JPH11116692A - プラスチック製品の着色方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】塗装製品およびプラスチック製品を、一個単位
に任意のカラーで均一に、かつ短時間で高濃度に着色す
る。 【構成】従来の分散系に代えて、昇華性の染色剤の溶解
系の加熱染色溶液をディッピング液とし、溶解媒として
該染色剤に対して親和性のあるオリゴマーを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラスチック製品および
塗装製品の着色方法に関する。より典型的にはプラスチ
ックレンズの着色方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】透明性を必須とするプラスチックレンズ
の着色は染色技術により行われている。即ち染色業界に
おける分散染料を用いたポリエステル繊維の高温染色技
術を援用したものである。これは分散剤を併用して水中
に分散染料を分散してなる染色溶液を、密閉構造で高圧
下で運転できる液流染色機（ｊｅｔ ｄｙｉｎｇ ｍａ
ｃｈｉｎｅ）に充填したなかに、ポリエステル繊維を投
入し、１２０〜１３０℃で１〜１．５時間かけて均一に
染色を行うものである。

【０００３】この技術をプラスチックレンズの着色に援
用しようとする場合、前記のような専用の大型機械を用
いることはできないので、前記と同様の染色溶液を小さ
なポットに充填して加熱し、大気圧下でこの中にプラス
チックレンズを長時間ディッピングし着色を行ってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記方法は大気圧下で
水を分散媒とする系の中で作業を行うため、当然水の沸
騰温度以下までしか温度は上げられず、実用上は９０℃
程度で作業が行われている。分散染料による染色は温度
が高いほど染色効率がよいことは常識であるが、この温
度では能率が著しく劣ってしまう。

【０００５】また分散剤を用いた分散系では分散物質を
高濃度に分散することには限界があり、分散染料の場合
で０．数％がせいぜいである。

【０００６】加うるに分散剤を用いた分散系では、分散
物質は常に安定した状態で均一に分散媒に分散している
わけではない。その不安定性が均一な着色を妨げてお
り、しばしばプラスチックレンズに着色ムラという問題
を発生させている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討の結
果、従来の分散系に代えて昇華性の染色剤の溶解系の加
熱染色溶液とし、その溶解媒として該染色剤に対して親
和性のあるオリゴマーを用いることにより、前記課題を
抜本解決できることを見出だし、本発明に到達したもの
である。

【０００８】

【作用】本発明者の知見では、昇華性の染色剤はサイク
リックな性格を有する。凝集、分子状態への昇華／拡
散、再昇華、再凝集という該染色剤の各状態は同一物質
の見かけ上の違いにすぎず、条件が揃えば何時でも前状
態へ回帰する。この条件を規定するものは、その温度／
圧力下においての、その媒中における該染色剤の飽和溶
解量である。常温で該染色剤がある媒中に飽和溶解量以
上に含有され、余分な該染色剤が凝集状態となっていて
も、加熱していけば次第に溶解状態に近付いていく。こ
れを冷却していけば飽和溶解量以上の該染色剤はまた結
晶として析出していく。

【０００９】また溶解系の染色溶液を用いた場合、被染
色物をディッピングしたとき、昇華性の染色剤が分子レ
ベル状態で被染色物と接することになるので、温度が均
一に保持されてさえおれば、分散系と異なり着色ムラと
いう問題が発生することがない。

【００１０】更に本発明者の知見では、溶解媒としてポ
リエステル樹脂などの該染色剤に対して親和性の高い樹
脂を選択することにより、加熱条件と組み合わせて飽和
溶解濃度５〜１０％以上を実現できるケースが多数存在
する。これは同じポリエステル樹脂であっても、重合度
の高いフイルムや繊維などの硬質タイプではなく、重合
度が非常に低く常温でゼリー状のオリゴマーに特有な現
象である。

【００１１】オリゴマーとは重合度が２〜２０程度で、
分子量が１０，０００程度以下の低分子量の樹脂であ
る。ジカルボン酸と二価アルコールとの重縮合で得られ
るポリエステル樹脂の場合は、重合度のコントロールが
可能であり比較的容易にオリゴマーを合成できる。なか
でもフタル酸やアジピン酸などの飽和酸とグリコールと
の重縮合においては、非常に柔軟なタイプのオリゴマー
が合成可能で、常温で１，０００ＣＰＳ以下のオリゴマ
ーを容易に合成することができる。

【００１２】一方ディッピング方式により作業するため
には、ディッピング液が相当低い粘度でないと実質的に
作業が実施できない事情がある。この問題は本発明の着
色方法が、９０〜２００℃程度までの高温領域で、染色
溶液をハンドリングするという方法であることから解決
される。即ち加熱により高分子化合物の粘度は一般に低
下する。その粘度低下カーブはオリゴマーにおいて急激
で、例えば前記アジピン酸を用いたポリエステル樹脂オ
リゴマーであるアデカサイザー「ＰＮ−１０１０」（商
標、旭電化工業社製）ついてはいえば、１，９００ＣＰ
Ｓ（２０℃）、９００ＣＰＳ（３０℃）、５００ＣＰＳ
（４０℃）、３００ＣＰＳ（５０℃）程度で、９０℃で
は１００ＣＰＳ以下にまで低下する。本発明者の知見で
は、この減少カーブは２００℃程度まで同様であると推
定される。このレベルの粘度であればディッピング作業
を能率よく行うことが十分可能である。また圧搾空気な
どの噴射により、プラスチックレンズに付着してきた染
色溶液を、容易にディッピング槽に落として清浄にする
ことができる。

【００１３】本発明に用いられる昇華性の染色剤として
は、昇華性または蒸発性の機能を有する染料であればい
ずれであってもよく、好ましくは大気圧下、７０〜２６
０℃で昇華または蒸発する染料である。これらの染料と
しては、例えばアゾ、アントラキノン、キノフタロン、
スチリル、ジまたはトリフェニルメタン、オキサジン、
トリアジン、キサンテン、メチン、アゾメチン、チクリ
ジン、ジアジンなどの昇華または蒸発性を有する染料が
挙げられ、これらの他に、１，４−ジメチルアミノアン
トラキノン、臭化または塩化１，５−ジヒドロオキシ−
４，８−ジアミノアントラキノン、１，４−ジアミノ−
２，３−ジクロロ−アントラキノン、１，アミノ−ヒド
ロオキシ−アントラキノン、１−アミノ−４−ヒドロオ
キシ−２−（β−メトキシ−エトキシ）−アントラキノ
ン、１−アミノ−４−ヒドロオキシ−２−フェノキシ−
アントラキノン、１，４−ジアミノ−アントラキノン−
２−カルボキシル酸のメチル、エチル、プロピルまたは
ブチルエステル、１−アミノ−４−アニリド−アントラ
キノン、１−アミノ−２−シアノ−４−アニリド（また
はシクロヘキシルアミノ）−アントラキノン、１−ヒド
ロオキシ−２−（ρ−アセトアミノ−フェニルアゾ）−
４−メチルベンゼン、３−メチル−４−（ニトロフェニ
ルアゾ）−ピラゾロン、３−ヒドロオキシ−キノフタロ
ンなどの染料も用いることができる。また塩基性染料と
して、例えばマラカイトグリーン、メチルバイオレット
等を用いることができ、酢酸ナトリウム、ナトリウムエ
タレート、ナトリウムメチラート等で変性した染料も使
用する事ができる。

【００１４】本発明を適用できる樹脂皮膜を有する製品
としては、最適には金属素材などに塗装を施して硬化さ
した製品や、フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹
脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、
フェノキシ樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹脂
などの、熱硬化タイプのプラスチック製品が挙げられ
る。また熱硬化タイプだけでなく、ディッピング温度を
より低温に維持して、その代わりに時間を長くかけるこ
とにより、ＰＥＴ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＳ樹脂、アクリ
ル樹脂などの熱可塑タイプのプラスチック製品について
も、染色溶液の高濃度性や均一着色性を実現できる本発
明の特徴をいかした、高品位の着色を行うことが可能で
ある。なお被染色物をディッピングする時間は、別途設
定された溶液温度および溶液濃度環境下において、着色
しようと意図する濃度に合わせて設定すればよい。例え
ば溶液温度が１３０℃、溶液濃度が飽和溶解濃度レベル
の環境下で、３０秒〜５分間程度である。

【００１５】

【実施例】以下の材料を混合し５分間撹拌した。 （染色溶液の組成） 前記アデカサイザー「ＰＮ−１０１０」 ４５重量部 Ｋａｙａｓｅｔ Ｒｅｄ−Ｂ（商標、日本化薬社製） ５重量部 （Ｃ．Ｉ．Ｄｉｓｐｃｒｓｅ Ｒｅｄ ６０） この常温ペースト状の溶液を３℃／１分間の上昇カーブ
で加温し、該染色剤の溶解状態を観察した。その結果、
該染色剤は凝集状態から次第に針状結晶となって拡散し
ていき、並行して針状結晶数を減じていった。そして１
２５℃近辺で完全に溶解した。その後も加温を続け１４
０℃になったところで加温を中止し、この温度を維持し
染色溶液とした。この時点における粘度を確認したとこ
ろ１０〜２０ＣＰＳと観測された。この染色溶液中にア
リルジグリコールカーボネート樹脂「ＣＲ３９」（商
標、ＰＰＧ社製）のプラスチックレンズを３分間ディッ
ピングしたあと取り出し、圧搾空気で付着溶液を落と
し、しかるのちエチルアルコールで清浄にした。この結
果、サングラスに使用される濃度レベルの、極めて均一
に着色されたプラスチックレンズを得た。

【００１６】

【発明の効果】本発明により、塗装製品およびプラスチ
ック製品を、小ロット単位に、任意のカラーで均一に、
かつ濃色であっても短時間でローコストに着色すること
が可能となった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】昇華性の染色剤を、該染色剤に対して親和
   性のあるオリゴマーに含有させ、しかるのち加熱してな
   る染色溶液に、樹脂皮膜を有する製品をディッピングす
   ること、を特徴とするプラスチック製品の着色方法。
2. 【請求項２】昇華性の染色剤に親和性のあるオリゴマー
   がポリエステル樹脂であること、を特徴とする請求項１
   記載のプラスチック製品の着色方法。