JP4554160B2 - 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、従来の浸漬法及び気相法に比べて効率良く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】
近年、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す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等の目的から、全体を均一に染色したり、濃度勾配をつけて染色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性及び安全性の他に容易に染色できる可染性を挙げることをできる。
【０００３】
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。例えばプラスチックレンズ、特に眼鏡用プラスチックレンズを均一に染色する方法は、主として▲１▼分散染料液に浸漬する方法、▲２▼分散染料を含有するコーティング剤又は染色可能なコーティング剤を塗布する方法、▲３▼分散染料の存在下でプラスチックレンズの原料モノマーを重合する方法、及び▲４▼昇華性染料を加熱して昇華させる方法が挙げられる。
【０００４】
第一の方法は、加熱した分散染料浴中にレンズを浸漬した後、レンズを加熱して染料を固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、プラスチックレンズ素材の多様化が進んだ結果、このような分散染料を使用する方法では染色が困難な素材が増えてきている。
【０００５】
分散染料を使用する系で染色濃度を向上させるために、分散染料液の温度をできるだけ高くする方法、染色助剤を分散染料液に加える方法（特開平10-221650号）、分散染料液にプラスチックレンズを浸漬する時間を延長する方法等が行われている。しかしながら、これらの方法によっても、到達し得る染色濃度には限界がある。
【０００６】
染色濃度の問題点を解決する方法として、予め染色助剤浴にプラスチックレンズを浸漬してレンズ表面に染色助剤を浸透させてから、分散染料浴中にレンズを浸漬する方法（特開平9-145901号、特開平9-146050号）や、パーフルオロカーボン媒体中に分散染料を分散させてなる分散染料浴中にプラスチックレンズを浸漬し、加熱することによりレンズを染色する方法（特開2001-192985号）が提案されている。しかしながら、これらの方法によっても、到達し得る染色濃度に限界があり、レンズを高濃度に染色できないという問題があった。
【０００７】
第二の方法として、プラスチックレンズ素材に直接染色するのではなく、分散染料を分散又は溶解した有機ハードコート液をプラスチックレンズに塗布した後、硬化処理することにより、染色されたハードコート薄膜をレンズ表面に形成する方法（特開平6-347606号）も提案されている。有機ハードコート液の塗布は、浸漬法、スプレー法、スピンコート法等により行われる。またプラスチックレンズに染料を含有する有機ハードコート液を塗布する代わりに、分散染料液を塗布することにより染色可能なハードコートを形成してから、分散染料浴中にプラスチックレンズを浸漬し、加熱することにより染色する方法（特開2000-266905号）も行われている。しかしながらこれらの方法も、ハードコート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】
第三の方法として、プラスチックレンズの原料モノマーに予め分散染料を溶解してから重合する方法（特開平7-018586号）が提案されている。しかし、この方法では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。
【０００９】
第四の方法としては、昇華性染料を加熱・昇華させて染色する方法が提案されている。この方法は、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) 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）、(ロ) 昇華性染料を含む溶液を塗布してなる基体をプラスチックレンズに非接触状態で対向させ、基体及びレンズを加熱することにより染色する方法（例えば、特開平1-277814号及び特開2000-329901号（特許文献１及び２）参照）、(ハ) 昇華性染料を含有する着色層と、粘着層とからなる転写層をプラスチックレンズに転写した後、加熱することにより染色する方法（例えば、特開2000-009905号（特許文献３）参照）が提案されている。
【００１０】
しかしながら、上記(イ)の方法では、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。
(ロ)の方法では、上記(イ)の方法より着色源の均一加熱が容易であるが、基体とレンズとを接触させた状態で加熱すると染色ムラが生じてしまうため、基体とレンズとの間に一定の間隔を設けて基体を加熱しなければならず、このため染色レンズの染色濃度に限界がある。(ハ)の方法では、着色層とプラスチックレンズとの間に粘着剤層を介して染色を行うため、被染色レンズを高濃度に染色することができない。またこれらのプラスチックレンズの染色方法では、1度に1種類のパターンしか染色できないため、効率が悪いという問題がある。
【００１１】
染料の濃度勾配を設けてプラスチックレンズを染色する方法として、従来から加熱した分散染料浴中に濃度勾配をつけたい部分までプラスチックレンズを浸漬し、その後ゆっくりと引き上げる方法が用いられている。しかし、この方法においては、マーケットニーズに応えるために多種の染料浴を必要とする上、染色パターンが再現せず、同じ条件で染色を行っても染色の度合いが異なるという欠点がある。また浸漬法では染色濃度に限界があるため、明瞭な濃度勾配をレンズに施すことはできない。
【００１２】
そこで予め濃度勾配をつけたい部分までプラスチックレンズを染色助剤中に浸漬し、レンズを徐々に引き上げて染色助剤を浸透させてから、分散染料浴中にレンズを浸漬する方法（特開平10-005673号）が提案されているが、やはり到達濃度に限界があり、明瞭な濃度勾配をレンズに施すことはできない。
【００１３】
染料の濃度勾配を設けてプラスチックレンズを染色する別の方法としては、インクジェットプリンタにより予め濃度勾配をつけて昇華性染料を基体に付着させ、昇華性染料が付着した基体をプラスチックレンズに非接触状態で対向させ、基体及びレンズ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に着色層を形成する方法（例えば、特開2001-159746号（特許文献４）参照）が提案されている。しかしながら、この方法では、基体とレンズとを接触させた状態で加熱すると染色ムラが生じてしまうため、基体とレンズとの間に一定の間隔を設けて基体を加熱しなければならず、被染色レンズの染色濃度には限界がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平1-277814号公報
【特許文献２】
特開2000-329901号公報
【特許文献３】
特開2000-009905号公報
【特許文献４】
特開2001-159746号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、従来の浸漬法及び気相法に比べて高濃度に染色し得るプラスチックレンズの染色方法、特に複数のレンズを同時に染色でき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。
【００１６】
【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、(a) プラスチックレンズ染色時に、中間媒体として昇華性染料を有する柔軟性シートを用いると、柔軟性シートがプラスチックレンズに密着するため、従来の浸漬法及び気相法に比べて高濃度に染色し得ること、(b) 昇華性染料を有する１枚の柔軟性シートに複数のレンズを密着させれば、同時に複数のプラスチックレンズを染色することができるため、効率がよいこと、及び(c) １枚の柔軟性シートに数種類の昇華性染料の染色パターンを施せば、複数のレンズを異なる染色パターンに同時に染色することができることを発見し、本発明に想到した。
【００１７】
すなわち、本発明の染色方法は、昇華性染料の存在下でモノマーの重合を行うことにより、前記昇華性染料を有するがプラスチックレンズに癒着しない柔軟性シートを作製し、前記柔軟性シートとプラスチックレンズとを密着させた状態で加熱することにより昇華性染料を昇華させ、もってプラスチックレンズを染色することを特徴とする。加熱処理は大気中でも水蒸気雰囲気中でもよいが、均染性及び染色濃度を高めるために水蒸気雰囲気中で加熱処理するのが好ましい。
【００２１】
昇華性染料の濃度勾配を設けてプラスチックレンズを染色する場合、柔軟性シートに印刷する昇華性染料に少なくとも一方向の濃度勾配を設け、もって濃度勾配をプラスチックレンズに転写するのが好ましい。
【００２３】
上記モノマーの重合は、プラスチックレンズ表面で行ってもよい。その際、プラスチックレンズを所定の間隔をおいて成形型に固定し、前記間隔により形成されたキャビティ内に昇華性染料を含有するモノマーを充填し、モノマーを重合した後成形型を剥離し、次いで加熱することにより昇華性染料を昇華させ、もってプラスチックレンズを染色するのが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
[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には特に制限ないが、特に染色しにくい素材の場合に本発明の効果は顕著である。適用可能な素材としては、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。
【００２５】
[2] 昇華性染料
昇華性染料は加熱により昇華する性質を有するものであれば良く、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））等が挙げられる。
【００２６】
[3] 昇華性染料を有する柔軟性シート
(1) 柔軟性シート
柔軟性シートは、プラスチックレンズの湾曲面に沿って変形自在となるための柔軟性と、レンズに癒着しない性質と、昇華性染料に対して低い親和性とを有するものが好ましい。このような柔軟性シートとしては、例えばプラスチック又はゴム等からなるのが好ましく、ポリアクリルアミド、シリコンゴム等からなるのがより好ましい。プラスチックレンズの湾曲面に沿って変形自在となるためには、柔軟性シートの厚さは10〜2000μｍ程度であるのが好ましい。
【００２７】
(2) 昇華性染料の付与
昇華性染料の存在下でモノマー重合することにより、柔軟性シートに昇華性染料を設ける。
【００２８】
[4] プラスチックレンズの染色方法
(1) 第一の染色方法
第一の染色方法は、昇華性染料の存在下でモノマー重合することにより、昇華性染料を含有する柔軟性シートを作製し、この柔軟性シートにプラスチックレンズを密着させた状態で加熱することにより、昇華性染料を昇華させ、もってプラスチックレンズを染色する方法である。
【００２９】
(I) 昇華性染料を含有する柔軟性シートの作製
プラスチックレンズを染色するための中間媒体として、昇華性染料を含有する柔軟性シートを作製する。柔軟性シートを作製する好ましい方法を以下詳細に記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
(i) 全体的に均一に昇華性染料を含有する柔軟性シートの作製
１種又は2種以上の原料モノマー又はその溶液に昇華性染料を加え、十分に混合・脱気をした後、重合開始剤を添加し、素早く混合する。得られた混合溶液を成形型に移し、所定の温度及び時間放置することにより重合させる。成形型としては、プラスチックレンズ上に直接柔軟性シートを作製するものと、プラスチックレンズとは別に柔軟性シートを作製するものとがある。以下プラスチックレンズ表面で柔軟性シートを作製する場合について説明するが、別に作製する成形型を用いる場合も同様である。
【００３１】
図１(a)に示すように、プラスチックレンズ１と、それと相補的な形状を有する板状部材２とを僅かな間隙３を空けて配置し、周囲をシール剤（図示せず）等で密閉する。板状部材２及びシール剤は柔軟性シートが癒着しない素材からなるものであればよく、特に制限はない。板状部材２の材質としては例えばガラス等が好ましく、シール剤の材質としてはシリコン樹脂等が好ましい。
【００３２】
図１(b)に示すように、間隙３に上記混合溶液４を注入し、所定の温度で所定の時間放置することにより重合させる。図１(c)に示すように、板状部材２及びシール剤（図示せず）を剥離し、プラスチックレンズ１の表面に密着した柔軟性シート５を得る。柔軟性シート５には全体的に均一に昇華性染料が含有されている。この方法に適するモノマーとしては、アクリルアミド、N,N'-メチレンビスアクリルアミドのようなアクリル系モノマー等が挙げられる。
【００３３】
重合開始剤は、原料モノマーのラジカルを生成することができればよく、特に制限はない。このような重合開始剤の例としては、N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、2,2'-アゾビス（２-アミジノプロパン）２塩酸塩、過硫酸アンモニウム等が挙げられる。
【００３４】
重合温度はモノマーによるが、プラスチックレンズの変形を防止するために100℃以下であるのが好ましい。
【００３５】
(ii) 昇華性染料の濃度勾配を有する柔軟性シートの作製
▲１▼ 装置
図２は、昇華性染料の濃度勾配を有する柔軟性シートを作製する装置６の一例を示す。装置６は、染料濃度及び比重の異なる２種類の水溶液Ａ及びＢを加えるための２つの槽61，62と、槽61，62を仕切るコック63と、槽61，62に加えられた水溶液Ａ及びＢを移送する送液ポンプ64と、送液ポンプ64により移送された溶液を受容する成形型65とを有する。槽61と送液ポンプ64とは管66により連結されており、送液ポンプ64と成形型65とは管67により連通されている。また槽61には、槽62からコック63を通過した水溶液Ｂと、槽61の水溶液Ａとを撹拌するための撹拌子68が載置されており、撹拌子68の下方にはマグネチックスターラ69が設置されている。コック63は目詰まりを起こさないものであればよく、特に制限はない。
【００３６】
図３に示すように、成形型65は2枚のガラス板が僅かな隙間を空けて固定され、上端を除いてシールされた構造を有する。隙間の大きさは得られる柔軟性シートの厚さに等しい。後述するように染料の濃度勾配を有する柔軟性シートを作るために、管67は成形型65の一方の側端に配置される。
【００３７】
▲２▼ 昇華性染料の濃度勾配を有する柔軟性シートの作製
比重調整剤を含有する以外上記(i)の混合溶液と同じ混合溶液Ａを調製する。比重調整剤は重合反応に影響しないものであれば、特に制限はない。このような比重調整剤の例としてはショ糖及び塩化カルシウム等が挙げられる。混合溶液Ａの溶媒は水でもよいし有機溶媒でもよいが、一例としてここでは水溶液Ａの場合を説明する。別に、比重調整剤を含有せずに水溶液Ａよりも比重が小さくかつ昇華性染料を含有しないモノマー水溶液Ｂを調製する。
【００３８】
コック63が閉じた状態で水溶液Ａ及びＢをそれぞれ装置６の槽61及び62に入れる。水溶液Ａを入れる槽61と水溶液Ｂを入れる槽62は、同じ径を有する。次いでマグネチックスターラ69を作動させると、コック63を開き素早く送液ポンプ64を作動させ槽62の水溶液Ｂはコック63を通過し、槽61の水溶液Ａと撹拌子68により混合される。撹拌子68の位置における混合溶液Ｃは、最初はほとんど水溶液Ａからなるが、次第に水溶液Ｂの割合が上昇する。水溶液Ａ及びＢの割合によっては最終的にはほとんど水溶液Ｂとすることができる。
【００３９】
得られた混合溶液Ｃは管66及び67を通過し、成形型65に入る。最初に入る水溶液Ａは比重が重いので、成形型65の底に溜まる。その上に次第に染料の濃度が低下した混合溶液Ｃが入るので、図３及び図４に示すように、濃度勾配ができる。
水溶液Ａ及びＢの比重差のために、濃度勾配は比較的長時間維持される。従ってその間に重合を行えば、濃度勾配を有する柔軟性シート５が得られる。なお重合条件は(i)に記載のものと同じで良い。
【００４０】
(II) プラスチックレンズの染色
図５は本発明の好ましい染色方法の一例を概略的に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。昇華性染料を含有する柔軟性シート５が密着したプラスチックレンズ１（又は別に作製した昇華性染料を含有する柔軟性シート５を密着させたプラスチックレンズ１）を適当なレンズ保持部材（図示せず）に固定し、プラスチックレンズ１を加熱（又は水蒸気雰囲気中で加熱）するための装置内に載置する。図５(a)に示すように、プラスチックレンズ１を加熱すると、昇華性染料の分子は昇華して柔軟性シート５からプラスチックレンズ１に転写され、さらにプラスチックレンズ１の内部に拡散する。
【００４１】
加熱処理は大気中で実施しても良いが、水蒸気雰囲気中で行うのが好ましい。
水蒸気雰囲気中で加熱処理する場合、水蒸気雰囲気の圧力は0.08〜0.5 MPaであるのが好ましい。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。なお大気中で加熱処理する場合電気炉等を使用できるが、水蒸気雰囲気中で染色する場合はオートクレーブやプレッシャークッカー(特開平9-131565号)等を使用する。
【００４２】
加熱温度は所望の染色濃度に依存するが、通常90〜150℃程度でよい。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。
【００４３】
加熱時間は所望の染色濃度に依存するが、通常10〜120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120分超であると、染色濃度が濃くなりすぎたり、プラスチックレンズの変色及び変形が起こる。
【００４４】
染色後、図５(b)に示すように、プラスチックレンズ１から柔軟性シート５を剥離すると、均染性に優れた着色層７を有するプラスチックレンズ１が得られる。また濃度勾配を設けた場合でも染色ムラがない。なお柔軟性シート５の剥離を容易にするために、予めプラスチックレンズ１の表面に離型剤を塗布しても良い。
【００４５】
(2) 第二の染色方法（参考例）
第二の染色方法は、予め柔軟性シートを作製し、インクジェットプリンタ等により昇華性染料を柔軟性シートに印刷し、印刷された柔軟性シートに複数のプラスチックレンズを密着させた状態で加熱することにより、昇華性染料を昇華させ、もってプラスチックレンズを染色する方法である。これにより、複数のプラスチックレンズを同時に染色することが可能となる。
【００４６】
(I) 昇華性染料が付着した柔軟性シートの作製
昇華性染料を含有しない以外第一の方法と同じ組成の柔軟性シートを作製する。ハンドリング性を考慮して、柔軟性シートの厚さは10〜500μｍであるのが好ましい。以下インクジェットプリンタによる印刷の場合を例にとって説明するが、他の方法による印刷でも同様である。
【００４７】
インクジェットプリンタによる柔軟性シートの印刷は、１種類の昇華性染料で柔軟性シート全体を均一に印刷しても、濃度勾配を設けて印刷してもよく、また例えば図６に示すように、異なる色からなる濃度勾配層8a〜8fを設けて印刷してもよい。この時、各濃度勾配層8a〜8fの色記号8A〜8Fや、柔軟性シート８の位置決めマーク81を印刷すると、取り扱いが容易になる。
【００４８】
(II) プラスチックレンズの染色
(i) 支持体
第二の染色方法では柔軟性シートをプラスチックレンズに密着させるために支持体を使用する。支持体の好ましい例は、図７(a)及び(b)に示すように、プラスチックレンズ１を載置するための少なくとも１つの凸曲面部91と、各凸曲面部91の周囲に設けられた複数の開口部92とを有する上部の支持面9aと、支持面9aを包囲する側面部9b及び底面部9cとからなり、側面部9bに減圧ポンプ（図示せず）に連結するパイプ93が設けられているケーシング９である。ケーシング９には、柔軟性シート８を載置する際にズレが生じないように、予め位置決めマーク94を設けておくのが好ましい。またケーシング９を金属等の硬質の材料で形成した場合、凸曲面部91とプラスチックレンズ1の凹曲面とが密着できるように、昇華性染料が付着しにくい柔軟性被覆シート(図示せず)をケーシング９の支持面9aに設けるのが好ましい。このような柔軟性被覆シートとしては、例えば表面に離型剤を塗布したシリコンゴムシート等が挙げられる。勿論、柔軟性被覆シートには、ケーシング９と同じ位置に開口部が設けられている。
【００４９】
(ii) プラスチックレンズの染色
図８(a)及び(b)に示すように、ケーシング９の支持面9a面に柔軟性被覆シート10、プラスチックレンズ１、及び昇華性染料が付着した柔軟性シート８を順に載置し、ケーシング９内を吸引すると、柔軟性シート８はプラスチックレンズ１に密着する。ケーシング9内の圧力は0.1〜20kPa程度であれば、柔軟性シート８はプラスチックレンズ１に十分に密着する。次いで、加熱（又は水蒸気雰囲気中で加熱）すると、昇華性染料の分子は昇華して柔軟性シート８からプラスチックレンズ１に転写され、さらにプラスチックレンズ１の内部に拡散する。なお染色条件は第一の染色方法と同じでよい。
【００５０】
染色後、プラスチックレンズ１から柔軟性シート8を剥離すると、8a〜8fのパターンに染色された複数個のレンズが同時に得られる。これらの染色レンズはいずれもムラなく優れた均染性を有する。なお柔軟性シート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。
【００５１】
【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。
【００５２】
実施例１
５％(v/v)の昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）と、0.4％(w/v)のN,N'-メチレンビスアクリルアミドと、9.6％(w/v)のアクリルアミドとを含有する水溶液に、重合開始剤としてN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、過硫酸アンモニウムを加え、素早く混合した。周囲をシリコン樹脂で密閉した平行な２枚のガラス板の隙間に上記水溶液を注入し、25℃で120分間放置した。このようにして得られた柔軟性シートは全体的に均一に昇華性染料を含有していた。
【００５３】
この柔軟性シートをチオウレタン系モノマー（三井化学（株）製、MR-8）からなるプラスチックレンズに密着させた後、レンズを保持部材に固定し、電気炉中に載置した。次いでレンズを130℃に加熱し、30分間染色処理を行った。
【００５４】
柔軟性シートを剥離した後、染色レンズの透過率を波長520nmの単色光で測定したところ、28％であった。また染色レンズの均染性及び着色濃度を目視で調べたところ、レンズ全体が均一でムラなく高濃度に染色されたことが確認された。
【００５５】
実施例２
実施例１と同じ昇華性分散染料水溶液に、重合開始剤としてN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、過硫酸アンモニウムを加え、素早く混合した。図１に示すように、僅かな隙間３を空けて平行に配置した実施例１と同じプラスチックレンズ１及びガラス板２の周囲をシリコン樹脂(図示せず)で密閉し、隙間３に上記水溶液４を注入した後、25℃で120分間放置した。このようにして得られた柔軟性シート５は全体的に均一に昇華性染料を含有するとともに、プラスチックレンズ１に密着していた。
【００５６】
柔軟性シート５が密着したプラスチックレンズ１を保持部材に固定し、電気炉中に載置した。次いでレンズ１を130℃に加熱し、30分間染色処理を行った。柔軟性シート５を剥離した後、染色レンズの透過率を波長520nmの単色光で測定したところ、27％であった。また染色レンズの均染性及び着色濃度を目視で調べたところ、レンズ全体が均一でムラがなく高濃度に染色されたことが確認された。
【００５７】
実施例３
僅かな隙間を空けて２枚のガラス板を配置し、上端を除いてシリコン樹脂でシールして成形型65を作成し、図２に示すように装置６に設置した。実施例１と同じ昇華性分散染料水溶液に比重調整剤として10％(w/v)のショ糖を添加したものに、重合開始剤としてN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、過硫酸アンモニウムを加え、素早く混合することにより水溶液Ａを調製した。また0.4％(w/v)のN,N'-メチレンビスアクリルアミドと、9.6％(w/v)のアクリルアミドを含有する水溶液に、重合開始剤としてN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、過硫酸アンモニウムを加え、素早く混合することにより水溶液Ｂを作製した。
【００５８】
図２に示すようにコック63を閉じた状態で、水溶液Ａ及びＢを装置６の槽61及び62にそれぞれ加え、マグネチックスターラ69を作動させながらコック63を開き素早くポンプ64を駆動することにより、水溶液Ａ及びＢの混合溶液Ｃを成形型65内に入れた。混合溶液Ｃは図３に示すように当初はほとんど水溶液Ａのみからなり、染料濃度が高かったが、次第に水溶液Ｂにより希釈されて染料濃度が低下していった。混合溶液Ｃを成形型65内に充填した後、40℃で60分間放置した。このようにして得られた柔軟性シート５は、全体的にムラなく濃度勾配をもって昇華性染料を含有していた。
【００５９】
得られた柔軟性シート５を実施例1と同じプラスチックレンズ１に密着させた後、レンズ１を保持部材に固定し、電気炉中に載置した。次いでレンズ１を130℃に加熱し、30分間染色処理を行った。柔軟性シート５を剥離した後、染色レンズの均染性を目視で調べたところ、レンズ全体がムラなく明瞭な濃度勾配をもって染色されたことがわかった。
【００６０】
参考例４
0.4％(w/v)のN,N'-メチレンビスアクリルアミドと、9.6％(w/v)のアクリルアミドとを含有する水溶液に、重合開始剤としてN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、過硫酸アンモニウムを加え、素早く混合した。周囲をシリコン樹脂で密閉した平行な２枚のガラス板の隙間に上記水溶液を注入し、25℃で120分間放置した。得られた柔軟性シートを60℃で30分間乾燥させた後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。このようにして図6に示すようなパターンで昇華性染料が付着した柔軟性シート８を得た。
【００６１】
図８(a)及び(b)に示すように、支持面9a面に柔軟性被覆シート10、複数のプラスチックレンズ１、及び昇華性染料が付着した柔軟性シート８を順に載置し、ケーシング９内を吸引すると、柔軟性シート８は各プラスチックレンズ１に密着した。次いで130℃に加熱し、30分間染色処理を行った。
【００６２】
柔軟性シート８を剥離すると、8a〜8fの染色パターンを有する複数個のレンズが同時に得られた。これらの染色レンズの均染性を目視で調べたところ、いずれのレンズも全体がムラなく明瞭な濃度勾配をもって染色されたことが確認できた。
【００６３】
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実施例１と同じプラスチックレンズに接触させた後、レンズを保持部材に固定し、電気炉中に載置した。
【００６４】
レンズを130℃で30分間加熱した後、プラスチックレンズから普通紙を除去した。染色レンズの透過率を波長520nmの単色光で測定したところ、80％であった。また染色レンズの均染性及び着色濃度を目視で調べたところ、中間媒体として柔軟性シートを使用したとものと比較して、レンズ全体でムラが多い上に染色濃度も低いことが確認された。これから、プラスチックレンズの染色処理時に中間媒体として柔軟性シートを使用することが効果的であることが分かる。
【００６５】
【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、中間媒体として昇華性染料を有する柔軟性シートを使用する。これにより、(a) 柔軟性シートがプラスチックレンズに密着するため、従来の浸漬法及び気相法に比べて高濃度に染色すること、(b) 昇華性染料を有する１枚の柔軟性シートに複数のレンズを密着させることが可能となるため、同時に複数のプラスチックレンズを染色すること、c) １枚の柔軟性シートに数種類の昇華性染料の染色パターンを施すことが可能となるため、複数のレンズを異なる染色パターンに同時に染色することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例による柔軟性シートの作製方法を示す概略図であり、(a)はプラスチックレンズと板状部材とから成形型を作製する様子を示し、(b)は成形型に昇華性染料を含有する原料モノマー溶液を充填する様子を示し、(c)は重合反応後、板状部材を剥離する様子を示す。
【図２】 本発明の別の実施例による昇華性染料の濃度勾配を有する柔軟性シートを作製するための装置を示す概略図である。
【図３】 図２に示す装置の成形型に原料モノマー溶液を入れる様子を示す概略図である。
【図４】 図２に示す装置を用いて作製した柔軟性シートの底面からの位置に対する透過率を示すグラフである。
【図５】 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)は昇華性染料を含有する柔軟性シートをプラスチックレンズに密着させて（水蒸気雰囲気中で）加熱する様子を示し、(b)は染色後、柔軟性シートを剥離する様子を示す。
【図６】 本発明のさらに別の実施例による昇華性染料が付着した柔軟性シートの上面図である。
【図７】 本発明による別の染色方法を実施するためのケーシングを示す概略断面図であり、(a)ケーシングの横断面を示し、(b)はそのＡ−Ａ断面を示す。
【図８】 図７に示すケーシングを用いたプラスチックレンズの染色方法を示す概略断面図であり、(a)は昇華性染料が付着した柔軟性シートをプラスチックレンズに密着させて（水蒸気雰囲気中で）加熱する状態を示し、(b)はそのB−B断面の拡大図である。
【符号の説明】
１・・・プラスチックレンズ
２・・・板状部材
３・・・隙間
４・・・昇華性染料を含有する原料モノマー水溶液
５・・・柔軟性シート
Ａ・・・昇華性染料及び比重調整剤を含有する原料モノマー水溶液
Ｂ・・・原料モノマー水溶液
Ｃ・・・水溶液Ａ及び水溶液Ｂからなる混合溶液
６・・・昇華性染料の濃度勾配を有する柔軟性シートを作製する装置
61・・・水溶液Ａを加える槽
62・・・水溶液Ｂを加える槽
63・・・コック
64・・・送液ポンプ
65・・・成形型
66・・・管
67・・・管
68・・・撹拌子
69・・・マグネチックスターラ
７・・・プラスチックレンズの着色層
８・・・昇華性染料が付着した柔軟性シート
81・・・位置決めマーク
8a・・・昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8b・・・別の昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8c・・・さらに別の昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8d・・・さらに別の昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8e・・・さらに別の昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8f・・・さらに別の昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8A・・・印刷層1aの色を表す記号
8B・・・印刷層1bの色を表す記号
8C・・・印刷層1cの色を表す記号
8D・・・印刷層1dの色を表す記号
8E・・・印刷層1eの色を表す記号
8F・・・印刷層1fの色を表す記号
９・・・ケーシング
9a・・・支持面部
9b・・・側面部
9c・・・底面部
91・・・凸曲面部
92・・・開口部
93・・・パイプ
94・・・位置決めマーク
10・・・柔軟性被覆シート
101・・・開口部
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来の浸漬法及び気相法に比べて効率良く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】
近年、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す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等の目的から、全体を均一に染色したり、濃度勾配をつけて染色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性及び安全性の他に容易に染色できる可染性を挙げることをできる。
【０００３】
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。例えばプラスチックレンズ、特に眼鏡用プラスチックレンズを均一に染色する方法は、主として▲１▼分散染料液に浸漬する方法、▲２▼分散染料を含有するコーティング剤又は染色可能なコーティング剤を塗布する方法、▲３▼分散染料の存在下でプラスチックレンズの原料モノマーを重合する方法、及び▲４▼昇華性染料を加熱して昇華させる方法が挙げられる。
【０００４】
第一の方法は、加熱した分散染料浴中にレンズを浸漬した後、レンズを加熱して染料を固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、プラスチックレンズ素材の多様化が進んだ結果、このような分散染料を使用する方法では染色が困難な素材が増えてきている。
【０００５】
分散染料を使用する系で染色濃度を向上させるために、分散染料液の温度をできるだけ高くする方法、染色助剤を分散染料液に加える方法（特開平10-221650号）、分散染料液にプラスチックレンズを浸漬する時間を延長する方法等が行われている。しかしながら、これらの方法によっても、到達し得る染色濃度には限界がある。
【０００６】
染色濃度の問題点を解決する方法として、予め染色助剤浴にプラスチックレンズを浸漬してレンズ表面に染色助剤を浸透させてから、分散染料浴中にレンズを浸漬する方法（特開平9-145901号、特開平9-146050号）や、パーフルオロカーボン媒体中に分散染料を分散させてなる分散染料浴中にプラスチックレンズを浸漬し、加熱することによりレンズを染色する方法（特開2001-192985号）が提案されている。しかしながら、これらの方法によっても、到達し得る染色濃度に限界があり、レンズを高濃度に染色できないという問題があった。
【０００７】
第二の方法として、プラスチックレンズ素材に直接染色するのではなく、分散染料を分散又は溶解した有機ハードコート液をプラスチックレンズに塗布した後、硬化処理することにより、染色されたハードコート薄膜をレンズ表面に形成する方法（特開平6-347606号）も提案されている。有機ハードコート液の塗布は、浸漬法、スプレー法、スピンコート法等により行われる。またプラスチックレンズに染料を含有する有機ハードコート液を塗布する代わりに、分散染料液を塗布することにより染色可能なハードコートを形成してから、分散染料浴中にプラスチックレンズを浸漬し、加熱することにより染色する方法（特開2000-266905号）も行われている。しかしながらこれらの方法も、ハードコート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】
第三の方法として、プラスチックレンズの原料モノマーに予め分散染料を溶解してから重合する方法（特開平7-018586号）が提案されている。しかし、この方法では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。
【０００９】
第四の方法としては、昇華性染料を加熱・昇華させて染色する方法が提案されている。この方法は、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) 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）、(ロ) 昇華性染料を含む溶液を塗布してなる基体をプラスチックレンズに非接触状態で対向させ、基体及びレンズを加熱することにより染色する方法（例えば、特開平1-277814号及び特開2000-329901号（特許文献１及び２）参照）、(ハ) 昇華性染料を含有する着色層と、粘着層とからなる転写層をプラスチックレンズに転写した後、加熱することにより染色する方法（例えば、特開2000-009905号（特許文献３）参照）が提案されている。
【００１０】
しかしながら、上記(イ)の方法では、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。
(ロ)の方法では、上記(イ)の方法より着色源の均一加熱が容易であるが、基体とレンズとを接触させた状態で加熱すると染色ムラが生じてしまうため、基体とレンズとの間に一定の間隔を設けて基体を加熱しなければならず、このため染色レンズの染色濃度に限界がある。(ハ)の方法では、着色層とプラスチックレンズとの間に粘着剤層を介して染色を行うため、被染色レンズを高濃度に染色することができない。またこれらのプラスチックレンズの染色方法では、1度に1種類のパターンしか染色できないため、効率が悪いという問題がある。
【００１１】
染料の濃度勾配を設けてプラスチックレンズを染色する方法として、従来から加熱した分散染料浴中に濃度勾配をつけたい部分までプラスチックレンズを浸漬し、その後ゆっくりと引き上げる方法が用いられている。しかし、この方法においては、マーケットニーズに応えるために多種の染料浴を必要とする上、染色パターンが再現せず、同じ条件で染色を行っても染色の度合いが異なるという欠点がある。また浸漬法では染色濃度に限界があるため、明瞭な濃度勾配をレンズに施すことはできない。
【００１２】
そこで予め濃度勾配をつけたい部分までプラスチックレンズを染色助剤中に浸漬し、レンズを徐々に引き上げて染色助剤を浸透させてから、分散染料浴中にレンズを浸漬する方法（特開平10-005673号）が提案されているが、やはり到達濃度に限界があり、明瞭な濃度勾配をレンズに施すことはできない。
【００１３】
染料の濃度勾配を設けてプラスチックレンズを染色する別の方法としては、インクジェットプリンタにより予め濃度勾配をつけて昇華性染料を基体に付着させ、昇華性染料が付着した基体をプラスチックレンズに非接触状態で対向させ、基体及びレンズ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に着色層を形成する方法（例えば、特開2001-159746号（特許文献４）参照）が提案されている。しかしながら、この方法では、基体とレンズとを接触させた状態で加熱すると染色ムラが生じてしまうため、基体とレンズとの間に一定の間隔を設けて基体を加熱しなければならず、被染色レンズの染色濃度には限界がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平1-277814号公報
【特許文献２】
特開2000-329901号公報
【特許文献３】
特開2000-009905号公報
【特許文献４】
特開2001-159746号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、従来の浸漬法及び気相法に比べて高濃度に染色し得るプラスチックレンズの染色方法、特に複数のレンズを同時に染色でき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。
【００１６】
【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、(a) プラスチックレンズ染色時に、中間媒体として昇華性染料を有する柔軟性シートを用いると、柔軟性シートがプラスチックレンズに密着するため、従来の浸漬法及び気相法に比べて高濃度に染色し得ること、(b) 昇華性染料を有する１枚の柔軟性シートに複数のレンズを密着させれば、同時に複数のプラスチックレンズを染色することができるため、効率がよいこと、及び(c) １枚の柔軟性シートに数種類の昇華性染料の染色パターンを施せば、複数のレンズを異なる染色パターンに同時に染色することができることを発見し、本発明に想到した。
【００１７】
すなわち、本発明の染色方法は、昇華性染料の存在下でモノマーの重合を行うことにより、前記昇華性染料を有するがプラスチックレンズに癒着しない柔軟性シートを作製し、前記柔軟性シートとプラスチックレンズとを密着させた状態で加熱することにより昇華性染料を昇華させ、もってプラスチックレンズを染色することを特徴とする。加熱処理は大気中でも水蒸気雰囲気中でもよいが、均染性及び染色濃度を高めるために水蒸気雰囲気中で加熱処理するのが好ましい。
【００２１】
昇華性染料の濃度勾配を設けてプラスチックレンズを染色する場合、柔軟性シートに印刷する昇華性染料に少なくとも一方向の濃度勾配を設け、もって濃度勾配をプラスチックレンズに転写するのが好ましい。
【００２３】
上記モノマーの重合は、プラスチックレンズ表面で行ってもよい。その際、プラスチックレンズを所定の間隔をおいて成形型に固定し、前記間隔により形成されたキャビティ内に昇華性染料を含有するモノマーを充填し、モノマーを重合した後成形型を剥離し、次いで加熱することにより昇華性染料を昇華させ、もってプラスチックレンズを染色するのが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
[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には特に制限ないが、特に染色しにくい素材の場合に本発明の効果は顕著である。適用可能な素材としては、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。
【００２５】
[2] 昇華性染料
昇華性染料は加熱により昇華する性質を有するものであれば良く、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））等が挙げられる。
【００２６】
[3] 昇華性染料を有する柔軟性シート
(1) 柔軟性シート
柔軟性シートは、プラスチックレンズの湾曲面に沿って変形自在となるための柔軟性と、レンズに癒着しない性質と、昇華性染料に対して低い親和性とを有するものが好ましい。このような柔軟性シートとしては、例えばプラスチック又はゴム等からなるのが好ましく、ポリアクリルアミド、シリコンゴム等からなるのがより好ましい。プラスチックレンズの湾曲面に沿って変形自在となるためには、柔軟性シートの厚さは10〜2000μｍ程度であるのが好ましい。
【００２７】
(2) 昇華性染料の付与
昇華性染料の存在下でモノマー重合することにより、柔軟性シートに昇華性染料を設ける。
【００２８】
[4] プラスチックレンズの染色方法
(1) 第一の染色方法
第一の染色方法は、昇華性染料の存在下でモノマー重合することにより、昇華性染料を含有する柔軟性シートを作製し、この柔軟性シートにプラスチックレンズを密着させた状態で加熱することにより、昇華性染料を昇華させ、もってプラスチックレンズを染色する方法である。
【００２９】
(I) 昇華性染料を含有する柔軟性シートの作製
プラスチックレンズを染色するための中間媒体として、昇華性染料を含有する柔軟性シートを作製する。柔軟性シートを作製する好ましい方法を以下詳細に記載するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３０】
(i) 全体的に均一に昇華性染料を含有する柔軟性シートの作製
１種又は2種以上の原料モノマー又はその溶液に昇華性染料を加え、十分に混合・脱気をした後、重合開始剤を添加し、素早く混合する。得られた混合溶液を成形型に移し、所定の温度及び時間放置することにより重合させる。成形型としては、プラスチックレンズ上に直接柔軟性シートを作製するものと、プラスチックレンズとは別に柔軟性シートを作製するものとがある。以下プラスチックレンズ表面で柔軟性シートを作製する場合について説明するが、別に作製する成形型を用いる場合も同様である。
【００３１】
図１(a)に示すように、プラスチックレンズ１と、それと相補的な形状を有する板状部材２とを僅かな間隙３を空けて配置し、周囲をシール剤（図示せず）等で密閉する。板状部材２及びシール剤は柔軟性シートが癒着しない素材からなるものであればよく、特に制限はない。板状部材２の材質としては例えばガラス等が好ましく、シール剤の材質としてはシリコン樹脂等が好ましい。
【００３２】
図１(b)に示すように、間隙３に上記混合溶液４を注入し、所定の温度で所定の時間放置することにより重合させる。図１(c)に示すように、板状部材２及びシール剤（図示せず）を剥離し、プラスチックレンズ１の表面に密着した柔軟性シート５を得る。柔軟性シート５には全体的に均一に昇華性染料が含有されている。この方法に適するモノマーとしては、アクリルアミド、N,N'-メチレンビスアクリルアミドのようなアクリル系モノマー等が挙げられる。
【００３３】
重合開始剤は、原料モノマーのラジカルを生成することができればよく、特に制限はない。このような重合開始剤の例としては、N,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、2,2'-アゾビス（２-アミジノプロパン）２塩酸塩、過硫酸アンモニウム等が挙げられる。
【００３４】
重合温度はモノマーによるが、プラスチックレンズの変形を防止するために100℃以下であるのが好ましい。
【００３５】
(ii) 昇華性染料の濃度勾配を有する柔軟性シートの作製
▲１▼ 装置
図２は、昇華性染料の濃度勾配を有する柔軟性シートを作製する装置６の一例を示す。装置６は、染料濃度及び比重の異なる２種類の水溶液Ａ及びＢを加えるための２つの槽61，62と、槽61，62を仕切るコック63と、槽61，62に加えられた水溶液Ａ及びＢを移送する送液ポンプ64と、送液ポンプ64により移送された溶液を受容する成形型65とを有する。槽61と送液ポンプ64とは管66により連結されており、送液ポンプ64と成形型65とは管67により連通されている。また槽61には、槽62からコック63を通過した水溶液Ｂと、槽61の水溶液Ａとを撹拌するための撹拌子68が載置されており、撹拌子68の下方にはマグネチックスターラ69が設置されている。コック63は目詰まりを起こさないものであればよく、特に制限はない。
【００３６】
図３に示すように、成形型65は2枚のガラス板が僅かな隙間を空けて固定され、上端を除いてシールされた構造を有する。隙間の大きさは得られる柔軟性シートの厚さに等しい。後述するように染料の濃度勾配を有する柔軟性シートを作るために、管67は成形型65の一方の側端に配置される。
【００３７】
▲２▼ 昇華性染料の濃度勾配を有する柔軟性シートの作製
比重調整剤を含有する以外上記(i)の混合溶液と同じ混合溶液Ａを調製する。比重調整剤は重合反応に影響しないものであれば、特に制限はない。このような比重調整剤の例としてはショ糖及び塩化カルシウム等が挙げられる。混合溶液Ａの溶媒は水でもよいし有機溶媒でもよいが、一例としてここでは水溶液Ａの場合を説明する。別に、比重調整剤を含有せずに水溶液Ａよりも比重が小さくかつ昇華性染料を含有しないモノマー水溶液Ｂを調製する。
【００３８】
コック63が閉じた状態で水溶液Ａ及びＢをそれぞれ装置６の槽61及び62に入れる。水溶液Ａを入れる槽61と水溶液Ｂを入れる槽62は、同じ径を有する。次いでマグネチックスターラ69を作動させると、コック63を開き素早く送液ポンプ64を作動させ槽62の水溶液Ｂはコック63を通過し、槽61の水溶液Ａと撹拌子68により混合される。撹拌子68の位置における混合溶液Ｃは、最初はほとんど水溶液Ａからなるが、次第に水溶液Ｂの割合が上昇する。水溶液Ａ及びＢの割合によっては最終的にはほとんど水溶液Ｂとすることができる。
【００３９】
得られた混合溶液Ｃは管66及び67を通過し、成形型65に入る。最初に入る水溶液Ａは比重が重いので、成形型65の底に溜まる。その上に次第に染料の濃度が低下した混合溶液Ｃが入るので、図３及び図４に示すように、濃度勾配ができる。
水溶液Ａ及びＢの比重差のために、濃度勾配は比較的長時間維持される。従ってその間に重合を行えば、濃度勾配を有する柔軟性シート５が得られる。なお重合条件は(i)に記載のものと同じで良い。
【００４０】
(II) プラスチックレンズの染色
図５は本発明の好ましい染色方法の一例を概略的に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。昇華性染料を含有する柔軟性シート５が密着したプラスチックレンズ１（又は別に作製した昇華性染料を含有する柔軟性シート５を密着させたプラスチックレンズ１）を適当なレンズ保持部材（図示せず）に固定し、プラスチックレンズ１を加熱（又は水蒸気雰囲気中で加熱）するための装置内に載置する。図５(a)に示すように、プラスチックレンズ１を加熱すると、昇華性染料の分子は昇華して柔軟性シート５からプラスチックレンズ１に転写され、さらにプラスチックレンズ１の内部に拡散する。
【００４１】
加熱処理は大気中で実施しても良いが、水蒸気雰囲気中で行うのが好ましい。
水蒸気雰囲気中で加熱処理する場合、水蒸気雰囲気の圧力は0.08〜0.5 MPaであるのが好ましい。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。なお大気中で加熱処理する場合電気炉等を使用できるが、水蒸気雰囲気中で染色する場合はオートクレーブやプレッシャークッカー(特開平9-131565号)等を使用する。
【００４２】
加熱温度は所望の染色濃度に依存するが、通常90〜150℃程度でよい。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。
【００４３】
加熱時間は所望の染色濃度に依存するが、通常10〜120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120分超であると、染色濃度が濃くなりすぎたり、プラスチックレンズの変色及び変形が起こる。
【００４４】
染色後、図５(b)に示すように、プラスチックレンズ１から柔軟性シート５を剥離すると、均染性に優れた着色層７を有するプラスチックレンズ１が得られる。また濃度勾配を設けた場合でも染色ムラがない。なお柔軟性シート５の剥離を容易にするために、予めプラスチックレンズ１の表面に離型剤を塗布しても良い。
【００４５】
(2) 第二の染色方法（参考例）
第二の染色方法は、予め柔軟性シートを作製し、インクジェットプリンタ等により昇華性染料を柔軟性シートに印刷し、印刷された柔軟性シートに複数のプラスチックレンズを密着させた状態で加熱することにより、昇華性染料を昇華させ、もってプラスチックレンズを染色する方法である。これにより、複数のプラスチックレンズを同時に染色することが可能となる。
【００４６】
(I) 昇華性染料が付着した柔軟性シートの作製
昇華性染料を含有しない以外第一の方法と同じ組成の柔軟性シートを作製する。ハンドリング性を考慮して、柔軟性シートの厚さは10〜500μｍであるのが好ましい。以下インクジェットプリンタによる印刷の場合を例にとって説明するが、他の方法による印刷でも同様である。
【００４７】
インクジェットプリンタによる柔軟性シートの印刷は、１種類の昇華性染料で柔軟性シート全体を均一に印刷しても、濃度勾配を設けて印刷してもよく、また例えば図６に示すように、異なる色からなる濃度勾配層8a〜8fを設けて印刷してもよい。この時、各濃度勾配層8a〜8fの色記号8A〜8Fや、柔軟性シート８の位置決めマーク81を印刷すると、取り扱いが容易になる。
【００４８】
(II) プラスチックレンズの染色
(i) 支持体
第二の染色方法では柔軟性シートをプラスチックレンズに密着させるために支持体を使用する。支持体の好ましい例は、図７(a)及び(b)に示すように、プラスチックレンズ１を載置するための少なくとも１つの凸曲面部91と、各凸曲面部91の周囲に設けられた複数の開口部92とを有する上部の支持面9aと、支持面9aを包囲する側面部9b及び底面部9cとからなり、側面部9bに減圧ポンプ（図示せず）に連結するパイプ93が設けられているケーシング９である。ケーシング９には、柔軟性シート８を載置する際にズレが生じないように、予め位置決めマーク94を設けておくのが好ましい。またケーシング９を金属等の硬質の材料で形成した場合、凸曲面部91とプラスチックレンズ1の凹曲面とが密着できるように、昇華性染料が付着しにくい柔軟性被覆シート(図示せず)をケーシング９の支持面9aに設けるのが好ましい。このような柔軟性被覆シートとしては、例えば表面に離型剤を塗布したシリコンゴムシート等が挙げられる。勿論、柔軟性被覆シートには、ケーシング９と同じ位置に開口部が設けられている。
【００４９】
(ii) プラスチックレンズの染色
図８(a)及び(b)に示すように、ケーシング９の支持面9a面に柔軟性被覆シート10、プラスチックレンズ１、及び昇華性染料が付着した柔軟性シート８を順に載置し、ケーシング９内を吸引すると、柔軟性シート８はプラスチックレンズ１に密着する。ケーシング9内の圧力は0.1〜20kPa程度であれば、柔軟性シート８はプラスチックレンズ１に十分に密着する。次いで、加熱（又は水蒸気雰囲気中で加熱）すると、昇華性染料の分子は昇華して柔軟性シート８からプラスチックレンズ１に転写され、さらにプラスチックレンズ１の内部に拡散する。なお染色条件は第一の染色方法と同じでよい。
【００５０】
染色後、プラスチックレンズ１から柔軟性シート8を剥離すると、8a〜8fのパターンに染色された複数個のレンズが同時に得られる。これらの染色レンズはいずれもムラなく優れた均染性を有する。なお柔軟性シート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。
【００５１】
【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。
【００５２】
実施例１
５％(v/v)の昇華性分散染料（（株）サンリュウ製、HANAE-II）と、0.4％(w/v)のN,N'-メチレンビスアクリルアミドと、9.6％(w/v)のアクリルアミドとを含有する水溶液に、重合開始剤としてN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、過硫酸アンモニウムを加え、素早く混合した。周囲をシリコン樹脂で密閉した平行な２枚のガラス板の隙間に上記水溶液を注入し、25℃で120分間放置した。このようにして得られた柔軟性シートは全体的に均一に昇華性染料を含有していた。
【００５３】
この柔軟性シートをチオウレタン系モノマー（三井化学（株）製、MR-8）からなるプラスチックレンズに密着させた後、レンズを保持部材に固定し、電気炉中に載置した。次いでレンズを130℃に加熱し、30分間染色処理を行った。
【００５４】
柔軟性シートを剥離した後、染色レンズの透過率を波長520nmの単色光で測定したところ、28％であった。また染色レンズの均染性及び着色濃度を目視で調べたところ、レンズ全体が均一でムラなく高濃度に染色されたことが確認された。
【００５５】
実施例２
実施例１と同じ昇華性分散染料水溶液に、重合開始剤としてN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、過硫酸アンモニウムを加え、素早く混合した。図１に示すように、僅かな隙間３を空けて平行に配置した実施例１と同じプラスチックレンズ１及びガラス板２の周囲をシリコン樹脂(図示せず)で密閉し、隙間３に上記水溶液４を注入した後、25℃で120分間放置した。このようにして得られた柔軟性シート５は全体的に均一に昇華性染料を含有するとともに、プラスチックレンズ１に密着していた。
【００５６】
柔軟性シート５が密着したプラスチックレンズ１を保持部材に固定し、電気炉中に載置した。次いでレンズ１を130℃に加熱し、30分間染色処理を行った。柔軟性シート５を剥離した後、染色レンズの透過率を波長520nmの単色光で測定したところ、27％であった。また染色レンズの均染性及び着色濃度を目視で調べたところ、レンズ全体が均一でムラがなく高濃度に染色されたことが確認された。
【００５７】
実施例３
僅かな隙間を空けて２枚のガラス板を配置し、上端を除いてシリコン樹脂でシールして成形型65を作成し、図２に示すように装置６に設置した。実施例１と同じ昇華性分散染料水溶液に比重調整剤として10％(w/v)のショ糖を添加したものに、重合開始剤としてN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、過硫酸アンモニウムを加え、素早く混合することにより水溶液Ａを調製した。また0.4％(w/v)のN,N'-メチレンビスアクリルアミドと、9.6％(w/v)のアクリルアミドを含有する水溶液に、重合開始剤としてN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、過硫酸アンモニウムを加え、素早く混合することにより水溶液Ｂを作製した。
【００５８】
図２に示すようにコック63を閉じた状態で、水溶液Ａ及びＢを装置６の槽61及び62にそれぞれ加え、マグネチックスターラ69を作動させながらコック63を開き素早くポンプ64を駆動することにより、水溶液Ａ及びＢの混合溶液Ｃを成形型65内に入れた。混合溶液Ｃは図３に示すように当初はほとんど水溶液Ａのみからなり、染料濃度が高かったが、次第に水溶液Ｂにより希釈されて染料濃度が低下していった。混合溶液Ｃを成形型65内に充填した後、40℃で60分間放置した。このようにして得られた柔軟性シート５は、全体的にムラなく濃度勾配をもって昇華性染料を含有していた。
【００５９】
得られた柔軟性シート５を実施例1と同じプラスチックレンズ１に密着させた後、レンズ１を保持部材に固定し、電気炉中に載置した。次いでレンズ１を130℃に加熱し、30分間染色処理を行った。柔軟性シート５を剥離した後、染色レンズの均染性を目視で調べたところ、レンズ全体がムラなく明瞭な濃度勾配をもって染色されたことがわかった。
【００６０】
参考例４
0.4％(w/v)のN,N'-メチレンビスアクリルアミドと、9.6％(w/v)のアクリルアミドとを含有する水溶液に、重合開始剤としてN,N,N',N'-テトラメチルエチレンジアミン、過硫酸アンモニウムを加え、素早く混合した。周囲をシリコン樹脂で密閉した平行な２枚のガラス板の隙間に上記水溶液を注入し、25℃で120分間放置した。得られた柔軟性シートを60℃で30分間乾燥させた後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。このようにして図6に示すようなパターンで昇華性染料が付着した柔軟性シート８を得た。
【００６１】
図８(a)及び(b)に示すように、支持面9a面に柔軟性被覆シート10、複数のプラスチックレンズ１、及び昇華性染料が付着した柔軟性シート８を順に載置し、ケーシング９内を吸引すると、柔軟性シート８は各プラスチックレンズ１に密着した。次いで130℃に加熱し、30分間染色処理を行った。
【００６２】
柔軟性シート８を剥離すると、8a〜8fの染色パターンを有する複数個のレンズが同時に得られた。これらの染色レンズの均染性を目視で調べたところ、いずれのレンズも全体がムラなく明瞭な濃度勾配をもって染色されたことが確認できた。
【００６３】
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実施例１と同じプラスチックレンズに接触させた後、レンズを保持部材に固定し、電気炉中に載置した。
【００６４】
レンズを130℃で30分間加熱した後、プラスチックレンズから普通紙を除去した。染色レンズの透過率を波長520nmの単色光で測定したところ、80％であった。また染色レンズの均染性及び着色濃度を目視で調べたところ、中間媒体として柔軟性シートを使用したとものと比較して、レンズ全体でムラが多い上に染色濃度も低いことが確認された。これから、プラスチックレンズの染色処理時に中間媒体として柔軟性シートを使用することが効果的であることが分かる。
【００６５】
【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、中間媒体として昇華性染料を有する柔軟性シートを使用する。これにより、(a) 柔軟性シートがプラスチックレンズに密着するため、従来の浸漬法及び気相法に比べて高濃度に染色すること、(b) 昇華性染料を有する１枚の柔軟性シートに複数のレンズを密着させることが可能となるため、同時に複数のプラスチックレンズを染色すること、c) １枚の柔軟性シートに数種類の昇華性染料の染色パターンを施すことが可能となるため、複数のレンズを異なる染色パターンに同時に染色することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例による柔軟性シートの作製方法を示す概略図であり、(a)はプラスチックレンズと板状部材とから成形型を作製する様子を示し、(b)は成形型に昇華性染料を含有する原料モノマー溶液を充填する様子を示し、(c)は重合反応後、板状部材を剥離する様子を示す。
【図２】 本発明の別の実施例による昇華性染料の濃度勾配を有する柔軟性シートを作製するための装置を示す概略図である。
【図３】 図２に示す装置の成形型に原料モノマー溶液を入れる様子を示す概略図である。
【図４】 図２に示す装置を用いて作製した柔軟性シートの底面からの位置に対する透過率を示すグラフである。
【図５】 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)は昇華性染料を含有する柔軟性シートをプラスチックレンズに密着させて（水蒸気雰囲気中で）加熱する様子を示し、(b)は染色後、柔軟性シートを剥離する様子を示す。
【図６】 本発明のさらに別の実施例による昇華性染料が付着した柔軟性シートの上面図である。
【図７】 本発明による別の染色方法を実施するためのケーシングを示す概略断面図であり、(a)ケーシングの横断面を示し、(b)はそのＡ−Ａ断面を示す。
【図８】 図７に示すケーシングを用いたプラスチックレンズの染色方法を示す概略断面図であり、(a)は昇華性染料が付着した柔軟性シートをプラスチックレンズに密着させて（水蒸気雰囲気中で）加熱する状態を示し、(b)はそのB−B断面の拡大図である。
【符号の説明】
１・・・プラスチックレンズ
２・・・板状部材
３・・・隙間
４・・・昇華性染料を含有する原料モノマー水溶液
５・・・柔軟性シート
Ａ・・・昇華性染料及び比重調整剤を含有する原料モノマー水溶液
Ｂ・・・原料モノマー水溶液
Ｃ・・・水溶液Ａ及び水溶液Ｂからなる混合溶液
６・・・昇華性染料の濃度勾配を有する柔軟性シートを作製する装置
61・・・水溶液Ａを加える槽
62・・・水溶液Ｂを加える槽
63・・・コック
64・・・送液ポンプ
65・・・成形型
66・・・管
67・・・管
68・・・撹拌子
69・・・マグネチックスターラ
７・・・プラスチックレンズの着色層
８・・・昇華性染料が付着した柔軟性シート
81・・・位置決めマーク
8a・・・昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8b・・・別の昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8c・・・さらに別の昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8d・・・さらに別の昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8e・・・さらに別の昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8f・・・さらに別の昇華性染料の濃度勾配を有する印刷層
8A・・・印刷層1aの色を表す記号
8B・・・印刷層1bの色を表す記号
8C・・・印刷層1cの色を表す記号
8D・・・印刷層1dの色を表す記号
8E・・・印刷層1eの色を表す記号
8F・・・印刷層1fの色を表す記号
９・・・ケーシング
9a・・・支持面部
9b・・・側面部
9c・・・底面部
91・・・凸曲面部
92・・・開口部
93・・・パイプ
94・・・位置決めマーク
10・・・柔軟性被覆シート
101・・・開口部
Claims (4)
- 昇華性染料の存在下でモノマーの重合を行うことにより、前記昇華性染料を有するがプラスチックレンズに癒着しない柔軟性シートを作製し、前記柔軟性シートと前記プラスチックレンズとを密着させた状態で加熱することにより前記昇華性染料を昇華させ、もって前記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、
前記柔軟性シートに印刷する昇華性染料に少なくとも一方向の濃度勾配を設け、もって前記濃度勾配を前記プラスチックレンズに転写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又は２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を所定の間隔をおいて成形型に固定し、
前記間隔により形成されたキャビティ内に昇華性染料を含有するモノマーを充填し、
前記モノマーを重合した後前記成形型を剥離し、
次いで加熱することにより前記昇華性染料を昇華させ、
もって前記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１〜３のいずれかに記載のプラスチックレンズの染色方法において、
前記加熱処理を水蒸気雰囲気中で行う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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