(57)【要約】【課題】染料の被膜を形成したレンズを加熱することにより着色する方法において、レンズの部位によって加熱温度を変化させることにより、ハ−フ染色を施す方法を提供すること。【解決手段】表面に染料被膜を形成したレンズを加熱炉により加熱して染料をレンズ内に拡散させるレンズの染色方法であって、前記加熱炉として、形状が立方体又は直方体の枠部と、枠部内に設けられた加熱部と、枠部の底面に設けられたレンズを挿入するための開放された挿入口とを有する加熱炉を用い、該加熱炉の下方から、加熱炉の炉内部に挿入口よりレンズの一部または全部を挿入してレンズを加熱するレンズの染色方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ表面に染料被膜を形成する被膜形成工程と、空間を形成する枠部と、枠部内に設けられた加熱部と、枠部の底面に設けられたレンズを挿入するための開放された挿入口とを有する加熱炉により、染料被膜を形成したレンズを加熱して染料をレンズ内に拡散させる加熱・拡散工程とを有し、さらに、加熱炉内に挿入口付近から枠部内部に入って行くに従って温度が高くなる状態を加熱された空気が炉内部を上方へ移動することにより設定する加熱炉温度設定工程を有し、且つ上記加熱・拡散工程が、該状態が設定された加熱炉の下方から、染料被膜を形成したレンズの一部または全部を、加熱炉の炉内部に挿入口より挿入して該レンズを加熱することからなる工程であって、レンズの下方から上方に向かって着色濃度が次第に濃くなるように着色するレンズの染色方法。
【請求項２】
前記加熱・拡散工程において、染料被膜を形成したレンズの一部または全部を、加熱炉の炉内部に挿入口より挿入し、レンズを上下方向に移動させて加熱することを特徴とする請求項１に記載のレンズの染色方法。
【請求項３】
枠部内のレンズの着色を必要としない部分に対応する位置に冷却機構を更に設けた加熱炉を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズの染色方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを染色する方法に関し、更に詳しくは、レンズにハーフ染色を施すのに適した方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズを染色する方法としては、レンズ表面に染料被膜を形成した後、加熱処理して染料をレンズ内に拡散させて染色することは知られている。その例として、特許文献１及び特許文献２には、レンズ表面に染料の被膜を形成した後、レンズ周囲で固定できるド−ナツ状治具の上に、レンズの凸面が下になるように置いて、オ−ブンで加熱して染色する方法が記載されている。
【０００３】
しかながら、これらの公報に記載された方法では、レンズの全面染色は可能であるが、眼鏡レンズで良く用いられているレンズのハ−フ染色（着色濃度が変化していくレンズ）を施す方法については、具体的な提案は何らされていない。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２００８０号公報
【特許文献２】特開２０００−３１４８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、染料被膜を形成したレンズを加熱することにより染色する方法において、レンズにハ−フ染色を施す方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、底面にレンズを挿入する為の開放された挿入口を設けた加熱炉を用い、加熱炉内に挿入口付近から枠部内部に入って行くに従って温度が高くなる状態を設定し、その状態にある加熱炉の炉内部に、染料被膜を形成したレンズの一部または全部を挿入口より挿入してレンズを加熱することにより、その目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち本発明は、
（１）レンズ表面に染料被膜を形成する被膜形成工程と、空間を形成する枠部と、枠部内に設けられた加熱部と、枠部の底面に設けられたレンズを挿入するための開放された挿入口とを有する加熱炉により、染料被膜を形成したレンズを加熱して染料をレンズ内に拡散させる加熱・拡散工程とを有し、さらに、加熱炉内に挿入口付近から枠部内部に入って行くに従って温度が高くなる状態を加熱された空気が炉内部を上方へ移動することにより設定する加熱炉温度設定工程を有し、且つ上記加熱・拡散工程が、該状態が設定された加熱炉の下方から、染料被膜を形成したレンズの一部または全部を、加熱炉の炉内部に挿入口より挿入して該レンズを加熱することからなる工程であって、レンズの下方から上方に向かって着色濃度が次第に濃くなるように着色するレンズの染色方法、
（２）前記加熱・拡散工程において、染料被膜を形成したレンズの一部または全部を、加熱炉の炉内部に挿入口より挿入し、レンズを上下方向に移動させて加熱することを特徴とする上記（１）に記載のレンズの染色方法、
（３）枠部内のレンズの着色を必要としない部分に対応する位置に冷却機構を更に設けた加熱炉を用いることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のレンズの染色方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、効率よく、レンズにハ−フ染色を施す方法ことができる
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、最初の工程はレンズ表面に染料被膜を形成する被膜形成工程であるが、その工程では、例えば、前記の特開平８−２００８０号公報や特開２０００−３１４８０１号公報などで開示されている方法が用いられる。その方法の具体例としては、分散染料を含む染色液を作製し、この染色液を、刷毛塗り、スピンコ−ト法、インクジェット法などにより塗布する方法、分散染料及び水溶性ポリマ−を含む染色液を作製し、この染色液中に、室温下、レンズを漬浸する方法等が挙げられる。
染色液の媒体としては、レンズ表面が荒らされない観点、さらに作業上の観点から水系媒体が好ましく用いられる。
【００１０】
染料液に使用する染料としては、レンズを着色するために従来から使用されている分散染料を用いるのが好ましい。その例としては、ダイスタージャパン株式会社製のダイヤニックス ブルー（Dianix Blue）ＡＣ-Ｅやダイヤニックス レッド（Dianix Red）ＡＣ-Ｅ、日本化薬株式会社製の分散染料カヤロン ポリエステル カラー イェロー（Kayalon Polyester Colours Yellow）４Ｇ-Ｅやカヤロン ポリエステル カラー スカーレット（Kayalon Polyester Colours Scarlet）２Ｒ-Ｅなどが挙げられる。
染料濃度は、後述する水溶性ポリマ−を添加しない場合は、染料液全重量を基準として、好ましくは１０重量％以上、特に好ましくは２０重量％以上であるがこれに限定されるものではない。後述する水溶性ポリマ−を添加する場合は、通常０．１〜２０重量％、好ましくは、３〜１０重量％の範囲で選ばれる。
【００１１】
また、染色液には、前記の特開２０００−３１４８０１号公報に開示されている発明の場合と同様に、水溶性ポリマ−を添加することが可能である。
その水溶性ポリマ−の例としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸金属塩、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンアルキルエ−テルなどが挙げられるが、特に安全性が高くて安価な、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどが好ましい。これらの水溶性ポリマーは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
この水溶性ポリマーは、染色液の粘度を増加させてレンズ表面に付着した染色液を流れにくくさせるとともに、加熱処理後にレンズ表面を水洗することにより、表面に残存した分散染料を容易に除去する役割を果たしている。また、分散染料との親和性が乏しいので、加熱された際に分散染料がレンズ内部に浸透し、拡散していくことを容易にする役割も果たしている。
前記水溶性ポリマーは、分散染料を添加する前に水系媒体に溶解させるのが有利である。分散染料は、水系媒体に完全に溶解せず一部懸濁した状態でも使用可能であるが、水溶性ポリマーは水系媒体に完全に溶解した状態で使用する必要があるので、無色透明な水系溶液の状態で溶解したことを確認するためである。溶解させる水溶性ポリマーの量は、染料液全量１００重量部に対して、通常０．１〜５０重量部、好ましくは１〜１０重量部の範囲で選ばれる。水溶性ポリマーは一般に水に対する溶解速度が小さいので、強制攪拌するか、長時間攪拌するか、して完全に溶解させておかなければならない。水系媒体としては、水が用いられるが、必要に応じ、本発明の目的が損なわれない範囲で、水に対して混和性を有する有機溶剤を適宜添加した水も用いることができる。
【００１２】
前記水溶性ポリマ−の他、水溶性ポリマ−の概念に含まれない界面活性剤を添加することが可能である。好ましい界面活性剤は、非イオン系界面活性剤である。その添加量は、水溶性ポリマ−を添加しない場合は、染料液全量１００重量部に対して、１〜３０重量部が、水溶性ポリマ−を添加する場合は、染料液全量１００重量部にして、５〜２０重量部が好ましい。
【００１３】
本発明の染色方法が適用されるレンズは、光学用プラスチックレンズであり、例えばコンタクトレンズ、眼鏡レンズ、カメラレンズ、プロジェクターレンズ、望遠鏡レンズ、拡大鏡レンズなどに使用される光学用レンズが挙げられ、特に、コンタクトレンズ、眼鏡レンズなどの視力矯正用レンズが好適である。具体的には、ポリジエチレングリコールビスアリルカーボネート、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種以上の他のモノマーとの共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリチオウレタン、その他の硫黄含有ポリマーなどからなるレンズを挙げることができる。
染料被膜を形成する際の染色液の温度は、レンズの着色の程度を制御する観点から、染料がレンズ基材に拡散しない程度の温度であることが好ましい。
【００１４】
以上の如き染色液、方法により表面に染料被膜を形成したレンズは、加熱により染料をレンズ内に拡散させ、レンズを染色する加熱・拡散工程に供し染色するが、本発明方法においては、加熱・拡散工程に、空間を形成する枠部と、枠部内に設けられた加熱部と、枠部の底面に設けられたレンズを挿入するための開放された挿入口とを有する加熱炉を用い、さらに、加熱炉内に挿入口付近から枠部内部に入って行くに従って温度が高くなる状態を設定する加熱炉温度設定工程を設け、上記加熱・拡散工程を、該状態が設定された加熱炉の下方から、染料被膜を形成したレンズの一部または全部を、加熱炉の炉内部に挿入口より挿入して該レンズを加熱することにより行う。
加熱終了後、残存している染料被膜を水洗にて、また洗浄液にて除去することができる。
【００１５】
次に、本発明方法で用いる染色装置について、図を参照して説明する。
図１は、本発明で用いる染色装置の１例の、レンズをレンズ挿入口から炉内部に挿入する前の状態を示す斜視図である。
染色装置１は、基本的には、加熱炉１０、レンズ保持機構２０及びレンズ移動機構３０から構成され、それらが支持台５０で支持されている。
加熱炉１０は、空間を形成する枠部１１と、枠部１１内の側面に設けられたヒ−タ１３を有している。炉内部１２は、染料被膜を形成したレンズを加熱するための空間を形成している。さらに枠部１１の底面には、レンズを挿入するためのレンズ挿入口１４が設けられ、開放状態になっている。枠部１１の形状は、図１に示したような直方体に限らず、立方体その他の形状であっても良い。
本発明では、加熱炉１０において、枠部１１の底面にレンズ挿入口１４が設けられていることが重要である。即ち、ヒ−タ１３によって加熱された空気は、炉内部１２を上方へ移動するが、さらに、炉内部１２は、下方にあるレンズ挿入口１４のみが開放して、他は密閉されているため、炉内部１２は、レンズ挿入口１４付近は温度が低く、内部に入っていくほど温度が高くなる。
本発明は、かかる加熱炉温度設定工程により設定した炉内部１２の温度分布を利用してレンズの加熱し、レンズにハ−フ染色を施すものである。
【００１６】
図２は、図１に示した染色装置の、レンズをレンズ挿入口から炉内部に挿入した状態を示す斜視図である。このように、染料被膜を形成したレンズ２１をレンズ挿入口１４から炉内部１２に挿入すると、レンズを保持している箇所から上方に向かうほど炉内部１２の温度が高くなっているため、レンズを保持している箇所から離れたレンズの先端部（図における上部）が最も高く加熱され、レンズの保持箇所（図における下部）に近づくほど加熱温度が低くなっていく。そして、このことより、レンズを保持している箇所から離れたレンズの先端部が最も濃く着色され、下方に向かうほど薄く着色されることになる。
【００１７】
レンズに着色を必要としない部分がある場合は、枠部内の着色を必要としない部分に対応する位置に冷却機構を設ける。
図３は、図１の染色装置に更に冷却機構を取り付けた染色装置の、レンズをレンズ挿入口から炉内部に挿入する前の状態を示す斜視図であり、図４は、レンズをレンズ挿入口から炉内部に挿入した状態を示す斜視図である。
これらの図の場合は、炉内部１２のレンズ挿入口１４の回りに楕円型状の冷却管４１からなる冷却機構４０を設けている。この冷却機構は、冷却管４１内に水、空気などの冷媒を循環させる構造となっており、レンズ２１の対応部分を冷却して着色させないようにする。冷却管４１の素材は、特に限定されないが、熱伝導率の良い素材、例えば、銅が用いられる。
炉内部１２の温度は特に限定されないが、レンズの着色速度、レンズの耐熱性を考えると、９０〜１５０℃の範囲が好ましい。そして、炉内部１２の温度を検知して制御するため、任意の位置に温度計を設けることができる。
【００１８】
レンズ保持機構２０は、２枚のレンズ２１を、レンズ挿入口１４にレンズが挿入できるよう、レンズ下端部を保持してレンズを保持するための水平部材２４、水平部材２４の底面における中心位置の鉛直方法に伸びるシャフト部２２、水平部材の上面に設けられたレンズを保持するためのレンズ保持具２３より基本的に構成される。シャフト部２２とレンズ移動機構３０の移動部材３６とは、着脱可能になっている。
なお、炉内部１２を適当な温度分布にするためには、レンズ保持機構２０を移動させて、レンズの一部または全部を炉内部１２に挿入した状態においても、レンズ挿入口１４の一部は開放状態であることが好ましく、水平部材２４の大きさとレンズ挿入口１４の大きさを調整するのが好ましい。レンズ挿入口１４を設ける底面における位置は、レンズ挿入口付近から炉内部１２の上方に行くほど炉内部１２の温度が高くなっているならば、特に限定されない。また、レンズ挿入口の形状は、レンズが挿入可能で、前述した温度分布が達成されているならば特に限定されない。
【００１９】
レンズ移動機構３０は、図１及び図３に示すレンズの設定位置と、各々、図２及び図４に示す加熱炉１０の炉内部１２でのレンズの設定位置との間を上下移動させるために設けられている。レンズ移動機構３０は、レンズ保持機構２０のシャフト部２２を支持するＴ字型の移動部材３６と、移動部材３６が上下動するための２本のシャフト３１、３５と、パルスモ−タ３２、プ−リ−３３、ベルト３４より基本的に構成されている。
Ｔ字型の移動部材３６においては、シャフト３１、３５と螺合、係合するための穴がレンズ保持具２３の水平部材２４と平行な部材３６ａに設けられ、レンズ保持具２３を保持するための穴が、レンズ保持具２３の水平部材２４と垂直な部材３６ｂに設けられている。シャフト３１、３５は、レンズ２１が、加熱炉１０の炉内部１２内に移動できるよう、支持台５０から加熱炉１０の方向に設けられている。
２本の内の、１本のシャフト３１は、回りにネジが設けられている。そして、かかるネジが設けられているシャフト３１と螺合する移動部材３６の部材３６ａには螺の穴が設けられている。該シャフト３１の下端にはプ−リ−３３が設けられ、ベルト３４を介してパルスモ−タ３２につながっている。２本の内の、他の１本のシャフト３５は、ネジは設けられていない。かかる構成においてパルスモ−タ３２を駆動させることによりレンズ２１を上下動させることができる。さらにパルスモ−タ３２に制御部６０を連結させることによって、必要に応じて、レンズ２１の高さ位置を時間により制御することができる。
支持台５０は加熱炉１０、レンズ保持機構２０及びレンズ移動機構３０を支持するために設けられている。
【００２０】
図５は、図１の染色装置、状態において設定温度を１３０℃にしたときの炉内部１２（縦３３ｃｍ、横３６ｃｍ、高さ２６ｃｍ）の温度分布を、温度の測定位置と各々の位置での温度により示す図である。
図５に示すように、炉内部１２の温度部分は、レンズ挿入口付近の温度が低く、奥に入るほど温度が高くなっている。そして、挿入されたレンズについて言うと、レンズを保持している箇所から離れたレンズの先端部のある個所の方が温度が高く、レンズの保持箇所に近づくほど温度が低くなっていく。このことから、レンズのハ−フ染色に適した温度分布であることが確認できる。
【実施例】
【００２１】
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
純水７０重量％、 染料〔Sumikaron Orange SE-RPD（商品名、販売元：住友化学工業株式会社）、Diacelliton Fast Yellow GL（商品名、販売元：ダイスタージャパン株式会社）、Dianix Blue AC-E（商品名、販売元：ダイスタージャパン株式会社）,Disperse Red 802（商品名、販売元：双葉産業株式会社）〕２０重量％及び水溶性ポリマ−〔ポリオキシエチレンアルキルエ−テル（製品名：NIKKOL BT-7,日本サ−ファクタント工業株式会社〕１０重量％からなる室温状態にある染色液をアイリ−（商品名：ＨＯＹＡ株式会社製、屈折率１．７１、径８０ｍｍφ）基材に塗布して、染料被膜を形成したレンズを得た。
このレンズを図１及び図２示す構造の染色装置により加熱し、染色した。
先ず、レンズをレンズ保持機構に保持したのち、レンズ移動機構により移動させて、設定温度１３０℃で図５に示す温度分布を有する炉内にレンズ挿入口より挿入し、６０分間加熱して染色を行った。
その結果、図６（下方から上方に向かって着色濃度が次第に濃くなっている）に示すように、高濃度に着色されたハ−フ着色のレンズが得られた。
なお、本実施例は、上述した冷却機構を設けていない染色装置を用いて着色した結果である。
【００２２】
比較例１
実施例１と同じ染色液を用い、従来知られている方法、即ち、９０℃に加熱した染色液にアイリ−基材を漬浸してハ−フ染色する方法では、５時間経過しても同様に着色したレンズを得ることが出来なかった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明で用いる染色装置の１例の、レンズをレンズ挿入口から炉内部に挿入する前の状態を示す斜視図である。
【図２】図１に示した染色装置の、レンズをレンズ挿入口から炉内部に挿入した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明で用いる染色装置の他の例である、図１の染色装置に更に冷却機構を取り付けた染色装置の、レンズをレンズ挿入口から炉内部に挿入する前の状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示した染色装置の、レンズをレンズ挿入口から炉内部に挿入した状態を示す斜視図である。
【図５】図３の状態において、炉内温度を１３０℃にしたときの温度分布を示す図である。
【図６】本発明の方法、装置で着色したレンズを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：染色装置
１０：加熱炉
１１：枠部
１２：炉内部
１３：ヒーター
１４：レンズ挿入口
２０：レンズ保持機構
２１：レンズ
２２：シャフト部
２３：レンズ保持具
２４：水平部材
３０：レンズ移動機構
３１：ネジが施されたシャフト
３２：パルスモーター
３３：プーリー
３４：ベルト
３５：ネジが施されてないシャフト
３６：移動部材
４０：冷却機構
４１：冷却管
５０：支持台
６０：制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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