JP4263432B2 - プラスチックレンズの染色方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、均染性に優れるとともに、高濃度に染色し得るプラスチックレンズの染色方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、光学用プラスチックレンズはガラスレンズの代わりに多方面で使用されているが、中でも視力矯正用に使用させるコンタクトレンズや眼鏡用レンズはコスメティック効果及び／又は医療用効果（例えば、紫外線からの保護等）の目的からレンズを着色して使用することが盛んに行われている。ガラスレンズがプラスチックレンズに置き換えられる理由として、プラスチックレンズの軽量化、安全性の他に容易に染色できる可染性を挙げることができる。
【０００３】
光学用プラスチックレンズの染色に関しては、これまで種々の方法が実施されている。例えば、光学用プラスチックレンズ、特に眼鏡用プラスチックレンズを染色する方法として、(1)加熱した染料浴中にレンズを浸漬させた後、レンズを加熱して染料を固定化する方法、(2)プラスチックレンズの原料モノマーに予め染料を溶解させてから重合させる方法、(3)着色したフィルムを眼鏡レンズに貼り付けフィルムに含まれた染料を転写する方法、(4)気相中で有機染料を加熱・昇華させて染色する方法などが知られている。
【０００４】
上記(1)の方法は、通常行われている眼鏡レンズの染色方法であって、光学用プラスチックレンズに対して着色能を有する分散染料を水に溶解及び／又は懸濁させた染色液を加熱し、その中に染色すべき光学用プラスチックレンズを所定時間浸漬させた後、光学用プラスチックレンズを加熱して、レンズ内部に浸透した染料をさらに内部に拡散させて安定化する方法である。しかしながら、最近、高付加価値を求める市場ニーズに応えて、光学用プラスチックレンズ素材の多様化が進み、その結果、従来の方法では、染色困難な素材が増えてきている。
【０００５】
そこで、染色液の温度をできるだけ高くしたり、染色促進剤、いわゆるキャリアを染色液に加えたり、染色液に浸漬する時間を延長する等の方法が行われている。しかしながら、これらの方法によっても、到達濃度に限界があり、目標濃度到達までに長時間かけてもレンズを高濃度に染色することができないという問題がある。
【０００６】
プラスチックレンズ素材に直接染色するのではなく、素材の上に施したコーティング膜を染色する方法（特開昭60-235101号）も行われている。この光学用プラスチックレンズの染色方法は、染料を溶解した有機ハードコート液を光学用プラスチックレンズ表面に塗布した後、硬化処理するものであって、塗布処理としては、浸漬法、スプレー法、スピンコート法等が用いられている。しかしながら、これらの方法も、薄膜に多量の染料を含有させることが難しいため、やはり到達濃度に限界があり、レンズを高濃度に染色することはできない。
【０００７】
光学用プラスチックレンズ表面に染料を溶解した有機ハードコート液を塗布する代わりに、染色可能な有機ハードコート液を塗布してから、プラスチックレンズを加熱することにより染色する方法も行われている。しかし、この場合も薄膜に多量の染料を含有させることが難しいため、やはり到達濃度に限界があり、レンズを高濃度に染色することはできない。
【０００８】
(2)の方法は、光学用プラスチックレンズの原料モノマー液に染料を溶解させてから重合する方法であるが、形成されたレンズの着色濃度はレンズの厚みに依存するから、例えばレンズの中心部が周辺部よりも薄い凹レンズでは、中央部分の色が薄くなってレンズ全体で色の濃淡が生じる。また左右の度数が異なる眼鏡レンズにおいては、左右で色の濃度が異なるという問題が生じるので、この方法は実用的ではない。さらにマーケットニーズに応じて、色調と濃度を変えた多数の原料液を調合して多品種の着色光学用プラスチックレンズ基材を製造することは著しく困難である。
【０００９】
(3)の染料を転写する方法は、平板に対しては有効であるが、湾曲面を有する光学用プラスチックレンズに対しては、フィルムをきれいに貼り付けることが困難であり、ムラのない染色を施すことができない。
【００１０】
(4)の気相中で昇華性染料を昇華させてレンズを染色する方法は、従来の浸漬法では染色が困難であったレンズを容易に染色できるという長所を有する。この昇華染色法として、例えば(イ) 有機色素顔料を放射状に昇華させて染色する方法（特公昭35-1384号）、(ロ) 固形昇華性染料を昇華させてプラスチックレンズを染色する方法（特開昭56-153321号、特開昭56-159376号）、(ハ) 着色層に含まれた昇華性染料を昇華させてプラスチックレンズを染色する方法（特開平1-277814号、特開2000-329901号）等が提案されている。
【００１１】
しかしながら、上記(イ)の方法においては、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という問題がある。(ロ)の方法においては、固形昇華性染料をレンズに対して定量的に付着させることが困難な上、着色源の均一加熱、及び染料濃度の調整が難しいという欠点がある。また(ハ)の方法においては、上記(ロ)の方法に比べて、着色源の均一加熱が容易であるが、着色層をレンズに密着させることが困難であるため、着色レンズの均染性及び染色濃度については満足しうるものではなかった。
【００１２】
従って本発明の目的は、従来の気相法に比べて均染性に優れるとともに、高濃度に染色し得るプラスチックレンズの染色方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、染色処理時における昇華性染料分子の運動を活発にすると、従来の気相法に比べて均染性に優れるとともに、高濃度に染色できることを発見し、本発明に想到した。
【００１４】
すなわち、本発明の染色方法は、オートクレーブ内で、圧力 0.08 〜 0.5 MPa 、温度 90 〜 150 ℃の加熱水蒸気雰囲気中で昇華性染料を昇華させ、プラスチックレンズを染色することを特徴とする。
【００１５】
前記染色方法の好ましい一例は、昇華性染料を含むインク（又はインクリボン）を用いてインクジェットプリンタ（又はインクリボンプリンタ）により所望のパターンに印刷することにより、昇華性染料を含む中間媒体を作製し、この中間媒体とプラスチックレンズとを接触させた状態で、昇華性染料を昇華させる工程からなる。中間媒体は伸縮性を有するのが好ましい。
【００１６】
前記染色方法の好ましい別の例は、昇華性染料を含むインクを用いてインクジェットプリンタにより直接プラスチックレンズ素地（又はインク受容体として水溶性樹脂を予め表面にコーティングしたプラスチックレンズ）に印刷し、印刷されたプラスチックレンズを水蒸気雰囲気中で加熱する工程からなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の染色方法では、オートクレーブ内で、圧力 0.08 〜 0.5 MPa 、温度 90 〜 150 ℃の加熱水蒸気雰囲気中で昇華性染料を昇華させ、プラスチックレンズを染色する。
[1] プラスチックレンズの素材
本発明の染色方法を適用するプラスチックレンズの素材としては、特に制限なく、例えばメチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと１種類以上の他のモノマーとの共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート単独重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと１種類以上の他のモノマーとの共重合体、イオウ含有共重合体、ハロゲン含有共重合体、ポリカーボネート、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ート、ポリウレタン等が挙げられる。
【００１８】
[2] 昇華性染料
昇華性染料としては、水蒸気雰囲気中で加熱した場合に、昇華する性質を有する染料であればよく、特に制限はない。このような昇華性染料の例としては、カヤセットブルーＮ（日本化薬（株））、スミカロンイエローＥＧ（住友化学工業（株））、カヤセットブルー906（日本化薬（株））、カヤセットブラウン939（日本化薬（株））、テラシルブルー３ＲＬ（日本チバガイギー（株））、テラシルブラウン３Ｒ（日本チバガイギー（株））等が挙げられる。
【００１９】
[3] プラスチックレンズの染色方法
本発明の好ましい染色方法は、(I) 昇華性染料を含むインク（又はインクリボン）を用いてインクジェットプリンタ（又はインクリボンプリンタ）により所望のパターンに印刷することにより、昇華性染料を含む中間媒体を作製し、この中間媒体とプラスチックレンズとを接触させた状態で、昇華性染料を昇華させる方法、及び(II) 昇華性染料を含むインクを用いてインクジェットプリンタにより直接プラスチックレンズ素地（又はインク受容体として水溶性樹脂を予め表面にコーティングしたプラスチックレンズ）に印刷し、印刷されたプラスチックレンズをオートクレーブ内で、圧力 0.08 〜 0.5 MPa 、温度 90 〜 150 ℃ の水蒸気雰囲気中で加熱する方法である。各染色方法について以下詳細に記載する。
【００２０】
(I) 第一の方法
第一の方法は、インクジェットプリンタにより印刷された中間媒体を用いてプラスチックレンズを染色するものである。図１はこの染色方法を概略的に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。図１(a)に示すように、中間媒体１の表面にインクジェットプリンタのノズル２から昇華性染料を噴出し、昇華性染料の印刷層３を形成する。次に図１(b)に示すように、中間媒体１の印刷層３側をプラスチックレンズ４に接触させ、レンズ保持部材（図示せず）に固定し、加熱水蒸気雰囲気を形成するオートクレーブ内に載置する。この状態でプラスチックレンズ４を水蒸気雰囲気中で加熱すると、昇華性染料の分子は中間媒体１からプラスチックレンズ４内部へと熱運動により拡散し、プラスチックレンズ４はムラなく染色される。水蒸気雰囲気中では昇華性染料分子の運動が活発になるため、通常染色困難なレンズに対しても染色が可能となる。染色後、図1(c)に示すように、プラスチックレンズ４から中間媒体１を剥離すると、均染性及び染色濃度に優れた着色層５を有するプラスチックレンズ４が得られる。
【００２１】
【００２２】
中間媒体としては、染料を昇華させるのに必要な温度及び圧力に対して十分な耐性を有するものであればよく、特に制限はないが、レンズの湾曲面に沿って変形自在であるのが好ましく、特に伸縮性を有するものが好ましい。このような中間媒体の例としては、合成繊維又は天然繊維からなる紙、プラスチックフィルム、ゴムシート等が挙げられる。汎用性の観点からは紙が好ましく、また伸縮性の観点からはシリコン樹脂フィルム、ポリビニルアルコールフィルム等のプラスチックフィルムが好ましい。また中間媒体として、昇華性染料を含むインクリボンを適当に裁断して用いてもよい。
【００２３】
加熱温度は所望の染色濃度に依存するが、90〜150℃である。加熱温度が90℃未満であると、十分な染色効果が得られず、また150℃超であると、プラスチックレンズの変色及び変形が起こる。好ましい加熱温度は100〜130℃である。
【００２４】
加熱時間は所望の染色濃度に依存するが、通常10〜60分程度でよい。加熱時間が10分未満であると、十分な染色効果が得られず、また加熱時間が60分超であると、プラスチックレンズの変色及び変形が起こる。
【００２５】
水蒸気雰囲気の圧力は、0.08〜0.5 MPaである。圧力が0.1 MPa以上であると、染色効果は向上する。なお0.5 MPa超の圧力としても、それに伴う効果の向上は得られない。
【００２６】
(II) 第二の方法
昇華性染料を含むインクを用いてインクジェットにより直接プラスチックレンズ素地（又はインク受容体として水溶性樹脂を予め表面にコーティングしたプラスチックレンズ）に印刷する。印刷されたプラスチックレンズをレンズ保持部材に固定して、加熱水蒸気雰囲気内に載置する。加熱水蒸気雰囲気装置、加熱温度、加熱時間及び圧力は(I)の方法と同じで良い。
【００２７】
プラスチックレンズ素地上に昇華性染料を直接印刷した場合、昇華性染料の分子はプラスチックレンズの表面から内部へ熱運動により拡散し、プラスチックレンズはムラなく染色される。水蒸気雰囲気中では昇華性染料分子の運動が活発になるため、通常染色困難なレンズに対しても染色が可能となり、染色濃度及び均染性の高いプラスチックレンズを短時間で得ることができる。
【００２８】
水溶性樹脂をコーティングしてなるインク受容体を有するプラスチックレンズの場合、昇華性染料はインク受容体に印刷される。インク受容体中の昇華性染料分子は熱運動によりプラスチックレンズ内部へ拡散する。このようにして、プラスチックレンズはムラなく染色される。染色後は水性溶媒（水又は水と水溶液有機溶媒との混合溶媒）により洗浄することにより、プラスチックレンズから水溶性樹脂を剥離する。水溶性樹脂の剥離を容易にするために、予めプラスチックレンズ表面に離型剤を塗布しても良い。
【００２９】
水溶性樹脂としては、昇華性染料に対して親和性が低く、染料の昇華温度で十分な耐性を有するものであればよく、特に制限はないが、例えばポリビニルアルコール等が挙げられる。
【００３０】
【実施例】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
中間媒体として上質の普通紙を使用し、それにインクジェット用昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）を含む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、PM-2200C）により印刷した。印刷された普通紙をウレタン系プラスチックレンズ（旭光学工業（株）製、スライトHIX）に接触させた状態で、レンズを保持部材に固定し、オートクレーブ中に載置した。オートクレーブ内を0.2 MPaの水蒸気雰囲気として、レンズを120℃に加熱し、20分間染色処理を行った。
【００３２】
得られた着色レンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、15％であった。また目視で染色されたレンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、レンズ全体が均一でムラがなく、かつ高濃度で染色されていた。
【００３３】
実施例２
中間媒体として上質の普通紙を使用し、それにインクジェット用昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）を含む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、PM-2200C）により印刷した。印刷された普通紙をポリチオウレタン系プラスチックレンズ（三井化学（株）製、MR-8）に接触させた状態で、レンズを保持部材に固定し、オートクレーブ中に載置した。オートクレーブ内を0.2 MPaの水蒸気雰囲気として、レンズを120℃に加熱し、20分間染色処理を行った。
【００３４】
得られた着色レンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、30％であった。また目視で染色されたレンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、レンズ全体が均一でムラがなく、かつ高濃度で染色されていた。
【００３５】
実施例３
インクジェット用昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）を含むインクを用いて、インクジェットプリンタ（セイコーエプソン（株）製、PM-2200C）によりポリチオウレタン系プラスチックレンズ（三井化学（株）製、MR-8）に直接印刷した。印刷されたプラスチックレンズをレンズ保持部材に固定し、オートクレーブ中に載置した。オートクレーブ内を0.14 MPaの水蒸気雰囲気として、レンズを110℃に加熱し、１時間染色処理を行った。
【００３６】
得られた着色レンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、40％であった。また目視で染色されたレンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、インクジェットプリンタで出力したパターン通りに染色されているとともに、レンズ全体が均一でムラがなく、高濃度で染色されていた。
【００３７】
実施例４
ポリチオウレタン系プラスチックレンズ（三井化学（株）製、MR-8）の表面に、インク受容層としてポリビニルアルコールをコーティングした。上記コーティング膜にインクジェット用昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）を含む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、商品名PM-2200C）により印刷した。印刷されたプラスチックレンズをレンズ保持部材に固定し、オートクレーブ中に載置した。オートクレーブ内を0.1 MPaの水蒸気雰囲気として、レンズを100℃に加熱し、１時間染色処理を行った。
【００３８】
染色されたレンズからポリビニルアルコールからなるインク受容層を水洗により剥離した。得られたレンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、50％であった。また目視で染色されたレンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、インクジェットプリンタで出力したパターン通りに染色されているとともに、レンズ全体が均一でムラがなく、高濃度で染色されていた。
【００３９】
実施例５
マゼンダ色の昇華転写プリンタ用インクリボン（三菱電機（株）、CP700DSA用昇華インクリボン）をポリチオウレタン系プラスチックレンズ（三井化学（株）製、MR-8）に接触させた状態でレンズ保持部材に固定し、オートクレーブ中に載置した。オートクレーブ内を0.2 ＭPaの水蒸気雰囲気として、レンズを120℃に加熱し、30分間染色処理を行った。
【００４０】
得られた着色レンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、35％であった。また目視で着色レンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、レンズ全体が均一でムラがなく、かつ高濃度で染色されていた。
【００４１】
比較例１
中間媒体として上質の普通紙を使用し、それにインクジェット用昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）を含む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、PM-2200C）により印刷した。印刷された普通紙をポリチオウレタン系プラスチックレンズ（三井化学（株）製、MR-8）に接触させた状態でレンズ保持部材に固定し、電気炉中に載置した。
【００４２】
レンズを120℃で20分間加熱した後、得られた着色レンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、65％であった。また目視で着色レンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、水蒸気雰囲気中で染色処理したものと比較して、レンズ全体にムラが多く、かつ染色濃度も低かった。このことから、プラスチックレンズの染色処理は水蒸気雰囲気中で加熱する必要があることが分かる。
【００４３】
【発明の効果】
上記の通り、本発明のプラスチックレンズの染色方法は、オートクレーブ内で、圧力 0.08 〜 0.5 MPa 、温度 90 〜 150 ℃の加熱水蒸気雰囲気中で昇華性染料を用いてプラスチックレンズを染色する。このため従来の気相法に比べて均染性に優れるとともに、高濃度に染色されたレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるプラスチックレンズの染色方法を示す概略図であり、(a)はインクジェットプリンタにより中間媒体に印刷する様子を示し、(b)は印刷された中間媒体をプラスチックレンズに接触させて水蒸気雰囲気中で加熱する様子を示し、(c)は染色後、中間媒体を剥離する様子を示す。
【符号の説明】
１・・・中間媒体
２・・・インクジェットプリンタのノズル
３・・・中間媒体の表面に形成された昇華性染料の印刷層
４・・・プラスチックレンズ
５・・・プラスチックレンズの着色層
【発明の属する技術分野】
本発明は、均染性に優れるとともに、高濃度に染色し得るプラスチックレンズの染色方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、光学用プラスチックレンズはガラスレンズの代わりに多方面で使用されているが、中でも視力矯正用に使用させるコンタクトレンズや眼鏡用レンズはコスメティック効果及び／又は医療用効果（例えば、紫外線からの保護等）の目的からレンズを着色して使用することが盛んに行われている。ガラスレンズがプラスチックレンズに置き換えられる理由として、プラスチックレンズの軽量化、安全性の他に容易に染色できる可染性を挙げることができる。
【０００３】
光学用プラスチックレンズの染色に関しては、これまで種々の方法が実施されている。例えば、光学用プラスチックレンズ、特に眼鏡用プラスチックレンズを染色する方法として、(1)加熱した染料浴中にレンズを浸漬させた後、レンズを加熱して染料を固定化する方法、(2)プラスチックレンズの原料モノマーに予め染料を溶解させてから重合させる方法、(3)着色したフィルムを眼鏡レンズに貼り付けフィルムに含まれた染料を転写する方法、(4)気相中で有機染料を加熱・昇華させて染色する方法などが知られている。
【０００４】
上記(1)の方法は、通常行われている眼鏡レンズの染色方法であって、光学用プラスチックレンズに対して着色能を有する分散染料を水に溶解及び／又は懸濁させた染色液を加熱し、その中に染色すべき光学用プラスチックレンズを所定時間浸漬させた後、光学用プラスチックレンズを加熱して、レンズ内部に浸透した染料をさらに内部に拡散させて安定化する方法である。しかしながら、最近、高付加価値を求める市場ニーズに応えて、光学用プラスチックレンズ素材の多様化が進み、その結果、従来の方法では、染色困難な素材が増えてきている。
【０００５】
そこで、染色液の温度をできるだけ高くしたり、染色促進剤、いわゆるキャリアを染色液に加えたり、染色液に浸漬する時間を延長する等の方法が行われている。しかしながら、これらの方法によっても、到達濃度に限界があり、目標濃度到達までに長時間かけてもレンズを高濃度に染色することができないという問題がある。
【０００６】
プラスチックレンズ素材に直接染色するのではなく、素材の上に施したコーティング膜を染色する方法（特開昭60-235101号）も行われている。この光学用プラスチックレンズの染色方法は、染料を溶解した有機ハードコート液を光学用プラスチックレンズ表面に塗布した後、硬化処理するものであって、塗布処理としては、浸漬法、スプレー法、スピンコート法等が用いられている。しかしながら、これらの方法も、薄膜に多量の染料を含有させることが難しいため、やはり到達濃度に限界があり、レンズを高濃度に染色することはできない。
【０００７】
光学用プラスチックレンズ表面に染料を溶解した有機ハードコート液を塗布する代わりに、染色可能な有機ハードコート液を塗布してから、プラスチックレンズを加熱することにより染色する方法も行われている。しかし、この場合も薄膜に多量の染料を含有させることが難しいため、やはり到達濃度に限界があり、レンズを高濃度に染色することはできない。
【０００８】
(2)の方法は、光学用プラスチックレンズの原料モノマー液に染料を溶解させてから重合する方法であるが、形成されたレンズの着色濃度はレンズの厚みに依存するから、例えばレンズの中心部が周辺部よりも薄い凹レンズでは、中央部分の色が薄くなってレンズ全体で色の濃淡が生じる。また左右の度数が異なる眼鏡レンズにおいては、左右で色の濃度が異なるという問題が生じるので、この方法は実用的ではない。さらにマーケットニーズに応じて、色調と濃度を変えた多数の原料液を調合して多品種の着色光学用プラスチックレンズ基材を製造することは著しく困難である。
【０００９】
(3)の染料を転写する方法は、平板に対しては有効であるが、湾曲面を有する光学用プラスチックレンズに対しては、フィルムをきれいに貼り付けることが困難であり、ムラのない染色を施すことができない。
【００１０】
(4)の気相中で昇華性染料を昇華させてレンズを染色する方法は、従来の浸漬法では染色が困難であったレンズを容易に染色できるという長所を有する。この昇華染色法として、例えば(イ) 有機色素顔料を放射状に昇華させて染色する方法（特公昭35-1384号）、(ロ) 固形昇華性染料を昇華させてプラスチックレンズを染色する方法（特開昭56-153321号、特開昭56-159376号）、(ハ) 着色層に含まれた昇華性染料を昇華させてプラスチックレンズを染色する方法（特開平1-277814号、特開2000-329901号）等が提案されている。
【００１１】
しかしながら、上記(イ)の方法においては、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という問題がある。(ロ)の方法においては、固形昇華性染料をレンズに対して定量的に付着させることが困難な上、着色源の均一加熱、及び染料濃度の調整が難しいという欠点がある。また(ハ)の方法においては、上記(ロ)の方法に比べて、着色源の均一加熱が容易であるが、着色層をレンズに密着させることが困難であるため、着色レンズの均染性及び染色濃度については満足しうるものではなかった。
【００１２】
従って本発明の目的は、従来の気相法に比べて均染性に優れるとともに、高濃度に染色し得るプラスチックレンズの染色方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、染色処理時における昇華性染料分子の運動を活発にすると、従来の気相法に比べて均染性に優れるとともに、高濃度に染色できることを発見し、本発明に想到した。
【００１４】
すなわち、本発明の染色方法は、オートクレーブ内で、圧力 0.08 〜 0.5 MPa 、温度 90 〜 150 ℃の加熱水蒸気雰囲気中で昇華性染料を昇華させ、プラスチックレンズを染色することを特徴とする。
【００１５】
前記染色方法の好ましい一例は、昇華性染料を含むインク（又はインクリボン）を用いてインクジェットプリンタ（又はインクリボンプリンタ）により所望のパターンに印刷することにより、昇華性染料を含む中間媒体を作製し、この中間媒体とプラスチックレンズとを接触させた状態で、昇華性染料を昇華させる工程からなる。中間媒体は伸縮性を有するのが好ましい。
【００１６】
前記染色方法の好ましい別の例は、昇華性染料を含むインクを用いてインクジェットプリンタにより直接プラスチックレンズ素地（又はインク受容体として水溶性樹脂を予め表面にコーティングしたプラスチックレンズ）に印刷し、印刷されたプラスチックレンズを水蒸気雰囲気中で加熱する工程からなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の染色方法では、オートクレーブ内で、圧力 0.08 〜 0.5 MPa 、温度 90 〜 150 ℃の加熱水蒸気雰囲気中で昇華性染料を昇華させ、プラスチックレンズを染色する。
[1] プラスチックレンズの素材
本発明の染色方法を適用するプラスチックレンズの素材としては、特に制限なく、例えばメチルメタクリレート単独重合体、メチルメタクリレートと１種類以上の他のモノマーとの共重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート単独重合体、ジエチレングリコールビスアリルカーボネートと１種類以上の他のモノマーとの共重合体、イオウ含有共重合体、ハロゲン含有共重合体、ポリカーボネート、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ート、ポリウレタン等が挙げられる。
【００１８】
[2] 昇華性染料
昇華性染料としては、水蒸気雰囲気中で加熱した場合に、昇華する性質を有する染料であればよく、特に制限はない。このような昇華性染料の例としては、カヤセットブルーＮ（日本化薬（株））、スミカロンイエローＥＧ（住友化学工業（株））、カヤセットブルー906（日本化薬（株））、カヤセットブラウン939（日本化薬（株））、テラシルブルー３ＲＬ（日本チバガイギー（株））、テラシルブラウン３Ｒ（日本チバガイギー（株））等が挙げられる。
【００１９】
[3] プラスチックレンズの染色方法
本発明の好ましい染色方法は、(I) 昇華性染料を含むインク（又はインクリボン）を用いてインクジェットプリンタ（又はインクリボンプリンタ）により所望のパターンに印刷することにより、昇華性染料を含む中間媒体を作製し、この中間媒体とプラスチックレンズとを接触させた状態で、昇華性染料を昇華させる方法、及び(II) 昇華性染料を含むインクを用いてインクジェットプリンタにより直接プラスチックレンズ素地（又はインク受容体として水溶性樹脂を予め表面にコーティングしたプラスチックレンズ）に印刷し、印刷されたプラスチックレンズをオートクレーブ内で、圧力 0.08 〜 0.5 MPa 、温度 90 〜 150 ℃ の水蒸気雰囲気中で加熱する方法である。各染色方法について以下詳細に記載する。
【００２０】
(I) 第一の方法
第一の方法は、インクジェットプリンタにより印刷された中間媒体を用いてプラスチックレンズを染色するものである。図１はこの染色方法を概略的に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。図１(a)に示すように、中間媒体１の表面にインクジェットプリンタのノズル２から昇華性染料を噴出し、昇華性染料の印刷層３を形成する。次に図１(b)に示すように、中間媒体１の印刷層３側をプラスチックレンズ４に接触させ、レンズ保持部材（図示せず）に固定し、加熱水蒸気雰囲気を形成するオートクレーブ内に載置する。この状態でプラスチックレンズ４を水蒸気雰囲気中で加熱すると、昇華性染料の分子は中間媒体１からプラスチックレンズ４内部へと熱運動により拡散し、プラスチックレンズ４はムラなく染色される。水蒸気雰囲気中では昇華性染料分子の運動が活発になるため、通常染色困難なレンズに対しても染色が可能となる。染色後、図1(c)に示すように、プラスチックレンズ４から中間媒体１を剥離すると、均染性及び染色濃度に優れた着色層５を有するプラスチックレンズ４が得られる。
【００２１】
【００２２】
中間媒体としては、染料を昇華させるのに必要な温度及び圧力に対して十分な耐性を有するものであればよく、特に制限はないが、レンズの湾曲面に沿って変形自在であるのが好ましく、特に伸縮性を有するものが好ましい。このような中間媒体の例としては、合成繊維又は天然繊維からなる紙、プラスチックフィルム、ゴムシート等が挙げられる。汎用性の観点からは紙が好ましく、また伸縮性の観点からはシリコン樹脂フィルム、ポリビニルアルコールフィルム等のプラスチックフィルムが好ましい。また中間媒体として、昇華性染料を含むインクリボンを適当に裁断して用いてもよい。
【００２３】
加熱温度は所望の染色濃度に依存するが、90〜150℃である。加熱温度が90℃未満であると、十分な染色効果が得られず、また150℃超であると、プラスチックレンズの変色及び変形が起こる。好ましい加熱温度は100〜130℃である。
【００２４】
加熱時間は所望の染色濃度に依存するが、通常10〜60分程度でよい。加熱時間が10分未満であると、十分な染色効果が得られず、また加熱時間が60分超であると、プラスチックレンズの変色及び変形が起こる。
【００２５】
水蒸気雰囲気の圧力は、0.08〜0.5 MPaである。圧力が0.1 MPa以上であると、染色効果は向上する。なお0.5 MPa超の圧力としても、それに伴う効果の向上は得られない。
【００２６】
(II) 第二の方法
昇華性染料を含むインクを用いてインクジェットにより直接プラスチックレンズ素地（又はインク受容体として水溶性樹脂を予め表面にコーティングしたプラスチックレンズ）に印刷する。印刷されたプラスチックレンズをレンズ保持部材に固定して、加熱水蒸気雰囲気内に載置する。加熱水蒸気雰囲気装置、加熱温度、加熱時間及び圧力は(I)の方法と同じで良い。
【００２７】
プラスチックレンズ素地上に昇華性染料を直接印刷した場合、昇華性染料の分子はプラスチックレンズの表面から内部へ熱運動により拡散し、プラスチックレンズはムラなく染色される。水蒸気雰囲気中では昇華性染料分子の運動が活発になるため、通常染色困難なレンズに対しても染色が可能となり、染色濃度及び均染性の高いプラスチックレンズを短時間で得ることができる。
【００２８】
水溶性樹脂をコーティングしてなるインク受容体を有するプラスチックレンズの場合、昇華性染料はインク受容体に印刷される。インク受容体中の昇華性染料分子は熱運動によりプラスチックレンズ内部へ拡散する。このようにして、プラスチックレンズはムラなく染色される。染色後は水性溶媒（水又は水と水溶液有機溶媒との混合溶媒）により洗浄することにより、プラスチックレンズから水溶性樹脂を剥離する。水溶性樹脂の剥離を容易にするために、予めプラスチックレンズ表面に離型剤を塗布しても良い。
【００２９】
水溶性樹脂としては、昇華性染料に対して親和性が低く、染料の昇華温度で十分な耐性を有するものであればよく、特に制限はないが、例えばポリビニルアルコール等が挙げられる。
【００３０】
【実施例】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
中間媒体として上質の普通紙を使用し、それにインクジェット用昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）を含む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、PM-2200C）により印刷した。印刷された普通紙をウレタン系プラスチックレンズ（旭光学工業（株）製、スライトHIX）に接触させた状態で、レンズを保持部材に固定し、オートクレーブ中に載置した。オートクレーブ内を0.2 MPaの水蒸気雰囲気として、レンズを120℃に加熱し、20分間染色処理を行った。
【００３２】
得られた着色レンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、15％であった。また目視で染色されたレンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、レンズ全体が均一でムラがなく、かつ高濃度で染色されていた。
【００３３】
実施例２
中間媒体として上質の普通紙を使用し、それにインクジェット用昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）を含む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、PM-2200C）により印刷した。印刷された普通紙をポリチオウレタン系プラスチックレンズ（三井化学（株）製、MR-8）に接触させた状態で、レンズを保持部材に固定し、オートクレーブ中に載置した。オートクレーブ内を0.2 MPaの水蒸気雰囲気として、レンズを120℃に加熱し、20分間染色処理を行った。
【００３４】
得られた着色レンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、30％であった。また目視で染色されたレンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、レンズ全体が均一でムラがなく、かつ高濃度で染色されていた。
【００３５】
実施例３
インクジェット用昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）を含むインクを用いて、インクジェットプリンタ（セイコーエプソン（株）製、PM-2200C）によりポリチオウレタン系プラスチックレンズ（三井化学（株）製、MR-8）に直接印刷した。印刷されたプラスチックレンズをレンズ保持部材に固定し、オートクレーブ中に載置した。オートクレーブ内を0.14 MPaの水蒸気雰囲気として、レンズを110℃に加熱し、１時間染色処理を行った。
【００３６】
得られた着色レンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、40％であった。また目視で染色されたレンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、インクジェットプリンタで出力したパターン通りに染色されているとともに、レンズ全体が均一でムラがなく、高濃度で染色されていた。
【００３７】
実施例４
ポリチオウレタン系プラスチックレンズ（三井化学（株）製、MR-8）の表面に、インク受容層としてポリビニルアルコールをコーティングした。上記コーティング膜にインクジェット用昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）を含む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、商品名PM-2200C）により印刷した。印刷されたプラスチックレンズをレンズ保持部材に固定し、オートクレーブ中に載置した。オートクレーブ内を0.1 MPaの水蒸気雰囲気として、レンズを100℃に加熱し、１時間染色処理を行った。
【００３８】
染色されたレンズからポリビニルアルコールからなるインク受容層を水洗により剥離した。得られたレンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、50％であった。また目視で染色されたレンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、インクジェットプリンタで出力したパターン通りに染色されているとともに、レンズ全体が均一でムラがなく、高濃度で染色されていた。
【００３９】
実施例５
マゼンダ色の昇華転写プリンタ用インクリボン（三菱電機（株）、CP700DSA用昇華インクリボン）をポリチオウレタン系プラスチックレンズ（三井化学（株）製、MR-8）に接触させた状態でレンズ保持部材に固定し、オートクレーブ中に載置した。オートクレーブ内を0.2 ＭPaの水蒸気雰囲気として、レンズを120℃に加熱し、30分間染色処理を行った。
【００４０】
得られた着色レンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、35％であった。また目視で着色レンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、レンズ全体が均一でムラがなく、かつ高濃度で染色されていた。
【００４１】
比較例１
中間媒体として上質の普通紙を使用し、それにインクジェット用昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）を含む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、PM-2200C）により印刷した。印刷された普通紙をポリチオウレタン系プラスチックレンズ（三井化学（株）製、MR-8）に接触させた状態でレンズ保持部材に固定し、電気炉中に載置した。
【００４２】
レンズを120℃で20分間加熱した後、得られた着色レンズの透過率を波長550 nmの単色光で測定したところ、65％であった。また目視で着色レンズの均染性及び着色濃度を調べたところ、水蒸気雰囲気中で染色処理したものと比較して、レンズ全体にムラが多く、かつ染色濃度も低かった。このことから、プラスチックレンズの染色処理は水蒸気雰囲気中で加熱する必要があることが分かる。
【００４３】
【発明の効果】
上記の通り、本発明のプラスチックレンズの染色方法は、オートクレーブ内で、圧力 0.08 〜 0.5 MPa 、温度 90 〜 150 ℃の加熱水蒸気雰囲気中で昇華性染料を用いてプラスチックレンズを染色する。このため従来の気相法に比べて均染性に優れるとともに、高濃度に染色されたレンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるプラスチックレンズの染色方法を示す概略図であり、(a)はインクジェットプリンタにより中間媒体に印刷する様子を示し、(b)は印刷された中間媒体をプラスチックレンズに接触させて水蒸気雰囲気中で加熱する様子を示し、(c)は染色後、中間媒体を剥離する様子を示す。
【符号の説明】
１・・・中間媒体
２・・・インクジェットプリンタのノズル
３・・・中間媒体の表面に形成された昇華性染料の印刷層
４・・・プラスチックレンズ
５・・・プラスチックレンズの着色層
Claims (6)
- オートクレーブ内で、圧力 0.08 〜 0.5 MPa 、温度 90 〜 150 ℃の加熱水蒸気雰囲気中で昇華性染料を昇華させ、プラスチックレンズを染色することを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
- 請求項１に記載のプラスチックレンズの染色方法において、前記昇華性染料を含むインクを用いてインクジェットプリンタにより所望のパターンに印刷することにより、前記昇華性染料を含む中間媒体を作製し、前記中間媒体を前記プラスチックレンズに接触させた状態で前記昇華性染料を昇華させることを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
- 請求項1に記載のプラスチックレンズの染色方法において、前記昇華性染料を含むインクリボンを用いてインクリボンプリンタにより所望のパターンに印刷することにより、前記昇華性染料を含む中間媒体を作製し、前記中間媒体を前記プラスチックレンズに接触させた状態で前記昇華性染料を昇華させることを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
- 請求項２又は３に記載のプラスチックレンズの染色方法において、前記中間媒体が伸縮性を有する素材からなることを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
- 請求項1に記載のプラスチックレンズの染色方法において、前記昇華性染料を含むインクを用いてインクジェットプリンタにより直接プラスチックレンズに印刷し、印刷されたプラスチックレンズを水蒸気雰囲気中で加熱することを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
- 請求項５に記載のプラスチックレンズの染色方法において、前記プラスチックレンズの表面に予めインク受容層として水溶性樹脂をコーティングしておくことを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
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