JPH0820076A

JPH0820076A - 着色されたプラスチック物品及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0820076A
Application number: JP6155574A
Authority: JP
Inventors: Ichirou Ono; 五千郎小野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】均一の色調且つ色むら等のない着色プラスチ
ック物品を得る。【構成】プラスチック材料から成るプラスチック基材
上に、着色層を有するプラスチック物品において、前記
着色層がコンティニュアス型ヘッドを有するインクジェ
ット方法により塗布された層である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、着色されたプラスチッ
ク物品及び着色されたプラスチック物品の製造方法に関
する。特にコンティニュアス型ヘッドを有するインクジ
ェット方法によりインクが塗布された着色層を有するプ
ラスチック物品、特にプラスチックレンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック物品の中でプラスチックレ
ンズは成形が容易なこと、軽くて割れにくいこと、着色
により容易に着色が可能であることなどの特長を持つこ
とから、近年、光学レンズ、特に眼鏡用レンズとして広
く用いられるようになっている。とりわけ、着色により
容易に着色できるというメリットは、ファッション性、
遮光性の点から眼鏡用レンズとして好まれ、眼鏡用プラ
スチックレンズの７０パーセント以上は着色して市場に
供されていると言われている。

【０００３】こうしたことから、プラスチックレンズを
多種多様な色で均一に大量且つ安定に着色する必要性が
でてきている。従来のプラスチックレンズの着色方法
は、分散染料を界面活性剤と共に水中に分散させて着色
液を調整し、この着色液を加熱し、プラスチックレンズ
を加熱着色液中に浸漬するいわゆる浸漬着色方法（浸漬
法）が主として用いられている。

【０００４】また、上記浸漬法に代わる方法としは、例
えば特公昭３５−１３８４号公報で提案されている有機
顔料を昇華させプラスチックレンズを着色する方法、ま
た特開昭５６−１５３３２１号、特開昭５６−１５９３
７６号、特開平１−２７７８１４号の各公報で提案され
ている昇華性染料を昇華させてプラスチックレンズを着
色する方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、装置の簡便さや
作業の容易さから主として浸漬法を用いてレンズの着色
を行っていた。しかし、従来のプラスチックレンズの着
色方法である、着色液中にプラスチックレンズ基材を浸
漬する浸漬法は着色液中の分散染料濃度、着色助剤量、
着色液の温度、プラスチックレンズ基材の着色性のばら
つきなどによって色調が大きく変わりやすく、均一且つ
安定した着色プラスチックレンズを大量に得ることは困
難である。

【０００６】また、浸漬法は、各色毎に着色液を持たな
ければならず、廃液量もかなり多くなることから、廃液
処理に係わるコストがかかり、また環境保護の問題から
廃液を排出することがも問題である。更に、特開昭５６
−１５３３２１号、特開昭５６−１５９３７６号公報に
おける固体着色性染料を用いた気相着色方法は、ブロッ
ク状固形染料を用いるため、レンズ面に染料を均一に加
熱できない、着色濃度の調整が難しいといった問題があ
る。特開平１−２７７８１４号公報の着色方法では、着
色時の雰囲気を真空にしなければならず、装置内を真空
状態にするといった作業が必要となり、製造工程が増加
してしまい、コストも増加し、作業効率が悪いという問
題点があった。

【０００７】本発明は上記したような従来のプラスチッ
クレンズの着色法の問題点を解決し、均一且つ安定した
着色プラスチック物品、例えば着色プラスチックレンズ
を、大量に得るための着色方法を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来のプラ
スチックレンズの着色方法を基本として、これを改善す
ることを試みた。例えば浸漬法においては、着色液の組
成を変化させたり、また気相着色法での加熱条件等を調
整することにより課題の解決を試みた。この結果、僅か
な着色性の改善を図ることができたが、更に高品質の着
色レンズを製造するために鋭意研究を行った。そこで本
発明者は、従来のレンズの着色方法の概念にとらわれな
い、全く新規な着色方法を用いることにより、従来の問
題点を解決し、従来にない高品質の着色レンズを製造す
ることを試みた。

【０００９】そこで、従来、平面状の紙や繊維等への印
字または捺染に用いられていたインクジェット方式を曲
面状のプラスチックレンズ基材表面への染料の塗布に応
用することを検討した。そして、従来のインクジェット
法及び従来のインクを用いて、プラスチックレンズの着
色を行った。その結果、レンズ表面へのインクの定着性
が悪く、インクが剥がれ易いという従来のインクジェッ
ト法を用いた紙や繊維等への印字または捺染にはない新
たな問題点が発生した。本発明者は、更に研究を進め、
着色条件、レンズ基材の材質、表面形状等を検討した。
その結果、従来のインクジェット法は、紙や繊維等に印
字または捺染に用いられていたことから、染料もしくは
インクを改善しなければ従来インクジェット法で着色し
たことのないプラスチック材料には着色ができないこと
が判った。そして、研究の結果、従来インクジェット方
法では着色が不可能であったプラスチック基材に対して
も、着色が可能であり、様々な利点を有するプラスチッ
ク物品が得られることを見出した。また顔料着色によ
り、所望の色を再現性良く、速くかつ均一にプラスチッ
クを着色することも可能なことを見出した。更に、高速
着色が可能なコンティニュアス型ヘッドを有するインク
ジェット方法の特徴を生かすことを試みた。

【００１０】そこで、本願発明では第一に「プラスチッ
ク基材上に、着色層を有するプラスチック物品におい
て、前記着色層がコンティニュアス型ヘッドを有するイ
ンクジェット方法により塗布された層であることを特徴
とするプラスチック物品（請求項１）」を提供する。ま
た、「請求項１記載のプラスチック基材がプラスチック
レンズ基材であることを特徴とするプラスチック物品
（請求項２）」を提供する。また、「プラスチックから
なる基材を用意し、コンティニュアス型ヘッドを有する
インクジェット方法で前記プラスチック基材上にインク
を塗布し、着色層を形成することを特徴とするプラスチ
ック物品の製造方法（請求項３）」を提供する。また、
「請求項１、２、３記載のインクが直接染料、酸性染
料、反応染料、分散染料、カチオン染料を色素としたイ
ンクであることを特徴とするプラスチック物品またはプ
ラスチック物品の製造方法（請求項４）」を提供する。
また、「前記プラスチックからなる基材上に、前記染料
が浸透し易い樹脂により膜が形成されることを特徴とす
る請求項４記載のプラスチック物品またはプラスチック
物品の製造方法（請求項５）」を提供する。また、「請
求項４記載の前記インク中の無機塩除去等を施したイン
クを用いることを特徴とする製造方法（請求項６）」を
提供する。また「請求項１、２、３記載のインクが水溶
性あるいは高沸点溶剤に溶解性の樹脂を添加したもので
あることを特徴とするプラスチック物品またはプラスチ
ック物品の製造方法（請求項７）」を提供する。また、
「請求項４記載のインクがフタロシアニン系、アゾ系、
キナクリドン系、スレン系、キノフタロン系等の有機顔
料および、カーボンブラック、酸化チタン被覆雲母、群
青、ホワイトカーボン、酸化亜鉛等の無機顔料を色素と
したインクであることを特徴とするプラスチック物品ま
たはプラスチック物品の製造方法（請求項８）」を提供
する。更に「請求項８記載の顔料の粒子径が0.3 μｍ以
下であることを特徴とするプラスチック物品またはプラ
スチック物品の製造方法（請求項９）」を提供する。

【００１１】

【作用】本願発明で使用したインクジェット方法は、コ
ンティニュアス型ヘッドを有するものである。本願発明
では、２以上好ましくは３または４個の複数のインクジ
ェットノズルを列状に配列したノズルヘッドをレンズの
上部に設置し、レンズを移動ステージ上にセットし、レ
ンズの移動とインクの噴射のタイミングをとり、レンズ
上に任意の色調およびパターンを塗布することを可能と
した。言うまでもないがノズルヘッドを移動しても、ま
た両者を移動させても塗布は可能である。

【００１２】眼鏡レンズの着色は、色、濃度、階調の有
無等のバリエーションが広い。本発明によれば、顧客が
希望する色を測色し、あるいは予め測色データとしてコ
ンピューターに記憶させておき、そのデータをイエロ
ー、マゼンタ、シアン及びブラックの３色あるいは４色
それぞれの各ノズル毎の印刷データに変換し、ノズルに
対応するメモリに時系列的に格納する。全データが格納
された後に、レンズステージを移動させ、そのタイミン
グに合わせて各ノズルから印刷データに基づきインクド
ットが吹きつけられ、レンズ上へ塗布が行われる。これ
によって、顧客の希望する着色レンズを再現性良く、速
く作製できるようになった。

【００１３】本発明に使用するインクは、直接染料、酸
性染料、反応染料、分散染料、カチオン染料等の染料を
用い、ノズルの目詰まりと吐出安定性を得るために、イ
ンク中の無機塩除去等を施したインクを使用している。
また、染料とは別に顔料を着色材としたインクも使用し
ている。これらの顔料を例示すると、フタロシアニン
系、アゾ系、キナクリドン系、スレン系、キノフタロン
系等の有機顔料および、カーボンブラック、酸化チタン
被覆雲母、群青、ホワイトカーボン、酸化亜鉛等の無機
顔料が挙げられる。ノズルが１０〜１００μｍという小
さい穴から吐出させなければならないため、顔料の粒子
径もかなり小さい必要があり、０．３μｍ以下である必
要があり好ましくは０．１μｍ以下の粒子径が望まし
い。この値は、ノズルの目詰まりを防止するためだけで
はなく、基材としてレンズを用いた場合にレンズ上に着
色した際に、粒子による光散乱のために著しい曇りを生
じないことも考慮した数値である。

【００１４】本願発明では、被着色材がプラスチックで
あり、通常使われている紙用のインクでは、ドット形状
およびインクの定着性に問題があるため、プラスチック
基材上でのインク定着性を上げるために、水溶性あるい
は高沸点溶剤に溶解性の樹脂をインク中に添加すること
によって、プラスチック基材へのインクの定着性が向上
し階調印刷も可能となった。また、顔料を着色剤として
使用することによって、耐光性の優れた着色レンズの製
造が可能となった。

【００１５】染料を色素としたインクのプラスチック基
材への浸透性を考慮すると、染料の選択が重要になって
くるが、同時に染料の浸透し易い樹脂膜をコーティング
することも可能であり、検討を行った。本発明において
使用される樹脂膜は、特に、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹
脂が好ましく用いられる。これらの樹脂を例示すると、
ポリアミド、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、メラミ
ン樹脂、ポリビニルアルコール、セルロース樹脂、アル
キド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポ
リエステル、シリコン樹脂等の樹脂が挙げられる。これ
らの樹脂は一種類で使用可能であるが、数種を混合した
り、更に共重合体を使用することも可能である。

【００１６】これらの樹脂の中で、特にポリイソシアネ
ートとポリオールを主成分とするポリウレタンからなる
樹脂膜をコーティングすることにより、染料の着色層と
して効果を示すばかりでなく、レンズの耐衝撃性を向上
する効果も兼ねることが可能となる。また、本願発明に
おいて使用されるプラスチックレンズ成形物は、ポリメ
チルメタクリレートおよびその共重合体、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、ポリエチレンテレフタ
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、ジエチレングリコールビスアリルカーボ
ネートポリマーからなるプラスチックレンズ成形物であ
る。

【００１７】

【実施例１】以下、本発明の実施例について説明する。
本実施例においては、基材としてジエチレングリコール
ビスアリルカーボネートポリマーを用いた。ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネートポリマーに、Ｍｉｋ
ｅｔｏｎＰｏｌｙｅｓｔｅｒＹｅｌｌｏｗＧＬ
（三井等圧化学(株)社製、ＤｉｓｐｅｒｓｅＹｅｌｌ
ｏｗ３３）、ＭｉｋｅｔｏｎＰｏｌｙｅｓｔｅｒ
ＲｅｄＦＬ（三井等圧化学(株)社製、Ｄｉｓｐｅｒｓ
ｅＲｅｄ７２）、ＭｉｋｅｔｏｎＰｏｌｙｅｓｔ
ｅｒＢｌｕｅＴＧＳＦ（三井等圧化学(株)社製、Ｄ
ｉｓｐｅｒｓｅＢｌｕｅ２１４）の染料を各１重量
％メチルエチルケトンに溶解し、樹脂分としてアクリル
樹脂を２重量％添加して調製したインクをコンティニュ
アス方式のインクジェットプリンターで、２ｍｍ／ｍｉ
ｎの連続着色を実施し、着色層を形成した。そのレンズ
をオーブン中で１３０℃１時間加熱することによって染
料がレンズ内部へ拡散し、ムラの殆どない良好な着色レ
ンズができた。耐擦傷性および反射防止のため、有機シ
リコン系ハードコート（(株)ニコン製）をディッピング
によりコーティングを施し、１１０℃４時間加熱を行い
硬化させた。その上に、SiO₂、Al₂O₃、TiO₂から成る無
機多層薄膜を真空蒸着によって形成した。この様にして
作られた着色レンズは色の再現性も良く、かつ色のバラ
ツキは小さく、色差１以内であった。

【００１８】

【実施例２】本実施例においては、基材として実施例１
と同様のポリマーを用いた。ジエチレングリコールビス
アリルカーボネートポリマーに、有機顔料としてＭＩＣ
ＲＯＰＩＧＭＯＹＥＬＬＯＷＡＭ−ＹＷ2(オリエン
ト化学工業(株)製）、ＭＩＣＲＯＰＩＧＭＯＲＥＤ
ＡＭ−ＲＤ２（オリエント化学工業(株)製）、ＭＩＣＲ
ＯＰＩＧＭＯＢＬＵＥＡＭ−ＢＥ４（オリエント化
学工業(株)製）を各１重量％メチルエチルケトンに溶解
し、樹脂分としてウレタン樹脂を２重量％添加して調製
したインクをコンティニュアス方式のインクジェットプ
リンターで、２ｍｍ／ｍｉｎの連続プリントを実施し、
着色層を形成した。そのレンズをオーブン中で１３０
℃、１時間加熱することによって着色されたコーティン
グ層が形成され、さらに耐擦傷性および反射防止のた
め、有機シリコン系ハードコート（(株)ニコン製）をデ
ィッピングによりコーティングを施し、１１０℃４時間
加熱を行い硬化させた。その上に実施例１と同様の無機
多層薄膜を真空蒸着によって形成した。この様にして作
られた着色レンズは色の再現性も良く、ムラの殆どない
良好な着色レンズが製造できた。また、このレンズをキ
セノンフェードメーターによる耐光性試験を行ったとこ
ろ、６００時間経過後でも色差の変動は殆ど見られなか
った。この結果を図１に示す。

【００１９】

【実施例３】本実施例においては、基材として実施例
１、２と同様のポリマーを用いた。ジエチレングリコー
ルビスアリルカーボネートポリマーに、プライマーとし
てポリイソシアネートとポリオールを主成分とするポリ
ウレタンからなる樹脂膜をコーティングし、１００℃、
１時間加熱硬化した。出来上がったレンズの上から、染
料として、ＭｉｋｅｔｏｎＰｏｌｙｅｓｔｅｒＹｅ
ｌｌｏｗＧＬ（三井等圧化学(株)社製、Ｄｉｓｐｅｒ
ｓｅＹｅｌｌｏｗ３３）、ＭｉｋｅｔｏｎＰｏｌ
ｙｅｓｔｅｒＲｅｄＦＬ（三井等圧化学(株)社製、
ＤｉｓｐｅｒｓｅＲｅｄ７２）、Ｍｉｋｅｔｏｎ
ＰｏｌｙｅｓｔｅｒＢｌｕｅＴＧＳＦ（三井等圧化
学(株)社製、ＤｉｓｐｅｒｓｅＢｌｕｅ２１４）の
染料を各１重量％メチルエチルケトンに溶解し、樹脂分
としてアクリル樹脂を２重量％添加して調製したインク
をコンティニュアス方式のインクジェットプリンター
で、２ｍｍ／ｍｉｎの連続プリントを実施した。そのレ
ンズをオーブン中で１３０℃、１時間加熱することによ
って染料がコーティング層および基材内部へ拡散し、ム
ラの殆どない良好な着色レンズができた。さらに耐擦傷
性および反射防止のため、有機シリコン系ハードコート
（(株)ニコン製）をディッピングによりコーティングを
施し、１１０℃４時間加熱を行い硬化させた。その上
に、実施例１、２と同様の無機多層薄膜を真空蒸着によ
って付けた。この様にして作られた着色レンズは色の再
現性も良く、ムラの殆どない良好な着色レンズができ
た。さらに、耐衝撃性試験を行ったところ、ＦＤＡ規格
をクリヤーすることができた。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本願発明によるプラスチ
ックを材料とする基材例えば、プラスチックレンズの着
色において、染料の経時劣化等による色のばらつきを抑
え良好な色再現性が可能となり、また人の勘による色修
正も必要なくなり、コンピューター・カラー・マッチン
グ等によって色管理も行えるようになる。更に、インク
ジェット法は、必要な部分にのみインクを飛ばすために
インクのコスト低減はもちろんのこと、廃液処理等の環
境問題の課題も解決することができた。また、人手によ
っていたレンズ着色工程の自動化も可能となった。

【００２１】そして、本願発明のヘッドは、コンティニ
ュアス型であるため、高速着色が可能であり、プラスチ
ック物品の製造工程における着色工程のしめる時間が短
縮でき、コストの低減を図ることができる。また、コン
ティニュアス型ヘッドは、インクの連続吐出が可能であ
るため、ノズルの先端が乾燥することが無くインクの吐
出条件の調整が容易である。更にインク溶媒として、有
機溶媒の使用が可能であるため、使用するインクの選択
の幅を広げることができ、例えば、着色レンズの製造に
応用する場合、多種類の着色レンズを用意することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例２により作成された着色プラスチッ
クレンズの耐光性による分光分布曲線である。

【符号の説明】

１・・・耐光性前の分光分布曲線２・・・キセノンフェードメーターにて６００時間暴露
後の分光分布曲線以上

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｂ 1/04 1/10 Ｇ０２Ｃ 7/10 // Ｂ２９Ｋ 105:16 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック基材上に、着色層を有する
プラスチック物品において、前記着色層がコンティニュ
アス型ヘッドを有するインクジェット方法により塗布さ
れた層であることを特徴とするプラスチック物品。
【請求項２】請求項１記載のプラスチック基材がプラ
スチックレンズ基材であることを特徴とするプラスチッ
ク物品。
【請求項３】プラスチックからなる基材を用意し、コ
ンティニュアス型ヘッドを有するインクジェット方法で
前記プラスチック基材上にインクを塗布し、着色層を形
成することを特徴とするプラスチック物品の製造方法。
【請求項４】請求項１、２、３記載のインクが直接染
料、酸性染料、反応染料、分散染料、カチオン染料を色
素としたインクであることを特徴とするプラスチック物
品またはプラスチック物品の製造方法。
【請求項５】前記プラスチックからなる基材上に、前
記染料が浸透し易い樹脂により膜が形成されることを特
徴とする請求項４記載のプラスチック物品またはプラス
チック物品の製造方法。
【請求項６】請求項４記載の前記インク中の無機塩除
去等を施したインクを用いることを特徴とする製造方
法。
【請求項７】請求項１、２、３記載のインクが水溶性
あるいは高沸点溶剤に溶解性の樹脂を添加したものであ
ることを特徴とするプラスチック物品またはプラスチッ
ク物品の製造方法。
【請求項８】請求項４記載のインクがフタロシアニン
系、アゾ系、キナクリドン系、スレン系、キノフタロン
系等の有機顔料および、カーボンブラック、酸化チタン
被覆雲母、群青、ホワイトカーボン、酸化亜鉛等の無機
顔料を色素としたインクであることを特徴とするプラス
チック物品またはプラスチック物品の製造方法。
【請求項９】請求項８記載の顔料の粒子径が0.3 μｍ
以下であることを特徴とするプラスチック物品またはプ
ラスチック物品の製造方法。