[发明专利]对物品施加标记的系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及对物品施加标记的系统及其方法，尤其涉及对诸如高尔夫球等的人造物品施加标志、符号、标签、图案、标识、商标、数字以及其他标记的系统及其方法。

背景技术

产品设计师和制造商经常需要对诸如高尔夫球等的人造物品施加标志、符号、标签、图案、标识、商标、数字和其他标记。就高尔夫球而言，传统方法包括在球表面上涂覆油墨的移印(pad printing)、喷墨印刷(ink-jet printing)和其他方法。就这些传统方法而言，由于标记是作为涂层施加在高尔夫球表面之上，因而这些标记容易在使用中磨损。此外，由于标记是施加在球的外表面之上，因而其磨损速度比球的外表面本身的磨损速度更快。

为了改进标记的磨损特性，已研发出升华印刷(sublimation printing)工艺，其通过加热和加压，使油墨升华并进入物品的表面。加热和加压需要将固体的染料微粒转化为气体或气化状态，以使气态染料渗透并粘结在物品的表面。

Gosetti的专利号为6,935,240的美国专利公开了升华印刷的一个实例，其通过加热和加压使升华的油墨扩散进入组件的表面，以在高尔夫球上形成标识。说明书将升华定义为从固体染料微粒到气体或气化状态的转化。

O’Brien的专利号为6,004,900的美国专利公开了升华工艺的另一个实例，其是一种针对由复合材料制成的物品的升华染色工艺。O’Brien公开了一种具有嵌入在复合材料混合物中的纤维最外层(outermost ply of fibers)的复合材料物品，其中所述复合材料混合物具有一定数量的光学的光颜料，并且其上施加了可见的显著的升华印记。O’Brien工艺在光学的光纤维-树脂复合材料的最外层表面上施加升华印刷，以形成标识。与Gosetti相同，O’Brien公开了通过加热和加压使升华的染料转移至复合物外表面。

除了升华工艺，另外一种将油墨施加于塑料物品表面中的制造工艺，通常是指浸注染色(infusion dyeing)。典型地，就浸注染色而言，是将塑料物品浸泡在染料溶液中，染料渗透塑料的表面，从而停留在塑料分子间，而不是形成表面涂层。因此，这种浸注染色不容易被擦拭掉。这种染色方法是被研发用来将颜色施加于塑料部件，而不必在成型和制造工艺中给塑料原料增加着色剂，从而在降低制造成本的同时允许定制化的或小批量的上色。染色效果可以通过在染料溶液中消耗的时间来控制。

Witman的公开号为2007/0256255的美国申请公开了浸注染色的一个实例，其通常是指有涂层的物品的染色。上层(或称为“覆盖层”(superstrate))固定接合在物品下层(或称为“底层”(substrate))的至少一部分上，以形成有覆盖层的物品(coated article)。下一步，在着色染料能够浸入(infuse)上层中的条件下，将含染料的着色材料系统(coloring dye-containing material system)施加到具有覆盖层的物品上。具体而言，在染料能够扩散(diffuse)至上层中的条件下，首先将聚合物覆盖层(即，上层)施加至目标，然后使上层开始接触含(i)水、(ii)载体、(iii)染料和(iv)二醇的材料系统。Witman公开了使上层接触含水的材料系统的浸没技术(immersion techniques)，其包括浸蘸(dipping)、喷涂(spraying)和流涂(或称为“浇涂”(flow coating))。

Pyles等的公开号为2009/0089942的美国申请和Pyles等的专利号为6,733,543的美国专利公开了浸注染色的其他实例，其中公开了给塑料物品着色的方法。公开的浸注染料施加方法涉及浸泡塑料物品，比如浸蘸、喷涂、淋涂(curtaining，使零件穿过染料水帘)、流涂、旋转涂覆(spin applying)和浸没染色(immersion dyeing)。

用于标记物品的传统方法，例如升华油墨工艺和浸注染色，可以合并至整个制造工艺中，以生产出最终的产品。然而，这些技术典型地需要大量的装置和制造条件，从而不便于提供制造后的设置。升华油墨工艺需要施加相当大的高温和高压，这使得最终产品常常无法承受，并且超出了最终用户的能力。同样地，传统的浸注染色工艺需要特别的装置来适应完全浸泡的施加方法(例如，浸蘸、喷涂、淋涂，流动涂覆、旋转涂覆和浸没染色)。