JP2002082204A - プラスチックレンズの着色方法及び着色装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均染性に優れた気相法によるプラスチックレ
ンズの着色方法を提供すること。 【解決手段】 基板上に所定間隔ごとに昇華性染料を塗
布して点在させ、該昇華性染料が点在した基板面とプラ
スチックレンズの被着色面とを離間して対向させ、大気
中または真空中で、加熱手段により加熱して前記昇華性
染料を昇華させることにより、プラスチックレンズを着
色する着色方法であって、前記塗布した昇華性染料の点
在範囲が、プラスチックレンズにおける着色しようとす
る範囲以上の大きさを有する範囲であるプラスチックレ
ンズの着色方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックレン
ズを気相法により均一に着色する方法及び着色装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックを着色する方法としては、
従来から浸漬法や気相法が用いられている。このうち気
相法の例として、特公昭３５−１３８４号公報には、有
機色素顔料を用い、放射状に昇華させてプラスチックを
着色する方法が記載されている。また、特開昭５９−１
５３３２１号公報及び特開昭５６−１５９３７６号公報
には、固形昇華性染料を昇華させてプラスチックレンズ
を着色する方法が開示されている。さらに特開平１−２
７７８１４号公報には、昇華性染料を塗布してなる基体
を加熱手段から非接触状態で、且つテ−パ−型のレンズ
保持具を用いていることから判るように、プラスチック
における着色しようとする範囲よりも小さい形状の着色
層を加熱する（特開平１−２７７８１４公報第１図参
照) ことによりプラスチックを着色する方法が記載され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかながら、特公昭３
５−１３８４号公報に記載の方法では、着色剤として有
機色素顔料を用いるため、顔料の不透明な薄膜が形成さ
れるに過ぎない。また、特開昭５９−１５３３２１号公
報及び特開昭５６−１５９３７６号公報に記載の方法で
は、固形昇華性染料をレンズ面に定量的に飛ばすことが
できない、着色源を均一に加熱することができない、染
色濃度の調整が難しいという課題を有する。さらに、特
開平１−２７７８１４号公報に記載の方法では、商品化
に向けて、均染性に関して更なる向上が必要とされ、さ
らには染色濃度の制御の向上が必要とされていた。ま
た、従来の浸漬法では着色が困難であったプラスチック
レンズを容易に着色する方法の出現も望まれている。本
発明は、上述した課題を解決することを目的としてなさ
れたもので、その主目的は、従来の気相法による着色方
法よりもプラスチックレンズの均染性に優れた気相法に
よる着色方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、基板上の所定間
隔ごとに塗布し、点在させた昇華性染料を昇華させるこ
とにより、プラスチックレンズを着色する着色方法にお
いて、基板における昇華性染料の点在範囲を、プラスチ
ックレンズにおける着色しようとする範囲以上の大きさ
を有する範囲とすることにより、プラスチックレンズを
均一に着色することができることを見出し、本発明を完
成させた。すなわち、本発明は、基板上に所定間隔ごと
に昇華性染料を塗布して点在させ、該昇華性染料が点在
した基板面とプラスチックレンズの被着色面とを離間し
て対向させ、大気中または真空中で、加熱手段により加
熱して前記昇華性染料を昇華させることにより、プラス
チックレンズを着色する着色方法であって、前記塗布し
た昇華性染料の点在範囲が、プラスチックレンズにおけ
る着色しようとする範囲以上の大きさを有する範囲であ
ることを特徴とするプラスチックレンズの着色方法を提
供するものである。また、本発明は、被着色プラスチッ
クレンズを、その周辺部を支持することにより保持し、
かつレンズの被着色面方向が開口すると共に、この開口
部を密閉する基板が係合するための段差部を有するレン
ズ保持部材と、プラスチックレンズの被着色面と対向す
る側に配設され、該プラスチックレンズにおける着色し
ようとする範囲以上の大きさを有する範囲において、表
面に所定間隔ごとに昇華性染料が塗布されて点在し、か
つ前記レンズ保持部材の開口部を密閉する基板と、前記
基板における昇華性染料が点在する面と反対側の面の全
体に接触して設けられる加熱用部材と、前記レンズ保持
部材を収容する開口部を有し、かつ前記加熱用部材によ
って密閉可能な収容器と、該収容器を真空状態にするた
めの真空機構とを含むことを特徴とするプラスチックレ
ンズ着色装置を提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明において、使用される昇華
性染料は、大気中あるいは真空中にて染料を加熱した場
合、昇華する特性がある染料をいい、そのような染料と
しては、特開平１−２７７８１４号公報の第２頁左下欄
第６行〜第１３行に記載されている染料、Dianix Red
TA-N （三菱化学社製) 、Kayalon Microester Red
C-LSconc（日本化薬社製) 、Kayalon Microester
Red AQ-LE(日本化薬社製)、Miketon Fast Red
Ｚ（三井化学社製) 、Kayalon Microester Red DX-L
S(日本化薬社製) 、Dianix Blue UN- ＳＥ（三菱化学
社製) 、DisperseFast Blue Ｚ（三井化学社製) 、Di
anix/Samaron Navy Blue TA-N（三菱化学社製) 、Ka
yalon Microester Blue C-LS conc（日本化薬社
製) 、Kayalon Microester Blue AQ-LE(日本化薬社
製) 、Kayalon Microester Blue DX-LS conc（日本
化薬社製) 、Dianix/Samaron Orange TA-N（三菱化学
社製)、Dianix Yellow TA-N（三菱化学社製) 、Kayal
on Microester Yellow AQ-LE(日本化薬社製) 、Kay
alon Microester Yellow DX-LS conc （日本化薬
社製) 、Miketon Fast Yellow Ｚ（三井化学社製)
、Kayalon MicroesterYellow C-LS（日本化薬社製)
等の染料が好ましく用いられる。

【０００６】昇華性染料を点在させる基板は、染料を塗
布できるものであればよく、その材質は特には限定され
ないが、染料が加熱されて昇華できるようにアルミニウ
ム板等の熱伝導板が好ましい。また、基板の大きさは、
プラスチックレンズにおける着色しようとする範囲以上
の大きさを必要とする。基板上において昇華性染料が塗
布される位置は、基板上に染料が所定の範囲に点在する
ような位置であればよいが、プラスチックレンズを均一
に着色する観点から、基板上にＸ軸及びＹ軸を設定し、
Ｘ軸及びＹ軸それぞれに平行な線を0.２〜3.０ｃｍ間隔
ごとに、特に好ましくは0.２〜1.５ｃｍ間隔ごとに想定
し、その交点位置に染料を塗布することが好ましい。基
板における染料を塗布する位置に印を付けて塗布位置を
認知しやすいようにしてもよい。かかる手段によって、
レンズの着色濃度を制御することが可能になる。印をつ
ける方法としては、加工時の加熱や洗浄等で剥離しない
インクを用いた印刷や、刻印などがある。

【０００７】昇華性染料を基板上に点在させるには、上
述した昇華性染料に水などの溶媒、あるいは水溶性アク
リル樹脂などのバインダ−を配合した配合液を前記交点
位置ごとに塗布し、基板上に染料層を形成させる。これ
らの溶媒等の使用量は、重量比で昇華性染料１に対して
１〜３０とすることができる。この配合液の基板への塗
布は、例えばマイクロシリンジ、少量塗布が可能なディ
スペンサ−を用いて行うことができる。塗布量は、着色
濃度に応じて変化させることができ、例えば前記交点位
置ごとに0.０１〜５００マイクロリットルの範囲とする
ことができる。昇華性染料を基板上に固着させるため
に、前記配合液を基板に塗布するに際し、基板をあらか
じめ加熱しておくことが好ましい。好ましい加熱温度は
８０℃以上である。

【０００８】また、レンズに着色したいカラ−をパ−ソ
ナルコンピュ−タで作製し、かかるカラー情報をコンピ
ュータに格納し、このカラー情報に基づいて基板の所定
位置に所定の昇華性染料を点在させることも可能であ
る。基板に塗布した昇華性染料の点在範囲は、プラスチ
ックレンズを均一に着色させるため、プラスチックレン
ズにおける着色しようとする範囲以上の大きさが必要で
ある。プラスチックレンズにおける着色しようとする範
囲よりも、基板における昇華性染料の点在範囲が小さい
場合には、染料が放射状に昇華するとはいえ、着色ムラ
が生じやすい。なお、昇華性染料が点在した基板と被着
色プラスチックレンズとを対向させる際には、プラスチ
ックレンズにおける着色しようとする範囲が、基板にお
ける昇華性染料が点在した範囲に含まれるような位置関
係となるように対向させる。

【０００９】基板に点在した昇華性染料は、加熱手段に
より加熱して昇華させる。加熱手段としては、加熱用部
材を用いて基板を加熱する方法が好ましく、基板の加熱
により昇華した染料による染色層がプラスチックレンズ
表面に形成されてプラスチックレンズを着色する。基板
上に点在した染料を均一に加熱する観点から、加熱用部
材は、染料が点在した基板と接触状態とすることが好ま
しい。加熱用部材として具体的には、温度調節が容易で
実用的な電流抵抗ヒーターや、遠赤外線ヒーターなどを
挙げることができる。加熱用部材により基板を加熱し、
昇華性染料を昇華させてレンズを着色する操作は、大気
中及び真空中のいずれで行ってもよいが、短時間で染色
する場合は、真空雰囲気下で行うのが好ましい。真空度
は被着色プラスチックレンズの材質、使用する昇華染料
の種類に応じて適宜選定される。また、加熱用部材によ
る加熱温度は、被着色レンズの材質、使用する昇華性染
料などに応じて異なるが、短時間で着色させるには、加
熱用部材を１００℃以上にするのが好ましい。さらに、
染色時間は、被着色プラスチックレンズの材質、使用す
る昇華性染料の種類などに応じて適宜選択することがで
きる。

【００１０】昇華性染料を昇華させてプラスチックレン
ズ表面に染色層を形成させるに際し、該プラスチックレ
ンズの温度は、レンズの種類により異なり、特に限定さ
れないが、通常７０〜１５０℃の範囲に保持するのが好
ましい。本発明において使用されるプラスチックレンズ
としては、特に限定されず、例えばメチルメタクリレ−
ト単独重合体、メチルメタクリレ−トと１種以上の他の
モノマ−とをモノマ−成分とする共重合体、ジエチレン
グリコ−ルビスアリルカ−ボネ−ト単独重合体、ジエチ
レングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−トと１種以上の他
のモノマ−とをモノマ−成分とする共重合体、イオウ含
有共重合体、ハロゲン共重合体、ポリカ−ボネ−ト、ポ
リスチレン、ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステル、ポ
リエチレンテレフタレ−ト、ポリウレタン、ポリチオウ
レタンなどからなるレンズが挙げられる。また、これら
のプラスチックレンズ上に、公知のプライマ−層、ハ−
ドコ−ト層を施したレンズも本発明の着色方法により着
色することができる。

【００１１】次に、本発明のプラスチックレンズ着色装
置について、添付図面に従って説明する。図１は、本発
明のプラスチックレンズ着色装置を構成する各部材の一
例を示す概略図であって、この着色装置は、レンズ保持
部材１と、塗布した染料３が点在した基板２と、加熱用
部材４と、収容器５と、真空ポンプ６より構成されてい
る。保持部材１は、被着色プラスチックレンズ７の周辺
部を支持して、該レンズを保持する部材であって、レン
ズの着色面方向が開口すると共に、この開口部を密閉す
る基板２が係合するための段差部８を有している。また
９は、被着色プラスチックレンズ７の位置調節用リング
である。基板２は、被着色プラスチックレンズ７の着色
面と対面する側に、縦軸及び横軸方向に点在した染料３
を有しており（図２及び図３参照）、染料３の点在範囲
はプラスチックレンズにおける着色しようとする範囲よ
りも大きい（図２参照）。そして、基板２はレンズ保持
部１の開口部を密閉するのに用いられる。なお、点在す
る染料３は、基板２の表面に直接形成され、基板２と染
料３とが一体化されていてもよいし、染料３を付着させ
た繊維成形物を基板２に施してもよい。

【００１２】加熱用部材４は、基板２の背面（着色層３
とは反対側の面）全体に接触させて加熱し、染料を昇華
させて、被着色プラスチックレンズ７の着色面を染色す
るのに用いられる。この着色装置において、加熱用部材
４として具体的には上ゴテ（熱板）を用いることができ
る。収容器５は、レンズ保持部材１と被着色プラスチッ
クレンズ７と染料３を有する基材３との組み合わせを１
組または複数組収容する部材であって、それらを収納す
るための開口部を有し、上記加熱部材４によって密閉さ
れる。この収納器５には、被着色プラスチックレンズ７
を所定の温度に保持するために、所望により加熱機構１
０を有してもよい。さらに、適当な位置に温度測定用セ
ンサ−及び真空度測定用機器（図示せず）を設けること
ができる。なお、１１はパッキンである。

【００１３】真空ポンプ６は、収納器５内を真空状態に
保持するためのものである。この着色装置においては、
被着色プラスチックレンズ７と着色層３との間の距離
は、該レンズおよび着色層の加熱温度、着色時間、真空
度、所望の染色濃度などに応じて、適宜選定されるが、
一般的には１〜１０００ｍｍの範囲で選ばれる。この距
離が１ｍｍ未満では染料を昇華させる際の加熱用部材の
熱がプラスチックレンズに伝わり、該レンズの光学特性
が損なわれるおそれがあり、この距離が１０００ｍｍを
超えると昇華した染料のプラスチックレンズへの到達量
が極端に少なくなり、被着色プラスチックレンズ上に染
色層が形成される時間が長くなると共に、所望の濃度に
着色するのが困難となり、好ましくない。なお、レンズ
のハ−フ染色を行うには、図２の上側に示すように、基
板２の半分に昇華性染料を塗布し、点在させるとよい。

【００１４】

【実施例】１．染料液調製 Dianix Red -ACE（三菱化学社製), Dianix Blue AC
（三菱化学社製), Fast Yellow GL （三井化学社製）を
重量比で５：２：２４の割合で混合し、この染料の重量
に対して１０倍の純水を加えて染色溶液を作製した。さ
らに予め１００度加熱しておいた直径１０３ｍｍ、厚さ
１ｍｍの円形のアルミニウム板に、前記染色溶液を碁盤
目状に１ｃｍ間隔で７０箇所に塗布した。塗布量は一点
につき１マイクロリットル（実施例１）、３マイクロリ
ットル（実施例２）、５マイクロリットル（実施例
３）、１０マイクロリットル（実施例４）とした。比較
例１においては、染料が点在する範囲が直径７０ｍｍの
円形となる範囲とした。

【００１５】２．使用した着色装置 図１に示す着色装置を用いた。 ３．使用したプラスチックレンズ素材 含硫黄プラスチックレンズである未加工のテスラリッド
（商品名、ＨＯＹＡ株製、直径８０ｍｍ) を用いた。

【００１６】実施例１ 染料の点在範囲が直径１０３ｍｍとなるように、染料層
をアルミニウム板上に形成し、図１に示す装置で、治具
にて上ゴテ（熱板) にアルミニウム板を接触させて、熱
板の温度を１１５℃、真空度3.５ｋＰａの状態で、２０
分間染色を行った。染色はレンズの凹面に対して行っ
た。波長５７５ｎｍにおいて光の透過率を測定したとこ
ろ７6.８％であった。また目視で着色の均一性を調べた
ところ、均一に着色されていることが認められた。ま
た、レンズの変形も見られなかった。この着色処理を何
度も繰り返してもほぼ同様の結果が得られた。

【００１７】実施例２〜４ 各点における染料量を変化させた以外は実施例１と同様
に行った。その結果、均一に着色したプラスチックレン
ズが得られ、且つ染料量の増加に伴い着色濃度の増加が
見られた。

【００１８】

【表１】

【００１９】実施例５ アルミニウム板と熱板との離間距離を２ｍｍとした以外
は実施例１と同様に行った。得られた着色プラスチック
レンズの波長５７５ｎｍにおける光の透過率は８3.０％
であった。 比較例１ 染料の点在する範囲が直径７０ｍｍの円形となるよう
に、染料層をアルミニウム板上に形成した以外は、実施
例１と同様に行った。得られた着色プラスチックレンズ
について、目視で着色の均一性を調べたところ、若干の
色ムラが見られた。 比較例２ Dianix Red-TA-N（三菱化学) ３ｇ及びDianix Blue
UN-SE （三菱化学) ３ｇを純水１リットルに加えて染色
液を調製し、かかる染色液を９５℃にして実施例１と同
様のプラスチックレンズを３０分間浸漬したが、このプ
ラスチックレンズを着色をすることはできなかった。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、従来の気相法による着
色方法よりもレンズの均染性に優れ、染色濃度を制御す
ることが可能な気相法による染色方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のプラスチックレンズ着色装置の一例
を示す概略図である。

【図２】 昇華性染料が点在した本発明に係る基板及び
プラスチックレンズを示す写真である。

【図３】 昇華性染料が点在した本発明に係る基板及び
染料の塗布に用いた器具を示す写真である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に所定間隔ごとに昇華性染料を塗
   布して点在させ、該昇華性染料が点在した基板面とプラ
   スチックレンズの被着色面とを離間して対向させ、大気
   中または真空中で、加熱手段により加熱して前記昇華性
   染料を昇華させることにより、プラスチックレンズを着
   色する着色方法であって、 前記塗布した昇華性染料の点在範囲が、プラスチックレ
   ンズにおける着色しようとする範囲以上の大きさを有す
   る範囲であることを特徴とするプラスチックレンズの着
   色方法。
2. 【請求項２】 前記基板が、所定間隔ごとに昇華性染料
   を塗布するための位置を認知できるように印が施されて
   いることを特徴とする請求項１記載のプラスチックレン
   ズの着色方法。
3. 【請求項３】 被着色プラスチックレンズを、その周辺
   部を支持することにより保持し、かつレンズの被着色面
   方向が開口すると共に、この開口部を密閉する基板が係
   合するための段差部を有するレンズ保持部材と、 プラスチックレンズの被着色面と対向する側に配設さ
   れ、該プラスチックレンズにおける着色しようとする範
   囲以上の大きさを有する範囲において、表面に所定間隔
   ごとに昇華性染料が塗布されて点在し、かつ前記レンズ
   保持部材の開口部を密閉する基板と、 前記基板における昇華性染料が点在する面と反対側の面
   の全体に接触して設けられる加熱用部材と、 前記レンズ保持部材を収容する開口部を有し、かつ前記
   加熱用部材によって密閉可能な収容器と、 該収容器を真空状態にするための真空機構とを含むこと
   を特徴とするプラスチックレンズ着色装置。