DE60100057T2

DE60100057T2 - Verfahren zum Färben von Kunstofflinsen sowie Färbevorrichtung und Einstellvorrichtung zum Färben

Info

Publication number: DE60100057T2
Application number: DE60100057T
Authority: DE
Inventors: Minoru Inuzuka; Masanori Uetani
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: EP1122355A1; EP1122355B1; DE60100057D1; ES2188569T3; ATE229103T1; US6554873B2; JP2001215306A; US20010016961A1; JP3966662B2

Description

1. Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Färbeverfahren zum Färben von Kunststofflinsen, eine Färbevorrichtung und eine Einstellvorrichtung zum Färben.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Herkömmlich ist in den meisten Fällen ein Eintauchfärbeverfahren als eines von Färbeverfahren zum Färben von Kunststofflinsen für Brillen angewandt worden. Dieses Eintauchfärbeverfahren schließt ein: Herstellen einer Färbelösung durch Vermischen von Dispersionsfarbstoffen von Primärfarben Rot, Blau und Gelb und Dispergieren der Mischung in Wasser; Erwärmen der Färbelösung auf etwa 90ºC; und Eintauchen von Kunststofflinsen in die erwärmte Lösung, wodurch die Linsen gefärbt werden.
Als Alternative zum Eintauchfärbeverfahren ist in der JP-A-01277814 ein Dampfabscheidungsfärbeverfahren vorgeschlagen worden. Dieses Verfahren schließt ein Erhitzen von sublimierbarem, festem Farbstoff unter Vakuum zum Sublimieren und eine Dampfabscheidung des sublimierten Farbstoffs auf eine Kunststofflinse, die gleichzeitig unter Vakuum erhitzt wird, ein, wodurch die Linse gefärbt wird.
Das herkömmliche Eintauchfärbeverfahren und das herkömmliche Dampfabscheidungsfärbeverfahren besitzt jedoch die Nachteile, daß es schwierig ist, eine stabil gefärbte Linse zu erhalten. Insbesondere ist es schwierig, eine Linse niedriger Färbefähigkeit zu färben oder eine Linse in tiefen Farben oder in Farben hoher dichte zu färben. Ferner ist es erwünscht, eine Linse leichter und effektiver zu färben.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist angesichts der obigen Umstände gemacht worden und hat zur Aufgabe, die obigen Probleme zu lösen und ein Färbeverfahren, eine Färbevorrichtung und eine Färbeeinstellvorrichtung zur Befähigung bereitzustellen, daß eine Kunststofflinse leicht und effektiv gefärbt wird und ebenso unterschiedliche Linsen in verschiedenen Farben stabil gefärbt werden.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden teilweise aus der nachfolgenden Beschreibung wiedergegeben und ergeben sich teilweise ohne weiteres aus der Beschreibung, oder können aus der Praxis der Erfindung erfahren werden.
Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung können verwirklicht und erzielt werden durch die Ausgestaltungen und Kombinationen, die in den beigefügten Ansprüche besonders hervorgehoben sind.
Zum Erreichen des Zwecks der Erfindung wird ein Färbeverfahren zum Färben einer Kunststofflinse bereitgestellt, welches einschließt: einen Schritt des Einbringens der Linse in eine vorbestimmte Position in einer Vakuumdampfabscheidungsvorrichtung; einen Schritt des Einbringens von Grundkörpern, die für den Färbebetrieb zu verwenden sind, in die Dampfabscheidungsvorrichtung, wobei jeder der Grundkörper mit Färbelösungen versehen ist, die jeweils einen aufgelösten oder feinkörnig dispergierten, sublimierbaren Farbstoff enthält, zum Bilden einer Farbstoffapplikationsfläche auf jedem Grundkörper, und wobei die Grundkörper in zueinander gegenüberliegenden Positionen in Bezug auf die Linse angeordnet sind, so daß die Farbstoffapplikationsfläche auf die jeweilige Oberfläche der Linse ohne Kontakt damit zeigt; und einen Schritt des Erhitzen der Grundkörper durch Er hitzungsquellen unter Vakuum in der Dampfabscheidungsvorrichtung, wodurch der Farbstoff der Farbstoffapplikationsflächen sublimiert wird zum Dampfabscheiden des sublimierten Farbstoffs auf der Linse.
Der Schritt des Einbringens schließt vorzugsweise das Einbringen eines ersten Grundkörpers auf einer konvexen Oberflächenseite der Linse und eines zweiten Grundkörpers auf einer konkaven Oberflächenseite der Linse ein.
Der Schritt des Einbringens schließt vorzugsweise das Einbringen des eisten Grundkörpers in einer Position, die vom geometrischen Zentrum der konvexen Oberfläche der Linse um einen Abstand von 1 bis 30 mm entfernt ist, und des zweiten Grundkörpers in eine Position, die vom geometrischen Zentrum der konkaven Oberfläche der Linse um einen Abstand von 1 bis 30 mm entfernt ist, ein.
Das Erhitzen für den Dampfabscheidungsschritt schließt vorzugsweise ein Erhitzen der Grundkörper, die jeweils auf beiden Seiten der Linse angeordnet sind, mittels Erhitzungsquellen ein, die jeweils in Bezug auf den Grundkörper auf der der Linse entgegengesetzten Seite und ohne Kontakt mit dem Grundkörper angeordnet sind.
Das Erhitzen zum Dampfabscheidungsschritt schließt ferner ein Erhitzen der Grundkörper mittels Erhitzungsquellen ein, die jeweils in einer Position angeordnet sind, die vom Grundkörper beim Abstand von 50 bis 500 mm entfernt liegt.
Das Färbeverfahren kann ferner einen Schritt des Erhitzens der Linse einschließen, auf der der Farbstoff dampfabgescheidet wurde, wodurch der Farbstoff auf der Linse fixiert wird.
Das Erhitzen für den Fixierschritt schließt vorzugsweise das Erhitzen der Linse bei sich verändernden Erhitzungstemperaturen ein.
Das Erhitzen für den Fixierschritt schließt vorzugsweise sowohl das Erhitzen der Linse bei einer konstanten Erhitzungstemperatur für eine vorbestimmte Zeit sowie das Erhitzen der Linse bei den sich verändernden Erhitzungstemperaturen für eine vorbestimmte Zeit ein.
Das Färbeverfahren kann ferner einen Schritt des Herstellens der Grundkörper einschließen, indem die Färbelösungen auf jeden der Grundkörper aufgebracht wird.
Das Färbeverfahren kann ferner einen Schritt des Eingebens von Information über die Farbe und die Dichte des Färbens in einen Computer einschließen, der Färbedaten speichert und steuert, wobei der Herstellungsschritt einschließt: Steuern eines Druckers, der mit dem Computer verbunden ist und mit einer Vielzahl der Färbelösungen versorgt ist; und Herstellen der Grundkörper durch Drucken der Färbelösungen auf jeden der Grundkörper auf der Basis der im Computer gespeicherten und gesteuerten Farbdaten und der in dem Computer eingegebenen Information über Farbe und Dichte der Färbung.
Der Grundkörper weist vorzugsweise eine erste Seite und eine zweite Seite auf, wobei wenigstens die erste Seite einen Bereich besitzt, der in Bezug auf die Wärmeadsorptionseigenschaft gut ist, und wobei die zweite Seite, mit der Farbstoff applikationsfläche, darauf bereitgestellt wird.
Der Grundkörper besitzt vorzugsweise einen nahezu schwarzen Bereich wenigstens auf der ersten Seite.
Der Grundkörper weist vorzugsweise eine erste Seite und eine zweite Seite auf, wobei die erste Seite einen Beschichtungsbereich zum Verhindern der Sublimation besitzt und die zweite Seite die. Farbstoffapplikationsfläche darauf aufweist.
Das Färbeverfahren kann ferner einen Schritt der Zugabe eines Färbehilfsmittels zur Verstärkung der Fixierung des Farbstoffs an die Linse einschließen.
Der Zugabeschritt schließt vorzugsweise das Eintauchen der Linse in einer Wasserlösung ein, die hergestellt wurde durch Auflosen des Färbehilfsmittels in Wasser, wobei das Mittel aus einem Phenylphenoltyp, einem Naphthalentyp und einem Chlorbenzoltyp ausgewählt wird.
Gemäß einem anderen Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird eine Färbevorrichtung zum Färben einer Kunststofflinse bereitgestellt, welche einschließt: eine Linsenhalteeinheit zum Einbringen der Linse in eine vorbestimmte Position in der Vorrichtung; eine Grundkörpereinrichtungseinheit zum Einbringen der Grundkörper, die für einen Färbebetrieb zu verwenden sind, bei in Bezug auf die Linse einander gegenüberliegenden Positionen, wobei jeder der Grundkörper eine Farbstoffapplikationsfläche aufweist, die mit Färbelösungen versehen ist, die jeweils einen aufgelösten oder feinkörnig dispergierten, sublimierbaren Farbstoff enthalten, so daß die Farbstoffapplikationsflächen auf die jeweilige Oberfläche der Linse ohne Kontakt damit zeigt; eine Vakuumpumpe zum Schaffen von nahezu einem Vakuum in der Vorrichtung; und eine Erhitzungseinheit zum Erhitzen der Grundkörper, die bezüglich der Linse ineinander gegenüberliegenden Positionen eingerichtet sind.
Die Grundkörpereinrichtungseinheit schließt vorzugsweise ein erstes Einrichtungsteil zum Einrichten eines ersten Grundkörpers auf einer konvexen Oberflächenseite der Linse und ein zweites Einrichtungselement zum Einrichten eines zweiten Grundkörpers auf einer konkaven Oberflächenseite der Linse ein.
Die Erhitzungseinheit schließt vorzugsweise Erhitzungsquellen ein, die jeweils in einer in Bezug auf den Grundkörper gegenüberliegenden Position der Linse und ohne Kontakt mit der Linse angeordnet sind, zum Erhitzen einer der Linse gegenüberliegenden Oberfläche des Grundkörpers.
Gemäß einem anderen Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird eine Färbeeinstellvorrichtung zum Färben einer Kunststofflinse bereitgestellt, die einschließt: einen Linsenhalter zum Halten eines peripheren Abschnitts der Linse; und einen Grundkörperaufnehmer zum Einrichten der Grundkörper, die für einen Färbebetrieb zu verwenden sind, in Bezug auf die Linse bei einander gegenüberliegenden Positionen, wobei jeder der Grundkörper eine Färbeapplikationsfläche aufweist, die mit Färbelösungen versehen ist, die jeweils einen aufgelösten oder feinkörnig dispergierten, sublimierbaren Farbstoff enthalten, so daß die Farbstoffapplikationsfläche auf die jeweilige Oberfläche der Linse ohne Kontakt damit zeigt.
Der Grundkörperaufnehmer schließt vorzugsweise einen ersten Aufnehmer zum Einrichten eines ersten Grundkörpers auf einer konvexen Oberflächenseite der Linse und einen zweiten Aufnehmer zum Einrichten eines zweiten Grundkörpers auf einer konkaven Oberflächenseite der Linse ein.
Die Färbeeinstellvorrichtung kann ferner ein erstes Einstellelement zum Einstellen eines Abstands zwischen dem Linsenhalter und dem ersten Aufnehmer, wobei der erste Aufnehmer eine Öffnung aufweist, sowie ein zweites Einstellelement zum Einstellen eines Abstands zwischen dem Linsenhalter und dem zweiten Aufnehmer, wobei der zweite Aufnehmer eine Öffnung auf weist, einschließen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Spezifikation eingeschlossen sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Aufgaben, Vorteile und Prinzipien der Erfindung.
In den Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Systems zum Färben einer Kunststofflinse in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A ist eine Rückansicht eines bedruckten Grundkörpers in der Ausführungsform;
Fig. 2B ist eine Vorderseite des bedruckten Grundkörpers;
Fig. 2C ist eine Schnittansicht des bedruckten Grundkörpers;
Fig. 3 ist eine schematische Strukturansicht des Inneren einer in der Ausführungsform verwendeten Vakuumdampfabscheidungsvorrichtung;
Fig. 4 ist eine teilvergrößerte Schnittansicht, einer Färbeeinstellvorrichtung, die in der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung angeordnet ist; und
Fig. 5 ist ein Fließschema, das einen Ablauf des Färbeverfahrens in der Ausführungsform zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines Färbeverfahrens, einer Färbevorrichtung und einer Färbeeinstellvorrichtung, dabei die vorliegende Erfindung ausführend, wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines Färbesystems zum Färben einer Kunststofflinse in der vorliegenden Ausführungsform. Fig. 5 ist ein Fließdiagramm, welches einen Ablauf des Färbeverfahrens zeigt.

(1) Herstellung eines bedruckten Grundkörpers (ein für einen Färbebetrieb zu verwendender Grundkörper)

Zuerst wird ein bedrückter Grundkörper 10, der zum Färben einer Kunststofflinse 22 (nachfolgend einfach als eine Linse bezeich net) zu verwenden ist, hergestellt. Auf dem Körper 10 wird ein sublimierbarer Farbstoff (eine Färbelösung) gedruckt oder appliziert.
Als sublimierbarer Farbstoff (welcher einen aufgelösten oder feinkörnig dispergierten, sublimierbaren Farbstoff enthält) werden vier Dispersionsfarbstofftinten der Farben Rot, Blau, Gelb und Schwarz verwendet, wobei jede eine wasser-basierte Tinte darstellt, die von Upepo Kabushiki Kaisha hergestellt wurde. Diese Tinten werden getrennt in kommerziell erhältliche Tintenkartuschen für einen Tintenstrahldrucker eingefüllt. Die Kartuschen werden in einen Tintenstrahldrucker 2 eingesteckt. Dieser Drucker 2 ist in der vorliegenden Ausführungsform ein kommerziell erhältlicher Drucker (MJ-520C von EPSON Kabushiki Kaisha).
Vor der Anwendung eines solchen Druckers 2 zum Herstellen des Grundkörpers 10 mit dem Farbstoff einer gewünschten Farbe darauf wird ein verfügbarer Personal Computer (nachfolgend als PC bezeichnet) 1 verwendet, um die zu bedruckende Tönung und Dichte zu steuern. Die Steuerung der Tönung und weiterer Dinge erfolgt durch eine Zeichnungssoftware, eine CCM (Computer- Farbangleichung) oder dergleichen auf dem PC 1. Folglich können Daten über die gewünschte Farbe im PC 1 gespeichert werden, so daß der Grundkörper 10 mit derselben Farbqualität je nach Erfordernis wiederholt hergestellt werden kann. Eine Farbnuancierung (wie ein Abstufungsmuster) wird ebenso in digitaler Form gesteuert, was es möglich macht, den Grundkörper 10 je nach Erfordernis in derselben Farbdichte wiederholt zu reproduzieren.
Ein Druckblatt 11, welches den Grundkörper 10 bildet, wird in den Drucker 2 eingesetzt. Der PC 1 wird dann zum Ausführen des Drückens auf der Basis der voreingestellten Daten über die gewünschte Tönung und Dichte betrieben. Auf der Vorderseite des Druckblatts 11 (des Grundkörpers 10) werden kreisförmige gefärbte Schichten 12, die mit dem Farbstoff versehene Flächen darstellen, gedruckt, wie in Fig. 2B gezeigt. In der vorliegenden Ausführungsform werden zwei gefärbte Schichten 12 auf einem Druckblatt 11 gedruckt. Dies deshalb, weil die vorangehende Bildung der gefärbten Schichten in Paaren für das Färben eines Paars von Brillenlinsen bequemer ist; das heißt rechten und linken Linsen. Ferner wird der Durchmesser der gefärbten Schicht 12 vorzugsweise so bestimmt, daß er größer ist als der Durchmesser der zu färbenden Linse 22. Wenn der Durchmesser der gefärbten Schicht 12 kleiner ist als derjenige der zu färbenden Linse 22, besteht eine Möglichkeit, daß nicht die gesamte Oberfläche der Linse 22, die auf die gefärbte Schicht 12 zeigt, vollständig gefärbt werden könnte. Zum Verhindern dieses Nachteils wird der Durchmesser der gefärbten Schicht 12 auf die obige Weise ausgestaltet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das zur Herstellung des bedruckten Grundkörpers 10 verwendete Druckblatt 11 ein Blatt, welches eine vollständig schwarz gefärbte Rückseite aufweist, auf welcher keine gefärbte Schicht gedruckt wird, wie in Fig. 2A gezeigt. Als ein solches Blatt 11 mit einer schwarz gefärbten Seite kann ein kommerziell erhältliches verwendet werden, alternativ kann ein Blatt, dessen beide Seiten weiß sind, verwendet werden, wenn lediglich eine der weißen Seite schwarz gefärbt wird. Die Verwendung des Blatts 11 mit einer schwarz gefärbten Seite dient zum effizienten Absorbieren von durch eine Erhitzungsquelle erzeugter Hitze, zum Unterstützen der raschen Sublimierung des auf dem Blatt 11 gedruckten Farbstoffs beim Färbebetrieb der Linse 22.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Druckblatt 11 mit einer schwarzen Seite zum Herstellen des bedruckten Grundkörpers 10 aus dem obigen Grund verwendet, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann irgendein bedrucktes Blatt verwendet werden, wenn es nur eine Rückseite aufweist, die einen vorbestimmten Bereich (ein Teil oder der gesamte Bereich) einschließt, welcher mit einer Farbe oder einem Material mit einem guten oder hohen Hitzeabsorptionskoeffizienten (Koeffizient der Infrarotabsorption), zum Beispiel einer nahezu schwarzen Farbe oder Chromierung, versehen ist. Ferner kann wenigstens der vorbestimmte Bereich eines solchen Druckblatts aus einem Material mit einer guten oder hohen Hitzeleitfähigkeit gefertigt sein, wie Aluminium, so daß eine schnellere Sublimierung von Farbstoffen bewirkt werden kann. Alternativ kann das Druckblatt selbst aus einer Aluminiumplatte gefertigt sein. Beim Gebrauch von Papier für das Blatt 11 kann irgendein Papier, welches im Drucker 2 verwendbar ist, verwendet werden, und vorzugsweise wird ein dünnes Papier, welches in Bezug auf die Hitzeleitfähigkeit gut oder hoch ist, verwendet. Die Vorderseite des Druckblatts 11, auf welcher die gefärbte Schicht 12 gedruckt werden wird, kann dieselbe Farbe wie auf der Rückseite auf weisen, ist jedoch zum Erleichtern der visuellen Begutachtung eines Druckumstands des erzeugten, bedruckten Grundkörpers 10 vorzugsweise weiß. Die Größe des Druckblatts 11, welches zur Herstellung des Grundkörpers 10 verwendet wird, ist nicht beschränkt, und ein Blatt irgendeines Ausmaßes, welches im Drucker 2 verwendbar ist, kann verwendet werden. Die in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Blattgroße ist die A5-Größe. Dieses Blatt wird nach der Ausgabe aus dem Drucker 2 grob ausgeschnitten, um den unnötigen Seitenrand zu entfernen, so daß das ausgeschnittene Blatt in eine später erwähnte Färbeeinstellvorrichtung 30 paßt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Form der gefärbten Schicht 12 kreisförmig, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Es kann jegliche Größe und Form angewandt werden, wenn nur der Farbstoff gleichmäßig über der Fläche der Linse 22, die gefärbt werden soll, verteilt werden kann.
Es ist ebenso bevorzugt, daß die Rückseite des Blatts 11 vollständig oder teilweise mit einer Beschichtung zum Verhindern der Sublimation des Farbstoffs aus der Rückseite versehen ist. Dies gestattet beim Erhitzen die Sublimierung des Farbstoffs lediglich aus der Vorderseite des Grundkörpers 10. Fig. 2C ist eine schematische vergrößerte Schnittansicht des Grundkörpers 10. Eine Überzugsschicht 13 wird deshalb zuvor auf der Rückseite des Druckblatts 11 gebildet, zum Verhindern des Durchtritts von Luft dadurch. Das Material der Überzugsschicht 13 kann aus irgendeinem Material ausgewählt werden, welches den Durchtritt von Luft verhindern kann und genug Hitzebeständigkeit aufweist, um bei Temperaturen bis etwa 200ºC, vorzugsweise etwa 270ºC nicht zu schmelzen, und den sublimierbaren Farbstoff nicht adsorbiert. Zum Beispiel kann ein Olefinharz, Polyethylenglykol oder dergleichen verwendet werden. Auf diese Weise macht es die Bereitstellung der Überzugsschicht 13 möglich, die Sublimierung des Farbstoffs aus der Rückseite des Grundkörpers 10 zu verhindern, so daß die Linsen effizient gefärbt werden, wodurch das Färben der Linsen in Farben hoher Dichte erleichtert wird.
Der oben erwähnte, nahezu schwarz gefärbte Beschichtungsbereich zum Verhindern der Sublimierung kann auf der Rückseite des Blatts 11 gebildet werden, indem zum Beispiel die Rückseite mit einer Mischung, die aus Kohle und Polyethylenglycol zusammengesetzt ist, oder mit einer Mischung, die aus einem Olefinharz und einem Pigment zusammengesetzt ist, überzogen wird.

(2) Färben einer Kunststofflinse

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht des Inneren einer Vakuumdampfabscheidungsvorrichtung (nachfolgend als Dampfabscheidungsvorrichtung bezeichnet) 20, gesehen von vorne, die zum Färben der Kunststofflinse 22 in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird.
Die Dampfabscheidungsvorrichtung 20 ist an ihrer Vorderseite mit einer nicht gezeigten Tür ausgestattet, die zum Einbringen/Entfernen der Kunststofflinse 22, des bedruckten Grundkörpers 10 und weiteren Dingen geöffnet/geschlossen wird. In der Vorrichtung 20 sind insgesamt vierzehn Heizlampen 21, die als Erhitzungsquellen zum Erhitzen des Grundkörpers 10 verwendet werden, um dadurch den Farbstoff zu sublimieren, vorgesehen, so daß sieben Lampen bei einer oberen Position in der Vorrichtung 20 und sieben Lampen bei einer unteren Position angeordnet sind. Auf diese Weise sind die Lampen 21 jeweils in Positionen, bezogen auf die Grundkörper 10, auf zur Linse 22 gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Die Lampen 21 sind in der vorliegenden Ausführungsform Halogenlampen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Irgendwelche Lampen oder dergleichen, die zum Erhitzen des Grundkörpers 10 in kontaktloser Beziehung damit in der Lage ist, können verwendet werden.
In der Dampfabscheidungsvorrichtung 20 ist ein Gestell 23 vorgesehen zum Halten einer Färbeeinstellvorrichtung 30 darauf, die zum Färben der Kunststofflinse 22 verwendet wird. Das Gestell 23 ist mit einer Vielzahl von rechteckigen Lochern 23a gebildet, wobei in jedes davon die Färbeeinstellvorrichtung 30 eingepaßt ist. Die Färbeeinstellvorrichtung 30 wird so in einer Mittelposition der Vorrichtung 20 gehalten (eingerichtet).
In der Färbeeinstellvorrichtung 30 werden die Grundkörper 10 oberhalb und unterhalb der Linse 22 bzw. in Bezug auf die Linse 22 bei einander entgegengesetzten Positionen eingebracht, so daß die gefärbten Schichten 12 jeweils auf die konkave und die konvexe Oberfläche der Linse 22 ohne Kontakt damit zeigen. Wenn die wie oben angeordneten Grundkörper 10 durch die aufgeleuchteten Lampen 21 erhitzt werden, können deshalb die konkaven und konvexen Oberflächen der Linse 22 gleichzeitig gefärbt werden.
Wenn der Abstand zwischen dem Grundkörper 10 und den Lampen 21 zu gering ist, kann eine Erhitzungstemperatur bezüglich des Grundkörpers 10 in Abhängigkeit von den Abschnitten des Grundkörpers 10 unterschiedlich sein, was eine ungleichmäßige Sublimierung des auf dem Grundkörper 10 vorgelegten Farbstoffs (der gefärbten Schicht 12) verursacht, was zu einer ungleichmäßig gefärbten Linse 22 führt. Wenn der Abstand andererseits zu groß ist, so daß nur ein geringer thermisches Effekt erzeugt wird, kann die Sublimierung des Farbstoffs eine lange Zeit dauern. Deshalb wird der Abstand zwischen dem Grundkörper 10 und den Lampen 21 vorzugsweise in einem Bereich von 50 mm bis 500 mm, weiter bevorzugt etwa 150 mm bis 300 mm, festgelegt.
Die Bezugsziffer 24 stellt eine Rotationspumpe dar, die zum Erzeugen nahezu eines Vakuums in der Vorrichtung 20 verwendet wird. Die Bezugsziffer 25 stellt ein Leckventil dar, welches geöffnet wird, um Luft in die unter Vakuum gehaltene Vorrichtung 20 hereinzulassen, wodurch sie zu einem Atmosphärendruck zurückkehrt.
Fig. 4 ist eine vordere Schnittansicht der Färbeeinstellvorrichtung 30. Die Bezugsziffer 31 stellt einen boxartigen Behälter dar, der in das Loch 23a einsetzbar ist. Der Behälter 31 besitzt dieselbe Form wie die des Lochs 23a und ist mit einem peripheren Flansch 31a gebildet, der im Gestell 23 einspannen gelassen wird, damit der Behälter 31 am Herauskommen aus dem Gestell 23 gehindert wird. Deshalb kann der Behälter 31 im Gestellt unter Eingriff des Flanschs 31a damit gehalten werden. Der Behälter 31 besitzt ebenso einen Boden 31b, der mit zwei kreisförmigen Öffnungen 31c gebildet ist, die jeweils einen ausreichend größeren Durchmesser als demjenigen der auf dem Grundkörper 10 gebildeten gefärbten Schicht 12 auf weisen. Wenn der Grundkörper 10 auf den Boden 31b des Behälters 31 gelegt wird, werden die gefärbten Schichten 12 des Grundkörpers 10 in einer Eins-zu-Eins-Beziehung mit den Öffnungen 31c positioniert. Die zwei Öffnungen 31c sind in einer Linie in einer zum Zeichnblatt senkrechten Richtung angeordnet, und lediglich eine davon ist in Fig. 4 veranschaulicht.
Wenn die Lampen 21, die bei der unteren Position in der Dampfabscheidungsvorrichtung 20 angeordnet sind, zum Ausstrahlen von Licht veranlaßt werden oder aufgeleuchtet sind, wird mit einem solchen Aufbau das Licht direkt auf die Rückseite des unteren Grundkörpers 10 durch die Öffnungen 31c fallen, wodurch leicht die Sublimierung des Farbstoffs aus den gefärbten Schichten 12 verursacht wird.
Im Behälter 31 sind Abstandeinstellringe 32 auf dem Grundkörper 10 in einer Eins-zu-Eins-Beziehung zu den auf dem Körper 10 gebildeten beiden gefärbten Schichten 12 angeordnet. Jeder der Ringe besitzt eine zylindrische Form und einen Durchmesser, der größer ist als derjenige der gefärbten Schicht 12, um sie einzuschließen. Dieser Ring 32 wird zum Einstellen des Abstands (Zwischenraum) zwischen der Linse 22 und dem Grundkörper 10, der auf der Bodenseite des Behälters 31 eingerichtet ist, verwendet, während der Grundkörper 10 zur Verhinderung einer Versetzung gehalten wird. Das Verändern der Höhe des Rings 32 oder das Ersetzen des Rings 32 mit einem Anderen, der eine unterschiedliche Höhe hat, ermöglicht die Einstellung des Abstands zwischen der Linse 22 und dem Grundkörper 10. Dies macht es möglich, die Farbdichte der zu färbenden Linse 22 zu steuern.
Wie in Fig. 4 gezeigt wird ein Linsenhalter 34 zum Halten der Linse 22 auf den Ring 32 gelegt. Ein Abstandseinstellring 33 wird ferner auf dem Linsenhalter 34 zum Einstellen des Abstands (Zwischenraums) zwischen der Linse 22 und dem auf der oberen Seite im Behälter 31 eingerichteten Grundkörper 10 eingerichtet. Der Linsenhalter 34 besitzt eine zylindrische Form, die mit einer Innenschulter 34a zum Tragen der Linse 22 versehen ist, wie in Fig. 4 gezeigt. Mit dieser Schalter 34a kann die Linse 22 im Halter 34 festgesetzt werden, ohne herunterzufallen.
Der Linsenhalter 34 wird auf den Ring 32 gelegt, und die Linse 22 wird im Halter 34 festgesetzt, so daß der periphere Abschnitt der Linse 22 auf der Schulter 34a sitzt. Somit kann die Linse 22 an Ort und Stelle oberhalb der Öffnung 31c gehalten werden.
Die Bezugsziffer 35 stellt einen Behälter dar zum Halten des Grundkörpers 10 in Bezug auf den Ring 33. Dieser Behälter 35 ist bei seiner Oberseite mit zwei Öffnungen 35a, wie beim Boden 31b des Behälters 31, gebildet (lediglich einer der Öffnungen ist in Fig. 4 gezeigt). Durch die Öffnungen 35a fällt das Licht, wel ches aus den Lampen 21 (wenn sie aufleuchten), die in der Dampfabscheidungsvorrichtung 20 in der obigen Position angeordnet sind, emittiert wird, direkt auf die Rückseite des oberen Grundkörpers 10.
Jede Höhe der Ringe 32 und 33 kann in Abhängigkeit von einer gewünschten Färbebedingung bestimmt werden. Wenn der Grundkörper 10 jedoch in Kontakt steht mit der Linse 22 wird der Kontaktabschnitt der Linse 22 in einer im Vergleich zum kontaktfreien Abschnitt unterschiedlichen Farbdichte und -tönung gefärbt werden, wodurch die Linse 22 unregelmäßig gefärbt wird. Wenn andererseits der Grundkörper 10 zu weit von der Oberfläche der zu färbenden Linse 22 entfernt ist, kann die Linse 22 nicht in hoher Dichte gefärbt werden. Ferner neigen Partikel des Farbstoffs dazu, sich aneinander zu lagern, ohne sich gleichförmig in einer Dampfphase zu verteilen, und scheiden sich deshalb ungleichmäßig auf der Färbeoberfläche der Linse 22 ab. In Anbetracht dessen wird der Abstand vom Grundkörper 10 zum geometrischen Zentrum der Färbeoberfläche der Linse 22 vorzugsweise in einem Bereich von etwa 1 mm bis 30 mm bezüglich der konvexen Oberflächenseite und von etwa 1 mm bis 30 mm in Bezug auf die konkave Oberflächenseite festgelegt.
Das Material der zu färbenden Linse 22 wird ausgewählt aus einem Polycarbonatharz (z. B. Diethylenglykol-Bisallylcarbonat-Polymer (CR-39)), einem Polyurethanharz, einem Allylharz (z. B. Allyldiglykolcarbonat und dessen Copolymer, und Diallyl-Phthalat und dessen Copolymer), einem Fumarsäureharz (z. B. Benzylfumarat- Copolymer), einem Styrolharz, einem Polymethylacrylatharz, einem Faserharz (z. B. Cellulosepropionat). Ferner kann ein Material mit einem hohen Brechungsindex wie vom Thionrethantyp, vom Thioepexytyp und dergleichen sowie andere Materialien mit einem hohen Brechungsindex, die herkömmlich als niedrig (schwach) färbbar angesehen worden sind, verwendet werden.
Mit der Dampfabscheidungsvorrichtung 20 des obigen Aufbaus laufen die nachfolgenden Operationen beim Färben der Linse 22 ab.
Die nicht dargestellte Tür der Vorrichtung 20 wird geöffnet, und der Behälter 31 wird in die Locher 23a des Gestells 23 eingesetzt. Aufeinanderfolgend werden die im obigen Prozeß (1) hergestellten Grundkörper 10 und die Linse(n) 22 in die Färbeeinstellvorrichtung 30 eingebracht, wie in Fig. 4 gezeigt.
Dann wird die Tür der Vorrichtung 20 luftdicht verschlossen. Die Pumpe 24 wird dann angetrieben, um ein Vakuum in der Vorrichtung 20 zu erzeugen. Dieses Vakuum wird durch Vermindern des Drucks in der Vorrichtung 20 auf etwa 0,1 bis 5 kPa erzeugt. Das Vakuum kann unterhalb von 0,1 kPa liegen, was aber eine Hochleistungsabsaugeinrichtung erfordert. Andererseits ist, je höher der Druck in der Vorrichtung 20 ist, eine um so höhere Temperatur zur Sublimierung des Farbstoffs erforderlich. Deshalb liegt die obere Grenze des Drucks vorzugsweise bei bis zu etwa 5 kPa, weiter bevorzugt im Bereich von etwa von 1 bis 3 kPa.
Wenn der Druck in der Vorrichtung 20 auf einen vorbestimmten Wert vermindert ist, werden die Lampen 21, die an den oberen und unteren Positionen der Vorrichtung 20 angeordnet sind, aufgeleuchtet. Der Farbstoff der gefärbten Schicht 12 kann nicht bei Temperaturen von 100ºC oder darunter sublimiert werden. Es ist deshalb bevorzugt, die Erhitzungstemperatur in kürzester Zeit auf die höchstmögliche zu erhöhen. Der Grund, weshalb die Erhitzungstemperatur so auf die höchstmögliche erhöht wird, besteht darin, die Produktivität durch Verkürzen der zum Abschluß der Sublimierung erforderlichen Zeit zu verbessern. Der Grund, weshalb die Erhitzungsdauer minimiert wird, besteht darin, das Auftreten der schädlichen Bedingung zu verhindern, daß, wenn die zur Erhöhung der Erhitzungstemperatur erforderliche Zeit zu lange ist, die Temperatur der Linse 22 selbst ansteigen wird, was es schwierig macht, den sublimierten Farbstoff an die Linse anzuheften.
In der vorliegenden Ausführungsform besitzt wie oben erwähnt der Grundkörper 10 (Druckblatt 11) eine schwarz gefärbte Rückseite, so daß der Grundkörper 10 Wärme schnell absorbieren kann, was die Temperaturrate davon erhöht und die Temperatur leicht nach oben treibt. Deshalb kann die Sublimierung des Farbstoffs aus dem Grundkörper 10 in einer kurzen Zeit abgeschlossen werden, und die Produktionseffizienz kann verstärkt werden. Der Abschluß der Sublimierung in einer kurzen Zeit kann ebenso das Ansteigen der Temperatur der Linse 22 selbst unterdrücken.
Die Lampen 21, die in der oberen Position in der Dampfabscheidungsvorrichtung 20 angeordnet sind, werden aufgeleuchtet, um den Grundkörper 10 zu erhitzen, der in der Färbeeinstellvorrichtung 30 an dessen oberem Abschnitt eingerichtet ist. Andererseits werden die Lampen 21, die bei der unteren Position in der Vorrichtung 20 angeordnet sind, aufgeleuchtet, um den Grundkörper 10 zu erhitzen, der in der Einstellvorrichtung 30 bei dessen unterem (Boden-)Abschnitt eingerichtet ist. Somit werden beide Oberflächen der Linse 22 zu gleicher Zeit gefärbt. Deshalb kann die höhere Dichte in einem Prozeß erhalten werden, verglichen mit der Dichte, die durch einen Färbebetrieb auf lediglich einer einzelnen Oberfläche erhalten wird.
Ferner werden die konkave Oberfläche und die konvexe Oberfläche der Linse 22 durch Verwenden individueller, gedruckter Grundkörper 10 gefärbt, so daß die Linse 22 mit in Bezug auf die konkave Oberfläche und die konvexe Oberfläche unterschiedlichen Farben und Materialien gefärbt werden kann.
Nach Abschluß des Erhitzens durch die Lampen 21 wird das Leckventil 25 geöffnet, damit der Druck in der Vorrichtung 20 auf normalen Atmosphärendruck zurückkehrt. Dann wird die Tür der Vorrichtung 20 geöffnet, und die Linse 22 wird herausgenommen. Auf dieser Linse 22 wurde der sublimierte Farbstoff dampfabgeschieden, neigt in diesem Zustand jedoch dazu, sich abzulösen.
Deshalb wird die Linse 22 in einem Ofen 3 (siehe Fig. 1) unter normalem Atmosphärendruck erhitzt, um den abgeschiedenen Farbstoff auf die Linse 22 zu fixieren. Dieser Fixierprozeß wird mit den folgenden Schritten ausgeführt: Erhöhen der Temperatur im Ofen 3 auf eine höchstmögliche Temperatur unterhalb einer von der Linse 22 auszuhaltenden Temperatur; Erhitzen der Linse 22 für eine vorbestimmte Zeit, die zum Erzeugen einer gewünschten Tönung und Dichte erforderlich ist; und Herausnehmen der Linse 22 aus dem Ofen 3 nach Ablauf der vorbestimmten Zeit. Wenn die Erhitzungstemperatur im Ofen 3 unter 90ºC liegt, kann sich die Farbe nicht ausreichend entwickeln. Wenn sie 150ºC übersteigt, kann die Linse leicht deformiert werden. Deshalb wird die Erhitzungstemperatur vorzugsweise in einem Bereich von etwa 90ºC bis 150ºC und weiter bevorzugt von etwa 110ºC bis 130ºC festgelegt. Die Erhitzungstemperatur kann je nach Art der Linse auf etwa 170ºC erhöht werden. Wenn die Erhitzungsdauer kürzer als 30 Minuten beträgt, kann die Farbe sich nicht ausreichend entwickeln. Wenn sie drei Stunden übersteigt, kann die Qualität des Farbstoffs sich verändern, was es unmöglich macht, eine gewünschte Tönung zu erreichen. Zum Verhindern solcher Nachteile wird die Erhitzungsdauer vorzugsweise in einem Bereich von 30 Minuten bis 3 Stunden und weiter bevorzugt von 30 Minuten bis 2 Stunden festgelegt.
Die Erhitzungstemperatur im Ofen 3 kann ferner verändert werden, um kontinuierlich oder in vielen Stufen abzufallen. Alternativ können eine konstante Erhitzungstemperatur und eine sich verändernde Erhitzungstemperatur kombiniert werden. Zum Beispiel wird die Linse 1,5 Stunden bei einer Temperatur von 140ºC (oder 1 Stunde bei 150º) erhitzt; die Temperatur wird in 2 Stunden nach und nach von 140ºC (oder 150ºC) auf 80ºC reduziert; die Linse wird 1 Stunde bei 80ºC erhitzt; die Temperatur wird in 2 Stunden nach und nach von 80ºC auf 40ºC reduziert; und das Erhitzen wird abgeschlossen bei dem Zeitpunkt, wenn die Temperatur 40ºC erreicht (in diesem Fall kann die Erhitzungsdauer 3 Stunden übersteigen). Es ist anzumerken, daß ein bevorzugter Bereich der Veränderung der Erhitzungstemperatur bei etwas 30ºC bis 170ºC liegt und eine bevorzugte Erhitzungsdauer bis etwa 7 Stunden beträgt. Unter diesen Bedingungen kann sich die Farbe ausreichend entwickeln, und die Deformation der Linse kann unterdrückt werden.
Wie oben angemerkt kann, indem die Linse gleichzeitig von beiden Seiten davon gefärbt wird, die Linse in kurzer Zeit in einer Farbe hoher Dichte gefärbt werden. Im Vergleich zum herkömmlichen Eintauchfärbeverfahren kann das Färbeverfahren, das bei Dampfabscheidung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, sogar Linsen ausreichend färben, die aus Materialien mit einem hohen Brechungsindex und niedriger Färbungsfähigkeit gefertigt sind.
Darüber hinaus kann eine vorbestimmte Vorbehandlung zum Unterstützen oder Verstärken der Fixierung des Farbstoffs auf die Linse 22 selbst angewandt werden, bevor der Farbstoff aus dem Grundkörper 10 zur Dampfabscheidung auf der Linse sublimiert wird. Diese Vorbehandlung kann die Fixierdauer im Ofen 3 verkürzen. In der Vorbehandlung wird ein Färbehilfsmittel, der als ein Träger bezeichnet wird, verwendet, etwa vom Phenylphenoltyp, vom Naphthalentyp, vom Chlorbenzoltyp oder dergleichen. Ein Beispiel der Vorbehandlung vor dem Färben der Linse 22 läuft so ab, daß die Linse 22 selbst in einer Trägerlösung eingetaucht wird, die durch Auflösen eines Färbemittels (DK-C von Daiwa Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha) in Wasser hergestellt wurde, und die Linse 22 dann durch ein Waschgerät gewaschen wird. In diesem Fall enthält die Trägerlösung vorzugsweise das Färbehilfsmittel in einem Verhältnis von etwa 0,1% bis 5% bezogen auf die Gesamtmenge der Lösung; die Wassertemperatur liegt vorzugsweise in einem Bereich von 60ºC bis 100ºC, weiter bevorzugt von 80ºC bis 90ºC; und die Eintauchzeit liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 3 Minuten.

Beispiel 1

In diesem Beispiel 1 wird eine Linse aus CR-39 verwendet. Als sublimierbare Tinte wird ein Dispersionsfarbstoff (wasserbasiert) verwendet, hergestellt durch Upepo Kabushiki Kaisha. Durch Anwendung einer Zeichnungssoftware im PC 1 wird die Tönung (U) auf 160 festgelegt, die Sättigung (S) auf 255 festgelegt und die Helligkeit (V) auf 153 festgelegt. Auf der Basis dieser Farbdaten werden zwei kreisförmige Schichten 12, die jeweils einen Durchmesser von 90 mm aufweisen, auf ein Druckblatt 11 gedruckt, welches eine weiße Vorderseite (Druckseite) und eine schwarze Rückseite (auf der eine Beschichtungsbehandlung zum Verhindern des Luftdurchtritts aufgebracht worden war) aufweist. Darauf folgend wird das Blatt 11 zum Entfernen von unnötigem Seitenrand ausgeschnitten, um in die Färbeeinstellvorrichtung 30 zu passen, die in Fig. 4 gezeigt ist. Der Grundkörper 10 wird auf dieselbe Weise hergestellt. In diesem Beispiel werden zwei Grundkörper 10 für eine Färbeeinstellvorrichtung 30 hergestellt.
Als nächstes wird die Einstellvorrichtung 30 auf das Gestell 23 in der Dampfabscheidungsvorrichtung 20 gesteckt (siehe Fig. 3). Die Linse 22 und die beiden Grundkörper 10 werden in der Einstellvorrichtung 30 eingerichtet. Die Pumpe 24 wird betrieben, um den Druck in der Vorrichtung 20 auf 1 kPa zu reduzieren. Sobald der Druck 1 kPa erreicht hat, werden die oberen und unteren Lampen (in diesem Beispiel Halogenlampen) 21 aufgeleuchtet, um den Farbstoff aus den Grundkörpern 10 zu sublimieren. Der Abstand zwischen den Lampen 21 und jedem Grundkörper 10 wird auf 200 mm festgelegt.
Ein Temperaturanstiegzustand des Grundkörpers 10 während des Aufheizens ist in Tabelle 1 gezeigt. Die Temperaturveränderungen werden durch einen Thermokuppler gemessen, der in Kontakt mit der Rückseite (schwarze Seite) des Grundkörpers 10 gebracht wird.
Als Ergebnis wurde der Farbstoff (die gefärbte Schicht 12) auf dem Grundkörper 10 in etwa 45 Sekunden nach dem Aufleuchten der Lampen 21 vollständig sublimiert. Tabelle 1

Vergleich 1

Dieser Vergleich 1 wendet dieselben Bedingungen wie jene im Beispiel 1 an, außer daß ein Druckblatt 11 mit zwei weißen Seiten zum Herstellen eines Grundkörpers 10 verwendet wird. Ein Temperaturanstiegzustand des Grundkörpers 10 in diesem Vergleich wird in Tabelle 2 gezeigt.
Das Ergebnis besteht darin, daß der Farbstoff (die gefärbte Schicht 12) auf dem Grundkörper 10 selbst nach Ablauf von etwa 45 Sekunden auf dem Aufleuchten der Lampen 21 lediglich teilweise sublimiert war. Die vollständige Sublimierung des Farbstoffs erforderte 120 Sekunden oder mehr nach dem Aufleuchten der Lampen 21. Tabelle 2

Beispiel 2

Der Färbebetrieb wird gegenüber den konvexen und konkaven Oberflächen der Linse 22 (doppelseitige Färbung) unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1 ausgeführt. Mit dem aufgeleuchteten Lampen 21 wird der Grundkörper 10 kontinuierlich erhitzt, bis seine Temperatur auf 250ºC angestiegen ist. Nach Abschluß des Aufheizens wird die gefärbte Linse 22 herausgenommen und dann im Ofen 3 etwa 60 Minuten bei einer Temperatur von 125ºC erhitzt, um die Farbe der Linse 22 zu fixieren. Die Chromatizitätsdaten sind in Tabelle 3 gezeigt. Die Farbmessung wird angefertigt unter Verwendung eines Spektrophotometers (DOT-3, hergestellt von Kabushiki Kaisha Murakami Sikisai Gijutsu Kenkyusho; Murakami Farbtechnisches Institut) unter Verwendung einer D65-Lichtquelle und 10 Gesichtsfeldern.
In Tabelle 3 gibt Y die visuelle Sensitivitätstransmission an; und L*, a* und b* geben CIE (Commission International d'Eclairage)-Farbspezifikationswerte an.
Im Ergebnis der visuellen Begutachtung, die nach dem Fixierungsprozeß gemacht wurde, um zu prüfen, ob die erzeugte Farbe in Übereinstimmung war mit der gewünschten Farbe ohne das Auftreten von Fehlstellen, Farbunebenheit und fehlenden Farbabschnitten, wurden keine besonderen Unzulänglichkeiten gefunden. Tabelle 3
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich konnte durch Färben beider Oberflächen der Linse 22 zur gleichen Zeit die Linse 22 in einem Färbearbeitsschritt auf eine Färbungsdichte von ungefähr 80º gefärbt werden.

Vergleich 2

Der Färbebetrieb wird unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 lediglich gegenüber der konkaven Oberfläche der Linse 22 ausgeführt (Einzelseitenfärbung). Es werden nur die Lampen 21, die bei der oberen Position angeordnet sind, aufgeleuchtet, um den Grundkörper 10 kontinuierlich zu erhitzen, bis seine Temperatur auf 250ºC ansteigt. Nach Abschluß des Erhitzens wird die gefärbte Linse herausgenommen und dann 60 Minuten bei einer Temperatur von 125ºC im Ofen erhitzt, um die Farbe der Linse 22 zu fixieren. Die Chromatizitätsdaten sind in Tabelle 4 gezeigt.
Bei der visuellen Begutachtung, die ebenso gemacht wurde nach dem Fixierungsprozeß, um zu prüfen, ob die erzeugte Farbe in Übereinstimmung war mit der gewünschten Farbe ohne Auftreten von Fehlstellen, Farbunebenheit und fehlenden Farbabschnitten, wurden keine besonderen Unzulänglichkeiten gefunden. Tabelle 4
Wie aus Tabelle 4 ersichtlich konnte durch Färben von nur einer einzelnen Oberfläche der Linse 22 die Linse 22 in einem Färbearbeitsschritt nur auf eine Färbungsdichte von etwa 50% gefärbt werden.

Beispiel 3

Der Färbebetrieb in diesem Beispiel verwendet eine Linse, die aus einem Thioepoxy-Material mit einem hohen Brechungsindex (1,74) gefertigt ist, und einen Dispersionsfarbstoff (wasserbasiert), hergestellt von Upepo Kabushiki Kaisha, als sublimierbare Tinte. Durch Anwendung einer Zeichnungssoftware im PC 1 wird die Tönung (U) auf 120 festgelegt, die Sättigung (S) auf 170 festgelegt und die Helligkeit (V) auf 150 festgelegt. Auf der Basis dieser Färbungsdaten werden zwei kreisförmige Schichten 12, die jeweils einen Durchmesser von 90 mm aufweisen, auf einem Druckblatt 11 gedruckt, welches eine weiße Vorderseite (Druckfläche) und eine schwarze Rückseite besitzt. Nachfolgend wird das Blatt 11 ausgeschnitten, um den unnützen Seitenrand zu entfernen, um in die Färbeeinstellvorrichtung 30, die in Fig. 4 gezeigt ist, zu passen. So wird der Grundkörper 10 hergestellt.
Als nächstes werden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 die Dampfabscheidungsvorrichtung 20 und die Einstellvorrichtung 30 zum Ausführen des Färbebetriebs gegenüber der Linse 22 angewendet. Dieser Färbebetrieb wird lediglich gegenüber der konkaven Oberfläche der Linse 22, jedoch nicht beiden Oberflächen ausgeführt. Der Druck in der Vorrichtung 20 wird auf 1 kPa reduziert. Nur die oberen Lampen 21 werden aufgeleuchtet, um den Basiskörper 10 kontinuierlich zu erhitzen, bis seine Temperatur auf 250ºC ansteigt. Nach Abschluß des Erhitzens wird die gefärbte Linse 22 herausgenommen und wiederum demselben Prozeß zum zweimaligen Sublimieren und Dampfabscheiden des Farbstoffs auf die konkave Oberfläche der Linse 22 unterzogen. Dann wird die Linse 22 im Ofen 3 unter verschiedenen Erhitzungsbedingungen zum Fixieren der Farbe auf der gefärbten Linse 22 erhitzt. Die Erhitzungsbedingungen des Ofens 3 werden auf vier Arten festgelegt: 1 Stunde bei einer Temperatur von 125ºC; 1 Stunde bei 135ºC; 2 Stunden bei 135ºC; und 2 Stunden bei 150ºC.
Die Färbeergebnisse der Linse 22 nach dem Fixierprozeß sind in Tabelle 5 gezeigt. Die Färbungsmessung wird wie im Fall des Beispiels 2 unter Verwendung eines Spektrophotometers gemacht.
In Tabelle 5 zeigt Y die visuelle Sensitivitätstransmission an; und L*, a* und b* zeigen CIE-Farbspezifikationswerte an.
Bei der visuellen Begutachtung, die nach dem Fixierprozeß gemacht wurde, um zu prüfen, ob die erzeugte Farbe in Übereinstimmung war mit der gewünschten Farbe ohne Auftreten von Defektstellen, Farbungleichmäßigkeiten und fehlenden Farbabschnitten, wurde keine besonderen Unzulänglichkeiten gefunden. Tabelle 5
Wie aus Tabelle 5 ersichtlich konnte selbst das Material mit dem hohen Brechungsindex, welches als ein solches betrachtet wurde, das eine niedrige (schwach) Farbfähigkeit besaß, durch das Färbeverfahren der vorliegenden Erfindung in hoher Farbdichte ohne irgendeine Beeinträchtigung gefärbt werden.
Bei einem anderen Färbebetrieb wird eine Linse 22 selbst in einer 0,2% Trägerlösung (DK-C von Daiwa Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha) zur Vorbehandlung bei einer Temperatur von 80ºC für etwa 2 Minuten eingetaucht. Dann wird der Färbebetrieb unter den obigen Bedingungen (den Färbungsbedingungen von Tabelle 5) ausgeführt.
Als Ergebnis konnte unter allen Bedingungen dieselbe visuelle Sensitivitätstransmission wie im Fall der obigen Bedingungen in der Hälfte der Erhitzungszeit (-dauer) erhalten werden.

Vergleich 3

Dieselbe Linse 22 wie im Beispiel 3 wird durch das Eintauchfärbeverfahren gefärbt. Eine Färbelösung wird hergestellt, die Dis persionsfarbstoffe für Rot: 1 g/l, Gelb: 1 g/l und Blau: 4 g/l enthielt. Die Färbelösung wird auf etwa 90ºC erhitzt. Die Linse 22 wird 30 Minuten in die erhitzte Lösung eingetaucht. Nachfolgend wird die gefärbte Linse 22 eine Stunde im Ofen bei einer Temperatur von 115ºC erhitzt, so daß dann der Färbebetrieb abgeschlossen ist. Das Färbeergebnis wird in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6
Wie aus Tabelle 6 ersichtlich konnte die Färbung für 30 Minuten nur die Farbe mit etwa 15% Dichte erzeugen. Zudem wurde die Eintauchzeit(-dauer) und die Erhitzungszeit(-dauer) im Ofen 3 ausgedehnt, wobei im Ergebnis doch keine Veränderung gefunden wurde.
Wie oben beschrieben kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Kunststofflinse leicht und effizient gefärbt werden. Ferner können unterschiedliche Linsen stabil in unterschiedlichen Farben gefärbt werden.
Die vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist lediglich für die Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung präsentiert worden. Sie ist nicht so zu verstehen, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die offenbarte genaue Form zu begrenzen, und Modifikationen und Veränderungen sind im Licht der obigen Lehren möglich oder können aus der Praxis der Erfindung in Erfahrung gebracht werden. Die gewählte und beschriebene Ausführungsform zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung dient dem Fachmann dazu, die Erfindung in unterschiedlichen Ausführungsformen und mit unterschiedlichen Modifikationen, die für eine in Betracht gezogene, besondere Anwendung geeignet sind, zu nutzen.

Claims

1. Färbeverfahren zum Färben einer Kunststofflinse (22), welches einschließt:

einen Schritt des Einrichtens der Linse in einer vorbestimmten Position in einer Vakuum-Dampfabscheidungsvorrichtung (20);

einen Schritt des Einrichtens von Grundkörpern (10), die für einen Färbebetrieb in der Dampfabscheidungsvorrichtung (20) zu verwenden sind, wobei jeder der Grundkörper mit Färbelösungen versehen ist, die jeweils einen aufgelösten oder feinkörnig dispergierten, sublimierbaren Farbstoff enthalten, zum Bilden einer Farbstoffapplikationsfläche (12) auf jedem Grundkörper, und wobei die Grundkörper in Bezug auf die Linse bei einander entgegengesetzten Positionen angeordnet sind, so daß die Farbstoffapplikationsfläche auf die jeweilige Oberfläche der Linse ohne Kontakt damit zeigt; und

einen Schritt des Erhitzens der Grundkörper durch Erhitzungsquellen (21) unter Vakuum in der Vakuumabscheidungsvorrichtung, wodurch der Farbstoff der Farbstoffapplikationsflächen sublimiert wird zum Dampfabscheiden des sublimierten Farbstoffs auf der Linse.

2. Färbeverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Einrichtungsschritt das Einrichten eines ersten Grundkörpers (10) auf der Seite einer konvexen Oberfläche der Linse (22) und eines zweiten Grundkörpers (10) auf der Seite einer konkaven Oberfläche der Linse (22) einschließt, wobei vorzugsweise der erste Grundkörper 10 in einer Position von einem geometrischen Zentrum der konvexen Oberfläche der Linse (22) bei einem Abstand von 1 bis 30 mm entfernt und der zweite Grundkörper (10) in einer Position von einem geometrischen Zentrum der konkaven Oberfläche der Linse (22) bei einen Abstand von 1 bis 30 mm entfernt eingerichtet werden.

3. Färbeverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Erhitzen für den Dampfabscheidungsschritt das Erhitzen der Grundkörper (10), die jeweils auf beiden Seiten der Linse (22) angeordnet sind, mittels der Erhitzungsquellen (21) einschließt, die jeweils in Bezug auf den Grundkörper bei einer zur Linse entgegengesetzten Position und ohne Kontakt mit dem Grundkörper angeordnet sind, wobei jede in der Position angeordnet ist, die vom Grundkörper bei einem Abstand von 50 bis 500 mm entfernt liegt.

4. Färbeverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, ferner einen Schritt des Erhitzens der Linse (22) einschließend, auf dem der Farbstoff dampf abgeschieden worden ist, wodurch der Farbstoff auf der Linse fixiert wird, wobei die Linse (22) vorzugsweise bei sich verändernden Erhitzungstemperaturen erhitzt wird.

5. Färbeverfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Erhitzen zum Fixierschritt sowohl das Erhitzen der Linse (22) bei einer konstanten Erhitzungstemperatur für eine vorbestimmte Zeit als auch das Erhitzen der Linse (22) bei sich veränderten Erhitzungstemperaturen für eine vorbestimmte Zeit einschließt.

6. Färbeverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, welches ferner einen Schritt der Herstellung der Grundkörper (10) durch Aufbringen der Färbelösungen auf jeden der Grundkörper einschließt.

7. Färbeverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, welches ferner einen Schritt des Eingebens von Information über Farbe und Dichte des Färbens in einen Computer (1) einschließt, welcher Farbdaten speichert und steuert, wobei der Herstellungsschritt einschließt: Steuern eines Druckers (2) der mit dem Computer verbunden ist und mit einer Viel zahl von Färbelösungen versorgt ist; und Herstellen der Grundkörper durch Drucken der Färbelösungen auf jeden der Grundkörper (10) auf der Basis der im Computer gespeicherten und gesteuerten Farbdaten und der Information über Farbe und Dichte der Färbung, die in den Computer eingegeben wurde.

8. Färbeverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Grundkörper (10) eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, wobei wenigstens die erste Seite einen Bereich aufweist, der in Bezug auf eine Hitzeabsorptionseigenschaft gut ist, und die zweite Seite mit der Farbstoffapplikationsfläche (12) darauf versehen ist, und/oder wobei die erste Seite einen Überzugsbereich (13) zum Verhindern der Sublimierung auf weist und die zweite Seite die Farbstoffapplikationsfläche (12) darauf aufweist, wobei der Grundkörper vorzugsweise wenigstens auf der ersten Seite einen nahezu schwarzen Bereich besitzt.

9. Färbeverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, welches ferner einen Schritt der Zugabe eines Färbehilfsmittels zum Verstärken der Fixierung des Farbstoffs an die Linse einschließt, vorzugsweise durch Eintauchen der Linse in eine Wasserlösung, die hergestellt wurde, indem das Färbehilfsmittel in Wasser aufgelöst wird, wobei das Mittel aus einem Phenylphenoltyp, einem Naphthalentyp oder einem Chlorbenzoltyp ausgewählt wird.

10. Färbevorrichtung (20) zum Färben einer Kunststofflinse (22), die einschließt:

eine Linsenhalteeinheit (30, 34) zum Einrichten der Linse (22) in einer vorbestimmten Position in der Vorrichtung;

eine Grundkörpereinrichtungseinheit (30, 31, 35) zum Einrichten von Grundkörpern (10), die für einen Färbebetrieb zu verwenden sind, bei zueinander entgegengesetzten Positionen in Bezug auf die Linse (22), wobei jeder der Grundkörper eine Farbstoffapplikationsfläche (12) auf weist, die mit Färbelösungen versehen ist, die jeweils einen aufgelösten oder feinkörnig dispergierten, sublimierbaren Farbstoff enthalten, so daß die Farbstoffapplikationsfläche auf die jeweilige Oberfläche der Linse ohne Kontakt damit zeigt;

eine Vakuumpumpe (24) zum Schaffen nahezu eines Vakuums in der Vorrichtung; und

eine Erhitzungseinheit (21) zum Erhitzen der Grundkörper, die in in Bezug auf die Linse bei einander entgegengesetzten Positionen eingerichtet sind.

11. Färbevorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Grundkörpereinrichtungseinheit ein erstes Einrichtungselement (31) zum Einrichten eines ersten Grundkörpers auf einer konvexen Oberflächenseite der Linse und ein zweites Einrichtungselement (35) zum Einrichten eines zweiten Grundkörpers auf einer konkaven Oberflächenseite der Linse einschließt, und/oder wobei die Erhitzungseinheit Erhitzungsquellen (21), die jeweils bei einer in Bezug auf den Grundkörper (10) zur Linse (22) entgegengesetzten Position und ohne Kontakt mit dem Grundkörper angeordnet sind, zum Erhitzen einer zur Linse entgegengesetzten Oberfläche des Grundkörpers.

12. Färbeeinstellvorrichtung (30) zum Färben einer Kunststofflinse (22), die einschließt:

einen Linsenhalter (34) zum Halten eines peripheren Abschnitts der Linse; und

einen Grundkörperaufnehmer (31, 35) zum Einrichten der Grundkörper (10), die für einen Färbebetrieb zu verwenden sind, bei in Bezug auf die Linse einander entgegengesetzten Positionen, wobei jeder der Grundkörper eine Farbstoffapplikationsfläche (12) aufweist, die mit Färbelösungen versehen ist, die jeweils einen aufgelösten oder feinkörnig dispergierten, sublimierbaren Farbstoff enthalten, so daß die Farbstoffapplikationsfläche auf die jeweilige Oberfläche der Linse ohne Kontakt damit zeigt.

13. Färbeeinstellvorrichtung (30) gemäß Anspruch 12, wobei der Grundkörperaufnehmer einen ersten Aufnehmer (31) zum Einrichten eines ersten Grundkörpers auf einer konvexen Oberflächenseite der Linse, wobei der erste Aufnehmer eine Öffnung (31c) aufweist, sowie einen zweiten Aufnehmer (35) zum Einrichten eines zweiten Grundkörpers auf einer konkaven Oberflächenseite der Linse, wobei der zweite Aufnehmer eine Öffnung (35a) aufweist, vorzugsweise ein erstes Einstellelement (32) zum Einstellen eines Abstands zwischen dem Linsenhalter (34) und dem ersten Aufnehmer (31) und ein zweites Einstellelement (33) zum Einstellen eines Abstands zwischen dem Linsenhalter (34) und dem zweiten Aufnehmer (35) einschließt.