렌즈의 굴절률에 따른 착색 특성 비교
목적 : 저굴절률 렌즈(n=1.49), 중굴절률 렌즈(n=1.56) 및 고굴절률 렌즈(n=1.61)의 염료의 확산거동과 착색 기전을 확산법칙에 근거하여 비교하였다. 방법 : 동일한 염색착색 조건에서 착색시간을 0.5~60 min 범위로 변화시키며 렌즈를 착색하였다. 착색 전·후 질량 변화를 이용하여 단위면적당 확산질량을 산출하고, Fick의 제2확산법칙을 적용하여 확산계수와 평균확산깊이 를 분석하였다. 결과 : 모든 렌즈에서 단위면적당 염료 확산질량은 착색시간의 제곱근에 비례하여 증가하였으며, 이는 착색공정 이 확산지배 거동에 의해 진행됨을 나타낸다. 확산계수와 평균확산깊이는 굴절률 증가에 따라 감소하는 경향을 보 였다. 착색시간 60 min에서 평균확산깊이는 저굴절률 렌즈에서 0.030473 mm, 중굴절률 렌즈에서 0.015656 mm, 그리고 고굴절률 렌즈에서 0.006542 mm로 나타났다. 결론 : 굴절률이 높은 렌즈일수록 고분자 구조의 치밀화와 자유부피 감소로 인해 염료확산이 제한되었다. 본 연 구는 렌즈 재질에 따른 착색 특성을 정량적으로 규명하였으며, 착색공정의 최적화와 품질 향상을 위한 기초자료 및 실무적 참고자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
Purpose : This study compared the dye diffusion behavior and tinting mechanisms of low-index lenses (n=1.49), mid-index lenses (n=1.56), and high-index lenses (n=1.61) based on diffusion theory. Methods : Lenses were tinted under identical dye-tinting conditions with tinting times ranging from 0.5 to 60 min. The diffused dye mass per unit area was calculated from the weight difference before and after tinting. Diffusion coefficients and average diffusion depths were analyzed using Fick’s second law of diffusion. Results : For all lens types, the diffused dye mass per unit area increased proportionally to the square root of tinting time, indicating that the tinting process was governed by diffusion-controlled behavior. Both the diffusion coefficient and average diffusion depth decreased with increasing refractive index. After 60 min of tinting, the average diffusion depths were 0.030473 mm for low-index lenses, 0.015656 mm for mid-index lenses, and 0.006542 mm for high-index lenses. Conclusion : Dye diffusion was increasingly restricted in lenses with higher refractive indices due to the densification of the polymer structure and the reduction of free volume. This study quantitatively elucidated the tinting characteristics of ophthalmic lenses according to lens material and provides useful information for optimizing tinting processes, improving product quality, and supporting practical applications in lens tinting.