KR20240036664A - 안과용 렌즈 생산을 위한 생산라인 - Google Patents

안과용 렌즈 생산을 위한 생산라인 Download PDF

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마티아스 슈밥
마티아스 브라운
로거 비엘
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알콘 인코포레이티드
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Abstract

안과용 렌즈 생산을 위한 자동 생산라인은 생산라인 프론트엔드(1)와 생산라인 백엔드(2)를 포함하되, 상기 생산라인 프론트엔드(1)는 제1 및 제2 사출 성형기(10, 12), 캐스팅 모듈(14), 충전 스테이션(144), 캐핑 스테이션(145), 스태킹 모듈(15), 경화 모듈(16), 디스태킹 모듈(17), 및 탈형(demolding)-렌즈분리(delensing) 모듈을 포함하고, 상기 생산라인 백엔드(2)는 처리용 모듈(20) 및 검사 모듈(21)을 포함하며, 생산라인은 경화 시간과 경화 온도를 쉽게 조정하고 추출 모듈에서 다양한 처리액 및 처리 시간을 활용하는 기능을 가져 제품 유연성을 달성할 수 있다.

Description

안과용 렌즈 생산을 위한 생산라인
본 발명은 전반적으로 안과용 렌즈, 특히 소프트 콘택트렌즈(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈)와 같은 콘택트렌즈의 제조에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 사출 성형 기술로 생산된 플라스틱 렌즈 몰드(또는 주형)를 사용하여 이러한 렌즈를 제조하기 위한 생산라인에 관한 것이다.
콘택트렌즈, 특히 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈와 같은 소프트 콘택트렌즈는 일반적으로 한 번만(일회용) 착용하고 그 후에는 폐기되므로 대량 제조 기술을 사용하여 생산된다. 따라서, 당연하겠지만, 이렇게 많은 개수의 콘택트렌즈는 어느 정도 완전히 자동화된 대량 생산라인에서 생산되어야 한다. 이 점에 있어서, 콘택트렌즈를 형성하는데 사용되는 렌즈 몰드의 유형과 관련하여 근본적으로 다른 두 가지 일반적인 유형의 완전 자동화된 생산라인이 알려져 있다.
첫 번째 유형의 생산라인에서는 콘택트렌즈를 형성하는 렌즈 몰드가 재사용 가능하며, 실제로, 생산라인에서 제거되어 다른 재사용 가능 렌즈 몰드로 교체되기 전까지 생산라인에서 수천 번 정도 사용된다. 이는, 이러한 재사용 가능 렌즈 몰드를 사용하여 하나의 콘택트렌즈를 생산한 후 해당 렌즈 몰드를 생산라인에서 세정, 헹굼 및 건조시켜 다음 생산 실행에서 다시 사용하여 다음 콘택트렌즈를 형성한다는 것을 의미한다. 이러한 재사용 가능 렌즈 몰드는 일반적으로 유리, 예컨대 석영 유리로 만들어지며, 매우 고가이고(이것이 대량으로 콘택트렌즈를 생산하기 위해 유리 렌즈 몰드를 재사용해야 하는 이유 중 하나임), 렌즈 형성 재료의 경화는 UV 광, 그리고 해당 렌즈 형성 재료에 함유되어 있는 UV 광개시제의 도움으로 이루어질 수 있다. 이때 UV 광개시제는 UV 광에 노출되면 렌즈 형성 재료(단량체 또는 예비중합체일 수 있음)에 광중합 및/또는 가교결합을 유발하여 콘택트렌즈가 형성되도록 한다.
두 번째 유형의 생산라인에서는 콘택트렌즈를 형성하는 렌즈 몰드가 일회용 렌즈 몰드이다. 이는, 이러한 일회용 렌즈 몰드를 사용하여 한 번의 생산 실행으로 하나의 콘택트렌즈를 생산한 후 동일한 렌즈 몰드를 더 이상 사용하지 않고 다음 생산 주기에서 새로운 일회용 렌즈 몰드를 사용하여 다음 콘택트렌즈를 생산한다는 의미이다. 사용된 후의 렌즈 몰드는 일반적으로 재활용 공정으로 회수된다. 당연하겠지만, 일회용 렌즈 몰드는 한 번만 사용되기 때문에 렌즈 몰드의 재질은 물론 제조 과정과 관련하여 비용이 적게 들어야 한다. 그럼에도 최고 품질의 콘택트렌즈를 생산할 수 있어야 한다. 일회용 렌즈 몰드는 일반적으로 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌으로 만들어진 플라스틱 렌즈 몰드이며, 사출 성형기를 사용하여 안정적이면서 비용 효율적으로 생산이 가능하다.
사출 성형기에서는, 유동성(flowable) 고온 열가소성 재료를 소위 핫 러너(즉, 채널 또는 파이프이며, 이를 통과해 유동성 고온 열가소성 재료가 주입됨)를 통해 고압 하에 캐스팅 다이에 주입한다. 캐스팅 다이의 형상은 그 안에 든 고온 열가소성 재료를 냉각시켜 경화시킨 후 (캐스팅 다이에 의해 획정되는) 목표로 하는 기하학적 형태의 플라스틱 렌즈 몰드가 형성되도록 정해진다. 일반적으로, 사출 성형기는 서로 가까워지거나 서로 멀어질 수 있는 2개의 공구 반부로 구성된다. 2개의 공구 반부가 서로 가까워지면서 폐쇄 위치에 놓일 때, 이들 2개의 공구 반부 사이에 캐스팅 다이가 형성되고 유동성 고온 열가소성 재료를 고압 하에 캐스팅 다이에 주입한다. 유동성 고온 열가소성 재료가 냉각되어 플라스틱 렌즈 몰드가 형성된 후에 2개의 공구 반부가 서로 멀어지면서 개방 위치로 이동하면, 형성된 플라스틱 렌즈 몰드를 떼어낼 수 있다.
이러한 일회용 플라스틱 렌즈 몰드 수천 개가 콘택트렌즈 생산라인과 별도로 배치된 사출 성형기 또는 사출 성형 장치에서 생산된다. 일반적으로, 다양한 기하학적 형태를 갖는 다수의 플라스틱 렌즈 몰드가 생산되어 각각의 기하학적 형태를 갖는 콘택트렌즈가 필요할 때까지 보관되어 있다가, 필요 시 각자 해당되는 플라스틱 렌즈 몰드가 생산라인에 공급된다.
플라스틱 렌즈 몰드를 사용하는 기존의 생산라인은 1회에 한 로트의 콘택트렌즈(제1 로트)만 생산할 수 있다. 다시 말해, 1회에 생산되는 콘택트렌즈들은 모두 동일한 특성을 갖게 된다. 이는, 이러한 제1 로트의 콘택트렌즈를 생산하기 위해 생산라인에 공급되는 플라스틱 렌즈 몰드 모두의 사양(예컨대, 기하학 구조, 렌즈 형성 재료 등)이 동일함을 의미한다. 플라스틱 렌즈 몰드가 생산되는 환경 조건(실온, 상대습도 등)이 플라스틱 렌즈 몰드가 보관되는 환경 조건과 다를 수 있기 때문에, 플라스틱 렌즈 몰드가 실제로 생산라인에 공급되는 시점은 제1 로트의 콘택트렌즈 생산을 시작하기 전 어느 정도의 시간을 거친 후이다. 일단 생산이 시작되면 오로지 제1 로트의 콘택트렌즈들만 생산라인에서 동시에 생산된다.
다른 로트(제2 로트)의 콘택트렌즈, 즉 제1 로트의 콘택트렌즈들의 기하학적 형태와 상이한 기하학적 형태를 갖는 콘택트렌즈를 후속으로 생산할 경우, 제1 로트의 콘택트렌즈 생산을 위한 모든 플라스틱 렌즈 몰드를 생산라인에서 제거하고 제2 로트의 콘택트렌즈 생산에 필요한 플라스틱 렌즈 몰드를 공급해야 한다. 거듭 말하지만, 제2 로트의 플라스틱 렌즈를 생산하는 데 필요한 플라스틱 렌즈 몰드가 실제로 공급되는 시점은 제2 로트의 콘택트렌즈 생산을 시작하기 전 어느 정도의 시간을 거친 후이다. 그런 후에는, 오로지 제2 로트의 콘택트렌즈들만 동시에 생산된다(거듭 말하지만, 제2 로트의 콘택트렌즈들 모두는 동일한 기하학적 형태를 갖지만 상기 제1 로트의 콘택트렌즈들의 기하학적 형태와는 상이하다).
일반적으로, 제1 로트의 마지막 콘택트렌즈를 생산하는 시점과 제2 로트의 첫 번째 콘택트렌즈를 생산하는 시점 사이에 시간 간격(갭)이 존재한다. 이러한 간격은 이전 로트의 콘택트렌즈 생산의 종료와 후속 로트의 콘택트렌즈 생산의 시작을 나타낸다.
앞에서 설명한, 플라스틱 렌즈 몰드를 사용하는 생산라인은 여러 가지 단점을 안고 있다. 먼저, 이들 생산라인에서는 동일한 유형의 콘택트렌즈만 동시에 생산할 수 있다. 즉, 동일한 생산라인에서 생산되는 모든 콘택트렌즈에는 동일한 렌즈 형성 재료 및 렌즈 제조 공정이 사용된다. 둘째, 특정 생산 주문에 포함되는 다양한 기하학적 형태의 콘택트렌즈를 언제나 생산할 수 있도록 콘택트렌즈 제조업체는 다양한 기하학적 형태의 플라스틱 렌즈 몰드의 대량 재고를 유지해야 한다. 그 중 한 특정 기하학적 형태의 플라스틱 렌즈 몰드의 재고가 없거나 특정 기하학적 형태의 플라스틱 렌즈 몰드의 재고 개수가 생산 주문서에 포함된 개수보다 적으면, 해당 생산 주문을 실행할 수 없다. 셋째, 기존의 생산라인은 그다지 유연성이 없다. 예를 들어, 생산 주문이 (실질적으로 항상 그렇듯이) 다양한 기하학적 형태의 콘택트렌즈로 구성되는 경우, 이렇게 다양한 기하학적 형태의 콘택트렌즈를 (기하학적 형태별로) 하나씩 차례로 생산해야 한다. 로트 변경이 번거롭고 시간이 많이 걸리는 작업임을 감안하면 이는 생산라인을 비효율적으로 사용하는 것일 수 있다. 다른 렌즈 형성 재료를 사용하는 콘택트렌즈는 생산 공정(예컨대, 경화 매개변수, 화학적 처리 매개변수 등)이 다르기 때문에 동일한 생산라인에서 생산될 수 없으므로 다른 생산라인에서 생산되어야 한다.
따라서 본 발명은 사출 성형으로 생산된 플라스틱 렌즈 몰드를 사용하는 생산라인 및 방법을 제시하여, 앞서 언급한 단점들을 극복하고 안과용 렌즈, 특히 소프트 콘택트렌즈(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈)와 같은 콘택트렌즈를 매우 효율적으로 생산할 수 있게 하는 것이 목적이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 해당 카테고리에 속하는 독립항의 특징들을 통해 명시된 생산라인 및 방법을 제시한다. 본 발명에 따른 생산라인 및 방법의 유리한 양태들이 각 종속항의 주제이다.
일 양태에서, 본 발명은 안과용 렌즈, 특히 소프트 콘택트렌즈(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈)와 같은 콘택트렌즈의 생산을 위한 자동 생산라인에 관한 것이다. 생산라인은 하기를 포함한다:
- 생산라인 프론트엔드(front end)로서,
- 생산라인에 배치되며, 10초 미만, 특히 5초 미만, 바람직하게는 2 내지 5초의 기설정된 주기 시간 내에, 복수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 동시에 생산하도록 구성된 제1 사출 성형기;
- 생산라인에 배치되며, 10초 미만, 특히 5초 미만, 바람직하게는 2 내지 5초의 동일한 기설정된 주기 시간 내에, 대응하는 복수의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 동시에 생산하도록 구성된 제2 사출 성형기;
- 캐스팅 모듈로서,
- 기설정된 양의 렌즈 형성 재료를 기설정된 개수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드에 도징(dose)하도록 구성된 충전 스테이션, 및
- 상기 기설정된 개수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 연령(age)이 동일한 대응하는 개수의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 기설정된 양의 렌즈 형성 재료가 든 기설정된 개수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 위에 놓음으로써, 렌즈 형성 재료가 든, 대응하는 개수의 폐쇄상태(closed) 플라스틱 렌즈 몰드들을 형성하도록 구성된 캐핑 스테이션
을 포함하는 캐스팅 모듈;
- 렌즈 형성 재료가 든 상기 대응하는 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들을 캐스팅 모듈로부터 스태킹 모듈로 운반하도록 구성된 제1 운반 로봇;
- 스태킹 모듈로서,
- 복수의 렌즈 몰드 트레이로서, 각각의 렌즈 몰드 트레이는, 제1 운반 로봇에 의해 운반되고 렌즈 형성 재료가 든 상기 대응하는 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들 다수가 적재되도록 구성된 것인, 복수의 렌즈 몰드 트레이, 및
- 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 복수의 렌즈 몰드 트레이를 스태킹하여, 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 형성하는 스태킹 로봇
을 포함하는 스태킹 모듈;
- 복수의 오븐 및 스택 핸들링 로봇을 포함하는 경화 모듈로서, 상기 복수의 오븐의 각각의 개별 오븐은 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 모듈들을 실은 스택을 수용하기 위한 크기의 가열식 챔버와 상기 가열식 챔버를 열고 닫기 위한 도어를 포함함으로써,
도어가 열렸을 때, 스택 핸들링 로봇으로 하여금 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 상기 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 가열식 챔버 안에 로딩할 수 있도록 하고,
도어가 닫혔을 때, 가열식 챔버가 기설정된 온도까지 가열될 수 있도록 하여 렌즈 형성 재료를 경화시켜 스택의 개별 렌즈 몰드 트레이 상의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들 내에 경화 렌즈를 형성하도록 하고,
도어가 다시 열렸을 때, 스택 핸들링 로봇으로 하여금 경화된 렌즈가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 상기 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 챔버에서 꺼낼 수 있도록 하는 것인, 경화 모듈;
- 각각의 개별 렌즈 몰드 트레이의 폐쇄상태 플라스틱 몰드들로의 접근을 허용하기 위해, 상기 오븐의 챔버에서 꺼내어진 렌즈 몰드 트레이들의 스택으로부터 개별 렌즈 몰드 트레이를 떼어내도록 구성된 디스태킹 로봇을 포함하는 디스태킹 모듈;
- 경화된 렌즈가 든, 기설정된 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들을 상기 개별 렌즈 몰드로부터 탈형-렌즈분리 모듈(demolding and delensing module)로 운반하도록 구성된 제2 운반 로봇; 및
- 탈형-렌즈분리 모듈로서,
- 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 서로 분리시키는 방식으로 상기 기설정된 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들을 열도록 구성된 탈형 스테이션으로서, 경화된 렌즈는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 또는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 중 어느 하나에 접착되어 있는 것인 탈형 스테이션,
- 경화된 렌즈를 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 또는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드로부터 분리시키도록 구성된 렌즈분리 스테이션, 및
- 상기 렌즈분리 스테이션으로부터 분리된 경화된 렌즈를 처리용 캐리어 트레이로 운반하도록 구성된 운반용 그리퍼
를 포함하는 탈형-렌즈분리 모듈
을 포함하는 생산라인 프론트엔드와,
- 생산라인 백엔드(product line back end)로서,
- 처리용 캐리어 트레이에 실린 경화된 렌즈를 액조(liquid bath) 처리하여 안과용 렌즈를 얻기 위한 처리용 모듈,
- 안과용 렌즈를 검사하기 위한 검사 모듈, 및
- 검사를 성공적으로 통과한 안과용 렌즈를 일차 포장 용기에 포장하기 위한 일차 포장 모듈
을 포함하는 생산라인 백엔드.
처리용 모듈은 복수의 개별 처리용 캐리어 트레이를 하나씩 위로 적층시켜, 경화된 렌즈를 실은 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 형성하는 처리용 캐리어 트레이 스태킹 스테이션을 포함한다.
처리용 모듈은 복수의 처리조를 추가로 포함하며, 각각의 처리조는, 상기 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 수용하는 크기를 가지며 (완충된 또는 완충되지 않은) 물, 유기 추출액, 코팅액 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 처리액이 들어있는 탱크를 포함한다.
본 발명에 따른 생산라인의 일 양태에 따르면,
제1 사출 성형기는 제1 공구 반부와 제2 공구 반부를 포함하며, 제1 공구 반부와 제2 공구 반부는 전면 커브 플라스틱 몰드의 사출 성형을 위한 폐쇄 위치와 성형된 전면 커브 플라스틱 몰드 제거를 위한 개방 위치 사이에서 서로에 대해 이동 가능하게 배치되고;
제1 공구 반부는 복수의 개별 제1 슬리브가 사전 장착된 제1 툴링 플레이트를 포함하며, 각각의 개별 제1 슬리브에는 개별 광학 공구 인서트에 의해 형성된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 오목한 광학 전면의 형상을 결정하는 개별 광학 공구 인서트가 장착되고;
제2 공구 반부는 복수의 개별 제2 슬리브가 사전 장착된 제2 툴링 플레이트를 포함하되, 각각의 개별 제2 슬리브에는 개별 백 피스 공구 인서트(individual back piece tool insert)에 의해 형성된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 볼록한 후면의 형상을 결정하는 개별 백 피스 공구 인서트가 장착되고;
제1 공구 반부는 제1 툴링 플레이트를 수용하는 제1 슬롯을 추가로 포함하며, 제1 툴링 플레이트를 슬라이딩식으로 제1 슬롯 안에 삽입한 다음 고정시켜 장착시킬 수 있고, 제1 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 제1 슬롯 밖으로 빼냄으로써 제1 툴링 플레이트를 분리시킬 수 있고;
제2 공구 반부는 제2 툴링 플레이트를 수용하는 제2 슬롯을 추가로 포함하며, 제2 툴링 플레이트를 슬라이딩식으로 제2 슬롯 안에 삽입한 다음 고정시켜 장착시킬 수 있고, 제2 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 제2 슬롯 밖으로 빼냄으로써 제2 툴링 플레이트를 분리시킬 수 있고;
제2 사출 성형기는 제3 공구 반부와 제4 공구 반부를 포함하며, 제3 공구 반부와 제4 공구 반부는 베이스 커브 플라스틱 몰드의 사출 성형을 위한 폐쇄 위치와 성형된 베이스 커브 플라스틱 몰드 제거를 위한 개방 위치 사이에서 서로에 대해 이동 가능하게 배치되고;
제3 공구 반부는 복수의 개별 제3 슬리브가 사전 장착된 제3 툴링 플레이트를 포함하며, 각각의 개별 제3 슬리브에는 개별 광학 공구 인서트에 의해 형성된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 볼록한 광학 전면의 형상을 결정하는 개별 광학 공구 인서트가 장착되고;
제4 공구 반부는 복수의 개별 제4 슬리브가 사전 장착된 제4 툴링 플레이트를 포함하되, 각각의 개별 제4 슬리브에는 개별 백 피스 공구 인서트에 의해 형성된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 오목한 후면의 형상을 결정하는 개별 백 피스 공구 인서트가 장착되고;
제3 공구 반부는 제3 툴링 플레이트를 수용하는 제3 슬롯을 추가로 포함하며, 제3 툴링 플레이트를 슬라이딩식으로 제3 슬롯 안에 삽입한 다음 고정하여 장착시킬 수 있고, 제3 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 제3 슬롯 밖으로 빼냄으로써 제3 툴링 플레이트를 분리시킬 수 있고;
제4 공구 반부는 제4 툴링 플레이트를 수용하는 제4 슬롯을 추가로 포함하며, 제4 툴링 플레이트를 슬라이딩식으로 제4 슬롯 안에 삽입한 다음 고정시켜 장착시킬 수 있고, 제4 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 제4 슬롯 밖으로 빼냄으로써 제4 툴링 플레이트를 분리시킬 수 있다.
본 발명에 따른 생산라인의 다른 양태에 따르면,
제1 공구 반부는
- 개별 제1 슬리브가 사전 장착된 제1 툴링 플레이트를 수용하는 제1 슬롯을 포함하는 제1 고정 블록, 및
- 상기 제1 고정 블록에 탈부착 가능하게 장착된 제1 정렬 플레이트로서, 제1 정렬 플레이트는 복수의 개별 제1 관통개구를 구비하되 각각의 개별 제1 관통개구의 내부에는 복수의 개별 제1 슬리브 중 하나의 개별 제1 슬리브가 수용되어 정렬되며, 제1 정렬 플레이트는 제1 고정 블록으로부터 분리될 때 제1 고정 블록으로부터 멀어질 수 있어 제1 툴링 플레이트가 슬라이딩식으로 제1 슬롯 안에 삽입될 수 있도록 하거나 제1 툴링 플레이트를 제1 슬롯 밖으로 빼낼 수 있도록 하는, 제1 정렬 플레이트
를 포함하고,
제2 공구 반부는,
- 열가소성 재료의 주입을 위한 복수의 핫 러너 파이프를 포함하는 제2 고정 블록으로서, 핫 러너 파이프는 제2 고정 블록 외부로 제1 공구 반부를 향해 연장되는 것인, 제2 고정 블록;
- 상기 제2 고정 블록에 탈부착 가능하게 장착된 장착 플레이트로서, 장착 플레이트는 개별 제2 슬리브가 사전 장착되어 있는 제2 툴링 플레이트를 수용하는 제2 슬롯을 포함하고, 장착 플레이트, 제2 툴링 플레이트 및 각각의 개별 제2 슬리브는 제2 고정 블록 외부로 연장되는 핫 러너 파이프를 내부에 수용하는 핫 러너 관통공을 포함하며, 장착 플레이트는 제2 고정 블록으로부터 분리될 때 제2 고정 블록으로부터 멀어질 수 있어 제2 툴링 플레이트가 슬라이딩식으로 제2 슬롯 안에 삽입될 수 있도록 하거나 제2 툴링 플레이트를 제2 슬롯 밖으로 빼낼 수 있도록 하는, 장착 플레이트; 및
- 상기 장착 플레이트에 가까워지거나 멀어질 수 있게 장착된 제2 정렬 플레이트로서, 제2 정렬 플레이트는 복수의 개별 제2 관통개구를 구비하되 각각의 개별 제2 관통개구의 내부에는 복수의 개별 제2 슬리브 중 하나의 개별 제2 슬리브가 수용되는 것인, 제2 정렬 플레이트
를 포함한다.
본 발명에 따른 생산라인의 또 다른 양태에 따르면,
제3 공구 반부는,
- 열가소성 재료의 주입을 위한 복수의 핫 러너 파이프를 포함하는 제3 고정 블록으로서, 핫 러너 파이프는 제3 고정 블록 외부로 제4 공구 반부를 향해 연장되는 것인, 제3 고정 블록;
- 상기 제3 고정 블록에 탈부착 가능하게 장착된 장착 플레이트로서, 장착 플레이트는 개별 제3 슬리브가 사전 장착되어 있는 제3 툴링 플레이트를 수용하는 제3 슬롯을 포함하고, 장착 플레이트, 제3 툴링 플레이트 및 각각의 개별 제3 슬리브는 제3 고정 블록 외부로 연장되는 핫 러너 파이프를 내부에 수용하는 핫 러너 관통공을 포함하며, 장착 플레이트는 제3 고정 블록으로부터 분리될 때 제3 고정 블록으로부터 멀어질 수 있어 제3 툴링 플레이트가 슬라이딩식으로 제3 슬롯 안에 삽입될 수 있도록 하거나 제3 툴링 플레이트를 제3 슬롯 밖으로 빼낼 수 있도록 하는, 장착 플레이트; 및
- 상기 장착 플레이트에 가까워지거나 멀어질 수 있게 장착된 제3 정렬 플레이트로서, 제3 정렬 플레이트는 개별 제3 관통개구를 구비하되 각각의 개별 제3 관통개구의 내부에는 복수의 개별 제3 슬리브 중 하나의 개별 제3 슬리브가 수용되는 것인, 제3 정렬 플레이트
를 포함하고,
제4 공구 반부는,
- 개별 제4 슬리브가 사전 장착된 제4 툴링 플레이트를 수용하는 제4 슬롯을 포함하는 제4 고정 블록, 및
- 상기 제4 고정 블록에 탈부착 가능하게 장착된 제4 정렬 플레이트로서, 제4 정렬 플레이트는 개별 제4 관통개구를 구비하되 각각의 개별 제4 관통개구의 내부에는 복수의 개별 제4 슬리브 중 하나의 개별 제4 슬리브가 수용되어 정렬되며, 제4 정렬 플레이트는 제4 고정 블록으로부터 분리될 때 제1 고정 블록으로부터 멀어질 수 있어 제4 툴링 플레이트가 슬라이딩식으로 제4 슬롯 안에 삽입될 수 있도록 하거나 제4 툴링 플레이트를 제4 슬롯 밖으로 빼낼 수 있도록 하는, 제4 정렬 플레이트
를 포함한다.
본 발명에 따른 생산라인의 또 다른 양태에 따르면, 생산라인 프론트엔드는,
- 제1 사출 성형기와 캐스팅 모듈 사이에 배치된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈로서, 제1 사출 성형기에서 제거된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 캐스팅 모듈로 운반될 때까지 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 기설정된 환경 조건에서 기설정된 제1 냉각 기간 동안 보관하도록 구성된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈; 및
- 제2 사출 성형기와 캐스팅 모듈 사이에 배치된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈로서, 제2 사출 성형기에서 제거된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 캐스팅 모듈로 운반될 때까지 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 전면 커브 플라스틱 렌즈 모듈과 동일한 기설정된 환경 조건에서 기설정된 제2 냉각 기간 동안 보관하도록 구성된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈
을 추가로 포함하며,
캐스팅 모듈은 베이스 커브 플라스틱 몰드 버퍼 모듈 및 전면 커브 플라스틱 몰드 버퍼 모듈과 동일한 기설정된 환경 조건을 갖도록 구성되고, 캐핑 스테이션은 전면 커브 플라스틱 몰드가 제1 사출 성형기에서 제거되는 시점과 베이스 커브 플라스틱 몰드가 제2 사출 성형기에서 제거되는 시점 사이에 동일한 시간이 경과한 경우에 해당하는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드만 전면 커브 플라스틱 몰드 위에 놓도록 구성된다.
본 발명에 따른 생산라인의 또 다른 양태에 따르면, 캐스팅 모듈은 캐핑 스테이션의 하류측에 배치되는 토릭 각도 검증 스테이션을 추가로 포함하며, 상기 토릭 각도 검증 스테이션은 카메라를 포함한다.
본 발명에 따른 생산라인의 또 다른 양태에 따르면, 탈형-렌즈분리 모듈은,
- 경화된 렌즈가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드를 열고, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드로부터 경화된 렌즈를 픽업하기 위한 전면 커브 탈형-렌즈분리 브랜치(branch), 또는
- 경화된 렌즈가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드를 열고, 임시 캐리어로부터 경화된 렌즈를 픽업하기 위한 베이스 커브 탈형-렌즈분리 브랜치;
중의 하나를 포함하며,
상기 전면 커브 탈형-렌즈분리 브랜치는,
- 베이스 커브 플라스틱 몰드의 후면을 가압함으로써 베이스 커브 플라스틱 렌즈 모듈로부터 경화된 렌즈가 이형되도록 하는 기계식 스탬프들을 포함하는 렌즈 사전이형 스테이션,
- 플라스틱 렌즈 몰드를 열기 위한 탈형 스테이션, 및
- 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 후면을 가압함으로써 전면 커브 플라스틱 렌즈 모듈로부터 경화된 렌즈를 이형시켜 운반용 그리퍼에 의해 처리용 캐리어 트레이로 운반될 수 있도록 하는 핀들을 포함하는 렌즈분리 스테이션
을 포함하고,
베이스 커브 탈형-렌즈분리 브랜치는,
- 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들을 열기 위한 탈형 스테이션으로서, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 후면을 가압함으로써 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드로부터 경화된 렌즈가 이형되도록 하는 핀들을 포함하는 탈형 스테이션; 및
- 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 아래에 배치된 리시버 그리퍼, 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 후면에 초음파를 인가함으로써 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드로부터 경화된 렌즈를 이형시켜 상기 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 아래에 배치된 리시버 그리퍼에 전달되도록 한 후 운반 그리퍼에 의해 처리용 캐리어 트레이로 운반될 수 있도록 하는 초음파 혼을 포함하는 렌즈분리 스테이션
을 포함한다.
본 발명에 따른 생산라인의 또 다른 양태에 따르면, 생산라인 백엔드의 처리용 모듈은,
- 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 픽업한 후 상기 복수의 처리조 중 제1 처리조 안에 기설정된 시간 동안 유지하도록 구성되고, 상기 기설정된 시간이 지나면 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 제1 처리조에서 꺼내어 제1 처리조의 탱크 위의 위치까지 들어올리도록 추가로 구성되고, 기울어진 처리용 캐리어 트레이들의 스택이 여전히 제1 처리조의 탱크 위에 위치한 상태에서 들어올려진 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 피봇축에 대해 기울임으로써(tilt) 처리용 캐리어 트레이들의 스택에 남아있는 처리액이 기울어진 처리용 캐리어 트레이들의 스택으로부터 다시 제1 처리조의 탱크 안으로 흘러 들어갈 수 있게 하도록 추가로 구성되고, 들어올려진 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 뒤로 기울이도록 추가로 구성되고, 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 상기 제1 처리조로부터 복수의 처리조 중 제2 처리조로 이동시키거나, 안과용 렌즈 운반 스테이션으로 이동시킴으로써 처리용 캐리어 트레이들의 스택의 개별 처리용 캐리어 트레이가 디스태킹되고 경화된 렌즈를 액조 처리(liquid bath treatment)하여 얻은 안과용 렌즈가 디스태킹된 개별 처리용 캐리어 트레이로부터 검사 모듈로 옮겨지도록 추가로 구성된, 핸들링 로봇
을 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 생산라인의 다른 양태에 따르면, 생산라인 백엔드의 검사 모듈은,
- 배치될 룸에 의해 획정된 공간에 맞도록 자유롭게 결정될 수 있는 기하학적 형태를 갖는 폐루프 레일,
- 상기 폐루프 레일에 배치되며, 각각, 복수의 검사 큐벳을 실어 나르는 복수의 자가 구동 셔틀, 및
- 하기의 개별 스테이션들이 아래에 언급된 순서대로 폐루프 레일을 따라 배치된 복수의 스테이션
- 셔틀 상에 핸들링 위치에 배치된 복수의 큐벳을 물로 충전하도록 구성된 큐벳 충전 스테이션,
- 처리용 모듈로부터 운반된 안과용 렌즈를 셔틀 상에 배치된 복수의 충전된 큐벳에 삽입하되, 하나의 안과용 렌즈를 하나의 큐벳에 삽입하도록 구성된 렌즈 삽입 스테이션,
- 셔틀 상에 배치된 복수의 큐벳을 핸들링 위치에서 검사 위치로 기울이도록 구성된 제1 큐벳 틸팅 스테이션,
- 복수의 큐벳 내의 안과용 렌즈를 검사하도록 구성된 렌즈 검사 스테이션,
- 검사된 안과용 렌즈가 든 복수의 큐벳을 검사 위치에서 다시 핸들링 위치로 기울이기 위한 제1 큐벳 틸팅 백 스테이션,
- 검사를 성공적으로 통과한 안과용 렌즈를 일차 패키징 모듈로 운반하기 위한 안과용 렌즈 운반 스테이션, 및
- 복수의 큐벳으로부터 물(그리고 큐벳에 남아 있는 안과용 렌즈, 예를 들어, 검사에 실패한 안과용 렌즈)을 흡입하는 큐벳 세정 스테이션
을 포함한다.
본 발명에 따른 생산라인의 또 다른 양태에 따르면, 검사 모듈은 렌즈 삽입 스테이션과 제1 큐벳 틸팅 스테이션 사이에 배치된, 하기의 스테이션들을 추가로 포함한다:
- 렌즈 삽입 스테이션에서 삽입된 안과용 렌즈가 든 큐벳을 검사 위치로 기울이기 위한 초기 큐벳 틸팅 스테이션,
- 큐벳에 든 안과용 렌즈가 전도되었는지 여부를 감지하도록 구성된 전도 감지 스테이션,
- 큐벳을 다시 핸들링 위치로 기울이기 위한 초기 틸팅 백 스테이션, 및
- 전도된 안과용 렌즈를 재전도시키기 위한 재전도 스테이션.
본 발명의 또 다른 양태는 안과용 렌즈, 특히 소프트 콘택트렌즈(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈)와 같은 콘택트렌즈의 자동 생산 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 본 발명에 따른 생산라인에서 수행될 수 있으며 하기의 단계들을 포함한다:
- 10초 미만, 특히 5초 미만, 바람직하게는 2 내지 5초의 기설정된 주기 시간 내에, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 사출 성형하여, 복수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 동시에 생산하는 단계;
- 10초 미만, 특히 5초 미만, 바람직하게는 2 내지 5초의 동일한 기설정된 주기 시간 내에, 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 사출 성형하여, 대응하는 복수의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 동시에 생산하는 단계;
- 기설정된 양의 렌즈 형성 재료를 기설정된 개수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드에 충전하는 단계;
- 상기 기설정된 개수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 연령이 동일한 대응하는 개수의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 렌즈 형성 재료가 든 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 위에 놓음으로써, 렌즈 형성 재료가 든, 대응하는 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들을 형성하는 단계;
- 렌즈 형성 재료가 든 상기 대응하는 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들을 운반하여 렌즈 몰드 트레이 위에 배치하는 단계;
- 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 복수의 렌즈 몰드 트레이를 스태킹하여, 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 형성하는 단계;
- 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 렌즈 몰드 트레이들의 상기 스택을 오븐의 가열식 챔버 안에 로딩하는 단계;
- 오븐의 상기 챔버를 기설정된 온도까지 가열하여 렌즈 형성 재료를 경화시켜 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드 내에 경화된 렌즈를 형성하도록 하는 단계;
- 경화된 렌즈가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 렌즈 몰드 트레이들의 상기 스택을 챔버에서 꺼내는 단계;
- 각각의 개별 렌즈 몰드 트레이의 폐쇄상태 플라스틱 몰드들로의 접근을 허용하기 위해, 챔버에서 꺼내어진 렌즈 몰드 트레이들의 스택으로부터 개별 트레이를 떼어내는(destack) 단계;
- 폐쇄상태 몰드들이 열리고 경화된 렌즈들이 이형되도록, 경화된 렌즈가 든, 기설정된 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들을 상기 개별 렌즈 몰드 트레이로부터 운반하는 단계;
- 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 서로 분리하여 폐쇄상태 렌즈 몰드들을 여는 단계;
- 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 또는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드로부터 경화된 렌즈를 이형시키는 단계;
- 이형된 경화된 렌즈를 처리용 캐리어 트레이로 운반하는 단계;
- 복수의 처리조(204, 205, 206) 내의 경화된 렌즈를 처리하여 안과용 렌즈를 얻는 단계로서, 각각의 처리조는 물, 유기 추출액, 코팅액 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 처리액을 포함하는, 단계;
- 안과용 렌즈를 검사하는 단계; 및
- 검사를 성공적으로 통과한 안과용 렌즈를 일차 포장 용기에 포장하는 단계.
상기 방법은,
- 복수의 개별 처리용 캐리어 트레이를 하나씩 위로 적층시켜, 경화된 렌즈를 실은 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 형성하는 단계, 및
- 경화된 렌즈를 실은 상기 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 상기 복수의 처리조(204, 205, 206) 중 하나 이상의 처리조 안에 넣는 단계
를 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 양태에 따르면, 다양한 특성을 갖는 안과용 렌즈들이 생산라인에서 동시에 제조된다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 양태에 따르면, 생산라인에 의해 제조될 안과용 렌즈가 본 발명에 따른 생산라인에 의해 현재 제조되는 렌즈와 다른 경우, 제1 툴링 플레이트, 제2 툴링 플레이트, 제3 툴링 플레이트 또는 제4 툴링 플레이트 중 적어도 하나를 각각 제1 슬롯, 제2 슬롯, 제3 슬롯 또는 제4 슬롯 밖으로 빼내고; 복수의 광학 공구 인서트 또는 백 피스를 장착한 각각의 제1 슬리브, 제2 슬리브, 제3 슬리브 및 제4 슬리브가 사전 장착되어 있는, 새로운 제1 툴링 플레이트, 새로운 제2 툴링 플레이트, 새로운 제3 툴링 플레이트 또는 새로운 제4 툴링 플레이트 중 적어도 하나를 제1 슬롯, 제2 슬롯, 제3 슬롯 또는 제4 슬롯 중 적어도 하나의 내부로 슬라이딩시킨다. '새로운' (제1, 제2, 제3 또는 제4) 툴링 플레이트의 삽입은 또한 토릭 안과용 렌즈를 생산하는 경우와, 변경되는 유일한 매개변수는 토릭 축의 각도인 경우도 포함한다. 이러한 예에서는 각각의 해당되는 툴링 플레이트를 각각의 해당되는 슬롯에서 빼낼 수 있고, 토릭 축의 각도를 목표 각도로 조정할 수 있으며, 그런 후에, 토릭 축의 각도가 조정된 동일한 툴링 플레이트를 다시 삽입한다(이 '새로운' 툴링 플레이트를 사용하여 생산된 안과용 렌즈의 매개변수가 이전에 생산된 안과용 렌즈의 매개변수와 다르다는 의미에서 여전히 '새로운' 것이다).
본 발명에 따른 방법의 또 다른 양태에 따르면, 렌즈 형성 재료가 든 대응하는 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들을 운반하여 렌즈 몰드 트레이에 올려놓기 전에, 베이스 커브 플라스틱 몰드와 전면 커브 플라스틱 몰드의 서로에 대한 토릭 각도를 검증한다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 양태에 따르면, 상기 방법은 하기 단계들을 추가로 포함한다:
- 상기 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 복수의 처리조 중 제1 처리조 안에 기설정된 기간 동안 유지하는 단계;
- 상기 기설정된 시간이 지나면 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 제1 처리조에서 꺼내어 제1 처리조 위의 위치까지 들어올린 다음, 기울어진 처리용 캐리어 트레이들의 스택이 여전히 제1 처리조 위에 위치한 상태에서 상기 스택을 피봇축에 대해 회동시킴으로써, 스택에 남아있는 처리액이 다시 제1 처리조 안으로 흘러 들어갈 수 있게 하고, 그 후 상기 스택을 뒤로 회동시키는 단계; 및
- 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 이동시켜 복수의 처리조 중 제2 처리조 안에 넣거나, 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 안과용 렌즈 운반 스테이션으로 이동시킨 후 개별 처리용 캐리어 트레이를 디스태킹하고 안과용 렌즈 검사를 위해 개별 처리용 캐리어 트레이에 든 안과용 렌즈를 검사 큐벳으로 전달하되, 한 안과용 렌즈를 한 큐벳에 전달하는 단계.
본 발명에 따른 생산라인 및 방법은 이하 논의되는 여러 이점을 가지며, 이들 논의되는 이점이 모두를 포괄하는 것은 아니다.
우선, 생산라인에 배치된 제1 및 제2 사출 성형기에서 한 주기 동안 동시에 생산되는 플라스틱 렌즈 몰드의 개수에 따라, (다양한 로트의 최대수이기도 한) 이와 동일한 개수의 다양한 로트의 안과용 렌즈를 생산라인에서 동시에 생산하는 것이 가능한데, 이는 해당 개수의 다양한 플라스틱 렌즈 몰드가 각 주기 동안 반복적으로 생산되는 경우이다. 예를 들어, 한 주기 동안 제1 및 제2 사출 성형기에 의해 4개, 8개, 16개 또는 32개의 플라스틱 렌즈 몰드가 생산되는 경우, 최대 4개, 8개, 16개 또는 32개의 다양한 로트의 안과용 렌즈들을 생산할 수 있다(각기 다른 로트의 안과용 렌즈들은 적어도 하나의 매개변수, 예컨대 전면 커브 또는 베이스 커브의 기하학적 형태, 디옵터, 토릭 매개변수, 회전 안정화 기능 등에서 다르다). 물론, 더 적은 개수의 다양한 로트를 동시에 생산하는 것도 가능하다. 각 주기의 주기 시간이 2 내지 5초(예컨대, 2초, 3초, 4초, 5초) 정도로 짧거나 2초와 5초 사이의 기타 다른 주기 시간일 수 있으므로 생산이 매우 효율적이다.
본 발명에 따른 생산라인의 캐핑 스테이션은 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 동일한 연령을 갖는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드만을 렌즈 형성 재료가 든 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 위에 놓도록 구성된다. 이 점에서 '동일한 연령'이란 용어는 제1 및 제2 사출 성형기에 의해 생산된 후 제1 및 제2 사출 성형기에서 제거된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드가, 캐핑 스테이션에서 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 위에 놓이게 되기까지, 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 동일한 기간 동안 동일한 환경 조건(온도, 습도 등)에 노출된다는 것을 의미한다. 특히, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 및 그 위에 놓이는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 온도는 동일하며, 이러한 온도는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드에 들어있는 렌즈 형성 재료의 원치 않은 열개시적 경화 공정을 확실하게 방지할 만큼 충분히 낮다. 따라서 '동일한 연령'이란 용어는, 제1 사출 성형기에서 제거된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 기설정된 환경 조건에 노출되는 기간과 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 동일한 기설정된 환경 조건에 노출되는 기간 둘 다가 어쨌든 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 렌즈 형성 재료의 원치 않는 열개시적 경화 공정을 확실하게 방지하는 온도까지 냉각될 수 있도록 충분히 길다는 의미를 필수적으로 포함한다. 이 기간은 사용된 렌즈 형성 재료에 따라 달라질 있으며(최소한 몇 분 이상, 예를 들어 5분 이상일 수 있음), 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 사출 성형에 사용되는 플라스틱 재료에 따라 추가로 달라질 수 있다. 이상적으로는 제1 사출 성형기에서 제거된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 기설정된 환경 조건에 노출되는 기간이 제2 사출 성형기에서 제거된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 동일한 기설정된 환경 조건에 노출되는 기간과 정확히 동일하다. 그러나, 정상 작동 시, 제1 사출 성형기에서 제거된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 기설정된 환경 조건에 노출되는 기간과 제2 사출 성형기에서 제거된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 동일한 기설정된 환경 조건에 노출되는 기간의 차이가 최대 35초이도록 생산라인의 설치 구성을 선택할 수도 있다. 특히, 이 차이는 주기 시간의 정수배일 수 있다. 생산라인에 최대 3분 또는 몇 초 정도의 시간일 수 있는 짧은 시간 오작동이 발생하여, 제1 사출 성형기에서 제거된 전면 커브 플라스틱 몰드가 기설정된 환경 조건에 노출되는 기간과 제2 사출 성형기에서 제거된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 동일한 기설정된 환경 조건에 노출되는 기간이 그 짧은 시간만큼 차이가 나는 경우에도, 이는 여전히 허용 가능한 수준이며 "동일한 연령"이란 용어가 적용된다. 그러나 어떤 경우에도 여전히 적용 가능한 필수 조건은 노출 기간 차이의 크기에 상관없이, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 둘 다의 온도가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 또는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 지나치게 높은 온도에 의해 야기될 수 있는 렌즈 형성 재료의 원치 않는 열개시적 경화를 확실하게 방지하도록 충분히 낮아야 한다는 것이다. 그러나 이 기간이 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드에서 정확히 동일하도록 생산라인을 설치 구성하는 것이 이상적이다.
이는 사출 성형기들이 생산라인 자체에 배치됨에 따라(생산라인의 구성요소들을 형성함), 생산라인의 개념상 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 캐핑 스테이션에서 결합되기 전에 동일한 시간 동안 동일한 환경 조건에 노출될 수 있기 때문에 가능하다. 캐핑 스테이션에서 모든 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 위에 놓이는 모든 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드는 항상 동일한 연령을 가지므로, 플라스틱 렌즈 몰드들의 온도 차이에 의해 야기되는 플라스틱 렌즈 몰드의 기하학적 형태의 편차를 방지하고 이러한 플라스틱 렌즈 몰드를 사용하여 생산되는 안과용 렌즈는 지속적으로 고품질을 유지한다. 이는, 예를 들어, 전면 커브 플라스틱 몰드 버퍼 모듈 및 베이스 커브 플라스틱 몰드 버퍼 모듈에서와 캐스팅 모듈에서의 환경 조건(온도, 습도 등)이 동일하고, 제1 사출 성형기와 캐스팅 모듈 사이에 그리고 사출 성형기와 캐스팅 모듈 사이에 각각 배치된 전면 커브 플라스틱 몰드 버퍼 모듈과 베이스 커브 플라스틱 몰드 버퍼 모듈의 도움으로 달성될 수 있다.
캐스팅 모듈에서 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 위에 놓음으로써 얻은 (렌즈 형성 재료가 안에 든) 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들은 (예컨대, 운반 로봇에 의해) 스태킹 모듈로 운반된다. 스태킹 모듈에서는, 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들을 렌즈 몰드 트레이 상에 배치하고, 이렇게 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 복수의 렌즈 몰드 트레이를 (예컨대, 스태킹 로봇 또는 다른 스태킹 기구에 의해) 하나씩 위로 적층시켜 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 형성한다.
이어서, 이러한 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 (예컨대, 스택 핸들링 로봇의 도움으로) 오븐의 가열식 챔버에 넣는다. 가열식 챔버는 이들 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 수용하기 위한 크기로 구성된다. 오븐은 또한 개폐 가능한 도어를 포함하고 있어, 렌즈 형성 재료가 든 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 상기 도어를 통해 가열식 챔버 안에 로딩할 수 있고, 후속으로는 가열식 챔버가 기설정된 온도까지 가열될 수 있도록 하여 플라스틱 렌즈 몰드들에 들어있는 렌즈 형성 재료를 경화시켜 경화 렌즈를 형성할 수 있도록 한다. 오븐의 가열식 챔버는 기설정된 시간 동안 다양한 온도 수준으로 가열될 수 있거나, 기설정된 시간 동안 하나의 온도 수준으로만 가열될 수 있다. 이러한 하나의 온도 수준 또는 다양한 온도 수준은 사용된 렌즈 형성 재료의 종류에 따라 정해질 수 있다. 또한, 기설정된 기간 또는 다양한 온도 수준에서의 기설정된 기간은 실제로 사용된 렌즈 형성 재료에 따라 다를 수 있다.
렌즈 몰드 트레이들의 스택이 가열식 챔버 안에 수용되면, 가열식 챔버 내 기설정된 낮은 산소 농도에 도달할 때까지 오븐의 가열식 챔버를 불활성 가스로 퍼지할 수 있다. 산소는 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들에 들어있는 렌즈 형성 재료의 중합 및/또는 가교 반응을 억제할 수 있으므로 가열식 챔버에서는 바람직하지 않다. 각각의 잔류 산소 허용수준 하한치는 사용된 렌즈 형성 재료에 따라 정해질 수 있으며 렌즈 형성 재료마다 다를 수 있다. 렌즈 형성 재료가 하나 이상의 기설정된 기간 동안 하나 이상의 온도 수준에서 경화되면, 오븐 도어를 다시 열고, 이제는 경화된 렌즈가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 가열식 챔버에서 꺼낸다. 다수의 안과용 렌즈가 오븐에서 동시에 형성될 수 있어, 렌즈 몰드 트레이들의 스태킹과 렌즈 몰드 트레이들의 스택의 경화는 본 발명의 생산라인 및 방법을 효율적으로 만들기 때문에 유리하다.
렌즈 형성 재료가 하나 이상의 기설정된 기간 동안 하나 이상의 온도 수준에서 경화되면, 이제는 경화된 렌즈가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 오븐 도어를 열어 스택을 꺼내기 전에 가열식 챔버 안에서 또 다른 기설정된 기간 동안 냉각되도록 할 수 있다. 이제는 (렌즈 형성 재료가 아닌) 경화된 렌즈가 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드에 들어있기 때문에, 냉각 기간 동안에 더 이상 가열식 챔버 내 잔류 산소 수준을 낮게 유지할 필요가 없다.
열경화 공정(후속 냉각 포함)에 여러 시간이 소요될 수 있기 때문에 이러한 오븐을 복수 개 제공함으로써, 한 스택의 트레이 상에 있는 플라스틱 렌즈 몰드에 든 렌즈 형성 재료가 복수의 오븐 중 어느 한 가열식 챔버에서 경화되는 동안, 렌즈 형성 재료가 든, 후속으로 형성된 다른 렌즈 몰드 트레이들의 스택은 복수의 오븐 중 다른 오븐에 배치될 수 있다. 이를 통해 생산라인의 지속적인 운영이 가능해진다.
냉각 기간이 지나면, (오븐 도어를 열어) 오븐의 가열식 챔버에서 렌즈 몰드 트레이들의 스택을 꺼내어 디스태킹 모듈로 옮긴다. 디스태킹 모듈에서는, (예컨대, 디스태킹 로봇 또는 기타 적절한 디스태킹 기구에 의해) 개별 렌즈 몰드 트레이들을 떼어내어, 각각의 개별 렌즈 몰드 트레이의, 경화된 렌즈가 각각에 들어있는 폐쇄상태 플라스틱 몰드들에 접근할 수 있도록 한다.
디스태킹 후, 플라스틱 렌즈 몰드는 (예컨대, 운반 로봇에 의해) 탈형-렌즈분리 모듈로 운반된다. 탈형-렌즈분리 모듈은 폐쇄상태 렌즈 몰드의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 탈형되는 탈형 스테이션을 포함한다. 탈형 후, 경화된 렌즈는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 또는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 중 어느 하나에 부착되어 있다가 나중에 탈형-렌즈분리 모듈의 렌즈분리 스테이션에서 해당 렌즈 몰드로부터 이형된다. 이렇게 이형된 경화된 렌즈는 (예컨대 적절한 운반 그리퍼에 의해) 렌즈분리 스테이션으로부터 처리용 캐리어 트레이로 운반된다.
탈형-렌즈분리 모듈은 베이스 커브 탈형-렌즈분리 브랜치 또는 전면 커브 탈형-렌즈분리 브랜치 중 하나 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 기하학적 형태 및 기타 특징에 따라, 그리고 추가적으로는, 사용된 렌즈 형성 재료에 따라, 경화된 렌즈는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 또는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 중 어느 하나에 접착되기 쉽다. 다양한 플라스틱 렌즈 몰드와 다양한 렌즈 형성 재료가 본 발명에 따른 생산라인에 사용될 수 있으므로, 베이스 커브 탈형-렌즈분리 브랜치 뿐만 아니라 전면 커브 탈형-렌즈분리 브랜치도 생산라인에 구비될 수 있다. 대안적으로는, 이들 중 하나만 구비될 수도 있다.
처리용 모듈에서 처리용 캐리어 트레이들의 스택을 사용하면, 많은 개수의 안과용 렌즈를 복수의 처리조에서 동시에 처리할 수 있으므로 생산라인의 효율성을 더욱 높인다. 처리용 모듈에 각 유형의 복수의 처리조가 제공되는 경우(즉, 동일한 처리액이 들어있는 복수의 탱크가 제공되는 경우), 처리용 모듈에서 두 개 이상의 스택을 동시에 처리할 수 있게 되므로, 렌즈가 생산되지 않는 시간 공백 없이, 생산라인의 연속적인 운영이 가능해진다.
또한, 복수의 처리조에 실제로 제공되는 처리액의 종류에 따라 일반적으로 다양한 렌즈 형성 재료로 안과용 렌즈를 생산하는 것이 가능하다. 렌즈 형성 재료에 따라 요구되는 오븐 내 경화 시간, 경화 온도, 잔류 산소 허용수준이 다를 수 있다. 이로 인해 처리용 모듈의 처리조에 다양한 종류의 처리액을 제공해야 할 수도 있지만 생산라인의 일반적인 개념은 동일하게 유지된다. 단순히 예를 들자면, 일부 렌즈 형성 재료는 추출을 위해 유기 추출액이 필요할 수 있는 반면, 다른 렌즈 형성 재료는 물에서의 추출로 족할 수 있다. 추가로 예를 들어, 일부 렌즈 형성 재료는 렌즈에 코팅을 도포해야 할 수 있는 반면, 다른 렌즈 형성 재료는 이러한 코팅이 필요하지 않거나 렌즈에 코팅을 도포하는 것을 금하기도 한다.
예를 들어, 일 실시예에서, 제1 조 시퀀스는 물과 코팅액의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 제1 처리조, 및 인산염 완충액을 포함하는 하나 이상의 제2 처리조를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 조 시퀀스는 유기 추출액을 포함하는 하나 이상의 제1 처리조, 유기 추출액과 물의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 제2 처리조, 및 물을 포함하는 하나 이상의 제3 처리조를 포함할 수 있되, 상기 제2 조 시퀀스는 코팅액을 포함하지 않는다. 또 다른 실시예에서, 제3 조 시퀀스는 유기 추출액을 포함하는 하나 이상의 제1 처리조, 코팅액을 포함하는 하나 이상의 제2 처리조, 유기 추출액과 물의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 제3 처리조, 및 인산염 완충액을 포함하는 하나 이상의 제4 처리조를 포함한다. 제1, 제2 또는 제3 조 시퀀스 중 어느 시퀀스가 사용되는지는 각각 해당되는 렌즈 형성 재료에 따라 정해진다.
그러나 일반적으로 동일한 생산라인을 사용하여 안과용 렌즈, 특히 서로 다른 (벌크) 렌즈 형성 재료로 만들어진 소프트 콘택트렌즈(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈)와 같은 콘택트렌즈의 생산할 수 있어, 생산라인은 다양한 목적으로 유용하게 사용된다. 특정 유형의(즉, 특정 렌즈 형성 재료를 사용한) 렌즈를 생산하려면 처리용 모듈에 필요한 처리액을 제공/변경하고, 경화된 렌즈를 처리액에 노출시키는 기간을 각각 결정하기만 하면 된다. 또한, (후속으로 처리용 모듈에서 처리되는) 경화된 렌즈를 형성하기 위해 렌즈 형성 재료를 경화하는 동안, 오븐의 매개변수들(예컨대, 각각 해당되는 렌즈 형성 재료에 필요한 다양한 온도 수준에서의 경화 시간, 오븐의 가열식 챔버 내 잔류 산소 함량 등)을 조정해야 할 수 있다. 그러나 생산라인의 구조적 개념/아키텍처는 동일하게 유지될 수 있다.
본 발명에 따른 생산라인의 중요한 장점은 플라스틱 렌즈 몰드들이 생산라인 자체에서 생산됨에도 불구하고 신속하게 로트 변경을 수행할 수 있다는 점이다. 이는 (전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 생산하기 위한) 제1 사출 성형기의 제1 및 제2 공구 반부의 특정 구성과, (베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 생산하기 위한) 제2 사출 성형기의 제3 및 제2 공구 반부의 특정 구성을 통해 달성될 수 있다.
제1 사출 성형기와 관련하여, 해당 특정 구성은 개별 제1 슬리브가 사전 장착된 제1 툴링 플레이트를 포함한다. 각각의 개별 제1 슬리브에는 개별 광학 공구 인서트에 의해 형성된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 오목한 광학 전면의 형상을 결정하는 개별 광학 공구 인서트가 장착된다. 제1 공구 반부는 제1 툴링 플레이트를 수용하는 제1 슬롯을 추가로 포함하며, 제1 툴링 플레이트를 슬라이딩식으로 제1 슬롯 안에 삽입한 다음 고정시킴으로써 제1 툴링 플레이트를 장착시킬 수 있다. 제1 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 제1 슬롯 밖으로 빼냄으로써 제1 툴링 플레이트를 분리시킬 수 있다.
유사하게, 해당 특정 구성은 개별 제2 슬리브가 사전 장착된 제2 툴링 플레이트를 포함한다. 각각의 제2 슬리브에는 개별 백 피스 인서트에 형성된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 볼록한 후면의 형상을 결정하는 개별 백 피스 인서트가 장착된다. 제2 공구 반부는 제2 툴링 플레이트를 수용하는 제2 슬롯을 추가로 포함하며, 제2 툴링 플레이트를 슬라이딩식으로 제2 슬롯 안에 삽입한 다음 고정시킴으로써 제2 툴링 플레이트를 장착시킬 수 있다. 제2 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 제2 슬롯 밖으로 빼냄으로써 제2 툴링 플레이트를 분리시킬 수 있다.
광학 공구 인서트 및 백 피스 인서트를 장착한 제1 및 제2 슬리브가 사전 장착되어 있는 제1 및 제2 툴링 플레이트는 생산라인에서 멀리 떨어진 위치에 설치될 수 있어, 이럴 때 로트 변경을 수행하려면 생산라인을 멈춰야 한다. 이어서, 제1 사출 성형기의 제1 및 제2 공구 반부에 장착된 제1 및 제2 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 각각 해당하는 제1 및 제2 공구 반부의 제1 및 제2 슬롯 밖으로 빼낼 수 있다. 그런 후, 생산라인과 멀리 떨어져 설치된(따라서, 사용할 준비가 된) 새로운 제1 및 제2 툴링 플레이트를 제1 및 제2 공구 반부의 제1 및 제2 슬롯에 슬라이딩식으로 삽입하여 고정시킴으로써 제1 및 제2 공구 반부에 각각 장착시킬 수 있다. 이런 식으로, 툴링 플레이트의 장착 및 제거를 빠르고 쉽게 수행할 수 있으므로 로트 변경에 필요한 시간이 매우 짧다.
제2 사출 성형기와 관련하여, 앞서 언급한 특정 구성은 개별 제3 슬리브가 사전 장착된 제3 툴링 플레이트를 포함한다. 각각의 제3 슬리브에는 개별 광학 공구 인서트에 의해 형성된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 볼록한 광학 전면의 형상을 결정하는 개별 광학 공구 인서트가 장착된다. 제3 공구 반부는 제3 툴링 플레이트를 수용하는 제3 슬롯을 추가로 포함하며, 제3 툴링 플레이트를 슬라이딩식으로 제3 슬롯 안에 삽입한 다음 고정시킴으로써 제3 툴링 플레이트를 장착시킬 수 있다. 제3 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 제1 슬롯 밖으로 빼냄으로써 제3 툴링 플레이트를 분리시킬 수 있다.
유사하게, 해당 특정 구성은 개별 제4 슬리브가 사전 장착된 제4 툴링 플레이트를 포함한다. 각각의 제4 슬리브에는 개별 백 피스 인서트에 의해 형성된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 오목한 후면의 형상을 결정하는 개별 백 피스 인서트가 장착된다. 제4 공구 반부는 제4 툴링 플레이트를 수용하는 제4 슬롯을 추가로 포함하며, 제4 툴링 플레이트를 슬라이딩식으로 제4 슬롯 안에 삽입한 다음 고정시킴으로써 제4 툴링 플레이트를 장착시킬 수 있다. 제4 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 제4 슬롯 밖으로 빼냄으로써 제4 툴링 플레이트를 분리시킬 수 있다.
또한 여기서도 마찬가지로, 광학 공구 인서트 및 백 피스 인서트를 장착한 제3 및 제4 슬리브가 사전 장착되어 있는 제3 및 제4 툴링 플레이트는 생산라인에서 멀리 떨어진 위치에 설치될 수 있어, 이럴 때 로트 변경을 수행하려면 생산라인을 멈춰야 한다. 이어서, 제2 사출 성형기의 제3 및 제4 공구 반부에 장착된 제3 및 제4 툴링 플레이트를 고정 해제시키고 각각 해당하는 제3 및 제4 공구 반부의 제3 및 제4 슬롯 밖으로 빼낼 수 있다. 그런 후, 생산라인과 멀리 떨어져 설치된(따라서, 사용할 준비가 된) 새로운 제3 및 제4 툴링 플레이트를 제3 및 제4 공구 반부의 제3 및 제4 슬롯에 슬라이딩식으로 삽입한 다음 고정시킴으로써 제3 및 제4 공구 반부에 각각 장착시킬 수 있다. 이런 식으로, 툴링 플레이트의 장착 및 제거를 빠르고 쉽게 수행할 수 있으므로 로트 변경에 필요한 시간이 매우 짧다.
전반적으로, 공구 반부의 슬롯에서 툴링 플레이트를 빼낸 후 상기 공구 반부의 슬롯에 또 다른 프리세팅된 툴링 플레이트를 삽입하는 것은 빠른 로트 변경을 가능하게 하는 간단한 구성 옵션이다. 툴링 플레이트는 생산라인에서 멀리 떨어진 위치에 적절하게 설치될 수 있으므로, 교체 대상 툴링 플레이트만 고정 해제하여 슬롯에서 빼낸 다음 새 툴링 플레이트를 슬롯에 삽입하여 고정시킬 수 있다. 그 이후에는 생산을 재개할 수 있다.
이는 하나의 공구 반부(즉, 제1 사출 성형기의 제1 공구 반부와 제2 사출 성형기의 제4 공구 반부)가 슬리브가 사전 장착되어 있는 툴링 플레이트를 수용하는 슬롯을 갖는 고정 블록, 및 상기 고정 블록에 탈부착 가능하게 장착되는 대응하는 정렬 플레이트를 포함하는 경우에도 더욱 적용된다. 상기 정렬 플레이트는, 각각, 광학 공구 인서트 또는 백 피스 인서트가 장착된 슬리브들을 수용하는 관통개구를 포함한다. 따라서, 정렬 플레이트가 각각의 해당되는 고정 블록에 장착될 때, (광학 공구 인서트 또는 백 피스 인서트가 장착된) 슬리브들은 정렬 플레이트에 구비되어 잇는 각각의 관통공에 의해 개별적으로 정렬된다. 또한, 이 공구 반부는 고온 유동성 열가소성 재료를 주입하기 위한 핫 러너 파이프를 포함하지 않기 때문에 공구 반부(제1 또는 제4)의 구성요소들의 온도가 중요하지 않아, 툴링 플레이트 교체 및 이에 따른 로트 변경을 수월하게 수행할 수 있게 된다.
다른 공구 반부(제1 사출 성형기의 제2 공구 반부와 제2 사출 성형기의 제3 공구 반부)의 경우는 고온 유동성 열가소성 재료가 주입되는 핫 러너 파이프를 포함하기 때문에 약간 다르다. 이들 핫 러너 파이프는 고온에 유지되어야 하지만 툴링 플레이트 변경을 수행할 경우에 일정 온도까지 냉각되어야 하는데 이에 시간이 오래 걸리므로, 로트 변경이 비효율적이게 된다.
따라서 다른 공구 반부(제2 및 제3 공구 반부)의 구성은, 핫 러너 파이프를 내부에 수용하는 고정 블록을 포함하며, 여기서 핫 러너 파이프는 핫 러너 파이프가 배치되어 있지 않은 공구 반부(제1 또는 제4 공구 반부)를 향해 고정 블록 외부로 연장된다. 이 고정 블록에 장착 플레이트가 탈부착 가능하게 장착되며, 상기 장착 플레이트는 툴링 플레이트를 슬라이딩 방식으로 삽입하고 빼낼 수 있도록 하는 슬롯을 포함한다. 장착 플레이트, 툴링 플레이트 및 툴링 플레이트에 장착된 슬리브들은 핫 러너 파이프를 내부에 수용하는 핫 러너 관통공을 포함한다. 로트 변경을 수행하기 위해, 장착 플레이트를 고정 블록에서 분리하여 그로부터 이격시킴으로써, 고정 블록에 배치되어 있던 핫 러너 파이프가 슬리브들이 장착된 툴링 플레이트의 관통공 내부로 더 이상 연장되지 않게 한다. 그런 후에는, 교체 대상 툴링 플레이트를 장착 플레이트의 슬롯에서 빼내고 새로운 프리세팅된 툴링 플레이트를 그 슬롯에 슬라이딩식으로 삽입할 수 있다. 이렇게 툴링 플레이트를 교체하는 동안, 핫 러너 파이프는 고온에 유지될 수 있으며 툴링 플레이트 교체 중에 냉각시킬 필요가 없다. 장착 플레이트에 정렬 플레이트가 이동 가능하게 장착되며, 상기 정렬 플레이트는 툴링 플레이트의 슬리브를 수용하기 위한 관통개구를 갖는다. 다른 공구 반부의 경우처럼, 정렬 플레이트는 툴링 플레이트에 장착된 슬리브를 개별적으로 정렬한다. 그러나 다른 공구 반부(제1 또는 제4 공구 반부)의 정렬 플레이트와 달리, 본 공구 반부(제2 또는 제3 공구 반부)의 정렬 플레이트는 장착 플레이트에 이동 가능하게 장착된다. 특히, 정렬 플레이트는 장착 플레이트로부터 짧은 거리만큼 떨어져 편향되어 있으므로, 각각의(제1 또는 제2) 사출 성형기의 공구 반부들이 서로 멀어지면 정렬 플레이트가 장착 플레이트로부터 기설정된 짧은 거리만큼 멀어진다. 이는 이동 가능하게 장착된 정렬 플레이트가 없는 공구 반부에 플라스틱 렌즈 몰드들이 부착되도록 확실하게 하는 데 도움이 된다. 그 이유는, 각각의 (제1 또는 제2) 사출 성형기의 공구 반부들이 서로 멀어지면, 이동 가능하게 장착된 정렬 플레이트에 의해 한 공구 반부의 플라스틱 렌즈 몰드가 떼내어지고 이에 따라 플라스틱 렌즈 몰드가 다른 공구 반부(제1 또는 제4)에 접착하게 되기 때문이다.
제1 및 제2 사출 성형기와 캐스팅 모듈 사이에 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 베이스 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼를 배치하고 캐스팅 모듈에서와 동일한 환경 조건(온도, 습도 등)을 이들 버퍼 내에서도 유지하는 것이 캐스팅 모듈의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 그 위에 놓이는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 동일한 기간 동안 동일한 환경 조건에 노출되도록 확실하게 하는 데 도움이 되며, 이로써, 렌즈 형성 재료가 든 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 그 위에 놓이는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드는 항상 '동일한 연령'을 갖게 된다(즉, 각각 해당되는 사출 성형기에서 제거된 후에 동일한 기간 동안 동일한 환경 조건에 노출되었다).
캐스팅 모듈은 카메라를 포함하는 토릭 각도 검증 스테이션을 포함할 수 있다. 토릭 안과용 렌즈 제조에 사용되는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드에 각자의 회전 배향을 결정할 수 있는 기능이 있는 경우, 이들 몰드의 정확한 회전 배향 (및 이들 몰드를 사용하여 생산된 안과용 렌즈의 '토릭' 특징)을 검증하는 것이 가능해진다. 경화 모듈의 오븐에서 렌즈 형성 물질을 열경화시켜 경화 렌즈가 형성된 후에는, 처리 모듈에서 추출 및/또는 코팅 및/또는 수화 처리를 수행하여 (최종) 안과용 렌즈를 형성한다. 어떤 경우에든, 개별 처리용 캐리어 트레이에 실린 안과용 렌즈의 후속 검사를 위해서는, 처리용 모듈의 끝에서, 각각의 개별 처리 트레이에 실린 개별 안과용 렌즈에 접근할 수 있도록 개별 처리용 캐리어 트레이들을 스택에서 빼내야 한다(unstack).
본 발명에 따른 생산라인의 다른 유리한 측면은 자가 구동 셔틀들이 배치되는 검사 모듈의 폐루프 레일의 기하학적 형태를 자유롭게 결정(선택)할 수 있다는 점이다. 그러므로, 폐루프 레일의 기하학적 형태를 생산라인이 위치할 룸 또는 홀의 가용 공간에 맞출 수 있다. 검사 모듈의 다양한 스테이션은 기하학적 형태에 상관없이 폐루프 레일을 따라 배치된다. 이는 생산라인에 추가적인 유연성을 선사한다. 또한 안과용 렌즈를 검사하는 검사 큐벳들을 실은 자가 구동 셔틀들이 폐루프 레일에 배치되면 생산라인에서 일종의 '버퍼'를 만드는 데 도움이 된다. 예를 들어, 처리용 모듈이 짧은 시간(예를 들어, 몇 초) 오작동하거나 중단되면, 안과용 렌즈가 검사 모듈의 렌즈 삽입 스테이션에서 대기 중인 자가 구동 셔틀의 검사 큐벳으로 운반되지 않을 수 있다. 그러나 이로 인해 검사 모듈이 중단되지는 않는다. 대신, 검사 모듈의 렌즈 삽입 스테이션에서 대기 중인 자가 구동 셔틀은 이러한 짧은 기간의 오작동이나 중단이 끝나고 안과용 렌즈가 자가 구동 셔틀 상에 배치된 큐벳으로 다시 운반될 때까지 기다릴 수 있다. 폐루프 레일에 배치된 다른 자가 구동 셔틀들은 이 기간 동안 폐루프 레일을 따라 계속 이동할 수 있다. 그 결과, 렌즈 삽입 스테이션에서 대기 중인 자가 구동 셔틀과 앞선 셔틀 사이의 거리가 일시적으로 늘어나게 된다. 렌즈 삽입 스테이션에서 대기 중인 자가 구동 셔틀 뒤의 자가 구동 셔틀이 렌즈 삽입 스테이션에 접근하는 경우, 이렇게 접근 중인 자가 구동 셔틀의 센서들은 충돌이 발생하지 않도록 셔틀을 제동하거나 심지어 정지시키기도 한다. 일단 안과용 렌즈가 렌즈 삽입 스테이션에서 대기 중인 셔틀의 큐벳으로 다시 운반되면, 이 셔틀은 렌즈 삽입 스테이션을 떠나면서 주행 속도를 높여 앞의 셔틀을 따라잡을 수도 있고, 한편 앞선 셔틀이 또 다른 앞선 셔틀에 의해 감속되어 셔트들 사이의 거리가 다시 균등해질 수 있다.
폐루프 레일을 따라 배치된 스테이션들은, 큐벳이 핸들링 위치에 있고 큐벳에 물을 충전시키는 큐벳 충전 스테이션, 처리용 모듈로부터 운반된 안과용 렌즈를 큐벳에 삽입하는 렌즈 삽입 스테이션, 큐벳을 핸들링 위치에서 검사 위치로 기울이는 제1 큐벳 틸팅 스테이션, 큐벳 내 안과용 렌즈를 검사하는 렌즈 검사 스테이션, 큐벳을 다시 핸들링 위치로 기울이는 제1 큐벳 틸팅 백 스테이션, 검사를 성공적으로 통과한 안과용 렌즈를 일차 포장 모듈로 운반하는 안과용 렌즈 운반 스테이션, 및 큐벳의 물을 흡입하는 큐벳 세정 스테이션으로 이루어진다.
선택적으로, 렌즈 삽입 스테이션과 제1 틸팅 스테이션 사이에, 렌즈 삽입 스테이션에 삽입된 안과용 렌즈가 든 큐벳을 검사 위치로 기울이는 초기 큐벳 틸팅 스테이션, 큐벳에 든 안과용 렌즈가 전도되었는지 여부를 감지하도록 구성된 전도 감지 스테이션, 큐벳을 다시 핸들링 위치로 기울이는 초기 틸팅 백 스테이션, 및 전도된 안과용 렌즈를 재전도시키는 재전도 스테이션이 배치될 수 있다.
본 출원에 따르면, 콘택트렌즈 생산에 다양한 재료를 사용할 수 있도록 콘택트렌즈 제조라인의 설정을 비교적 신속하게 변경하는 것이 가능하며, 이로써 다양한 종류의 콘택트렌즈(재료)를 생산하는 것이 가능하다. 예를 들어, 로딩/언로딩 단계의 자동화 및 수동으로 수행되는 일부 표준화된 설정 단계를 통해, 플랫폼을 다양한 재료 사용에 맞게 조정할 수 있다.
콘택트렌즈는, 생산에 사용되는 재료(콘택트렌즈 원재료, 추출 재료 및 코팅 재료), 제조 공정(도징량, 경화 시간, 경화 온도, 가공 처리 시간, 및 추출 모듈과 코팅 모듈에서의 처리액), 기하학적 형태(구형, 토릭, 다초점, 또는 토릭-다초점), 사용 방식(일일 방식, 주간 방식, 월간 방식) 및 포장 형태(3-블리스터 스트립, 5-블리스터 스트립) 측면에서 다양하다. 플랫폼을 오랜 시간 가동 중지할 필요 없이 이들 모든 유형 간의 전환이 가능하다.
플랫폼의 제품 유연성의 근간은 경화 시간과 온도(프로파일)의 용이한 조정 가능성, 추출 모듈에서의 다양한 처리액 및 처리 시간의 사용 가능성, 그리고 단일 스트립에 포함된 블리스터 개수의 가변성에 기초한다.
본 발명의 추가의 유리한 양태들은 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대한 하기 설명으로부터 명백해진다.
도 1은 본 발명에 따른 생산라인의 프론트엔드의 일 실시예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 생산라인의 백엔드의 일 실시예를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 생산라인의 프론트엔드에 있는 사출 성형기의 2개의 공구 반부(폐쇄 위치)을 나타낸다.
도 4는 도 3의 2개의 공구 반부가 개방 위치에 있는 것과, 사출 성형된 플라스틱 렌즈 몰드들을 제거하는 용도로 상기 2개의 공구 반부 사이에 배치된 그리퍼 공구를 나타낸다.
도 5는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈 또는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈에 사용되는 버퍼 트레이의 일 실시예를 나타낸다.
도 6은 캐스팅 모듈을 통해 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 옮기는 이동기구로서, 이동기구에는 우선 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들만 적재되고 그런 다음에는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들과 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재되며, 마지막으로 충전 스테이션에서는 렌즈 형성 재료가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드에 도징되는 것을 나타낸다.
도 7은 도 6의 이동기구가 배치되어 있는 캐핑 스테이션으로서, 이전 이동기구로부터의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 캐핑 스탬프(capping stamp)의 도움으로 현재 이동기구의 전면 커브 플라스틱 몰드(상부)에 놓이면서 폐쇄 형태를 형성하고, 현재 이동기구로부터의 베이스 커브 플라스틱 몰드는 그리퍼에 의해 픽업되어 중간 보관 캐리어(하부) 상에 배치된 상태를 나타낸다.
도 8은 캐스팅 모듈의 토릭 각도 검증 스테이션의 일 실시예로서, (왼쪽의) 카메라와 (오른쪽의) 토릭 각도 검증으로 이루어진 것을 나타낸다.
도 9는 제1 운반 로봇이 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드를 캐스팅 모듈로부터 스태킹 모듈의 개별 렌즈 몰드 트레이로 운반하는 것으로서, 상기 스택 모듈에 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 개별 렌즈 몰드 트레이들의 스택이 형성되어 있는 것을 나타낸다.
도 10은 가열식 챔버를 포함하는 오븐으로서, 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드 안에 포함된 렌즈 형성 재료로 경화 렌즈를 형성하기 위해 개별 렌즈 몰드 트레이들의 스택이 배치되어 있는 것을 나타낸다.
도 11은 경화된 렌즈가 든 폐쇄상태 렌즈 몰드를 개별 비-적층 렌즈 몰드 트레이로부터 탈형-렌즈분리 모듈로 운반하는 운반 로봇을 나타낸다.
도 12는 전면 커브 탈형-렌즈분리 브랜치 및/또는 베이스 커브 탈형-렌즈분리 브랜치를 포함하는 탈형-렌즈분리 모듈의 일 실시예로서, 탈형된 경화 렌즈들이 처리용 캐리어 트레이로 운반되는 것을 나타낸다.
도 13은 본 발명에 따른 생산라인의 백엔드에 있는 처리용 모듈의 처리용 캐리어 트레이 스태킹 스테이션, 및 핸들링 로봇이 경화된 렌즈들을 실은 캐리어 트레이들의 스택을 픽업하고 있는 것을 나타낸다.
도 14는 핸들링 로봇이 경화된 렌즈들을 실은 캐리어 트레이들의 스택을 제1 처리조 안에 넣은 후 상기 스택을 제1 처리조에 남겨둔 것을 나타낸다.
도 15는 핸들링 로봇이 경화된 렌즈들을 실은 캐리어 트레이들의 스택을 제1 처리조로부터 이격시키고 있는 것을 나타낸다.
도 16은 핸들링 로봇이 캐리어 트레이들의 스택을 기울게 하여 처리액이 제1 처리조로 다시 유입되도록 하는 것을 나타낸다.
도 17은 스택을 제2 처리조에 넣거나, 렌즈 운반 스테이션으로 운반하여 캐리어 트레이를 디스태킹하고 안과용 렌즈들을 검사 모듈로 옮기는 것을 나타낸다.
도 18은 검사 모듈의 자가 구동 셔틀로서, 복수의 검사 큐벳이 핸들링 위치의 셔틀에 배치되어 있는 상태를 나타낸다.
도 19는 도 18의 자가 구동 셔틀로서, 검사 큐벳들이 검사 위치의 셔틀에 배치되어 있는 상태를 나타낸다.
도 20은 폐루프 레일을 따라 다양한 스테이션이 배치된, 렌즈 검사 모듈의 일 실시예를 나타낸다.
도 21은 폐루프 레일의 기하학적 형태 및 폐루프 레일을 따라 배치된 스테이션들을 예시하는, 폐루프 레일의 풋프린트(footprint)를 나타낸다.
도 22는 도 20에 예시된 검사 모듈의 다양한 스테이션의 흐름도를 나타낸다.
도 23은 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 사출 성형을 위한 제1 사출 성형기의 제1 및 제2 공구 반부(폐쇄 위치의 공구 반부들)의 일 실시예에 대한 사시도를 나타낸다.
도 24는 도 23에 도시된 제1 및 제2 공구 반부(폐쇄 위치의 공구 반부들)의 측면도를 나타낸다.
도 25는 도 23과 도 24에 도시된 제1 및 제2 공구 반부(개방 위치의 공구 반부들)의 사시도로서, 제1 툴링 플레이트의 교체 작업을 예시한다.
도 26은 도 23과 도 24에 도시된 제1 및 제2 공구 반부(개방 위치의 공구 반부들)의 사시도로서, 제2 툴링 플레이트의 교체 작업을 예시한다.
도 27은 도 25와 도 26에 도시된 제1 및 제2 공구 반부(개방 위치의 공구 반부들)의 평면도를 나타낸다.
도 28은 도 27의 XXVIII-XXVIII 선을 따라 절취된 제1 및 제2 공구 반부의 단면도를 나타낸다.
도 29는 도 27의 XXIX-XXIX 선을 따라 절취된 제1 및 제2 공구 반부의 단면도를 나타낸다.
도 30은 도 23과 도 24에 도시된 제1 및 제2 공구 반부(폐쇄 위치의 공구 반부들)의 평면도를 나타낸다.
도 31은 도 30의 XXXI-XXXI 선을 따라 절취된 제1 및 제2 공구 반부의 단면도를 나타낸다.
도 32는 도 30의 XXXII-XXXII 선을 따라 절취된 제1 및 제2 공구 반부의 단면도를 나타낸다.
일반적으로, 본 발명에 따른 자동 생산라인은 프론트엔드와 백엔드로 이루어지며, 이들 각각은 여러 실시예를 통해 이하 설명되겠지만 복수의 개별 모듈과 복수의 스테이션을 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 안과용 렌즈, 특히 소프트 콘택트렌즈(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈)와 같은 콘택트렌즈의 생산을 위한 자동 생산라인의 프론트엔드(1)의 일 실시예를 나타낸다. 프론트엔드(1)의 개별 모듈 및 구성요소들에 대해 아래에서 더 자세하게 설명할 것이다. 도 1에는 개별 모듈 및 구성요소들의 일반적인 배치를 도시하였지만 도 2 내지 도 12를 또한 참조하여 이들 모듈과 구성요소를 설명하고자 한다. 프론트엔드(1)는 생산라인에 배치된 제1 사출 성형기(10)(생산라인의 한 구성요소임)를 포함한다. 이러한 제1 사출 성형기(10)는 기설정된 주기 시간 내에 복수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 동시에 생산하도록 구성된다. 한 (클럭) 주기 내에 생산될 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 기설정된 개수는 예를 들어 8개, 10개, 12개, 16개, 20개일 수 있거나, 기타 다른 개수일 수 있다. 일반적으로, 기설정된 주기 시간은 10초 미만, 특히 5초 미만, 바람직하게는 2 내지 5초이다. 예를 들어, 기설정된 주기 시간은 2초, 3초, 4초 또는 5초일 수 있으며, 특히 약 4초일 수 있다.
프론트엔드(1)는 기설정된 환경 조건(기설정된 온도, 예를 들어 22℃; 기설정된 상대습도, 예를 들어 60%)에서 기설정된 냉각 기간 동안의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 중간 보관 및 냉각을 위한 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(11)을 추가로 포함한다. 제1 사출 성형기(10)에서 분리된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 핸들링 기구(110)의 도움으로 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(11)로 운반된다.
프론트엔드(1)는 생산라인에 배치된 제2 사출 성형기(12)(이 또한 생산라인의 한 구성요소임)를 추가로 포함한다. 이러한 제2 사출 성형기(12)는 기설정된 주기 시간 내에 복수의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 동시에 생산하도록 구성된다. 한 (클럭) 주기 내에 생산될 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 기설정된 개수는 예를 들어 8개, 10개, 12개, 16개, 20개일 수 있거나, 기타 다른 개수일 수 있되, 한 (클럭) 주기 내에 제1 사출 성형기(10)에 의해 생산되는 전면 커브 플라스틱 렌즈의 개수와 일치한다. 여기서도 일반적으로 기설정된 주기 시간은 3초 내지 10초 범위일 수 있다. 더 바람직하게, 기설정된 주기 시간은 5초 미만이고, 예를 들어 기설정된 주기 시간은 약 4초일 수 있다. 여하튼, 제2 사출 성형기(12)의 주기타임은 제1 사출 성형기(10)의 주기 시간과 일치한다.
프론트엔드(1)는 기설정된 환경 조건(기설정된 온도, 예를 들어 22℃; 기설정된 상대습도, 예를 들어 60%)에서 기설정된 냉각 기간 동안의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 중간 보관 및 냉각을 위한 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(13)을 추가로 포함한다. 제2 사출 성형기(12)에서 분리된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 핸들링 기구(130)의 도움으로 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(13)로 운반된다.
전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(11)에 있는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들의 냉각 기간과 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(13)에 있는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들의 냉각 기간은 (이들 두 버퍼 모듈(11 및 13)에서의 환경 조건이 그렇듯이) 미리 설정된다. 이들 냉각 기간은 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 온도와 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 온도를 기설정된 온도보다 낮도록 선택된다. 이로써, 예를 들어 렌즈 형성 재료가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 내에 도징될 때 또는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 위에 놓임으로써 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(그 안에 렌즈 형성 재료가 들어있음)이 형성된 후에 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 온도 또는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 온도로 인해 렌즈 형성 재료가 부주의하게 경화되는 일이 발생하지 않을 수 있게 한다. 사용되는 렌즈 형성 재료에 따라, 이러한 기설정된 온도는 예를 들어 30℃ 미만일 수 있다.
제1 사출 성형기(10)에서의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들 또는 제2 사출 성형기(12)에서의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들의 사출 성형 공정을 도 3과 도 4에 추가로 도시하였다. 도 3은 제1 사출 성형기(10)의 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)가 폐쇄 위치에 있는 것을 나타낸다. 이는 제2 사출 성형기(12)의 제3 공구 반부(121)와 제4 공구 반부(122)에도 유사하게 적용되므로, 두 사출 성형기의 참조 번호들을 도 3과 도 4에 함께 사용하였다. 도 3에 표시된 양방향 화살표는, 유동성 열가소성 재료를 주입하고 상기 열가소성 재료를 경화시켜 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 형성한 후, 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)가 서로 멀어지면서 도 4에 나타낸 개방 위치로 이동하며 이렇게 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102) 사이에 형성된 공간 사이로 흡입 컵들(suction cup)(1000)을 포함한 그리퍼 공구(100)가 투입된다는 것을 나타낸다. 그리퍼 공구(100)는 흡입력을 인가하여 제1 공구 반부(101)에서 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들을 떼어내는 역할을 한다. 제1 공구 반부(101)에서 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들을 떼어낸 후의 그리퍼 공구(100)는 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102) 사이에 형성된 공간에서 제거된다. 그 후에는, 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)가 서로 가까워지면서 도 3에 나타낸 폐쇄 위치로 이동하고, 그 다음 주기가 수행된다. 즉 유동성 열가소성 재료의 사출 성형을 통해 다음 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 형성한다. 전체 (클럭) 주기는 앞서 언급한 2초, 3초 또는 5초, 특히 약 4초만 소요되며, 이렇게 약 4초 이내에, 앞서 언급한 모든 단계들, 즉 (폐쇄 위치에 있는 제1 공구 반부(101) 및 제2 공구 반부(102)에) 유동성 열가소성 재료를 주입하는 단계, 후속으로 상기 열가소성 재료의 경화를 통해 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 형성하는 단계, 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)를 개방하는 단계, 성형된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102) (개방 위치에 있는 제1 공구 반부(101) 및 제2 공구 반부(102)) 사이에 형성된 공간으로 투입된 그리퍼 공구(100)를 통해 떼어내는 단계, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 제1 공구 반부(101)로부터 흡입한 후에는 그리퍼 공구(100)를 상기 공간에서 제거하는 단계, 및 후속으로 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)를 폐쇄하는 단계가 수행된다는 점이 주목할 만하다. 이는 제2 사출 성형기(12)의, 제3 공구 반부(121)와 제4 공구 반부(122) 그리고 흡입 컵들(1200)을 포함한 그리퍼 공구(120)에 대해서도 유사하게 적용되므로, 참조 번호들을 도 3과 도 4에 함께 사용하였다.
각각의 사출 성형기에서 제거된 후 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들과 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들은 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 처리 장치(110) 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 처리 장치(130)에 의해 각각 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼(11) 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼(13)로 운반된다. 이들 버퍼에서 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들과 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들은 각각 중간 보관 트레이(111, 131)의 기설정된 위치(112, 132)에 배치되어 앞서 언급한 기설정된 환경 조건에서 기설정된 냉각 기간 동안 보관된다. 이를 도 5에서 가장 잘 볼 수 있다. 도 5에는 8개의 기설정된 위치(112, 132)가 일렬로 배치되어 있다.
도 1로 되돌아가서, 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼(13)에서의 냉각 기간이 끝나면, 중간 보관 트레이(111, 131)에 일렬로 배치되어 있던 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들은 캐스팅 모듈(14)의 이동기구(140)(특정 캐리어)로 운반된다. 캐스팅 모듈(14)에서의 환경 조건은 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼(11) 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼(13)에서의 환경 조건과 동일하다. 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들은 다른 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 핸들링 기구(133)에 의해 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼(13)로부터 캐스팅 모듈(14)로 운반되며, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들은 또 다른 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 핸들링 기구(113)에 의해 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼(11)로부터 캐스팅 모듈(14)로 운반된다.
이동기구(140)는 화살표(141)로 표시된 것처럼 폐루프 트랙을 따라 캐스팅 모듈(14) 내에서 주기적으로 순환된다. 각 클럭 주기 동안 각각의 이동기구(140)는 캐스팅 모듈(14)의 다음 스테이션으로 이동한다. 베이스 커브 렌즈 몰드 배치(placement) 스테이션(142)에는 8개의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 이동기구(140) 상의 기설정된 위치들(1400)에 동시에 배치된다. 이를 도 6(맨 위에 도시된 단계)에서 볼 수 있다. 이동기구(140)가 전면 커브 배치 스테이션(143)에 도달할 때 8개의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 이동기구(140)의 위치들(1401)에 동시에 배치된다(가운데에 도시된 단계; 이동기구(140) 상에서의 변경된 위치들(1400)은 이동기구(140)의 이동 방향이 뒤바뀌었기 때문임). 후속 충전 스테이션(144)에서는, 기설정된 양의 유동성 렌즈 형성 재료가 복수의 도징 팁(1441)을 포함하는 도징 기구(1440)의 도움으로 (오목한) 전면 커브 플라스틱 몰드에 도징된다(맨 아래에 도시된 단계).
이어서, 이동기구(140)는 다음 클럭 주기 동안 캐핑 스테이션(145)으로 이동한다. 캐핑 스테이션(145)은 전술된 실시예에서 특별하다. 이는, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들과 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들이 서로 다른 방식으로 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼(11)의 중간 보관 트레이(111)와 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼(13)의 중간 보관 트레이(131)로 운반되므로 이동기구(140) 상의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들이 동일한 이동기구(140) 상의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들보다 한 (클럭) 주기 '더 어리다'(즉, 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 냉각 기간이 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 냉각 기간보다 한 클럭 주기 더 짧다)는 사실과 관련이 있다. 렌즈 형성 재료가 든 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 그 위에 놓이는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드는 동일한 '연령'을 가져야 한다(즉, 이들 렌즈 몰드는 동일한 기간 동안 동일한 환경 조건에 노출되어야 한다). 이렇게 함으로써, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 상이한 온도로 인해 야기되는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드에서의 기하학적 형태(형상) 편차, 그리고 이로 야기될 수 있는 안과용 렌즈의 기하학적 형태의 편차 발생을 방지하게 된다. 이런 이유로, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 그 위에 놓이는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드는 동일한 기간 동안 동일한 환경 조건에 노출되어야 하는데, 이는 생산라인에서 생산되는 안과용 렌즈의 일관된 고품질로 이어지므로, 생산라인에서의 모든 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드와 그 위에 놓이는 모든 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드에 적용된다.
여기에 설명된 생산라인의 프론트엔드(1)의 실시예를 다시 참조하자면, 언급한 대로, 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)는 동일한 이동기구(140)에 배치된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)보다 한 클럭 주기 '더 어리다'. 이러한 '연령 차이'는 캐핑 스테이션(145)에서 보상된다. 도 7에서 가장 잘 볼 수 있는 것처럼, 이동기구(140)가 캐핑 스테이션(145)에 도착하는 시점에, 캐핑 스테이션(145)에는 이전 이동기구(140)로부터의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM)을 운반하는 캐핑 스탬프(1450)가 이미 대기하고 있으며, 이때 캐핑 스탬프는 이전 이동기구(140)로부터의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM)을, 캐핑 스테이션(145)에 도착하여 현재 위치하고 있는 이동기구 위에 놓는 작업을 수행한다(도 7의 왼쪽 상부 부분). 중간 보관 캐리어(1452)는 현재 캐핑 스테이션(145)에 위치하고 있는 이동기구(140) 상의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM) 가까이에 배치된다. 현재 캐핑 스테이션(145)에 위치한 이동기구의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)는 그리퍼(1451)에 의해 픽업된다(도 7의 오른쪽 상부 부분). 이어서, 캐핑 스탬프(1450)에 의해 운반되는 (이전 이동기구(140)로부터의) 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)가 캐핑 스테이션(145)에 현재 위치한 이동기구(140) 상에 배치되어 있는 (렌즈 형성 재료로 충전된) 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 위에 놓임으로써, 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 형성된다. 이전 이동기구(140)로부터의(즉, 이전 클럭 주기로부터의) 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)가 현재 캐핑 스테이션(145)에 위치한 이동기구(140)의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 위에 놓이는 것이므로, 연령 차이가 보상된다. 그리퍼(1451)에 의해 픽업된, 현재 캐핑 스테이션(145)에 위치한 이동기구(140)의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)는 중간 보관 캐리어(1452) 상에 놓여 있다가 나중에 캐핑 스탬프(1450)에 의해 중간 보관 캐리어(1452)로부터 픽업됨으로써, 캐핑 스테이션(145)에 도착하는 다음 이동기구 상에 배치된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 위에 놓일 준비가 된다.
전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)(따라서 안과용 렌즈의 전면)가 회전 안정화 특징을 갖고 있고 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)(따라서 안과용 렌즈의 후면)에 토릭 표면이 제공된 토릭 안과용 렌즈(또는 더 일반적으로는 회전 비대칭 안과용 렌즈)를 생산하고자 하는 경우에는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 목표 회전 배향으로 회전시켜야 한다. 이렇게 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 목표 방향으로 회전시키는 단계는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)가 중간 보관 캐리어(1452)로부터 픽업된 후, 다음 이동기구(140)가 캐핑 스테이션(145)에 도착하는 즉시 캐핑 스탬프(1450)에 의해 다음 이동기구(140)의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 위에 놓여지기 전에 수행된다.
캐스팅 모듈(14) 내 트랙의 다음 스테이션은 토릭 각도 검증 스테이션(146)(도 1 참조)이며, 그 세부 사항은 도 8에 도시되어 있다. 본 스테이션은 본질적으로 (토릭 안과용 렌즈의 경우에) 토릭 각도(α)가 정확하게 설정되었는지 검증하는 역할을 한다(도 1 참조). 즉 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM)이 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들(FCM)의 기설정된 회전 배향(PROM)을 기준으로 정확한 목표 회전 배향(TROM)으로 배치되어 있는지 검증함으로써 토릭 각도(α)가 정확한 값을 갖는지 검증한다(도 8의 오른쪽에 도시된 예 참조). 본 실시예에서 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 각각은 탭(T1)을 갖고 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM) 각각은 탭(T2)을 가지며, 이들 탭(T1 및 T2)의 각위치는 토릭 각도(α)가 정확하게 설정되었는지 검증하는 데 사용된다. 토릭 각도의 검증은 각각의 이동기구(140) 상부에 배치된 카메라(1460)(도 8의 왼쪽 예 참조)와 이미지 분석의 도움을 받아 수행된다.
도 8에 도시된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)의 탭(T1)과 전면 커브 렌즈 몰드(FCM)의 탭(T2)은 토릭 각도 검증이 어떻게 수행될 수 있는지 설명하기 위해 예시로만 설명되었지만, 각 몰드의 회전 배향을 나타내고 카메라(1460)를 사용하여 검출 가능한 기타 다른 마크를 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM) 및 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 상에 적용할 수도 있다. 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)가 목표 회전 배향을 갖지 않는 것으로 감지된 경우, 적절한 공구(미도시)를 사용하여 토릭 각도 검증 스테이션에서 회전 배향을 수정할 수 있다.
캐스팅 모듈(14) 내 트랙의 다음 스테이션(147)은 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 스태킹 모듈(15)로 운반하는 역할을 한다(도 9 참조). 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)(본 실시예에서는 8개의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드가 예시됨)을 이동기구(140)로부터 스태킹 모듈(15)에서 대기 중인 렌즈 몰드 트레이(150)로 운반하도록 구성된 제1 운반 로봇(1470)이 제공된다. 도 9에서, 8개의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드(BCM/FCM)가 놓일 위치를 나타내기 위해 8개의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드(BCM/FCM)이 운반되는 각 행을 공백으로 남겨 두었다. 도 5에 도시된 렌즈 몰드 트레이(150)의 나머지 부분에는 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 이미 적재되어 있다. 일단 렌즈 몰드 트레이에 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 완전히 적재되면, 상기 렌즈 몰드 트레이(150)는 한 단계(기설정된 단계 높이) 올려지고 그 다음(비어 있는) 렌즈 몰드 트레이(150)에 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 적재되고 스태킹 로봇(도 9에는 미도시)에 의해 이전 렌즈 몰드 트레이(15) 바로 아래에 놓인다. 그 다음, 이러한 완전히 적재된 두 렌즈 몰드 트레이(150)의 (미완성형) 스택이 다시 한 단계 올려지고, 두 번째 (비어 있는) 렌즈 몰드 트레이(150)에 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 적재된 후 상기 (미완성형) 스택 바로 아래에 적층된다. 대안적으로, 렌즈 몰드 트레이(150)(또는 렌즈 몰드 트레이의 미완성형 스택)를 위로 올리는 대신, 렌즈 몰드 트레이(150)(또는 미완성형 스택)의 상향 이동을 수행하지 않고 단순히 개별 렌즈 몰드 트레이들(150)을 하나씩 위로 적층시킬 수도 있다(항상 최상층의 렌즈 몰드 트레이(150)는 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 적재될 빈 렌즈 몰드 트레이이다). 다만, 이 경우, 운반 로봇(1470)은 최상층의 렌즈 몰드 트레이(150)를 각자 해당되는 레벨에 적재할 수 있도록 구성되어야 한다. 그러나, 이 경우에는 (미완성형) 스택의 높이가 증가하므로 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 다양한 레벨로 렌즈 몰드 트레이들(150)에 적재하도록 운반 로봇(1470)이 구성되어야 한다. 첫 번째 대안(렌즈 몰드 트레이(150) 또는 미완성형 스택을 각각 위로 올리는 대안)에서, 제1 운반 로봇(1470)은 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들을 동일한 레벨로 운반할 수만 있으면 되므로 제1 운반 로봇(1470)을 기술적으로 간단하게 유지할 수 있게 된다. 예를 들어, 개별 렌즈 몰드 트레이들(150)로 완성형 스택은 10개 내지 35개 범위의 다수의 개별 렌즈 몰드 트레이들(150)로 이루어질 수 있지만, 기타 다른 개수의 개별 렌즈 몰드 트레이들(150)이 스택에 포함되는 것도 가능하다. 한편, 이와 관련된 제한은 후속 경화 모듈의 오븐의 가열 챔버 내 가용 공간에 따라 정해질 수 있으며, 이에 대해서는 아래에서 더 자세하게 설명할 것이다.
예를 들어 특허문헌 WO 2018/178823은 전술한 용도에 적합한 렌즈 몰드 트레이를 기술하고 있다. 또한 특허문헌 WO 2018/178823은 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 렌즈 몰드 트레이의 표면에 직접 배치되는 것이 아니라, 렌즈 몰드 트레이에 장착된 플라스틱 몰드 지지대에 각각 배치됨으로써 이들 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드(BCM/FCM)가 렌즈 몰드 트레이와 직접 접촉하지 않도록 하였음을 기술하고 있다. 이는 열이 렌즈 몰드 트레이의 표면을 통해 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)로 불균일하게 전달되는 것이 아니라 열이 개별 렌즈 몰드 트레이들에 배치되어 있는 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM) 주변의 순환하는 가열된 가스 분위기를 통해 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(따라서 그 안에 든 렌즈 형성 재료)로 균일하게 전달되도록 하는 것을 보장하는 데 도움이 된다.
다시 스택을 설명하자면, 일단 상기 렌즈 몰드 트레이들(150)의 스택이 (렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 렌즈 몰드(BCM/FCM)이 각각의 렌즈 몰드 트레이(150)에 배치되어 있는 상태인) 완성형 스택(151)이 된 후에는 경화 모듈(16)의 오븐(160)(도 10 참조) 안에 로딩될 수 있다. 개별 오븐(160)은 가열식 챔버(161), 및 오븐(160)을 열고 닫기 위한 도어(미도시)를 포함한다. 경화 모듈(16)은, 완성형 스택(151)을 스태킹 모듈(15)로부터 픽업하고, 상기 완성형 스택(151)을 오븐들(160) 중 하나로 이동시켜 해당 오븐(160)의 (열려 있는 도어를 통해) 가열식 챔버(161) 안에 로딩한 후, 해당 오븐(160)의 도어를 닫는 스택 핸들링 로봇(162)을 추가로 포함한다. 그런 다음, 불활성 가스를 사용하여 오븐을 상당한 시간 동안 플러싱 처리하여 오븐에서 산소를 배출시킬 수 있다. 오븐 내 산소 함량이 너무 높으면 경화 시 중합/가교 공정을 방해할 수 있으므로 오븐 내 산소 비율을 극도로 낮게, 예컨대 1% 미만, 더 바람직하게는 0.5% 미만 또는 심지어 0.1%까지 낮춘다. 이어서, 가열식 챔버(161)를 목표 온도까지 가열하고 이 목표 온도에 기설정된 기간 동안 유지할 수 있다. 이러한 목표 온도와 기간은 실제로 사용되는 렌즈 형성 재료에 따라 다르게 정해진다. 렌즈 형성 재료를 가열식 챔버(161)에서 기설정된 제1 기간 동안 제1 온도에서 가열한 후, 가열식 챔버(161) 내의 온도를 기설정된 제2 온도까지 높이고 기설정된 제2 기간 동안 상기 제2 온도에 유지한 다음, 가열식 챔버(161) 내의 온도를 기설정된 제3 온도까지 높이고 기설정된 제3 기간 동안 상기 제3 온도에 유지하는 것도 가능하다. 대안적으로는, 사용된 렌즈 형성 재료에 따라, 가열식 챔버(161)를 단 하나의 기설정된 온도까지 가열한 후, 경화 공정 시 온도를 높이거나 낮추지 않고 상기 기설정된 온도에 유지할 수 있다. 예를 들어, 50℃ 내지 120℃ 범위에서 적절한 온도를 취할 수 있지만, 이 범위에 국한되지는 않는다.
플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 포함된 스택이 목표 기간 동안 목표 온도(들)에 노출된 후, 스택 핸들링 로봇(162)은 완성형 스택(151)을 (오븐(160) 도어를 열어) 가열식 챔버(161) 밖으로 꺼낸 다음 해당 스택을 디스태킹 모듈(17)로 운반한다. 완성형 스택(151)은 이제 경화된 렌즈가 든 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 포함한 상태이다. 이어서, 경화된 렌즈가 든 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 포함하여 완성형 스택(151)은 디스태킹 모듈(17)에서 디스태킹된다. 이는 디스태킹 로봇(미도시)이 상기 스택으로부터 하나의 개별 렌즈 몰드 트레이(150)를 떼어내는 방식으로 수행되며, 이로써 떼어내진 렌즈 몰드 트레이의 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)에 접근할 수 있도록 한다. 이러한 디스태킹 모듈(17)에서의 언스태킹 작업은 스태킹 모듈(15)에서 수행되는 스태킹 공정(FIFO, First In First Out)에 대해 설명한 것과는 역순으로 수행될 수 있다. 따라서, 스태킹 모듈(15)에서의 스태킹 공정에 대한 설명을 참조하면 된다.
다음으로, 복수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드(BCM/FCM)(거듭 말하지만 8개, 예를 들어, 렌즈 몰드 트레이(150)의 한 행에 해당하는 개수)는 제2 운반 로봇(180)(도 11)에 의해 탈형-렌즈분리 모듈(18)(도 12)로 운반된다. 상기 탈형-렌즈분리 모듈(18)은 일반적으로 전면 커브 탈형-렌즈분리 브랜치(181) 및 베이스 커브 탈형-렌즈분리 브랜치(182) 중 하나를 포함한다(한편, 두 브랜치 모두를 포함할 수도 있되, 그럴 경우에는 보통 둘 중 하나만 사용된다).
전면 커브 탈형-렌즈분리 브랜치에서 첫 번째 스테이션은 렌즈 사전이형 스테이션이다. 상기 렌즈 사전이형 스테이션(1810)에서는, 각각의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)의 후면의 오목한 부분을 둘러싸는 부분이 기계식 스탬프(1812)에 의해 가압하는 한편, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)는 지지대(1811) 위에 배치된다. 이러한 기계적 압력을 통해, 플라스틱 렌즈 몰드(BCM/FCM)에 들어있는 경화된(단단하게 굳은) 렌즈는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)에서 떨어져 나온 후 베이스 커브 플라스틱 렌즈(BCM)에 더 이상 접착되지 않는다. 그 후, 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)은 탈형 스테이션(1813)으로 보내지며, 이 곳에서는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 열어 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)로부터 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 분리시킨다. 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 여는 단계는 각각의 플라스틱 렌즈 몰드(BCM/FCM)에 대해 수행된다. 즉, 들어올리기용 핑거(1814)가 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)에서 멀리 들어올리고 이와 동시에 리테이너(1815)가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 아래로 (지지대 상에, 본 예에서는 미도시) 누름으로써, 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)에서 분리된 후 흡입 컵(1816)에 의해 픽업된다. 경화된 렌즈는 이전 단계에서 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)로부터 사전에 이형되었으므로 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 내에 유지된다. 경화된 렌즈는 이제 자신이 접착되어 있던 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)에서 떨어져 나와야 한다. 이는 렌즈분리 스테이션(1817)에서 행해진다. 즉, 핀(1818)이 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 볼록한 외부 후면 부분을 가압하고 이와 동시에 리테이너(1819)가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 아래로 누른다. 이런 식으로 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)에서 떨어져 나온 경화된 렌즈(CL)는 운반용 그리퍼(TG1)에 의해 처리용 캐리어 트레이(200)로 운반되어 처리용 캐리어 트레이(200)의 바스켓(2000) 안에 배치된다. 앞서 설명한 작업들이 8개의 플라스틱 렌즈 몰드(BCM/FCM)에 동시에 수행됨에 따라 이들 렌즈 몰드가 동시에 가공 처리된다.
베이스 커브 탈형-렌즈분리 브랜치(182)에서 첫 번째 스테이션은 탈형 스테이션(1820)이다. 탈형 스테이션(1820)에서는, 리테이너(1822)가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 아래쪽으로 이동시킬 때 핀(1821)이 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 볼록한 외부 표면을 가압한다. 이로써, 경화된 렌즈가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드에서 떨어져 나와 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)에 접착되는 동시에 흡입 컵(1823)에 의해 픽업된다. 이제는 경화된 렌즈(CL)가 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)에 접착되어 있으므로 렌즈를 몰드에서 떼어내야 한다. 이를 위해, 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)의 후면에 맞대어 초음파 혼(1824)을 배치하고, 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 지지대(1825)에 안착시킨다. 렌즈분리 스테이션(1827)에서 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)에 초음파 진동이 인가되면 경화된 렌즈(CL)는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)에서 떨어져 나온다. 이렇게 떨어져 나온 경화된 렌즈(CL)는 리시버 그리퍼(1826)(또는 바스켓)에 안착된다. 이어서, 경화된 렌즈(CL)는 운반용 그리퍼(TG2)에 의해 처리용 캐리어 트레이(200)에 실려 옮겨져 처리용 캐리어 트레이(200)의 바스켓(2000) 안에 배치된다. 이러한 처리용 캐리어 트레이(200)는 이미 생산라인 백엔드(2)의 처리용 모듈(20)의 일부이며, 그의 일 실시예를 도 2를 참조하여 이하 설명할 것이다. 도 2는 본 발명에 따른, 안과용 렌즈, 특히 소프트 콘택트렌즈(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈)와 같은 콘택트렌즈의 생산을 위한 자동 생산라인의 백엔드(2)의 일 실시예를 나타낸다. 백엔드(2)의 개별 모듈 및 구성요소들에 대해 아래에서 더 자세하게 설명할 것이다. 도 2에는 생산라인 백엔드(2)의 개별 모듈 및 구성요소들의 일반적인 배치를 도시하였지만 도 13 내지 도 22를 또한 참조하여 이들 모듈과 구성요소를 설명하고자 한다.
일반적으로, 백엔드(2)는 처리용 캐리어(200)에 의해 운반된 경화된 렌즈(CL)의 액조 처리를 위한 처리용 모듈(20)을 포함한다. 경화 렌즈(CL)를 형성하는 데 사용된 렌즈 형성 재료의 종류에 따라, 액조 처리는 다음 액체들 중 하나 이상에서의 액조 처리로 이루어질 수 있다(액체는 사용된 렌즈 형성 재료에 따라 정해지므로, 다음 목록은 완전한 것이 아니라 단지 예일 뿐이다): 물, 유기 추출액(예컨대, 프로판올 함유액), 코팅액(예컨대, 폴리아크릴산 함유액, 폴리메타크릴산 함유액), 인산염 완충액, 또는 이들의 혼합물.
경화된 렌즈(CL)는 운반용 그리퍼들 중 하나(TG1 또는 TG2)(도 12 참조)에 의해 프론트엔드(1)의 탈형-렌즈분리 모듈(18)로부터 처리용 캐리어 트레이(200)로 운반되어 한 개별 트레이(200)의 바스켓(2000) 안에 배치된다. 예를 들어 특허문헌 WO 2018/185630는 이러한 용도에 적합한 처리용 캐리어 트레이를 개시하고 있다. 액조 처리의 효율성을 높이기 위해, 처리용 캐리어 트레이 스태킹 모듈(201)에 복수의 이러한 처리용 캐리어 트레이(200)를 하나씩 위로 적층시켜, 경화된 렌즈(CL)를 실은 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 형성한다. 이러한 처리용 캐리어 트레이 스태킹 모듈(201)을 도 2에 도시하였고, 그의 확대도는 도 13의 왼쪽 부분에 도시되어 있다. 스택(202)의 최상층 트레이(200)에는 경화된 렌즈(CL)가 적재되어 있지 않으며, 상기 최상층 트레이(200)는 스택이 처리용 모듈을 통해 이송되는 동안 두 번째로 높은 트레이의 렌즈들이 분실되지 않도록 스택의 뚜껑을 형성한다.
처리용 모듈(20)은 도 13의 중앙에 도시된 바와 같이 처리용 캐리어 트레이(200)의 스택(202)을 픽업하도록 구성된 핸들링 로봇(203)을 추가로 포함한다. 핸들링 로봇(203)은 베이스 부분(2030), 및 승하강이 가능한 리프팅 암(2031)을 포함한다. 리프팅 암(2031)의 상단에는 빔(2033)이 부착되는 피봇축(2032)이 위치한다. 빔(2033)의 각각의 반대쪽 단부에는, 서로 가까워지거나 서로 멀어지며 횡방향으로 이동(또는 회동) 가능한 그리퍼 암(2034)이 구비된다. 도 13의 중앙에 표시된 화살표(2034)로 나타낸 바와 같이 처리용 캐리어 트레이들의 스택(202)을 잡기 위해서 핸들링 로봇(203)의 리프팅 암(2031)이 하강하며, 이때의 그리퍼 암들(2034)은 서로 멀어지며 횡방향으로 이동(회동)된 위치에 있다. 도 13의 오른쪽 부분에 도시한 바와 같이, 리프팅 암(2031)이 하강하면, 그리퍼 암들(2034)은 화살표(2036)로 표시된 것처럼 서로를 향해 횡방향으로 이동(또는 회동)하여 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 잡는다. 도 13의 화살표(238)로 표시된 것처럼, 경화된 렌즈들(CL)를 실은 처리용 캐리어 트레이들의 스택(202)은 잡힌 상태에서 다시 들어올려져(화살표(2037) 참조) 복수의 처리조 쪽으로 이동된다.
도 14에는, 도면의 가장 왼쪽에 더 자세하게 도시된 바와 같이, 베이스 부분(2030)이 스택(202)을 들어올린 핸들링 로봇(203)을 복수의 처리조 중 제1 조(204)(또한 도 2 참조) 쪽으로 이동시키는 것이 도시되어 있다. 상기 제1 조(204)는 탱크(2040) 및 제1 처리액(2041)(예를 들어, 코팅액 또는 유기 추출액일 수 있다)을 포함한다. 이어서 로봇(203)은, 도 14의 가장 왼쪽에서 두 번째 부분에 도시된 바와 같이, 경화된 렌즈(CL)를 실은 처리용 캐리어 트레이의(200)의 스택(202)을 제1 처리조(204) 안으로 내려 놓을 수 있다. 그 후, 로봇(203)의 그리퍼 암들(2034)은 다시 서로 멀어지며 이동하고, 핸들링 로봇(203)의 리프팅 암(2031)은 다시 들려 올려진다(화살표(2037) 참조). 이제 스택(202)은 제1 처리조(204) 안에 성공적으로 배치되었으며, 경화된 렌즈(CL)의 코팅 또는 추출을 수행하기 위한 기설정된 시간 동안 계속 제1 처리조에 남아 있을 수 있다. 이 상태는 도 15의 가장 왼쪽 부분에 도시되어 있다. 이 기간 동안 핸들링 로봇(203)은 다른 스택들을 핸들링하는 데 사용될 수 있다.
제1 처리조(204) 내에서의 경화 렌즈(CL) 처리를 위한 기설정된 시간이 지나면, 핸들링 로봇(203)은, 도 15의 가장 왼쪽에서 두 번째 부분에 도시된 바와 같이, 리프팅 암(2031)이 상승하고 그리퍼 암들(2034)이 서로 멀어진 상태로 다시 제1 처리조(204)로 복귀한다. 리프팅 암(2031)은 다시 하강하고 그리퍼 암들(2034)은 서로 가까워지도록 이동한다(도 15의 가장 오른쪽에서 두 번째 부분에 표시된 화살표(2036) 참조). 그 후, 리프팅 암(2031)은 도 15의 가장 오른쪽 부분에서 화살표(2037)로 표시된 바와 같이 다시 상승한다. 이 상태에서는 제1 처리조(204)에서 빠져나온 스택(202)이 제1 처리액이 들어있는 탱크(2040) 위에 여전히 있는 상태로서, 도 16의 가장 왼쪽 부분에 도시되어 있다.
다음으로, 스택(202)은 - 여전히 제1 처리조(204)의 탱크(2040) 위에 있으면서 - 도 16의 가장 왼쪽에서 두 번째 부분에 표시된 화살표(2039)로 도시된 바와 같이 피봇축(2032)을 중심으로 회동한다. 경화된 렌즈(CL) 또는 스택(202)의 개별 처리용 캐리어 트레이(200)에 여전히 부착되어 있던 제1 처리조의 제1 처리액(2041)은, 제1 처리액(2041)의 액적들 및 이들 액적 가까이의 화살표들(2042)로 표시된 대로, 제1 처리조(204)의 탱크(2040)로 역류하게 된다. 이는, 제1 처리조(204)의 제1 처리액(2041)의 상당 부분이 다음 처리조에 혼입되어 다음 처리조를 오염시키게 되는 것을 방지한다. 이 동작이 완료되면, 스택(202)은 뒤로 기울어지고 핸들링 로봇(203)은 경화된 렌즈를 실은 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 복수의 처리조 중 제2 처리조(또는 안과용 렌즈들을 검사 모듈로 옮기는 안과용 렌즈 운반 스테이션)로 이동시킨다. 도 16의 가장 오른쪽에서 두 번째 부분과 가장 오른쪽 부분은 핸들링 로봇(203)이 스택(202)을 탱크(2040) 및 제1 처리액(2041)을 포함하는 제1 처리조(204)로부터 탱크(2050) 및 제2 처리액(2051)을 포함하는 제2 처리조(205)로 이동시키는 모습(화살표(2038) 참조)을 도시하고 있다. 그러면, 스택(202)은 또 다시 하강되어 제2 처리조(205) 안에 안착된 후 마찬가지로 기설정된 시간 동안 제2 처리조(205)에 남아 있게 된다(도 17의 왼쪽 부분 참조). 예를 들어, 제2 처리조(205)의 처리액(2051)은 마찬가지로 물, 코팅액, 프로판올-함유 유기 추출액, 인산염 완충액, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 핸들링 로봇(203)을 이용하여 스택(202)을 제2 처리조(205) 안에 안착시키고, 스택(202)을 제2 처리조(205) 밖으로 들어올리고, 피봇축(2032)에 대해 스택을 기울이고, 스택을 뒤로 회동시키고, 처리액이 포함된 제3 처리조(206)(도 2 참조)로 스택을 이동시키는 과정을 또 다시 자세하게 설명하지는 않겠다. 이와 관련해서는 제1 처리조(204)에 대한 위의 설명을 참조한다. 최종 처리조는 렌즈 형성 재료에 따라 보통은 물이나 인산염 완충액이다. 그 후, 경화된 렌즈(CL)는 추출 및/또는 코팅 및/또는 수화 처리되어 최종적으로 안과용 렌즈를 형성하며, 이렇게 형성된 렌즈들은 스택의 개별 처리용 캐리어 트레이(200)에 실려 운반된다.
당연하겠지만, 생산라인의 처리용 모듈에는 여러 다양한 유형의 처리조가 배치될 수 있으므로, 경화된 렌즈는 실제로 사용되는 렌즈 형성 재료에 따라 다양한 기간 동안 서로 다른 처리조에서 처리될 수 있다. 보통, 각 유형의 처리조 2개 이상/상이한 처리액이 처리용 모듈에 제공될 수 있으므로, 생산라인에서 다양한 렌즈 형성 재료로 만들어진 안과용 렌즈의 동시 생산이 가능해짐에 따라, 생산라인은 사용되는 렌즈 형성 재료들에 대해 높은 유연성을 갖게 된다. 또한, 서로 다른 렌즈 형성 재료로 만들어진 안과용 렌즈들을 동일한 생산라인에서 (동시에 또는 순차적으로) 생산할 수도 있다. 이를 위해 다양한 처리조를 제공해야 하고/하거나 오븐들을 다양한 양 및/또는 다양한 순도의 불활성 가스로 플러싱 처리해야 할 수도 있지만, 다양한 렌즈 재료로 만들어진 안과용 렌즈들을 동일한 개념의 생산라인을 이용하여 생산할 수 있게 된다. 이에 따라 생산라인의 유연성이 매우 높아진다.
대안적으로, 동일한 렌즈 형성 재료로 만들어진 안과용 렌즈들만을 생산라인에서 동시에 생산할 수도 있지만, 처리용 모듈에 각 유형의 처리조가 2개 이상 제공되어 있으므로, 많은 개수의 안과용 렌즈를 생산라인에서 (스택 단위로) 동시에 생산할 수 있어, 생산라인의 효율성이 높아진다.
예를 들어, 일 실시예에서, 제1 조 시퀀스는 물과 코팅액의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 제1 처리조(204), 및 인산염 완충액을 포함하는 하나 이상의 제2 처리조(205)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 조 시퀀스는 유기 추출액을 포함하는 하나 이상의 제1 처리조(204), 유기 추출액과 물의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 제2 처리조(205), 및 물을 포함하는 하나 이상의 제3 처리조(206)를 포함할 수 있되(도 2 참조), 상기 제2 조 시퀀스는 코팅액을 포함하지 않는다. 또 다른 실시예에서, 제3 조 시퀀스는 유기 추출액을 포함하는 하나 이상의 제1 처리조(204), 코팅액을 포함하는 하나 이상의 제2 처리조(205), 유기 추출액과 물의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 제3 처리조(206), 및 인산염 완충액을 포함하는 하나 이상의 제4 처리조(미도시)를 포함한다. 제1, 제2 또는 제3 조 시퀀스 중 어느 시퀀스가 사용되는지는 각각 해당되는 렌즈 형성 재료에 따라 정해진다.
(제2 처리조, 제3 처리조, 또는 제4 처리조인지 여부에 상관없이) 마지막 처리조에서의 처리가 완료되면 스택(202)은 도 17에 확대도로 예시된 안과용 렌즈 운반 스테이션(207)(도 2 참조)으로 운반된다. 안과용 렌즈 운반 스테이션(207)에서는 디스태킹 로봇(미도시)이 안과용 렌즈들을 실은 개별 처리 캐리어 트레이(200)를 디스태킹한 후 안과용 렌즈들을 개별 처리 캐리어 트레이(200)로부터 검사 모듈(21)로 옮길 수 있다. 안과용 렌즈들을 디스태킹하여 검사 모듈(21)로 전달하는 단계는 마지막 처리조(보통 물 또는 인산염 완충액) 밖으로 해당 스택(202)을 들어올리되, 안과용 렌즈들을 실은 최상층 처리 캐리어 트레이(200)만을 수면 높이 위로 들어올리고(최상층 처리용 캐리어 트레이(200)는 스택(202)의 뚜껑을 형성하기 때문에 디스태킹 이전에 스택의 최상층 처리 캐리어 트레이의 바스켓에는 어떤 안과용 렌즈도 포함되어 있지 않음에 유의한다), 스택(202)의 나머지 처리용 캐리어 트레이들(200)은 물 속에 계속 침지되어 있도록 하는 식으로 수행될 수 있다. 그 후 안과용 렌즈는 상기 최상층 처리용 캐리어 트레이(200)의 바스켓으로부터 (예를 들어, 통상의 그리퍼에 의해) 픽업된 후 검사 모듈로 옮겨진다. 대안적으로는, 도 17의 오른쪽 부분에 나타낸 바와 같이, 최상층 캐리어 트레이(200)가 먼저 스택에서 제거되어 렌즈 운반 스테이션(207)의 별도 위치로 옮겨지며, 여기서 안과용 렌즈들은 바스켓으로부터 픽업되어 검사 모듈로 옮겨진다.
도 2 그리고 도 18 내지 도 22를 참조하여, 이하 안과용 렌즈의 검사에 대해 설명한다. 도 20은 검사 모듈(21)의 일 실시예를 개략적으로 도시한다. 도 22는 폐루프 레일(210) (도 21에 개략적으로 도시된 경로)을 따라 배치된 검사 모듈(21)의 다양한 스테이션에서 수행되는 작업들을 더 자세하게 설명한다. 도 21에서는 폐루프 레일(210)의 경로에 코너들이 있는 것으로 도시되어 있지만 이는 단지 도면을 단순하게 표현하기 위함으로, 실제로 경로는 셔틀이 폐루프 레일(210)의 커브들을 지나 주행할 수 있도록 곡선을 이루고 있다. 폐루프 레일(210)의 경로의 기하학적 형태(즉, 경로 코스)를 자유롭게 선택할 수 있으며, 예를 들어 생산라인의 검사 모듈(21)이 배치되는 룸의 자유 공간에 가장 잘 맞도록 정할 수 있다. 이렇게 폐루프 레일(210) 경로의 기하학적 형태를 자유롭게 선택하는 옵션은 가용 공간에 검사 모듈(21)을 최적으로 맞출 수 있게 하기 때문에 매우 유리하다.
폐루프 레일(210)을 따라 배치된 검사 모듈(21)의 다양한 스테이션을 통한 안과용 렌즈의 운반은 폐루프 레일(210) 상에 구비된 복수의 자가 구동 셔틀(211)의 도움으로 수행된다. 이러한 자가 구동 셔틀(211)은 Montratec GmbH(Johann-Liesenberger-Strasse 7, 78078 Niedereschach, Germany)사로부터 입수 가능한 MONTRAC® SHUTTLE MSH4 유형의 셔틀일 수 있다. 이들 자가 구동 셔틀(210)에는 폐루프 레일(120)을 따라 각각의 해당되는 셔틀(211)을 이동시키기 위한 구동 유닛(2114), 및 폐루프 상의 각 (트레일링) 셔틀(211) 앞에 있는 리딩 셔틀(211)을 감지하기 위한 센서가 장착되어 있다. 따라서, 트레일링 셔틀(211)이 리딩 셔틀(211)에 접근하면 트레일링 셔틀(211)의 센서는 트레일링 셔틀(211)의 주행 속도를 줄여 충돌을 방지한다. 필요한 경우, 트레일링 셔틀(211)의 속도는 0까지 감소될 수도 있다(즉, 트레일링 셔틀(211)이 정지하게 된다). 더욱이, 폐루프 레일(210)을 따라 배치된 각 스테이션에서, 셔틀(211)을 멈추어 검사 모듈(21)의 각 스테이션에서의 해당 작업이 수행되도록 할 수 있다. 자가 구동 셔틀(211)은 또한 전방에 충분한 여유 공간이 있을 때마다(즉, 전방으로 리딩 셔틀(211)이 너무 가까이에 있지 않다) 폐루프 레일(210)을 따라 이동 가능하므로 유리하다. 또한, 추가 안과용 렌즈들을 처리용 모듈(20)로부터 검사 모듈(21)로 운반하는 데 약간의 지연이 생긴 경우(예컨대, 처리용 모듈(20)이 약간 지연되었거나 중단되면서 발생), 안과용 렌즈가 운반되어 오기를 기다리는 셔틀(211) 외의, 폐루프 레일(210) 상의 다른 셔틀들(211)은 폐루프 레일(210)을 따라 계속해서 이동할 수 있다. 일단 안과용 렌즈를 기다리는 셔틀(211)이 약간 지연은 되었지만 안과용 렌즈를 수신하면, 해당 셔틀(211)은 기다리거나 속도를 줄일 필요가 없고 (해당 셔틀(210)이 각 스테이션에서 멈추어 각각의 해당 작업이 수행될 수 있도록 해야 할 때를 제외하고는) 폐루프 레일(210)을 따라 이동 속도를 높일 수도 있기 때문에 리딩 셔틀을 따라잡을 수 있게 된다. 이는 생산라인이 어느 정도 '쉬어갈' 수 있다는 것을 의미한다(즉, 특정 작업 수행에서의 지연이 생산라인을 중단시키지 않고 보상될 수 있음을 의미한다).
각각의 자가 구동 셔틀(211)은 복수의 검사 큐벳(2110)을 실어 나르며, 도 18과 도 19에 나타낸 실시예의 경우, 한 셔틀(211)에 배치된 큐벳(2110)의 총 개수는 32개이며, 16개의 큐벳이 각각 일렬로 배치되어 있다. 한 행에 속하는 큐벳들(2110)은 도 18에 나타낸 핸들링 위치에서 기울어질 수 있는 웹(2111)에 배치되어 있다. 핸들링 위치에서는 통상의 그리퍼를 사용하여 안과용 렌즈를 큐벳(2110)의 핸들링 구멍(2112)을 통해 큐벳(2110)에 삽입하거나 큐벳(2110)에서 빼낼 수 있으며(점선 양방향 화살표로 표시됨), 도 19에 나타낸 검사 위치에서는 하나 이상의 카메라(미도시)를 사용하여 안과용 렌즈를 큐벳(2110)의 관찰용 유리(2113)을 통해 검사할 수 있다. 핸들링 위치에 배치되어 있을 때 안과용 렌즈를 큐벳(2110)에 삽입하거나 큐벳(2110)에서 빼내는 과정, 큐벳(2110)을 핸들링 위치에서 검사 위치로 기울이는 과정, 검사 위치에 있을 때 큐벳(2110) 내 안과용 렌즈를 관찰용 유리(2113)를 통해 검사하는 과정은 잘 알려져 있으며 예를 들어 특허문헌 WO 03/016855 또는 WO 2007/042280에 기술되어 있다.
이제 폐루프 레일(210)을 따라 배치된 다양한 스테이션을 도 20, 도 21 및 도 22를 참조하여 설명한다. 폐루프 레일을 따라 배치된 첫 번째 스테이션은 큐벳 충전 스테이션(2100)이다(일반적으로, 어느 스테이션을 폐루프 레일(210)을 따라 배치된 '첫 번째' 스테이션으로 부르느냐는 중요하지 않다. 예를 들어 다음에 설명되는 렌즈 삽입 스테이션도 '첫 번째' 스테이션으로 불릴 수 있다. 도 22에 나타낸 흐름도를 참조한다. 이런 경우에는, 충전 스테이션(2100)이 폐루프 레일(210)을 따라 배치된 '마지막' 스테이션이 될 것이다). 큐벳 충전 스테이션(2100)에서는, 셔틀(211) 상에 배치된 큐벳들(2110)을 핸들링 위치에 놓음으로써 액체(물)가 핸들링 구멍(2112)을 통해 큐벳(2110)에 채워질 수 있도록 하여, 검사 대상 안과용 렌즈를 삽입하도록 큐벳(2110)을 준비시킨다. 폐루프 레일(210)을 따라 배치된 다음 스테이션은 안과용 렌즈를 처리용 모듈(20)로부터 검사 모듈(21)로 운반하는, 즉 통상의 그리퍼를 사용하여 안과용 렌즈를 큐벳(2110)에 삽입하는, 렌즈 삽입 스테이션(2101)이다. 폐루프 레일(210)을 따라 배치된 다음 스테이션은 초기 큐벳 틸팅 스테이션(2102)이다. 이 초기 큐벳 틸팅 스테이션(2102)에서는 큐벳(2110)이 배치되어 있는 웹(2111)을 회동시켜 큐벳(211)을 핸들링 위치에서 검사 위치로 기울인다. 다음으로, 전도 감지 스테이션(2103)에서는, 안과용 렌즈가 제대로 배향되어 있는지 또는 전도되었는지(안팎이 뒤집혔는지) 검사한다. 그 다음 스테이션은 큐벳(2110)을 핸들링 위치로 다시 기울이는 초기 틸팅 백 스테이션 (2104)이다. 이어서, 재전도 스테이션(2105)에서는, 안과용 렌즈가 전도된 것으로 전도 감지 스테이션(2103)에서 감지된 경우 안과용 렌즈를 올바른 배향으로 재전도시킨다. 전도된 안과용 렌즈를 올바른 배향으로 재전도시키는 것은 잘 알려져 있으며 예를 들어 특허문헌 WO 2009/103732에 기술되어 있다. 초기 큐벳 틸팅 스테이션(2102), 전도 감지 스테이션(2103), 초기 후방 틸팅 스테이션(2104) 및 재전도 스테이션(2105)이 검사 모듈에 구비되는 것이 바람직하기는 하지만 일반적으로 이들 스테이션은 선택사양이다. 그러므로, (매우 유연하고 전도될 수 있는 실리콘 히드로겔 콘택트렌즈와는 대조적으로) 쉽게 전도되지 않은 안과용 렌즈를 검사하는 검사 모듈(21)의 다른 실시예에서, 이들 스테이션은 생략될 수 있다.
이어서, 제1 큐벳 틸팅 스테이션(2106)에서는 큐벳(2110)을 검사 위치로 기울인다. 후속의 렌즈 검사 스테이션(2107)에서는 큐벳(2110)의 관찰용 안경(2113)을 통해 예를 들어 하나 이상의 카메라(미도시) 및 이미지 처리를 활용하여 안과용 렌즈를 검사하며, 이는 관련 업계에 잘 알려져 있다. 안과용 렌즈의 검사는 안과용 렌즈의 외관상 결함, 가장자리 결함, 함유물(이를테면, 기포 또는 기타 함유물)에 대한 검사를 포함할 뿐만 아니라, 렌즈의 중심 두께 또는 안과용 렌즈의 광학 매개변수(예컨대, 디옵터)의 측정도 포함할 수 있다. 이 역시 관련 업계에 잘 알려져 있다. 예를 들어, 안과용 렌즈의 검사는 셔틀(211)이 렌즈 검사 스테이션(2107)에 진입할 때 수행될 수 있다. 즉, 셔틀(211)이 렌즈 검사 스테이션(2107) 안으로 이동할 때 고정 배치된 카메라(들)가 안과용 렌즈를 검사할 수 있다. 대안적으로, 안과용 렌즈의 검사는 셔틀(211)이 렌즈 검사 스테이션(2107) 내에 위치한 후 움직이지 않는 동안 수행될 수 있다. 이 경우에는, 셔틀(211)에 배치된 여러 행의 큐벳(2110)을 따라 카메라(들)를 이동시킬 수 있다. 그 후, 큐벳(2110)은 다시 제1 큐벳 틸팅 백 스테이션(2108)의 핸들링 위치로 뒤로 기울어진다.
그런 다음 큐벳은 안과용 렌즈 운반 스테이션(2109)으로 이송되며, 검사를 성공적으로 통과한 안과용 렌즈는 이들의 운반을 일차 포장 모듈(22)에서 기다리며 대기하고 있는 일차 포장 쉘로 운반된다. 이러한 운반 단계는 이 용도에 적합한 그리퍼, 예를 들어 특허문헌 WO 2011/026868 또는 WO 2020/084573에 개시된 그리퍼를 사용하여 수행될 수 있다. 안과용 렌즈의 포장에 적합한 일차 포장 쉘이 예를 들어 특허문헌 WO 2019/180679에 개시되어 있다. 검사를 성공적으로 통과하지 못한 안과용 렌즈는 일차 포장 모듈로 운반되지 않는다. 후속의 큐벳 세정 스테이션(21010)에서는 큐벳에서 물을 흡입하고, 검사를 성공적으로 통과하지 못한 안과용 렌즈를 물과 함께 큐벳에서 흡입하고 물에서 여과시킨 후 폐기한다.
일차 패키징 모듈(22)에서는, 렌즈가 운반되어 오기를 기다리고 있는 일차 포장 쉘의 보울들(bowl)에, 보관액(예컨대, 추가 제제들이 함유된 또는 함유되지 않은 식염수)의 일정 분량을 미리 채워두어 각 보울에 토출되도록 할 수 있으며, 안과용 렌즈가 운반된 후에는 전체 보관액의 나머지 양을 보울에 토출한다. 이어서, 일차 포장 쉘을 호일로 덮은 후 포장 쉘에 밀봉한다. 이는 관련 업계에 잘 알려져 있다. 그런 후에는, 포장 쉘에 담겨 있는 안과용 렌즈에 관한 정보를 레이저 인쇄 또는 기타 인쇄 기법을 이용하여 호일에 인쇄할 수 있으며, 끝으로 이렇게 형성된 기본 패키지를 오토클레이브 처리를 위해 매거진 안에 넣는다. 이는 관련 업계에 잘 알려져 있으므로 여기서 더 자세하게 설명하지는 않겠다.
본 발명에 따른 생산라인의 한 특정 양태를 도 23 내지 도 32를 참조하여 이하 설명한다. 본 양태는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 위한 유동성 플라스틱 재료를 사출하기 위해 사출 성형기가 고온에서 작동(따라서, 고온까지 가열)되고 있음에도 불구하고 빠른 로트 변경을 가능하게 하는 생산라인의 능력을 다룬다. 보통, 로트 변경을 위해서는, 전체 사출 성형기를 냉각시키되, 각각 사출 성형기를 통해 생산되는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 형상을 결정하는 요소들을 바꿀 수 있는 온도까지 냉각시켜야 한다. 이러한 냉각 과정은 몇 시간이 걸릴 수 있으므로 생산라인의 가동 중단 시간이 매우 길어진다.
전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 성형하기 위한 제1 사출 성형기(10)를 참조하여 아래에 설명하겠지만, 본 발명에 따른 생산라인에 사용되는 사출 성형기에서는 로트 변경 시의 생산라인 중단 시간이 상당히 감소될 수 있다. 이와 유사한 고려 사항들이 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 성형하기 위한 제2 사출 성형기에도 적용된다.
도 23과 도 24에서 볼 수 있듯이, 제1 사출 성형기(10)는 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)를 포함한다. 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 사출 성형을 위한 폐쇄 위치와 성형된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)가 사출 성형기에서 제거되는 개방 위치 사이에서 서로 이동 가능하다. 일반적으로 이들 두 공구 반부는 서로 가까워지거나 서로 멀어지며 이동 가능하지만, 도시된 실시예에서는 제1 공구 반부(101)가 고정 배치되어 있고 제2 공구 반부(102)만이 이러한 제1 공구 반부(101)에 가까워지거나 그로부터 멀어지며 이동 가능하다(대안적으로, 제2 공구 반부(102)가 고정 배치될 수 있고 제1 공구 반부(101)만이 이러한 제2 공구 반부(102)에 가까워지거나 그로부터 멀어지며 이동 가능하다). 도 23과 도 24에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 공구 반부(101)는 제1 고정 블록(1010)과 상기 제1 고정 블록(1010)에 탈부착 가능하게 장착된 제1 정렬 플레이트(1011)를 포함한다. 제1 고정 블록은 제1 툴링 플레이트(1013)(본 실시예에서는 2개의 제1 툴링 플레이트(1013)를 예시함)를 수용하는 제1 슬롯(1012)(본 실시예에서는 2개의 제1 슬롯(1012)을 예시함)을 포함하며, 상기 제1 슬롯에 복수의 개별 제1 슬리브(1014)가 사전 장착된다(도 25 참조). 각각의 개별 제1 슬리브(1014)에는 개별 광학 공구 인서트(1015)가 장착되어 있으며(도 27 참조), 이러한 개별 광학 공구 인서트(1015)에 의해 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 오목한 광학 전면의 형상이 결정된다. 제1 정렬 플레이트(1011)는 복수의 관통개구(1016)(도 25 참조)를 포함하며, 제1 공구 반부(101)의 조립 시, 제1 툴링 플레이트(1013)가 제1 슬롯(1012)에 완전히 삽입되고 이어서 제1 정렬 플레이트(1011)가 제1 고정 블록(1010)에 장착되면, 제1 툴링 플레이트(1013)에 사전 장착되어 있는 제1 슬리브들(1014) 중 하나가 각 관통개구(1016)에 수용된다. 이에 따라, 제1 정렬 플레이트(1011)가 제1 고정 블록(1010)에 장착될 때 각각의 개별 제1 슬리브(1014)(따라서, 각각의 개별 광학 공구 인서트(1015))가 개별적으로 정렬된다. 이러한 제1 공구 반부(101)의 조립 상태는 도 28에서 가장 잘 볼 수 있다(여기서는, 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)가 개방 위치에 있는 것으로 도시되어 있다).
마찬가지로, 제2 공구 반부(102)는 장착 플레이트(1021)가 탈부착 가능하게 장착되는 제2 고정 블록(1020)을 포함한다. 상기 장착 플레이트(1021)는 제2 툴링 플레이트(1023)(본 실시예에서는 2개의 제2 툴링 플레이트(1023)를 예시함)를 수용하는 제2 슬롯(1022)(본 실시예에서는 2개의 제2 슬롯(1022)을 예시함)을 포함하며, 상기 제2 슬롯에 복수의 개별 제2 슬리브(1024)가 사전 장착된다(도 26 참조). 각각의 개별 제2 슬리브(1024)에는 개별 백 피스 인서트(1025)가 장착되어 있으며(도 28 참조), 이러한 개별 백 피스 인서트(1025)에 의해 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 볼록한 비-광학 후면의 형상이 결정된다. 장착 플레이트(1021), 제2 툴링 플레이트(1023) 및 각각의 제2 슬리브(1024)에는 열가소성 재료 주입을 위한 (중공) 핫 러너 파이프들(1026)이 수용되는 핫 러너 관통공들(도 26에 표시된 제2 슬리브(1024)의 핫 러너 관통공(10240))이 추가로 마련된다. 이들 핫 러너 파이프(1026)는 제2 고정 블록(1020)에 배치되어 있으며 제2 고정 블록(1020) 외부로 제1 공구 반부(101)를 향해 연장된다(도 29 참조, 제1 정렬 플레이트(1011)의 홈들(1017)은 도시되어 있지 않다). 제2 공구 반부(102)는 복수의 관통개구(1028)를 포함하는 제2 정렬 플레이트(1027)를 추가로 포함한다(도 26 참조). 제2 공구 반부(102)의 조립 시, 제2 툴링 플레이트(1023)가 제2 슬롯(1022) 안에 완전히 삽입되고 이어서 제2 정렬 플레이트(1027)가 장착 플레이트(1021)에 장착되면, 제2 툴링 플레이트(1023)에 사전 장착되어 있는 제2 슬리브들(1024) 중 하나가 각 관통개구(1028)에 수용된다. 이에 따라, 제2 정렬 플레이트(1027)가 장착 플레이트(1021)에 장착될 때 각각의 개별 제2 슬리브(1024)(따라서 각각의 개별 백 피스 인서트(1025))가 개별적으로 정렬된다. 그러나, 제1 정렬 플레이트와 달리, 제2 정렬 플레이트(1027)는, 도 28과 도 29에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 장착 플레이트(1021)에 고정되게 장착되지 않고 장착 플레이트(1021)에서 짧은 거리만큼 이격되어 이동 가능한 상태로 유지된다. 개방 위치(도 28 및 도 29에 나타낸 바와 같이 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)가 서로 이격되어 배치된 상태)에서, 제2 정렬 플레이트(1027)는 장착 플레이트(1021)에서 상기 짧은 거리만큼 이격되어 위치하도록 사전에 편향되는데, 그 이유에 대해서는 아래에 추가로 설명하기로 한다. 장착 플레이트(1021)와 제2 정렬 플레이트(1027) 간의 이러한 짧은 거리는 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)가 도 23 및 도 24에 나타낸 폐쇄 위치에 있을 때에는 존재하지 않는다.
도 25에서, 제1 정렬 플레이트(1011)가 복수의 직선형 홈(1017)을 추가로 포함함을 볼 수 있으며, 이때 각각의 직선형 홈(1017)은 광학 공구(1015)가 장착된 제1 슬리브(1014)를 수용하는 관련 관통개구(1016) 내로 개방되어 있다. 홈(1017)은 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)(도 7 참조)의 탭(T1)을 형성하는 형상이다. 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)가 폐쇄 위치에 있을 때(도 30, 도 31 및 도 32 참조), 유동성 열가소성 재료(예컨대, 폴리프로필렌)가 각각의 해당하는 핫 러너 파이프(1026)(도 32 참조)의 테이퍼링 단부를 통해 고온 고압 하에 각각의 해당하는 홈(1027) (도 32에는 미도시된 홈(1027)) 내부로 주입된다. 이렇게 주입된 유동성 열가소성 재료는 홈(1017) (도 25)을 따라 흐르다가 광학 공구(1015)와 백 피스 인서트(1025) 사이에 형성된 공간(1018)(도 31)에 유입되되, 광학 공구(1015)와 백 피스 인서트(1025) 사이에 형성된 공간은 물론 홈(1017)이 유동성 열가소성 재료로 완전히 채워질 때까지 열가소성 재료가 홈(1017) 안으로 계속 주입된다. 핫 러너 파이프(1026)는 고온에 유지되어야 하지만(이는 유동성 열가소성 재료가 핫 러너 파이프(1026) 안에서 고형화될 수 있을 온도까지 냉각되어 핫 러너 파이프(1026)가 막히게 되면 안 되기 때문), 제1 고정 블록(1010), 제1 정렬 플레이트(1011) 및 (광학 공구 인서트(1015)를 장착한 제1 슬리브(1014)가 사전 장착되어 있는) 제1 툴링 플레이트(1013)는 주입된 유동성 열가소성 재료가 빠르게 냉각되어 고형화됨으로써 적어도, 이렇게 형성된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)가 제거될 수 있는 상태가 될 수 있는 온도에 유지되어야 한다. 이는 또한 제2 고정 블록(1020), 장착 플레이트(1021), (백 피스 인서트(1025)를 장착한 제2 슬리브(1024)가 사전 장착되어 있는) 제2 툴링 플레이트(1023), 및 제2 정렬 플레이트(1027)에도 적용된다.
주입된 열가소성 재료가 위에서 설명한 대로 고형화되어 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)을 형성하면(제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)는 여전히 폐쇄 위치에 있는 상태), 제2 공구 반부(102)가 제1공구 반부(102)에서 멀어지면서 개방 위치로 이동한다(도 27, 도 28 및 도 29 참조). 이때 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)가 제1 공구 반부(101) 또는 제2 공구 반부(102)에 접착될 수 있으므로 이는 중요한 순간이다. 안정적인 공정 구성을 위해서는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)가 예상대로 제1 공구 반부(101) 또는 제2 공구 반부(102) 중 하나에만 접착되도록 확실히 해야 한다. 설명된 실시예에서는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)가 예상대로 제1 공구 반부(101)에 접착되도록 확실히 했다. 이는, 제2 공구 반부(102)가 제1 공구 반부(101)로부터 멀어지며 이동할 때 제2 정렬 플레이트(1027)가 장착 플레이트로부터 전술한 짧은 거리만큼 이격되어 이동(이 위치 쪽으로 편향됨, 위 설명 참조)함으로써 달성되며, 이에 따라 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)가 백 피스 인서트(1025)에서 떼어진다. 따라서, 제2 정렬 플레이트(1027)는 제2 공구 반부(102)가 제1 공구 반부(101)로부터 멀어지며 이동할 때 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 백 피스 인서트(1025)에서 떼어내는 스트립오프 플레이트의 역할을 한다. 그 결과, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)는 예상대로 제1 공구 반부(101)에 접착된다. 그 후에는, 흡입 컵들(1000)을 포함한 그리퍼 공구(100)(도 4 참조)가 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102) 사이에 형성된 공간에 투입되어, 특허문헌 WO 2020/144622에 기술된 원리대로, 그리퍼 공구(100)의 흡입 컵들(1000)에 인가된 흡입력을 이용하여 제1 공구 반부(101)에서 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 떼어낸다. 특정 공구 반부에서 플라스틱 렌즈 몰드를 떼어내거나 플라스틱 렌즈 몰드를 특정 공구 반부에 부착시키기 위한 추가 조치들이 앞서 언급한 특허문헌 WO 2020/144622 및 WO 2020/109976에도 기술되어 있다. 그리퍼 공구(100)로 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 잡아서 제1 공구 반부(101)에서 떼어낸 다음에는, 위에서 설명한 바와 같이 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102) 사이에 형성된 공간에서 그리퍼 공구(100)가 제거되고, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)가 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(11)로 운반되며, 제2 공구 반부(102)가 제1 공구 반부(101)에 가까워지면서 폐쇄 위치로 이동하고, 유동성 열가소성 재료의 다음 샷이 핫 러너 파이프(1026)를 통해 주입된다.
위에서 설명한 전체 공정(즉, 제2 공구 반부(102)가 제1 공구 반부(101)에 가까워지면서 폐쇄 위치로 이동하고, 유동성 열가소성 재료를 주입하고, 제2 공구 반부(102)가 제1 공구 반부(101)로부터 멀어지면서 개방 위치로 이동하고, 그리퍼 공구를 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102) 사이에 형성된 공간에 투입하고, 흡입력을 인가하여 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)가 그리퍼 공구에 접착되도록 만들어 제1 공구 반부(101)에서 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 떼어내고, 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102) 사이에 형성된 공간에서 그리퍼 공구를 제거함)의 주기 시간은 극히 짧으며, 10초 미만, 특히 5초 미만, 바람직하게는 2 내지 5초이다. 예를 들어, 이 주기 시간은 2초, 3초, 4초 또는 5초 정도로 짧을 수 있으며, 특히 약 4초일 수 있다. 이렇게 짧은 주기 시간 덕분에 본 발명에 따른 생산라인의 특히 효율성이 높아진다.
위의 설명은 복수의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)을 동시에 생산하기 위한 제3 공구 반부(121)와 제4 공구 반부(122)(도 3 및 도 4 참조)를 포함하는 제2 사출 성형기(12)에 대해서도 유사하게 적용된다. 제2 사출 성형기(12)로 동시에 생산되는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM)의 개수는 제1 사출 성형기(10)로 동시에 생산되는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드들(FCM)의 개수와 일치하며, 제1 사출 성형기(12)의 주기 시간 또한 제1 사출 성형기910)의 주기 시간과 동일하다. 이는 한 주기 내에서(즉, 동일한 주기 시간 내에서) 동일한 개수의 전면 커브 플라스틱 몰드들(FCM)과 베이스 커브 플라스틱 몰드들(BCM)이 생산된다는 것을 의미한다.
제1 사출 성형기(10)에서와 달리, 제2 사출 성형기(12)에서는 광학 공구 인서트들이 도 3과 도 4에 도시된 이동식 제3 공구 반부(121)에 배치되어 있다. 제3 공구 반부(121)는 전술한 제2 공구 반부(102)와 유사한 3판 구성을 갖는다. 백 피스 인서트들은 고정 배치된 제4 공구 반부(122)에 배치된다. 그 외에는 제3 공구 반부(121)의 구성이 전술한 제2 공구 반부(102)의 구성과 유사하며, 제4 공구 반부(122)의 구성은 전술한 제1 공구 반부(101)의 구성과 유사하다. 그러므로, 제3 공구 반부(121)와 제4 공구 반부(122)의 상세한 구성에 관한 설명은 전술한 제2 공구 반부(102)와 제1 공구 반부(101)에 관한 설명을 참조하면 된다.
도 25와 도 26을 다시 참조하면, 이들 도면에 도시된 실시예에서는 16개의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)가 한 주기 내에 동시에 생산된다. 마찬가지로, 16개의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드가 한 주기 내에 동시에 생산된다. 이러한 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)을 사용한 안과용 렌즈 제조에 동일한 렌즈 형성 재료가 사용된다고 가정하면, 이는 최대 16개의 각각 다른 안과용 렌즈를 동시에 생산할 수 있음을 의미하며, 이들 안과용 렌즈는 적어도 하나의 특성(예: 전면 커브의 기하학적 형태, 디옵터, 토릭 매개변수, 회전 안정화 기능 등)이 서로 다르다.
그러나, 본 발명에 따른 생산라인의 유연성은 훨씬 그 이상이다. 예를 들어, 제1 렌즈 형성 재료, 그리고 전술된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)을 사용하여 기설정된 개수의 안과용 렌즈를 제조한 후 다른 렌즈 형성 재료로 바꾸는 것이 가능하다. 이를 달성하기 위해서는 충전 스테이션(144)의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)에 다른 렌즈 형성 재료를 주입하기만 하면 된다. 또한, 다른 렌즈 형성 재료를 사용하려면 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)에 든 해당 렌즈 형성 재료를 경화하기 위해 오븐(160)의 가열 챔버(161)에 다른 온도 프로파일과 노출 시간이 필요할 수 있다. 추가적으로, 오븐(160)의 가열 챔버(161) 내 허용되는 산소 수준이 다를 수 있으므로, 실제로 사용되는 렌즈 형성 재료에 따라, 오븐(160)의 가열 챔버 내의 가스 분위기의 불활성 정도를 더 높이거나 더 낮추어야 한다. 더욱이, 처리용 모듈(21)에서, 경화된 렌즈들(CL)이 노출되어야 하는 처리조의 탱크에 들어있는 처리액이 다를 수 있다. 또한, 실제로 사용되는 렌즈 형성 재료에 따라, 처리액에 노출되는 기간이 달라질 수 있다. 예를 들어, 일부 렌즈 형성 재료는 경화된 렌즈에 코팅을 도포해야 할 수 있는 반면, 다른 렌즈 형성 재료는 이러한 코팅을 필요하지 않거나 경화된 렌즈에 코팅을 도포하는 것을 금하기도 한다. 추가로 예를 들어, 일부 렌즈 형성 재료는 추출을 위해 유기 추출액이 필요할 수 있는 반면, 다른 렌즈 형성 재료는 물에서의 추출로 족할 수 있다. 특정 렌즈 형성 재료로 만들어진 안과용 렌즈의 생산은 안과용 렌즈가 경화되고, 화학적으로 처리되고, 검사되고, 포장되기까지 그만큼 더 몇 시간이 걸릴 수 있지만, 본 발명에 따른 생산라인의 처리용 모듈(21)에 다양한 유형의 처리조가 구비되는 경우 본 발명에 따른 생산라인에서는 다양한 렌즈 형성 재료로 안과용 렌즈들을 동시에 생산하는 것이 가능하다. 특히 경화 공정 뿐만 아니라 화학적 처리 공정에도 시간이 많이 소요될 수 있다. 본 발명에 따른 생산라인은 이러한 많은 각종 요구사항을 해결할 수 있으므로 생산라인에서 다양한 렌즈 형성 재료로 만들어진 안과용 렌즈들을 동시에 생산하는 것에 대해서도 매우 유연하다.
본 발명에 따른 생산라인을 매우 유연하게 만드는 또 다른 측면은 로트 변경을 신속하게 수행할 수 있는 능력이다. 예를 들어, 아래에서는 로트 변경을 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)과 관련하여 설명하기로 한다. 로트 변경을 수행하려면 제1 툴링 플레이트(1013)에 사전 장착되어 있는 제1 슬리브(1014)에 장착할 광학 공구 인서트(1015)를 적어도 교체해야 한다(이들 광학 공구 인서트(1015)에 의해 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 광학 표면의 기하학적 형태가 결정되기 때문이다). 게다가, 많은 경우에, 제2 툴링 플레이트(1023)에 사전 장착되어 있는 제2 슬리브(1024)에 장착할 백 피스 인서트(1025)도 교체해야 한다(이들 백 피스 광학 공구 인서트(1025)에 의해 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 비-광학 후면의 기하학적 형태가 결정되기 때문이다).
제1 슬리브(1014)에 장착된 광학 공구 인서트(1015)의 교체 작업을 수행하기 위해, 먼저 제2 공구 반부(102)를 제1 공구 반부(101)로부터 이격시킨다(개방 위치). 그러면 제1 공구 반부(101)의 제1 정렬 플레이트(1011)는 제1 고정 블록(1010)에서 분리되고 그로부터 멀어지며, 이에 따라 제1 툴링 플레이트(1013)에 사전 장착되어 있던 제1 슬리브(1014)는 제1 정렬 플레이트(1011)의 관통개구(1016)에 더 이상 수용되지 않게 된다. 그 후, (교체 대상인) 기존의(old) 제1 광학 공구 인서트(1015)를 장착한 제1 슬리브(1014)가 사전 장착되어 있는 제1 툴링 플레이트(1013)를 고정 해제시킨 다음 제1 슬롯(1012)(도 25 참조) 밖으로 빼낸다. 이어서, 새로운(즉, 다른) 광학 공구 인서트(1015)를 장착한 제1 슬리브(1014)가 사전 장착되어 있는 새로운 제1 툴링 플레이트(1013)를 제1 슬롯(1012)에 슬라이딩식으로 삽입시켜 고정한다. 그 후, 제1 정렬 플레이트(1011)를 제1 고정 블록(1010) 쪽으로 이동시키면서 다시 제1 고정 블록(1010)에 장착한다. 이어서, 새로운 광학 공구 인서트(1015)를 장착한, 새로운 제1 툴링 플레이트(1013)의 제1 슬리브(1014)를 다시 제1 정렬 플레이트(1011)의 관통개구(1016)에 끼워 넣음으로써 교체 작업을 완료한다. 당연하겠지만, 이러한 교체 작업은 짧은 시간 내에 수행될 수 있는데, 이는 새로운 제1 툴링 플레이트(1013)가 생산라인에서 멀리 떨어진(remote) 곳에서 해당 교체보다 훨씬 앞서 새로운 광학 공구 인서트(1015) 및 제1 슬리브(1014)를 구비할 수 있어, 교체 시점에는 제1 툴링 플레이트(1013)의 교체만 수행하면 되기 때문이다. 또한, 전체 제1 공구 반부(101)의 온도가 비임계적 온도라 제1 툴링 플레이트(1013)의 핸들링이 가능하므로, 교체 작업이 빠르고 쉽게 수행될 수 있다.
제2 툴링 플레이트(1023)의 제2 슬리브(1024)에 장착된 광학 공구 인서트(1025)의 교체에 대해서는 상황이 다르다. 그 이유는 유동성 (고온) 열가소성 재료가 핫 러너 파이프(1026)를 통해 주입됨에 따라 고온 상태에 있는 이러한 핫 러너 파이프(1026)가 제2 공구 반부(102)에도 구비되어 있기 때문이다. 이러한 핫 러너 파이프(1026)가 비임계적 온도로 냉각될 때까지 기다리려면 매우 상당한 시간이 걸리게 될 것이고 그 시간 동안에는 생산라인에서 안과용 렌즈를 전혀 생산할 수 없기 때문에, 제2 툴링 플레이트(1023)의 교체 작업이 매우 비효율적이게 된다. 또한, 핫 러너 파이프(1026)를 냉각시킬 수 있다 하더라도, 제2 툴링 플레이트(1023)를 교체한 후에는 핫 러너 파이프(1026)를 요구되는 온도까지 가열해야 한다. 이렇게 핫 러너 파이프(1026)가 가열되기까지는 또 다시 어느 정도 시간이 걸리므로 제2 툴링 플레이트(1023)의 교체 작업이 비효율적이게 된다.
제2 툴링 플레이트의 교체 작업을 수행하기 위해, 제2 정렬 플레이트(1027)를 장착 플레이트(1021)에서 분리하여 그로부터 이격시키되, 백 피스 인서트(1025)를 장착한 제2 슬리브(1024)가 더 이상 제2 정렬 플레이트(1027)의 관통공(1028)(도 26 참조)에 수용되지 않은 상태가 될 때까지 이격시킨다. 다음으로는, 장착 플레이트(1021)를 제2 고정 블록(1020)에서 떼어내고 그로부터 이격시킨다. 이로써, 장착 플레이트(1021)는 핫 러너 파이프(1026)를 포함하는 제2 고정 블록(1020)에서 분리된다. 이러한 분리 덕분에, 한편으로는 핫 러너 파이프(1026)의 고온 상태를 유지하고, 다른 한편으로는, 고온 상태의 핫 러너 파이프(1026)에 의한 부정적인 영향을 받지 않으면서 제2 툴링 플레이트(1023)의 교체 작업을 수행할 수 있게 된다.
제2 툴링 플레이트(1023)의 교체 작업을 실시하기 위해, 제2 툴링 플레이트(1023)를 고정 해제시킨 다음 장착 플레이트(1021)에 제공된 제2 슬롯(1022) 밖으로 빼낸다. 그리고는 새로운(즉, 다른) 백 피스 인서트(1025)를 장착한 제2 슬리브(1024)가 사전 장착되어 있는 새로운 제2 툴링 플레이트(1023)를 제2 슬롯(1022)에 슬라이딩식으로 삽입시켜 고정된다. 그 후, 장착 플레이트(1021)를 다시 제2 고정블록(1020)에 장착하고, 이 장착 플레이트(1021)에 제2 정렬 플레이트(1027)를 장착한다. 여기서도 마찬가지로, 이러한 교체 작업은 짧은 시간 내에 수행될 수 있는데, 이는 새로운 제2 툴링 플레이트(1025)가 생산라인에서 멀리 떨어진 곳에서 해당 교체보다 훨씬 앞서 새로운 백 피스 인서트(1025) 및 제1 슬리브(1024)를 구비할 수 있어, 교체 시점에는 제2 툴링 플레이트(1023)의 교체만 수행하면 되기 때문이다. 또한, 교체 작업이 비임계적 온도에서 수행될 수 있으며, 이와 동시에 핫 러너 파이프(1026)의 고온 상태를 유지하는 것이 가능하다. 이 덕분에, 제2 툴링 플레이트(1023)의 교체 작업이 완료되면 신속하게 생산을 재개할 수 있다.
툴링 플레이트들의 교체 작업에 대한 설명은 제2 사출 성형기(12) 및 그의 제3 공구 반부(121)와 제4 공구 반부(122)에도 유사하게 적용된다(도 3과 도 4 참조). 이미 언급한 바와 같이, 제1 사출 성형기(10)에서와 달리, 제2 사출 성형기(12)에서는 광학 공구 인서트들이 전술한 제2 공구 반부(102)와 유사한 3판 구조를 갖는 이동식 제3 공구 반부(121)에 배치되어 있다. 백 피스 인서트들은 고정 배치된 제4 공구 반부(122)에 배치된다. 그 외에는 제3 공구 반부(121)의 구성이 전술한 제2 공구 반부(102)의 구성과 유사하며, 제4 공구 반부(122)의 구성은 전술한 제1 공구 반부(101)의 구성과 유사하다. 그러므로, 제3 공구 반부(121)와 제4 공구 반부(122)의 상세한 구성에 관한 설명은 전술한 제2 공구 반부(102)와 제1 공구 반부(101)에 관한 설명을 참조하면 된다.
본 발명의 실시예들을 여러 도면을 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에 국한되지 않으며, 오히려 본 발명의 기초가 되는 기술적 교시내용에서 벗어나지 않으면서 많은 변화 또는 변형이 가능하다. 따라서 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해진다.

Claims (15)

  1. 안과용 렌즈, 특히 소프트 콘택트렌즈(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈)와 같은 콘택트렌즈의 생산을 위한 자동 생산라인에 있어서,
    - 생산라인 프론트엔드(front end)(1)로서,
    - 생산라인에 배치되며, 10초 미만, 특히 5초 미만, 바람직하게는 2 내지 5초의 기설정된 주기 시간 내에, 복수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 동시에 생산하도록 구성된 제1 사출 성형기(10);
    - 생산라인에 배치되며, 10초 미만, 특히 5초 미만, 바람직하게는 2 내지 5초의 동일한 기설정된 주기 시간 내에, 대응하는 복수의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 동시에 생산하도록 구성된 제2 사출 성형기(12);
    - 캐스팅 모듈(14)로서,
    - 기설정된 양의 렌즈 형성 재료를 기설정된 개수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)에 도징(dose)하도록 구성된 충전 스테이션(144), 및
    - 상기 기설정된 개수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)와 연령(age)이 동일한 대응하는 개수의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 기설정된 양의 렌즈 형성 재료가 든 기설정된 개수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 위에 놓음으로써, 렌즈 형성 재료가 든, 대응하는 개수의 폐쇄상태(closed) 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 형성하도록 구성된 캐핑 스테이션(145)
    을 포함하는 캐스팅 모듈(14);
    - 렌즈 형성 재료가 든 상기 대응하는 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 캐스팅 모듈(14)로부터 스태킹 모듈로 운반하도록 구성된 제1 운반 로봇(1470);
    - 스태킹 모듈(15)로서,
    - 복수의 렌즈 몰드 트레이(150)로서, 각각의 렌즈 몰드 트레이(150)는, 제1 운반 로봇(1470)에 의해 운반되고 렌즈 형성 재료가 든 상기 대응하는 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM) 다수가 적재되도록 구성된 것인, 복수의 렌즈 몰드 트레이(150), 및
    - 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들이 적재된 복수의 렌즈 몰드 트레이(150)를 스태킹하여, 렌즈 몰드 트레이들(150)의 스택(151)을 형성하는 스태킹 로봇
    을 포함하는 스태킹 모듈(15);
    - 복수의 오븐(160) 및 스택 핸들링 로봇(162)을 포함하는 경화 모듈(16)로서, 상기 복수의 오븐의 각각의 개별 오븐(160)은 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 모듈들(BCM/FCM)을 실은 렌즈 몰드 트레이들(150)의 스택(151)을 수용하기 위한 크기의 가열식 챔버(161)와 상기 가열식 챔버(1611)를 열고 닫기 위한 도어를 포함함으로써,
    도어가 열렸을 때, 스택 핸들링 로봇(162)으로 하여금 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 적재된 상기 렌즈 몰드 트레이들(150)의 스택(151)을 가열식 챔버(161) 안에 로딩할 수 있도록 하고,
    도어가 닫혔을 때, 가열식 챔버(161)가 기설정된 온도까지 가열될 수 있도록 하여 렌즈 형성 재료를 경화시켜 스택(151)의 개별 렌즈 몰드 트레이(150) 상의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들 내에 경화 렌즈(CL)를 형성하도록 하고,
    도어가 다시 열렸을 때, 스택 핸들링 로봇(162)으로 하여금 경화된 렌즈(CL)가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 적재된 상기 렌즈 몰드 트레이들(150)의 스택(151)을 챔버(161)에서 꺼낼 수 있도록 하는 것인, 경화 모듈(16);
    - 각각의 개별 렌즈 몰드 트레이(150)의 폐쇄상태 플라스틱 몰드들(BCM/FCM)로의 접근을 허용하기 위해, 상기 오븐(160)의 챔버(161)에서 꺼내어진 렌즈 몰드 트레이들(150)의 스택(151)으로부터 개별 렌즈 몰드 트레이(150)를 떼어내도록 구성된 디스태킹 로봇을 포함하는 디스태킹 모듈(17);
    - 경화된 렌즈(CL)가 든, 기설정된 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 상기 개별 렌즈 몰드 트레이(150)로부터 탈형-렌즈분리 모듈(demolding and delensing module)로 운반하도록 구성된 제2 운반 로봇(180); 및
    - 탈형-렌즈분리 모듈(18)로서,
    - 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)와 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 서로 분리시키는 방식으로 상기 기설정된 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 열도록 구성된 탈형 스테이션으로서, 경화된 렌즈는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM) 또는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 중 어느 하나에 접착되어 있는 것인 탈형 스테이션(1813, 1820),
    - 경화된 렌즈(CL)를 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM) 또는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)로부터 분리시키도록 구성된 렌즈분리 스테이션(1817, 1827), 및
    - 상기 렌즈분리 스테이션으로부터 분리된 경화된 렌즈(CL)를 처리용 캐리어 트레이(200)로 운반하도록 구성된 운반용 그리퍼(TG2)
    를 포함하는 탈형-렌즈분리 모듈(18)
    을 포함하는 생산라인 프론트엔드(1)와,
    - 생산라인 백엔드(product line back end)(2)로서,
    - 안과용 렌즈를 얻기 위해 처리용 캐리어 트레이(200)에 실린 경화된 렌즈(CL)를 액조(liquid bath) 처리하기 위한 처리용 모듈(20),
    - 안과용 렌즈를 검사하기 위한 검사 모듈(21), 및
    - 검사를 성공적으로 통과한 안과용 렌즈를 일차 포장 용기에 포장하기 위한 일차 포장 모듈(22)
    을 포함하는 생산라인 백엔드(2)
    를 포함하며,
    처리용 모듈(20)은,
    - 복수의 개별 처리용 캐리어 트레이(200)를 하나씩 위로 적층시켜, 경화된 렌즈(CL)를 실은 처리용 캐리어 트레이들의 스택(202)을 형성하는 처리용 캐리어 트레이 스태킹 스테이션(201); 및
    - 복수의 처리조(204, 205, 206)로서, 각각의 처리조(204, 205, 206)는, 상기 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 수용하는 크기를 가지며 물, 유기 추출액, 코팅액 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 처리액이 들어있는 탱크를 포함하는, 자동 생산라인.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 사출 성형기(10)는 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)를 포함하며, 제1 공구 반부(101)와 제2 공구 반부(102)는 전면 커브 플라스틱 몰드(FCM)의 사출 성형을 위한 폐쇄 위치와 성형된 전면 커브 플라스틱 몰드(FCM) 제거를 위한 개방 위치 사이에서 서로에 대해 이동 가능하게 배치되고;
    제1 공구 반부(101)는 복수의 개별 제1 슬리브(1014)가 사전 장착된 제1 툴링 플레이트(1013)를 포함하며, 각각의 개별 제1 슬리브(1014)에는 개별 광학 공구 인서트(1015)에 의해 형성된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 오목한 광학 전면의 형상을 결정하는 개별 광학 공구 인서트(1015)가 장착되고;
    제2 공구 반부(102)는 복수의 개별 제2 슬리브(1024)가 사전 장착된 제2 툴링 플레이트(1023)를 포함하되, 각각의 개별 제2 슬리브(1024)에는 개별 백 피스 공구 인서트(individual back piece tool insert)(1025)에 의해 형성된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 볼록한 후면의 형상을 결정하는 개별 백 피스 공구 인서트(1025)가 장착되고;
    제1 공구 반부(101)는 제1 툴링 플레이트(1013)를 수용하는 제1 슬롯(1012)을 추가로 포함하며, 제1 툴링 플레이트(1013)를 슬라이딩식으로 제1 슬롯(1012) 안에 삽입한 다음 고정시켜 장착시킬 수 있고, 제1 툴링 플레이트(1013)를 고정 해제시킨 다음 제1 슬롯(1012) 밖으로 빼냄으로써 제1 툴링 플레이트(1013)를 분리시킬 수 있고;
    제2 공구 반부(102)는 제2 툴링 플레이트(1023)를 수용하는 제2 슬롯(1022)을 추가로 포함하며, 제2 툴링 플레이트(1023)를 슬라이딩식으로 제2 슬롯(1022) 안에 삽입한 다음 고정시켜 장착시킬 수 있고, 제2 툴링 플레이트(1023)를 고정 해제시킨 다음 제2 슬롯(1022) 밖으로 빼냄으로써 제2 툴링 플레이트(1023)를 분리시킬 수 있고;
    제2 사출 성형기(12)는 제3 공구 반부(121)와 제4 공구 반부(122)를 포함하며, 제3 공구 반부(121)와 제4 공구 반부(122)는 베이스 커브 플라스틱 몰드(BCM)의 사출 성형을 위한 폐쇄 위치와 성형된 베이스 커브 플라스틱 몰드(BCM) 제거를 위한 개방 위치 사이에서 서로에 대해 이동 가능하게 배치되고;
    제3 공구 반부(121)는 복수의 개별 제3 슬리브가 사전 장착된 제3 툴링 플레이트를 포함하며, 각각의 개별 제3 슬리브에는 개별 광학 공구 인서트에 의해 형성된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 볼록한 광학 전면의 형상을 결정하는 개별 광학 공구 인서트가 장착되고;
    제4 공구 반부(122)는 복수의 개별 제4 슬리브가 사전 장착된 제4 툴링 플레이트를 포함하되, 각각의 개별 제4 슬리브에는 개별 백 피스 공구 인서트에 의해 형성된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드의 오목한 후면의 형상을 결정하는 개별 백 피스 공구 인서트가 장착되고;
    제3 공구 반부(121)는 제3 툴링 플레이트를 수용하는 제3 슬롯을 추가로 포함하며, 제3 툴링 플레이트를 슬라이딩식으로 제3 슬롯 안에 삽입한 다음 고정시켜 장착시킬 수 있고, 제3 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 제3 슬롯 밖으로 빼냄으로써 제3 툴링 플레이트를 분리시킬 수 있고;
    제4 공구 반부(122)는 제4 툴링 플레이트를 수용하는 제4 슬롯을 추가로 포함하며, 제4 툴링 플레이트를 슬라이딩식으로 제4 슬롯 안에 삽입한 다음 고정시켜 장착시킬 수 있고, 제4 툴링 플레이트를 고정 해제시킨 다음 제4 슬롯 밖으로 빼냄으로써 제4 툴링 플레이트를 분리시킬 수 있는 것인, 생산라인.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 공구 반부(101)는
    - 개별 제1 슬리브(1014)가 사전 장착된 제1 툴링 플레이트(1013)를 수용하는 제1 슬롯(1012)을 포함하는 제1 고정 블록(1010), 및
    - 상기 제1 고정 블록(1010)에 탈부착 가능하게 장착된 제1 정렬 플레이트(1011)로서, 제1 정렬 플레이트(1011)는 복수의 개별 제1 관통개구(1016)를 구비하되 각각의 개별 제1 관통개구(1016)의 내부에는 복수의 개별 제1 슬리브(1014) 중 하나의 개별 제1 슬리브(1014)가 수용되어 정렬되며, 제1 정렬 플레이트(1011)는 제1 고정 블록(1010)으로부터 분리될 때 제1 고정 블록(1010)으로부터 멀어질 수 있어 제1 툴링 플레이트(1013)가 슬라이딩식으로 제1 슬롯(1012) 안에 삽입될 수 있도록 하거나 제1 툴링 플레이트(1013)를 제1 슬롯(1012) 밖으로 빼낼 수 있도록 하는, 제1 정렬 플레이트(1011)
    를 포함하고,
    제2 공구 반부(102)는,
    - 열가소성 재료의 주입을 위한 복수의 핫 러너 파이프(1026)를 포함하는 제2 고정 블록(1020)으로서, 핫 러너 파이프(1026)는 제2 고정 블록(1020) 외부로 제1 공구 반부를 향해 연장되는 것인, 제2 고정 블록(1020);
    - 상기 제2 고정 블록(1020)에 탈부착 가능하게 장착된 장착 플레이트(1021)로서, 장착 플레이트(1021)는 개별 제2 슬리브(1024)가 사전 장착되어 있는 제2 툴링 플레이트(1023)를 수용하는 제2 슬롯(1022)을 포함하고, 장착 플레이트, 제2 툴링 플레이트(1023) 및 각각의 개별 제2 슬리브(1024)는 제2 고정 블록(1020) 외부로 연장되는 핫 러너 파이프를 내부에 수용하는 핫 러너 관통공을 포함하며, 장착 플레이트는 제2 고정 블록(1020)으로부터 분리될 때 제2 고정 블록(1020)으로부터 멀어질 수 있어 제2 툴링 플레이트(1023)가 슬라이딩식으로 제2 슬롯(1022) 안에 삽입될 수 있도록 하거나 제2 툴링 플레이트(1023)를 제2 슬롯(1022) 밖으로 빼낼 수 있도록 하는, 장착 플레이트(1021); 및
    - 상기 장착 플레이트(1021)에 가까워지거나 멀어질 수 있게 장착된 제2 정렬 플레이트(1027)로서, 제2 정렬 플레이트(1027)는 복수의 개별 제2 관통개구(1028)를 구비하되 각각의 개별 제2 관통개구(1028)의 내부에는 복수의 개별 제2 슬리브(1024) 중 하나의 개별 제2 슬리브(1024)가 수용되는 것인, 제2 정렬 플레이트(1027)
    를 포함하는, 생산라인.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    제3 공구 반부(121)는,
    - 열가소성 재료의 주입을 위한 복수의 핫 러너 파이프를 포함하는 제3 고정 블록으로서, 핫 러너 파이프는 제3 고정 블록 외부로 제4 공구 반부를 향해 연장되는 것인, 제3 고정 블록;
    - 상기 제3 고정 블록에 탈부착 가능하게 장착된 장착 플레이트로서, 장착 플레이트는 개별 제3 슬리브가 사전 장착되어 있는 제3 툴링 플레이트를 수용하는 제3 슬롯을 포함하고, 장착 플레이트, 제3 툴링 플레이트 및 각각의 개별 제3 슬리브는 제3 고정 블록 외부로 연장되는 핫 러너 파이프를 내부에 수용하는 핫 러너 관통공을 포함하며, 장착 플레이트는 제3 고정 블록으로부터 분리될 때 제3 고정 블록으로부터 멀어질 수 있어 제3 툴링 플레이트가 슬라이딩식으로 제3 슬롯 안에 삽입될 수 있도록 하거나 제3 툴링 플레이트를 제3 슬롯 밖으로 빼낼 수 있도록 하는, 장착 플레이트; 및
    - 상기 장착 플레이트에 가까워지거나 멀어질 수 있게 장착된 제3 정렬 플레이트로서, 제3 정렬 플레이트는 복수의 개별 제3 관통개구를 구비하되 각각의 개별 제3 관통개구의 내부에는 복수의 개별 제3 슬리브 중 하나의 개별 제3 슬리브가 수용되는 것인, 제3 정렬 플레이트
    를 포함하고,
    제4 공구 반부(122)는,
    - 개별 제4 슬리브가 사전 장착된 제4 툴링 플레이트를 수용하는 제4 슬롯을 포함하는 제4 고정 블록, 및
    - 상기 제4 고정 블록에 탈부착 가능하게 장착된 제4 정렬 플레이트로서, 제4 정렬 플레이트는 복수의 개별 제4 관통개구를 구비하되 각각의 개별 제4 관통개구의 내부에는 복수의 개별 제4 슬리브 중 하나의 개별 제4 슬리브가 수용되어 정렬되며, 제4 정렬 플레이트는 제4 고정 블록으로부터 분리될 때 제1 고정 블록으로부터 멀어질 수 있어 제4 툴링 플레이트가 슬라이딩식으로 제4 슬롯 안에 삽입될 수 있도록 하거나 제4 툴링 플레이트를 제4 슬롯 밖으로 빼낼 수 있도록 하는, 제4 정렬 플레이트
    를 포함하는, 생산라인.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    생산라인 프론트엔드는,
    - 제1 사출 성형기(10)와 캐스팅 모듈(14) 사이에 배치된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(11)로서, 제1 사출 성형기(10)에서 제거된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)가 캐스팅 모듈(14)로 운반될 때까지 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 기설정된 환경 조건에서 기설정된 제1 냉각 기간 동안 보관하도록 구성된 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(11); 및
    - 제2 사출 성형기(12)와 캐스팅 모듈(14) 사이에 배치된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(13)로서, 제2 사출 성형기(12)에서 제거된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)가 캐스팅 모듈(14)로 운반될 때까지 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 전면 커브 플라스틱 렌즈 모듈(FCM)과 동일한 기설정된 환경 조건에서 기설정된 제2 냉각 기간 동안 보관하도록 구성된 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드 버퍼 모듈(13)
    을 추가로 포함하며,
    캐스팅 모듈(14)은 베이스 커브 플라스틱 몰드 버퍼 모듈(13) 및 전면 커브 플라스틱 몰드 버퍼 모듈(11)과 동일한 기설정된 환경 조건을 갖도록 구성되고, 캐핑 스테이션(145)은 전면 커브 플라스틱 몰드(FCM)가 제1 사출 성형기에서 제거되는 시점과 베이스 커브 플라스틱 몰드(BCM)가 제2 사출 성형기에서 제거되는 시점 사이에 동일한 시간이 경과한 경우에 해당하는 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)만 전면 커브 플라스틱 몰드(FCM) 위에 놓도록 구성되는, 생산라인.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    캐스팅 모듈(14)은 캐핑 스테이션의 하류측에 배치되는 토릭 각도 검증 스테이션(146)을 추가로 포함하며, 상기 토릭 각도 검증 스테이션은 카메라(1460)를 포함하는, 생산라인.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    탈형-렌즈분리 모듈은,
    - 경화된 렌즈(CL)가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드(BCM/FCM)를 열고, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)로부터 경화된 렌즈(CL)를 픽업하기 위한 전면 커브 탈형-렌즈분리 브랜치(branch)(181), 또는
    - 경화된 렌즈(CL)가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드(BCM/FCM)를 열고, 임시 캐리어로부터 경화된 렌즈(CL)를 픽업하기 위한 베이스 커브 탈형-렌즈분리 브랜치(182);
    중의 하나, 또는 둘 다 포함하며,
    상기 전면 커브 탈형-렌즈분리 브랜치(181)는,
    - 베이스 커브 플라스틱 몰드(BCM)의 후면을 가압함으로써 베이스 커브 플라스틱 렌즈 모듈(BCM)로부터 경화된 렌즈(CL)를 이형되도록 하는 기계식 스탬프들(1812)을 포함하는 렌즈 사전이형 스테이션(1810),
    - 플라스틱 렌즈 몰드(BCM/FCM)를 열기 위한 탈형 스테이션(1813), 및
    - 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 후면을 가압함으로써 전면 커브 플라스틱 렌즈 모듈(FCM)로부터 경화된 렌즈(CL)를 이형시켜 운반용 그리퍼(TG2)에 의해 처리용 캐리어 트레이(200)로 운반될 수 있도록 하는 핀들(1818)을 포함하는 렌즈분리 스테이션(1817)
    을 포함하고,
    베이스 커브 탈형-렌즈분리 브랜치(182)는,
    - 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 열기 위한 탈형 스테이션(1820)으로서, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)의 후면을 가압함으로써 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)로부터 경화된 렌즈(CL)가 이형되도록 하는 핀들(1821)을 포함하는 탈형 스테이션(1820); 및
    - 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM) 아래에 배치된 리시버 그리퍼(1826), 및 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)의 후면에 초음파를 인가함으로써 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)로부터 경화된 렌즈(CL)를 이형시켜 상기 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM) 아래에 배치된 리시버 그리퍼(1826)에 전달되도록 한 후 운반 그리퍼(TG2)에 의해 처리용 캐리어 트레이(200)로 운반될 수 있도록 하는 초음파 혼(1824)을 포함하는 렌즈분리 스테이션(1727)
    을 포함하는, 생산라인.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    생산라인 백엔드(2)의 처리용 모듈(20)은,
    - 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 픽업한 후 상기 복수의 처리조(204, 205) 중 제1 처리조(204) 안에 기설정된 시간 동안 유지하도록 구성되고, 상기 기설정된 시간이 지나면 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 제1 처리조(204)에서 꺼내어 제1 처리조(204)의 탱크(2040) 위의 위치까지 들어올리도록 추가로 구성되고, 기울어진 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)이 여전히 제1 처리조(204)의 탱크(2040) 위에 위치한 상태에서 들어올려진 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 피봇축(2032)에 대해 기울임으로써(tilt) 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)에 남아있는 처리액(2041)이 기울어진 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)으로부터 다시 제1 처리조(204)의 탱크(2040) 안으로 흘러 들어갈 수 있게 하도록 추가로 구성되고, 들어올려진 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 뒤로 기울이도록 추가로 구성되고, 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 상기 제1 처리조(204)로부터 복수의 처리조(204, 205) 중 제2 처리조(205)로 이동시키거나, 안과용 렌즈 운반 스테이션(207)으로 이동시킴으로써 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)의 개별 처리용 캐리어 트레이(200)가 디스태킹되고 경화된 렌즈(CL)를 액조 처리(liquid bath treatment)하여 얻은 안과용 렌즈가 디스태킹된 개별 처리용 캐리어 트레이(200)로부터 검사 모듈(21)로 옮겨지도록 추가로 구성된, 핸들링 로봇(203)
    을 추가로 포함하는, 생산라인.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    생산라인 백엔드(2)의 검사 모듈(21)은,
    - 배치될 룸에 의해 획정된 공간에 맞도록 자유롭게 결정될 수 있는 기하학적 형태를 갖는 폐루프 레일(210),
    - 상기 폐루프 레일(210)에 배치되며, 각각, 복수의 검사 큐벳(2110)을 그 위에 실어 나르는 복수의 자가 구동 셔틀(211), 및
    - 하기의 개별 스테이션들이 아래에 언급된 순서대로 폐루프 레일(210)을 따라 배치된 복수의 스테이션(2100 - 21010)
    - 셔틀(211) 상에 핸들링 위치에 배치된 복수의 큐벳(2110)을 물로 충전하도록 구성된 큐벳 충전 스테이션(2100),
    - 처리용 모듈(20)로부터 운반된 안과용 렌즈를 셔틀(211) 상에 배치된 복수의 충전된 큐벳(2110)에 삽입하되, 하나의 안과용 렌즈를 하나의 큐벳(2110)에 삽입하도록 구성된 렌즈 삽입 스테이션(2101),
    - 셔틀(211) 상에 배치된 복수의 큐벳(2110)을 핸들링 위치에서 검사 위치로 기울이도록 구성된 제1 큐벳 틸팅 스테이션(2106),
    - 복수의 큐벳(2110) 내의 안과용 렌즈를 검사하도록 구성된 렌즈 검사 스테이션(2107),
    - 검사된 안과용 렌즈가 든 복수의 큐벳(2110)을 검사 위치에서 다시 핸들링 위치로 기울이기 위한 제1 큐벳 틸팅 백 스테이션(2108),
    - 검사를 성공적으로 통과한 안과용 렌즈를 일차 패키징 모듈(22)로 운반하기 위한 안과용 렌즈 운반 스테이션(2109), 및
    - 복수의 큐벳(2110)으로부터 물을 흡입하는 큐벳 세정 스테이션(21010)
    을 포함하는, 생산라인.
  10. 제9항에 있어서,
    검사 모듈(21)은 렌즈 삽입 스테이션(2102)과 제1 큐벳 틸팅 스테이션(2106) 사이에 배치된,
    - 렌즈 삽입 스테이션(2101)에서 삽입된 안과용 렌즈가 든 큐벳(2110)을 검사 위치로 기울이기 위한 초기 큐벳 틸팅 스테이션(2102),
    - 큐벳(2110)에 든 안과용 렌즈가 전도되었는지 여부를 감지하도록 구성된 전도 감지 스테이션(2103),
    - 큐벳(2110)을 다시 핸들링 위치로 기울이기 위한 초기 틸팅 백 스테이션(2104), 및
    - 전도된 안과용 렌즈를 재전도시키기 위한 재전도 스테이션(2105)
    을 추가로 포함하는, 생산라인.
  11. 안과용 렌즈, 특히 소프트 콘택트렌즈(예를 들어, 실리콘 하이드로겔 콘택트렌즈)와 같은 콘택트렌즈의 자동 생산 방법에 있어서, 상기 방법은 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 생산라인에서 수행될 수 있으며,
    - 10초 미만, 특히 5초 미만, 바람직하게는 2 내지 5초의 기설정된 주기 시간 내에, 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 사출 성형하여, 복수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드를 동시에 생산하는 단계;
    - 10초 미만, 특히 5초 미만, 바람직하게는 2 내지 5초의 동일한 기설정된 주기 시간 내에, 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 사출 성형하여, 대응하는 복수의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 동시에 생산하는 단계;
    - 기설정된 양의 렌즈 형성 재료를 기설정된 개수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)에 충전하는 단계;
    - 상기 기설정된 개수의 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)와 연령이 동일한 대응하는 개수의 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)를 렌즈 형성 재료가 든 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM) 위에 놓음으로써, 렌즈 형성 재료가 든, 대응하는 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 형성하는 단계;
    - 렌즈 형성 재료가 든 상기 대응하는 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 운반하여 렌즈 몰드 트레이(150) 위에 배치하는 단계;
    - 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 적재된 복수의 렌즈 몰드 트레이(150)를 스태킹하여, 렌즈 몰드 트레이들(150)의 스택(151)을 형성하는 단계;
    - 렌즈 형성 재료가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 적재된 렌즈 몰드 트레이들(150)의 상기 스택(151)을 오븐(160)의 가열식 챔버(161) 안에 로딩하는 단계;
    - 오븐(160)의 상기 챔버(161)를 기설정된 온도까지 가열하여 렌즈 형성 재료를 경화시켜 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM) 내에 경화된 렌즈(CL)를 형성하도록 하는 단계;
    - 경화된 렌즈(CL)가 든 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)이 적재된 렌즈 몰드 트레이들(150)의 상기 스택(151)을 챔버(161)에서 꺼내는 단계;
    - 각각의 개별 렌즈 몰드 트레이(150)의 폐쇄상태 플라스틱 몰드들(BCM/FCM)로의 접근을 허용하기 위해, 챔버(161)에서 꺼내어진 렌즈 몰드 트레이들(150)의 스택(151)으로부터 개별 트레이(150)를 떼어내는(destack) 단계;
    - 폐쇄상태 몰드들(BCM/FCM)이 열리고 경화된 렌즈(CL)들이 이형되도록, 경화된 렌즈(CL)가 든, 기설정된 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 상기 개별 렌즈 몰드 트레이(150)로부터 운반하는 단계;
    - 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM)와 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)를 서로 분리하여 폐쇄상태 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 여는 단계;
    - 베이스 커브 플라스틱 렌즈 몰드(BCM) 또는 전면 커브 플라스틱 렌즈 몰드(FCM)로부터 경화된 렌즈(CL)를 이형시키는 단계;
    - 이형된 경화된 렌즈(CL)를 처리용 캐리어 트레이(200)로 운반하는 단계;
    - 복수의 처리조(204, 205, 206) 내의 경화된 렌즈(CL)를 처리하여 안과용 렌즈를 얻는 단계로서, 각각의 처리조(204, 205, 206)는 물, 유기 추출액, 코팅액 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 처리액을 포함하는, 단계;
    - 안과용 렌즈를 검사하는 단계; 및
    - 검사를 성공적으로 통과한 안과용 렌즈를 일차 포장 용기에 포장하는 단계를 포함하고,
    - 복수의 개별 처리용 캐리어 트레이(200)를 하나씩 위로 적층시켜, 경화된 렌즈(CL)를 실은 처리용 캐리어 트레이들의 스택(202)을 형성하는 단계, 및
    - 경화된 렌즈(CL)를 실은 상기 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택을 상기 복수의 처리조(204, 205, 206) 중 하나 이상의 처리조 안에 넣는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    다양한 특성을 갖는 안과용 렌즈들이 생산라인에서 동시에 제조되는, 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 장치를 사용하여,
    생산라인에 의해 제조될 안과용 렌즈가 생산라인에 의해 현재 제조되는 렌즈와 다른 경우, 제1 툴링 플레이트(1013), 제2 툴링 플레이트(1023), 제3 툴링 플레이트 또는 제4 툴링 플레이트 중 적어도 하나를 각각 제1 슬롯(1012), 제2 슬롯(1022), 제3 슬롯 또는 제4 슬롯 밖으로 빼내고; 광학 공구 인서트(1015) 또는 백 피스(1025)를 장착한 각각의 제1 슬리브(1014), 제2 슬리브(1024), 제3 슬리브 및 제4 슬리브가 사전 장착되어 있는, 새로운 제1 툴링 플레이트(1013), 새로운 제2 툴링 플레이트(1023), 새로운 제3 툴링 플레이트 또는 새로운 제4 툴링 플레이트 중 적어도 하나를 제1 슬롯(1012), 제2 슬롯(1022), 제3 슬롯 또는 제4 슬롯 중 적어도 하나의 내부로 슬라이딩시키는, 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    렌즈 형성 재료가 든 대응하는 개수의 폐쇄상태 플라스틱 렌즈 몰드들(BCM/FCM)을 운반하여 렌즈 몰드 트레이(150)에 올려놓기 전에, 베이스 커브 플라스틱 몰드(BCM)와 전면 커브 플라스틱 몰드(FCM)의 서로에 대한 토릭 각도(α)를 추가로 검증하는, 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 처리용 캐리어 트레이들(202)의 스택(202)을 복수의 처리조 중 제1 처리조(204) 안에 기설정된 기간 동안 유지하는 단계;
    - 상기 기설정된 시간이 지나면 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 제1 처리조(204)에서 꺼내어 제1 처리조(204) 위의 위치까지 들어올린 다음, 스택(202)이 여전히 제1 처리조(204) 위에 위치한 상태에서 상기 스택(202)을 피봇축(2023)에 대해 회동시킴으로써, 스택(202)에 남아있는 처리액이 다시 제1 처리조(204) 안으로 흘러 들어갈 수 있게 하고, 그 후 상기 스택(202)을 뒤로 회동시키는 단계; 및
    - 처리용 캐리어 트레이들(200)의 스택(202)을 이동시켜 복수의 처리조 중 제2 처리조(205) 안에 넣거나, 스택(202)을 안과용 렌즈 운반 스테이션(207)으로 이동시킨 후 개별 처리용 캐리어 트레이(200)를 디스태킹하고 안과용 렌즈 검사를 위해 개별 처리용 캐리어 트레이(200)에 든 안과용 렌즈를 검사 큐벳(2110)으로 전달하되, 한 안과용 렌즈를 한 큐벳에 전달하는 단계.
    를 추가로 포함하는 방법.
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