KR20230141020A - 플라스틱 렌즈의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모노머 주입 시 몰드 내부의 공기가 원활하게 배출되도록 함과 동시에 종래와 같이 오버랩된 테이프를 떼었다가 다시 부착하는 번거롭고 시간이 많이 소요되는 공정을 대폭 단축할 수 있도록 소정의 간격으로 이격된 2개의 몰드 외곽에 테이프를 감아서 형성된 몰드 내부의 캐비티에 모노머 용액을 주입한 후 중합 경화시켜 플라스틱 렌즈를 제조하는 방법에 있어서, 2개의 몰드 외곽에 일부를 개방된 상태로 남겨놓고 1차로 테이프를 감는 단계와; 상기 개방된 부분을 통해 모노머 용액을 캐비티 내에 주입하는 단계와; 2차로 또 다른 테이프를 모노머 용액이 주입된 몰드의 개방된 부분을 밀봉하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

플라스틱 렌즈의 제조방법{PROCESS FOR PRODUCING PLASTIC LENS}

본 발명은 안경 렌즈 등의 각종 플라스틱 렌즈를 제조하는 방법에 관한 것으로, 2개의 몰드 외곽을 일부를 남겨놓고 테이핑한 상태에서 모노머를 주입한 후 개방된 부분을 테이프로 밀봉함으로써 모노머 주입 시 몰드 내부의 공기가 원활하게 배출되도록 함과 동시에 종래와 같이 오버랩된 테이프를 떼었다가 다시 부착하는 번거롭고 시간이 많이 소요되는 공정을 대폭 단축할 수 있도록 한 것이다.

광학재료에서 플라스틱 렌즈는 유리 렌즈보다 가볍고 잘 깨지지 않으며 가공성이 좋다는 장점이 있어, 근래에는 유리 렌즈보다 플라스틱 렌즈를 많이 사용하는 추세이다. 이러한 플라스틱 렌즈는 모노머(monomer)라고 하는 고분자 화합물을 몰드에 주입하여 굳힌 후 적당한 후가공을 통해 제작된다. 즉, 렌즈모양의 빈 주입공간(캐비티)을 갖는 몰드에 모노머 용액을 주입하는 방식으로 제작되는 것이다.

일명 '테이프 몰드법'은 2매의 유리형의 몰드 성형면을 소정의 간격을 가지고 대향시켜 이 상태에서 외주면을 점착 테이프로 감아 돌려 내부에 캐비티를 형성하고, 내부 공간에 원료 모노머를 주입한 후 중합 경화시켜 플라스틱 렌즈를 성형하는 방법이다.

상술한 테이프 몰드법에서는 2매의 몰드 외곽을 감아 돌리고 있는 점착 테이프의 이어 맞춤부를 일부 벗겨 개방부를 형성하고, 이 개방부에 모노머 용액을 주입한 후, 다시 점착 테이프의 벗겨진 부분을 리테이핑하는 방법을 사용하고 있다. 그렇지만, 이 방법에서는, 모노머 용액을 주입할 때에, 점착 테이프를 벗긴 부분에 모노머 용액이 부착하여 점착 테이프의 점착력이 저하 혹은 잃게 되어 버리는 경우가 발생하기도 하며, 오버랩된 점착 테이프를 벗겨내고 모노머 용액을 주입한 후 다시 붙이기 위한 기계 파트의 정밀한 제어에 상당한 시간이 소요되는 것은 물론 동작 불량이 발생할 가능성이 높다는 문제점이 있었다.

한편, 이러한 문제점을 해결하는 방법으로서 점착 테이프를 벗기지 않고, 주사바늘과 같이 예리한 선단 형상을 가지는 주입 노즐로 점착 테이프를 찌르고, 모노머 용액을 주입한 후, 주입구를 밀봉하는 방법이 알려져 있으나, 이와 같은 방법에서는 캐비티 내부의 공기를 외부로 배출시키기 위한 별도의 배기 노즐이 필요하게 되고, 이에 의해 단면적이 작은 배기 노즐을 통해 캐비티 내의 공기를 배출시키는 과정에서 시간이 더 소요되는 것은 물론 캐비티 내에 공기가 잔류하여 모노머 용액의 완충이 불가능해지게 되거나 기포의 형성으로 인해 불량률이 높아지게 되는 문제점이 있었다.

일본특허공개2000-108217호(2000.04.18.공개) 한국등록특허 제10-2046260호(2019.11.12. 등록) 한국등록특허 제10-2081498호(2020.02.19. 등록)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공지의 테이프 몰드법을 개량하여 자동주입장비의 기계적인 단순화 및 모노머 용액의 주입에 소요되는 시간의 단축과 더불어 공기의 효과적인 배출이 가능하도록 함으로써 모노머 용액의 신속하고 정확한 정량 주입이 가능하도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소정의 간격으로 이격된 2개의 몰드 외곽에 테이프를 감아서 형성된 몰드 내부의 캐비티에 모노머 용액을 주입한 후 중합 경화시켜 플라스틱 렌즈를 제조하는 방법에 있어서, 2개의 몰드 외곽에 일부를 개방된 상태로 남겨놓고 1차로 테이프를 감는 단계와; 상기 개방된 부분을 통해 모노머 용액을 캐비티 내에 주입하는 단계와; 2차로 또 다른 테이프를 모노머 용액이 주입된 몰드의 개방된 부분을 밀봉하는 단계;를 포함하여 이루어지는 플라스틱 렌즈의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면 몰드의 외곽에 일부 개방부를 남긴 상태로 1차 테이핑을 실시한 후, 이 개방부를 통해 주입 노즐을 삽입하여 모노머 용액을 캐비티 내에 주입함으로써 모노머 용액 주입 시 몰드 내부의 공기가 원활하게 배출될 수 있게 되어 모노머 용액의 단위 시간당 주입량을 증가시켜 주입소요시간을 대폭 단축시킬 수 있음은 물론, 넓은 개방부를 통해 캐비티 내의 공기가 신속하게 배출되어 공기가 잔류하지 않으므로 기포 발생 등 불량률을 줄일 수 있고, 종래와 같이 오버랩된 테이프를 떼었다가 다시 부착하기 위한 복잡한 설비와 번거로운 공정을 생략할 수 있게 되므로 자동화 설비의 실질적인 생산성을 제고할 수 있는 유용한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 의해 1차 테이핑 된 몰드의 사시도,
도 2는 몰드 내부의 캐비티에 모노머 용액의 주입을 위해 노즐이 하강되는 상태,
도 3은 모노머 용액이 주입되는 상태,
도 4는 모노머 용액의 주입 완료 후 노즐이 상승되는 상태,
도 5는 몰드에 2차 테이핑을 하는 상태.
도 6은 몰드에 2차 테이핑이 완료된 상태,
도 7은 본 발명의 렌즈 제조공정을 도시한 플로우챠트,
도 8은 본 발명의 제2실시 예에 의한 1차 테이핑 된 몰드에 2차 테이핑을 하는 상태를 도시한 것이다.

이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 7에는 본 발명의 제1실시 예에 의한 플라스틱 렌즈 제조방법이 도시되어 있는데, 본 실시 예에서는 소정의 간격으로 이격된 2개의 몰드 외곽에 테이프를 감아서 형성된 몰드 내부의 캐비티에 모노머 용액을 주입한 후 중합 경화시켜 플라스틱 렌즈를 제조하는 방법으로, 2개의 몰드 외곽에 일부를 개방된 상태로 남겨놓고 1차로 테이프를 감는 단계와; 상기 개방된 부분을 통해 모노머 용액을 캐비티 내에 주입하는 단계와; 2차로 또 다른 테이프를 모노머 용액이 주입된 몰드의 개방된 부분을 밀봉하는 단계;를 포함하여 이루어져 있다.

도 1에는 소정의 간격으로 이격된 2개의 몰드(M1,M2) 외곽에 테이프(T1)를 감아서 내부에 캐비티를 형성한 상태가 도시되어 있는데, 본 실시 예에서는 2개의 몰드(M1,M2) 외곽에 일부 개방부(O)가 형성되도록 테이프(T1)의 길이가 몰드(M1,M2)의 원주 길이보다 짧게 부착되어 있다.

본 실시 예에서, 상기 1차 테이핑 단계에서는 개방부(O)의 개방 폭이 5~15mm를 형성하고 있는데, 이는 모노머 용액(L; 도 3 참조)을 주입하기 위한 노즐(N)의 굵기에 따라서 폭을 다양하게 설정할 수 있으며, 개방부(O)의 폭은 노즐의 굵기는 물론 복수의 노즐을 이용하여 동시에 다량의 모노머 용액을 주입하는 것도 가능하며, 노즐(N)을 이용하여 모노머 용액(L)을 주입하는 과정에서 몰드(M1,M2) 내부의 캐비티(빈 공간)에 있던 공기가 개방부(O)를 통해 원활하게 배출되게 되므로 캐비티 내부의 공기가 완전하게 배출되지 못하고 잔류하게 될 경우 기포 상태로 남아 불량품이 생산되는 것을 방지할 수 있는바, 이는 기존의 테이핑 후 주입 노즐과 배기 노즐로 테이프를 천공하여 모노머 용액을 주입하고 공기는 배기 노즐로 배출하는 과정에서의 배기 불량문제를 효과적으로 방지할 수 있음과 아울러, 기존의 오버랩된 테이프를 투입하여 테이프를 다시 일부분 벗겨낸 후 모노머 용액을 주입한 후 다시 벗겨낸 테이프를 덮어서 밀봉하는 공정에서 소요되던 시간을 대폭 단축할 수 있는 이점이 있다.

즉, 본 실시 예에서는 개방부를 남겨 둔 상태로 1차 테이핑을 하여 모노머 용액 주입설비에 투입한 후, 개방부를 통해 모노머 용액을 신속하게 주입하고, 별도의 테이프를 사용하여 개방부를 2차 테이핑하는 간결한 공정을 채택함으로써 설비의 단순화를 도모할 수 있음은 물론, 숙련된 작업자가 수작업으로 주입시 몰드를 정렬하고 주입한 후 다시 테이핑을 하는 데 12-13초 정도가 소요되었고, 기존의 자동화된 주입설비에서는 오히려 수작업에 비해 긴 45초 정도가 소요되었던 고질적인 문제를 해소하여 몰드의 정렬과 모노머 용액의 주입 및 2차 테이핑에 의한 밀봉까지 소요되는 시간을 8~13초 내에서 가능하도록 함으로써 플라스틱 렌즈 제조를 위한 자동화설비의 생산성을 실질적으로 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또, 본 실시 예에서는 상기 1차 테이핑 단계에서 몰드(M1,M2)의 외곽을 감는 테이프(T1)의 말단은 직각으로 절단되어 있는데, 본 발명은 이에 한정되지 않고 도 8에 도시된 제2 실시 예에서와 같이 몰드(M1,M2)의 외곽을 감는 테이프(T1)의 말단을 사선으로 절단함으로써 개방부(O)에서 몰드(M1,M2) 사이의 간격 변화가 발생하는 것을 최소화할 수도 있음은 물론이다.

도 2에는 1차 테이핑이 완료된 몰드가 모노머 주입장치 쪽으로 투입되어 주입 노즐(N)과 정렬된 상태 즉, 주입 노즐(N)의 직하부에 몰드가 위치한 상태에서 주입 노즐(N)이 하강하는 상태를 보여주고 있고, 도 3에는 주입 노즐(N)이 개방부(O)를 통해 캐비티 내부로 삽입된 상태에서 모노머 용액(L)을 주입하고 있는 상태를 보여주고 있으며, 도 4에는 모노머 용액(L)의 주입을 완료한 후 주입 노즐(N)이 상부로 이탈된 상태를 보여주고 있다.

상술한 모노머 용액을 몰드의 캐비티 내부로 주입하는 주입 노즐 및 이를 포함하는 주입장치와 적정량을 주입하기 위한 방법은 특허문헌 2 및 특허문헌 3 등에 개시되어 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 5 및 도 6에는 2차 테이핑 단계가 도시되어 있는데, 2차 테이핑 단계는 개방부(O) 좌우 외측의 1차 테이프(T1)와 오버랩되도록 개방부(O)의 폭 이상으로 절단된 상태로 부착되어 밀봉된다.

상기 2차 테이핑의 테이프(T2)는 1차 테이핑용 테이프(T1)와 동일한 폭과 두께를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 도 8의 제2실시 예에서와 같이 2차 테이핑용 테이프(T2)의 일측에 박리를 위한 무점착층 또는 점착부가 접힌 박리부(Ta)가 형성된 것을 사용함으로써 중합 경화 후 테이프(T2 및 T1)의 박리가 용이하도록 한다.

도 7에는 본 발명의 플라스틱 렌즈 제조공정이 도시되어 있는데, 이를 설명하면, 1쌍의 몰드(M1,M2)를 테이핑 장치에 투입하는 몰드 로딩단계(S10)와, 테이핑 장치에서 개방부(O)를 남긴 상태로 1쌍의 몰드를 소정의 간격 이격된 상태에서 외곽을 테이핑하는 단계(S20)와, 1차 테이핑된 몰드를 모노머 주입장치로 투입하여 정렬한 후 주입 노즐을 하강시키는 단계(S30)와, 모노머 용액을 주입하는 단계(S40) 및 모노머 용액의 충전 완료 여부를 판단하는 단계(S50)와, 모노머 용액의 충전이 완료된 후 주입 노즐이 상승하는 단계(S60), 커버 테이프(T2)로 2차 테이핑을 하는 단계(S70)를 포함하여 이루어지며, 후속공정으로는 모노머 용액을 중합 경화하는 단계(S80) 및 경화된 플라스틱 렌즈를 몰드로부터 분리하는 단계(S90)를 거쳐 플라스틱 렌즈를 생산하게 되며, 플라스틱 렌즈가 분리된 몰드는 세척 과정을 거친 후 재사용된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 테이핑 법을 이용한 플라스틱 렌즈 제조방법에서는 몰드의 외곽에 일부 개방부를 남긴 상태로 1차 테이핑을 실시한 후, 이 개방부를 통해 주입 노즐을 삽입하여 모노머 용액을 캐비티 내에 주입함으로써 모노머 용액 주입 시 몰드 내부의 공기가 원활하게 배출됨은 물론,종래와 같이 오버랩된 테이프를 떼었다가 다시 부착하기 위한 복잡한 설비와 번거로운 공정이 생략되며, 단순하게 개방부 위를 2차 테이핑을 위한 커버 테이프로 오버랩되도록 테이핑하는 것에 의해 밀봉이 가능하게 되는바, 모노머 용액의 자동 주입설비에서 공기의 배출을 감안하여 주입 속도를 느리게 함은 물론 테이프 박리와 리테이핑 공정에서 상당한 시간이 소요되던 문제를 간단하게 해소함으로써 공정시간의 대폭 단축이 가능하게 되는 이점이 있다.

L : 모노머 용액
M1,M2 : 몰드
N : 주입노즐
O : 개방부
T1 : 테이프(1차 테이핑용)
T2 : 테이프(2차 테이핑용)
Ta : 박리부(또는 무점착층)

Claims (5)

1. 소정의 간격으로 이격된 2개의 몰드 외곽에 테이프를 감아서 형성된 몰드 내부의 캐비티에 모노머 용액을 주입한 후 중합 경화시켜 플라스틱 렌즈를 제조하는 방법에 있어서,
   2개의 몰드 외곽에 일부를 개방된 상태로 남겨놓고 1차로 테이프를 감는 단계와;
   상기 개방된 부분을 통해 모노머 용액을 캐비티 내에 주입하는 단계와;
   2차로 또 다른 테이프를 모노머 용액이 주입된 몰드의 개방된 부분을 밀봉하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 1차 테이핑 단계는 개방된 부분의 폭이 5~15mm인 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 제조방법.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 1차 테이핑 단계에서 몰드의 외곽을 감는 테이프의 말단은 직각으로 절단되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 제조방법.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 1차 테이핑 단계에서 몰드의 외곽을 감는 테이프의 말단은 사선으로 절단된 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 제조방법.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 2차 테이핑 단계는 개방부 외측의 1차 테이프와 개방부의 폭 이상으로 오버랩되며, 2차 테이핑의 테이프는 일측에 박리를 위한 무점착층 또는 점착부가 접힌 박리부가 형성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 렌즈의 제조방법.