DE69919415T2

DE69919415T2 - Verfahren zum Färben von Kunstofflinsen

Info

Publication number: DE69919415T2
Application number: DE69919415T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Otokuni-gun Kyoto Kamata; Minoru Hazu-gun Aichi Inuduka; Tetsuo Otokuni-gun Kyoto Yamada
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: ATE356246T1; EP1637313B1; EP0982432A3; EP1637313A3; ATE273117T1; DE69940036D1; US6520999B1; ATE416079T1; DE69919415D1; ES2318410T3; JP2001059950A; DE69935380T2; JP3819178B2; DE69935380D1; EP1249334B1; EP0982432B1; ES2225701T3; EP1249334A1; EP1637313A2; EP0982432A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren des Färbens von Kunststofflinsen, und insbesondere von Brillengläsern.
Bis jetzt ist ein Farbeintauchverfahren in vielen Fällen zum Färben von Kunststofflinsen für Brillen benutzt worden. Bei diesem Verfahren wird eine Farbstofflösung dargestellt durch Mischen dispergierbarer Farbstoffe von drei Primärfarben, d. h. rot, blau und gelb, und dispergierender Mischung in Wasser. Die so dargestellte Farbstofflösung wird auf ungefähr 90°C erwärmt. Eine Kunststofflinse wird in die erwärmte Farbstofflösung eingetaucht, so daß die Linse gefärbt wird.
Als eine Alternative zu dem obigen Farbeintauchverfahren ist ein Dampfabscheidungsfärbverfahren vorgeschlagen worden. Dieses Dampfabscheidungsfärbverfahren wird durch Erwärmen eines sublimierbaren Farbstoffes zum Sublimieren ausgeführt, wodurch eine Kunststofflinse gefärbt wird, die erwärmt wird.
Bei dem obigen Dampfabscheidungsfärbverfahren wird das Färben der Linsen durch das Erwärmen des sublimierbaren Farbstoffes beeinträchtigt. Als Resultat tritt ein Problem wie die Entsorgung von Abfallösung nach dem Färben nicht auf. Solch ein Verfahren weist jedoch die Nachteile auf, daß es schwierig ist, Farbstoffe mit einer festen Menge zum Anhaften einer Linsenoberfläche abzuscheiden, Farbstoffe in gewünschter Dichte darzustellen und Linsen mit einer tiefen Farbe zu färben. Die Farbschattierung oder der Farbton eines zu benutzenden Farbstoffes wird praktisch künstlich vorbereitet. Als Resultat neigt der vorbereitete Farbstoff dazu, ungleichmäßig in der Farbe zu sein, was ein großes Problem bei der Qualitätskontrolle verursacht.
Das oben erwähnte herkömmliche Farbeintauchverfahren weist auch Nachteile auf, daß die Wechselwirkung und die Kondensation der dispergierbaren Farbstoffe Variationen und Ungleichmäßigkeit der Farbschattierung oder des Farbtones verursacht. Dieses macht es unmöglich, stabil gleichförmig gefärbte Objekte vorzusehen. Zusätzlich muß die Farbstofflösung nach der Benutzung entsorgt werden, was ein Problem der Entsorgung der Abfallösung verursacht und die effektive Benutzung von Farbstoffen verhindert. Bei dem Farbeintauchverfahren wird weiter, da die Farbstofflösung erwärmt wird, die Färbetätigkeit bei hoher Temperatur und in einer feuchten Umgebung durchgeführt, bei der fauler Geruch vorhanden ist, der von dem Farbstoff herrührt. Die Benutzung des Farbeintauchverfahrens verursacht somit eine verschlechterte Arbeitsumgebung.
Aus der JP01-277 814A kann ein Verfahren zum Färben einer Kunststofflinse entnommen werden. Ein Sublimatfarbstoff wird benutzt und auf die gesamte Oberfläche eines Papiersubstrates unter Benutzung eines Rollbeschichtungsverfahrens aufgebracht. Das Papiersubstrat wird in einer Vakuumtrockenvorrichtung abgesetzt. Ein weißes Blatt, in dem ein Zentralabschnitt in einer vorbestimmten Form durchbrochen ist, wird auf dem Blatt vorgesehen, auf das der Sublimatfarbstoff aufgetragen ist. Ein Linsenhalter wird benutzt, der einen kürzeren Durchmesser an der Seite des Papiersubstrates aufweist, auf das der Sublimatfarbstoff aufgebracht ist, und einen längeren Durchmesser gegenüber davon. Die zu färbende Linse wird in den Linsenhalter eingesetzt. Die Vakuumtrockenvorrichtung wird erwärmt und der Druck verringert. Gemäß dem Vakuumprozeß und der Erwärmung wird der Farbstoff von dem Sublimatfarbstoff, der auf das Papier aufgetragen ist, sublimiert, was in einer Farbschicht resultiert, die auf die Oberfläche der Kunststofflinse geformt ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die anfänglich erörterten Probleme zu überwinden und ein Färbeverfahren vorzusehen, das die Vorbereitung von Farbstoffen in gewünschter Dichte erleichtern kann und auch Kunststofflinsen färben kann mit einer stabilen Farbschattierung und Farbton bei allen Farbarbeiten, und Verbessern der Arbeitsumgebung davon.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren des Färbens einer Kunststofflinse, wie es im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die begleitenden Zeichnungen, die in diese Beschreibung eingefügt sind und einen Teil davon bilden, stellen eine Ausführungsform der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern der Aufgaben, Vorteile und Prinzipien der Erfindung.
In den Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht eines Druckbasiskörpers, der aus einem weißen Blatt Papier und zwei gefärbten Gebieten aufgebaut ist, die darauf gedruckt sind, das in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
2 ist eine schematische innere Ansicht einer Vakuumdampfabscheidungsübertragungsvorrichtung, die in der ersten Ausführungsform der Erfindung zu benutzen ist;
3A und 3B sind Schnittansichten eines Teiles einer Linsentragplatte mit einem (linken) Loch, das in der obigen Ausführungsform benutzt wird;
4A ist eine Querschnittsansicht einer Färbeeinspannvorrichtung, die in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
4B ist eine schematische Ansicht eines Druckbasiskörpers, der in der zweiten Ausführungsform benutzt wird;
5 ist ein Flußdiagramm eines Färbeverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine schematische Aufbauansicht verschiedener Schritte zum Färben von Kunststofflinsen in der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
7A bis 7D sind schematische Ansichten von Druckbasiskörpern, die in Beispiel 5 erzeugt sind und bei denen 7A die vorliegende Erfindung darstellt; und
8 ist ein Diagramm, das die Durchlässigkeit von Linsen zeigt, die unter Benutzung der in 7A bis 7D gezeigten Druckbasiskörper gefärbt sind.
Eine detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Färbeverfahrens, das die vorliegende Erfindung darstellt, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen gegeben. In den folgenden Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung auf Kunststoffbrillengläser angewendet.
In einer ersten Ausführungsform wird die Erzeugung des Druckbasiskörpers, der zum Färben von Kunststofflinsen zu benutzen ist, zuerst erläutert, und dann wird das Färben der Kunststofflinsen beschrieben. 5 zeigt ein Flußdiagramm des Färbeverfahrens in der ersten Ausführungsform. 6 ist eine schematische Ansicht des Färbesystems, das eine Färbevorrichtung (Einspannvorrichtung) und andere zum Ausführen des in 5 gezeigten Färbeverfahrens enthält.
(1) Erzeugung des Druckbasiskörpers
Ein in 1 gezeigter Druckbasiskörper 3 wird auf die folgende Weise hergestellt.
Als ein färbender Tintenfarbstoff (sublimierbarer Farbstoff) werden vier Farben von dispergierbaren Farbstofftintenfarbstoffen (von Upepo Co. Ltd. hergestellt) auf Wasserbasis, d. h. roter, blauer, gelber und schwarzer Tintenfarbstoff benutzt. Der Tintenfarbstoff wird durch Lösen oder Feinkorndispergieren eines sublimierbaren Farbstoffes in einem Lösungsmittel dargestellt. Jene Tintenfarbstoffe werden in entsprechende Tintenfarbstoffpatronen eingefüllt und in einen Tintenstrahldrucker 5 angebracht, der z. B. durch MIJ Co. Ltd. hergestellt ist.
Darauffolgend zum Ausgeben eines Druckes in einer gewünschten Farbe und Dichte auf dem Tintenstrahldrucker wird ein kommerziell erhältlicher Personal Computer (im folgenden als „PC" bezeichnet) zum Erzeugen der Farbschattierung und der Dichte der Tintenfarbstoffe (S1) benutzt. Diese Erzeugung der Farbschattierung wird durch eine Zeichnungssoftware oder eine Computerfarbanpassung (CCM) in dem PC gehandhabt. Folglich können Daten über eine gewünschte Farbe, sobald sie erzeugt sind, in dem PC gespeichert werden, und Drucke in einem identischen Farbton und Dichte können mehrere Male ausgegeben werden, falls nötig.
Für einen Basiskörper, auf dem Schichten des sublimierbaren Farbstoffes darauf gebildet sind, wird ein weißes Papier 1 eine A4-Größe (hochwertiges PPC-Papier) benutzt, das kommer ziell verfügbar ist. Dieses weiße Papier 1 wird in den Drucker gesetzt und dem Drucken unter Benutzung des Farbstoffes in der Farbschattierung und Dichte ausgesetzt, die durch den Betrieb des PC vorbestimmt sind (S2). Auf dem Papier 1 werden kreisförmige gefärbte Schichten 2 gebildet, wie in 1 gezeigt ist. Ein Druckbasiskörper 3 ist somit vervollständigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden zwei gefärbte Gebiete 2 in Paaren auf dem weißen Papier 1 gebildet. Dieses ist so, da die Bildung in Paaren bequemer zum Färben eines Paares von Brillengläsern ist, d. h. für ein rechtes und ein linkes Glas.
Der Durchmesser der gefärbten Schicht 2 ist etwas größer als der der zu färbenden Linse, da, wenn der Durchmesser der gefärbten Schicht 2 kleiner als der Linsendurchmesser ist, der Farbstoff nicht vollständig über die gesamte Farboberfläche der Linse verteilt zu werden braucht.
(2) Färben von Kunststofflinsen
Mit dem wie oben erzeugten Basiskörper 3 wird das Färben der Kunststofflinsen wie folgt bewirkt, indem eine in 2 gezeigte Vakuum-Dampfabscheidungs-Übertragungsvorrichtung benutzt wird, wobei 2 eine schematische innere Ansicht der Vorrichtung ist, wie sie von ihrer Vorderseite gesehen wird.
Die Vakuum-Dampfabscheidungs-Übertragungsvorrichtung 10 ist an ihrem vorderen oberen Abschnitt mit einer nicht gezeigten Öffnung versehen, durch die der Druckbasiskörper 2 und Kunststofflinsen 14 in die Vorrichtung 10 eingeführt oder daraus entfernt werden. Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Tragwelle, die zum Bewegen einer Tragplatte 12 zum Halten darauf der Linsen 14 in einer vertikalen Richtung und in einer horizontalen Richtung zwischen der Öffnungs- und Färbeposition dient. Die Bewegung der Tragplatte 12 durch die Tragwelle 11 ermöglicht das Anbringen oder Abnehmen der Linsen 14 auf oder von der Tragplatte 12 durch die Öffnung. Die Tragplatte 12 weist zwei kreisförmige Löcher 12a auf, die symmetrisch in Bezug auf die Tragwelle 11 vorgesehen sind, d. h. an einer rechten und linken Seite davon in 2. Das kreisförmige Loch 12a ist so ausgelegt, daß es einen größeren Durchmesser als den der Linse aufweist, die darauf anzubringen ist. Auf der Unterseite der Tragplatte 12 werden der Druckbasiskörper 3 (der aus dem weißen Papier 1 mit den darauf gedruckten gefärbten Schichten 2 aufgebaut ist) so angebracht, daß die gefärbten Schichten 2 auf der Oberseite des Körpers 3 positioniert sind und koaxial mit den entsprechenden Löchern 12a ausgerichtet sind, so daß dem Farbstoff der gefärbten Schichten ermöglicht wird, zu der Linse durch das Loch 12a zu sublimieren.
3A ist eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der Tragplatte 12 mit dem Loch 12a (ein linkes) in der ersten Ausführungsform. Ein zylindrischer Linsenhalter 13 ist mit der Tragplatte 12 so verbunden, daß der Halter 13 mit dem Loch 12a ausgerichtet ist. Dieser Linsenhalter 3 ist, wie in 3A gezeigt ist, mit einer Linsenhalterrille 13a versehen, die in einer Form gebildet ist, so daß sie die Linse 14 so halten kann, daß das Herunterfallen davon verhindert wird. Wenn die Kante der Linse 14 in die Linsenhalterrille 13a des Halters 13 gesetzt ist, der mit der Tragplatte 12 verbunden ist, kann die Linse 14 über dem Loch 12a gehalten werden.
Bei der ersten Ausführungsform kann anstelle des Linsenhalters 13 ein anderer Linsenhalter 13' mit einer unterschiedlichen Höhe, der in 3B gezeigt ist, geeignet benutzt werden, wodurch ein Abstand von dem Druckbasiskörper 3 zu der Linse 14 geändert wird, so daß die Farbstoffdichte eingestellt werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind sechs Linsenhalter 13 verschiedener Höhe so vorbereitet, daß die Höhe in einem Bereich von 5–30 mm (in 5 mm Schritten) eingestellt werden kann. Selbst wenn der identische Druckbasiskörper 3 benutzt wird, wird, wenn die Höhe des Linsenhalters 13 höher wird, der Betrag des sublimierten Farbstoffes, der die Linse 14 erreicht, kleiner. Folglich kann, indem der höhere Linsenhalter 13 ausgewählt wird, die Linse 14 in einer leichteren (d. h. niedrigeren) Farbdichte gefärbt werden.
Das Material der Kunststofflinse 14 ist aus Polycarbonatharz (z. B. Diethylenglycolbis-Allyl Carbonatpolymer (CR-39)), Polyurethanharz, Allylharz (z. B. Allyldiglycol Carbonat und seine Copolymere und Diallylphtalat und seine Copolymere), Fumarsäureharz (z. B. Benzylfumaratcopolymer), Styrenharz, Polymethylacrylatharz, Fibridharz (z. B. Cellulosepropionat) und so weiter.
In der Vorrichtung 10 ist ein Heizer 15 unter der Linsentragplatte 12 vorgesehen und dient zum Sublimieren des Farbstoffes der Schichten 2, die auf das weiße Papier 2 gedruckt sind. Dieser Heizer 15 kann auf eine gewünschte Temperatur gesetzt werden. Das Material des Heizers 15 ist Aluminium, das hoch in der thermischen Leitfähigkeit ist. Durch Zuführen von Strom durch einen Nichromedraht, nicht gezeigt, der durch die Innenseite des Heizers 15 geht, wird die Oberflächentemperatur des Heizers 15 erhöht. Diese Oberflächentemperatur wird durch einen Temperatursensor 16 so nachgewiesen, ob oder nicht die Temperatur einen voreingestellten Wert erreicht.
Eine Rotationsvakuumpumpe 17 ist mit der Vorrichtung 10 verbunden und zum Absenken des Druckes in der Vorrichtung 10 für eine Färbetätigkeit benutzt. Ein Bezugszeichen 18 bezeichnet ein Leckventil, das in der Vorrichtung 10 vorgesehen ist. Dieses Ventil 18 wird nach der Färbetätigkeit geöffnet, um Luft in die Vorrichtung 10 einzuführen, die unter Vakuum gehalten wird, wodurch zu Atmosphärendruck zurückgekehrt wird.
Die Vakuum-Dampfabscheidungs-Übertragungsvorrichtung 10, die wie oben aufgebaut ist, wird auf die folgende Weise zum Färben der Kunststofflinse 14 betrieben.
Zuerst wird die Tragwelle 11 zum Bewegen der Tragplatte 12 nach oben und horizontal zu der an der Vorderseite der Vorrichtung 10 gebildeten Öffnung betätigt. Dann wird der in dem oben erwähnten Prozeß (1) erzeugte Druckbasiskörper 3 in die Vorrichtung 10 eingeführt und, indem seine Druckoberfläche (mit den gefärbten Schichten 2) nach oben gesetzt an der Unterseite der Tragplatte 12 mit einem Klebeband und ähnlichem so angebracht, daß die gefärbten Schichten 2 mit den zwei Löchern 12a der Tragplatte 12 ausgerichtet sind. Nach dem Anbringen des Basiskörpers 3 an der Tragplatte 12 werden die Linsenhalter 13 auf die Oberseite der Tragplatte 12 gepaßt.
Darauffolgend werden die Kunststofflinsen 14 mit der konkaven Oberflächenseite nach unten in die Linsenhalter 13 gesetzt. Der Heizer 15 wird dann auf eine gewünschte Heiztemperatur erwärmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Heiztemperatur des Heizers 15 in einen Bereich von 100–200°C voreingestellt. Wenn die Heiztemperatur niedriger als 100°C ist, sublimiert der auf den Druckbasiskörper 3 gedruckte Farbstoff nicht leicht. Wenn sie höher als 200°C ist, gibt es dagegen Möglichkeiten des Verschlechterns der Qualität des Farbstoffes oder der Verformung der Linse. Folglich ist die Heiztemperatur des Heizers 15 bevorzugt in einen Bereich von 100–200°C gesetzt und bevorzugter ist sie auf eine so hohe Temperatur wie möglich innerhalb des Bereiches gemäß dem Material der Kunststofflinsen 14 gesetzt.
Der Grund, die Heiztemperatur so hoch wie möglich zur Sublimation zu setzen ist der, daß die höhere Temperatur die Verringerung der Heizzeit ermöglicht, die zum Sublimieren eines Farbstoffes in der gewünschten Farbschattierung und Dichte und die Erhöhung der Produktivität in Verknüpfung damit notwendig ist.
Als nächstes wird die Öffnung der Vorrichtung 10 geschlossen, und die Rotationsvakuumpumpe 17 wird zum Senken des Druckes in der Vorrichtung 10 aktiviert, nämlich zum Verringern des internen Druckes der Vorrichtung 10 auf ungefähr 1–50 mmHg. Es gibt kein Problem, selbst wenn der Druck niedriger als 1 mmHg gesenkt wird, aber ein Hochleistungssauggebläse wird in solchen Fällen benötigt. Im Gegensatz dazu ist, wenn der interne Druck der Vorrichtung 10 höher ist, die für die Farbstoffsublimation notwendige Temperatur höher. Folglich ist die obere Grenze des Druckes bevorzugt 50 mmHg. Der bevorzugtere Bereich des Druckes ist 10–30 mmHg.
Wenn der Sensor 16 nachweist, daß der Heizer 15 auf die vorbestimmte Temperatur erwärmt worden ist, wird die Tragwelle 11 zum Bewegen der Tragplatte 12 nach unten, bis die Tragplatte 12 in Kontakt mit dem Heizer 15 durch den Basiskörper 3 kommt, betätigt (S3).
Mit der Tragplatte 12, die in Kontakt durch den Basiskörper 3 mit dem Heizer 15 gehalten wird, wird der Basiskörper 3, der an der Unterseite der Tragplatte 12 angebracht ist, durch den Heizer 15 während der vorbestimmten Dauer, z. B. 1–20 min. von dem Kontakt erwärmt (S4). Die Sublimation des auf den Basiskörper 3 angebrachten Farbstoffes startet praktisch unmittelbar mit dem Kontakt mit dem Heizer 15. Wenn die Heizdauer geringer als 1 min. ist, wird der Farbstoff nicht ausreichend zum Färben der Kunststofflinse 14 in einer vorbestimmten Farbdichte sublimiert. Wenn die Heizdauer 20 min. überschrei tet, könnte die Kunststofflinse 14 durch das Erwärmen beeinflußt werden. Folglich ist die Heizdauer bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 20 min. und bevorzugter 3 bis 10 min.
Nach Fertigstellen des Heizens wird das Leckventil 18 geöffnet, um den Druck der Vorrichtung 10 auf normal zurückzubringen. Die Tragwelle 11 wird zum Bewegen der Tragplatte 12 nach oben zu der Öffnung der Vorrichtung 10 betätigt, die Kunststofflinse 14 wird durch die Öffnung herausgenommen. Der sublimierte Farbstoff ist auf der Kunststofflinse abgeschieden, aber er könnte herunterkommen, wenn er so belassen ist, wie er ist. Um dieses zu vermeiden, wird die Kunststofflinse 14 weiter in einem Ofen 35, wie in 6 gezeigt ist, unter normalem Druck zum Fixieren des abgeschiedenen Farbstoffes auf der Linse 14 erwärmt (S5). Genauer, dieser Prozeß wird in Schritten durchgeführt des zuerst Erhöhens der Temperatur des Ofens auf eine voreingestellte Temperatur, die so hoch wie möglich unterhalb der Linsenwiderstandstemperatur ist, Erwärmens der Linse 14 in dem Ofen 35 während einer vorbestimmten Dauer, und dann Herausnehmens der Linse 14 aus dem Ofen 35. Diese Erwärmungstemperatur bei der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Bereich von 50°C bis 150°C, und die Erwärmungsdauer ist in einem Bereich von 30 bis 60 min.
Bei der ersten Ausführungsform wird die Kunststofflinse 14 von unten mit dem sublimierten Farbstoff gefärbt, der von unten erwärmt wird, in der Vakuum-Dampfabscheidungs-Übertragungsvorrichtung 10. Alternativ kann die Linse 14 mit der konkaven Oberflächenseite nach oben angeordnet werden, so daß die konkave Oberfläche von oben mit dem sublimierten Farbstoff gefärbt wird.
Dieses Verfahren des Färbens der Linse von oben wird unten in einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert, indem auf 4A Bezug genommen wird.
4A ist eine schematische vordere Schnittansicht einer Färbespannvorrichtung, die in der zweiten Ausführungsform benutzt wird. Gleiche Elemente entsprechend jenen in der ersten Ausführungsform sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Bezugszeichen 20 bezeichnet einen zylindrischen Tragständer, auf dem ein Linsenhalter 13 mit einer Linsenhalterrille 13a angebracht ist. Wie in 4A gezeigt ist, hält der Halter 13 eine Kunststofflinse 14, die mit der konvexen Oberflächenseite nach unten angeordnet ist, in dem die Kante der Linse 14 in die Linsenhalterrille 13a eingepaßt ist. Die Linse 14 wird somit oberhalb des Tragständers 20 getragen.
Ein Druckbasiskörper 33, der aus einem weißen Papier 31 mit einer darauf gedruckten gefärbten Schicht 32 aufgebaut ist, wird leicht durch die Benutzung eines PC und eines Druckers auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform erzeugt. 4B ist eine Draufsicht des Druckbasiskörpers 33. Das Bezugszeichen 21 bezeichnet einen zylindrischen Tragständer zum Tragen eines Druckbasiskörpers 33, und 22 bezeichnet einen Basiskörperhalter zum sicheren Halten des Druckbasiskörpers 33, der auf die Oberseite des Tragständers 21 gesetzt ist, wodurch die Verschiebung des Basiskörpers 33 verändert wird. Bei dieser Ausführungsform ist der Basiskörper 33 so angeordnet, daß die Oberfläche, auf die die gefärbte Schicht 32 gedruckt ist, auf der Unterseite ist, so daß dem Farbstoff der Schicht 32 ermöglicht wird, nach unten zu sublimieren. Die Kunststofflinse 14 ist so angeordnet, daß ihre konkave Oberflächenseite nicht in Kontakt mit der Linsenhalterrille 13a steht. Folglich kann die gesamte konkave Oberfläche der Linse 14 gefärbt werden.
Bezugszeichen 23 bezeichnet eine Halogenlampe, die in einer Vakuumabscheidungsvorrichtung, nicht gezeigt, vorgesehen ist und den Basiskörper 33 von oberhalb erwärmt zum Sublimieren des Farbstoffes der gefärbten Schicht 32, die auf dem Basiskörper 33 gebildet ist.
Darauffolgend wird mit der wie oben aufgebauten Farbeinspannvorrichtung der folgende Betrieb ausgeführt zum Sublimieren des Farbstoffes von dem Druckbasiskörper 33 in einem Vakuumzustand ähnlich zu der ersten Ausführungsform, wodurch die Kunststofflinse 14 gefärbt wird.
Zuerst wird der Ständer 20 in die nicht gezeigte Vakuumabscheidungsvorrichtung gesetzt, und der Linsenhalter 13 wird auf dem Ständer 20 angebracht. Die Kunststofflinse 14 wird mit der konkaven Oberflächenseite nach unten in die Linsenhalterrille 13a des Linsenhalters 13 gesetzt. Danach wird der zylindrische Tragständer 21 so vorgesehen, daß der Linsentragständer 20 eingeschlossen ist. Der Basiskörper 33 wird auf den Tragständer 21 gesetzt, wie in 4A gezeigt ist. Der Basiskörperhalter 22 wird auf die Unterseite des Tragständers 21 so gepaßt, daß sicher der Tragkörper 33 auf dem Tragständer 21 gehalten wird, wodurch Verschiebung des Körpers 33 verhindert wird.
Nach dem Setzen der Kunststofflinse 14 und des Druckbasiskörpers 33 in die Färbespannvorrichtung auf die obige Weise wird eine Rotationsvakuumpumpe auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform zum Verringern des Druckes der Vakuumabscheidungsvorrichtung auf einen vorbestimmten Druck in einem Bereich von ungefähr 1–50 mmHg, bevorzugt 10–30 mmHg benutzt.
Nach dem Nachweis des vorbestimmten Druckes der Vakuumabscheidungsvorrichtung wird die Halogenlampe 23 eingeschaltet zum Erwärmen des Druckbasiskörpers 33, bis die Oberflächentemperatur des Basiskörpers 33 eine vorbestimmte Temperatur in einem Bereich von 100 bis 220°C erreicht. Wenn die Oberflächentemperatur die vorbestimmte Temperatur erreicht, wird die Halogenlampe 23 ausgeschaltet zum Beenden des Erwärmens. Es sei angemerkt, daß das Ausschalten der Halogenlampe 23 zu dieser Zeit stattfindet, da allgemein die Wärme einer Halogenlampe wirksam durch Strahlung zu einem Element geht, das erwärmt wird, d. h. der Druckbasiskörper 33 in dieser Ausführungsform, und daher sublimiert der Farbstoff simultan, wenn die Oberflächentemperatur des Basiskörpers 33 die vorbestimmte Temperatur erreicht.
Nach Beenden des Erwärmens des Basiskörpers 33 kehrt der interne Druck der Vakuumabscheidungsvorrichtung zu normal zurück, und die Kunststofflinse 14 wird aus der Abscheidungsvorrichtung herausgenommen. Danach wird die Linse 14 während der Erwärmungszeit, d. h. 30–60 min. und der Erwärmungstemperatur, d. h. 50–150°C erwärmt, wodurch das Fixieren des Farbstoffes auf der Kunststofflinse 14 beendet ist.
Wie oben beschrieben wurde kann in der ersten und der zweiten Ausführungsform das Färben der Kunststofflinsen in einer trockenen Arbeitsumgebung, nicht in einer nassen Arbeitsumgebung durchgeführt werden, die durch das herkömmliche Farbeintauchverfahren verursacht wird. Gemäß den vorliegenden Ausführungsformen kann die Arbeitsumgebung verbessert werden, und die Arbeitsfähigkeit kann ebenfalls extrem verbessert werden. Zusätzlich wird die Vorbereitung der Tintenfarbstoffe unter der Digitalsteuerung durch den PC durchgeführt, so daß der Farbstoff auf den Druckbasiskörper in einem immer gesteuerten Betrag gedruckt wird. Folglich kann das darin in den Ausführungsformen benutzte Färbeverfahren Ungleichmäßigkeiten in der Farbschattierung und Dichte verringern und den hervorragenden Effekt für Produktionen vorsehen, die niedrig im Volumen und weit in der Verschiedenheit sind.
Da die Dichte des zu druckenden Farbstoffes auf dem Druckbasiskörper durch den PC gesteuert wird, kann die Linse in einem gewünschten Dichtegradienten mit Farbungleichmäßigkeiten und fehlender Farbe gefärbt werden.
Als nächstes wird die Beschreibung über verschiedene Beispiele unter Benutzung des Färbeverfahrens in den ersten und den zweiten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben.
Beispiel 1
In Beispiel 1 wird die Vakuum-Dampfabscheidungs-Übertragungsvorrichtung 10 in der ersten Ausführungsform als Färbespannvorrichtung benutzt. Eine CR-39 Linse wird als die zu färbende Kunststofflinse 14 benutzt. Für einen sublimierbaren Tintenfarbstoff wird ein dispergierbarer Farbstoff auf Wasserbasis, der von UPEPO Co. Ltd. hergestellt wird, benutzt. Durch die Benutzung einer Zeichnungssoftware in dem PC werden die Farbdaten derart erzeugt, daß die Farbschattierung des Farbstoffes braune Farbe ist (das Kombinationsverhältnis von rot, blau und gelb ist gleich 2-1-3), und die Farbdichte beträgt 30% (in einer Lichtabschirmrate). Danach werden zweikreisförmige gefärbte Schichten 2 jeweils mit einem etwas größeren Durchmesser als der Durchmesser der zu färbenden Linse auf ein weißes Papier 1 gedruckt (hochqualitatives PPC-Papier) auf der Grundlage der Farbdaten, die wie oben erzeugt wurden, wodurch der Druckbasiskörper 3 fertiggestellt wird.
Dieser Druckbasiskörper 3 wird getrocknet und dann an der Unterseite der Tragplatte 12 in der Vorrichtung 10 mit einem Klebeband und ähnlichem angebracht. Die Linsenhalter 13 werden auf der Tragplatte 12 an entsprechenden Positionen der Löcher 12a angebracht. Dann werden die Kunststofflinsen 14 (CR-39) eine nach der anderen in die Linsenhalter 13 so ge setzt, daß die konkave Oberfläche der Linse 14 in der Unterseite ist. Der Linsenhalter 13 mit einer Höhe von 15 mm wird bei dem vorliegenden Beispiel benutzt. Der Heizer 15 wird eingeschaltet, und seine Temperatur wird durch den Temperatursensor 16 erfaßt. Wenn der Sensor 16 nachweist, daß die Temperatur des Heizers 15 200°C erreicht, wird die Rotationsvakuumpumpe 17 aktiviert zum Verringern des internen Druckes der Vorrichtung 10 auf 10 mmHg. Dann wird die Tragwelle 11 betätigt zum Bewegen der Tragplatte 12 nach unten, bis der Druckbasiskörper 3, der an der Unterseite der Platte 12 angebracht ist, in Kontakt mit dem Heizer 15 kommt, wodurch Sublimation des Farbstoffes der gefärbten Schichten 2 startet. Die Kontaktzeit zwischen dem Basiskörper 3 und dem Heizer 5, d. h. die Heizzeit, beträgt 5 min.
Nach Ablauf der vorbestimmten Zeit (5 min.) wird das Leckventil 18 geöffnet, um den Druck der Vorrichtung auf einen Normaldruck zurückzubringen. Die gefärbten Kunststofflinsen 14 werden aus der Vorrichtung 10 herausgenommen und dann in den Ofen 35 bei der Heiztemperatur von 135°C und für die Heizzeit von 30 min. gesetzt, wodurch die Farbe (d. h. der abgeschiedene Farbstoff) auf den Kunststofflinsen 14 fixiert wird. Nach dieser Fixierung werden die gefärbten Linsen 14 visuell geprüft, ob die Farbstoffarbe mit der gewünschten Farbe ohne schlechtes Aussehen, Farbunebenheit, fehlende Farbe übereinstimmt. Als Resultat der visuellen Beobachtung gibt es keinen Defekt bezüglich der obigen Punkte.
Beispiel 2
Die Färbetätigkeit wird an Farbstoffkunststofflinsen in einem (halben) Dichtegradienten in den gleichen Färbebedingungen wie in dem Beispiel 1 durchgeführt.
Die Farbdaten werden durch den PC derart erzeugt, daß der Dichtegradient so eingestellt ist, daß eine Lichtabschirmrate von 30% an einem Punkt mit 10 mm Abstand von dem geometrischen Zentrum der Linse erreicht wird. Auf die gleiche Weise wie in dem Beispiel 1 werden zwei kreisförmige gefärbte Schichten 2 auf ein weißes Papier 1 zum Bilden eines Druckbasiskörpers 3 gedruckt. Mit diesem Basiskörper 3 werden die Kunststofflinsen 14 gefärbt, so daß sie einen vorbestimmten Dichtegradienten aufweisen. Die fertigen Kunststofflinsen 14 sind hervorragend in den gefärbten Zuständen, und kein Defekt wird visuell hinsichtlich der Farbgleichheit und anderer beobachtet.
Beispiel 3
Das gleiche Färben wie in Beispiel 2 wird ausgeführt jeweils in einer Färbedichte in einem Bereich von 10% bis 90% ungleich den 30% zum Vorsehen einer gesamtgefärbten Kunststofflinse und anderer gefärbter mit unterschiedlichen Dichtegradienten. Keine Farbungleichheit und anderes wurde bei einer visuellen Prüfung gefunden.
Bespiel 4
Die in 4A gezeigte Färbespannvorrichtung wird in eine Vakuumabscheidungsvorrichtung in allgemeiner Benutzung gesetzt. Eine Kunststofflinse 14, die aus dem gleichen Material wie bei der ersten Ausführungsform hergestellt ist, wird benutzt. Ein in 4B gezeigter Druckbasiskörper 33 und die Kunststofflinse 14 werden an entsprechende Positionen in der Färbespannvorrichtung gesetzt. Die Rotationsvakuumpumpe 17 wird zum Verringern des internen Druckes der Abscheidungsvorrichtung 10 auf 10 mmHg aktiviert. Darauffolgend wird eine Halogenlampe 23 eingeschaltet zum Erwärmen des Druckbasiskörpers 33, bis eine Oberflächentemperatur von 210°C erreicht wird. Wenn die Oberflächentemperatur 210°C erreicht, wird die Halogenlampe sofort abgeschaltet. Der Farbstoff ist zu der Kunststofflinse sublimiert und darauf abgeschieden. Der Druck der Vorrichtung wird zu normal zurückgeführt. Die Kunststofflinse 14, die aus der Vorrichtung herausgenommen ist, wird in einen Ofen 35 bei 135°C und während ungefähr 30 min. gesetzt zum Fixieren der Farbe (Farbstoff). Nach dem Fixieren wird eine visuelle Prüfung bezüglich der Erscheinungsdefekte durchgeführt wie Farbungleichheit, fehlende Farbe und andere, und ob die gefärbte Farbe mit einer gewünschten Farbe übereinstimmt. Nachfolgend wurde kein Problem in den obigen visuellen Beobachtungspunkten gefunden.
Beispiel 5
Durch Benutzen des Färbesystems von 2 und Auswählen eines Gradientenmusters in der Zeichnungssoftware in dem PC wurden vier Druckbasiskörper 50A–50D erzeugt, die in 7A–7D gezeigt sind. 7A und 7C weisen eine gefärbte Schicht auf, die in einer Gradienten-(Gradation)Dichte auf einem weißen Papier 40 gedruckt ist. Die Farbe (eine Kombination von Rot (R), Grün (G) und Blau (B) der gefärbten Schicht 41, die zu drucken ist, wird in der Zeichnungssoftware in dem PC so vorbereitet, daß die Farbindexzahlen von R, G, B gleich 0,255,255 sind.
Bei diesem Beispiel wird die Farbkombination auf (R, G, B) = (0, 255, 255) bestimmt, aber sie ist nicht darauf begrenzt, und sie kann geeignet ausgewählt werden, so daß sie den Anforderungen oder Wünschen paßt.
Der in 7A gezeigte Druckbasiskörper 50A weist eine kreisförmig gefärbte Schicht 41 gemäß der Erfindung auf, die auf ein weißes Papier gedruckt ist, auf der Grundlage des Gradientenmusters, das in der Zeichnungssoftware ausgewählt ist. Dieses ausgewählte Muster ist von einer sich allmählich ändernden Gradientendichte insgesamt.
Der in 7B gezeigte Druckbasiskörper 50B weist eine im wesentlichen halbkreisförmige gefärbte Schicht 42 auf einem weißen Papier 40 auf, wobei die gefärbte Schicht 42 insgesamt konstant in der Dichte ist. Genauer, die Helligkeit beträgt 255, die Farbschattierung beträgt 180, die Farbsättigung beträgt 255, wobei jeder von ihnen einer von 256 Schritten einschließlich 0 bis 255 ist.
Der in 7C gezeigte Druckbasiskörper 50C weist eine im wesentlichen halbkreisförmige gefärbte Schicht 43 auf einem weißen Papier 40 auf. Die gefärbte Schicht 43 ist derart gebildet, daß ungefähr zwei Drittel Schicht 43 (entsprechend einer gefärbten Schicht 43a) in konstanter Dichte gefärbt ist (die Helligkeit beträgt 255, die Farbschattierung beträgt 180, die Farbsättigung beträgt 255), und das verbleibende eine Drittel (entsprechend einer gefärbten Schicht 43b) ist in einer sich allmählich ändernden Gradientendichte gefärbt.
Der in 7D gezeigte Druckbasiskörper 50D weist eine im wesentlichen halbkreisförmige gefärbte Schicht 44 auf einem weißen Papier 40 auf. Die gefärbte Schicht 44 ist derart gebildet, daß ungefähr zwei Drittel der Schicht 44 (entsprechend einer gefärbten Schicht 44a) in einer dunklen Dichte gefärbt ist (die Helligkeit beträgt 255, die Farbschattierung beträgt 180, die Farbsättigung beträgt 255), und das verbleibende eine Drittel (entsprechend einer gefärbten Schicht 44b) ist in einer leichten Dichte gefärbt (insbesondere ist die Dunkelheit ungefähr die Hälfte im Vergleich mit der gefärbten Schicht 44a).
Durch die Benutzung dieser Druckbasiskörper 50A–50D werden Kunststofflinsen 14 mit der gleichen Färbespannvorrichtung wie in dem Beispiel 4 gefärbt. Das Material der Linsen und die Färbebedingungen sind die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform. Nach dem Färben werden keinerlei Farbunebenheiten oder andere Defekte bei einer visuellen Prüfung des Aussehens der Linsen gefunden.
Weiterhin werden die Durchlässigkeit der Kunststofflinsen 14, die unter Benutzung der Druckbasiskörper 50A–50D gefärbt sind, gemessen. Diese Messung wird durch Messen der Durchlässigkeit an mehreren Punkten in 5 mm Schritten auf der Durchmesserlinie der Linse startend von einem Punkt nahe der äußeren Grenze der Linse (z. B. ein Punkt in dem dunkelsten gefärbten Abschnitt in 7A) ausgeführt.
Die in diesem Beispiel benutzte Meßvorrichtung ist MODEL 304, die von ASAHI SPECTRA CO., LTD. hergestellt wird. Das Meßresultat ist in 8 gezeigt. Die horizontale Achse des Diagramms zeigt den Abstand von dem Messungsstartpunkt, und die vertikale Achse zeigt die an jedem Meßpunkt gemessene Durchlässigkeit. Es sei angemerkt, daß, wenn die Farbdichte der gefärbten Linse niedriger ist, die Durchlässigkeit höher ist. Vier Linien A bis D bezeichnen die Resultate der durch die Benutzung der entsprechenden Druckbasiskörper 50A–50D gefärbten Linsen. Auf die obige Weise werden die Kunststofflinsen 14 mit entsprechenden Dichtemustern durch die Benutzung des entsprechenden Basiskörpers 50A–50D gefärbt. Wie in dem Diagramm gezeigt ist, wird zum Beispiel mit dem Basiskörper 50A gemäß der Erfindung die Linse 14 mit dem Gradientenmuster gefärbt, das einen kleinen Teil in dunkler Dichte gefärbt aufweist und einen plötzlichen Übergang zu heller Dichte vorsieht. Mit den Basiskörpern 50B, 50C werden die Linsen 14 mit den Gradientenmustern mit einem konstanten Dichteübergang gefärbt. Mit dem Basiskörper 50D wird die Linse 14 mit dem Gradientenmuster gefärbt, das einen großen Teil in dunkler Dich te gefärbt aufweist und einen plötzlichen Übergang zu heller Dichte vorsieht.
Obwohl es sehr schwierig ist, das Färben mit den feinen Gradientenmustern mit dem herkömmlichen nassen Verfahren durchzuführen, ermöglicht das Färbeverfahren in den obigen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung, Linsen mit feinen Gradientenmustern zu färben.
Genauer, eine Linse kann mit einem optionalen Gradientenmuster gefärbt werden, das aus jenen ausgewählt wird, die in 7A–7D gezeigt ist, oder mit einem Gradientenmuster mit einem Halbton zwischen jenen Gradientenmustern.
Obwohl ein Tintenfarbstoff auf Wasserbasis in den obigen Ausführungsformen benutzt wird, kann eine Tinte auf Ölbasis den gleichen Effekt vorsehen. In dem Fall des Tintenfarbstoffes auf Ölbasis, der in dem Kopfabschnitt der Tintenpatrone trocknen kann und Verstopfen des Kopfes verursachen kann, wird ein piezoelektrischer Tintenstrahldrucker bevorzugt benutzt.
In den obigen Ausführungsformen, obwohl das Erwärmen des Druckbasiskörpers von oben oder unterhalb des Basiskörpers durchgeführt wird, kann es von einer Seite des Basiskörpers zum Sublimieren des Farbstoffes davon ausgeführt werden.
Weiterhin wird der Tintenstrahldrucker in der obigen Ausführungsform zum Drucken der gefärbten Schicht auf dem Druckbasiskörper benutzt. Alternativ kann anstelle des Sublimationstypdruckers und der Tintenpatronen ein Laserdrucker mit Tonerkassetten oder eine Ausgabevorrichtung, die die Daten von einem PC ausgibt, wie ein Plotter und ähnliches benutzt werden.
Da weiterhin die Farbdichte digital durch den PC gesteuert werden kann, kann die gleiche Farbe gelesen werden, wenn die Farbe, die häufig bestellt wird, zuvor einer Verwaltungszahl der Farbdaten zugeordnet wird. Dieses macht es möglich, die Stabilität der zu druckenden Farbe zu behalten und auch effektiv die Färbetätigkeit durchzuführen.
Wie oben im einzelnen beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Einstellung der Farbdichte, die für eine Kunststofflinse vorzusehen ist, erleichtert werden, und die Linse kann in einer stabilen Farbschattierung gefärbt werden. Zusätzlich kann die Färbetätigkeit in einer bequemen Arbeitsumgebung ohne eine Verschlechterung darin ausgeführt werden.

Claims

Verfahren des Färbens einer Kunststofflinse, mit: einem Schritt des Bedruckens einer Druckfläche (2, 32, 41–44) auf einem Druckbasiskörper (3, 33, 50A–50D) mit einer Druckfarbe, die einen gelösten oder als Feinkorn dispergierten sublimierbaren Farbstoff enthält; einem Schritt des Setzens des Druckbasiskörpers (3, 33, 50A–50D) mit der Druckfläche (2, 32, 41–44), die mit der Druckfarbe bedruckt ist, in eine Vakuumdampfabscheidungs-Übertragungsvorrichtung (10) so, dass die Druckfläche der zu färbenden Kunststofflinse (14) ohne Kontakt dazwischen zugewandt ist; und einem Schritt des Erwärmens des Druckbasiskörpers (3, 33, 50A–50D) unter Vakuum in der Dampfabscheidungs-Übertragungsvorrichtung (10), wodurch der Farbstoff der Druckfläche (2, 32, 41–44) sublimiert wird zum Dampf abscheiden des sublimierten Farbstoffes auf der Linse (14); gekennzeichnet durch einen Schritt des Eingebens von Daten von mindestens einem von Farbe, Dichte und Gradientmuster in einen Computer (PC); wobei ein Drucker (5) mit dem Computer (PC) verbunden ist und die Druckfläche (2, 32, 41–44) auf dem Druckbasiskörper (3, 33, 50A–50D) mit der Druckfarbe auf der Grundlage der in dem Computer (PC) gespeicherten und durch ihn gesteuerten Daten in einer beinah in Kreisform bedruckt, wobei der Kreis einen größeren Durchmesser als der der zu färbenden Linse (14) aufweist.
Färbeverfahren nach Anspruch 1 mit einem Schritt des Erwärmens der Farblinse (14) mit dem dampfabgeschiedenen Farbstoff auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur der Linsenwiderstandsfähigkeit zum Fixieren des Farbstoffes auf der Linse (14).
Färbeverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schritt des Setzens Einstellen des Abstandes zwischen dem Druckbasiskörper (3, 33, 50A–50D) und der zu färbenden Linse (14) enthält, so dass die Dichte eingestellt wird.
Färbeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Druckschritt simultanes Bedrucken einer Fläche (2) für eine rechte Augenlinse (14) und einer anderen Druckfläche (2) für eine linke Augenlinse (14) auf dem Druckbasiskörper (3) mit der Druckfarbe zum Dampfabscheiden des Farbstoffes auf einem Paar von Brillenlinsen enthält.