눈 렌즈 재료 선택에 관한 사례 연구

초록
1. 소개
2. 눈 렌즈 용 재료
3. 선택
3.1. 눈 렌즈에 필요한 특성 분석
3.2. 대체 물질의 범위
3.3. 후보자 평가
3.4. 눈 렌즈에 가장 적합한 재료 선택
4. 포스트스크립트
5. 결론

초록

눈 렌즈 재료 선택에 관한 사례 연구는 애쉬비의 재료 선택 다이어그램을 통해 보고된다. 본 연구에서는 6 가지 고분자 재료를 검토하여 애쉬비의 선택 다이어그램에서 그 특성을 찾아 표에 비교하였다. 최종 결과는 아크릴(아크릴)이 눈 렌즈에 가장 적합한 재료임을 확인했습니다. 결과는 또한 존재하는 물자가 비독성과 재상할 수 있는 환경 친절한 이다는 것을 보여주었습니다.

1. 소개

콘택트 렌즈는 주로 근시,원시,난시 및 노안을 치료하는 데 사용되는 눈 앞에 착용하는 렌즈입니다. 안경 또는”안경”은 눈 앞에서 짧은 거리에 얼굴에 착용됩니다. 콘택트 렌즈는 눈의 표면에 직접 착용됩니다. 안구 내 렌즈는 백내장 제거 후 가장 일반적으로 외과 적으로 이식되지만 최근에는 순전히 굴절 목적으로 이식됩니다. 근시(근시)에는 발산 렌즈가 필요한 반면 원시(원거리 원시)에는 수렴 렌즈가 필요합니다.

콘택트 렌즈는 일반적으로 일반 안경과 동일한 교정 목적을 제공하지만 가볍고 거의 보이지 않습니다. 일부 화장품 렌즈는 눈의 모양을 변경하기 위해 의도적으로 착색됩니다.

전 세계적으로 1 억 2 천 5 백만 명이 콘택트 렌즈를 사용하는 것으로 추정되며(2%),미국에서는 2 천 8 백만에서 3 천 8 백만,일본에서는 1 천 3 백만 명이 포함됩니다. 사용하고 처방 된 렌즈의 종류는 국가마다 현저하게 다르며,일본,네덜란드 및 독일에서는 현재 처방 된 렌즈의 20%이상을 차지하지만 스칸디나비아에서는 5%미만을 차지합니다.

사람들은 종종 외모와 실용성으로 인해 여러 가지 이유로 콘택트 렌즈 착용을 선택합니다. 안경과 비교했을 때,콘택트 렌즈는 습한 날씨에 덜 영향을 받고,증기를 뿜어 내지 않으며,더 넓은 시야를 제공합니다. 그들은 여러 스포츠 활동에 더 적합합니다. 또한 원추 각막 및 아니 세이 코니아와 같은 안과 적 상태는 안경으로 정확하게 교정되지 않을 수 있습니다.

많은 종류의 콘택트 렌즈를 사용할 수 있습니다. 당신이 사용하는 연락처의 유형은 특정 상황에 따라 달라집니다. 안과 의사는 다음과 같은 유형의 렌즈 중에서 선택할 수 있도록 도와 줄 수 있습니다.

경질 또는”경질”접점은 첫 번째 렌즈였습니다.이들은 1960 년대에 개발되었습니다.이들은 매우 내구성이 있지만 공기 중의 산소가 각막에 직접 도달하는 것을 허용하지 않는 플라스틱(폴리 메틸 메타 크릴 레이트)으로 만들어졌습니다. 눈이 깜박일 때,눈물에서 녹은 산소가 각막을 도달하는 것을 허용하는 렌즈는 움직입니다. 엄밀한 렌즈는 접촉의 가장 작은 안락한 유형 이고 진짜로 더 이상 사용되지 않는다. 그러나 어떤 사람들은 여전히 내구성과 저렴한 비용으로 그들을 선호합니다.

가스 투과성 렌즈도 알려져 있습니다.”그들은 실리콘 및 불소 중합체와 같은 다른 재료와 결합 된 플라스틱으로 만들어진 새로운 경질 또는”경질”렌즈로 공기 중 산소가 렌즈를 직접 통과 할 수 있습니다. 이러한 이유로 그들은”가스 투과성”이라고합니다.”

소프트 콘택트 렌즈는 물 통합 플라스틱 재질의 만들어집니다. 물 그들을 부드럽고 유연한,뿐만 아니라 각 막에 도달 하는 산소를 허용. 미국 콘택트 렌즈 착용자의 75%이상이 소프트 렌즈를 사용합니다.

일반적으로,접촉은 감염의 위험 및 콘택트 렌즈 불내증의 위험 때문에 취침시 제거되어야 합니다. 이 논문에서는 애쉬비의 선택 다이어그램을 사용하여 눈 렌즈 재료 선택에 대한 사례 연구가 제공됩니다.

2. 눈 렌즈 용 재료

1970 년대 후반까지 콘택트 렌즈는 두 가지 재료로 만들어졌습니다. 하드 콘택트 렌즈는 폴리 메틸 메타 크릴 레이트로 만들어졌으며 소프트 콘택트 렌즈는 수화 중합체 인 하이드 록시 에틸 메타 크릴 레이트(헤마)로 만들어졌으며 물 중량 37.8%를 함유했습니다. 이 렌즈는 명확한 시각 및 안락을 제공했다,그러나 문제가 있었다. 이 렌즈는 산소가 각막에 도달하는 것을 허용하지 않았습니다. 이 때문에 각막은 일부 콘택트 렌즈 착용자에서 악영향을 미칠 수 있습니다.

경질 플라스틱,주로 산소 투과성이 높은 소수성 물질로 대체됩니다. 이러한 렌즈를 경질 가스 투과성 렌즈라고합니다. 소프트 렌즈의 제조를 위해 헤마는 물 80%를 함유하는 폴리머로 대체되고 있습니다. 이 소프트 렌즈,물,양 때문에 물 겔이라고도 하 고 높은 수분 함량에도 불구 하 고 모양을 유지 하면서 높은 산소 전송이 있다. 콘택트 렌즈 및 더 얇은 렌즈 및 더 중대한 산소 이동의 제조에서 이용된 이 새로운 물자는 각막 문제점을 감소시켰습니다,그러나 아직도 다른 가능한 합병증이 있습니다.

이 신소재는 또한 다양한 종류의 일회용 콘택트 렌즈를 만드는 데 도움이되었습니다. 일회용 콘택트 렌즈는 매월,격월,매주,심지어 매일 일회용 유형으로 제공됩니다. 이 콘택트 렌즈를 더 안락한 착용이 더 얇은 물자에 의하여 시키고,콘택트 렌즈의 비용은 감소되었다. 이것은 유지 보수가 필요 없는 콘택트 렌즈 착용에 가까운 허용합니다.

3. 선택

재료 선택은 특정 디자인에 가장 적합한 재료를 선택하는 과정입니다. 기계 설계에서 재료 선택은 설계 프로세스의 모든 단계에서 이루어지며 설계 및 제조만큼 상호 연관되고 중요합니다. 전체 설계 모델에서 재료 선택은 시장 조사,제품 설계 사양,구성 요소 설계,설계 분석,제조 및 조립과 함께 기본 매개 변수 중 하나로 평가됩니다. 제품 디자인의 다른 모델은 또한 올바른 재료 선택의 중요성을 강조합니다. 애쉬비는 설계가 개념에서 구체화를 통해 세부 사항으로 이동함에 따라 재료 요구 사항이 변경된다는 것을 보여주었습니다. 이러한 아이디어에서 개발 된 컴퓨터 기반 시스템은 캠브리지 엔지니어링 시스템으로 알려져 있습니다. 이 시스템은 최적화 된 절차를 사용하여 재료 속성 데이터를 표시하는 방법 인 재료 선택 차트를 사용합니다. 선택은 최대화 된 경우 성능을 최적화하는 기계적 분석에서 파생 된 성능 지수를 평가하여 작동합니다.

이 연구에서는 백내장 문제에 대한 더 나은 재료를 찾기 위해이 문제에 대해 눈 렌즈 재료를 평가하고 선택합니다. 다음 단계는 재료 선택에 사용됩니다.

3.1. 눈 렌즈에 필요한 특성 분석

눈 렌즈는 다음과 같은 특성을 가져야하는 것으로 알려져 있습니다:(1)쉬운 제조,(2)투명,(3)빛(낮은 밀도),(4)저렴 한(합리적인 가격),(5)바이오 호환,(6)중간 파괴 인 성,(7)낮은 탄성 계수 되어야 합니다.

3.2. 대체 물질의 범위

눈 렌즈에 대한 전술한 특성을 고려할 때,다음의 물질에 대한 입후보를 부여하는 것이 가능하다.

3.3. 후보자 평가

후보자 자료를 평가하기 위해 첫 번째 줄에 후보자 자료를 보여주는 표를 만들 수 있으며 속성은 첫 번째 열에 있습니다. 그 후,우리는 애쉬의 선택 다이어그램에서 자신의 수치 값을 읽을 수 있습니다. 최종 결과는 애쉬 비의 재료 특성을 사용하여 표 1 에 나와 있습니다(그림 1 및 2). 표 1 에서 숫자 값은 범위에 표시되고 괄호에는 점수가 1~10 점 사이에 표시됩니다. 재료가 필요한 특성과 완전히 일치하는 경우 10 점이 점수로 주어지며,그렇지 않으면 더 나쁜 조건에서는 후보 재료에 대해 1 점만 부여 할 수 있습니다.


속성을	재료
속성을	PMMA	PC	PS	PVC	애완동물 동	PA

인성(MPa·m1/2)	0.70–1.6 (5 p)	2.1–4.60 (8 p)	0.70–1.1 (3 p)	1.46–5.12(9 페이지)	1.01–1.70 (5 피)	0.58–8.03 (5 피)
화학 물질)	1.16–1.22 (5 피)	1.14–1.21 (5 피)	1.04–1.05 (7 피)	1.30–1.58 (3 피)	0.10–1.40 (10 피)	1.00–1.42 (5 피)
쉬운 제조	+++ (10 피)	++ (6 피)	+++ (10 피)	++ (6 피)	+++ (10 피)	+++ (10 피)
가격($/킬로그램)	1.70–2.40 (8 피)	3.80–4.30 (5 피)	1.30–1.60(9 피)	1.00–1.20 (10 피)	1.44–2.51 (8 피)	2.90–11.50 (1 피)
투명도	투명도(10 마력)	투명도(10 마력)	불투명도(1 마력)	불투명도(5 마력)	불투명도(1 마력)	)
탄성 계수(평점)	2.24–3.80 (9 피)	2.21–2.44 (10 피)	2.28–3.34 (9 피)	2.14–4.14 (9 피)	0.30–4.41 (10 피)	0.67–4.51(10 페이지)

총 점수	47 쪽	44 쪽	39 쪽	42 쪽	44 쪽	32 쪽

표 1

눈 렌즈 및 그 점수에 대한 후보 물질.

그림 1

재료 속성 차트의 아이디어:영의 계수,2000,밀도,2000,로그 스케일에 대해 그려집니다.

그 2

인성,𝐾IC,에 대해 그려진 젊은 탄성 계수,𝐸.

3.4. 눈 렌즈에 가장 적합한 재료 선택

표 1 에서 볼 수 있듯이 눈 렌즈의 점수는 47 점이므로 성능이 최대입니다. 아크릴(아크릴)는 쉬운 제조,투명성,적절한 탄성 계수 및 합리적인 가격으로 인해 최고의 성능을 발휘합니다. 두 번째 순서에서,컴퓨터와 애완 동물은 같은 점수 내에서 볼 수 있습니다 44. 그러나 애완 동물은 불투명하기 때문에 취소해야합니다. 아크릴보다 약간 저렴하지만 제조상의 어려움이 있습니다. 따라서,아크릴보다 낮은 지점을 선택합니다. 또한 모든 물질은 체내에서 생체 적합성이 있어야하고 눈에 사용되는 모든 고분자 물질은 생체 적합성이 있어야합니다. 따라서이 문제에 대해 아무런 문제가 없습니다.

4. 포스트스크립트

폴리머가 갈 때 단단하고 뻣뻣하며 연마하기 쉽지만 응력 농도에 민감합니다. 그것은 유리 특정 취약성,높은 충격 합금을 제공하기 위해 아크릴 고무와 혼합하여 극복 할 수있는 무언가를 공유합니다. 합성비닐은 합성비닐과 혼합하여 견고하고 내구성이 뛰어난 시트를 만들 수 있습니다. 아크릴은 시트,막대 또는 튜브로 제공되며 주조 또는 압출로 성형 할 수 있습니다. 또한,아크릴의 풍화에 대한 잠재력과 저항이 높은 재활용;따라서 눈 렌즈는 주로 아크릴 또는 인공 호흡기에서 생산된다.

5. 결론

이 논문에서는 애쉬비의 선택 다이어그램을 사용하여 눈 렌즈의 재료 선택에 대한 사례 연구를 제공합니다. 본 연구에서는 애쉬비의 선택 도표에서 6 가지 고분자 재료를 고려하여 표 1 에 비교하였다. 최종 결과는 인공 호흡(아크릴)이 눈 렌즈에 가장 적합하다는 것을 보여주었습니다. 그 결과는 또한 환경 적 고려 사항(무독성 및 재활용 가능)에 대한 환경 적 고려 사항(무독성 및 재활용 가능)을지지했습니다.