JP2012177909A - 染色プラスチックレンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プラスチックレンズの裏面及び表面の両面がそれぞれ1色以上の染料で、かつ裏面と表面とが異なる染料で着色されており、好ましくは前記裏面と前記表面との着色が異なる色で着色されていることを特徴とする染色プラスチックレンズである。
【選択図】なし
Description
一方、染色プラスチックレンズの用途が眼鏡などである場合、ファッション性の観点から色の選択幅が広いことが要求されており、上記特許文献1の浸漬染色法によるプラスチックレンズ光学面の両面を同一色で着色することでは、所望の色及び色調とするために、染料液を一定量調製しなければならず、例えば、発注の少ない色の場合、調製した染料液を無駄にすることがあり効率的でなかった。また、上記特許文献2のように、プラスチックレンズの光学面の一方の面を数色で着色することでは、プラスチックレンズをカットした際、横から見た時に無色透明部分が存在するために折角のカラーレンズにしても、美観を損ねるという問題があった。
すなわち、本発明は下記のとおりである。
[2] 前記裏面と前記表面とが異なる色となるように着色されていることを特徴とする、上記[1]に記載の染色プラスチックレンズ。
[3] 染色濃度が75%以上である、上記[1]又は[2]に記載の染色プラスチックレンズ。
[4] 染色濃度が75%以上となるように、染料をプラスチックレンズの裏面及び表面の一方に付着させ、次いで他方に前記染料とは異なる染料を付着させた後、前記付着させた染料をプラスチックレンズ内に浸透させて得られることを特徴とする染色プラスチックレンズ。
[5] 前記プラスチックレンズが屈折率1.7以上である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の染色プラスチックレンズ。
また、本発明の染色プラスチックレンズは、裏面及び表面を通じて所望の色及び色調を発現させるため、裏面側と表面側との異なる色の組合せにより、プラスチックレンズの色の選択幅が広がり、さらに発注の少ない色をその都度作製してインクを無駄にすることがないので小ロットでも有益である。
そして、本発明の染色プラスチックレンズは、コバ面から見た際にも両面染色の効果から、従来からある片面染色のプラスチックレンズにあった、光学面は着色されている反面、側面を見ると無色透明に見える点も解決したため、例えば縁なし眼鏡レンズ等に対しても違和感の無い仕上がりを提供することができる。
上記の染色法としては、片面ずつ染色する方法であればよく、昇華染色法や浸漬染色法などを採用することができる。
(昇華染色法)
例えば、昇華染色法の場合、基板に昇華性染料含有インクを塗布した該塗布面と、プラスチックレンズの被染色面(裏面及び表面の一方)を離間して対向させ、基板を加熱することにより昇華性染料を昇華させてプラスチックレンズの被染色面に染料を付着させ、次いで同様の方法で他方の被染色面に染料を付着させた後、付着させた昇華性染料をプラスチックレンズ内に加熱浸透させることにより、本発明の染色プラスチックレンズを得ることができる。
本発明においてプラスチックレンズは特に限定は無いものの、屈折率が1.7以上、好ましくは1.7〜1.8、より好ましくは1.70〜1.76のものを用いる。上記のような高屈折率のプラスチックレンズであっても、所望の色が高濃度で着色されているという本発明の効果を好適に発揮することができる。
プラスッチクレンズの被染色面は昇華性染料中の色素の凝集を抑制するため、該染料を付着させる前に洗浄しプラズマ処理及びUVオゾン処理などの表面処理を施しておいてもよい。
基板としては特に制限はなく、例えば無機材料からなる基板、有機材料からなる基板、金属材料からなる基板のいずれも使用できる。
上記無機材料としては、ガラス、石英、雲母などや、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維などの無機高分子化合物からなる織布又は不織布などが挙げられる。上記有機材料としては、紙などが挙げられる。上記金属材料としては、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、これらの合金などが挙げられる。基板は、2種以上の材料を複合化した複合材料で形成されていてもよく、また、複数の材料からなる多層構造体であってもよい。
上記基板は、プラスチックレンズと対向する側の面(塗布面)が、プラスチックレンズの被染色面側の曲面と重ね合わせたときの誤差が少ない曲面を有する形状であってもよい。この場合、基板とプラスチックレンズの間隔がレンズの曲面全体でほぼ一定になり、昇華した染料がレンズ上に均一に拡散し、プラスチックレンズをムラなく均一に染色し易くなる。また、基板の昇華性染料含有インクを塗布する面は、プラスチックレンズを均一に染色する観点から、平滑であることが好ましい。
昇華性染料含有インクを塗布する際の基板の温度は60℃以下が好ましく、プラスチックレンズをムラなく均一に染色する観点から、より好ましくは常温(つまり、加熱していない温度)である。
昇華性染料は、加熱により昇華する性質を有する染料であれば特に制限はない。昇華性染料は工業的に容易に入手可能であり、市販品としては、例えばKiwalon Blue ESP(紀和化学工業(株)製)、Kiwalon Red ESP(紀和化学工業(株)製)、Kiwalon Yellow ESP eco(紀和化学工業(株)製)、Kayalon Microester Red C-LS conc(日本化薬(株)製)、Kayalon Microester Red DX-LS(日本化薬(株)製)、Dianix Blue AC-E(ダイスタージャパン(株)製)、FSP-Blue AUL-S(双葉産業(株)製)、FSP-Red BL(双葉産業(株)製)、FSP-Yellow P-E(双葉産業(株)製)、Kayalon Microester Blue C-LS conc(日本化薬(株)製)、Kayalon Microester Blue AQ-LE(日本化薬(株)製)、Kayalon Microester Yellow AQ-LE(日本化薬(株)製)、Kayalon Microester Yellow C-LS(日本化薬(株)製)、Kayalon Microester Blue DX-LS conc(日本化薬(株)製)などの分散染料が好適に使用できる染料として挙げられる。
また、昇華性染料含有インクには、プラスチックレンズを高濃度で均一に染色する観点から、界面活性剤、保湿剤、有機溶媒、粘度調整剤、pH調整剤、バインダーなどを含有させてもよい。
なお、昇華性染料を基板上に塗布する方法としては特に制限はなく、例えばスプレーコーティング法、バーコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、インクドットコーティング法、インクジェット法などが挙げられる。
まず、プラスチックレンズの被染色面である裏面及び表面の一方が、前記基板の昇華性染料含有インクが塗布された面と対向するように設置する。次に、前記基板を加熱することにより前記昇華性染料を昇華させて、前記プラスチックレンズの被染色面に染料を付着させる。さらに、同様の方法で他方の被染色面に染料を付着させ、プラスチックレンズの両面に染料を付着させる。
ここで、上記「異なる染料」とは、同一の染料でないという意味であり、例えば色相が異なる染料の他、同じ色相であっても、明度や彩度の色調が異なる場合や、ひいては市販品の型番が異なる場合も含まれる。
基板を加熱する方法としては、昇華性染料が塗布されていない面側からヒーターにて加熱する方法が好ましく挙げられる。基板の加熱温度は、昇華性染料を十分に昇華させることができ、かつ対向するプラスチックレンズの熱による変形及び変色を抑制できる観点から、基板が50〜300℃になるように調整することが好ましい。
また、基板の加熱は略真空圧下に実施するが、略真空圧下とは、通常、真空度1×10-3〜1×103Paの条件下であることをいい、レンズ表面にて昇華性染料中の色素が結晶化するのを抑制する観点から、好ましくは1×10-2〜8×102Paである。
プラスチックレンズの染色をより均一に行なうために、昇華性染料が付着したプラスチックレンズをさらに加熱処理して、プラスチックレンズ内部へ色素を浸透させる。
加熱処理温度は、昇華性染料をプラスチックレンズ内へ十分に浸透させる観点及びプラスチックレンズの変形及び変色を抑制する観点から、80〜150℃が好ましい。特に、屈折率1.7以上のプラスチックレンズの場合、100〜150℃で加熱処理することにより、昇華性染料をプラスチックレンズ内へ十分に浸透させることができる。
加熱処理時間は、プラスチックレンズを高濃度に染色する観点及びプラスチックレンズの変形及び変色を抑制する観点から、1分〜150分が好ましい。
なお、上記加熱処理温度及び時間は、プラスチックレンズが所望の色及び色調、染色濃度となるように適宜調整すればよい。
また、加熱処理は、昇華性染料をプラスチックレンズに均一に浸透させていくために、予め上記温度範囲に加熱してある炉(例えばオーブンなど)に昇華性染料が付着したプラスチックレンズを入れる方法を採ることが好ましい。
例えば、浸漬染色法の場合、プラスチックレンズの被染色面のうち、裏面及び表面の一方の被染色面を、浸漬染料液に浸漬させ染料を付着させる。この時、他方の面を前記浸漬染料液に浸漬させない状態に保持しながら染色する。次いで、他方の被染色面を前記染料とは異なる染料を用いた浸漬染料液に浸漬させ染料を付着させる。この時、前記染色した一方の面を前記浸漬染料液に浸漬させない状態に保持しながら染色する。さらに、両面に付着させた染料をプラスチックレンズ内に浸透させる。
このようにプラスチックレンズを片面ずつ浸漬染色法で染色して、本発明の染色プラスチックレンズを得ることができる。
レンズ保持具は、全体にカップ型に形成されたレンズ保持部材20を用いて構成され、開口部21を有している。レンズ保持部材20は、ゴム状弾性を有する弾性材料を用いて構成され、図1(A)断面図,(B)レンズ方向から見た図に示すように、レンズ保持部材20にプラスチックレンズ10が装着され、プラスチックレンズ10のコバ面11はレンズ保持部材20に密着した状態となることで、レンズ保持部材20の中空部22に、プラスチックレンズ10を蓋体とした密閉空間23が形成される。
レンズ保持部材20にプラスチックレンズ10を装着した後、図2に示すように、プラスチックレンズ10を浸漬染料液30に浸漬させる。このとき、プラスチックレンズ10が有する2つの被染色面12,13のうち、一方の被染色面12は浸漬染料液30に浸漬し、かつ他方の被染色面13は、密閉空間23を形成しているため、浸漬染料液30に浸漬しない状態となる。これにより、プラスチックレンズ10の被染色面13が染色されずに被染色面12だけを染色することができる。
同様に他方の被染色面13についても、該面が浸漬染料液30に浸漬するようにレンズ保持具を用いて染色すればよい。
また、効率よくプラスチックレンズを染色する観点から、オートクレーブなどを用いて加圧条件下で染色してもよく、通常0.5〜5.0MPa程度の加圧条件下でおこなうことができる。
浸漬染料液から引き揚げたプラスチックレンズは、必要に応じて水洗や乾燥処理を行ってもよく、乾燥温度、乾燥時間等の条件は適宜選択することができる。
プラスチックレンズの屈折率及び素材としては、昇華染色法で上述したものと同様であり、特に制限はないが、浸漬法の場合、例えば屈折率が1.5〜1.67程度のプラスチックレンズであれば、上記染料液の温度、浸漬時間、圧力条件などの浸漬条件を適宜調整することにより、高濃度まで染色することが可能であるため、工程の煩雑さを考慮した時には浸漬法を用いた方が好ましい。また、フィニッシュレンズ及びセミフィニッシュレンズであることが好ましい。
浸漬染色法において使用する染料としては、昇華染色法で上述したものと同様であり、特に制限はなく、分散染料を好適に使用することができる。
以上の様にして製造することができる本発明の染色プラスチックレンズは、裏面及び表面の両面が着色されているため、屈折率1.7以上であっても、高濃度で着色された染色プラスチックレンズとすることができる。
例えば、本発明の染色プラスチックレンズは、染色濃度を容易に75%以上、さらには屈折率1.7以上であるプラスチックレンズであっても80%以上とすることができ、一方の面が着色されたプラスチックレンズよりも高濃度とすることが容易である。さらに、本発明の染色プラスチックレンズは、上述したとおり、裏面側と表面側との着色を異なる色とすることにより、色の選択幅が広いものである。
各例で得られた染色プラスチックレンズの外観評価及び染色濃度の測定は以下の通りに行なった。
(外観評価:色)
得られた染色プラスチックレンズの凸面側と凹面側とを通じて目視で観察した。
(染色濃度)
得られた染色プラスチックレンズの染色濃度を下記式により求めた。
染色濃度(%)=100(%)− 可視光線透過率(%)
なお、上記式中の可視光線透過率(%)は、分光光度計「U3410」(日立製作所(株)製)を用いた、435〜630nmの可視光線領域における、測定対象となる各色の適切な波長領域で測定した値である。
(プラスチックレンズ)
各例で使用するプラスチックレンズは以下のとおりである。
・「EYRY(アイリー)」(商品名、HOYA(株)製);屈折率1.71、中心厚1.0mm、レンズ度数0.00、直径80mm、ポリスルフィド結合を有するプラスチックレンズ、光学面の一方が凸面、他方が凹面である。
・「HL」(商品名、HOYA(株)製);屈折率1.50、中心肉厚2.0mm、レンズ度数0.00、素材:ジエチレングリコ−ルビスアリルカ−ボネ−ト、光学面の一方が凸面、他方が凹面である。
(昇華性染料含有インクの調製)
<調製例1>
昇華性染料として「Kayalon Microester Blue DX-LS(日本化薬(株)製)」(青色)を水に分散させ、さらに分散剤、保湿剤を混合して昇華性染料含有インクとした。各成分の組成比は以下の通りである。
昇華性染料/水/分散剤/保湿剤/=5/74.55/0.45/20(質量比)
<調製例2>
昇華性染料として「Kayalon Microester Red DX-LS(日本化薬(株)製)」(赤色)を水に分散させ、さらに分散剤及び保湿剤を混合して昇華性染料含有インクとした。各成分の組成比は調整例1と同様である。
<調製例3>
昇華性染料として「Kayalon Microester Yellow DX-LS(日本化薬(株)製)」(黄色)を水に分散させ、さらに分散剤及び保湿剤を混合して昇華性染料含有インクとした。各成分の組成比は調整例1と同様である。
調製例1のインクと調整例2のインクとを半々に混合して、紫色の昇華性染色含有インクとした。
<調製例5>
調製例1のインクと調整例3のインクとを半々に混合して、緑色の昇華性染色含有インクとした。
<調製例6>
調製例2のインクと調整例3のインクとを半々に混合して、オレンジ色の昇華性染色含有インクとした。
<調製例7>
分散染料としてKayalon Microester Blue DX-LS(日本化薬(株)製)(青色)を水に分散させ、さらに分散剤としてニッカサンソルト7000(商品名、日華化学(株)製)を混合して分散染料液とした。各成分の組成比は以下の通りである。
分散染料/水/分散剤=5/94.8/0.2(質量比)
<調製例8>
分散染料としてKayalon Microester Red DX-LS(日本化薬(株)製)(赤色)を水に分散させ、さらに分散剤としてニッカサンソルト7000(商品名、日華化学(株)製)を混合して分散染料液とした。各成分の組成比は調整例7と同様である。
実施例1〔凸面:調製例1インク(青)、凹面:調製例2インク(赤)〕
工程(1):
ガラス基板上に調製例1で調整した昇華性染料含有インクを碁盤目状にディスペンサーによって塗布した。
また同様にして、別のガラス基板上に調製例2で調整した昇華性染料含有インクを碁盤目状に塗布した。
工程(2):
調製例1のインクを塗布したガラス基板を、プラスチックレンズ(商品名「EYRY」、HOYA(株)製)の中心部と20mm離れるように昇華染色機内に対向して凸面が下を向くように設置し、真空度を2×102Paとし、ガラス基板の温度が155℃になるように加熱して昇華性染料を2分かけて昇華させてプラスチックレンズに付着させた。
付着確認後、プラスチックレンズを反転させ、凹面が下を向くように設置し、凸面側の時と同様に、調製例2のインクを塗布したガラス基板で昇華染色を行った。
工程(3):
さらに、工程(2)の凹面及び凸面に昇華性染料が付着したプラスチックレンズを150℃に加熱したオーブン内に置き、1時間加熱することにより、昇華性染料をプラスチックレンズ内に浸透させ、染色プラスチックレンズを得た。
得られた染色プラスチックレンズについて、レンズ正面から凸面側と凹面側とを通じて該染色プラスチックレンズを目視したところ、色が均一に紫色であった。また、浸透加熱後の染色濃度(測定波長585nm)は80.6%であった。さらにコバ面を目視にて確認したところ、コバ面の染色を行っていないにもかかわらず、着色されているように見えるため、外観上の違和感は無かった。
実施例1で用いた調製例2のインクを塗布したガラス基板の代わりに、調製例3のインクを塗布したガラス基板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして染色プラスチックレンズを得た。
得られた染色プラスチックレンズについて、レンズ正面から凸面側と凹面側とを通じて該染色プラスチックレンズを目視したところ、色が均一に緑色であった。また、浸透加熱後の染色濃度(測定波長630nm)は86.0%であった。さらにコバ面を目視にて確認したところ、コバ面の染色を行っていないにもかかわらず、着色されているように見えるため、外観上の違和感は無かった。
実施例1で用いた調製例1のインクを塗布したガラス基板の代わりに、調製例3のインクを塗布したガラス基板を用いたこと以外は、実施例1と同様にして染色プラスチックレンズを得た。
得られた染色プラスチックレンズについて、レンズ正面から凸面側と凹面側とを通じて該染色プラスチックレンズを目視したところ、色が均一にオレンジ色であった。また、浸透加熱後の染色濃度(測定波長525nm)は88.5%であった。さらにコバ面を目視にて確認したところ、コバ面の染色を行っていないにもかかわらず、着色されているように見えるため、外観上の違和感は無かった。
実施例1において、工程1と同様の方法で調製例4のインクを塗布したガラス基板を用い、工程2の凹面側への昇華染色を行わず、凸面のみの染色を行ったこと以外は、実施例1と同様にして染色プラスチックレンズを得た。
得られた染色プラスチックレンズについて、レンズ正面から凸面側と凹面側とを通じて該染色プラスチックレンズを目視したところ、色が均一に紫色であった。また、浸透加熱後の染色濃度(測定波長585nm)は75.8%であった。さらにコバ面を目視にて確認したところ、凸面側にフィルム状に染色が行われているのに対し、無色透明であるため外観に違和感があった。
実施例1において、工程1と同様の方法で調製例5のインクを塗布したガラス基板を用い、工程2の凹面側への昇華染色を行わず、凸面のみの昇華染色を行ったこと以外は、実施例1と同様にして染色プラスチックレンズを得た。
得られた染色プラスチックレンズについて、レンズ正面から凸面側と凹面側とを通じて該染色プラスチックレンズを目視したところ、色が均一に緑色であった。また、染色濃度(測定波長630nm)は69.1%であった。さらにコバ面を目視にて確認したところ、凸面側にフィルム状に染色が行われているのに対し、無色透明であるため外観に違和感があった。
実施例1において、工程1と同様の方法で調製例6のインクを塗布したガラス基板を用い、工程2の凹面側への昇華染色を行わず、凸面のみの昇華染色を行ったこと以外は、実施例1と同様にして染色プラスチックレンズを得た。
得られた染色プラスチックレンズについて、レンズ正面から凸面側と凹面側とを通じて該染色プラスチックレンズを目視したところ、色が均一にオレンジ色であった。また、染色濃度(測定波長525nm)は71.0%であった。さらにコバ面を目視にて確認したところ、凸面側にフィルム状に染色が行われているのに対し、無色透明であるため外観に違和感があった。
(染色液の調製): 分散染料としてダイアニックスブルーACE(三菱化成(株)製)をリットルあたり5gと、界面活性剤としてアニオン系のニッカサンソルト7000(商品名、日華化学(株)製)2gを1リットルの水に添加し、95℃に加熱し、保温した。ついで、予め1リットルの水に2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンを7.8gとニッカサンソルト7000を40g添加し85℃に保温した溶液の上澄み液100mlを量り取り前記染料液に添加し染色液を得た。
(染色): 前記染色液に実施例1で用いたレンズを2時間浸漬し青色の染色プラスチックレンズを得た。得られた染色プラスチックレンズは、色ムラなく染色されていた。また、染色濃度(測定波長585nm)は30.0%であった。
調製例7で調製した染料液を80℃に加温し、ここへ図1に示したレンズ保持具を保持したプラスチックレンズ(商品名「HL」、HOYA(株)製)を、大気圧下で80分間浸漬して、一方の面を染色した。
次に、調製例8で調製した染料液を80℃に加温し、ここへ他方の面が染料液に浸漬するように、上記染色された一方の面がレンズ保持具の中空部へ向くようプラスチックレンズをレンズ保持具に保持し、大気圧下で40分間浸漬して、他方の面を染色した。
得られた染色プラスチックレンズについて、レンズ正面から表面側と裏面側とを通じて該染色プラスチックレンズを目視したところ、色が均一に紫色であった。また、染色濃度(測定波長585nm)は75.5%であった。さらにコバ面を目視にて確認したところ、コバ面の染色を行っていないにもかかわらず、着色されているように見えるため、外観上の違和感は無かった。
20 レンズ保持部材
21 開口部
22 中空部
23 密閉空間
30 浸漬染料液
Claims (5)
- プラスチックレンズの裏面及び表面の両面がそれぞれ1色以上の染料で、かつ裏面と表面とが異なる染料で着色されていることを特徴とする染色プラスチックレンズ。
- 前記裏面と前記表面とが異なる色となるように着色されていることを特徴とする、請求項1に記載の染色プラスチックレンズ。
- 染色濃度が75%以上である、請求項1又は2に記載の染色プラスチックレンズ。
- 染色濃度が75%以上となるように、染料をプラスチックレンズの裏面及び表面の一方に付着させ、次いで他方に前記染料とは異なる染料を付着させた後、前記付着させた染料をプラスチックレンズ内に浸透させて得られることを特徴とする染色プラスチックレンズ。
- 前記プラスチックレンズが屈折率1.7以上である、請求項1〜4のいずれかに記載の染色プラスチックレンズ。
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