CN202047292U - 一种在人造物品上制作所需标记的浸注染料成套用具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在人造物品上制作所需标记的浸注染料成套用具，一方面包含提供与所需标记对应成形的染色垫；向染色垫施加浸注染料；向浸注染料施加激活溶液，从而形成浸注染料混合物；与物品的外表面的不连续区域接触放置染色垫；将与物品的外表面接触的染色垫保持在室内温度和压强下，持续足够长的时间以允许浸注染料混合物打开外表面的聚合结构，并允许浸注染料渗透外表面并在物品的底层内形成所需标记；以及从外表面移除染色垫。本实用新型还公开了一种浸注染色装置和提供该装置的方法。

Description

一种在人造物品上制作所需标记的浸注染料成套用具

技术领域

本实用新型涉及对物品施加标记的***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***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***(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***。Witman公开了使上层接触含水的材料***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)。

因此，这些传统的方法不适于对制造后的商品进行标记。制造商常常希望，使用户在购买时或购买后能够对其制造的商品进行标记或进行其他个性化的设置，从而使用户能够定制制造后的物品。例如，高尔夫球用户常常希望给高尔夫球添加公司名称和商标，以使高尔夫球个性化。并且，典型地，对个性化高尔夫球的需求量无法进行大规模的制造。因此，还需要一种能够对小批量制造后设置的物品进行标记的***及其方法。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供对物品进行标记的方法和***，其利用浸注染料选择性地施加到诸如高尔夫球等的塑料部件表面。这种选择性施加的浸注染料混入物品表面中，从而形成一种耐磨标记，其磨损速率与标记浸入的塑料表面或覆盖层的磨损速率相同。

本实用新型的目的之一在于提供一种在人造物品上制作所需标记的方法，包括如下步骤：

提供与所需标记的形状对应的染色垫；

向所述染色垫施加浸注染料；

向所述浸注染料施加激活溶液，以形成浸注染料混合物；

使所述染色垫接触所述人造物品的外表面的离散区域；

将与所述人造物品的外表面接触的所述染色垫保持在室内温度和压强下，持续足够长的时间以允许所述浸注染料混合物打开所述外表面的材料的聚合结构，并允许所述浸注染料渗透进所述外表面并在所述物品的底层内形成所需标记；以及

从所述外表面移除染色垫。

另一方面，所述激活溶液可以包括水和酒精中的一种。

另一方面，所述向浸注染料施加激活溶液的步骤可以包括：在所述染色垫中储存所述激活溶液，通过可破坏的分隔物将所述激活溶液与所述浸注染料分隔开；以及破坏所述分隔物。

另一方面，所述储存激活溶液的步骤可以包括将所述激活溶液储存在可破坏的囊中。

另一方面，所述储存激活溶液的步骤可以包括将所述激活溶液容纳于防渗透的可破坏的层中。

另一方面，所述人造物品可以包括高尔夫球。

另一方面，最终用户可以完成所述向浸注染料施加激活溶液，所述使染色垫接触外表面，所述保持染色垫与外表面接触，以及所述移除染色垫。

另一方面，所述提供与所需标记的形状对应的染色垫的步骤可以包括：显示多个可选的标记；接收来自用户从多个可选的标记中对所需标记的选择；以及根据所需标记的形状成形染色垫。

另一方面，所述提供与所需标记的形状对应的染色垫的步骤可以包括：让用户创建所需标记的定制标记；以及根据所述定制标记的形状成形加工染色垫。

另一方面，所述提供与所需标记的形状对应的染色垫的步骤可以包括：接收来自最终用户对所述物品的识别；根据所述识别来确定所述物品的表面特征；以及在所述染色垫的接触面上形成与所述物品的表面特征互补的特征。

另一方面，所述物品可以包括高尔夫球，其中所述识别包括与高尔夫球相关的制造商和模型，以及其中表面特征包含与所述高尔夫球的制造商和模型有关的凹坑式样。

另一方面，该方法可以进一步包括在所述染色垫的接触面形成表面特征，其中所述表面特征配置为与被所述染色垫接触的所述物品的外表面上的表面特征相匹配。

另一方面，所述使染色垫接触人造物品的外表面的离散区域的步骤可以包括提供其大小和形状能够接收所述物品的模具，以在所述模具和所述物品之间挤压所述染色垫。

本实用新型的另一方面在于，提供一种在人造物品上制作所需标记的浸注染料成套用具，所述成套用具包括：浸注染料；以及染色垫，其形状对应所需标记，并且接触所述人造物品的外表面的离散区域，其中所述染色垫配置为吸收所述浸注染料；其中所述浸注染料配置为由激活溶液激活，以形成浸注染料混合物，从而在室内温度和压强下，打开所述外表面的材料的聚合结构，允许所述浸注染料渗透进所述外表面并在所述染色垫接触的所述人造物品的底层内形成所需标记。

另一方面，所述激活溶液可以包括水和酒精中的一种。

另一方面，所述激活溶液可以包含在所述染料垫中，并所述激活溶液与所述浸注染料由可破坏的分隔物分隔开。

另一方面，所述可破坏的分隔物可以包括可破坏的囊。

另一方面，所述染色垫可以包括内部结构，其配置为当给所述染色垫施加作用力时能够刺穿所述可破坏的分隔物。

另一方面，浸注染色成套用具可以进一步包括位于所述染色垫的第一侧面的防渗透的背衬，和位于与所述染色垫的第一侧面相对的第二侧面的可移除的覆盖层。

另一方面，所述染色垫包括接触面，其配置为接触所述人造物品和与所述接触面相对的外表面，其中所述浸注染色成套用具还可以包括在所述外表面上的粘附层，其中所述粘附层配置为粘合在所述人造物品的表面并且相对所述人造物品的表面挤压所述染色垫。

另一方面，所述人造物品可以包括高尔夫球。

另一方面，所述染色垫可以包括分隔物，其将所述染色垫的第一部分与所述染色垫的第二部分分隔开，以便施加于所述第一部分的第一染料与施加于所述第二部分的第二染料不发生混合。

另一方面，所述物品可以包括高尔夫球，并且其中与所述高尔夫球的表面接触的所述染色垫的表面包括凸起，所述凸起与所述高尔夫球的对应凹坑相配合。

另一方面，所述浸注染料成套用具还可以包含模具，所述模具与所述人造物品的形状相匹配，其中所述浸注染色成套用具配置为在所述模具和所述物品之间挤压所述染色垫。

另一方面，所述人造物品可以包含高尔夫球，并且其中所述染色垫的弯曲与所述高尔夫球的整个表面弯曲相匹配。

另一方面，与所述人造物品接触的所述染色垫的表面是使用提示的颜色和图案进行预先标记。

本实用新型的另一方面在于，提供一种用于在高尔夫球上制作所需标记的浸注染料成套用具的方法。该方法可以包括如下步骤：接收用户对所需标记的指示和对需要标记的高尔夫球的识别；根据所述所需标记和所述需要标记的高尔夫球的识别制作染色垫；向用户提供所述染色垫、浸注染料和激活溶液；以及在染色垫上向用户提供将所述浸注染料和所述激活溶液混合成浸注染料混合物的说明，以及将所述染色垫应用于所述高尔夫球。

另一方面，所述向用户提供染色垫、浸注染料和激活溶液的步骤可以包括：用所述浸注染料和所述激活溶液中的一个充满所述染色垫而将另一个容纳在可破坏的分隔物中，以及其中所述说明用于解释如何破坏可破坏的分隔物。

另一方面，接收用户对所需标记的指示的步骤可以包括：接收从多个可选的标记中的一个选择，和接收由所述用户设计的定制标记。

另一方面，所述高尔夫球的识别可以包括：所述高尔夫球的型号，以及其中制作所述染色垫的步骤包括：确定所述高尔夫球的型号的凹坑式样，并制作与具有凸起的所述染色垫的接触面，而所述凸起与所述高尔夫球的型号的凹坑式样相匹配。

通过查阅下述附图和详细说明，对于本领域技术人员来说，本实用新型的其他***、方法、特征和优点将会或将变得显而易见。所有这些其他***、方法、特征和优点都应包括在该说明书和实用新型内容中，包括在本实用新型的保护范围内并受权利要求的保护。

附图说明

参照下述附图和说明可以更好的理解本实用新型。附图中的原件并非必须要符合比例，而是着重说明本实用新型的原理。而且，在附图中，相同的附图标记在不同视图中表示相同的部件。

图1是对物品施加标记的***的示例性实施例的等距示意图。

图2是具有层结构的染色垫(dye pad)的示例性实施例的横截面示意图。

图3是能够施加双色圆形标记的垫的示例性实施例的等距示意图。

图4是形成字母图案的染色垫的示例性实施例的等距示意图。

图5是具有凸起部分(raised portion)和环绕所述凸起部分的凹陷部分(recessed portion)的染色垫的示例性实施例的等距示意图。

图6是具有带凸出部(projections)的接触面的染色垫的示例性实施例的等距示意图，其中所述凸出部可以与需要标记的物品外表面上的互补凹陷部相配合。

图7是施加标记***的示例性实施例的透视示意图，其中所述***具有使染色垫保持在物品表面上的粘附层。

图8是在激活的浸注染料已经渗透表面并标记在下层之后，与物品表面接触的染色垫的示例性实施例的横截面示意图，

图9是一流程图，示出了对物品施加标记的方法的示例性实施例。

具体实施方式

实施例提供了对物品选择性施加标记的浸注染色***及其方法。选择性施加可以在更大的物品表面内进行孤立地或不连续地标记。

图1是对物品施加标记的***100的示例性实施例的等距视图。在一实施例中，***100可以是垫子的形式，例如斑纹(patch)垫或花纹(tattoo)垫。为了清楚地说明，下文具体说明论述了优选实施例；然而，应当牢记的是本实用新型还可以采取其他形式施加垫子，例如使用板片、***或者压辊。因此，尽管本文讨论了特定垫子的益处，但是本实用新型应当被认为能够广泛地适用于能够吸收和/或传递染料的任意材料和/或成分。

如图1所示，***100可以包括染色垫102、背衬(backing)104以及可移除的覆盖层106。染色垫102可以被配置为能够吸收适用于浸注染色工艺的染料。染色垫102还可以包括激活溶液108，在使用***100之前，最好通过分隔物将所述激活溶液108与染色垫102分隔开。分隔物可以是可破坏的容器，例如是一个囊或多个微型囊。分隔物还可以包含一个或多个环绕层，所述环绕层是一种防渗透、可破坏的材料，其后面容纳有激活溶液。图2作为一实例，示出了具有层结构的染色垫200的横截面图，其中激活溶液208容纳在上层210、下层212和侧板214之间。在上层210和下层212与激活溶液218分别相对的另外两侧上，染色垫200可以包括充满染料的上部216和下部218。可选择地，染色垫可以不采用如图2所示的两个层210、212和两个部分216、218，而是改用一个单独的防渗透层，来将激活溶液与充满染料的染色垫的单独部分分隔开。

将染料与染色垫中的激活溶液分隔开，使得标记施加***以随时可用的状态被制造、储存、封装以及出售。例如，当染色垫与需要标记的物品接触时，在需要时，最终用户可以激活浸注染料。最终用户通过破坏用来分隔激活溶液和浸注染料的分隔物，来激活浸注染料。例如，当需要容纳在囊或微型囊、或者介于层之间的激活溶液时，最终用户可以对染色垫施加足够破坏分隔物的作用力，例如挤压(pressing)、扭转(twisting)、捏合(kneading)或折叠(folding)。

在一些实施例中，标记施加***可以包括用于刺穿分隔物的装置(provisions)。例如，可以使用诸如叉子或刀子等分离工具，穿透充满浸注染料的染色垫的外部，并刺穿该染色垫内的分隔物。在这类实施例中，染色垫的外部可以由这样的材料制成，即该材料可以很容易地被穿透并随后大致恢复成原来的形状以封闭刺穿孔，因而所述染色垫的外部含有激活溶液，使得所述激活溶液能够扩散至整个染色垫。适用于染色垫外部的材料可以包括弹性材料或自我修复材料，所述弹性材料例如是记忆泡沫(如，聚氨酯)，所述自我修复材料例如是自我修复聚合物和纤维增强聚合物复合材料。除用于刺穿分隔物的外部装置之外，染色垫还可以包括诸如位于垫内的尖状结构等的内部装置，当给所述染色垫施加特别的作用力时这类内部装置能够刺穿分隔物。例如，染色垫可以包括其内含有尖三角结构(pointed triangular structure)的可变形囊(flexiblecapsule)，从而当所述可变形囊被挤压时，其可以被三角结构的锐角刺穿。

可选择地，作为使用物理的分隔物来分隔激活溶液和浸注染料的替代方式，激活溶液可以与浸注染料一起散布在整个染色垫中，但是所述激活溶液只有被暴露在空气中时才能激活所述浸注染料。在这种情况下，可以在准备使用前密封染色垫。在使用过程中，可以移除覆盖层以将染色垫暴露于空气中，同时所述染色垫会与物品接触，从而以此来施加所需要的标记。

在其他实施例中，可以在使用染色垫时施加激活溶液染色垫。例如，充满浸注染料的染色垫可以与储存在分离的容器内的激活溶液配合使用。当准备使用所述施加标记***时，将激活溶液施加于染色垫，同时使所述染色垫与需要标记的物品相接触。

例如，可以按照如下方式将激活溶液施加于染色垫：通过在所述染色垫上涂刷激活溶液；通过在所述染色垫上喷涂激活溶液；通过使用其他垫子、泡沫刷子、或棉签(swab)将激活溶液涂抹在所述染色垫上、通过将所述染色垫浸泡于激活溶液中；或者，通过将激活溶液施加于需要标记的物品的某一区域上并使所述染色垫接触该区域染色垫。

可选择地，还可以对调染料和激活溶液的施加方式，从而可以首先使染色垫充满激活溶液，然后在使用时将染料施加于所述染色垫。

在其他实施例中，提供空的染色垫，而将浸注染料和激活溶液装在分离的容器中。在使用时，可以将浸注染料和激活溶液施加于染色垫。然后使含有激活的浸注染料的染色垫接触需要标记的物品。

在使用过程中(相对于制造过程中)，能够使浸注染料施加于染色垫，这就允许最终用户定制由所述染色垫产生的标记的外观，例如在图案和色彩方面。在一实施例中，用户可以选择所需图案和色彩徒手将染料施加于染色垫。在另一实施例中，垫的上表面可以预先标有提示的色彩和图案，例如使用标线、轮廓线和符号。然后，最终用户可以将通过符号所示的不同颜色的染料施加在通过标线和轮廓线表示的区域内。为了定制化的染色垫，浸注染料可以提供多种色彩选择，以适应个体需求和爱好。

标记施加***还可以包括在染色垫的某些区域内用于人工施加浸注染料和/或激活溶液的装置。例如，图3示出能够施加双色圆形标记的染色垫300的等距视图。所述染色垫300可以包括防渗透的分隔物302，其将染色垫300的外部304与染色垫300的内部306分隔开，并定义出圆形标记。用户可以在内部306中施加第一着色染料，并且在外部304中施加不同的第二着色染料。分隔物302将不同的着色染料分隔开，以避免它们之间发生混合并产生不需要的颜色变化。当然，分隔物302可以具有不同的形状和位置，以提供其他设计，并且可以包括额外的连续部分或分开部分，从而进一步将染色垫300分为额外的部分，以产生所需标记。可以排列将染料垫分隔成多个部分的分隔物，以产生任一需要的标记，例如，字母、数字、商标、图标和图画，然后用户可以根据自己的喜好给其上色。

在另一个实施例中，染色垫可以形成所需的标记。例如，染色垫的边缘可被塑造成能够产生所需标记的形状。图4示出一示例性染色垫402的等距视图，所述染料垫402的外形为字母图案，在该实例中为“ABC”字母图案。一方面，在制造过程中，可以将染色垫切割成所需的标记。另一方面，可以提供常规形状的染色垫，例如矩形、方形或圆形，用户可以将其切割或冲压成所需的特定标记。例如，具有字母或数字形状的冲模具或冲压模具可以将常规形状的染色垫加工所需要的字母或数字。另一方面，可以提供多个独立的染色垫，其中每个垫分别形成图案、单个数字或字母，用户可以将其排列成所需的图案、数字、词语或它们的组合。

可选择地，作为将染色垫的边缘切割所需标记(如图4中的染色垫402所示)的代替，染色垫可以包括凸起或***部分，所述凸起或***部分界定出所需标记，并且由染色垫的凹陷或较低部分围绕。图5示出了根据本实施例的示例性染色垫500的等距视图，其中所述染色垫具有提供所需标记的凸起部分510和围绕所述凸起部分510的凹陷部分512。就这种结构而言，用户可以方便地仅对凸起部分510施加染料，而不在凹陷部分512上施加染料。

再次参照图1，标记施加***100还可以包括保护和处理染色垫的装置、和在需要标记的产品上对准和定位染色垫的装置。如图1所示，***100可以包括可移除的覆盖层106，其在准备使用之前用来保护和密封染色垫102的接触面110。覆盖层106可以防止浸注染料或激活溶液的蒸发，并且避免在所述染色垫102与需要标记的物品接触前无意地标记目标物体。标记施加***100还可以包括背衬104，其可以牢固地粘附于染色垫102，可以密封染色垫102的背面，并可以提供一种固定标记施加***100的结构。为了提供适合的处理，背衬104可以比染色垫102更坚硬，并且可以延伸出如图1所示的染色垫102的边缘。

为了能够与需要标记的物品的表面均匀地接触和对准，一些实施例可以在染色垫102的接触面110上提供表面特征，这些表面特征分别与需要标记的物品的表面特征相互配合。例如，可以在染色垫102的接触面110和需要标记的物品的外表面上设置相应的凸起和凹陷，这样可以确保这两个表面在需要标记的整个区域上相互接触，从而使染料均匀地施加于物品，并使所施加的染料尽可能在覆盖和不透明性方面不发生改变。相应的凸起和凹陷还可以确保染色垫102与需要标记的物品准确地对准，以便将标记施加于物品的所需位置和排列。

作为一实例，图6示出了染色垫600的等距视图，该染色垫600具有带凸起614的接触面610，这些凸起614可以与需要标记的物品的外表面上的互补凹陷相互配合。例如，凸起614可以设置在需要标记的高尔夫球的相应形状和位置的凹坑中，以确保均匀地接触凹坑内部并围绕所述凹坑。尽管图6示出了位于简单的矩形垫600上的凸起614，但是所述凸起还可以包含在呈特定图案形状的染色垫(例如，图4中的染色垫402)的接触面中，以使得能够更好地接触具有与凸起对应的凹陷的物品(如高尔夫球)。

在另一实施例中，染色垫本身是弯曲的或其他形状的，以与需要标记的物品的轮廓线相匹配。在一种实施方式中，染色垫可以预先形成有与高尔夫球的凹坑式样和整体表面的弯曲相匹配的形状、弯曲和凸起。

如上所述，使染色垫的形状匹配物品的表面轮廓和特征，有助于实现均匀地接触，并且可以使其充分地将标记施加于物品。然而，在与需要标记的物品接触的染色垫的定位中，优选将染色垫物理性均匀按压至物品表面，以促使染料经过标记的整个区域一致地转移至物品表面。在一实施例中，可以由最终用户手动固定染色垫并对其进行按压。在另一实施例中，施加标记***100可以包括用于将染色垫固定和按压在物品表面上的设备。例如，在染色垫与物品表面接触之后，可将所述物品放置在与其形状相匹配的模具中，以便在模型和物品之间挤压染色垫。物品重量或模具重量(取决于哪一个在上面)可以提供足够的作用力来保持染色垫均匀地挤压在物品表面上。也可以使用夹具(clamps)、钳具(vises)或其他固定装置将染色垫挤压在需要标记的物品表面上。

作为一实施例，图7示出了具有粘附层716的施加标记***700，其中所述粘附层716将染色垫702固定在物品720的表面上，在本实例中所述物品是高尔夫球。如图7所示，粘附层716可以是透明的，以便透过粘附层716观察该染色垫702及其定位和状态。与物品702面对的粘附层716的侧面可以全部由粘合剂覆盖。或者，如图7中的实例所示，粘合剂可以选择性地施加在与物品702面对的粘附层716的侧面。例如，如图7所示，可以将粘合剂施加在沿粘附层716边缘的条状区域719中。通过将粘附层716粘合至物品720的表面，使得粘附层716具有沿染色垫的向下拉力(pulled down around)，以将染色垫702挤压在物品720的表面并与其形成稳固地接触，而无需用户人工挤压染色垫702。粘附层716可以向染色垫702施加持续的作用力，以将所述染色垫702相对物品720挤压足够长的时间，以确保浸注染料渗透并标记在物品720的表面上。

图8示出了在激活的浸注染料渗透表面804并在底层上形成标记之后，与物品806的表面804接触的染色垫802的横截面图。如图8所示，物品806(例如，高尔夫球)具有第一透明覆盖层808和位于其下的基础层(underlying layer)810，例如其可以是涂料或注塑成型的塑料。浸注染料在基础层810上面和内部形成标记812。由于标记812存在于表面804之下，所以标记812不容易被擦拭掉，并且比施加在表面804之上的标记更持久。

考虑到上述施加标记***，图9示出了对物品施加标记的示例性的方法900的流程图。如图9所示，如步骤901，所述方法开始于给染色垫提供与所需标记对应的形状。染色垫可以被制造成所需的形状并提供给用户，或者作为选择，由用户自己加工成所需的形状。

如步骤902，将浸注染料施加于染色垫。浸注染料可以包含水性溶液和表面激活剂。染色垫可以制造成充满浸注染料的垫子，或者作为选择，用户可以在使用时给染色垫施加浸注染料。

如步骤904，浸注染料可以由激活溶液来激活。激活溶液可以制作成染色垫的一部分，例如，所述激活溶液可以包含在染色垫内并由诸如囊、多个微型囊或容纳层等的分隔物将其与浸注染料分隔开。在这种情况下，可以通过破坏分隔物允许激活溶液与浸注染料接触，用以激活浸注染料。激活溶液还可以与浸注染料分散在染色垫中，并且通过与空气接触来激活，在这种情况下，可以将覆盖层从染色垫上移除以使该染色垫暴露在空气中。还可以在使用时，例如，通过将激活溶液喷涂、涂刷或涂抹在垫上的方法，单独地将激活溶液施加于染色垫。激活浸注染料的步骤还可以包括：首先，将激活溶液施加于染色垫；然后，再施加浸注染料。

如步骤906，可以使染色垫接触人造物品的外表面。可以在浸注染料激活之前或之后，使染色垫接触物品的外表面。例如，当染料和/或激活溶液是在染色垫被制造后再施加于该染色垫，而非在染色垫中预先就含有所述激活溶液和/或激活溶液时，在这样的实施例中，在染色垫接触物品之前，可以先使染料和激活溶液彼此接触。当制造的染色垫中含有染料和激活溶液时，在这样的实施例中，染色垫可以首先放置在物品上，在此之后，例如通过用足够破坏染色垫中的、将浸注染料和激活溶液分隔开的分隔物(例如，微型囊)的作用力，相对物品挤压染色垫，从而释放激活溶液以激活浸注染料。作为选择，可以首先破坏(例如，通过弯曲、折叠、挤压、碾压或扭曲染色垫)将激活溶液和浸注染料分隔开的分隔物，然后使染色垫接触物品表面。

如步骤908，在室内条件下(例如室内温度和压强)可以使染色垫接触人造物品的外表面，通过放置足够长的时间，以使激活的浸注染料渗透所述物品的外表面。可选地，在该时间内，可以向染色垫施加作用力，以相对物品的外表面挤压染色垫，从而确保染色垫和物品外表面之间均匀接触，和确保染料向物品外表面中的持续转移。如上述实例所述，可以由用户人工施加作用力，或者由诸如模具、夹具、钳具等的单独装置、或粘附层施加作用力，以沿着染色垫将其向下牵拉并使所述染色垫与物品外表面粘合。

如步骤910，可以从外表面上移除染色垫。由于染料浸入物品的外表面，从而在物品上留下了标记。可选地，可以擦拭或清洗物品外表面，除去任何多余的浸注染料或激活溶液。例如，物品可以用去离子水清洗，然后干燥。

虽然图9示出了特定顺序下的步骤901-910，但是，正如上述步骤的描述中包括的一些实例的解释，其他实施例也可以用不同的顺序实现这些步骤。作为另一实例，将染色垫设置成与所需标记对应的形状的步骤901，可以在给染色垫施加浸注染料之后进行。例如，可以向最终用户提供充满浸注染料的染色垫，然后该用户将染色垫切割成与所需标记对应的形状。除了不同的顺序，图9中描述的示例性步骤实质上还可以同时进行。例如，如果首先向染色垫施加激活溶液，然后是染料，那么激活浸注染料的步骤904可以与向染色垫施加浸注染料的步骤902同时进行。

此外，在其它实施例中，可以重复对物品施加标记的方法，可以向同一物品或向多个不同物品施加多个标记。例如，可以重复使用标记施加***，以便使用相同的标记施加***向多个物品施加相同的标记。在这样的情况下，染色垫可以配置为包含足够的染料和激活溶液，以向所有的物品施加标记，或者可以配置为接收根据需要补充的染料和激活溶液。此外，不同的施加标记***可以用于向相同的物品施加不同的标记。

在实施例中，施加标记***中使用的染料和激活溶液是适用于浸注染色工艺的，并且能够与制造所需标记的物品的材料相兼容。优选地，激活溶液能够与染料和物品的材料相互作用，以打开物品的材料分子之间的间隙，从而使染料渗透并扩散至底层。用于浸注染色的激活溶液在温和(mild)条件下既可以使染料分解，又可以促进染料分子向物品底层进行扩散。通过提供一种允许染料分子向底层快速扩散的打开的聚合结构，激活溶液可以使底层膨胀。

专利号为6,733,543的美国专利，公开号为2007/0256255，公开号为2008/0098536(其转让给了本实用新型的受让人)以及公开号为2009/0089942的美国专利申请公开了适合的染料和激活溶液的非限制性的实例，包括溶剂，这些专利/申请全部引用于此。其他适合的染料和激活溶液的非限制性的实例也可以从塑料制件的浸注染色的AURA技术中得到，该技术是由位于宾夕法尼亚州匹兹堡的拜耳材料科学有限公司(BAYER MATERIAL SCIENCE LLC)研发的。

在一实施例中，浸注染料可被施加于这种高尔夫球，其具有透明的聚氨酯外涂层，和不透明聚氨酯涂料的底层、或下面着色的注塑塑料(例如，用二氧化钛染色)。激活溶液可以包括水和/或其他溶剂(例如，酒精)，以打开透明覆盖底层的聚合结构，从而允许染料向底层扩散。当激活溶液是水时，浸注染料可以是水溶性的染料，例如染料可以是诸如含氧亚烃基取代生色团(alkyleneoxy-substituted chromophore)的液体染料，如专利号为4,284,729、4,460,690、4,732,570和4,812,141的美国专利中的描述。浸注染料还可以是可溶解于除水之外的溶剂的染料，除水之外的溶剂例如是有机溶剂(例如酒精)。合适的染料可以包括：静态染料(static dyes)，其中所述静态染料包括分散性染料(例如，分散性蓝色#3、分散性蓝色#14、以及分散性红色#17)；直接染料(例如，溶剂蓝35、溶剂绿3、以及吖啶橙基(Acridine Orange Base))；不溶于水的偶氮染料(water-insoluble azo)、二苯胺(diphenylamine)和蒽醌(anthraquinone)的混合物；酸性染料；非游走性(non-migratory)静态染料(例如，如美国专利号为4,284,729、4,460,690、4,732,570和4,812,141的专利所公开的)。在一实施例中，染料和激活溶液混合在一起时，可以包含染料、水、载体溶剂和二醇的混合物，例如，如公开号为2007/0256255的美国申请中的描述。

在一实施例中，染料或激活溶液还可以包括表面激活剂或乳化剂，其保持不相溶的液体或固体处于悬浮状态(例如，染料和水)。适合的乳化剂可以包括离子的、非离子的或它们的混合物。在另一实施例中，染料或激活溶液还可以包括从紫外线稳定剂、增光剂、脱模剂、防静电剂、热稳定剂、红外辐射吸收剂和抗菌剂中至少一个中选择性能加强的添加剂。

基于上述对物品施加标记的***和方法，进一步的实施例可以包括根据用户需求和喜好来定制施加于物品的标记的装置。在一实施例中，用户可以从多个预先设计好的标记中选择一个标记，例如从出现在打印目录中或显示在互联网站上的。在另一实施例中，用户可以设计自己的标记，例如，徒手或利用个人的设计软件，或者利用互联网站提供的软件工具。通过网站工具，用户可以将预先设计的字符、字母、图画或其他图像排列设置成用于标记的定制设计。网站工具还可以使用户能够上传定制设计，例如公司商标，用以合并成或作为标记的设计。

无论是从预先设计还是由用户定制设计的标记中选择，一旦设计完成，便可以根据设计制造染色垫。在一实施例中，染色垫可以以匹配设计的方式加工成形，并且可以与单独的染料和激活溶液一起提供给用户，染料和激活溶液由用户添加至垫。在另一实施例中，染料和/或激活溶液可以先包含在定制成形的染色垫中，然后再提供给用户。

在一实施例中，除接收用户从预先设计的标记或定制设计的标记中的选择外，标记施加***的制造商还可以从来自用户对需要施加标记的物品的描述中接收信息。利用这种方式，制造商可以使垫适合地匹配需要标记的物品的表面轮廓和特征。例如，对于高尔夫球来说，用户可以确认需要标记的球的制造商和型号，然后标记施加***的制造商可以利用该信息，来设计并生产出具有与需要标记的球的凹坑式样匹配的凸起的染色垫。用户还可以详细说明标记的位置和对准，以便染色垫可以进一步被定制成符合特定的位置和排列(例如，沿球的具体部分或凹坑式样)。

在接收关于需要标记的物品的信息中，标记施加***的制造商还可以设计并提供模具、夹具、钳具或向需要标记的物品挤压着色垫的其他装置。例如，给高尔夫球施加标记时，用户可以详细说明球的直径，制造商可以利用该信息提供适当尺寸和形状的适合球的模型。

总的来说，在一些实施例中，染料可以局部地渗透、或扩散至诸如高尔夫球的人造物品的塑料外表面中。通过将染色垫仅离散地施加至物品的外表面的一部分上，标记施加***及其方法可以无需使物品浸入染池(dye bath)来施加标记。染料的浸注取决于使染料浸注塑料表面的载体溶剂，其可以在室内条件下完成，从而避免更复杂的升华印刷工艺，而该升华印刷却需要相当高的高温和高压来获得升华油墨的气相，以渗透表面。

在一实施例中，浸注染色垫可以包括用于单一色彩的染料，其形成用以提供诸如商标设计的形状。染色垫还可包括具有多种色彩的染料混合物，其在注入高尔夫球或其他物品的塑料部分时，可以形成更复杂的设计“花纹”，并且可以包括附属垫，用于设计不同的色彩或部分。这些设计例如可以是标志、符号、商标或形状。由于染料渗透至塑料中，因此标记具有高持久性。垫中的染料可以通过使用水、酒精或其他载体溶剂来激活，这些可以包含在垫内，或者单独地添加至斑纹。

在一实施例中，在高尔夫球上施加设计的方法可以包括将染色垫挤压在高尔夫球的外部塑料部分上，向接触区域注入包含在染色垫内的染料溶液，并且在垫-球的接触区域的高尔夫球的外表面上提供设计的镜像。在几秒钟至几分钟或更长的时间后，可以移走垫。该方法可以包括在制造后由用户或其他人，如高尔夫球专卖店职员，在高尔夫球上施加染料。该方法还包括用户创建的定制设计，其可以制成定制化的染色垫，作为他们的设计的镜像。

浸注染色技术使得染料渗透进塑料表面。颜色的深度可以由物品与染料和激活溶液接触的时间的长度控制。由于已经包含进塑料中，所以颜色不会被擦拭掉。因此，浸注染色可以允许在物品已经铸模完成或制造完成后，经济地定制物品的标记。

虽然已经描述了本实用新型的各种实施例，但是本说明书的意图是作为示例性的，而不是限制，并且对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型范围内的更多的实施例和实施方式都是可能的。因此，本实用新型仅受权利要求和权利要求的等同范围的限制。而且，可以在权利要求的保护范围内做出各种修改和改变。

进一步地，在描述代表性的实施例时，说明书已经以特定的步骤顺序提出了方法和/或工艺。然而，在某种程度上讲，该方法或工艺并不依赖于此处提出的特定的步骤顺序，该方法或工艺不应受所描述的特定的步骤顺序的限制。因为本领域技术人员应当理解，其他的步骤顺序是可能的。因此，说明书中提出的特定的步骤顺序不应解释为对权利要求的限制。此外，针对方法和/或工艺的权利要求不应限制在以书面表述的顺序来执行它们的步骤，并且本领域技术人员能够容易地理解，顺序是可以改变的，并且仍然不超出本实用新型的精神和保护范围。

Claims (13)

1.一种在人造物品上制作所需标记的浸注染料成套用具，其特征在于，所述成套用具包括：

浸注染料；以及

染色垫，其形状对应所需标记，并且接触所述人造物品的外表面的离散区域，

其中所述染色垫配置为吸收所述浸注染料；

其中所述浸注染料配置为由激活溶液激活，以形成浸注染料混合物，从而在室内温度和压强下，打开所述外表面的材料的聚合结构，允许所述浸注染料渗透进所述外表面并在所述染色垫接触的所述人造物品的底层内形成所需标记。

2.根据权利要求1所述的浸注染料成套用具，其特征在于，其中所述激活溶液包括水和酒精中的一种。

3.根据权利要求1所述的浸注染料成套用具，其特征在于，其中所述激活溶液包含在所述染料垫中，并所述激活溶液与所述浸注染料由可破坏的分隔物分隔开。

4.根据权利要求3所述的浸注染料成套用具，其特征在于，其中所述可破坏的分隔物包括可破坏的囊。

5.根据权利要求3所述的浸注染料成套用具，其特征在于，其中所述染色垫包括内部结构，其配置为当给所述染色垫施加作用力时能够刺穿所述可破坏的分隔物。

6.根据权利要求1所述的浸注染料成套用具，其特征在于，还包括位于所述染色垫的第一侧面的防渗透的背衬，和位于与所述染色垫的第一侧面相对的第二侧面的可移除的覆盖层。

7.根据权利要求1所述的浸注染料成套用具，其特征在于，其中所述染色垫包括接触面，其配置为接触所述人造物品和与所述接触面相对的外表面，其中所述浸注染色成套用具还包括在所述外表面上的粘附层，其中所述粘附层配置为粘合在所述人造物品的表面并且相对所述人造物品的表面挤压所述染色垫。

8.根据权利要求1所述的浸注染料成套用具，其特征在于，其中所述人造物品包括高尔夫球。

9.根据权利要求1所述的浸注染料成套用具，其特征在于，其中所述染色垫包括分隔物，其将所述染色垫的第一部分与所述染色垫的第二部分分隔开，以便施加于所述第一部分的第一染料与施加于所述第二部分的第二染料不发生混合。

10.根据权利要求1所述的浸注染料成套用具，其特征在于，其中所述物品包括高尔夫球，并且其中与所述高尔夫球的表面接触的所述染色垫的表面包括凸起，所述凸起与所述高尔夫球的对应凹坑相配合。

11.根据权利要求1所述的浸注染料成套用具，其特征在于，还包含模具，所述模具与所述人造物品的形状相匹配，其中所述浸注染色成套用具配置为在所述模具和所述物品之间挤压所述染色垫。

12.根据权利要求1所述的浸注染料成套用具，其特征在于，其中所述人造物品包含高尔夫球，并且其中所述染色垫的弯曲与所述高尔夫球的整个表面弯曲相匹配。

13.根据权利要求1所述的浸注染料成套用具，其特征在于，与所述人造物品接触的所述染色垫的表面是使用提示的颜色和图案进行预先标记。

Images