(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱変形するプラスチックレンズ成形品に熱硬化性の樹脂塗料を塗布する工程と、該樹脂塗料が塗布された前記プラスチックレンズ成形品に対し循環する加熱雰囲気中にあって各別に温度制御された３つの乾燥ゾーン中を搬送しながら近赤外線を照射して前記樹脂塗料を硬化させる工程とを少なくとも含み、
３つの前記乾燥ゾーンは、４０ ℃程度から昇温する予備乾燥のための第１ゾーンと、８０〜９０ ℃をピーク温度とする本乾燥のための第２ゾーンと、本乾燥を終えて４０ ℃程度にまで温度低下して仕上げ乾燥をするための第３ゾーンとに仕切られており、
少なくとも第２ゾーンでは、５〜２０分間かけて本乾燥させることを特徴とするプラスチックレンズ成形品に塗布した樹脂塗料の乾燥方法。
【請求項２】
前記樹脂塗料は、ポリウレタン系樹脂塗料とアクリル系樹脂塗料とシリコーン系樹脂塗料のいずれか一つの塗布層で、または二種以上の組合せで二層以上の塗布層となるように塗布する請求項１に記載のプラスチックレンズ成形品に塗布した樹脂塗料の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックレンズ成形品に塗布した樹脂塗料の乾燥方法に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックレンズ成形品は、その表面に耐擦傷性、耐衝撃性、耐候性、耐導電性および防曇性を付与する必要から、熱硬化性の樹脂塗料を塗布した上で、該樹脂塗料を熱硬化炉中にて加熱乾燥させることにより硬化させる手法が採用されてきている。
【０００３】
この場合、上記樹脂塗料におけるポリウレタン系樹脂塗料は、８０〜９０ ℃の温度雰囲気中で３０〜４０分間、熱硬化アクリル系樹脂塗料は、１２０〜１５０ ℃の温度雰囲気中で２０〜３０分間、シリコーン系樹脂塗料は、１２０〜１３０ ℃の温度雰囲気中で６０〜１８０分間、それぞれ加熱乾燥させることが熱硬化させる上での必須条件であるとされている。
【０００４】
また、近年では、多品種少量生産の要請から成形されたプラスチック基材と例えば金属類や炭素繊維類などの他の素材とからなる異種材質で構成された部材に対し上記したような熱硬化性の樹脂塗料を塗布することも行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、異種材質で構成されている上記部材に塗布された樹脂塗料を乾燥させる際には、それぞれの材質の相違に由来する線膨張係数の違いからクラック等が発生して商品価値を損なわせてしまう不都合があった。
【０００６】
また、例えば１００ ℃以下というように熱変形温度の低いプラスチック基材にあっては、これに塗布される熱硬化性の樹脂塗料の硬化条件が上記変形温度よりも高い場合、熱変形温度以下の低温のもとでの長時間にわたる乾燥を行わなければならない不具合のほか、プラスチック基材自体に熱変形を発生させることから、所望する樹脂塗料を使用できなくなるなどの問題もあった。
【０００７】
特に、シリコーン系樹脂塗料のように硬化温度が高く、その硬化にも長時間を要するなどといった硬化条件を有するものは、熱変形温度が１００ ℃以下というような例えばプラスチックレンズやアクリル樹脂製品などのプラスチック基材に適用することができない不都合があった。
【０００８】
さらに、従来からある通常の熱循環式の硬化炉においては、樹脂塗料の表面側からのみその硬化が進むために、硬化に長時間を要するほか、ピンホール等の塗膜欠陥が発生しやすい不具合があった。
【０００９】
本発明は、従来手法にみられた上記課題に鑑み、プラスチックレンズ成形品に熱硬化性の樹脂塗料を塗布し、該樹脂塗料を乾燥・硬化させる際、プラスチックレンズ成形品側に熱変形を生じさせずに樹脂塗料側のみを低温、かつ、短時間で硬化させることができるプラスチックレンズ成形品に塗布した樹脂塗料の乾燥方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、熱変形するプラスチックレンズ成形品に熱硬化性の樹脂塗料を塗布する工程と、該樹脂塗料が塗布された前記プラスチックレンズ成形品に対し循環する加熱雰囲気中にあって各別に温度制御された３つの乾燥ゾーン中を搬送しながら近赤外線を照射して前記樹脂塗料を硬化させる工程とを少なくとも含み、３つの前記乾燥ゾーンは、４０ ℃程度から昇温する予備乾燥のための第１ゾーンと、８０〜９０ ℃をピーク温度とする本乾燥のための第２ゾーンと、本乾燥を終えて４０ ℃程度にまで温度低下して仕上げ乾燥をするための第３ゾーンとに仕切られており、少なくとも第２ゾーンでは、５〜２０分間かけて本乾燥させることに構成上の特徴がある。
【００１１】
この場合、前記樹脂塗料は、ポリウレタン系樹脂塗料とアクリル系樹脂塗料とシリコーン系樹脂塗料のいずれか一つの塗布層で、または二種以上の組合せで二層以上の塗布層となるように塗布することができる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明方法が適用される装置の一例を示す正面図であり、図２は、同左側面図である。
【００１５】
これらの図によれば、乾燥装置１１は、樹脂塗料が塗布されたプラスチック基材を出入するために蝶番１５を介して開閉自在に取り付けられた開閉扉１４を備える乾燥室１３と、給気ダクト１７と排気ダクト２３とを介して乾燥室１３に対する給排気を自在に配設されるブロア１６とを枠体１２に少なくとも備えて形成されている。なお、本明細書中の「プラスチック基材」には、例えばＰＰＧ社製のＣＲ−３９、日本油脂製のＮＫ５５，三井化学製のＭＲ−６，ＭＲ−７，ＭＲ−８，ＭＲ−９０および屈折率１．７４レンズ 、三菱ガス化学製の１．７１レンズ、呉羽化学製のＫ−１３６、ポリカーボネート樹脂等のプラスチックレンズ（住友ダウ製，バイエル製，帝人化成製）、アクリル樹脂およびポリカーボネート樹脂等のプラスチック板とその成形品（住友ダウ製，バイエル製，帝人化成製）、ポリエステル樹脂，ポリカーボネート樹脂，アクリル樹脂およびポリオレフィン樹脂等のプラスチックフィルムとその成形品（住友ダウ製，バイエル製，帝人化成製）を含むものとする。
【００１６】
この場合、乾燥室１３内は、ダンパ２７を介して流量調節が自在となっている給気ダクト１７の上流から順に配設されたヒータ１８とＨＥＰＡフィルタなどのフィルタ１９とを経て生成された熱風の天井側もしくは側面側からの吹き付けと、天井側もしくは側面側に設置された例えば近赤外線ランプを含む一対の近赤外線ヒータ２０，２０からの下方もしくは側面方向に向けた近赤外線の照射とが自在となって形成されている。
【００１７】
また、乾燥室１３内からの空気引きは、その底部２１側から排気ボックス２２と、ダンパ２６を介して流量調節が自在となっている排気ダクト２３側の排気ボックス２４とを介してその一部の外部への排気と、吸込フィルタ２５を介して新規に取り込まれる外気とともにその残部の給気ダクト１７側への還流とを自在にして行うことができるようになっている。
【００１８】
図３は、本発明方法が適用される装置の他例を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）との関係で温度の分布状態を示すグラフ図である。
【００１９】
同図によれば、乾燥装置３１の全体は、樹脂塗料が塗布されたプラスチックレンズ成形品４３を天井側から吹き下ろされる熱風が循環する加熱雰囲気中で搬送する無端搬送手段３４と、該無端搬送手段３４の上方に設置された近赤外線ランプを含む１以上の近赤外線ヒータ３８とを熱硬化炉３２中に備えて形成されている。
【００２０】
この場合、熱硬化炉３２は、始端側シャッター３９と終端側シャッター４０とを備え、コインベアベルト３５とベルト車３６，３７とからなる無端搬送手段３４をその空間３３内に備えて形成されている。
【００２１】
また、多数個のプラスチックレンズ成形品４３は、ラック４２内に定置され、該ラック４２ごと樹脂塗料槽４１内に沈めることによりその表出面に樹脂塗料が塗布されるようになっている。
【００２２】
このようにして樹脂塗料が塗布されたプラスチックレンズ成形品４３は、ラック４２とともにコンベアベルト３５上に載置され、所定時間をかけて空間３３内を搬送されることになる。
【００２３】
しかも、熱硬化炉３２内の空間３３は、  図３（ｂ）に示されているように４０ ℃程度から昇温する予備乾燥のための第１ゾーンと、８０〜９０ ℃をピーク温度とする本乾燥のための第２ゾーンと、本乾燥を終えて４０ ℃程度にまで温度低下して仕上げ乾燥をするための第３ゾーンとに仕切られている。
【００２４】
図４は、本発明方法が適用される装置のさらなる他例を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）との関係で温度の分布状態を示すグラフ図である。
【００２５】
同図によれば、乾燥装置５１の全体は、樹脂塗料が塗布される前のシート状のプラスチック基材５９がロール状に巻かれた始端側ロール部５２と、該始端側ロール部５２側からガイドローラ５３を経て引き出された引出し片部６０に樹脂塗料を塗布する樹脂塗料槽５４と、該樹脂塗料槽５４を経た引出し片部６０を導入口６１から導入し、ガイドローラ５７に案内させて導出口６２からの導出を自在に通過させる熱硬化炉５５と、導出口６２から導出された引出し片部６０をその終端側にてロール状に巻き取られた終端側ロール部５８とで構成されている。
【００２６】
この場合、熱硬化炉５５内の天井側には、近赤外線ランプを含む１以上の近赤外線ヒータ５６が設置されている。また、熱硬化炉５５の空間５５ａ内には、天井側から吹き下ろされる熱風が循環する加熱雰囲気が形成されている。
【００２７】
しかも、熱硬化炉５５内の空間５５ａは、  図４（ｂ）に示されているように４０ ℃程度から昇温する予備乾燥のための第１ゾーンと、８０〜９０ ℃をピーク温度とする本乾燥のための第２ゾーンと、本乾燥を終えて４０ ℃程度にまで温度低下して仕上げ乾燥をするための第３ゾーンとに仕切られている。
【００２８】
次に、本発明方法につき、図３に示す装置を参酌しながら説明すれば、ラック４２に定置して熱変形するプラスチックレンズ成形品４３を樹脂塗料槽４１内に沈めて熱硬化性の樹脂塗料を塗布する工程と、該樹脂塗料が塗布されたプラスチックレンズ成形品４３をラック４２ととともにコンベアベルト３５上に載置して熱硬化炉３２中を搬送し、空間３３内の循環する加熱雰囲気中で近赤外線ヒータ３８から近赤外線を照射させて樹脂脂塗料を硬化させる工程とを少なくとも経ることにより行われる。
【００２９】
この場合、樹脂塗料は、ポリウレタン系樹脂塗料とアクリル系樹脂塗料とシリコーン系樹脂塗料のいずれか一つの塗布層となるように塗布することができるほか、二種以上の組合せで二層以上の塗布層となるように塗布することもできる。
【００３０】
表１は、比較例１と本発明の実施例１とについての硬化条件と評価結果と、比較例２，３と本発明の実施例２とについての硬化条件と評価結果とを示したものである。なお、表中の「テーバー硬度」は、曇価（ヘイズ値）を示す（以下、同じ。）。
【００３１】
【表１】
0004068985.tif 000002
【００３２】
表１のうち、本発明の実施例１，２によれば、温度雰囲気が比較例１，２，３よりも低くく、かつ、時間も短いなかで、これらの比較例と同等の品質特性を得ることのできることが確認された。すなわち、実施例１によれば、ポリウレタン系樹脂塗料（例えば、日本エーアールシー株式会社製「ＣＰ−６０５液」等）をプラスチックレンズ成形品に塗布して従来からある熱硬化炉内に近赤外線照射装置を設置して行う本発明方法を適用することにより、従来の熱硬化炉内で単に処理する場合に８０〜９０ ℃の温度雰囲気中で３０〜４０分間の加熱乾燥が必要であったものが、６０〜７０ ℃の温度雰囲気中で５〜１０分間の加熱乾燥で適正な硬化を得られることが判明した。
【００３３】
また、実施例２によれば、熱硬化性のアクリル系樹脂塗料（例えば、セイコー化成社製「ＨＣ−１００液」等）をアクリル樹脂板からなるプラスチックレンズ成形品に塗布して従来からある熱硬化炉内に近赤外線照射装置を設置して行う本発明方法を適用することにより、従来の熱硬化炉内で単に処理する場合に１２０〜１５０ ℃の温度雰囲気中で２０〜３０分間の加熱乾燥が必要であったものが、７０〜８０ ℃の温度雰囲気中で８〜１０分間の加熱乾燥で適正な硬化を得られることが判明した。
【００３４】
表２は、比較例４と本発明の実施例３とについての硬化条件と評価結果と、比較例５と本発明の実施例４とについての硬化条件と評価結果とを示したものである。
【００３５】
【表２】
0004068985.tif 000003
【００３６】
表２のうち、本発明の実施例３によれば、シリコーン系樹脂塗料（例えば、日本エーアールシー株式会社製「Ｃ−３４３液」等）を実施例１と同じプラスチックレンズ成形品に塗布して従来からある熱循環式硬化炉内に近赤外線照射装置を設置して行う本発明方法を適用することにより、従来の熱循環硬化炉内で単に処理する場合に１２０〜１３０ ℃の温度雰囲気中で６０〜１８０分間の加熱乾燥が必要であったものが、８０〜９０ ℃の温度雰囲気中で１５〜２０分間の加熱乾燥で適正な硬化を得られることが判明した。
【００３７】
また、実施例４によれば、上記したポリウレタン系樹脂塗料と熱硬化性のアクリル系樹脂塗料とシリコーン系樹脂塗料とを積層させて組み合わせてポリカーボネート樹脂板であるプラスチック成形品に塗布して従来からある熱循環式硬化炉内に近赤外線照射装置を設置して行う本発明方法を適用することにより、従来は同様の組合せの場合に高温で長時間の硬化条件が必要であったものが、低温、かつ、短時間で適正な硬化を得られることが判明した。
【００３８】
表３は、比較例６，７と本発明の実施例５とについての硬化条件と評価結果とを示したものである。
【００３９】
【表３】
0004068985.tif 000004
【００４０】
表３に示す実施例５によれば、上記したポリウレタン系樹脂塗料と熱硬化性のアクリル系樹脂塗料とシリコーン系樹脂塗料とを積層させた組合せにより、プラスチック・フィルムへの塗布は、従来からある熱循環式硬化トンネル炉内に近赤外線照射装置を設置した図３に示す装置に本発明方法を適用することにより、低温、かつ、短時間で適正な硬化を得られることが判明した。
【００４１】
表４は、比較例８と本発明の実施例６とについての硬化条件と評価結果とを示したものである。
【００４２】
【表４】
0004068985.tif 000005
【００４３】
表４に示す実施例６によれば、ポリウレタン系樹脂塗料（例えば、日本エーアールシー製「ＣＰ−６０５液」もしくは「ＣＰ−８１４液」）と熱硬化性シリコーン系樹脂塗料（例えば、日本エーアールシー製「Ｃ−３３７液」もしくは「Ｃ−４１０液」）とを、「ＣＰ−６０５液」と「Ｃ−３３７液」との組合せ、あるいは「ＣＰ−８１４液」と「Ｃ−４１０液」との組合せで積層（ポリウレタン系樹脂塗料が下層）させて、プラスチック成形品のひとつであるＭＲ−７レンズに塗布し、従来からある熱硬化炉内に近赤外線照射装置を設置して行う本発明方法を適用することにより、従来例として示す比較例８の場合においては高温で長時間の硬化条件が必要であったのに対し、低温、かつ、短時間で適正な硬化を得られることが判明した。
【００４４】
すなわち、比較例８では、熱循環式硬化炉内の９０〜１２０ ℃の温度雰囲気中で３０〜１２０分間の加熱乾燥が必要であったものが、実施例６による場合には、熱循環式硬化炉内に近赤外線照射装置を設置してなる乾燥装置内の６０〜８０ ℃の温度雰囲気中で２０分間の加熱乾燥で適正な硬化を得ることができることを確認することができた。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、プラスチックレンズ成形品に熱硬化性の樹脂塗料を塗布してこれを乾燥・硬化させる際、熱変形温度が比較的低いプラスチックレンズ成形品が熱変形しない低温の温度雰囲気のもとで短時間で乾燥させることができるので、プラスチックレンズ成形品自体を熱変形させたり、熱に由来する成形歪を助長させたりすることをなくして硬化皮膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法が適用される装置の一例を示す正面図。
【図２】  同左側面図。
【図３】  本発明方法が適用される装置の他例を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）との関係で温度の分布状態を示すグラフ図である。
【図４】  本発明方法が適用される装置のさらなる他例を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は全体構成図であり、（ｂ）は（ａ）との関係で温度の分布状態を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１１  乾燥装置
１２  枠体
１３  乾燥室
１４  扉
１５  蝶番
１６  ブロア
１７  給気ダクト
１８  ヒータ
１９  フィルタ
２０  近赤外線ヒータ（近赤外線ランプを含む）
２１  底部
２２  排気ボックス
２３  排気ダクト
２４  排気ボックス
２５  吸込フィルタ
２６，２７  ダンパ
３１  乾燥装置
３２  熱硬化炉
３３  空間
３４  無端搬送手段
３５  コンベアベルト
３６，３７  ベルト車
３８  近赤外線ヒータ（近赤外線ランプを含む）
３９  始端側シャッター
４０  終端側シャッター
４１  樹脂塗料槽
４２  ラック
４３  プラスチックレンズ成形品
５１  乾燥装置
５２  始端側ロール部
５３  ガイドローラ
５４  樹脂塗料槽
５５  熱硬化炉
５５ａ  空間
５６  近赤外線ヒータ（近赤外線ランプを含む）
５７  ガイドローラ
５８  終端側ロール部
５９  プラスチック基材
６０  引出し片部
６１  導入口
６２  導出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004068985.tif 000008
【図４】
0004068985.tif 000009