CN1222784C - 镜片的染色方法和染色装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过加热使染料涂敷的镜片着色的方法及其装置，其中通过改变取决于镜片位置的加热温度，使镜片半染色。具体地本发明提供了一种镜片的染色方法，通过在加热炉(10)中加热表面上涂敷染料的镜片(21)，让染料扩散到镜片中，其中加热炉(10)具有立方体或矩形平行六面体形状的框架部分(11)，位于所述框架部分中的加热部分，位于所述框架部分(11)的底面上、用于插入所述镜片的开放的插入口(14)，且从所述插入口(14)，从所述加热炉(10)的下部，将涂敷有染料的镜片的一部分或全部插入到加热炉(10)的炉子内部(12)加热。

Description

镜片的染色方法和染色装置

技术领域

本发明涉及一种镜片的染色方法和染色装置，尤其涉及一种适合于对镜片半染色的方法和装置。

背景技术

作为镜片的染色方法，已知的方法是在镜片的表面上形成染料涂层，然后，加热镜片，使染料扩散到镜片中。作为这种方法的示例，JP-A-8-20080和JP-A-2000-314801描述了一种方法，其中在镜片的表面上形成染料的涂层，然后将所得到的镜片置于类似多纳圈的夹具中，所述夹具可以在镜片的周围固定，而使镜片的凸面向下，然后在加热炉中加热染色。

发明内容

然而，尽管根据这些专利文献中描述的方法，可以使镜片完全染色，但这些专利文献中并没有具体地提出一种通常在眼镜片(颜料密度变化的镜片)中采用的使镜片半染色的方法。

为解决这一问题，作出本发明。本发明的目的是提供一种在加热时使涂在镜片上的染料染色的方法及其装置，其中所述镜片半染色。

为了实现前述的目的，本发明的发明人进行了广泛深入的研究。结果，已经发现，通过使用具有用于将镜片插入其底部的开放的插入口的加热炉；设定所述加热炉子内部的状态，使温度从所述插入口附近朝框架部分内部变高；在上述状态下将涂敷有染料的镜片一部分或全部从所述插入口插入到加热炉炉子内部；然后加热镜片，完成本发明，从而可以实现前述的目的。

具体而言，本发明提供了如下内容：

(1)一种镜片染色的方法，包含在镜片表面形成染料涂层的涂层形成步骤和使用加热炉加热所述染料涂敷的镜片，使染料扩散到镜片中的加热和扩散步骤，其中加热炉具有形成一空间的框架部分，位于所述框架部分中的加热部分，和用于插入镜片的开放的插入口，该插入口位于所述框架部分的底面上，且该方法还包含加热炉温度设定步骤，设定加热炉子内部的一种状态，使温度从所述插入口附近朝所述框架部分内部变高，所述加热和扩散步骤是从所述插入口将涂敷有染料的镜片一部分或全部从具有设定状态的加热炉下部沿平行于镜片表面的方向移动以插入到加热炉(10)的炉子内部(12)，在移动镜片的同时加热镜片的步骤。

(2)如上述(1)中所述的染色方法，其特征在于在所述加热和扩散步骤中，涂敷有染料的镜片的一部分或全部插入到加热炉炉子内部，在使其沿垂直方向移动的同时加热镜片。

(3)如上述(1)或(2)中所述的染色方法，其特征在于，使用还具有冷却机构的加热炉，该冷却机构在对应于所述框架部分内镜片不需着色的一部分的位置上。

(4)一种染色装置，包含加热炉，该加热炉具有形成一空间的框架部分，位于所述框架部分中的加热部分，和用于插入镜片的开放的插入口，该插入口位于所述框架部分的底面上；用于夹持染料涂覆的镜片的镜片夹持机构；镜片移动机构，用于移动所述镜片夹持机构而将被夹持的镜片的一部分或全部从所述插入口沿平行于镜片表面的方向移动以插入到所述加热炉炉子内部。

(5)如上述(4)中所述的染色装置，其特征在于所述加热炉还具有冷却机构，该冷却机构在对应于所述框架部分内镜片不需着色的一部分的位置上。

(6)如上述(4)或(5)中所述的染色装置，其特征在于所述镜片移动机构还具有用于控制所述镜片插入到炉子内部的位置的控制装置。

在本发明中，第一步是在镜片表面上形成染料涂层的涂层形成步骤。在这个步骤中，例如，使用了JP-A-8-20080和JP-A-2000-314801中公开的方法。该方法的具体示例包括一种制备含有分散性染料的染色溶液，然后通过刷涂、旋转涂敷、喷墨等方法涂敷所述染料溶液的方法；以及一种制备含有分散性染料和水溶性聚合物的染料溶液，然后在室温下将镜片浸入所述染料溶液中的方法。

作为所述染料溶液的介质，从镜片表面不会粗糙以及加工的角度考虑，水介质是优选使用的。

至于所述染料溶液使用的染料，迄今为止用于镜片着色的分散性染料是优选使用的。示例包括Dystar Japan Ltd.公司生产的DianixBlue AC-E和Dianix Red AC-E，以及由Nippon Kayaku Co.，Ltd公司生产的Kayalon Polyester Colours Yellow 4G-E和Kayalon PolyesterColours Scarlet 2R-E。

在没有添加如下述的水溶性聚合物的情况下，基于所述染料溶液的总重量按重量百分比计，所述染料的浓度优选为10％或更高，更可取的是20％或更高，但不限于此。在添加如下述的水溶性聚合物的情况下，按重量百分比计，所述染料的浓度通常从0.1～20％的范围内选择，优选为3～10％。

与上述JP-A-2000-314801中公开的情况类似，在本发明中，可以在所述染料溶液中添加水溶性聚合物。

所述水溶性聚合物的示例包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸金属盐、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇，和聚氧乙烯烷基醚。在上述聚合物中，尤其优选聚乙烯醇和聚乙二醇，因为它们安全且低廉。这些水溶性聚合物可以单独使用，或者二种或多种组合使用。

所述水溶性聚合物的作用是增加所述染料溶液的粘度，使附着在所述镜片表面的染料溶液难以流动，且经过热处理后，当镜片表面被水冲洗时，使残留在镜片表面的分散性染料易于去除。而且，因为所述水溶性聚合物与所述分散染料的亲和力非常差，所以它的作用是加热时，所述分散染料便于渗透扩散到镜片内部。

在添加所述分散染料前，在所述水介质中溶解所述水溶性聚合物是有利的。这是因为尽管所述分散染料可以在没有完全溶解于水介质而部分悬浮的状态下使用，但因为必须在其完全溶解在水介质的状态下使用水溶性聚合物，所以必须确认所述水溶性聚合物在无色透明的水溶液中溶解。按重量计，基于100份的所述染料溶液的总量，溶解的水溶性聚合物的量通常在0.1到50份的范围中选择，优选为1到10份。因为所述水溶性聚合物一般在水中溶解度较低，所以必须强制搅拌或长时间搅拌。水用作水介质。然而，如果需要，只要不妨碍本发明的目的，也可以使用适当添加与水具有可混和性的有机溶剂的水。

除了上述水溶性聚合物外，还可以添加落在水溶性聚合物概念外的表面活性剂。至于表面活性剂，优选的是非离子型表面活性剂。在没有添加水溶性聚合物的情况下，按重量计算，基于100份的所述染料溶液的总量，所述表面活性剂的浓度优选为1～30份。在添加水溶性聚合物的情况下，基于100份的所述染料溶液的总量，所述表面活性剂的浓度优选为5～20份。

适用本发明的染色方法的镜片是光学塑料镜片，包括光学镜片，例如隐形眼镜、眼镜片、摄像镜头、投影镜头、望远镜镜片和放大镜等。其中尤其适用于视敏度校正的镜片，比如隐形眼镜和眼镜片。具体而言，可以列举例如由聚二甘醇双丙烯碳酸盐(polydiethylene glycolbisallyl carbonate)、甲基丙烯酸甲酯均聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物，和至少另外一种单体，聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基甲酸酯、聚硫代氨基甲酸乙酯或其他含硫的聚合物制成的镜片。

在形成染料涂层的过程中，从控制镜片着色程度的角度考虑，所述染料溶液的温度最好为所述染料不扩散到镜片基体中的温度。

通过上述方法利用染料溶液在其表面上形成染料涂层的镜片，提供给加热和扩散步骤，加热镜片，使染料扩散到镜片中，进行镜片染色，借此镜片被染色。在本发明的方法中，在加热和扩散步骤中使用了加热炉，该加热炉具有形成一空间的框架部分，位于所述框架部分中的加热部分，和用于插入镜片的开放的插入口，该插入口位于所述框架部分的底面上；且在加热炉温度设定步骤中，其中设定加热炉内的一种状态，使温度从所述插入口附近朝所述加热炉的框架部分变高，从而通过从所述加热炉底部的插入口，将涂敷有染料的镜片的一部分或全部插入到具有上述状态的加热炉炉子内部，加热镜片。

完成上述加热过程后，残留的染料涂层可以用水或清洁溶液冲洗去除。

附图简要说明

图1是示出了本发明使用的染色装置的一个示例的透视图，该图示出了从镜片插入口将镜片插入到炉子内部之前的状态。

图2是图1所示的染色装置的透视图，示出了从镜片插入口将镜片插入到炉子内部的状态。

图3是本发明使用的染色装置的另一示例的透视图，其中图1所示的染色装置还设有冷却机构，且示出了从镜片插入口将镜片插入到炉子内部之前的状态。

图4是图3所示的染色装置的透视图，该图示出了从镜片插入口将镜片插入到炉子内部的状态。

图5是示出了当在图3所示的状态下将炉子中的温度设定在130℃时的温度分布。

图6是示出了通过本发明的方法和装置染色的镜片的透视图。

附图标记和符号说明

1：染色装置

10：加热炉

11：框架部分

12：炉子内部

13：加热器

14：镜片插入口

20：镜片夹持机构

21：镜片

22：轴部分

23：镜片夹持工具

24：水平部件

30：镜片移动机构

31：螺纹轴

32：脉冲马达

33：滑轮

34：皮带

35：非螺纹轴

36：移动部件

40：冷却机构

41：冷却管

50：支撑架

60：控制部分

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的方法中使用的染色装置。

图1是本发明使用的染色装置的一个示例的透视图，示出了从镜片插入口将镜片插入到炉子内部之前的状态。

装置1基本上由加热炉10、镜片夹持机构20和镜片移动机构30构成，镜片移动机构30由支撑架50支撑。

加热炉10具有形成一空间的框架部分11，和位于所述框架部分11侧面上的加热器13。炉子内部12形成了用于加热染料涂敷的镜片的空间。而且，在所述框架部分11的底部表面上，用于插入镜片的插入口14处于打开状态。所述框架部分的形状不仅限于如图1所示的矩形平行六面体的形状，还可以是立方体或其他形状。

在本发明中，重要的是在加热炉10中，镜片插入口14位于所述框架部分11的底部表面上。也就是，经过加热器13加热的空气在所述炉子内部12中向上移动。而且，因为在所述炉子内部12中，只有位于所述下部的镜片插入口14是打开的，其他的全部都是封闭的，所以镜片插入口14附近的温度较低，且温度朝内部变高。

在本发明中，镜片被加热，且通过利用在加热炉温度设定步骤内设定的炉子内部12的温度分布进行半染色。

图2是图1所示的染色装置1的透视图，示出了从镜片21插入口将镜片插入到炉子内部12的状态。当染料涂敷的镜片21从所述插入口14插入到炉子内部12中时，炉子内部12中的温度从所述镜片的夹持位置向上变高。因此，在远离所述镜片夹持位置的镜片顶部(在所述附图的上部)加热得最厉害，且加热温度朝镜片的夹持位置变低(在所述附图的下部)，因此，在远离镜片夹持位置的镜片顶部着色最深，镜片的着色向下变浅。

在镜片有一部分无需着色的情况下，在对应于框架部分11内无需着色的部分的位置上设有冷却机构40。

图3是图1所示的染色装置1的透视图，该装置还设有冷却机构40，示出了从镜片插入口将镜片21插入到炉子内部12之前的状态；图4示出了从镜片插入口将镜片21插入到炉子内部12中的状态的透视图。

在这些附图的情况下，由卵形冷却管41构成的冷却机构40，位于所述炉子内部12的镜片插入口14周围。这种冷却结构具有使冷却介质比如水和空气在冷却管41内循环、冷却镜片21的相应部分使其不着色的结构。对于构成冷却管41的材料没有具体限制，但是可以使用具有良好导热性的材料，比如铜。

炉子内部12的温度不具体限制，但考虑到镜片的着色速度和镜片的热阻，可取的范围在90～150℃之间。为了检测和控制炉子内部12中的温度，可以在任意位置上设置温度计。

所述镜片夹持机构20基本上由水平部件24、轴部分22和镜片夹持工具23构成，其中水平部件用于夹持两个镜片21的下端，而可以将镜片21插入到镜片插入口14中；轴部分22沿在所述水平部件24的底部表面上的中心位置的垂直方向延伸；镜片夹持工具23位于所述水平部件24的上表面上，用于夹持所述镜片。所述轴部分22和镜片移动机构30的移动部件36可以互相拆卸。

顺便提及的是，为了使炉子内部12具有适当的温度分布，可取的是使所述镜片插入口14的一部分即使在移动所述镜片夹持机构20将镜片的一部分和或全部插入到炉子内部12中的状态下也是打开的，并且可取的是调整所述水平部件24的尺寸以及所述镜片插入口14的尺寸。镜片插入口14在所述底面上的位置没有具体限制，只要炉子内部12的温度从靠近所述镜片插入口14的部分向所述炉子内部上部升高即可。而且，所述镜片插入口14的形状也没有具体限制，只要所述镜片能够插入，并且能获得如前所述的温度分布即可。

所述镜片移动机构30用于在如图1和3所示的镜片设定位置和如图2和4所示的加热炉10的炉子内部12中的镜片设定位置之间垂直地移动镜片。所述镜片移动机构30基本上由支撑镜片夹持机构20的轴部分22的T形移动部件36；使所述移动部件36垂直移动的两根轴31和35；脉冲马达32；滑轮33；和皮带34构成。

在T形移动部件36中，在与所述镜片夹持工具23的水平部件24平行的部件36a上设有用于与轴31和35螺纹连接和接合的孔，且在垂直于所述镜片夹持工具23的水平部件24的部件36b上设有用于固定所述镜片夹持工具23的孔。轴31和35沿加热炉的10方向从支撑基座50设置，而使镜片21可以移动入加热炉10的炉子内部12中。

在上述两根轴中，一根轴31在其周围设有螺纹。用于与所述螺纹轴31螺纹连接的所述移动部件36的部件36a上具有螺纹孔。轴31在其下端设有滑轮33，且通过皮带34与脉冲马达32连接。在上述两根轴中，另一根轴35上没有任何螺纹。在这样的结构中，当驱动脉冲马达32时，可以垂直地移动镜片21。另外，当控制部分60连接于脉冲马达32时，如果需要，可以根据时间控制所述镜片21的高度位置。

所述支架50用于支撑加热炉10、镜片夹持机构20和镜片移动机构30。

图5示出了当在图1所示的装置和状态下温度设定在130℃时，关于温度测量位置和每个位置的温度的炉子内部12(33×36×26厘米)的温度分布。

如图5所示，对于炉子内部12中的温度分布，在镜片插入口14附近的温度较低，越向内，温度越高。当镜片插入时，在远离镜片夹持部分的镜片顶端部分温度高，且温度朝镜片夹持位置变低。因此，可以确认所述温度分布适于镜片半染色。

示例

下面将参照下述示例详细描述本发明，但是不应解释为本发明仅限于此。

示例1：

在室温状态下，按重量百分比计算，由70％的纯水，20％的染料[Sumikaron Orange SE-RPD(商品名称；销售代理商：SumitomoChemical Co.，Ltd.)，Diacelliton Fast Yellow GL(商品名称；销售代理商：DyStar Japan Ltd.)，Dianix Blue AC-E(商品名称；销售代理商：DyStar Japan Ltd.)，和Disperse Red 802(商品名称；销售代理商：Futaba Sangyo Co.，Ltd.)]，和10％的水溶性聚合物[聚氧乙烯烷基醚(商品名称：NIKKOL BT-7，由Nihon Surfactant Kogyo K.K.制造)]构成的染料溶液，涂敷到Eyry(商品名称，由Hoya公司制造；折射率：1.71，直径：80mm)基片上，得到染料涂敷的镜片。

这种镜片在图1和2中所示的染色装置中加热并染色。

首先，将镜片夹持在镜片夹持机构中，由镜片移动机构移动，从镜片插入口插入到炉子内部中，该炉子内部具有如图5所示的设定温度为130℃的温度分布，并加热60分钟进行染色。

结果，获得了深度染色的半着色的镜片，如图6所示。(着色密度逐渐向上变深)。顺便提及的是，在该示例中，镜片的着色没有使用前述的冷却装置。

比较例1：

镜片使用与示例1中同样的染料溶液，用常规的已知方法着色，即，将Eyry基片浸在90℃加热的染料溶液中的一种半染色的方法。结果，即使经过5个小时，也不能获得同样着色的镜片。

本发明的优点

根据本发明，可以有效地使镜片半染色。

Claims (6)

1.一种镜片染色的方法，其特征在于包含在镜片表面上形成染料涂层的涂层形成步骤，和使用加热炉(10)加热所述染料涂敷的镜片、使染料扩散到镜片中的加热和扩散步骤，其中所述加热炉(10)具有形成一空间的框架部分(11)，位于所述框架部分(11)中的加热部分，和用于插入镜片的开放的插入口(14)，该插入口位于所述框架部分(11)的底面上，且该方法还包含加热炉温度设定步骤，设定加热炉(10)内部的一种状态，使温度从所述插入口(14)附近朝所述框架部分(11)内部变高，所述加热和扩散步骤是从所述插入口(14)将涂敷有染料的镜片一部分或全部从具有设定状态的加热炉(10)下部沿平行于镜片表面的方向移动以插入到加热炉(10)的炉子内部(12)，在移动镜片的同时加热镜片的步骤。

2.如权利要求1所述的染色方法，其特征在于在所述加热和扩散步骤中，涂敷有染料的镜片的一部分或全部从插入口(14)插入到加热炉炉(10)的炉子内部(12)，在使其沿垂直方向移动的同时加热镜片。

3.如权利要求1或2所述的染色方法，其特征在于，使用还具有冷却机构(40)的加热炉(10)，该冷却机构在对应于所述框架部分(11)内镜片不需着色的一部分的位置上。

4.一种染色装置(1)，其特征在于包含加热炉(10)，该加热炉具有形成一空间的框架部分(11)，位于所述框架部分(11)中的加热部分，和用于插入镜片的开放的插入口(14)，该插入口位于所述框架部分(11)的底面上；用于夹持染料涂覆的镜片的镜片夹持机构(20)；和镜片移动机构(30)，用于移动所述镜片夹持机构(20)而将被夹持的镜片的一部分或全部从所述插入口(14)沿平行于镜片表面的方向移动以插入到所述加热炉(10)的炉子内部(12)。

5.如权利要求4所述的染色装置(1)，其特征在于所述加热炉(10)还具有冷却机构(40)，该冷却机构在对应于所述框架部分(11)内镜片不需着色的一部分的位置上。

6.如权利要求4或5所述的染色装置，其特征在于所述镜片移动机构(30)还具有用于控制所述镜片插入到炉子内部(12)的位置的控制装置(60)。

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