專利名稱：鏡片的染色方法和染色裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種鏡片的染色方法和染色裝置，尤其涉及一種適合于對鏡片半染色的方法和裝置。
背景技術(shù)：
作為鏡片的染色方法，已知的方法是在鏡片的表面上形成染料涂層，然后，加熱鏡片，使染料擴散到鏡片中。作為這種方法的示例，JP-A-8-20080和JP-A-2000-314801描述了一種方法，其中在鏡片的表面上形成染料的涂層，然后將所得到的鏡片置于類似多納圈的夾具中，所述夾具可以在鏡片的周圍固定，而使鏡片的凸面向下，然后在加熱爐中加熱染色。

發(fā)明內(nèi)容
然而，盡管根據(jù)這些專利文獻中描述的方法，可以使鏡片完全染色，但這些專利文獻中并沒有具體地提出一種通常在眼鏡片(顏料密度變化的鏡片)中采用的使鏡片半染色的方法。
為解決這一問題，作出本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種在加熱時使涂在鏡片上的染料染色的方法及其裝置，其中所述鏡片半染色。
為了實現(xiàn)前述的目的，本發(fā)明的發(fā)明人進行了廣泛深入的研究。結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使用具有用于將鏡片插入其底部的開放的插入口的加熱爐；設定所述加熱爐子內(nèi)部的狀態(tài)，使溫度從所述插入口附近朝框架部分內(nèi)部變高；在上述狀態(tài)下將涂敷有染料的鏡片一部分或全部從所述插入口插入到加熱爐爐子內(nèi)部；然后加熱鏡片，完成本發(fā)明，從而可以實現(xiàn)前述的目的。
具體而言，本發(fā)明提供了如下內(nèi)容(1)一種鏡片染色的方法，包含在鏡片表面形成染料涂層的涂層形成步驟和使用加熱爐加熱所述染料涂敷的鏡片，使染料擴散到鏡片中的加熱和擴散步驟，其中加熱爐具有形成一空間的框架部分，位于所述框架部分中的加熱部分，和用于插入鏡片的開放的插入口，該插入口位于所述框架部分的底面上，且該方法還包含加熱爐溫度設定步驟，設定加熱爐子內(nèi)部的一種狀態(tài)，使溫度從所述插入口附近朝所述框架部分內(nèi)部變高，所述加熱和擴散步驟是從所述插入口將涂敷有染料的鏡片一部分或全部從具有設定狀態(tài)的加熱爐下部插入到加熱爐爐子內(nèi)部以加熱鏡片的步驟。
(2)如上述(1)中所述的染色方法，其特征在于在所述加熱和擴散步驟中，涂敷有染料的鏡片的一部分或全部插入到加熱爐爐子內(nèi)部，在使其沿垂直方向移動的同時加熱鏡片。
(3)如上述(1)或(2)中所述的染色方法，其特征在于，使用還具有冷卻機構(gòu)的加熱爐，該冷卻機構(gòu)在對應于所述框架部分內(nèi)鏡片不需著色的一部分的位置上。
(4)一種染色裝置，包含加熱爐，該加熱爐具有形成一空間的框架部分，位于所述框架部分中的加熱部分，和用于插入鏡片的開放的插入口，該插入口位于所述框架部分的底面上；用于夾持染料涂覆的鏡片的鏡片夾持機構(gòu)；鏡片移動機構(gòu)，用于移動所述鏡片夾持機構(gòu)而將被夾持的鏡片的一部分或全部從所述插入口中插入到所述加熱爐爐子內(nèi)部。
(5)如上述(4)中所述的染色裝置，其特征在于所述加熱爐還具有冷卻機構(gòu)，該冷卻機構(gòu)在對應于所述框架部分內(nèi)鏡片不需著色的一部分的位置上。
(6)如上述(4)或(5)中所述的染色裝置，其特征在于所述鏡片移動機構(gòu)還具有用于控制所述鏡片插入到爐子內(nèi)部的位置的控制裝置。
在本發(fā)明中，第一步是在鏡片表面上形成染料涂層的涂層形成步驟。在這個步驟中，例如，使用了JP-A-8-20080和JP-A-2000-314801中公開的方法。該方法的具體示例包括一種制備含有分散性染料的染色溶液，然后通過刷涂、旋轉(zhuǎn)涂敷、噴墨等方法涂敷所述染料溶液的方法；以及一種制備含有分散性染料和水溶性聚合物的染料溶液，然后在室溫下將鏡片浸入所述染料溶液中的方法。
作為所述染料溶液的介質(zhì)，從鏡片表面不會粗糙以及加工的角度考慮，水介質(zhì)是優(yōu)選使用的。
至于所述染料溶液使用的染料，迄今為止用于鏡片著色的分散性染料是優(yōu)選使用的。示例包括Dystar Japan Ltd.公司生產(chǎn)的DianixBlue AC-E和Dianix Red AC-E，以及由Nippon Kayaku Co.，Ltd公司生產(chǎn)的Kayalon Polyester Colours Yellow 4G-E和Kayalon PolyesterColours Scarlet 2R-E。
在沒有添加如下述的水溶性聚合物的情況下，基于所述染料溶液的總重量按重量百分比計，所述染料的濃度優(yōu)選為10％或更高，更可取的是20％或更高，但不限于此。在添加如下述的水溶性聚合物的情況下，按重量百分比計，所述染料的濃度通常從0.1～20％的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選為3～10％。
與上述JP-A-2000-314801中公開的情況類似，在本發(fā)明中，可以在所述染料溶液中添加水溶性聚合物。
所述水溶性聚合物的示例包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸金屬鹽、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇，和聚氧乙烯烷基醚。在上述聚合物中，尤其優(yōu)選聚乙烯醇和聚乙二醇，因為它們安全且低廉。這些水溶性聚合物可以單獨使用，或者二種或多種組合使用。
所述水溶性聚合物的作用是增加所述染料溶液的粘度，使附著在所述鏡片表面的染料溶液難以流動，且經(jīng)過熱處理后，當鏡片表面被水沖洗時，使殘留在鏡片表面的分散性染料易于去除。而且，因為所述水溶性聚合物與所述分散染料的親和力非常差，所以它的作用是加熱時，所述分散染料便于滲透擴散到鏡片內(nèi)部。
在添加所述分散染料前，在所述水介質(zhì)中溶解所述水溶性聚合物是有利的。這是因為盡管所述分散染料可以在沒有完全溶解于水介質(zhì)而部分懸浮的狀態(tài)下使用，但因為必須在其完全溶解在水介質(zhì)的狀態(tài)下使用水溶性聚合物，所以必須確認所述水溶性聚合物在無色透明的水溶液中溶解。按重量計，基于100份的所述染料溶液的總量，溶解的水溶性聚合物的量通常在0.1到50份的范圍中選擇，優(yōu)選為1到10份。因為所述水溶性聚合物一般在水中溶解度較低，所以必須強制攪拌或長時間攪拌。水用作水介質(zhì)。然而，如果需要，只要不妨礙本發(fā)明的目的，也可以使用適當添加與水具有可混和性的有機溶劑的水。
除了上述水溶性聚合物外，還可以添加落在水溶性聚合物概念外的表面活性劑。至于表面活性劑，優(yōu)選的是非離子型表面活性劑。在沒有添加水溶性聚合物的情況下，按重量計算，基于100份的所述染料溶液的總量，所述表面活性劑的濃度優(yōu)選為1～30份。在添加水溶性聚合物的情況下，基于100份的所述染料溶液的總量，所述表面活性劑的濃度優(yōu)選為5～20份。
適用本發(fā)明的染色方法的鏡片是光學塑料鏡片，包括光學鏡片，例如隱形眼鏡、眼鏡片、攝像鏡頭、投影鏡頭、望遠鏡鏡片和放大鏡等。其中尤其適用于視敏度校正的鏡片，比如隱形眼鏡和眼鏡片。具體而言，可以列舉例如由聚二甘醇雙丙烯碳酸鹽(polydiethylene glycolbisallyl carbonate)、甲基丙烯酸甲酯均聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物，和至少另外一種單體，聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基甲酸酯、聚硫代氨基甲酸乙酯或其他含硫的聚合物制成的鏡片。
在形成染料涂層的過程中，從控制鏡片著色程度的角度考慮，所述染料溶液的溫度最好為所述染料不擴散到鏡片基體中的溫度。
通過上述方法利用染料溶液在其表面上形成染料涂層的鏡片，提供給加熱和擴散步驟，加熱鏡片，使染料擴散到鏡片中，進行鏡片染色，借此鏡片被染色。在本發(fā)明的方法中，在加熱和擴散步驟中使用了加熱爐，該加熱爐具有形成一空間的框架部分，位于所述框架部分中的加熱部分，和用于插入鏡片的開放的插入口，該插入口位于所述框架部分的底面上；且在加熱爐溫度設定步驟中，其中設定加熱爐內(nèi)的一種狀態(tài)，使溫度從所述插入口附近朝所述加熱爐的框架部分變高，從而通過從所述加熱爐底部的插入口，將涂敷有染料的鏡片的一部分或全部插入到具有上述狀態(tài)的加熱爐爐子內(nèi)部，加熱鏡片。
完成上述加熱過程后，殘留的染料涂層可以用水或清潔溶液沖洗去除。
附圖簡要說明

圖1是示出了本發(fā)明使用的染色裝置的一個示例的透視圖，該圖示出了從鏡片插入口將鏡片插入到爐子內(nèi)部之前的狀態(tài)。
圖2是圖1所示的染色裝置的透視圖，示出了從鏡片插入口將鏡片插入到爐子內(nèi)部的狀態(tài)。
圖3是本發(fā)明使用的染色裝置的另一示例的透視圖，其中圖1所示的染色裝置還設有冷卻機構(gòu)，且示出了從鏡片插入口將鏡片插入到爐子內(nèi)部之前的狀態(tài)。
圖4是圖3所示的染色裝置的透視圖，該圖示出了從鏡片插入口將鏡片插入到爐子內(nèi)部的狀態(tài)。
圖5是示出了當在圖3所示的狀態(tài)下將爐子中的溫度設定在130℃時的溫度分布。
圖6是示出了通過本發(fā)明的方法和裝置染色的鏡片的透視圖。
附圖標記和符號說明1染色裝置10加熱爐11框架部分12爐子內(nèi)部13加熱器14鏡片插入口20鏡片夾持機構(gòu)21鏡片
22軸部分23鏡片夾持工具24水平部件30鏡片移動機構(gòu)31螺紋軸32脈沖馬達33滑輪34皮帶35非螺紋軸36移動部件40冷卻機構(gòu)41冷卻管50支撐架60控制部分具體實施方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明的方法中使用的染色裝置。
圖1是本發(fā)明使用的染色裝置的一個示例的透視圖，示出了從鏡片插入口將鏡片插入到爐子內(nèi)部之前的狀態(tài)。
裝置1基本上由加熱爐10、鏡片夾持機構(gòu)20和鏡片移動機構(gòu)30構(gòu)成，鏡片移動機構(gòu)30由支撐架50支撐。
加熱爐10具有形成一空間的框架部分11，和位于所述框架部分11側(cè)面上的加熱器13。爐子內(nèi)部12形成了用于加熱染料涂敷的鏡片的空間。而且，在所述框架部分11的底部表面上，用于插入鏡片的插入口14處于打開狀態(tài)。所述框架部分的形狀不僅限于如圖1所示的矩形平行六面體的形狀，還可以是立方體或其他形狀。
在本發(fā)明中，重要的是在加熱爐10中，鏡片插入口14位于所述框架部分11的底部表面上。也就是，經(jīng)過加熱器13加熱的空氣在所述爐子內(nèi)部12中向上移動。而且，因為在所述爐子內(nèi)部12中，只有位于所述下部的鏡片插入口14是打開的，其他的全部都是封閉的，所以鏡片插入口14附近的溫度較低，且溫度朝內(nèi)部變高。
在本發(fā)明中，鏡片被加熱，且通過利用在加熱爐溫度設定步驟內(nèi)設定的爐子內(nèi)部12的溫度分布進行半染色。
圖2是圖1所示的染色裝置1的透視圖，示出了從鏡片21插入口將鏡片插入到爐子內(nèi)部12的狀態(tài)。當染料涂敷的鏡片21從所述插入口14插入到爐子內(nèi)部12中時，爐子內(nèi)部12中的溫度從所述鏡片的夾持位置向上變高。因此，在遠離所述鏡片夾持位置的鏡片頂部(在所述附圖的上部)加熱得最厲害，且加熱溫度朝鏡片的夾持位置變低(在所述附圖的下部)，因此，在遠離鏡片夾持位置的鏡片頂部著色最深，鏡片的著色向下變淺。
在鏡片有一部分無需著色的情況下，在對應于框架部分11內(nèi)無需著色的部分的位置上設有冷卻機構(gòu)40。
圖3是圖1所示的染色裝置1的透視圖，該裝置還設有冷卻機構(gòu)40，示出了從鏡片插入口將鏡片21插入到爐子內(nèi)部12之前的狀態(tài)；圖4示出了從鏡片插入口將鏡片21插入到爐子內(nèi)部12中的狀態(tài)的透視圖。
在這些附圖的情況下，由卵形冷卻管41構(gòu)成的冷卻機構(gòu)40，位于所述爐子內(nèi)部12的鏡片插入口14周圍。這種冷卻結(jié)構(gòu)具有使冷卻介質(zhì)比如水和空氣在冷卻管41內(nèi)循環(huán)、冷卻鏡片21的相應部分使其不著色的結(jié)構(gòu)。對于構(gòu)成冷卻管41的材料沒有具體限制，但是可以使用具有良好導熱性的材料，比如銅。
爐子內(nèi)部12的溫度不具體限制，但考慮到鏡片的著色速度和鏡片的熱阻，可取的范圍在90～150℃之間。為了檢測和控制爐子內(nèi)部12中的溫度，可以在任意位置上設置溫度計。
所述鏡片夾持機構(gòu)20基本上由水平部件24、軸部分22和鏡片夾持工具23構(gòu)成，其中水平部件用于夾持兩個鏡片21的下端，而可以將鏡片21插入到鏡片插入口14中；軸部分22沿在所述水平部件24的底部表面上的中心位置的垂直方向延伸；鏡片夾持工具23位于所述水平部件24的上表面上，用于夾持所述鏡片。所述軸部分22和鏡片移動機構(gòu)30的移動部件36可以互相拆卸。
順便提及的是，為了使爐子內(nèi)部12具有適當?shù)臏囟确植?，可取的是使所述鏡片插入口14的一部分即使在移動所述鏡片夾持機構(gòu)20將鏡片的一部分和或全部插入到爐子內(nèi)部12中的狀態(tài)下也是打開的，并且可取的是調(diào)整所述水平部件24的尺寸以及所述鏡片插入口14的尺寸。鏡片插入口14在所述底面上的位置沒有具體限制，只要爐子內(nèi)部12的溫度從靠近所述鏡片插入口14的部分向所述爐子內(nèi)部上部升高即可。而且，所述鏡片插入口14的形狀也沒有具體限制，只要所述鏡片能夠插入，并且能獲得如前所述的溫度分布即可。
所述鏡片移動機構(gòu)30用于在如圖1和3所示的鏡片設定位置和如圖2和4所示的加熱爐10的爐子內(nèi)部12中的鏡片設定位置之間垂直地移動鏡片。所述鏡片移動機構(gòu)30基本上由支撐鏡片夾持機構(gòu)20的軸部分22的T形移動部件36；使所述移動部件36垂直移動的兩根軸31和35；脈沖馬達32；滑輪33；和皮帶34構(gòu)成。
在T形移動部件36中，在與所述鏡片夾持工具23的水平部件24平行的部件36a上設有用于與軸31和35螺紋連接和接合的孔，且在垂直于所述鏡片夾持工具23的水平部件24的部件36b上設有用于固定所述鏡片夾持工具23的孔。軸31和35沿加熱爐的10方向從支撐基座50設置，而使鏡片21可以移動入加熱爐10的爐子內(nèi)部12中。
在上述兩根軸中，一根軸31在其周圍設有螺紋。用于與所述螺紋軸31螺紋連接的所述移動部件36的部件36a上具有螺紋孔。軸31在其下端設有滑輪33，且通過皮帶34與脈沖馬達32連接。在上述兩根軸中，另一根軸35上沒有任何螺紋。在這樣的結(jié)構(gòu)中，當驅(qū)動脈沖馬達32時，可以垂直地移動鏡片21。另外，當控制部分60連接于脈沖馬達32時，如果需要，可以根據(jù)時間控制所述鏡片21的高度位置。
所述支架50用于支撐加熱爐10、鏡片夾持機構(gòu)20和鏡片移動機構(gòu)30。
圖5示出了當在圖1所示的裝置和狀態(tài)下溫度設定在130℃時，關(guān)于溫度測量位置和每個位置的溫度的爐子內(nèi)部12(33×36×26厘米)的溫度分布。
如圖5所示，對于爐子內(nèi)部12中的溫度分布，在鏡片插入口14附近的溫度較低，越向內(nèi)，溫度越高。當鏡片插入時，在遠離鏡片夾持部分的鏡片頂端部分溫度高，且溫度朝鏡片夾持位置變低。因此，可以確認所述溫度分布適于鏡片半染色。
示例下面將參照下述示例詳細描述本發(fā)明，但是不應解釋為本發(fā)明僅限于此。
示例1在室溫狀態(tài)下，按重量百分比計算，由70％的純水，20％的染料[Sumikaron Orange SE-RPD(商品名稱；銷售代理商SumitomoChemical Co.，Ltd.)，Diacelliton Fast Yellow GL(商品名稱；銷售代理商DyStar Japan Ltd.)，Dianix Blue AC-E(商品名稱；銷售代理商DyStar Japan Ltd.)，和Disperse Red 802(商品名稱；銷售代理商Futaba Sangyo Co.，Ltd.)]，和10％的水溶性聚合物[聚氧乙烯烷基醚(商品名稱NIKKOL BT-7，由Nihon Surfactant Kogyo K.K.制造)]構(gòu)成的染料溶液，涂敷到Eyry(商品名稱，由Hoya公司制造；折射率1.71，直徑80mm)基片上，得到染料涂敷的鏡片。
這種鏡片在圖1和2中所示的染色裝置中加熱并染色。
首先，將鏡片夾持在鏡片夾持機構(gòu)中，由鏡片移動機構(gòu)移動，從鏡片插入口插入到爐子內(nèi)部中，該爐子內(nèi)部具有如圖5所示的設定溫度為130℃的溫度分布，并加熱60分鐘進行染色。
結(jié)果，獲得了深度染色的半著色的鏡片，如圖6所示。(著色密度逐漸向上變深)。順便提及的是，在該示例中，鏡片的著色沒有使用前述的冷卻裝置。
比較例1鏡片使用與示例1中同樣的染料溶液，用常規(guī)的已知方法著色，即，將Eyry基片浸在90℃加熱的染料溶液中的一種半染色的方法。結(jié)果，即使經(jīng)過5個小時，也不能獲得同樣著色的鏡片。
本發(fā)明的優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明，可以有效地使鏡片半染色。
權(quán)利要求
1.一種鏡片染色的方法，包含在鏡片表面上形成染料涂層的涂層形成步驟，和使用加熱爐(10)加熱所述染料涂敷的鏡片，使染料擴散到鏡片中的加熱和擴散步驟，其中所述加熱爐(10)具有形成一空間的框架部分(11)，位于所述框架部分(11)中的加熱部分，和用于插入鏡片的開放的插入口(14)，該插入口位于所述框架部分(11)的底面上，且該方法還包含加熱爐溫度設定步驟，設定加熱爐(10)內(nèi)部的一種狀態(tài)，使溫度從所述插入口(14)附近朝所述框架部分(11)內(nèi)部變高，所述加熱和擴散步驟是從所述插入口(14)將涂敷有染料的鏡片一部分或全部從具有設定狀態(tài)的加熱爐(10)下部插入到加熱爐(10)的爐子內(nèi)部(12)以加熱鏡片的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的染色方法，其特征在于在所述加熱和擴散步驟中，涂敷有染料的鏡片的一部分或全部從插入口(14)插入到加熱爐爐(10)的爐子內(nèi)部(12)，在使其沿垂直方向移動的同時加熱鏡片。
3.如權(quán)利要求1或2所述的染色方法，其特征在于，使用還具有冷卻機構(gòu)(40)的加熱爐(10)，該冷卻機構(gòu)在對應于所述框架部分(11)內(nèi)鏡片不需著色的一部分的位置上。
4.一種染色裝置(1)，包含加熱爐(10)，該加熱爐具有形成一空間的框架部分(11)，位于所述框架部分(11)中的加熱部分，和用于插入鏡片的開放的插入口(14)，該插入口位于所述框架部分(11)的底面上；用于夾持染料涂覆的鏡片的鏡片夾持機構(gòu)(20)；鏡片移動機構(gòu)(30)，用于移動所述鏡片夾持機構(gòu)(20)而將被夾持的鏡片的一部分或全部從所述插入口(14)中插入到所述加熱爐(10)的爐子內(nèi)部(12)。
5.如權(quán)利要求4所述的染色裝置(1)，其特征在于所述加熱爐(10)還具有冷卻機構(gòu)(40)，該冷卻機構(gòu)在對應于所述框架部分(11)內(nèi)鏡片不需著色的一部分的位置上
6.如權(quán)利要求4或5所述的染色裝置，其特征在于所述鏡片移動機構(gòu)(30)還具有用于控制所述鏡片插入到爐子內(nèi)部(12)的位置的控制裝置(60)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過加熱使染料涂敷的鏡片著色的方法及其裝置，其中通過改變?nèi)Q于鏡片位置的加熱溫度，使鏡片半染色。具體地本發(fā)明提供了一種鏡片的染色方法，通過在加熱爐(10)中加熱表面上涂敷染料的鏡片(21)，讓染料擴散到鏡片中，其中加熱爐(10)具有立方體或矩形平行六面體形狀的框架部分(11)，位于所述框架部分中的加熱部分，位于所述框架部分(11)的底面上、用于插入所述鏡片的開放的插入口(14)，且從所述插入口(14)，從所述加熱爐(10)的下部，將涂敷有染料的鏡片的一部分或全部插入到加熱爐(10)的爐子內(nèi)部(12)加熱。
文檔編號G02B1/12GK1477408SQ0314931
公開日2004年2月25日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月26日
發(fā)明者窪寺能哲, 寒川正彥, 寺能哲, 彥 申請人:Hoya株式會社