저온 상압 플라즈마 표면처리 시 power 변화에따른 RGP렌즈 표면성질 연구 = A Study on the Surface Properties of RGP Lens by Changing Power in Low-temperature Atmospheric-pressure Plasma Surface Treatment

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Purpose: This study was conducted to observe the surface properties of an RGP lens based on power changes by a plasma torch at a low temperature and under atmospheric pressure. Methods: A lens bar with a diameter of 13 mm and length of 300 mm was cut flatly to a thickness of 3 mm and polished by a grinder. Subsequently, a plasma treatment was performed by changing the power to 200, 250, 300, 350, and 400 W, using an atmospheric plasma power source, which was injected with air. The contact angle and transmittance of the RGP lens were measured, and XPS was used to observe the change of the RGP lens surface composition. Results: When the plasma was treated at 200 W, the contact angle was reduced to 31.3° as compared to the case without the plasma treatment. It was seen that the contact angle decreased slightly as the power increased from 250 to 400 W, by steps of 50 W, which was due to an increase of the hydrophilic O-C=O from the XPS analysis. The average transmittance of the plasma treatment at 200 W was not significantly different from that without the plasma treatment, but it decreased gradually as the power increased beyond 250 W. Conclusions: As the power applied to the plasma increased, the contact angle on the surface of the RPG lens became smaller, and the transmittance of the lens decreased slightly. The decrease in the contact angle was due to an increase of hydrophilic molecules on the surface of the RGP lens.

국문 초록 (Abstract)

목적: RGP 렌즈 위에 플라즈마 처리를 power 변화에 따라 RGP 렌즈의 물성 변화를 관찰하고자 하였다. 방법: 지름이 13 mm이고 길이가 300 mm인 렌즈 봉을 3mm의 두께로 편평하게 자른 후 연마기로 연마하였다. 그 후 저온 상압 플라즈마 전원 장치를 이용하여 가스는 공기를 주입시키고 power를 200 W, 250 W, 300 W, 350 W, 400 W로 변화시켜가며 플라즈마 처리를 하였다. RGP 렌즈의 접촉각과 투과율을 측정하였고, 표면의 성분 변화를 관찰하기 위해 XPS 분석을 하였다. 결과: 200 W로 플라즈마를 처리했을 때 접촉각이 플라즈마 처리를 하지 않았을 경우와 비교하여 31.3°로 많이 줄었다. 그 후 250 W에서 50 W씩 증가하여 400 W까지 power가 증가함에 따라 접촉각이 조금씩 감소하는 것은 XPS분석으로부터 친수기인 O-C=O가 증가하기 때문이라는 것을 알 수 있다. 200 W로플라즈마 처리를 했을 경우의 평균투과율이 플라즈마 처리를 하지 않았을 경우의 평균투과율에 비해 큰 변화가 없으나 250 W 이상에서 power가 점점 커짐에 따라 평균투과율이 점점 감소함을 알 수 있었다. 결론: 플라즈마 power 가 커짐에 따라 RPG 렌즈 표면이 접촉각이 점점 작아지고 투과율이 조금씩 떨어짐을 알 수 있었다. 플라즈마 power 가 커짐에 따라 접촉각이 작아지는 현상은 플라즈마 처리로 인해 RGP 렌즈 표면에 친수성 분자가 증가하기 때문에 나타난다고 여겨진다.

참고문헌 (Reference)

1 장준규, "불화규소 아크릴레이트 RGP 콘택트렌즈의 플라즈마 표면처리 효과" 한국안광학회 15 (15): 207-212, 2010

2 Gasson A, "The contact lens manual: a practical guide to fitting" Butterworth-Heinemann 87-88, 2003

3 Yin S, "Surface modification of fluorosilicone acrylate RGP contact lens via low-temperature argon plasma" 255 (255): 483-485, 2008

4 Hyung Sup Shin, "Surface Modification of Rigid Gas Permeable Contact Lens Treated by Using a Low-Temperature Plasma in Air" 한국물리학회 55 (55): 2436-2440, 2009

5 Ren L, "Study on the surface of fluorosilicone acrylate RGP contact lens treated by low-temperature nitrogen plasma" 255 (255): 473-476, 2008

6 김현아, "RGP 콘택트렌즈 표면 플라즈마 처리의 단기간 효과와 지속력" 대한시과학회 14 (14): 391-402, 2012

7 이경남, "Effect of Surface Plasma Treatment on Physicochemical Characteristics of Rigid Gas Permeable Contact Lens" 대한시과학회 15 (15): 189-200, 2013

8 Young R, "Contact lenses: plasma surface treatment" 6 (6): 48-52, 2007