JP2004326018A - プラスチックレンズ染色方法及び該方法に用いるプラスチックレンズ染色用インク - Google Patents
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Abstract
【課題】気相転写法にて染色を行う染色方法において、プラスチックレンズの染色に好適な染色用インク及び該染色用インクを用いたプラスチック染色方法を提供する。
【解決手段】昇華性染料を含有する染色用インクを所定の基体又はプラスチックレンズに塗布し、塗布された前記染色用インクを加熱することにより昇華性染料をプラスチックレンズに向けて基体を介して昇華させ又は直接プラスチックレンズに内部拡散させて、前記プラスチックレンズに染色を施すための染色用インクにおいて、前記染色用インクの組成成分には水、保湿剤、アントラキノン系およびキノフタロン系から選ばれる少なくとも１種類の昇華性染料、および分散剤を含有することを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】昇華性染料を含有する染色用インクを所定の基体又はプラスチックレンズに塗布し、塗布された前記染色用インクを加熱することにより昇華性染料をプラスチックレンズに向けて基体を介して昇華させ又は直接プラスチックレンズに内部拡散させて、前記プラスチックレンズに染色を施すための染色用インクにおいて、前記染色用インクの組成成分には水、保湿剤、アントラキノン系およびキノフタロン系から選ばれる少なくとも１種類の昇華性染料、および分散剤を含有することを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタ等を用いてプラスチックレンズを染色するための染色方法及び該方法を用いるプラスチックレンズ染色用インクに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、プラスチックレンズに染色を行う方法としてレンズを染色液の中に所定時間浸漬してレンズを染色する方法（浸染法）が知られている。この方法は従来から用いられているものであるが、作業環境が良くないこと、高屈折率のレンズには染色を行うことが困難であることが問題となっていた。そこで本出願人はインクジェットプリンタより昇華性を有する染料を紙に塗布（出力）させ、これを真空中でレンズと非接触に置いて染色を行う方法（以下 気相転写法と記す）による染色方法を提案した。（例えば、特許文献１参照）
また、同じようにインクジェットプリンタ等の吐出手段により着色層を形成させ、加熱により昇華性染料を昇華させプラスチックレンズを染色する方法が知られている。（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）
【特許文献１】
特開２００１−５９９５０号公報（全文）
【特許文献２】
特開２００１−６６４０１号公報（全文）
【特許文献３】
特開平１１−３０５００３号公報（第４頁〜第６頁）
【特許文献４】
特開２００２−２５８００４公報（全文）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この気相転写法によるプラスチックレンズへの染色方法は、従来の浸染法等によって生じる諸問題を解決するものであるが、従来使用されているインクジェットプリンタ用のインクや一般の繊維に使用されているような条件のインクでは染料の耐熱性や昇華性が悪く、気相転写による染色方法には向かない。また、染色後のレンズの染色状態もムラが生じたり、発色が良くない。
また、インクジェットプリンタ等のインク吐出手段用としてインクを作成する場合、保存性やインクの粘度等を調整するために分散剤、保湿剤や界面活性剤等の染料以外の材料を添加する必要があるが、これら染料以外の材料によって染色後のレンズの染色状態に悪影響を与えることがある。
上記従来技術の問題点に鑑み、気相転写法にて染色を行う染色方法において、プラスチックレンズの染色に好適な染色用インク及び該染色用インクを用いたプラスチック染色方法を提供することを技術課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
従来の浸染法は、プラスチックレンズを染色液の中に所定時間浸漬して染色を行うのに対して、本発明が開示する気相転写法では、染料を加熱により蒸散（昇華）させてプラスチックレンズに染料を蒸着させ、プラスチックレンズに染色を行うものである。浸染法にて使用される染料は数多く存在するが、これらの染料をそのまま気相転写法用の染料として採用することは非常に難しい。気相転写法に用いることができる染料は、加熱による変質が極力少なく、昇華性を有することが最低限必要となる。また、これらの条件をクリアした昇華性染料であってもレンズに染料を蒸着させた後、レンズ面に染色のムラが生じないことや発色が良いことが必要となる。染色のムラは染色面での濃度差（色差）によって判断することができるが、目視にて染色ムラが確認できないことが必要である。目視にて染色ムラが確認できない程度の色差は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における色差ΔＥ＊にて１．０以内である。
【０００５】
さらに本発明で用いる気相転写法では、インクジェットプリンタを使用して紙等の所定の基体やプラスチックレンズに染色用インクを塗布した後、加熱により昇華性染料をプラスチックレンズに向けて基体を介して昇華させ、又は直接プラスチックレンズに内部拡散させることによってプラスチックレンズに染色を行うこととしている。このため、染色用インクはインクジェットプリンタ等の、染色用インクを所定の基体に吐出するための吐出手段にて使用可能なものでなければならないこととなる。
本発明者らは、鋭意研究の結果、キノフタロン系およびアントラキノン系から選ばれる少なくとも１種類の昇華性染料が上記の目的を達成しうる染料として好適に使用可能であることを見出した。
【０００６】
すなわち本発明は、昇華性染料を含有する染色用インクを所定の基体又はプラスチックレンズに塗布し、塗布された前記染色用インクを加熱することにより昇華性染料をプラスチックレンズに向けて基体を介して昇華させ又は直接プラスチックレンズに内部拡散させて、前記プラスチックレンズに染色を施すための染色用インクにおいて、前記染色用インクの組成成分には水、保湿剤、アントラキノン系およびキノフタロン系から選ばれる少なくとも１種類の昇華性染料、および分散剤を含有することを特徴とする。
【０００７】
また、染色用インク中に保湿剤としてグリセリン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよびソルビトールから選ばれる少なくとも１種を用いることにより、染色後のレンズの染色状態に悪影響を与えることなくインクの粘度調整等を行うことができる。また、昇華性染料を水系にて分散させるための分散剤としては、アニオン性界面活性剤及び炭素数２５〜１５０の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物からなる分散剤（ノニオン性界面活性剤）を用いることにより、染色後のレンズの染色状態に悪影響を与えることなく昇華性染料の分散を好適に行うことができ、インクの安定性を向上させることができる。
【０００８】
さらに、キノフタロン系昇華性染料として、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４，Ｙｅｌｌｏｗ ６４を、アントラキノン系昇華性染料として、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １７およびＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４から選ばれる少なくとも１種を用いることにより、レンズに染料を蒸着させた後の発色時に、レンズ面に染料の凝集が起こらないため、染色領域における所定の２点における色差（ΔＥ＊）の最大値を１．０以内、さらには０．８以内に抑えることができる。色差が１．０以内であれば、発色性が良く、染色ムラのない好適な染色済のプラスチックレンズを得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参考にしつつ説明する。図１はプラスチックレンズの染色方法の流れを図示したものである。
【００１０】
（Ｉ）インクの調製
初めにインクジェットプリンタに用いるインクを調製する。本実施の形態ではＹＥＬＬＯＷ、ＲＥＤ、ＢＬＵＥの三色の染料を用いてインクを調製する。染料は昇華性を有しつつ、昇華時の熱に耐えうる染料を使用する必要がある。さらにプラスチックレンズへ染料が蒸着したあと、発色作業を行い染料をプラスチックレンズへ定着させたときに染色がムラのない状態にてプラスチックレンズに行われている必要がある。
これらの点を考慮した場合、染料としてはキノフタロン系昇華性染料またはアントラキノン系昇華性染料が好適に用いられる。
【００１１】
キノフタロン系昇華性染料の例としては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４，６４，１６０などが挙げられる。アントラキノン系昇華性染料の例としては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ５１，６５、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ４，１５，２２，５５，５９，６０，８６，９１，９２，１２７，１４６，１５２，１８９，１９１，２２９，３０２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４，５６，６０，７２，７３，７７、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ １５５、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ３５，３６，９７，１０４等が挙げられる。これらの昇華性染料のうち、特に好ましい染料としては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ４，６０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ
Ｂｌｕｅ １４が挙げられる。
【００１２】
インク処方における昇華性染料の割合は、一般的に分散安定性を保ち、且つ必要な印字濃度が得られることから、好ましくは０．２〜１２重量％、より好ましくは０．５〜８重量％である。
また、インク吐出時の目詰まりの防止や好適なインクの吐出制御等を行うために、保湿剤を添加する。好ましい保湿剤としてはグリセリン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよびソルビトールを用いることができる。インク処方における保湿剤の割合は、インクの粘度調整、保湿効果による目詰まり防止の点から、好ましくは２〜４０重量％、さらに好ましくは５〜２５重量％である。
【００１３】
本発明で使用する分散剤は、昇華性染料を微粒子化して水性媒体中に分散させるものであり、微粒子化した昇華性染料の分散安定性を保持する機能も発揮される。用いる分散剤としては、特に限定しないが、前記保湿剤および昇華性染料との組み合わせに適したものであればよく、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などを使用することができる。特にアニオン性界面活性剤が好ましい。
【００１４】
アニオン性界面活性剤としては、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、リグニンスルホン酸塩類、特殊芳香族スルホン酸塩のホルマリン縮合物、クレオソート油スルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、オキシエチレン・オキシプロピレンブロックコポリマーなどが挙げられる。特に、炭素数２５〜１５０の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物が好適である。
【００１５】
本発明において使用される炭素数２５〜１５０の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物において、炭素数が２５以上の直鎖アルコールを用いることにより、再分散性の良いインクジェット記録用インク組成物とすることができる。連続吐出安定性及び長時間放置後の吐出性、長期保存安定性の観点からも好ましい。また、水性インク組成物への溶解性の点から、炭素数が１５０以下のものが適している。炭素数は、好ましくは３０〜５０であり、特に炭素数３０〜３５の直鎖アルキル基が好ましい。エチレンオキサイドの付加モル数（以下「ＥＯ」という）は２〜１００であり、好ましくは１０〜５０、さらに好ましくは２０〜５０である。
ＨＬＢ（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ ｂａｌａｎｃｅ）は、水への溶解性の点から４以上、好ましくは１０以上であり、さらに好ましくは１４以上１８以下である。
【００１６】
上記炭素数２５〜１５０の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物の例としては、米国ペトロライト社製の“ユニトックス４２０”（炭素数３１〜３２、ＥＯは約３、ＨＬＢ＝４）、“ユニトックス４５０”（炭素数３１〜３２、ＥＯは約１０、ＨＬＢ＝１０）、“ユニトックス４８０”（炭素数３１〜３２、ＥＯは約４０、ＨＬＢ＝１６）、“ユニトックス５２０”（炭素数３８、ＥＯは約３、ＨＬＢ＝４）、“ユニトックス５５０”（炭素数３８、ＥＯは約１２、ＨＬＢ＝１０）、“ユニトックス７２０”（炭素数４８〜４９、ＥＯは約４、ＨＬＢ＝４）、“ユニトックス７５０”（炭素数４８〜４９、ＥＯは約１６、ＨＬＢ＝１０）などがある。
このような分散剤を１種類または数種類選択して使用することができる。これら分散剤の割合は、昇華性染料の分散安定性を良好に保つ目的から、好ましくは０．１〜２０重量％、さらに好ましくは、０．１〜１２重量％である。
【００１７】
本発明のインクには、さらに、その他各種添加剤を本発明の目的の達成を妨げない範囲において、必要に応じて添加することができる。例えば、表面張力調整剤、ヒドロトロープ剤、ＰＨ調整剤、粘度調整剤、防腐剤、防かび剤、光安定剤、キレート化剤、消泡剤等である。
本発明の染色用インクの調整方法に特に制限はないが、好ましくは、以下に述べる方法によって、調整される。即ち、まず、
（１）水、保湿剤、昇華性染料、分散剤、並びに、必要に応じて水溶性有機溶媒や前記添加剤を混合して撹拌し、予備分散液を調整し、次いで、
（２）該予備分散液をサンドミル等の湿式媒体ミルで分散させ、染料分散液を得る。
（３）該染料分散液に、水、必要に応じて水溶性有機溶媒や前記添加剤を加え濃度調整した後、濾紙等でろ過してから使用する。
上記方法において、保湿剤は、微粒子化時に添加しても濃度調整時に添加してもよく、分割して添加してもよい。
【００１８】
上記方法で得られた昇華性染料の平均粒径は、好ましくは、０．０５μｍ〜０．５μｍ，最大粒径が１μｍ以下、更に好ましくは０．０５μｍ〜０．２μｍ，最大粒径が０．５μｍ以下である。染料の粒径がこれより大きくなると、昇華性染料が沈降しやすくなるためインクの分散安定性の面から好ましくない。
染色用インクに調整剤を所定の割合で添加し、インクの調整を行う場合、粘度は２０℃にて２ｃＰ〜７ｃＰが好ましく、さらに好ましくは２ｃＰ〜５ｃＰである。また、表面張力は２０℃にて２０ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍが好ましく、さらに好ましくは２５ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍである。
【００１９】
（ＩＩ）印刷基体の作製
上記にて調製した染色用インク３種類を市販のインクジェットプリンタ用のインクカートリッジ４１にそれぞれ入れ、図示するインクジェットプリンタ４０（以後、プリンタと記す）にこのカートリッジを装着する。プリンタ４０は市販のものを使用する。
【００２０】
次に、このプリンタ４０を使用して所望の色をプリントさせるために、市販されているパーソナルコンピュータ５０（以下ＰＣという）を使用して、印刷される色及び濃度の調製を行う。色の調製はＰＣ５０のドローソフトにより行うため、所望する色データをＰＣ５０内に保存しておくことができ、必要になったときに何度でも同じ色調が得られるようになっている。また、色の濃淡もデジタル管理されるため、必要なときに何回でも同じ濃度の色を所望することができる。
昇華性染料を印刷する基体には市販のＡ４の紙１（図１参照）を使用する。紙１は紙に限らずプリンタ４０にて印刷可能なものであれば特に限定されないが、気相転写時に熱を加えるため、例えば片面若しくは両面が黒い紙等、の熱吸収のよいものを使用することが好ましい。
【００２１】
プリンタ４０に紙１を入れ、ＰＣ５０の操作により、予め設定しておいた色及び濃度にて印刷を行う。印刷された紙１には染色用インクが塗布された着色層２が円形状に印刷される。着色層２の大きさはレンズの径よりも若干大きいものが好ましい。プリンタ４０によって着色層２が形成された紙１を印刷基体１０として使用する。本実施形態ではインクジェットプリンタを染色用インクの吐出手段として用いているが、これに限るものではなく、染色用インクを所定の基体に吐出させることのできる装置であればよい。
【００２２】
（ＩＩＩ）プラスチックレンズの染色
次に着色された印刷基体１０とプラスチックレンズ３とを真空気相転写機本体２０内に設置してレンズの染色を行う方法について説明する。なお、図２に真空気相転写機本体２０正面から見た内部概略図を示す。
【００２３】
２０は真空気相転写機本体であり、正面には印刷基体１０やプラスチックレンズ３を出し入れするための図示無き取出し口が設けられている。染色を行うプラスチックレンズ３の材質は、ポリカーボネート系樹脂（例えば、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート重合体（ＣＲ−３９））、ポリウレタン系樹脂、アリル系樹脂（例えば、アリルジグリコールカーボネート及びその共重合体、ジアリルフタレート及びその共重合体）、フマル酸系樹脂（例えば、ベンジルフマレート共重合体）、スチレン系樹脂、ポリメチルアクリレート系樹脂、繊維系樹脂（例えば、セルロースプロピオネート）等の眼鏡レンズに使用される一般的な材質が用いられる。
【００２４】
２１は印刷基体１０上の染料を加熱し昇華させるためのハロゲンランプである。図１に示す２２はロータリーポンプであり、本体２０内をほぼ真空にさせるために使用する。２３はリークバルブであり、このバルブを開くことでほぼ真空になった本体２０内に外気を入れ大気圧に戻すものである。
図１に示す３０はプラスチックレンズ３と印刷基体１０とをセットして染色を行うための染色用治具である。染色用治具３０はプラスチックレンズ３を載置するためのレンズ載置部３１と印刷基体１０を載置するための基体載置部３２からなる。
【００２５】
レンズ載置部３１は円筒形の形状を有し、プラスチックレンズ３を所定の高さに維持するための載置台３１ａとプラスチックレンズを支持する支持部３１ｂからなる。図２に示すように、プラスチックレンズ３の凸面側又は凹面側を支持部３１ｂにて支持させ、支持部３１ｂを載置台３１ａ上に乗せることにより、レンズ３を所定の高さに保持させておくことができる。
【００２６】
基体載置部３２は印刷基体１０を載せるための円筒の形状を有する載置台３２ａと印刷基体１０を上方から押えるための基体押さえ３２ｂからなる。載置台３２ａは図示するように、その内側にレンズ載置部３１が位置するように置かれ、載置台３２ａの上部に載せられた印刷基体１０を基体押さえ３２ｂと載置台３２ａとで挟み込むことにより、印刷基体１０が動かないようにしっかりと固定保持する。このとき印刷基体１０の着色層２は、レンズ３側（下側）に向けてレンズ３の染色予定面に対して非接触にて対向している。
【００２７】
このような構成を持つ真空気相転写機本体２０を使用して以下の操作を行い、プラスチックレンズ３の染色を行う。
染色用治具３０にプラスチックレンズ３、印刷基体１０をセットした後、本体２０を密封してロータリーポンプ２２を用いて真空状態にする。このときの真空状態とは０．１ｋＰａ〜５ｋＰａ付近まで減圧した状態をいう。０．１ｋＰａを下回っても差し支えないが、高性能排気装置を必要とする。また、装置内の気圧が高ければ高い程、染料を昇華させるのに必要な温度が高くなるため、圧力の上限は５ｋＰａ、さらに好ましくは０．１ｋＰａ〜３ｋＰａである。
【００２８】
本体２０が所定の真空度に達したらハロゲンランプ２１を点灯させ、印刷基体１０を上方から加熱する。印刷基体１０上での加熱温度は染料の変質やレンズの変形が生じない中で、できるだけ高い温度になるようにすることが好ましい。
ここで、昇華に当たって加熱を行う場合の温度をできるだけ高温とするのは、染料を全て昇華させることができるとともに、その昇華時間を短くすることができ、生産性を向上することができるからである。
【００２９】
ハロゲンランプ２１の点灯により印刷基体１０が加熱されるため、着色層２より染料が昇華、蒸散し、プラスチックレンズ３の凹面側又は凸面側に蒸着する。ハロゲンランプ２１の点灯による印刷基体１０への加熱時間は、着色層２上の染料が殆ど昇華、蒸散するまで行えばよい。
【００３０】
加熱が終了したら、ハロゲンランプ２１の点灯を止めるとともにリークバルブ２２を開いて常圧に戻し、本体２０の扉を開けプラスチックレンズ３を取り出す。プラスチックレンズ３には昇華した染料が蒸着しているが、このままでは取れやすいので、図１に示すオーブン６０に入れ、常圧下にて加熱し定着（発色）させる。
【００３１】
この工程はプラスチックレンズ３の耐熱温度以下で、できるだけ高温に設定された温度にオーブン内を加熱し、所望の色相及び濃度を得るために予め定めておいた時間が経過した後にオーブン内からプラスチックレンズ３を取り出すといった手順で実行される。オーブン６０の加熱温度は染料の変質やレンズの変形が生じない範囲でできるだけ高い温度が好ましい。例えば、加熱温度は７０〜１５０℃、加熱時間は３０分〜３時間程である。
【００３２】
本実施形態では昇華性染料に対する加熱温度をできるだけ低くさせて昇華できるように真空中にて行うものとしているが、これに限るものではなく大気圧下にて行うようにすることもできる。また、本実施形態ではプラスチックレンズ３と印刷基体１０とを非接触に対向させるものとしているが、これに限るものではなく。プラスチックレンズ３と印刷基体とを接触させて染色を行うようにしてもよい。さらに、吐出手段を用いてプラスチックレンズ３に直接インクを塗布し、その後、加熱により染料をプラスチックレンズ３の内部に拡散させて定着、発色させるようにしてもよい。また、本発明におけるプラスチックレンズとは、眼鏡レンズ等に用いる光学的なパワーを有するプラスチックレンズの他に、サングラスに用いる光学的なパワーを持たないプラスチックレンズや、スキー等に使用するゴーグル等も含めるものとする。
【００３３】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。尚、下記実施例において“部”は特に断らない限り“重量部”を、また“％”は特に断らない限り“重量％”を示す。実施例では、Ｓ−２．００（屈折率１．７４）のプラスチックレンズを使用した。
【００３４】
＜実施例１＞
イエロー染料原体（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４）２０部、分散剤としてアニオン性界面活性剤の特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩（花王（株）製“デモール ＳＮＢ”）２０部、ノニオン性界面活性剤の炭素数３１〜３２の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物（米国ペトロライト社製“ユニトックス４８０”、ＥＯが約４０、ＨＬＢが１６に相当する）３部、水１２０部からなる混合物に、直径０．４ｍｍのジルコンビーズ３３０部を使用して、サンドミルにて３５時間微粒子化して分散液を得た。
この分散液に、プロピレングリコール（ＰＧ）１６０部、表面張力調整剤としてポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン２．０部、さらに水を加え全量を８００部に調整した染色用インクを作成した。染料の平均粒径は０．１２μｍであった。粒度分布の測定は、日機装株式会社製 Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＵＰＡ １５０にて行った。
【００３５】
＜実施例２＞
実施例１のプロピレングリコールの代わりにジエチレングリコール（ＤＥＧ）を１６０部使用した以外は実施例１と同様に染色用インクを作成した。
【００３６】
＜実施例３＞
実施例１のプロピレングリコールの代わりにポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ２００）を１６０部使用した以外は実施例１と同様に染色用インクを作成した。
【００３７】
＜実施例４＞
実施例１のプロピレングリコールの代わりにグリセリン（Ｇｌｙ）を１６０部使用した以外は実施例１と同様に染色用インクを作成した。
【００３８】
＜実施例５＞
レッド染料原体（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０）２０部を用いる以外は、実施例１と同様に微粒子化を行い分散液を得た。
この分散液に、プロピレングリコール（ＰＧ）１００部、表面張力調整剤としてポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン１．２５部、さらに水を加え全量を５００部に調整した染色用インクを作成した。染料の平均粒径は０．１０μｍであった。
【００３９】
＜実施例６＞
レッド染料原体（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １７）２０部を用いる以外は、実施例５と同様に染色用インクを作成した。染料の平均粒径は０．１０μｍであった。
【００４０】
＜実施例７＞
ブルー染料原体（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４）２０部を用いる以外は、実施例１と同様に微粒子化を行い分散液を得た。
この分散液に、プロピレングリコール（ＰＧ）１２０部、表面張力調整剤としてポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン１．５０部、さらに水を加え全量を６００部に調整した染色用インクを作成した。染料の平均粒径は０．１０μｍであった。
【００４１】
＜実施例８＞
実施例７のプロピレングリコールの代わりにグリセリン（Ｇｌｙ）を１２０部使用した以外は実施例７と同様に染色用インクを作成した。
【００４２】
＜実施例９＞
実施例７のプロピレングリコールの代わりにソルビトール（Ｓｏｒ）を１２０部使用した以外は実施例７と同様に染色用インクを作成した。
【００４３】
＜実施例１０＞
レッド染料原体（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ４）２０部を用いる以外は、実施例１と同様に微粒子化を行い分散液を得た。
この分散液に、ソルビトール（Ｓｏｒ）１００部、表面張力調整剤としてポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン１．２５部、さらに水を加え全量を５００部に調整した染色用インクを作成した。染料の平均粒径は０．１０μｍであった。
【００４４】
＜比較例１＞
プロピレングリコールをジエチレングリコール（ＤＥＧ）とした以外は、実施例５と同様に染色用インクを作成した。
【００４５】
＜比較例２＞
プロピレングリコールをポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ２００）とした以外は、実施例５と同様に染色用インクを作成した。
【００４６】
＜比較例３＞
プロピレングリコールをエチレングリコール（ＥＧ）とした以外は、実施例５と同様に染色用インクを作成した。
【００４７】
＜比較例４＞
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０をＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ７３（アゾ系染料）とした以外は、実施例５と同様に染色用インクを作成した。
【００４８】
＜比較例５＞
プロピレングリコールをポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ２００）とした以外は、実施例７と同様に染色用インクを作成した。
【００４９】
＜比較例６＞
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４をＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １６５（アゾ系染料）とした以外は、実施例７と同様に染色用インクを作成した。
【００５０】
上記実施例１〜１０および比較例１〜６で調製された各染色用インクをインクジェットプリンタ（セイコーエプソン（株）製 ＭＪ８０００Ｃ）のインクカートリッジに注入し、市販の紙（三菱製紙製つや紙（黒））を使用して印刷基体１０を作製した。印刷基体１０はＰＣのソフト（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｏｒｄ）及び印刷制御用ソフトを使用して、プリンタ４０にて紙上にφ９５の円形状に着色層を形成するように印刷することにより作製した。また、インクの吐出量は５０％となるように調整し印刷した。
【００５１】
この印刷基体の乾燥を待って、前述した真空気相転写機２０、染色用治具３０等を使用して印刷基体１０からプラスチックレンズ３への転写作業を行った。このときの真空気相転写機２０内の真空度は１ｋＰａ、印刷基体１０上の温度は２５０℃であった。プラスチックレンズ３への転写作業後、定着させるためにオーブン６０内にプラスチックレンズ３を置き、１５０℃で９０分レンズを加熱し、発色作業を完了した。
【００５２】
発色作業が完了した染色済みのプラスチックレンズについて色、発色性、昇華性、ムラの有無について評価した。
発色性評価：発色後アセトンを浸した布で拭き、染料が取れない場合○、わずかに取れる場合△、多く取れる場合×とした。
昇華性評価：転写後の基体に色が残っていない場合○、少し残っている場合△、印刷時と殆ど差がないほど残っている場合×とした。
ムラの有無：発色後、目視にてレンズの染色状態を検査した際に色が均一に染まっていると認められる場合には○、ムラになっている場合には×とした。なお、目視では染色ムラが確認し難いが、マイクロスコープにて検査を行った際に、染料の凝集が見られる場合を△とした。
【００５３】
以上の評価結果を表１および表２に示す。
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
実施例１〜１０、及び比較例１〜６のいずれの場合にも、使用したインクジェットプリンタから問題なく染料を吐出させることができた。また、長期間使用しても染料の沈降等が見られず安定した出力を行うことができた。表１及び表２に示すように、レンズの染色ムラにおいては保湿剤としてプロピレングリコールを用いた場合、キノフタロン系の昇華性染料とアントラキノン系の昇華性染料については染色ムラがなかったが、アゾ系の昇華性染料については、染色ムラが発生した。また、黄色のキノフタロン系の昇華性染料については、保湿剤の違いによる染色ムラは認められなかったが、赤色の昇華性染料のうち、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０を用いた場合は、保湿剤として、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール２００、エチレングリコールを使用した場合に、染色ムラが認められた。青色系のＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４の場合は、プロピレングリコール、グリセリンおよびソルビトールでは染色ムラがなかったが、ポリエチレングリコール２００を使用した場合には、染色ムラが認められた。上記の結果から、本発明の染色用インクとして、昇華性染料としてはキノフタロン系およびアントラキノン系の染料が良い結果となった。保湿剤としては、プロピレングリコール、グリセリンおよびソルビトールを使用した場合は目視にて染色ムラが確認できず、良好な染色性が得られた。また、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０の場合は、保湿剤により、染色ムラに差があることが分かった。
【００５６】
また、実施例１〜１０、比較例１〜６にて使用した昇華性染料を用いて、浸染法にて実施例１のレンズ（Ｓ−２．００ 屈折率１．７４）の染色を行ったが、レンズが僅かに染色された程度であり、所望する濃度の染色は不可能であった。
【００５７】
次に、染色のムラを客観的に評価するために、実施例７及び比較例６にて使用した染色用インクを用いて染色されたプラスチックレンズを分光光度計（株式会社島津製作所製 ＵＶ−２１００）にて色度を測定し、染色範囲の色の不均一性を調べた。その結果を表３、表４に示す。なお、測定点は図３に示すように、染色済プラスチックレンズの幾何中心と、幾何中心から上下左右方向に１０ｍｍ離れた位置（測定点Ａ〜Ｄ）を測定した。色度の表示はＬ＊ａ＊ｂ＊表色系にて行った。
【００５８】
【表３】
【００５９】
【表４】
【００６０】
表３に示すように、比較例６の染色済プラスチックレンズに比べ、実施例７の染色済プラスチックレンズの方が色のばらつきが少ないのが判る。また、表４は各測定点（幾何中心、Ａ〜Ｄ）に対して、任意の２点における色差（ΔＥ＊）を求めたものである。表４に示すように、実施例７の染色済プラスチックレンズにおいては、各々２点の色差（ΔＥ＊）は最大でも０．５９（Ｂ点−Ｄ点の２点）であり、色差１．０を大きく下回っている結果となった。一方、比較例６では（幾何中心−Ａ点）、（Ｂ点−Ｃ点）、（Ｂ点−Ｄ点）の３箇所での色差が１．０を上回る結果となり、目視にて判別できる程度の染色ムラが発生していることが客観的に確認された。なお、実施例７以外の上記実施例（実施例１〜６、８〜１０）にて得られた染色済プラスチックレンズにおいても同様の条件にて色差を求めたが、何れも色差１．０以内（さらには色差０．８以内）であった。また、比較例１〜５の染色済プラスチックレンズにおいても同様の条件にて色差を求めたが、測定場所によっては色差１．０を上回る結果が得られた。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、本発明では気相転写法においてインクジェットプリンタに用いるのに好適なインクを得ることができるとともに、発色性が良いとともに、染色ムラのないプラスチックレンズの染色を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】気相転写法の流れを示した模式図である。
【図２】染色用治具の構成を示す図である。
【図３】染色済プラスチックレンズにおける測色点を示した図である。
【符号の説明】
１ 紙
２ 着色層
１０ 印刷基体
２０ 真空気相転写機
３０ 染色用治具
４０ インクジェットプリンタ
５０ パーソナルコンピュータ
６０ オーブン
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタ等を用いてプラスチックレンズを染色するための染色方法及び該方法を用いるプラスチックレンズ染色用インクに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、プラスチックレンズに染色を行う方法としてレンズを染色液の中に所定時間浸漬してレンズを染色する方法（浸染法）が知られている。この方法は従来から用いられているものであるが、作業環境が良くないこと、高屈折率のレンズには染色を行うことが困難であることが問題となっていた。そこで本出願人はインクジェットプリンタより昇華性を有する染料を紙に塗布（出力）させ、これを真空中でレンズと非接触に置いて染色を行う方法（以下 気相転写法と記す）による染色方法を提案した。（例えば、特許文献１参照）
また、同じようにインクジェットプリンタ等の吐出手段により着色層を形成させ、加熱により昇華性染料を昇華させプラスチックレンズを染色する方法が知られている。（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）
【特許文献１】
特開２００１−５９９５０号公報（全文）
【特許文献２】
特開２００１−６６４０１号公報（全文）
【特許文献３】
特開平１１−３０５００３号公報（第４頁〜第６頁）
【特許文献４】
特開２００２−２５８００４公報（全文）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この気相転写法によるプラスチックレンズへの染色方法は、従来の浸染法等によって生じる諸問題を解決するものであるが、従来使用されているインクジェットプリンタ用のインクや一般の繊維に使用されているような条件のインクでは染料の耐熱性や昇華性が悪く、気相転写による染色方法には向かない。また、染色後のレンズの染色状態もムラが生じたり、発色が良くない。
また、インクジェットプリンタ等のインク吐出手段用としてインクを作成する場合、保存性やインクの粘度等を調整するために分散剤、保湿剤や界面活性剤等の染料以外の材料を添加する必要があるが、これら染料以外の材料によって染色後のレンズの染色状態に悪影響を与えることがある。
上記従来技術の問題点に鑑み、気相転写法にて染色を行う染色方法において、プラスチックレンズの染色に好適な染色用インク及び該染色用インクを用いたプラスチック染色方法を提供することを技術課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
従来の浸染法は、プラスチックレンズを染色液の中に所定時間浸漬して染色を行うのに対して、本発明が開示する気相転写法では、染料を加熱により蒸散（昇華）させてプラスチックレンズに染料を蒸着させ、プラスチックレンズに染色を行うものである。浸染法にて使用される染料は数多く存在するが、これらの染料をそのまま気相転写法用の染料として採用することは非常に難しい。気相転写法に用いることができる染料は、加熱による変質が極力少なく、昇華性を有することが最低限必要となる。また、これらの条件をクリアした昇華性染料であってもレンズに染料を蒸着させた後、レンズ面に染色のムラが生じないことや発色が良いことが必要となる。染色のムラは染色面での濃度差（色差）によって判断することができるが、目視にて染色ムラが確認できないことが必要である。目視にて染色ムラが確認できない程度の色差は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における色差ΔＥ＊にて１．０以内である。
【０００５】
さらに本発明で用いる気相転写法では、インクジェットプリンタを使用して紙等の所定の基体やプラスチックレンズに染色用インクを塗布した後、加熱により昇華性染料をプラスチックレンズに向けて基体を介して昇華させ、又は直接プラスチックレンズに内部拡散させることによってプラスチックレンズに染色を行うこととしている。このため、染色用インクはインクジェットプリンタ等の、染色用インクを所定の基体に吐出するための吐出手段にて使用可能なものでなければならないこととなる。
本発明者らは、鋭意研究の結果、キノフタロン系およびアントラキノン系から選ばれる少なくとも１種類の昇華性染料が上記の目的を達成しうる染料として好適に使用可能であることを見出した。
【０００６】
すなわち本発明は、昇華性染料を含有する染色用インクを所定の基体又はプラスチックレンズに塗布し、塗布された前記染色用インクを加熱することにより昇華性染料をプラスチックレンズに向けて基体を介して昇華させ又は直接プラスチックレンズに内部拡散させて、前記プラスチックレンズに染色を施すための染色用インクにおいて、前記染色用インクの組成成分には水、保湿剤、アントラキノン系およびキノフタロン系から選ばれる少なくとも１種類の昇華性染料、および分散剤を含有することを特徴とする。
【０００７】
また、染色用インク中に保湿剤としてグリセリン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよびソルビトールから選ばれる少なくとも１種を用いることにより、染色後のレンズの染色状態に悪影響を与えることなくインクの粘度調整等を行うことができる。また、昇華性染料を水系にて分散させるための分散剤としては、アニオン性界面活性剤及び炭素数２５〜１５０の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物からなる分散剤（ノニオン性界面活性剤）を用いることにより、染色後のレンズの染色状態に悪影響を与えることなく昇華性染料の分散を好適に行うことができ、インクの安定性を向上させることができる。
【０００８】
さらに、キノフタロン系昇華性染料として、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４，Ｙｅｌｌｏｗ ６４を、アントラキノン系昇華性染料として、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １７およびＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４から選ばれる少なくとも１種を用いることにより、レンズに染料を蒸着させた後の発色時に、レンズ面に染料の凝集が起こらないため、染色領域における所定の２点における色差（ΔＥ＊）の最大値を１．０以内、さらには０．８以内に抑えることができる。色差が１．０以内であれば、発色性が良く、染色ムラのない好適な染色済のプラスチックレンズを得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参考にしつつ説明する。図１はプラスチックレンズの染色方法の流れを図示したものである。
【００１０】
（Ｉ）インクの調製
初めにインクジェットプリンタに用いるインクを調製する。本実施の形態ではＹＥＬＬＯＷ、ＲＥＤ、ＢＬＵＥの三色の染料を用いてインクを調製する。染料は昇華性を有しつつ、昇華時の熱に耐えうる染料を使用する必要がある。さらにプラスチックレンズへ染料が蒸着したあと、発色作業を行い染料をプラスチックレンズへ定着させたときに染色がムラのない状態にてプラスチックレンズに行われている必要がある。
これらの点を考慮した場合、染料としてはキノフタロン系昇華性染料またはアントラキノン系昇華性染料が好適に用いられる。
【００１１】
キノフタロン系昇華性染料の例としては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４，６４，１６０などが挙げられる。アントラキノン系昇華性染料の例としては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ５１，６５、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ４，１５，２２，５５，５９，６０，８６，９１，９２，１２７，１４６，１５２，１８９，１９１，２２９，３０２、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４，５６，６０，７２，７３，７７、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ １５５、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ３５，３６，９７，１０４等が挙げられる。これらの昇華性染料のうち、特に好ましい染料としては、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ４，６０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １７、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ
Ｂｌｕｅ １４が挙げられる。
【００１２】
インク処方における昇華性染料の割合は、一般的に分散安定性を保ち、且つ必要な印字濃度が得られることから、好ましくは０．２〜１２重量％、より好ましくは０．５〜８重量％である。
また、インク吐出時の目詰まりの防止や好適なインクの吐出制御等を行うために、保湿剤を添加する。好ましい保湿剤としてはグリセリン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよびソルビトールを用いることができる。インク処方における保湿剤の割合は、インクの粘度調整、保湿効果による目詰まり防止の点から、好ましくは２〜４０重量％、さらに好ましくは５〜２５重量％である。
【００１３】
本発明で使用する分散剤は、昇華性染料を微粒子化して水性媒体中に分散させるものであり、微粒子化した昇華性染料の分散安定性を保持する機能も発揮される。用いる分散剤としては、特に限定しないが、前記保湿剤および昇華性染料との組み合わせに適したものであればよく、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などを使用することができる。特にアニオン性界面活性剤が好ましい。
【００１４】
アニオン性界面活性剤としては、ナフタレンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、リグニンスルホン酸塩類、特殊芳香族スルホン酸塩のホルマリン縮合物、クレオソート油スルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、オキシエチレン・オキシプロピレンブロックコポリマーなどが挙げられる。特に、炭素数２５〜１５０の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物が好適である。
【００１５】
本発明において使用される炭素数２５〜１５０の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物において、炭素数が２５以上の直鎖アルコールを用いることにより、再分散性の良いインクジェット記録用インク組成物とすることができる。連続吐出安定性及び長時間放置後の吐出性、長期保存安定性の観点からも好ましい。また、水性インク組成物への溶解性の点から、炭素数が１５０以下のものが適している。炭素数は、好ましくは３０〜５０であり、特に炭素数３０〜３５の直鎖アルキル基が好ましい。エチレンオキサイドの付加モル数（以下「ＥＯ」という）は２〜１００であり、好ましくは１０〜５０、さらに好ましくは２０〜５０である。
ＨＬＢ（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ ｂａｌａｎｃｅ）は、水への溶解性の点から４以上、好ましくは１０以上であり、さらに好ましくは１４以上１８以下である。
【００１６】
上記炭素数２５〜１５０の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物の例としては、米国ペトロライト社製の“ユニトックス４２０”（炭素数３１〜３２、ＥＯは約３、ＨＬＢ＝４）、“ユニトックス４５０”（炭素数３１〜３２、ＥＯは約１０、ＨＬＢ＝１０）、“ユニトックス４８０”（炭素数３１〜３２、ＥＯは約４０、ＨＬＢ＝１６）、“ユニトックス５２０”（炭素数３８、ＥＯは約３、ＨＬＢ＝４）、“ユニトックス５５０”（炭素数３８、ＥＯは約１２、ＨＬＢ＝１０）、“ユニトックス７２０”（炭素数４８〜４９、ＥＯは約４、ＨＬＢ＝４）、“ユニトックス７５０”（炭素数４８〜４９、ＥＯは約１６、ＨＬＢ＝１０）などがある。
このような分散剤を１種類または数種類選択して使用することができる。これら分散剤の割合は、昇華性染料の分散安定性を良好に保つ目的から、好ましくは０．１〜２０重量％、さらに好ましくは、０．１〜１２重量％である。
【００１７】
本発明のインクには、さらに、その他各種添加剤を本発明の目的の達成を妨げない範囲において、必要に応じて添加することができる。例えば、表面張力調整剤、ヒドロトロープ剤、ＰＨ調整剤、粘度調整剤、防腐剤、防かび剤、光安定剤、キレート化剤、消泡剤等である。
本発明の染色用インクの調整方法に特に制限はないが、好ましくは、以下に述べる方法によって、調整される。即ち、まず、
（１）水、保湿剤、昇華性染料、分散剤、並びに、必要に応じて水溶性有機溶媒や前記添加剤を混合して撹拌し、予備分散液を調整し、次いで、
（２）該予備分散液をサンドミル等の湿式媒体ミルで分散させ、染料分散液を得る。
（３）該染料分散液に、水、必要に応じて水溶性有機溶媒や前記添加剤を加え濃度調整した後、濾紙等でろ過してから使用する。
上記方法において、保湿剤は、微粒子化時に添加しても濃度調整時に添加してもよく、分割して添加してもよい。
【００１８】
上記方法で得られた昇華性染料の平均粒径は、好ましくは、０．０５μｍ〜０．５μｍ，最大粒径が１μｍ以下、更に好ましくは０．０５μｍ〜０．２μｍ，最大粒径が０．５μｍ以下である。染料の粒径がこれより大きくなると、昇華性染料が沈降しやすくなるためインクの分散安定性の面から好ましくない。
染色用インクに調整剤を所定の割合で添加し、インクの調整を行う場合、粘度は２０℃にて２ｃＰ〜７ｃＰが好ましく、さらに好ましくは２ｃＰ〜５ｃＰである。また、表面張力は２０℃にて２０ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍが好ましく、さらに好ましくは２５ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍである。
【００１９】
（ＩＩ）印刷基体の作製
上記にて調製した染色用インク３種類を市販のインクジェットプリンタ用のインクカートリッジ４１にそれぞれ入れ、図示するインクジェットプリンタ４０（以後、プリンタと記す）にこのカートリッジを装着する。プリンタ４０は市販のものを使用する。
【００２０】
次に、このプリンタ４０を使用して所望の色をプリントさせるために、市販されているパーソナルコンピュータ５０（以下ＰＣという）を使用して、印刷される色及び濃度の調製を行う。色の調製はＰＣ５０のドローソフトにより行うため、所望する色データをＰＣ５０内に保存しておくことができ、必要になったときに何度でも同じ色調が得られるようになっている。また、色の濃淡もデジタル管理されるため、必要なときに何回でも同じ濃度の色を所望することができる。
昇華性染料を印刷する基体には市販のＡ４の紙１（図１参照）を使用する。紙１は紙に限らずプリンタ４０にて印刷可能なものであれば特に限定されないが、気相転写時に熱を加えるため、例えば片面若しくは両面が黒い紙等、の熱吸収のよいものを使用することが好ましい。
【００２１】
プリンタ４０に紙１を入れ、ＰＣ５０の操作により、予め設定しておいた色及び濃度にて印刷を行う。印刷された紙１には染色用インクが塗布された着色層２が円形状に印刷される。着色層２の大きさはレンズの径よりも若干大きいものが好ましい。プリンタ４０によって着色層２が形成された紙１を印刷基体１０として使用する。本実施形態ではインクジェットプリンタを染色用インクの吐出手段として用いているが、これに限るものではなく、染色用インクを所定の基体に吐出させることのできる装置であればよい。
【００２２】
（ＩＩＩ）プラスチックレンズの染色
次に着色された印刷基体１０とプラスチックレンズ３とを真空気相転写機本体２０内に設置してレンズの染色を行う方法について説明する。なお、図２に真空気相転写機本体２０正面から見た内部概略図を示す。
【００２３】
２０は真空気相転写機本体であり、正面には印刷基体１０やプラスチックレンズ３を出し入れするための図示無き取出し口が設けられている。染色を行うプラスチックレンズ３の材質は、ポリカーボネート系樹脂（例えば、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート重合体（ＣＲ−３９））、ポリウレタン系樹脂、アリル系樹脂（例えば、アリルジグリコールカーボネート及びその共重合体、ジアリルフタレート及びその共重合体）、フマル酸系樹脂（例えば、ベンジルフマレート共重合体）、スチレン系樹脂、ポリメチルアクリレート系樹脂、繊維系樹脂（例えば、セルロースプロピオネート）等の眼鏡レンズに使用される一般的な材質が用いられる。
【００２４】
２１は印刷基体１０上の染料を加熱し昇華させるためのハロゲンランプである。図１に示す２２はロータリーポンプであり、本体２０内をほぼ真空にさせるために使用する。２３はリークバルブであり、このバルブを開くことでほぼ真空になった本体２０内に外気を入れ大気圧に戻すものである。
図１に示す３０はプラスチックレンズ３と印刷基体１０とをセットして染色を行うための染色用治具である。染色用治具３０はプラスチックレンズ３を載置するためのレンズ載置部３１と印刷基体１０を載置するための基体載置部３２からなる。
【００２５】
レンズ載置部３１は円筒形の形状を有し、プラスチックレンズ３を所定の高さに維持するための載置台３１ａとプラスチックレンズを支持する支持部３１ｂからなる。図２に示すように、プラスチックレンズ３の凸面側又は凹面側を支持部３１ｂにて支持させ、支持部３１ｂを載置台３１ａ上に乗せることにより、レンズ３を所定の高さに保持させておくことができる。
【００２６】
基体載置部３２は印刷基体１０を載せるための円筒の形状を有する載置台３２ａと印刷基体１０を上方から押えるための基体押さえ３２ｂからなる。載置台３２ａは図示するように、その内側にレンズ載置部３１が位置するように置かれ、載置台３２ａの上部に載せられた印刷基体１０を基体押さえ３２ｂと載置台３２ａとで挟み込むことにより、印刷基体１０が動かないようにしっかりと固定保持する。このとき印刷基体１０の着色層２は、レンズ３側（下側）に向けてレンズ３の染色予定面に対して非接触にて対向している。
【００２７】
このような構成を持つ真空気相転写機本体２０を使用して以下の操作を行い、プラスチックレンズ３の染色を行う。
染色用治具３０にプラスチックレンズ３、印刷基体１０をセットした後、本体２０を密封してロータリーポンプ２２を用いて真空状態にする。このときの真空状態とは０．１ｋＰａ〜５ｋＰａ付近まで減圧した状態をいう。０．１ｋＰａを下回っても差し支えないが、高性能排気装置を必要とする。また、装置内の気圧が高ければ高い程、染料を昇華させるのに必要な温度が高くなるため、圧力の上限は５ｋＰａ、さらに好ましくは０．１ｋＰａ〜３ｋＰａである。
【００２８】
本体２０が所定の真空度に達したらハロゲンランプ２１を点灯させ、印刷基体１０を上方から加熱する。印刷基体１０上での加熱温度は染料の変質やレンズの変形が生じない中で、できるだけ高い温度になるようにすることが好ましい。
ここで、昇華に当たって加熱を行う場合の温度をできるだけ高温とするのは、染料を全て昇華させることができるとともに、その昇華時間を短くすることができ、生産性を向上することができるからである。
【００２９】
ハロゲンランプ２１の点灯により印刷基体１０が加熱されるため、着色層２より染料が昇華、蒸散し、プラスチックレンズ３の凹面側又は凸面側に蒸着する。ハロゲンランプ２１の点灯による印刷基体１０への加熱時間は、着色層２上の染料が殆ど昇華、蒸散するまで行えばよい。
【００３０】
加熱が終了したら、ハロゲンランプ２１の点灯を止めるとともにリークバルブ２２を開いて常圧に戻し、本体２０の扉を開けプラスチックレンズ３を取り出す。プラスチックレンズ３には昇華した染料が蒸着しているが、このままでは取れやすいので、図１に示すオーブン６０に入れ、常圧下にて加熱し定着（発色）させる。
【００３１】
この工程はプラスチックレンズ３の耐熱温度以下で、できるだけ高温に設定された温度にオーブン内を加熱し、所望の色相及び濃度を得るために予め定めておいた時間が経過した後にオーブン内からプラスチックレンズ３を取り出すといった手順で実行される。オーブン６０の加熱温度は染料の変質やレンズの変形が生じない範囲でできるだけ高い温度が好ましい。例えば、加熱温度は７０〜１５０℃、加熱時間は３０分〜３時間程である。
【００３２】
本実施形態では昇華性染料に対する加熱温度をできるだけ低くさせて昇華できるように真空中にて行うものとしているが、これに限るものではなく大気圧下にて行うようにすることもできる。また、本実施形態ではプラスチックレンズ３と印刷基体１０とを非接触に対向させるものとしているが、これに限るものではなく。プラスチックレンズ３と印刷基体とを接触させて染色を行うようにしてもよい。さらに、吐出手段を用いてプラスチックレンズ３に直接インクを塗布し、その後、加熱により染料をプラスチックレンズ３の内部に拡散させて定着、発色させるようにしてもよい。また、本発明におけるプラスチックレンズとは、眼鏡レンズ等に用いる光学的なパワーを有するプラスチックレンズの他に、サングラスに用いる光学的なパワーを持たないプラスチックレンズや、スキー等に使用するゴーグル等も含めるものとする。
【００３３】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。尚、下記実施例において“部”は特に断らない限り“重量部”を、また“％”は特に断らない限り“重量％”を示す。実施例では、Ｓ−２．００（屈折率１．７４）のプラスチックレンズを使用した。
【００３４】
＜実施例１＞
イエロー染料原体（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４）２０部、分散剤としてアニオン性界面活性剤の特殊芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩（花王（株）製“デモール ＳＮＢ”）２０部、ノニオン性界面活性剤の炭素数３１〜３２の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物（米国ペトロライト社製“ユニトックス４８０”、ＥＯが約４０、ＨＬＢが１６に相当する）３部、水１２０部からなる混合物に、直径０．４ｍｍのジルコンビーズ３３０部を使用して、サンドミルにて３５時間微粒子化して分散液を得た。
この分散液に、プロピレングリコール（ＰＧ）１６０部、表面張力調整剤としてポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン２．０部、さらに水を加え全量を８００部に調整した染色用インクを作成した。染料の平均粒径は０．１２μｍであった。粒度分布の測定は、日機装株式会社製 Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＵＰＡ １５０にて行った。
【００３５】
＜実施例２＞
実施例１のプロピレングリコールの代わりにジエチレングリコール（ＤＥＧ）を１６０部使用した以外は実施例１と同様に染色用インクを作成した。
【００３６】
＜実施例３＞
実施例１のプロピレングリコールの代わりにポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ２００）を１６０部使用した以外は実施例１と同様に染色用インクを作成した。
【００３７】
＜実施例４＞
実施例１のプロピレングリコールの代わりにグリセリン（Ｇｌｙ）を１６０部使用した以外は実施例１と同様に染色用インクを作成した。
【００３８】
＜実施例５＞
レッド染料原体（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０）２０部を用いる以外は、実施例１と同様に微粒子化を行い分散液を得た。
この分散液に、プロピレングリコール（ＰＧ）１００部、表面張力調整剤としてポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン１．２５部、さらに水を加え全量を５００部に調整した染色用インクを作成した。染料の平均粒径は０．１０μｍであった。
【００３９】
＜実施例６＞
レッド染料原体（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １７）２０部を用いる以外は、実施例５と同様に染色用インクを作成した。染料の平均粒径は０．１０μｍであった。
【００４０】
＜実施例７＞
ブルー染料原体（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４）２０部を用いる以外は、実施例１と同様に微粒子化を行い分散液を得た。
この分散液に、プロピレングリコール（ＰＧ）１２０部、表面張力調整剤としてポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン１．５０部、さらに水を加え全量を６００部に調整した染色用インクを作成した。染料の平均粒径は０．１０μｍであった。
【００４１】
＜実施例８＞
実施例７のプロピレングリコールの代わりにグリセリン（Ｇｌｙ）を１２０部使用した以外は実施例７と同様に染色用インクを作成した。
【００４２】
＜実施例９＞
実施例７のプロピレングリコールの代わりにソルビトール（Ｓｏｒ）を１２０部使用した以外は実施例７と同様に染色用インクを作成した。
【００４３】
＜実施例１０＞
レッド染料原体（Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ４）２０部を用いる以外は、実施例１と同様に微粒子化を行い分散液を得た。
この分散液に、ソルビトール（Ｓｏｒ）１００部、表面張力調整剤としてポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン１．２５部、さらに水を加え全量を５００部に調整した染色用インクを作成した。染料の平均粒径は０．１０μｍであった。
【００４４】
＜比較例１＞
プロピレングリコールをジエチレングリコール（ＤＥＧ）とした以外は、実施例５と同様に染色用インクを作成した。
【００４５】
＜比較例２＞
プロピレングリコールをポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ２００）とした以外は、実施例５と同様に染色用インクを作成した。
【００４６】
＜比較例３＞
プロピレングリコールをエチレングリコール（ＥＧ）とした以外は、実施例５と同様に染色用インクを作成した。
【００４７】
＜比較例４＞
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０をＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ７３（アゾ系染料）とした以外は、実施例５と同様に染色用インクを作成した。
【００４８】
＜比較例５＞
プロピレングリコールをポリエチレングリコール２００（ＰＥＧ２００）とした以外は、実施例７と同様に染色用インクを作成した。
【００４９】
＜比較例６＞
Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４をＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １６５（アゾ系染料）とした以外は、実施例７と同様に染色用インクを作成した。
【００５０】
上記実施例１〜１０および比較例１〜６で調製された各染色用インクをインクジェットプリンタ（セイコーエプソン（株）製 ＭＪ８０００Ｃ）のインクカートリッジに注入し、市販の紙（三菱製紙製つや紙（黒））を使用して印刷基体１０を作製した。印刷基体１０はＰＣのソフト（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｏｒｄ）及び印刷制御用ソフトを使用して、プリンタ４０にて紙上にφ９５の円形状に着色層を形成するように印刷することにより作製した。また、インクの吐出量は５０％となるように調整し印刷した。
【００５１】
この印刷基体の乾燥を待って、前述した真空気相転写機２０、染色用治具３０等を使用して印刷基体１０からプラスチックレンズ３への転写作業を行った。このときの真空気相転写機２０内の真空度は１ｋＰａ、印刷基体１０上の温度は２５０℃であった。プラスチックレンズ３への転写作業後、定着させるためにオーブン６０内にプラスチックレンズ３を置き、１５０℃で９０分レンズを加熱し、発色作業を完了した。
【００５２】
発色作業が完了した染色済みのプラスチックレンズについて色、発色性、昇華性、ムラの有無について評価した。
発色性評価：発色後アセトンを浸した布で拭き、染料が取れない場合○、わずかに取れる場合△、多く取れる場合×とした。
昇華性評価：転写後の基体に色が残っていない場合○、少し残っている場合△、印刷時と殆ど差がないほど残っている場合×とした。
ムラの有無：発色後、目視にてレンズの染色状態を検査した際に色が均一に染まっていると認められる場合には○、ムラになっている場合には×とした。なお、目視では染色ムラが確認し難いが、マイクロスコープにて検査を行った際に、染料の凝集が見られる場合を△とした。
【００５３】
以上の評価結果を表１および表２に示す。
【表１】
【表２】
実施例１〜１０、及び比較例１〜６のいずれの場合にも、使用したインクジェットプリンタから問題なく染料を吐出させることができた。また、長期間使用しても染料の沈降等が見られず安定した出力を行うことができた。表１及び表２に示すように、レンズの染色ムラにおいては保湿剤としてプロピレングリコールを用いた場合、キノフタロン系の昇華性染料とアントラキノン系の昇華性染料については染色ムラがなかったが、アゾ系の昇華性染料については、染色ムラが発生した。また、黄色のキノフタロン系の昇華性染料については、保湿剤の違いによる染色ムラは認められなかったが、赤色の昇華性染料のうち、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０を用いた場合は、保湿剤として、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール２００、エチレングリコールを使用した場合に、染色ムラが認められた。青色系のＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４の場合は、プロピレングリコール、グリセリンおよびソルビトールでは染色ムラがなかったが、ポリエチレングリコール２００を使用した場合には、染色ムラが認められた。上記の結果から、本発明の染色用インクとして、昇華性染料としてはキノフタロン系およびアントラキノン系の染料が良い結果となった。保湿剤としては、プロピレングリコール、グリセリンおよびソルビトールを使用した場合は目視にて染色ムラが確認できず、良好な染色性が得られた。また、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０の場合は、保湿剤により、染色ムラに差があることが分かった。
【００５６】
また、実施例１〜１０、比較例１〜６にて使用した昇華性染料を用いて、浸染法にて実施例１のレンズ（Ｓ−２．００ 屈折率１．７４）の染色を行ったが、レンズが僅かに染色された程度であり、所望する濃度の染色は不可能であった。
【００５７】
次に、染色のムラを客観的に評価するために、実施例７及び比較例６にて使用した染色用インクを用いて染色されたプラスチックレンズを分光光度計（株式会社島津製作所製 ＵＶ−２１００）にて色度を測定し、染色範囲の色の不均一性を調べた。その結果を表３、表４に示す。なお、測定点は図３に示すように、染色済プラスチックレンズの幾何中心と、幾何中心から上下左右方向に１０ｍｍ離れた位置（測定点Ａ〜Ｄ）を測定した。色度の表示はＬ＊ａ＊ｂ＊表色系にて行った。
【００５８】
【表３】
【表４】
表３に示すように、比較例６の染色済プラスチックレンズに比べ、実施例７の染色済プラスチックレンズの方が色のばらつきが少ないのが判る。また、表４は各測定点（幾何中心、Ａ〜Ｄ）に対して、任意の２点における色差（ΔＥ＊）を求めたものである。表４に示すように、実施例７の染色済プラスチックレンズにおいては、各々２点の色差（ΔＥ＊）は最大でも０．５９（Ｂ点−Ｄ点の２点）であり、色差１．０を大きく下回っている結果となった。一方、比較例６では（幾何中心−Ａ点）、（Ｂ点−Ｃ点）、（Ｂ点−Ｄ点）の３箇所での色差が１．０を上回る結果となり、目視にて判別できる程度の染色ムラが発生していることが客観的に確認された。なお、実施例７以外の上記実施例（実施例１〜６、８〜１０）にて得られた染色済プラスチックレンズにおいても同様の条件にて色差を求めたが、何れも色差１．０以内（さらには色差０．８以内）であった。また、比較例１〜５の染色済プラスチックレンズにおいても同様の条件にて色差を求めたが、測定場所によっては色差１．０を上回る結果が得られた。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、本発明では気相転写法においてインクジェットプリンタに用いるのに好適なインクを得ることができるとともに、発色性が良いとともに、染色ムラのないプラスチックレンズの染色を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】気相転写法の流れを示した模式図である。
【図２】染色用治具の構成を示す図である。
【図３】染色済プラスチックレンズにおける測色点を示した図である。
【符号の説明】
１ 紙
２ 着色層
１０ 印刷基体
２０ 真空気相転写機
３０ 染色用治具
４０ インクジェットプリンタ
５０ パーソナルコンピュータ
６０ オーブン
Claims (13)
- 昇華性染料を含有する染色用インクを所定の基体又はプラスチックレンズに塗布し、塗布された前記染色用インクを加熱することにより昇華性染料をプラスチックレンズに向けて基体を介して昇華させ又は直接プラスチックレンズに内部拡散させて、前記プラスチックレンズに染色を施すための染色用インクにおいて、前記染色用インクの組成成分には水、保湿剤、アントラキノン系およびキノフタロン系から選ばれる少なくとも１種類の昇華性染料、および分散剤を含有することを特徴とするプラスチックレンズ染色用インク。
- 前記保湿剤が、グリセリン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよびソルビトール、から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズ染色用インク。
- 前記キノフタロン系昇華性染料が、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ６４から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラスチックレンズ染色用インク。
- 前記アントラキノン系昇華性染料が、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １７およびＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のプラスチックレンズ染色用インク。
- 前記分散剤が、アニオン性界面活性剤及び炭素数２５〜１５０の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物であることを特徴とする請求項１〜請求項４に記載のプラスチックレンズ染色用インク。
- 前記プラスチックレンズ染色用インクにて染色されたプラスチックレンズの染色領域の２点における色差の最大値が１．０以内であることを特徴とする請求項１〜請求項５に記載のプラスチックレンズ染色用インク。
- 水、保湿剤、キノフタロン系およびアントラキノン系から選ばれる少なくとも１種類の昇華性染料および分散剤を含有する染色用インクを用い、所定の基体又はプラスチックレンズに前記染色用インクを塗布する第１ステップと、該第１ステップにより前記基体又はプラスチックレンズに塗布された前記染色用インクを加熱することにより前記昇華性染料をプラスチックレンズに向けて基体を介して昇華させ又は直接プラスチックレンズに内部拡散させて、前記プラスチックレンズに蒸着させる第２ステップと、を有することを特徴とするプラスチックレンズ染色方法。
- 前記第１ステップは所定の基体に塗布するものであるとし、前記第２ステップは前記第１ステップにて前記昇華性染料が塗布された前記基体の塗布面とプラスチックレンズの染色予定面とを対向させておき、前記基体を加熱することにより前記染色用インクを加熱して前記昇華性染料を昇華させるものであることを特徴とする請求項７記載のプラスチックレンズ染色方法。
- 前記保湿剤が、グリセリン、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールおよびソルビトールから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項７及び請求項８に記載のプラスチックレンズ染色方法。
- 前記キノフタロン系昇華性染料が、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ５４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｙｅｌｌｏｗ ６４から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項７〜請求項９に記載のプラスチックレンズ染色方法。
- 前記アントラキノン系昇華性染料が、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ４、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ ６０、 Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｖｉｏｌｅｔ １７およびＣ．Ｉ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｂｌｕｅ １４から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項７〜請求項１０に記載のプラスチックレンズ染色方法。
- 前記分散剤が、アニオン性界面活性剤及び炭素数２５〜１５０の直鎖アルコールのエチレンオキサイド付加物であることを特徴とする請求項７〜請求項１１に記載のプラスチックレンズ染色方法。
- 前記昇華性染料を昇華させて前記プラスチックレンズに蒸着させる第２ステップ終了後、前記プラスチックレンズを所定温度にて加熱することにより前記昇華性染料をプラスチックレンズに定着させる第３ステップを有し、該第３ステップにより染色されたプラスチックレンズの染色領域の２点における色差の最大値が１．０以内であることを特徴とする請求項７〜請求項１２に記載のプラスチックレンズ染色方法。
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