JPH0843603A

JPH0843603A - 着色光学部品及びその製造方法と製造装置

Info

Publication number: JPH0843603A
Application number: JP6177266A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Hoshiyama; 征一郎星山
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】色むらの少ない着色濃度勾配を持った光学部
品を効率良く製造する。【構成】着色濃度勾配を有する着色光学部品の製造方
法において、基材表面に染料を塗布した後、前記基材に
対して放射熱を照射することで不均等加熱を行い、該基
材内部の任意な方向に染料の着色濃度勾配を付与させる
ことを特徴とする着色光学部品の製造方法において、放
射エネルギーの照射を真空中で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、着色された光学部品、
例えばカメラのフィルターや眼鏡用の染色レンズの製造
方法及びその製造装置に関するものである。特に本発明
の光学部品は真空下において製造される。

【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、従来の
着色方法においては、色調や濃度といった調色が不安定
なために色修正が欠かせず、修正は作業者の経験に頼る
ところが大きく、特にハーフ染色のように濃度勾配を有
するものは制御し難い問題点があった。また、湿式法で
あル浸漬法は、染色液の分散染料濃度、プラスチック基
材材料の種類の差異による着色性のばらつきが起き、安
定して一定の着色性能を有する光学部材を製造すること
は非常に困難であった。また、プラスチックレンズを染
色する場合、プラスチックレンズは疎水性であるため、
着色に時間がかかるうえに、分散染料や染色助剤を含む
染色液が大量に排出され、無駄となっていた。更に、こ
の廃液処理に伴という工程が必要となり、製造時間がか
かりコストも過剰にになるという問題点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的のために、本
発明においては、第１に「着色濃度勾配を有する着色光
学部品の製造方法において、基材表面に染料を塗布した
後、前記基材に対して放射熱を照射することで不均等加
熱を行い、該基材内部の任意な方向に染料の着色濃度勾
配を付与させることを特徴とする着色光学部品の製造方
法において、放射エネルギーの照射を真空中で行うこと
を特徴とする製造方法（請求項１）」を提供する。また
「光学部品を加熱する加熱手段、該加熱手段と該光学部
品の間に設置された熱遮断部材、前記熱放射遮断部材又
は／及び該光学部品を相対的に移動させる移動手段、少
なくとも前記加熱手段、前記熱遮断部材、前記移動手段
を包囲する真空チャンバー、前記真空チャンバー内を真
空に排気するための排気口からなる着色光学部品の製造
装置（請求項２）」を提供する。また「請求項２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着色光
学部品の製造装置（請求項３）」を提供する。また「請
求項１又は２記載の製造方法または製造装置で製造され
た着色濃度勾配を有する着色光学部品（請求項４）」を
提供する。また「請求項２記載の製造装置において、レ
ンズ保持部材を設けた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５記載の製造装置に
おいて、レンズ保持部材が低熱伝導物質で形成されてい
ることを特徴とする製造装置（請求項６）」を提供す
る。

【０００５】

【作用】本発明において、染料を用いて、着色する時に
染料濃度と加熱温度、時間を制御しているので、従来不
安定であった色調や濃度が安定して得られる。また、真
空であるが故に、加工時にレンズ表面に埃等の付着がな
いためにこれらによって起こる色抜け等の問題が起きな
い長所がある。

【０００６】本発明の染色液は、溶媒として、水・アル
コール類・有機溶剤等が使用される。加熱手段として
は、赤外線や可視光線の照射、マイクロ波照射、イオン
ビーム、電子線等を用いて、光学部品が熱劣化しない程
度に熱放射条件を適切に設定すればよい。尚、本発明に
おいては、従来の浸漬法を湿式法、浸漬法をもちいない
方法を乾式法とする。

【０００７】

【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。

【０００８】＜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．（ＣｏｌｏｕｒＩｎｄｅｘ）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。

【０００９】＜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。

【００１０】＜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。

【００１１】＜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。

【００１２】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。

【００１３】すなわち、レンズ基材として、厚さ２ｍ
ｍ、直径７０ｍｍ、０．００Ｄ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２０００ｒ．ｐ．ｍで５秒間回転し
て、レンズ基材の接眼面に均一な塗膜を形成した。本実
施例の製造装置を図１に示す本実施例における染色レン
ズの製造装置は主要部分を覆う真空チャンバー４を有す
る。本実施例において真空度は、１〜100 ｐａで行う。

【００１４】本願発明では、基材の加熱を真空下におい
て行う。本実施例において、装置上部には、加熱手段を
任意の形状に配置し、対向するその下方に基材（被放射
物）を設置する構成である。基材の移動手段としては、
例えば、ベルトコンベアー５を配置し、放射熱を制御す
る手段として固定式遮蔽板２を持った構成を取ることも
可能である。本発明の場合、基材を投入し、ベルトコン
ベアー５によって他方へ移動する間に、遮蔽板によって
赤外線による放射時間が制御され、その結果、なだらか
な濃度勾配を持った着色加工が連続的に被放射物に対し
て施すことが可能となる。

【００１５】本実施例では赤外線ヒーターを加熱手段１
とし、階段状の一辺を有する遮蔽板２を用いてレンズ３
の加熱面の放射時間の制御を行いながら不均等的加熱を
行った。遮蔽板２としてはこの形状以外に、直線上の一
辺を有する遮蔽板２を用い、レンズ３又は遮蔽板２を移
動させることによって熱放射源からの放射熱の制御を行
う。また、基材をある程度傾斜をつけ、加熱手段１と基
材の被加熱面との距離に差異を生じさせ、加熱時間一定
のもと、加熱強度を変化させる事も可能である。

【００１６】とにかく遮蔽板により熱が遮断されレンズ
３表面の熱放射領域が変化し、放射時間に差異が生じる
ものであればよい。このようにして製造されたレンズ
は、色むらや色抜けが非常に少なく、均一な着色性能を
有していた。

【００１７】

【実施例２】以下、本発明の実施例を図２を参照しなが
ら説明する。図２は、本発明の側面図を示している。図
２において、その上部に赤外線熱放射源を有し、その直
下に被放射物を配置し、該放射熱を制御する手段として
可動式遮蔽板を持った構成で、またこの装置全体を覆う
真空チャンバー（図示せず）からなっている。

【００１８】そして上記の構成を有する装置を用いて、
なだらかな濃度勾配を持った着色加工を施す場合には、
図２の可動式遮蔽板が矢印の方向へ時間と共に移動する
ことによって赤外線熱放射源からの放射熱が制御され、
その結果、なだらかな濃度勾配を持った着色加工が被加
熱物に施される。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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】Ｒ_1aＲ_2bＳｉ（ＯＲ₃）_4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。

【００２６】

【実施例３】加熱時間を一定にし、加熱強度を制御する
ことにより、着色する例を説明する。図４のように、染
料が塗布された基材を設置（固定）し、染料塗布面上
（反対側でも可能）に加熱手段として棒状の赤外線ヒー
ターを設置した。設置方法は、図４のように、基材表面
の加熱量が場所によって異なるように、赤外線ヒーター
疎密に配置する。これにより、赤外線ヒーターが密に配
置され、これにより加熱された基材表面は、積算加熱量
が多く着色濃度が濃くなり、赤外線ヒーターが疎に配置
された場所では加熱量が少なく淡色に着色され、その結
果、着色濃度勾配を生じることになる。このような構成
の装置を真空チャンバー内に設置することにより、ゴミ
などの影響のない条件で着色が可能であるが、勿論真空
チャンバーを用いず、大気中においてでも着色可能であ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来作業
者の経験に頼っていた光学部品の着色を、色調／濃度の
再現性が高く、安定した光学部品の着色方法が得られ
る。また、不均等的加熱を真空の下で行うために、ホコ
リなどがレンズ表面に付着することなく加工できるため
に、色ムラや、色抜けなどの不良が無く、更に安定性を
増すことができる。また放射加熱を用いているので、加
熱面積の制御がし易く熱効率が良いとの効果もある。

【００２８】また、着色光学部材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、本発明の不均等的加熱の制御を用いれ
ば、容易にできあがるだけでなく、染色工程の無人化、
自動化が可能になり、製造工程全体の効率向上が実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１による着色レンズの製造装置
を示す説明図である。

【図２】本発明の実施例２による着色レンズの製造装置
を示す説明図である。

【図３】本発明の応用例である着色レンズの製造装置を
示す説明図である。

【図４】本発明の実施例３による着色レンズの製造装置
を示す説明図である。

【符号の説明】

１：加熱手段２：固定式遮蔽板３：被放射物４：真空チャンバー５：ベルトコンベアー６：排気口７：棒状赤外線ヒーター８：反射鏡１１：赤外線熱放射源１２：可動式放射熱制御板１３：染料塗布面１４：レンズ以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】着色濃度勾配を有する着色光学部品の製
造方法において、基材表面に染料を塗布した後、前記基
材に対して放射熱を照射することで不均等加熱を行い、
該基材内部の任意な方向に染料の着色濃度勾配を付与さ
せることを特徴とする着色光学部品の製造方法におい
て、放射エネルギーの照射を真空中で行うことを特徴と
する製造方法。
【請求項２】光学部品を加熱する加熱手段、該加熱手
段と該光学部品の間に設置された熱遮断部材、前記熱放
射遮断部材又は／及び該光学部品を相対的に移動させる
移動手段、少なくとも前記加熱手段、前記熱遮断部材、
前記移動手段を包囲する真空チャンバー、前記真空チャ
ンバー内を真空に排気するための排気口からなる着色光
学部品の製造装置。
【請求項３】請求項２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着色光学部品の製造装置。
【請求項４】請求項１又は２記載の製造方法または製
造装置で製造された着色濃度勾配を有する着色光学部
品。
【請求項５】請求項２記載の製造装置において、レン
ズ保持部材を設けたことを特徴とする製造装置。
【請求項６】請求項５記載の製造装置において、レン
ズ保持部材が低熱伝導物質で形成されていることを特徴
とする製造装置。