CN1494660A - 用于塑料透镜着色的墨水及其着色方法 - Google Patents

用于塑料透镜着色的墨水及其着色方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种用于塑料透镜着色的墨水，它能够用蒸气转移着色法顺利地使塑料透镜着色，以及提供一种用墨水使塑料透镜着色的方法。在本发明中用于使塑料透镜着色的墨水，该墨水用喷墨打印机施加，在真空中升华并积附在塑料透镜上，从而使透镜着色，所述该墨水含有蒽醌染料、醌型肽菁染料和噻唑型偶氮染料中至少一种可升华的分散染料。

Description

用于塑料透镜着色的墨水及其着色方法
                                技术领域
本发明涉及一种用于塑料透镜着色的墨水及使用这种墨水使塑料透镜着色的方法。
                                背景技术
作为一种使塑料透镜着色的方法，有一种方法是人们熟知的，即以设定的时间把透镜浸渍在染色液(溶液)中进行染色(浸渍染色法)。但是这种方法存在一些问题，如工作环境差，难以使高折光指数的透镜着色。针对上述缺点，本发明申请人已经提出一种着色方法，即应用喷墨打印机把可升华的染料施加(输出)于纸(基体)上，并把它们放入真空中与透镜不接触进行染色，如在日本专利公开公报No.2001-59950说明书中所揭示的(此后称蒸气-积附转移着色法)。
在这种蒸气-积附转移着色法中，用于喷墨打印机的现有的墨水，或者用于普通纺织品染色的墨水存在一些问题，如耐热性和升华性质差，并且使用这类墨水着色会导致着色不均匀，或者透镜着色后，透镜的着色作用差。
本发明在考虑到上述现有技术存在的问题，其技术课题是提供一种用于塑料透镜着色的墨水，它能够使用蒸气-积附转移着色法合适地使塑料透镜着色，并且提供一种使用这种墨水使塑料透镜着色的方法。
                                发明内容
为达到上述目的，本发明具有下列构成：
(1)一种用于塑料透镜着色的墨水，这种墨水能使用喷墨打印机施加于基体上，并且在真空中升华，和积附于塑料透镜上，使透镜着色。
其特征在于，这种墨水包括至少一种诸如蒽醌染料，醌型肽菁染料和噻唑型偶氮染料的可升华分散染料。
(2)在上述(1)中用于塑料透镜着色的墨水，其特征在于，进一步包括一种在含水体系中分散染料的分散剂。
(3)在上述(2)中用于塑料透镜着色的墨水，其特征在于，进一步包括一种用于保持墨水湿润的湿润剂和防止湿润剂升华的亲水性高分子材料。
(4)在上述(1)中用于塑料透镜着色的墨水，其特征在于，染料的配合比率范围为2.0-20.0重量％。
(5)在上述(1)中用于塑料透镜着色的墨水，其特征在于，染料的颗粒直径是等于或小于1微米。
(6)一种使塑料透镜着色的方法，即在真空中使塑料透镜着色用墨水升华，并使这种墨水积附在透镜上使透镜着色，其特征在于，包括：第一步骤形成打印区域，即用喷墨打印机把墨水施加到基体上，这种墨水包括至少一种诸如蒽醌染料，奎诺酞菁分散染料和噻唑型偶氮染料的可升华分散染料；第二步骤把由此形成的打印区域与透镜放置成相互对向的非接触状态；第三步骤至少加热打印区域，使染料升华并积附于透镜上。
(7)在上述(6)的使塑料透镜着色的方法中，其特征在于，进一步包括以设定温度加热已经积附了染料的透镜的步骤。
(8)在上述(6)的使塑料透镜着色的方法中，其特征在于，墨水包括了用于保持墨水湿润的湿润剂和用于防止湿润剂升华的亲水性高分子材料。
(9)在上述(6)的使塑料透镜着色的方法中，其特征在于，墨水包括用于保持墨水湿润的湿润剂，并在待施加墨水的基体的表面预先涂布亲水性高分子材料。
                               附图说明
附图1是说明蒸气-积附转移着色法流程的示意图。
附图2是着色夹具的示意结构图。
                            具体的实施方式
现在参照附图说明本发明的实施方式。附图1是说明蒸气-积附转移着色法流程的示意图。
(1)墨水制备
首先制备在喷墨打印机中使用的着色墨水。在本实施方式中使用黄，红和蓝三种色彩的染料(着色料)，制备黄，红和蓝三种色彩的着色墨水。可以使用任何具有升华性质的染料，并优选使用疏水性分散染料。而且在本实施方式中，由于染料是在设定温度下通过加热而升华的，则有必要使用能够在升华过程耐热的染料。
考虑到前面所说的情况，作为黄色染料优选使用由下列化学式(1)表示的蒽醌分散染料，或者由下列化学式(2)表示的奎诺酞菁分散染料。
[化学式1]
Figure A0280578800051
其中R1，R2每一个表示氢，1-3个碳原子的烷基，氨基或亚氨基。R3，R4每一个表示氢，卤代基，1-3个碳原子的烷基，羟基，氨基或亚氨基。R5，R6每一个表示氢，1-3个碳原子的烷基，磺基，氨基，亚氨基，卤代基或者醚基(具有-O-R的结构式，其中R表示如1-10个碳原子的烷基，1-10个碳原子的苯基烷基，或者苯基)。R7表示氢或磺基。
[化学式2]
其中R8，R9每一个表示氢，羟基，卤代基，或1-3个碳原子的烷基。
具体的是，色彩识别编号(C.L.Disperse分散，此后称色彩识别编号)黄13，黄51，黄54或黄64等可适用。
而作为红色染料优选使用由化学式(1)表示的蒽醌分散染料，或者由下列化学式(3)表示的噻唑型偶氮分散染料。
[化学式3]
Figure A0280578800053
其中R10，R11每一个表示氢，1-3个碳原子的烷基，1-3个碳原子的链烯基，或者醚基(具有-O-R的结构式，其中R表示如1-10个碳原子的烷基，1-10个碳原子的苯基烷基，或者苯基)。R12，R13每一个表示1-3个碳原子的烷基，1-3个碳原子的醇类，1-3个碳原子的羧酸或者其相应的酯类。R14表示氢，1-3个碳原子的烷基或者亚氨基。
具体的是优选使用色彩识别编号红4，红11，红15，红55，红58，红60，红86，红91，红92，红127，红152，红189，红229或红302。
而作为蓝色染料优选使用由化学式(1)表示的蒽醌分散染料，或者由化学式(3)表示的噻唑型偶氮分散染料。
具体的是，色彩识别编号蓝56，或蓝73可适用。
染料的平均粒径优选0.05微米-1微米，并且最大粒径是3微米，或者3微米以下，更优选0.05微米-0.5微米和最大粒径是1微米或1微米以下。如果染料粒径大于上述范围，当墨水从喷墨打印机中输出时可能会导致堵塞。
黄，红和蓝三种色彩的墨水是分别制备的。用于相应色彩的染料放入独立分开的容器中，向每个容器中加入分散剂和纯净水(或者离子交换水)，并作充分搅拌。
在墨水或配剂中的染料比率，优选0.1-20.0重量％，更好优选1.0-20.0重量％，最好的是从2.0-20.0重量％。如果染料少于0.1重量％，通常则无法获得理想的色泽密度。而且如果染料大于20.0重量％，染料的分散性变差。
而且所使用的分散剂优选不会受热分解的，具有耐热性的，但是那些受热分解的分散剂也可使用，只要它们在着色时不产生不理想的缺陷。
当染料和分散剂在容器中进行充分搅拌后，把每一个容器放入盛有冷却水的罐体中，并以设定的时间用玻珠研磨机处理，充分地将染料的颗粒磨细并分散。此后将每一种液体(溶液)吸滤通过过滤器，过滤器的孔径约1微米(玻璃纤维过滤纸GF/B)，除去较大的颗粒和尘埃。然后加入纯净水或者离子交换水，以调节到规定的墨水密度，由此完成墨水制备。
(2)制作打印基体
如上述方法制备的三种色泽墨水装入供喷墨打印机使用的市售的墨水盒41中，并把它们装入喷墨打印机40。打印机40可以使用市售的打印机。
然后为获取打印机40打印的理想的色泽，用市售的个人电脑(此后称PC)50控制色调和其浓度。由于用于色调的控制是由PC50的绘图软件执行的，有关理想色调的数据可能储存在PC50中，打印可以同样的色调根据需要反复地执行。色调的浓度也进行数字管理，所以可以根据需要以相同的浓度反复印刷。
可用市售的A4规格的纸张1作为基体，墨水(可升华的染料)打印在A4纸上。纸张1不仅仅限于纸张，只要能被打印机40打印，对于材料是没有限制的。但由于在蒸气附着转移着色中是需要加热的，因此最好使用纸张或类似物，它们具有一面或双面黑色的表面，以增强吸收热量的效果。
把纸张1装入打印机40，操作PC50，以设定的色调和浓度在纸张1上执行打印。以圆的形式，在纸张1打印施加墨水的打印区域(着色层)2。打印区域的直径最好稍比待着色的透镜的直径大一些。形成有打印区域2的纸张1用作打印基体10。
(3)使塑料透镜着色
下面解释使塑料透镜3着色的方法。把打印基体10和透镜3放在真空的蒸气附着转移装置20内。图2是着色夹具的示意结构图(横剖面视图)。
作为待着色的塑料透镜3的材料系，通常用于眼睛透镜的材料包括聚碳酸酯树脂(如二甘醇双烯丙基碳酸酯聚合物(CR-39))，聚氨酯树脂，烯丙基树脂(如烯丙基二甘醇碳酸酯及其共聚物，和邻苯二甲酸二烯丙酯及其共聚物)，富马酸树脂(如富马酸苄酯共聚物)，苯乙烯树脂，聚丙烯酸甲酯树脂和纤维树脂(如丙酸纤维素)等。
配置了转移装置20，在其前面有一个未图示出的取出口，供放入和取出透镜3和打印基体10之用。编号21系卤素灯，用于加热和升华在打印区域2中的染料。编号22是旋转泵，用它使转移装置20中产生近乎真空的条件。编号23是泄放阀，当其打开时，使外界的空气通入实质上呈抽真空状态的转移装置20内，使其回复到大气压力状态。
编号30表示着色夹具，用于在转移装置20中放置透镜3和打印基体10。夹具30包括放置透镜3的透镜放置件31和放置打印基体10的打印基体放置件32。
透镜放置件31包括圆筒形的支架31a和圆筒形的座架31b。支架31a用于以设定的高度配置透镜3；座架31b用于固定透镜3。如图2所示，当由座架31b支承针透镜3的凸面侧，并将座架31b放置在支架31a上时，透镜3可放置在设定的高度。
基体放置部件32包括圆筒形的支架32a，(它用于支承打印基体10)和圆筒形的座圈32b，(它用于从上面压住打印基体)。如图2所示，支架32a是这样设置的：透镜放置部件31定位于支架32a的内部。放置在支架32a上的打印基体10被牢固地固定性，并固定在座圈32b和支架32a之间。在这种状态下，打印基体10的打印区域2面对透镜3一侧(下侧)，与透镜3呈不接触的状态。
使用具有如上所述结构的转移装置20，对透镜3按下列操作着色。
在夹具30中放置调整好透镜3和打印基体10之后，密封转移装置20并操作泵22，使装置20中几乎形成真空。在这种情况下真空是处于这样的状态，即减压到大约0.1-5千帕(kPa)。也可低于0.1kPa，但是这就要求高性能的抽气装置。另一方面，在装置20中的压力越高，对染料升华作用需要的温度也越高。因此，压力的上限优选设置在5kPa，更优选为0.1-3kPa。
当在转移装置20中达到预先设定的真空度时，开灯21，从上面加热打印基体10。最好在不导致染料的变性，或者透镜3的变形的范围内，设定打印基体10的加热温度尽可能高。
在升华时要使加热温度尽可能高，因为这能缩短用于显色到所要求的色调和浓度的加热时间，提高生产力。
当打印基体10通过打开灯21加热时，染料进行升华，从打印区域2逸散，积附于透镜3的凹面一侧上。加热打印基体10，直至打印基体2上几乎所有的染料都升华并且逸散去了。
当完成加热时，关闭灯21，并且开启阀22，使转移装置20恢复到常压力，并且取出透镜3。虽然染料已经积附于透镜3上，但它在这个状态容易脱落。因此，把透镜3放进烘箱60中，并且在常压下加热使染料固定。
为获得理想的色调与浓度，这一步骤(着色步骤)是按在烘箱60内进行加热，在经过设定时间后从烘箱60取出透镜3这样的顺序执行的。在不导致染料变性与透镜3的变形范围内，对烘箱60中的加热温度要求尽可能高。例如，加热温度为50℃-150℃，加热时间为30分钟到1小时。
在本实施方式中，具有疏水性以及升华性的分散染料用于这种着色墨水，并且为防止在喷墨打印机的墨水盒中因干燥等情况所引起的墨水阻塞，还可以在这种墨水中加入湿润剂和控制墨水的粘度、表面张力等用的调整剂。
作为可使用的湿润剂，优选使用多元醇的湿润剂。具体地说，它们可包括，例如乙二醇，二甘醇，聚乙二醇，丙二醇，二丙二醇，聚丙二醇或者甘油。更进一步地说，作为其他的湿润剂也可使用，吡咯烷酮，(例如N-甲基-2-吡咯烷酮，或者2-吡比咯烷酮)或者二甲亚砜，或者酰胺，(例如咪唑烷酮)。上述湿润剂是液体的增湿剂(湿润剂)，而另外也可使用固体增湿剂(湿润剂)，例如三羟甲基甲烷和戊糖。
为防止墨水干燥而添加湿润剂对透镜3进行着色时，可防止因墨水的干燥导致的阻塞，但湿润剂与染料一起发生升华和逸散，并且与染料一起附在透镜3上。在透镜3附着有湿润剂的状态被加热时(在显色步骤中)，在湿润剂的影响下，升华的染料发生凝聚会导致着色的不均匀。
因此，在向墨水中加入湿润剂的情况下，在染料升华时，为防止湿润剂积附在透镜3上，要把亲水性的高分子材料加入该墨水中。也可预先在纸张1的打印表面上施加亲水性的高分子材料。所用的亲水性的高分子材料优选使用能防止湿润剂升华，又不损害染料的分散稳定性，并且不破坏分子量在1,000到1,000,000的高分子的分散稳定性的高分子材料，这些高分子优选使用分子量在1,000到1,000,000的高分子。
如果分子量在1,000以下，抑制湿润剂升华的效果就差。另一方面，如果分子量超出1,000,000，就会损害分散稳定性，并且不容易从墨水盒中稳定地排出墨水。所使用的亲水性高分子材料可包括天然高分子，半合成高分子或者全合成的高分子等。
天然高分子可包括，例如，植物性高分子，例如阿拉伯树胶，黄蓍胶，和胍尔豆胶；海藻型聚合物，例如海藻酸，或角叉菜胶；动物性高分子，例如明胶，酪蛋白和白蛋白；或者微生物型高分子，例如氧杂蒽胶或右旋糖酐。此外，半合成高分子可包括，例如，纤维素高分子，如甲基纤维素，乙基纤维素，羟乙基纤维素，和羧乙基纤维素，淀粉系列聚合物，例如淀粉甘醇酸钠，淀粉磷酸钠，或者海藻型聚合物，例如海藻酸钠和丙二醇酯，藻朊酸酯。另外，全合成高分子可包括，例如，乙烯聚合物，如聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮和聚乙烯基乙醚，或者丙烯酸树脂，如非交联的聚丙烯酰胺，聚丙烯酸和碱金属盐，水溶性的苯乙烯和丙烯酸树脂。
而且，在室温(25℃)时的粘度优选1.1-3.0厘泊，更优选为1.1-2.0厘泊。表面张力优选20×10-3-60×10-3N/m，更优选30×10-3-50×10-3N/m。
具体的实施例如下所示。
在实施例1至10和比较实施例1到8中，透镜的着色是使用各种各样的染料用蒸气转移着色法进行的，并评价了着色的结果。
实施例1
在实施例1中，使用S-2.00的塑料透镜(折光指数1.74)。至于染料，使用日本DyStar有限公司生产的Dianix黄F-3GE(黄64)。此外，使用了日本花王公司生产的分散剂DemolMS。染料，分散剂和纯净水的组成比率是5.0重量％的染料，2.5重量％的分散剂和92.5重量％的纯净水。
在按上述比率把染料，分散剂和纯净水投入容器中后，将混合物搅拌达10分钟以上。随后，用玻珠研磨机以给定的时间(30分钟大约处理100克)处理该混合物，直到使染料的粒子很好地细化成初级颗粒。然后，液体(溶液)经孔径大小为1微米(玻璃纤维过滤纸G FIB)的过滤器进行吸滤，除去较大粒径的粒子和尘埃。随后加入适量的纯净水并且调节浓度，制备成墨水。当用粒径分布测量仪器(SALD-2000，岛津制作所)测量染料的平均粒子直径时，平均粒子直径是0.3微米。
把制备好的墨水(黄)注入到喷墨打印机(RJ-1300V2，武藤工业制造)中，并且使用市售纸张(三菱制纸制造的光面纸(黑色))制作打印基体。打印基体是这样制造的：使用在PC中的软件(Microsoft Word)和打印控制软件，用打印机在纸张(基体)上打印出直径为95英寸的圆形打印区域而制成。
此外，墨水排放量调整至50％时，执行打印。从打印机40中无阻塞地流出墨水。
打印基体是经干燥的，而从打印基体到透镜的转移着色操作是使用转移装置，夹具等执行的。在转移装置中的真空度是1千帕(kPa)，在这种情况下在打印基体上的温度是250℃。在对透镜的转移着色操作后，把透镜放进烘箱，以固定染料，并且在140℃加热2小时，直到显色操作完成。
在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和有无不均匀的情况。
色调评价：在色彩(色饱和度)清晰和单色时，评价为″○″，并在色调是混合色时，评价为″×″。
显色评价：在显色之后，用浸渍丙酮的布擦拭透镜，着色不剥落时，评价为″○″；有稍微剥落时，评价为″△″；在非常大的剥落时，评价为″×″。
升华作用评价：在转移后，染料没有残留在基体上时，评价为″○″；在转移后，染料稍微残留在基体上时，评价为″△″；在转移后，染料残留的程度与打印时没有相当大的差异时，评价为″×″。
有无不均匀的情况：在透镜均匀地着色时，评价为″○″；在透镜不均匀地着色时，评价为″×″。
表1显示上述评价的结果。
实施例2
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是染料使用由三井BASF染料公司制造的Palanil黄FD-3GE(黄54)。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
实施例3
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是染料使用由住友化学工业(株)制造的Sumikaron UL黄4GF(黄51)。在完成着显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性质和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
实施例4
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由日本化药(株)制造的Kayaron AQ-LE(Kayaron Microester AQ-LE)染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
实施例5
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由汽巴专用化学品(株)制造的Terasil粉红色3G(红302)的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性质和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
实施例6
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由三井BASF染料公司制造的Palanil红C-BEL(红92)的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
实施例7
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是染料使用由住友化学工业(株)制造的Sumikaron红E-FBL(红60)。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
实施例8
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由日本化药(株)制造的Kayaron浅红色B-S(BS-200(红152))染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
实施例9
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是染料使用由住友化学工业(株)制造的Sumikaron蓝E-FBL(蓝56)。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
实施例10
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由住友化学工业(株)制造的Sumikaron蓝S-BG(蓝73)的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
实施例11
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由Dystar日本(株)制造的Dianix蓝AC-E(主要成分：蒽醌染料)的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
比较例1
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由Dystar日本(株)制造的Dianix亮黄5G-E(黄71)的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
比较例2
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由Dystar日本(株)制造的Dianix黄AM-42(黄42)的染料。在完成着色显影操作后，评价已着色的透镜的色调，着色显影性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
比较例3
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由汽巴专用化学品(株)制造的Terasil黄4G(黄211)的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
比较例4
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由住友化学工业(株)制造的Sumikaron Rubine SE-GL(红73)的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
比较例5
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由Dystar日本(株)制造的Dianix红KB-SE的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
比较例6
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由Dystar日本(株)制造的Dianix红S-4G的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
比较例7
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由日本化药(株)制造的S Kayalon聚酯红TL-SF(红323)的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
比较例8
塑料透镜是用如实施例1中相同的组成比率和着色法着色的，所不同的是使用由dystar日本(株)制造的海军蓝BG-SE200的染料。在完成显色操作后，评价已着色的透镜的色调，显色性，升华性和不均匀的情况存在与否。表1显示评价的结果。
结果
如表1所示，对于黄色(黄)染料，用醌型肽菁染料和蒽醌染料获得了优良结果。用于比较例3的染料由显色，不均匀性，升华性看来是有利的，但是因为它导致着浅红色的色调，不适于黄色着色。此外，对于红色(红)染料，用蒽醌染料和噻唑型染料获得优良的结果，对于蓝色(蓝)染料，用蒽醌染料获得优良的结果。
另外，用实施例1-9和比较例1-8所中使用的染料，用浸染法对实施例1的透镜(S-2.00，折光指数1.74)进行着色，但是该透镜只不过稍微着色，不能达到所要求浓度的着色。
下面，对墨水中的染料浓度发生种种变化时，透镜着色浓度进行了评价。
表1
染料 制造商 产品名称 色料索引号 备注 色调 显色性 不均匀性 升华性 综合评价
黄 实施例1 Dystar日本(株) Dianix黄F-3GE 黄64 醌型肽菁染料 ○  ○  ○  ○
实施例2 三井BASF染料(株) Palanil黄ED-3GE 黄54 醌型肽菁染料 ○  ○  ○  ○
实施例3 住友化学工业(株) SumikaronUL黄4GF 黄51 蒽醌染料 ○  ○  ○  ○
实施例4 日本化药(株) KayaronAQ-LA - 醌型肽菁染料 ○  ○  ○  ○
对比例1 Dystar日本(株) Dianix亮黄5GE 黄71 萘二甲酰亚氨基染料 ×  ○  ○  ×
对比例2 Dystar日本(株) Dianix黄AM-42 黄42 硝基染料 ○  ×  ○  ×
对比例3 汽巴特殊化学品(株) Terasil黄4G 黄211 偶氮染料 浅红色 ○  ○  ○  ×
红 实施例5 汽巴特殊化学品(株) Terasil粉红3G 红302 蒽醌染料 ○  ○  ○  ○
实施例6 三井BASF染料(株) Palanil红C-BEL 红92 蒽醌染料 ○  ○  ○  ○
实施例7 住友化学工业(株) SumiKaronUL红E-FBL 红60 蒽醌染料 ○  ○  ○  ○
实施例8 日本化药(株) Kayaron淡红    B-S(BS2000) 红152 噻唑型偶氮染料 ○  ○  ○  ○
对比例4 住友化学工业(株) SumiKaronRubineSE-GL 红73 偶氮染料 △  ○  ○  ×
对比例5 Dystar日本(株) Dianix红KB-SE - 偶氮染料 ×  ○  △  ×
对比例6 Dystar日本(株) Dianix红S-4G - 偶氮染料 △  ×  ○  ×
对比例7 日本化药(株) Kayalon聚酯红色TL-SF 红323 偶氮苯染料 ×  ○  △  ×
蓝 实施例9 住友化学工业(株) Sumikaron蓝E-FBL 蓝56 蒽醌染料 ○  ○  ○  ○
实施例10 住友化学工业(株) Sumikaron蓝S-GB 蓝73 蒽醌染料 ○  ○  ○  ○
实施例11 Dystar日本(株) Dianix蓝AG-C - 蒽醌染料 ○  ○  ○  ○
对比例8 Dystar日本(株) Dianix海军蓝BG-SE200 - 偶氮染料 微红黑色 ○  ×  △  ×
条件A
作为所使用的染料，使用了Kayaron AQ-LE(在实施例4中的黄染料)，Kayaron浅红色B-S(在实施例8中的红染料)和Sumikaron蓝E.FBL(在实施例9中的蓝染料)。花王DemolMS被用作分散剂。
对于条件A的墨水配剂(组成比率)是：1.0重量％的染料，0.5重量％的分散剂和98.5重量％的纯净水。墨水是按实施例1中相同的步骤制备的。
打印基体是用喷墨打印机(由lntack公司制造的Super-mechie)制备的。此外，用于在纸(基体)上打印的，从每一个墨水流出头中出来的排放量，对于每种颜色，在单一颜色输出的情况下是100％，而对于每种颜色，在混合颜色输出的情况下是50％。
对塑料透镜的转移着色操作是按照和实施例1中同样的方法使用CR-39，在135℃的显色条件之下，操作时间1小时。着色的塑料透镜的色品(显色后)是用颜色测定装置(由村上色彩技术研究所制造的DOT-3)测定的。表2显示它的结果。
条件B
条件B和条件A相同，所不同的是墨水的组成比率改变为：2.0重量％的染料，1.0重量％的分散剂和97.0重量％的纯净水。用颜色测定装置测定出按照和条件A相同的方法获得的着色的塑料透镜的色品(显色后)，表2显示其结果。
条件C
条件C是和条件A相同，所不同的是墨水的组成比率改变为：5.0重量％的染料，2.5重量％的分散剂和92.5重量％的纯净水。用颜色测定装置测定出按照和条件A相同的方法获得的着色的塑料透镜的色品(显色后)，表2显示其结果。
条件D
条件D是和条件A相同，所不同的是墨水的组成比率改变为：10.0重量％的染料，5.0重量％的分散剂和85.0重量％的纯净水。用颜色测定装置测定出按照和条件A相同的方法获得的着色的塑料透镜的色品(显色后)，表2显示其结果。
条件E
条件E和条件A相同，所不同的是墨水的组成比率改变为：20.0重量％的染料，10.0重量％分散剂和70.0重量％的纯净水。用颜色测定装置测定出按照和条件A相同方法获得的着色的塑料透镜的色品(显色后)，表2显示其结果。
条件F
条件F和条件A相同，所不同的是墨水的组成比率改变为：30.0重量％的染料，15.0重量％的分散剂和55.0重量％的纯净水。粘度是很高的，因此不能执行稳定的打印操作。此外，也出现了染料的凝聚。
表2
    条件A     条件B     条件c     条件D     条件E     条件F
   组成比率染料分散剂纯净水 1.00％0.50％98.5％ 2.00％1.00％97.0％ 5.0％2.50％92.5％ 10.00％5.00％85.00％ 20.00％10.00％70.00％ 30.00％15.00％55.00％
   色品 Y(红) L*a*b*     70.0587.0217.92-2.94     54.687.8138.43-6.76     35.4566.0862.64-6.15     25.2857.3575.041.06     17.1548.4578.657.96
  色品    Y(黄)    L*a*b*     92.5197.03-1.86-8.56     91.9896.84-4.5811.69     90.9796.4-9.4125.64     89.8195.92-14.0142.35     82.5392.81-16.7358.42
  色品    Y(蓝)    L*a*b*     84.2593.56-1.40-4.32     80.2591.8-3.77-7.1     66.7785.39-7.73-16.31     47.474.45-12.34-31.99     29.4761.19-12.03-45.3
  色品    Y(混色)  L*a*b*     76.7790.228.38-0.68     56.5679.9315.82-1.25     39.4769.2828.33-2.61     19.1350.8443.50.04     11.0439.6546.652.67
  着色浓度     约30％     约50％     约65％     约75％     约85％
结果
在条件A下(染料浓度：1.0％)，进行混合着色(对每一种色彩为50％输出量)，结果着色浓度约为20％。在这种情况时，在条件A下的墨水配剂只可以施加于相应用浸染法着色的大约10％的全部产品。
在条件B下(染料浓度：2.0％)，进行混合着色，结果着色浓度约为40％。在这种情况时，在条件B下的墨水配剂可以施加于相应用浸染法着色的大约30％的全部产品。
在条件C下(染料浓度：5.0％)，进行混合着色，结果着色浓度约为60％。在这种情况时，在条件C下墨水配剂可以施加于相应用浸染法着色的大约70％的全部产品。
在条件D下(染料浓度：10.0％)，进行混合着色，结果着色浓度约为75％。在这种情况时，在条件D下墨水配剂可以施加于相应用浸染法着色的大约90％的全部产品。
在条件E下(染料浓度：20.0％)，进行混合着色，结果着色浓度约为85％。在这种情况时，在条件E下墨水配剂可以施加于相应用浸染法着色的几乎所有的全部产品。
在条件B或者C的情况下，通过两或三次反复转移着色操作，染料浓度可以达到60％-70％。然而，如果染料浓度降低到1.0％(条件A)，染料密度有时不能达到70％，除非用5-10次的反复转移着色操作。这种方法实际上操作性很差，是不可行的。
然后，在向墨水中加入湿润剂的情况下，评价其对透镜着色的影响。
实施例12
在实施例12中，使用CR-39透镜。所使用的染料是Kayaron AQ-LE(黄)，Kayaron浅红B-S(红)，Dianix蓝AC-E(蓝)。而且，所使用的分散剂是由花王公司制造的Demol-MS。
表3显示放进每一个墨水盒中的每一种墨水的组分。
表3
    红     黄     蓝
染料     1.0％     3.0％     3.0％
分散剂     0.5％     0.5％     0.5％
纯净水     98.5％     96.5％     96.5％
在这个表中，″％″意思是″重量％″。
按表3所示的组分，把染料，分散剂和纯净水投入每一个容器中之后，将这些混合物搅拌达10分钟或10分钟以上。随后，用超声波均质机以给定的时间(30分钟大约处理100克)处理这些混合物，使染料的粒子很好地细化成初级颗粒。然后，每一种液体(溶液)经孔径大小约为1微米(玻璃纤维过滤纸GF/B)的过滤器吸滤，以除去较大颗粒的粒子和尘埃。再加入适当量的纯净水，用于调整所制备的墨水的浓度。用粒径分布测量仪(SALD-2000，由岛津制作所制造)测量此时染料的平均粒子直径，平均粒径是0.3微米。
把制备好的每一种墨水注入喷墨打印机(RJ-1300V2，武藤工业制造)中，并且使用市售纸张(三菱制纸制造的光面纸(黑色))制作打印基体。打印基体是这样制造的：用PC软件(Microsoft Word)和打印控制用软件，通过打印机在纸张(基体)上形成直径为95英寸的圆形的打印区域。此外，把色调设置成R150，G100和B50。
使该打印基体干燥，而从打印基体到透镜的转移着色操作是用上述的转移装置，夹具等执行的。在转换装置中的真空度是1千帕(kPa)，此时在打印基体上的温度是250℃。可确认染料从打印基体的打印区域几乎都升华并积附在透镜上。在向透镜的转移着色操作后，为了固定染料，把透镜放在烘箱中，并在135℃加热1小时，以完成显色操作。
实施例13
在实施例13中，使用加入了湿润剂和聚合物材料的墨水。并使用和实施例12中相同的透镜的材料，染料和分散剂。甘油被用作湿润剂和甲基纤维素25被用作亲水性的聚合物材料。
表4显示装入各墨水盒中的各墨水的组分。
表4
    红     黄     蓝
染料     1.0％     3.0％     3.0％
分散剂     0.5％     0.5％     0.5％
纯净水     78.3％     76.3％     76.3％
甘油     20.0％     20.0％     20.0％
甲基纤维素     0.2％     0.2％     0.2％
在这个表中，″％″意思是″重量％″。
按表4所示的组分，把染料，分散剂，纯净水，湿润剂和高分子材料投入各个容器中后，将每种混合物搅拌10分钟或10分钟以上。然后用超声波均质机以给定时间处理每种混合物30分钟(大约处理100克)，通过过滤器吸滤，再加入适当量的纯净水，以调节制备墨水的浓度。平均粒径是0.3微米。
把每一种制备的墨水注入到喷墨打印机(日本爱普生科技公司制造的MJ-520C)的墨水盒，打印基体是用按照实施例12中相同的步骤制造的，并且执行向透镜的转移着色操作。
由于用于实施例13的打印机，其墨水盒的墨水排出口(头部)比用于实施例12的打印机的更小，因此由于墨水的干燥有可能引起堵塞。然而，通过向该墨水添加湿润剂即使重复使用打印机，也能在不发生因干燥而堵塞的情况下，在纸张上执行打印，由此制得的打印基体。在打印基体干燥之后，在与实施例12相同的条件下执行转移着色操作和显色操作。
在显色后，当观察透镜时，人们发现透镜是均匀地着色的，着上了32.0％的光透射率(用村上色彩技术研究所制造的颜色测定装置DOT-3、D65光源，10°视野测量)的褐色系列的色彩。
实施例14
在实施例14中，使用在向实施例12中的墨水加入湿润剂(甘油)后制得的墨水。
表5显示墨水配方
表5
    红     黄     蓝
染料     1.0％     3.0％     3.0％
分散剂     0.5％     0.5％     0.5％
纯净水     78.5％     76.5％     76.5％
甘油     20.0％     20.0％     20.0％
该墨水是按照和实施例12中相同的方法制备、从而制得的墨水。此外，把高分子材料涂布到被用作打印基体的纸张(光面纸(黑色)，由三菱制纸制造)的待打印一侧的表面上。甲基纤维素400被用作做这种高分子材料，将它溶解于水中形成10％溶液，然后将其用刷子均匀涂布在印刷表面一侧，其后进行干燥。
在喷墨打印机(MJ-520C，由日本爱普生科技公司制造)中安装好涂有甲基纤维素的纸张后，用与实施例12中相同的步骤制得打印基体。从打印机到纸张可在无堵塞的情况下实施打印，并制得打印基体。在干燥打印基体后，在与实施例12相同的条件下执行转移着色操作和显色操作。
当在显色后观察透镜时，人们发现透镜是均匀地着色，在29.5％光透射率时呈褐色的色彩中没有不均匀的着色。
比较例9
在比较例9中，不使用高分子材料，打印基体是用实施例14中的墨水(墨水配方示于表5中)制得的。转移着色操作和显色操作是在其它条件和实施例12相同的情况下实施的。在显色后观察透镜，人们发现透镜的着色不均匀。
产业上利用可能性
如上所述，按照本发明，塑料透镜可以用蒸气积附转移着色方法顺利地着色。

Claims (9)

1.一种用于塑料透镜着色的墨水，所述墨水用喷墨打印机涂布到基体上，并在真空中升华和附着在塑料透镜上，从而使透镜着色，其特征在于，
所述墨水含有蒽醌染料、醌型肽菁染料和噻唑型偶氮染料中至少一种可升华的分散染料。
2.如权利要求1所述的用于塑料透镜着色的墨水，其特征在于，进一步含有在含水体系中用于分散染料的分散剂。
3.如权利要求2所述的用于塑料透镜着色的墨水，其特征在于，进一步含有用于保持墨水润湿的湿润剂和用于防止湿润剂升华的亲水性高分子材料。
4.如权利要求1所述的用于塑料透镜着色的墨水，其特征在于，染料的配比是在2.0～20.0重量％的范围内。
5.如权利要求1所述的用于塑料透镜的着色墨水，其特征在于，染料的粒径是1微米或者1微米以下。
6.一种通过在真空中使塑料透镜着色用的墨水升华并积附在塑料透镜上从而使透镜着色的塑料透镜着色法，其特征在于，包括：
用喷墨打印机施加墨水到基体上而形成打印区域的步骤，所述墨水包括蒽醌染料、醌型肽菁染料和噻唑型偶氮染料中至少一种可升华的分散染料；
把由此形成的打印区域和透镜配置成相互面对面，呈不接触状态的步骤；和
至少加热打印区域，使染料升华并积附在透镜上的步骤。
7.如权利要求6所述的塑料透镜着色法，其特征在于进一步包括，按预先设定的温度加热已积附有染料的透镜的步骤。
8.如权利要求6所述的塑料透镜着色法，其特征在于，所述墨水进一步含有用于保持墨水润湿的湿润剂和用于防止湿润剂升华的亲水性高分子材料。
9.如权利要求6所述的塑料透镜着色法，其特征在于，所述墨水含有用于保持墨水润湿的湿润剂，所述基体的墨水涂布面侧涂布有亲水性的高分子材料。
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