뒤집도록 한다.
15. 2차 예열건조단계
전복단계 후 렌즈본체(2)를 진공증착기에 투입 전 50±30℃로 30±20분 동안 2차로 예열토록 한다.
16. 2차 반사방지코팅단계
진공상태에서 렌즈본체(2) 타면으로 반사방지코팅층(4)을 이루는 금속막의 부착력을 높이기 위해 (6±3)×10-5 Torr에서 이온 클리닝을 시행한 후 (3±2)×10-5 Torr의 고진공에서 2차 반사방지코팅을 시작하여 코팅이 완료되면 진공을 해제토록 한다.
17. 초발수코팅단계
상기 항균초발수코팅단계에서 렌즈본체(2)의 최외측 표면에 코팅된 초발수코팅층(5)을 55±30℃에서 2±1시간동안 건조하여 안경렌즈를 완성토록 하는 것이다.
이상과 같이 구성 및 조성되거나 제조된 본 발명의 스마트 블루 렌즈(1)는 렌즈본체(2)의 표면에 본 발명만의 청광차단코팅액을 이용하여 스핀방식으로 청광차단코팅층(10)을 코팅한 후에 그 외측으로 하드코팅을 행하여 일부 자외선이 포함된 380~500nm의 청색광 영역의 파장을 흡수 차단토록 하되, 특히 상기 청색광 중에서 에너지가 가장 강하여 청광유해 함수가 가장 큰 435nm 파장의 빛을 현저히 차단토록 하며, 이로 인하여 스마트폰, 컴퓨터의 모니터, 텔레비전, 태블릿 등의 각종 디지털스마트기기 등에서 방출되는 청색광에 의한 눈의 피로감을 극감시킬 수 있으며, 편안한 시야를 제공하면서 시력감퇴를 방지할 수 있으며, 각종 안(眼)질환을 예방할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.
1:스마트 블루 렌즈
2:렌즈본체
3:하드코팅층
4:반사방지코팅층
5:초발수코팅층
10:청광차단코팅층
2:렌즈본체
3:하드코팅층
4:반사방지코팅층
5:초발수코팅층
10:청광차단코팅층
Claims (8)
- 모노머를 폴리머로 중합하여 플라스틱으로 이루어진 렌즈본체(2);
렌즈본체(2)의 표면에 렌즈를 투과하는 청색광을 차단하면서 청색광의 차단으로 인한 렌즈의 황변을 포함하는 렌즈의 변색을 방지토록 된 청광차단코팅액을 분사하되, 분사되는 청광차단코팅액이 스핀코팅에 의해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅되어 렌즈를 투과하는 청색광을 차단토록 구성된 청광차단코팅층(10);
이 포함된 것을 특징으로 하는 스마트 블루 렌즈.
- 청구항 1에 있어서;
최초 표면에 청광차단코팅층(10)이 코팅된 렌즈본체(2)의 전후 표면에 렌즈의 경도를 높이기 위하여 침적에 의해서 코팅된 하드코팅층(3);
하드코팅된 렌즈본체(2)의 하드코팅층(3) 외측에 렌즈의 투과율을 높이기 위하여 진공 증착에 의해서 코팅된 반사방지코팅층(4);
이 포함된 것을 특징으로 하는 스마트 블루 렌즈.
- 청구항 1에 있어서;
청광차단코팅액은,
380~500nm의 청색광 중에서 에너지가 강한 435nm의 청색광을 흡수하여 차단토록 혼합되는 UV-A흡수차단제 1~10중량%;
UV-A흡수차단제의 사용으로 높아지는 황색도(Yellow Index)에 의해서 렌즈본체(2)가 노란색으로 변색되는 것을 차단토록 렌즈가 청색으로 보이도록 혼합되는 청색염료 1~10중량%;
UV-A흡수차단제와 청색염료에 혼합되어 유기용매로 사용되게 구성된 톨루엔(C7H8) 20~70중량%;
UV-A흡수차단제와 청색염료가 혼합된 톨루엔과 혼합되어 용제로 사용되게 구성된 에틸아세테이트(Ethyl Acetate, C4H8O2) 10~60중량%;
가 포함된 것을 특징으로 하는 스마트 블루 렌즈.
- 플라스틱으로 된 렌즈본체(2)를 구비하는 렌즈구비단계;
청색광을 차단하는 차단제와 유기용매 및 용제를 혼합하되, 렌즈본체(2)가 청색광 차단제에 의해서 황변되지 않도록 청색염료를 혼합하여 청색광의 투과를 차단하면서 황변을 방지하는 기능을 갖는 청광차단코팅액을 조성토록 하는 청광차단코팅액조성단계;
청광차단코팅액조성단계에서 조성이 이루어진 코팅액을 20~25℃의 상온에 방치하여 코팅액 내부의 가스를 제거(=탈기(脫氣))토록 하는 청광차단코팅액탈기단계;
탈기된 청광차단코팅액을 렌즈본체(2)의 표면에 분사하여 스핀코팅에 의해서 코팅토록 하는 청광차단코팅단계;
청광차단코팅단계에서 청광차단코팅액에 의해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 코팅막을 상온에서 시작하여 고온으로 가열했다가 다시 상온으로 진행되게 건조시켜서 렌즈본체(2)의 표면에 청광차단코팅층(10)이 견고하게 부착 고정되도록 하는 청광차단코팅경화단계;
가 포함된 것을 특징으로 하는 스마트 블루 렌즈의 제조방법.
- 청구항 4에 있어서;
청광차단코팅액조성단계는
청색광을 차단하기 위한 UV-A흡수차단제와 UV-A흡수차단제에 의한 렌즈본체(2)의 황변을 방지하기 위한 청색염료가 준비되며, 조성물 간에 원활한 혼합과 렌즈본체(2)에 원활한 코팅을 위해서 유기용매와 용제로 각각 사용되는 톨루엔과 에틸아세테이트가 구비되는 코팅액조성물준비공정;
상기 코팅액준비공정에서 준비된 UV-A흡수차단제 1~10중량%와 청색염료 1~10중량%와 톨루엔 20~70중량%와 에틸아세테이트 10~60중량%가 혼합되는 코팅액조성물혼합공정;
을 거쳐서 혼합 조성된 것을 특징으로 하는 스마트 블루 렌즈의 제조방법.
- 청구항 4에 있어서;
청광차단코팅단계는
렌즈본체(2)를 10~300rpm으로 1~10초 동안 회전시키는 회전시작공정;
렌즈본체(2)의 중앙 표면에 청광차단코팅액을 분사하되, 이때 50~300rpm으로 1~10초 동안 회전시키는 코팅액분사공정;
코팅액분사공정 이후 렌즈본체(2)의 회전을 200~2000rpm으로 10~20초 동안 급가속시키는 스핀가속공정;
가속스핀공정 후 렌즈본체(2)의 회전을 500~2500rpm으로 10~20초 동안 정속시키는 스핀정속공정;
정속스핀공정 이후 렌즈본체(2)의 회전을 10~20초 동안에 0rpm으로 정지하도록 감속시키는 스핀감속및정지공정;
을 거쳐서 렌즈본체(2)의 표면에 청광차단코팅층(10)이 2~20㎛의 두께를 가지게 구성된 것을 특징으로 하는 스마트 블루 렌즈의 제조방법.
- 청구항 4에 있어서;
청광차단코팅경화단계는
렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 청광차단코팅막을 1차 경화시키기 위해서 25±5℃에서 상대습도 50±30%로 1~120분 동안 건조시키는 예비건조공정;
예비건조공정을 거친 후 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 청광차단코팅막을 2차 경화시키기 위해서 예비건조공정보다 높은 온도인 100±30℃에서 3±2시간 동안 건조하여 상대적으로 높은 온도에서 급하게 경화가 이루어지도록 하는 본건조공정;
본건조공정을 거친 후 청광차단코팅막을 완전히 건조시켜서 성형되는 청광차단코팅층(10)의 외측으로 하드코팅을 하더라도 손상되지 않도록 충분히 건조될 수 있도록 25±5℃의 저온에서 상대습도 50±30%로 1~72시간 동안 서서히 건조시키는 에이징공정;
을 거쳐서 청광차단코팅층(10)이 완성되도록 한 것을 특징으로 하는 스마트 블루 렌즈의 제조방법.
- 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서;
청광차단코팅단계에서 청광차단코팅액이 코팅된 렌즈본체(2)의 표면을 세척제로 닦아내도록 한 세정단계;
청광차단코팅단계를 거쳐서 청광차단코팅이 된 렌즈본체(2)를 코로나표면처리 또는 플라즈마표면처리에 의해서 표면적을 넓히고 표면을 개질시켜서 표면에너지를 향상시키도록 해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 청광차단코팅층(10)과 이후 진행되는 하드코팅단계에서 코팅되는 하드코팅층(3)의 접착력을 높일 수 있도록 한 전처리단계;
전처리단계 이후에 하드코팅 전에 렌즈본체(2)의 접착력 향상 및 렌즈본체(2)의 오염원을 제거하도록 한 에칭 및 세척공정과, 에칭 및 세척된 렌즈본체(2)를 하드코팅용액에 침적시킨 후 렌즈본체(2)의 표면에 코팅막이 형성되도록 상승시켜서 하드코팅층(3)이 부착 형성되게 하는 하드코팅공정으로 이루어진 하드코팅단계;
하드코팅단계에 의해서 렌즈본체(2)의 표면에 코팅된 하드코팅층(3)을110±30℃로 3±2시간 동안 건조시켜서 경화되게 하는 본건조단계;
렌즈본체(2)를 진공증착기에 투입 전 50±30℃로 30±20분 동안 예열토록 하는 예열건조단계;
진공상태에서 렌즈본체(2) 표면으로 반사방지코팅층(4)을 이루는 금속막의 부착력을 높이기 위해 (6±3)×10-5 Torr에서 이온 클리닝을 시행한 후 (3±2)×10-5 Torr의 고진공에서 반사방지코팅을 시작하여 코팅이 완료되면 진공을 해제토록 하는 반사방지코팅단계;
가 더 포함된 것을 특징으로 하는 스마트 블루 렌즈의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200070569A KR20210143085A (ko) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 스마트 블루 렌즈 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020200070569A KR20210143085A (ko) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 스마트 블루 렌즈 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210143085A true KR20210143085A (ko) | 2021-11-26 |
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ID=78700351
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| KR1020200070569A KR20210143085A (ko) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 스마트 블루 렌즈 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210143085A (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200406814Y1 (ko) | 2005-11-02 | 2006-01-24 | 이인원 | 자외선차단 기능을 갖는 콘택트렌즈 |
| KR101540114B1 (ko) | 2014-07-15 | 2015-07-29 | (주)케미그라스 | 청색광 차단렌즈 및 그 제조방법 |
| KR101612940B1 (ko) | 2015-09-15 | 2016-04-15 | (주)케미그라스 | 자외선 및 청색광 차단 기능성 안경렌즈 |
-
2020
- 2020-06-10 KR KR1020200070569A patent/KR20210143085A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
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