JPH0843602A - 着色光学部品及びその製造装置 - Google Patents

着色光学部品及びその製造装置

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JPH0843602A
JPH0843602A JP6177263A JP17726394A JPH0843602A JP H0843602 A JPH0843602 A JP H0843602A JP 6177263 A JP6177263 A JP 6177263A JP 17726394 A JP17726394 A JP 17726394A JP H0843602 A JPH0843602 A JP H0843602A
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heating
base material
radiation
lens
dye
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JP6177263A
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Seiichiro Hoshiyama
征一郎 星山
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Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 着色光学部品の濃度勾配を再現性良く形成す
る。 【構成】 染料が塗布された着色面を有する基材表面を
加熱する加熱手段(1)、加熱手段(1)と基材(4)
との間に設置した熱遮蔽部材(2)、熱遮蔽部材(2)
又は/及び基材(4)を相対的に動かす移動手段を少な
くとも有する濃度勾配を持った着色光学部品の製造装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は着色加工した光学部品、
例えば眼鏡用の着色レンズや、フィルター等の着色光学
部品及びその光学部品の装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、眼鏡用レンズに着色を施してな
る着色レンズは、ファッション、流行などに関連した付
加価値技術として最近重要視されてきている。現在のレ
ンズの染色は、主として水系の分散媒に染料を分散さ
せ、大気圧下、100℃以下の温度に保った染液中への
レンズの浸漬/引き上げを繰り返す、いわゆる浸漬法に
よって行っていた。通常レンズ中心部にむけて色調が薄
くなるようなだらかな着色濃度勾配を付けたハーフ染色
が一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き従来の方法による光学部品の染色では、目的とする
色調や濃度を出すには作業者の長年の経験に頼りがち
で、特になだらかな濃度勾配を付ける場合、再現性に乏
しく、後加工による色調の変動要因が制御し難いという
問題点があった。更に、従来の浸漬法の場合、連続加工
が困難である。また染色液の廃液が多量に排出されるた
めに、その処理のための設備にコストがかかったり、ま
た環境問題の点から、廃液の処理を伴う染色技術の改善
が急務となった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、第1に「染料が塗布された着色面を有
する基材表面を加熱する加熱手段、前記加熱手段と該基
材との間に設置した熱遮蔽部材、前記熱遮蔽部材又は/
及び該基材を相対的に動かす移動手段を少なくとも有す
る濃度勾配を持った着色光学部品の製造装置(請求項
1)」を提供する。
【0005】好ましくは「請求項1記載の製造装置にお
いて、基材を設置する基材保持手段を有することを特徴
とする製造装置(請求項2)」を提供する。また好まし
くは、「請求項1記載の加熱手段が、赤外線・可視光線
・熱風・マイクロ波・レーザー等の放射加熱手段である
ことを特徴とする製造装置(請求項3)」を提供する。
また「請求項1記載の前記基材保持手段を低熱伝導性の
材料で形成することを特徴とする製造装置(請求項
4)」を提供する。また「請求項1記載の前記低熱伝導
性の材料がコルクであることを特徴とする製造装置(請
求項5)」を提供する。更に「請求項1記載の前記熱遮
蔽部材の形状が前記加熱手段側から見て階段状であるこ
とを特徴とする製造装置(請求項6)」を提供する。更
にまた「請求項1乃至5の製造装置で製造された着色光
学部品(請求項7)」を提供する。
【0006】
【作用】本発明の着色された光学部品の製造方法におい
ては、光学部品となる基材表面に染料液を塗布すること
により着色加工された表面に対して熱放射による加熱を
行い、基材内に染料を浸透させて着色加工を行うもので
ある。本発明において濃度勾配とは、着色される色の濃
度が無色から淡色を経て濃くなるように変化している状
態をいう。また不均等加熱とは、基材表面全面を均一な
温度に加熱するのではなく、ある部位に対しては加熱量
は少なく、また別の部位では加熱量は大きくなるように
基材表面を部位によって加熱量を変化(不均一)させる
ことをいう。つまり、熱放射を多く受けた基材は被加熱
量が多くなる。本発明は、染料液が塗布された光学部品
基材面の被加熱量が多ければ、被加熱面に浸透する染料
の量が多くなり、着色濃度は濃くなり、放射強度が少な
く被加熱量が少なければ浸透する染料の量は少なく着色
濃度は薄くなるという、着色濃度と加熱量との対応関係
に基づき、所望の濃度勾配に相当する加熱量差になるよ
う制御しながら不均等加熱を行うことによって、作業者
の経験に頼ることなく所望の濃度勾配パターンを有する
着色された光学部品を簡便に得ることができるものであ
る。そして、光学部品基材面への加熱量を制御すること
によって所望の濃度勾配を有する染料された光学部品を
得ることを可能としたものである。
【0007】更に、本発明においては、加熱を放射加熱
とし加熱量の制御によって不均等加熱を行うものであ
る。光学部品となる基材に対して着色濃度を濃くしたい
部位には比較的長時間または高強度の熱放射を行い、着
色濃度を薄くしたい部位には比較的短時間または低強度
の熱放射を行うよう放射時間または放射強度を変化させ
うことによって所望の濃度勾配パターンを生じさせるた
めの加熱量の差を簡便に得ることができる。
【0008】基材表面に対して加熱量差を生じさせる方
法として、第1に放射熱強度を一定にし、前記放射熱の
放射時間を制御する方法がある。この方法の一態様とし
て、放射熱を放射するための熱放射手段と基材との間に
放射熱の遮蔽手段を設け、放射熱を所定時間遮断し、そ
の遮断時間が変化することによって基材表面の加熱時間
に差異が生じ、不均等加熱が行われる。遮蔽手段は、熱
を確実に遮断する必要性から熱伝導性の低いものが好ま
しい。
【0009】また、第2の方法として、前記放射熱の放
射時間を一定にし、放射強度を制御する方法がある。放
射強度の制御方法の一態様としては、熱放射手段と基材
との距離を制御することで放射強度の差異を生じさせる
ことができる。つまり、基材を熱放射手段に接近させれ
ば放射強度は高くなり、遠ざければ放射強度は低くな
る。
【0010】本発明において使用される光学部品は、着
色可能なものであればよく、特に制限されるものではな
いが、基材としてプラスチックを用いる場合、その材料
には、例えばポリメチルメタクリレート及びその重合
体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリカーボ
ネート、セルロースアセテート、ポリ塩化ビニル、ポリ
エチレンテレスタレート、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ポリウレタン樹脂、CR−39重合体など
が用いられる。ハードコートには、公知の有機ケイ素化
合物が使用可能である。
【0011】また、熱放射手段として、赤外線、可視光
線等の放射、熱風、マイクロ波放射等種々のものが用い
られるが、加熱のし易さ、安定性から赤外線を用いるこ
とが好ましい。いずれにしてもレンズ基材が熱劣化しな
い加熱条件を設定することが必要である。
【0012】
【実施例1】以下に、実施例として、レンズの転写によ
る、着色方法の内容を説明するが、本発明は、これらに
限定されるものではない。第一の実施例では、赤外線ヒ
ーターを熱放射源とし、階段状の遮蔽板を用いて放射強
度を制御しながら不均等的加熱を行って、着色レンズを
得る。 (1)転写染料の組成物の調製 転写染料は、イエロー、レッド、ブルーの3原色の染料
を、有機溶媒に溶かした溶液を、目的とする色調が再現
できる任意の割合で調合し、アセトンを主成分とする希
釈液で任意の濃度に希釈したものを転写液とした。
【0013】<レッド染料>回転子を備えたビーカーに
アセトン86.49wt%、ポリメタクリル酸メチル
(PMMA)を、2.70wt%、エチレングリコール
・モノ・エチルエーテル、9.74wt%、住友3M社
製フローラード:0.26wt%、染料として、C.
I.(Colour Index)ソルベントレッド7
3:0.81wt%の合計100wt%を室温において
混合した後に、ガラス製密閉容器中に移して保管する。
【0014】<ブルー染料>回転子を備えたビーカーに
アセトン86.72wt%、PMMAを、2.71wt
%、エチレングリコール・モノ・エチルエーテルを、
9.77wt%、住友3M社製フローラード:0.26
wt%、染料として、C.I.ディスパース60:0.
54wt%の合計100wt%を混合した後に、ガラス
製密閉容器中に移して保管する。
【0015】<イエロー染料>回転子を備えたビーカー
にアセトン84.43wt%、PMMAを、2.64w
t%、エチレングリコール・モノ・エチルエーテルを、
9.51wt%、住友3M社製フロラードを、0.25
wt%、染料としてC.I.ディスパースイエロー5
4:3.17wt%の合計100wt%を混合した後
に、ガラス製密閉容器中に移して保管する。
【0016】<希釈液>回転子を備えたビーカーにアセ
トン87.60wt%、PMMAを、2.65wt%、
エチレングリコール・モノ・エチルエーテルを、9.5
0wt%、住友3M社製フローラード:0.25wt%
の合計100wt%を混合する。上記のイエロー、レッ
ド、ブルーの3色の、原液及び、希釈液を室温にて撹拌
した後、ガラス製の密閉容器に移して保管する。 (2)転写染料の調色 着色レンズの製作に用いる染料液は、上記のように各々
調整したイエロー、レッド、ブルーの3原色の染料を目
的とする色調が再現される任意の割合で調合して、上記
のアセトンを主成分とした希釈液で任意の濃度に希釈し
たものとする。
【0017】本実施例においては、色調にはブラウンを
選び、その色調を得るための転写染料の3原色液の配合
比は、体積比で、イエロー:レッド:ブルー = 4
5:27:28。この配合比のブラウン原液に、同じく
体積比で、ブラウン原液:希釈液 = 97:3の割合
に希釈したものを染料液とした。 (3)塗布及び着色 以上の操作によって調整したブラウン染料液を用いてレ
ンズの着色を以下の方法で行った。
【0018】すなわち、図2に示したように、レンズ基
材(4)として、厚さ2mm、直径70mm、0.00
Dの眼鏡用のプラスッチクであるCR39をセットし、
レンズの接眼面に染料液を約2mlを注射器で滴下し、
1000r.p.mで5秒間スピンし、続けて2000
r.p.mで5秒間回転して、レンズ基材(4)の接眼
面に均一な塗膜を形成した。
【0019】この塗布したレンズを赤外線の照射で13
0℃、40分間、ベルトコンベアーで平行移動させなが
ら図3に示した固定式照射面積制御板(単位mm)で、
加熱面を制御して不均等的加熱を行い、レンズへ染料を
加熱含浸させた。図1はその方法を示したものである。
すなわち、図1において、レンズ基材(4)を、その上
面から赤外線加熱手段(1)(株式会社ノリタケカンパ
ニーリミテッド製、100V,400W、型式CMH−
110 100V/400W)までの高さHが190m
mとなるように染料塗膜(3)の形成されている面を上
にして設置する。また、レンズ基材(4)底面からの高
さhが40mmの位置の固定式遮蔽板(2)を、レンズ
基材(4)の端部Sからの距離Lが20mmの位置にそ
の先端が来るように設定しておく。
【0020】この様な初期設定において、約130℃、
40分間、固定式遮蔽板(2)の下をベルトコンベアー
で毎分60mmの速度で図1の矢印の方向へ平行移動さ
せながらレンズ基材(4)への加熱照射を行った。次
に、洗浄として、20℃の塩化メチレン槽に1分間浸漬
し、その間は液中で揺動させる。これを2回行い、続い
て、40℃の塩化メチレン蒸気中に1分間浸漬して洗浄
した。
【0021】以上の操作で得られた着色レンズの視感度
透過率と、レンズ基材の位置との関係を示したものが図
4である。ここではレンズ端部Sからの距離L毎に、着
色濃度の評価基準として、視感度透過率計透過率値を分
光光度計により測定した。この図4からも明らかなよう
に、端部Sからの距離が大きいほど視感度透過率が高
い。端部Sからの距離が長くなるに従って、反比例的に
放射強度が低くなっていることが予想され、着色濃度も
薄くなっているものと考えられる。
【0022】この放射強度に対する着色濃度は、初期設
定における固定式遮光板(2)の先端位置に対応する距
離20mmの位置からほぼ直線的な関係となっている。
【0023】
【実施例2】次に、第2の実施例として、厚さ2mm、
直径75mmの、第1の実施例とは異なるプラスチック
レンズ基材(ニコンライトDX2:商品名)に不均等的
加熱による着色を行った。ここでは、染料液を第1の実
施例と同じブラウン染料液を用い、また第1の実施例と
同様の条件設定で図2に示すスピンコート装置によって
プラスチックレンズ基材に染料塗膜を形成した。
【0024】この染料塗膜が形成されたレンズ基材を、
図1に示した初期設定と同様に配置し、ただし、レンズ
径が5mm大きいので固定式遮光板とレンズ端面Sとの
距離Lを25mmとして、40分間熱放射した。次に、
染料塗膜の形成に使用したものと同じ、図2に示したス
ピンコート装置を用いて洗浄を行った。熱放射によって
染料の含浸を行った被着色面を上方向にしてレンズ基材
(4)をエアージャケット(17)内のレンズスピンナ
ー(19)にセットし、滴下ノズル(16)から塩化メ
チレンを滴下しながらレンズスピンナー(19)を10
00r.p.mで4秒間回転させて洗浄を行った。
【0025】以上の操作で得られた着色レンズの視感度
透過率とレンズ内の位置との関係を示したものが図5で
ある。これは、第1の実施例の図4と同様に、レンズの
端部sからの距離毎に着色濃度の評価基準として視感度
透過率を分光光度計により測定したものである。この図
5から明らかなように、端部sからの距離Lが長いほど
つまり、放射強度が少ないほど、視感度透過率が高く、
着色濃度が薄くなっており、初期設定に於ける遮光板の
先端位置に対応する25mm位置付近からほぼ直線的な
関係となっている。
【0026】なお、以上の実施例においては、レンズの
接眼面側に染料塗膜を形成し、加熱を行ったが、対物面
側のレンズ面であってもかまわない。また、染料の塗布
に際しても、スピンコートに限らず、例えば、印毛で塗
布するなどの一般的な従来用いられている方法を用いて
もできる。また、染料液に用いた組成は、上記実施例に
示したものに限らず種々のものが使用可能である。例え
ば、染料を溶解する溶剤として、アセトンの代わりに、
メタノール、エタノール、イソプロパノール、トリクロ
ロエチレン、塩化メチレン、トルエン、キシレン、石油
ナフサ、N−メチルピロリドン、メチルエチルケトン、
酢酸エチル、酢酸ブチル、フルフローラル、エチルエー
テル、ジオキサン、等が用いられるが、用いる染料は溶
解し、プラスチックレンズは溶解しないものを使用す
る。
【0027】また、塗膜の形成材として、ポリメタクリ
ル酸メチル(PMMA)の代わりに、セルロースアセテ
ート、セルロースナイレート、セルロースアセテートブ
チレート等の繊維素系樹脂、ポリメタクリレート等のア
クリル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール
等のビニル系樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ
ウレタン、エポキシ樹脂などがある。
【0028】塗膜の白化防止及びレベリング剤としての
エチレングリコール・モノ・エチルエーテルの代わりに
は、エチレングリコール・モノ・フェニルエーテル、ジ
エチレングリコール・モノ・メチルエーテル、ジエチレ
ングリコール・モノ・エチルエーテル、ジエチレングリ
コール・モノ・ブチルエーテル、酢酸エチレングリコー
ル・モノ・メチルエーテル、酢酸エチレングリコール・
モノ・エチルエーテル、乳酸エチル、プロピオン酸ブチ
ル、ジアセトンアルコール、シクロヘキサン、等が使用
できる。
【0029】さらに、レベリング剤として用いた住友3
M社製フローラードの代わりに使用可能なものとして
は、信越シリコーン社製KP322、日信化学工業社製
サフィノールシリーズ、共栄社油脂製ポリフロー、フロ
ーレンシリーズ、サンモント社製モダフロー、マルチフ
ロー、楠本化成社製ディスパロンシリーズ、サンノプコ
社製ノプコカラースパースシリーズ、ノプコ1338、
モディコールSNシックナーシリーズ、ヴァンデルビル
ト社製のリオトール、ジェネラルアニリン社製シッケナ
ーL、トロイ社製LLBA、ラテックスアンチクレータ
ー、ヤンドット社製プリロニックシリーズ、SBSケミ
カルズ社製レジフロウシリーズ等が挙げられる。また、
着色に用いる染料は、実施例に用いたものに限らない
が、分散染料の原体及び油溶性染料が望ましい。以下に
その一例を示す。
【0030】分散染料には、C.I.(Colour
Index)ディスパースイエロー5、198、83、
64、33、42、149、7、56、4、3、C.
I.ディスパースオレンジ49、31、13、29、6
1、33、3、C.I.ディスパースレッド72、22
5、146、76、54、56、205、227、13
5、1、17、C.I.ディスパースヴィオレット3
5、1、38、C.I.ディスパースブルー106、2
01、183、148、128、56、214、19
7、194、87、56、102、3、1、7、C.
I.ディスパースブラウン1、等がある。
【0031】油溶性染料には、C.I.ソルベントイエ
ロー19、77、C.I.ソルベントオレンジ1、C.
I.ソルベントレッド1、111、146、88、C.
I.ソルベントヴィオレット13、14、C.I.ソル
ベントブルー12、35、36、C.I.ソルベントグ
リーン3、C.I.ソルベントブラウン37、C.I.
ソルベントブラック3、等がある。
【0032】また、眼鏡用レンズには、表面に耐擦傷性
被膜を施す場合があるが、以上の着色レンズ製造工程
は、耐擦傷性被膜を形成する前に限らず、形成後に着色
を行ってもかまわない。レンズ表面に施す耐擦傷性被膜
の組成物として、例えば以下の式で表される有機珪素化
合物またはその加水分解物等が用いられる。
【0033】R1a2bSi(OR34ー(a+b) (ただし、R1は官能基または不飽和2重結合を有する
炭素数4〜14の有機基、R2は炭素数1〜6の炭化水
素基又は、ハロゲン化炭化水素基、R3は炭素数1〜4
のアルキル基、アルコキシアルキル基又はアシル基であ
り、aおよびbは各々0又は1であり、かつa+bは1
又は2である。) 上記の化合物としては、例えば、γーグリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γーグリシドキシプロピルト
リエトキシシラン、γーグリシドキシプロピルトリメト
キシエトキシシラン、γーグリシドキシプロピルトリア
セトキシシラン、γーグリシドキシプロピルメチルジメ
トキシシラン、γーグリシドキシプロピルメチルジエト
キシシラン、βー(3、4エポキシシクロヘキシル)エ
チルトリエトキシシランや、さらにメチルメトキシシラ
ン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキ
シシラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、γーメ
タクリロキシプロピルトリメトキシシラン、アミメチル
ノトリメトキシシラン、3ーアミノプロピルトリメトキ
シシラン、3ーアミノプロピルトリエトキシシラン、フ
ェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラ
ン、γークロロプロピルトリメトキシシラン、γーメル
カプトプロピルトリエトキシシラン、3、3、3、ート
リフルオロプロピルトリメトキシシラン、等の各種トリ
アルコキシシラン、トリアシロキシシラン、あるいはト
リアルコキシアルコキシシラン化合物、また、ジメチル
ジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチ
ルフェニルジメトキシシラン、メチルビニウジメトキシ
シラン、ジメチルジエトキシシラン、さらにメチルシリ
ケート、エチルシリケート、イソプロピルシリケート、
n−プロピルシリケート、n−ブチルシリケート、t−
ブチルシリケート、secーブチルシリケート、等が挙
げられる。これらの化合物は、1種で用いても良いが、
目的・種類に応じて2種以上を混合して用いても良い。
また、堅さを増すために種々の微粒子状の酸化物を添加
することが可能である。本発明において、遮蔽板の形状
は、図1に示したような階段状のものを用いたが、これ
に限定されるものではなく、階段状でなく、直線的にま
たは曲線的に幅が変化していくものも使用可能である。
【0034】
【発明の効果】以上説明した通り、所望の濃度勾配に相
当する放射強度を制御しながら不均等的加熱を行うこと
によって、作業者の経験に頼ることなく、所望の濃度勾
配パターンを有する光学部材を簡便に得ることができ
る。従って、着色光学部品の製造工程において、同じ濃
度勾配パターンの着色光学部材を大量に製造する場合で
あっても、種々の異なる濃度勾配パターンの着色光学部
材を製造する場合であっても、不均等的加熱の制御によ
って容易となるだけでなく、着色工程の無人化、自動化
が可能となり、製造工程全体の効率の向上も図られる。
また、本発明の加工ラインを用いれば、眼鏡レンズのよ
うな多種類の濃度に対応するハーフレンズの物まで、同
一ラインで着色加工できるため、従来行われてきた複数
台の着色用浸漬処理加工ラインは必要なくなり、製造ラ
インの単一化が計られる重要な効果がある。また、浸漬
法を用いないので、廃液が排出されることがなく、環境
を汚染することがなく着色光学部品が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における着色レンズの製造装置
を示す概略図である。
【図2】本発明の実施例における着色レンズの製造に用
いたスピンコート装置の概略図である。
【図3】本発明の実施例における遮蔽板を示す概略図で
ある。
【図4】第1の実施例で得られた着色レンズの各位置に
おける着色濃度を示すグラフである。
【図5】第2の実施例で得られた着色レンズの各位置に
おける着色濃度を示すグラフである。
【符号の説明】 1:加熱手段 2:固定式遮蔽板 3:染料塗膜 4:レンズ基材 11:支持棒 12:染料滴下用バルブ 13:バルブ駆動用圧搾空気取り入れ口 14:バルブ駆動用圧搾空気取り入れ口 15:染料取り入れ口 16:染料滴下ノズル 17:エアージャケット 18:排気口 19:レンズスピンナー 以上

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 染料が塗布された着色面を有する基材表
    面を加熱する加熱手段、前記加熱手段と該基材との間に
    設置した熱遮蔽部材、前記熱遮蔽部材又は/及び該基材
    を相対的に動かす移動手段を少なくとも有する濃度勾配
    を持った着色光学部品の製造装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の製造装置において、基材
    を設置する基材保持手段を有することを特徴とする製造
    装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の加熱手段が、赤外線、可
    視光線、熱風、マイクロ波、レーザー等の放射加熱手段
    であることを特徴とする製造装置。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の前記基材保持手段を低熱
    伝導性の材料で形成することを特徴とする製造装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の前記低熱伝導性の材料が
    コルクであることを特徴とする製造装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載の前記熱遮蔽部材の形状が
    前記加熱手段側から見て階段状であることを特徴とする
    製造装置。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至5の製造装置で製造された
    着色光学部品。
JP6177263A 1994-07-28 1994-07-28 着色光学部品及びその製造装置 Pending JPH0843602A (ja)

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