(57)【要約】  【課題】  均一にムラなく、かつ高濃度に染色することが可能なプラスチックレンズの染色方法を提供する。  【解決手段】  本発明のプラスチックレンズの染色方法は、加熱したプラスチックレンズの被染色面に染料を塗布した後、前記プラスチックレンズを加熱処理し、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。  【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱したプラスチックレンズの被染色面に染料を塗布した後、前記プラスチックレンズを加熱処理し、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２】
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、前記染料を塗布する際の前記プラスチックレンズの温度を70〜150℃と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３】
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、前記加熱処理により前記プラスチックレンズを100〜150℃に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４】
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、前記加熱処理を相対湿度が50〜100％の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。
【請求項５】
請求項１〜４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、前記染料として昇華性染料を用い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６】
請求項１〜５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、前記プラスチックレンズに前記染料をインクジェット法により塗布することを特徴とするプラスチックレンズの染色方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均一かつ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。
【背景技術】
【０００２】
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レンズを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易染性を挙げることができる。
【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としては、主として(i) 分散染料液に浸漬する方法、(ii) 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、(iii) 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(iv) 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】
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、プラスチックレンズ表面に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、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。
【０００６】
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さに依存するから、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。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。また、重合時に染色を施すため商品の多様化により多種多様な在庫が必要になり、これを回避するため注文時に製造しようとすると迅速な対応が困難になる。以上からこの方法は実用的でない。
【０００７】
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号等）、(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、特開2000-329901号、特許第3229291号（特許文献１〜３）等参照）、(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４）参照）が提案されている。
【０００８】
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。
【０００９】
特開平8-20080号（特許文献５）はインクジェットプリンタによりプラスチックレンズに直接インクを塗布し、形成された着色層を加熱処理することにより染料をレンズ内部に拡散させ、着色レンズを得る方法を提案している。しかし、この方法はインクジェット法により塗布した染料が部分的にレンズ表面を流れ、局所的に凝集してムラができるため、プラスチックレンズに染色ムラが生じるという問題がある。このため、プラスチックレンズに染料を直接塗布する染色方法では、染料をプラスチックレンズ表面に均一にムラなく固定する方法が必要となる。
【００１０】
【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】特許第3229291号公報
【特許文献４】特開2000-009905号公報
【特許文献５】特開平8-20080号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って本発明の目的は、均一にムラなく、かつ高濃度に染色することが可能なプラスチックレンズの染色方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、加熱したプラスチックレンズに染料を塗布することにより塗布液を瞬時に乾燥させ、プラスチックレンズ上に染料を均一に固定し、プラスチックレンズに加熱処理を施すことにより染料をレンズ内に拡散させ、プラスチックレンズを均一にムラなく、かつ高濃度に染色できることを発見し、本発明に想到した。
【００１３】
すなわち、本発明のプラスチックレンズの染色方法は、加熱したプラスチックレンズの被染色面に染料を塗布した後、前記プラスチックレンズを加熱処理し、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。
【００１４】
前記染料を塗布する際の前記プラスチックレンズの温度を70〜150℃とするのが好ましい。これにより、染料をプラスチックレンズ上に速やかに、かつ均一に固定できる。また、前記加熱処理により前記プラスチックレンズを100〜150℃に加熱するのが好ましい。かかる温度範囲で加熱処理することにより、レンズ表面に固定した染料をレンズ内部に拡散できるとともに、プラスチックレンズの変色及び変形を防止することができる。
【００１５】
前記加熱処理を相対湿度が50〜100％の水蒸気雰囲気中で行うのが好ましい。加熱処理時に加湿することにより、短時間で高濃度に染色することができる。染料としては昇華性染料を用いるのが好ましい。昇華性染料を用いることにより加熱処理で染料が昇華し、染料がレンズ内部に容易に拡散して染色効率を高めることができる。プラスチックレンズに染料を塗布する方法としてはインクジェット法を用いるのが好ましい。インクジェット法により所望するパターンをプラスチックレンズ表面に再現性よく形成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のプラスチックレンズの染色方法は、加熱したプラスチックレンズに染料を塗布するので、塗布した染料が流れて局所的に凝集することがない。さらに、染料を固定したプラスチックレンズに加熱処理を施すことにより、プラスチックレンズを均一にムラなく、かつ高濃度に染色することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
[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は特に制限されない。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、アクリロニトリル-スチレン共重合体、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、ポリチオウレタン、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００１８】
本発明の染色方法を適用するプラスチックレンズの形状も特に制限はない。球面、回転対称非球面、多焦点レンズ、トーリック面等の非球面、凸面、凹面等の多様な曲面を有するプラスチックレンズに適用可能である。
【００１９】
[2] 染料
本発明のプラスチックレンズの染色方法は、染料として直接染料、反応染料、酸性染料、分散染料、昇華性染料、カチオン染料等を用いることができる。特に昇華性染料は加熱により昇華し、レンズ内に容易に拡散するため、従来の浸漬法等で染色しにくい素材に対しても比較的容易に染色できるので好ましい。
【００２０】
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。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）製）、スミカロンイエローEG（住友化学工業（株）製）、カヤセットブルー906（日本化薬（株）製）、カヤセットブラウン939（日本化薬（株）製）、カヤセットレッド130（日本化薬（株）製）、デラシルブルー3RL（日本チバガイギー（株）製）、デラシルブラウン（日本チバガイギー（株）製）、PSイエローGG（三井化学（株）製）、Dianix Red TA-N（三菱化学（株）製）、Kayalon Microester Red C-LS conc（日本化薬（株）製）、Kayalon Microester Red AQ-LE（日本化薬（株）製）、Miketon Fast Red Z（三井化学（株）製）、Ｋayalon Ｍicroester Red DX-LS（日本化薬（株）製）、Dianix Blue UN-SE（三菱化学（株）製）、Disperse Fast Blue Z（三井化学（株）製）、Dianix／Samaron Navy Blue TA-N（三菱化学（株）製）、Kayalon Microester Blue C-LS conc（日本化薬（株）製）、Kayalon Microester Blue AQ-LE（日本化薬（株）製）、Kayalon Microester Blue DX-LS conc（日本化薬（株）製）、Dianix／Samaron Orange TA-N（三菱化学（株）製）、Dianix Yellow TA-N（三菱化学（株）製）、Kayalon Microester Yellow AQ-LE（日本化薬（株）製）、Kayalon Microester Yellow DX-LS conc（日本化薬（株）製）、Miketon Fast Yellow Z（三井化学（株）製）、Kayalon Microester Yellow C-LS（日本化薬（株）製）、ルラフィックスブルー660（BASF，JAPAN（株）製）、ルラフィックスレッド420（BASF，JAPAN（株）製）等が挙げられる。
【００２１】
[3] プラスチックレンズの染色方法
(1) プラスチックレンズの加熱
本発明の染色方法は、加熱したプラスチックレンズの被染色面に染料を塗布した後、プラスチックレンズを加熱処理することを特徴とする。プラスチックレンズを予め加熱することにより、染料を塗布した際に塗布液が瞬時に乾燥し、塗布後にレンズの曲面上を塗布液が流れ、染料が局所的に凝集するのを防止することができる。染料を塗布する際のプラスチックレンズの温度は70〜150℃が好ましく、80〜140℃がより好ましい。70℃より低いと乾燥に時間がかかり、染料をレンズ表面に均一に固定することができない。150℃より高いとプラスチックレンズが変色及び変形する。プラスチックレンズの加熱方法は特に制限されず、例えばホットプレート上で加熱する方法やオーブン内で加熱する方法を用いることができる。
【００２２】
(2) 塗布
染料の塗布液は、使用する染料、塗布方法等に応じて適宜調製してよい。例えば、染料として昇華染料を用いる場合は通常昇華性染料を水系媒体に分散させて調製する。塗布液にはポリビニルアルコール、ポリエステル、アクリル等のプラスチックレンズに癒着しない高分子樹脂を添加することができる。これらの高分子樹脂は染料を保持した状態でプラスチックレンズに密着するため、通常の染色が困難な基材に対しても容易にムラなく染色することができる。上記の成分以外にも塗布液には本発明の目的を損なわない範囲で有機溶媒、粘度調整剤、pH調整剤、界面活性剤、バインダー等を添加することができる。
【００２３】
塗布液がインクジェットプリンタ用インクである場合、例えばノズル詰まりを抑制し、インク吐出安定性を高めるためにインク媒体に保湿剤を添加してもよい。具体的には、グリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、低分子量ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等を添加することができる。その他必要に応じて多価アルコール類（エチレングリコール、ジエチレングリコール等）、含窒素複素環化合物類（N-メチル-2-ピロリドン等）等の水溶性有機化合物を添加してもよい。
【００２４】
加熱したプラスチックレンズに染料を塗布する方法は、公知の方法を適宜用いてよい。例えばカーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ロールコーティング法、スピンコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法、インクジェット法等を用いることができる。中でもインクジェット法及びスプレーコーティング法が好ましい。インクジェット法は、インクジェットノズルを配列した記録ヘッドをレンズ上に配置し、ノズルからインクを噴射することにより所望のパターンを再現性よく印刷することができるので特に好ましい。塗布されたインクはレンズの熱により直ちに乾燥するため、印刷パターンが崩れることがなく、隣同士の液滴が接触してパターンが不鮮明になることもない。
【００２５】
インクジェット法により印刷する場合、市販のインクジェットプリンタを使用することができる。インクジェットプリンタ用のインクとしてはマゼンタ、イエロー、シアン等の複数色のインクを用いることができる。これらの複数色のインクの吐出量、吐出割合等を調整することにより多色印刷ができるように構成してもよい。また、インクの吐出量又は吐出割合を経時的に徐々に変化させることにより階調表現（グラデーション）が可能となるように構成してもよい。
【００２６】
インクジェットプリンタ用のインクはインク媒体中に染料を好ましくは0.1〜30質量％、より好ましくは0.5〜15質量％含有する。染料は好ましくは昇華性染料であり、より好ましくは昇華性分散染料である。各インクをインクカートリッジに収納し、インクジェットプリンタに装着する。
【００２７】
インクジェットプリンタは制御部を備えているのが好ましい。制御部に印刷パターン、各インクの吐出量等の情報を予め入力しておき、入力された情報に基づいて制御部から記録ヘッドに印刷信号を送出する。印刷信号に基づいて記録ヘッドからのインク吐出量を調節し、プラスチックレンズに所望のパターンを印刷する。
【００２８】
プラスチックレンズへの染料の塗布量は、所望するレンズの染色濃度等に応じて適宜設定することができる。本発明では塗布液が熱により直ちに乾燥するため、比較的多量の塗布液を塗布しても流れることなく瞬時に固定することができる。このため、高濃度に染色できる量の染料を塗布することができる。
【００２９】
(3) 加熱処理
染料を塗布したプラスチックレンズに加熱処理を施す。加熱処理により塗布した染料がレンズの内部に拡散し、レンズを染色することができる。染料として昇華性染料を用いる場合は加熱により染料が昇華し、プラスチックレンズ内に染料が容易に拡散するため、高濃度に染色することができる。加熱温度は所望する染色濃度等に依存するが、通常100〜150℃程度でよい。加熱温度が100℃より低いと十分な染色効果が得られず、また150℃より高い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110〜140℃である。加熱処理の方法は特に限定されず、例えば染料を塗布したプラスチックレンズを電気炉に入れて加熱してもよいし、ホットプレート等によりプラスチックレンズを加熱してもよい。
【００３０】
加熱処理は水蒸気雰囲気中で行うのが好ましい。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、短時間で高濃度にプラスチックレンズを染色することができる。この場合、相対湿度を50〜100％としてレンズを110〜150℃に加熱するのが好ましい。このような水蒸気雰囲気中で加熱処理する方法としては、例えばオートクレーブ、プレッシャークッカー（特開平9-131565号）等を用いる方法が挙げられる。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0.08 MPa以上であると染色効果は向上する。一方、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。
【実施例】
【００３１】
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。
【００３２】
実施例１
プラスチックレンズ（MR-8、ポリチオウレタン系、三井化学（株）製）を100℃で１時間加熱し、100℃のプラスチックレンズの被染色面にインクジェットプリンタ（MMP-900RT、マスターマインド社製）及びそのインク（インクジェットプリンタ用昇華性分散染料（HANAE-II、（株）サンリュウ製）を含有する。）を用い、染色用のパターンを直接印刷した。プラスチックレンズをプレッシャークッカー（（株）平山製作所製）内に載置し、プレッシャークッカー内を相対湿度70％として、レンズを130℃に加熱し、１時間染色処理を行った。処理後レンズ表面に残った染料を水で洗浄した。得られたプラスチックレンズを目視により観察したところ、レンズ全体に均一にムラなく、かつ高濃度に染色されていた。
【００３３】
実施例２
プラスチックレンズ（MR-8、ポリチオウレタン系、三井化学（株）製）を120℃で30分間加熱し、120℃のプラスチックレンズの被染色面に５％(v/v)の昇華性分散染料（HANAE-II、（株）サンリュウ製）をエアブラシで塗布した。プラスチックレンズをプレッシャークッカー（（株）平山製作所製）内に載置し、プレッシャークッカー内を相対湿度95％として、レンズを130℃に加熱し、１時間染色処理を行った。処理後レンズ表面に残った染料を水で洗浄した。得られたプラスチックレンズを目視により観察したところ、レンズ全体に均一にムラなく、かつ高濃度に染色されていた。
【００３４】
比較例１
25℃のプラスチックレンズ（MR-8、ポリチオウレタン系、三井化学（株）製）に、インクジェットプリンタ（MMP-900RT、マスターマインド社製）及びそのインク（インクジェットプリンタ用昇華性分散染料（HANAE-II、（株）サンリュウ製）を含有する。）を用いて直接印刷した。印刷後のプラスチックレンズを観察したところ、染料が一部流れてムラができていた。実施例１と同様の条件で染色処理を行い、処理後レンズ表面に残った染料を水で洗浄した。得られたプラスチックレンズは実施例１のレンズに比べ染色ムラが多く、染色濃度も薄かった。