热控制衬垫印刷墨水转移装置的制作方法

本发明更具体来说涉及一种用以生成可转移涂层(墨水沉积)以用于通过衬垫转移印刷处理而施加在需要装饰的吸收性、非吸收性和多孔表面上的装置，其中与使用传统的衬垫转移印刷技术所能实现的情况相比需要更加高度不透明的图像。

背景技术：

衬垫转移印刷技术已被使用多年，并且是在平坦(更重要的是三维)产品的装饰和加商标(branding)的过程中所利用的一种常见的印刷形式。在美国专利7,498,277b2中可以看到表示现有技术的基本专利。衬垫转移印刷处理使用允许把图像从雕刻印刷平板(铅板)转移到需要装饰的表面的组件组合。这些组件包括印刷平板、印刷衬垫和墨水，所述组件在蒸发处理中一起工作，从而允许墨水从平板转移到印刷衬垫，并且最终从印刷衬垫转移到需要装饰的表面。

针对印刷衬垫处理的一种现有技术概念包括在墨水阱处的墨水图样拾取与该墨水图样从印刷衬垫到待印刷物品上的沉积之间，将温暖的空气吹在印刷衬垫上。所吹的该空气使得印刷衬垫变暖，但是着墨的印刷衬垫的表面温度是不均匀的，并且难以控制。对装载有墨水的印刷衬垫的这样的吹气处理导致润湿墨水的蒸发，从而导致单个墨水层，并且在把墨水施加到印刷物品时还在墨水的沉积中产生不均匀性。

因此，当前的现有技术系统在吸收性和多孔表面上产生适当的不透明图像的能力受到限制。这一限制是相对于可以包含在传统的平板蚀刻深度中的颜料的最大数量以及墨水在转移到墨水衬垫(inkpad)上和从墨水衬垫转移时的润湿特性全部二者。

通过理解印刷平板包含对于获得不透明图像所必要的颜料体积的理论容量以及在把润湿墨水转移到吸收性表面时所获得的结果，这一点会得到最佳地解释。

衬垫印刷墨水是构成墨水配方的树脂或结合剂(无着色剂)、颜料(包含着色剂)以及溶剂(无着色剂)的混合物。现有技术把最大可工作图像蚀刻深度限制在0.0015-0.0018范围内。大于该范围的图像蚀刻深度将不支持现有技术系统的墨水拾取和转移。

此外，在现有技术限制下生成的润湿墨水缺少足以生成不透明图像的颜料数量。此外，这些润湿墨水薄膜在转移到印刷表面时将其自身重构成全湿的配方，从而导致颜料的吸收和不透明度的损失，特别在更深色的表面上印刷更浅的颜色时尤其是如此。

因此，本发明的一个目的是克服现有技术的缺点。

本发明的另一个目的是提供一种墨水衬垫转移系统，其允许按照可控的方式并且在单个操作步骤中从所蚀刻的墨水阱转移到可印刷物品的多层或双层墨水转移安排。

本发明的另一个目的是使得双层或多层墨水具有高不透明度的显示层。

本发明的另一个目的是把该双层或多层墨水施加到具有可附着的可印刷物品高吸收层的印刷物品。

本发明的另一个目的是制造印刷物品，所述物品上具有一步多层墨水转移安排。

本发明的另一个目的是制造印刷物品，所述印刷物品具有物品可吸收层以及邻接的、内容不同的、更稠密的、通常被施加成向外显示的不透明层。

本发明的另一个目的是通过单次印刷衬垫递送运动制造具有物品可吸收层以及邻接的、内容不同的、更稠密的、通常被施加成向外显示的不透明层的印刷物品。

本发明的另一个目的是提供一种制造单个印刷物品的方法，所述单个印刷物品具有通过单次墨水衬垫施加而放置在其上的多层墨水转移安排。

本发明的另一个目的是提供去到物品的双层图像墨水转移，其中所施加的双层图像在热特性方面彼此不同。

本发明的另一个目的是提供去到物品的双层图像墨水转移，其中所述双层图像在不透明度方面彼此不同。

技术实现要素：

本发明包括一种用于分层墨水从深阱墨水铅板或图像到可印刷物品的受控转移的印刷衬垫机器。所述印刷衬垫机器包括用于把蚀刻图像印刷平板固定在其上的框架和支撑套件。框架支撑套件包括用于在其上支撑可印刷物品的印刷夹具。框架和支撑套件还包括过顶拱架，从而允许在图像印刷平板与印刷夹具之间可滑动地来回移动支撑外罩。支撑外罩支持墨水供应杯在图像印刷平板上方的来回滑动侧向移位。支撑外罩还支持印刷衬垫在图像印刷平板上的图像与印刷夹具上所支撑的可印刷物品之间的相应的来回侧向移位。可印刷物品可以被依次人工放置在印刷夹具上并且从印刷夹具移除，或者在另一个实施例中被机械地放置并且从该处移除。支撑外罩还允许和支持印刷衬垫在图像上方并且到图像印刷平板上的受控的上下移动，以及随后印刷衬垫针对印刷夹具上所支撑的可印刷物品的上下移动，以便在其上施加特定图像。

框架支撑套件还包括用于适当的系统控制计算机的封装，以供机器操作员在印刷衬垫机器的第一末端处对印刷衬垫机器的支撑外罩及其相关联的机制进行可操作的控制。

框架支撑套件包括通过适当的电路连接到印刷衬垫机器的第一末端内的系统控制计算机的热控制模块和衬垫位置传感器。在第一优选实施例中，邻近印刷衬垫机器的第一末端处的印刷夹具把可活动连接的(articulable)热传感器安排在框架支撑套件上。可活动连接的热传感器通过适当的电路连接到系统控制计算机和热控制模块，以用于随着印刷衬垫从墨水图像拾取到可印刷物品上的墨水图像沉积遍历印刷衬垫机器而监测印刷衬垫的加热。

在第二优选实施例中，在印刷衬垫内具有温度传感器的均匀阵列，以便监测并且帮助控制和调节印刷衬垫内的加热元件的阵列。这样的温度传感器将被连接到系统控制计算机，所述系统控制计算机调节印刷衬垫内的加热元件的温度。

印刷平板或铅板包含形成将被转移到印刷物品的图像的蚀刻墨水阱。印刷平板或铅板中的蚀刻墨水阱图像的优选深度精密地处于大约0.0015到0.0035英寸之间。承载蚀刻图像的印刷平板被支撑在安放平板上，并且在一个实施例中可以具有用于加热(或冷却)其中的墨水的系统计算机控制的安排。在印刷衬垫内具有其系统计算机控制的加热元件的安排。在另一个优选实施例中，在支撑可印刷物品的印刷夹具内也具有系统计算机控制的加热(或冷却)元件。支撑平板、印刷衬垫和印刷夹具内的对应的加热元件全部由系统中央控制计算机与印刷衬垫机器的框架套件内的加热/冷却温度控制模块相结合来控制。

可活动连接的热传感器实施例和植入在印刷衬垫内的热传感器阵列的实施例是通过适当的电路与系统控制计算机和衬垫位置传感器相结合来控制，以便监测和调节那些对应的温度，特别是印刷衬垫的温度，从而在热印刷的墨水沉积在被印刷的物品之前和之后对其进行控制和处理。

可活动连接的热传感器跟踪侧向并且垂直可移位的印刷衬垫在其从拾取图像承载印刷平板上的墨水一直过渡到各个墨水层在待印刷的可印刷物品的朝上表面上的沉积期间的移动。关于可活动连接的热传感器或者植入在印刷衬垫内的热传感器以及关于印刷夹具的温度调节对于同时沉积在可印刷物品的结构之中和之上的两个或多个邻接层的发展是至关重要的。系统控制计算机跟踪时间和温度，从而确保对于特定应用正在利用的特定类型的墨水的兼容性和功效。

因此，本发明包括一种用于允许把多层墨水从墨水来源转移并且施加到墨水接收构件之中和之上的衬垫印刷装置，包括：用于在外围封装可吸收墨水图样的深度增强、图像约束的墨水阱；垂直并且水平可移位的温度控制的墨水转移印刷衬垫；以及用以支撑墨水接收可印刷物品构件的温度控制的可印刷物品支撑印刷夹具，以便允许多层墨水在由印刷衬垫拾取之后被作为一层同时转移，并且相反地作为多层同时被施加到支撑印刷夹具上的墨水接收可印刷物品构件之中和之上。

温度控制的印刷衬垫在单个步骤中拾取双层墨水并且载送到支撑在印刷夹具上的可印刷物品。深度增强的墨水阱具有至少大约0.0015到大约0.0035英寸的深度。深度增强的墨水阱可以被加热到周围环境温度以上。印刷衬垫和印刷夹具的温度由系统控制计算机构件管控。印刷衬垫具有处于印刷衬垫内的温度传感器监测器，或者具有可跟踪地跟随印刷衬垫的任何垂直和水平移位的传感器温度监测器。温度传感器监测器通过与系统控制计算机构件通信来调节印刷衬垫的温度。印刷衬垫承载紧接在其表面上的第一层稠密不透明墨水，以及外围邻接的第二层润湿可印刷物品可吸收墨水，以用于吸收在可印刷物品中并且附着在可印刷物品上。

本发明还包括一种用于在单个步骤中把多层墨水从单个墨水来源印刷到墨水接收构件的处理，包括：提供预先配置的、蚀刻的增强深度墨水来源；把加热的印刷衬垫接合到温度控制的墨水来源之上和之中，以便用一个预先配置的墨水层涂覆温度控制的加热印刷衬垫的曲线拾取表面；从预先配置的墨水层的外表面耗散挥发成分，从而在印刷衬垫从墨水拾取到墨水沉积的移动期间，在加热的印刷衬垫上形成预先配置的墨水的第二或润湿表面层以及预先配置的墨水的第一或稠密/不透明表面下层；把预先配置的墨水的表面下层施加到被安排在支撑印刷夹具上的可印刷物品上的墨水接收构件。所述处理包括以下步骤当中的一个或多个：在被施加到墨水接收可印刷物品中的墨水的第二表面顶上同时施加预先配置的墨水的第一稠密/不透明层；对可印刷物品支撑印刷夹具进行加热；在印刷衬垫从墨水来源处的墨水拾取到可印刷物品上的墨水沉积的移位期间监测印刷衬垫的温度；通过与之连接的计算机控制加热衬垫的温度，以便在把墨水施加到印刷物品之前保持墨水温度和挥发成分移位；利用建立在印刷衬垫内的内部热传感器或者可活动连接的温度传感器跟随印刷衬垫的移位；从墨水拾取到可印刷物品上的墨水沉积跟踪印刷衬垫，从而把墨水拾取表面印刷衬垫的均匀温度保持到优选的是大约230到270华氏度的范围。

本发明还包括一种用于把预先配置的墨水的增强的不透明多层贴花(applique)施加到接收表面上的系统，其中所述系统实施预先配置的墨水的单层到墨水的预先配置的多层安排的过渡，所述系统可以包括：由温度控制的可活动连接的曲线表面印刷衬垫接合的墨水的热控制的预先配置，从而在从墨水拾取位置到作为多层或双层相反地施加的墨水沉积位置的过渡中耗散墨水挥发成分；支撑在印刷夹具上的接收构件上的预先配置的墨水图样，其中作为挥发(润湿)层的印刷衬垫外侧墨水层和印刷衬垫稠密内侧层当都在墨水沉积位置处被施加到接收构件的表面时相反地分别变成稠密不透明的接收构件外侧层和最内侧润湿层。印刷衬垫的温度被保持在大约230到大约270华氏度的优选范围。所述系统可以包括可活动连接的温度感测监测器，其跟随印刷衬垫从墨水拾取位置到印刷衬垫的墨水沉积位置。所述系统可以替换地包括内建到曲线印刷衬垫的表面下的印刷衬垫墨水表面传感器。所述感测监测器装置向系统计算机提供温度反馈，以便在所期望的范围内调节印刷衬垫的温度。支撑待印刷物品的印刷夹具还可以由与之一起的加热装置加热。系统计算机把印刷夹具的温度控制在所期望的范围内。本发明还包括随之具有多层附随地施加的墨水显示图样的织物服装接收材料，所述多层墨水显示图样被安排成提供不透明的产品标记，所述多层附随地施加的显示图样包括：被吸收到织物服装接收材料中的预先配置的墨水图样的润湿层；以及对应于所述预先配置的墨水图样的不透明的附随地施加的稠密墨水层，其覆盖被吸收到织物服装接收材料中的润湿层。所施加的多层墨水图样在大约220到270华氏度的温度下被施加到服装。所施加的多层墨水的厚度大约是0.0022到大约0.0030英寸。在权利要求24中引述了织物服装，其中所施加的多层墨水图样在大约220到260华氏度的温度下被施加到服装。所施加的多层墨水的厚度大约是0.0022到大约0.0030英寸。所施加的多层墨水具有彼此不同的稠度。织物服装可以被支撑在加热的可印刷物品支撑件上，所述支撑件被加热到大约220到260华氏度的温度。被施加到服装的不透明墨水层是表面层。

附图说明

当结合附图观看时，本发明的目的和优点将变得更加显而易见，其中：

图1是根据本发明的原理构造的印刷衬垫的透视图；

图2是图1中示出的印刷衬垫机器的侧面立视图，图中示出的其墨水杯供应机制被可滑动地布置在图像承载印刷平板上方以用于在其上所蚀刻的图像内沉积一定数量的墨水，可串联移动的印刷衬垫等待支撑外罩的进一步运动以允许操作序列中的下一个步骤；

图3是类似于图2中所示出的侧面立视图，其中示出墨水杯墨水供应机制被可滑动地布置在图像承载印刷平板的后方部分的上方，并且其相应地移动的印刷衬垫被示出为支撑在印刷平板的装载有墨水的蚀刻图像的上方；

图4是类似于图3中所示出的侧面立视图，图中现在示出印刷衬垫从其上方的支撑外罩垂直移位，以便允许印刷衬垫从所蚀刻的墨水阱图像拾取其墨水配额；

图5是类似于图4中所示出的侧面立视图，图中现在示出朝向其上方的支撑外罩垂直移位的装载有墨水图像的印刷衬垫，从而等待其在操作序列中的下一次过渡；

图6是类似于图2中所示出的侧面立视图，图中现在示出垂直布置在待印刷物品上方的装载有墨水图像的印刷衬垫，其中待印刷物品被支撑在印刷衬垫机器的第1末端处的印刷夹具上；

图7是类似于图6中所示出的侧面立视图，图中现在示出从支撑外罩向下并且针对支撑在印刷夹具上的可印刷物品移位的装载有墨水图像的印刷衬垫；

图8是类似于图6中所示出的侧面立视图，图中现在表示出在把多层施加到现在的已印刷物品上之后朝向其支撑外罩向上移位的不具有墨水图像的印刷衬垫，其中已印刷物品被支撑在印刷衬垫机器的第1末端处的印刷夹具上；

图9a、9b和9c是在印刷衬垫、印刷平板上的装载有墨水的蚀刻图像以及最终支撑在印刷夹具上的可印刷物品之间所涉及的操作序列的示意性表示，并且最终成为在可印刷物品上示出并且被吸收到可印刷物品中的多层图像；以及

图10示出了根据本发明的原理构造的印刷物品。

具体实施方式

现在详细参照附图并且特别参照图1，其中示出的本发明包括用于多层墨水的发展安排的受控依次转移的印刷衬垫机器10，所述墨水最初是从图像印刷平板中的成比例深阱墨水铅板或蚀刻图像吸取的，并且随后被转移到可印刷物品上。印刷衬垫机器10包括细长的框架和支撑套件12，以用于在其上固定以及按照需要替换被蚀刻的包含墨水的图像显示印刷平板14。细长框架支撑套件12包括印刷夹具16以用于在其上固定地支撑优选地吸收墨水的可印刷物品18。这样的可印刷物品18可以是比如衣服或纺织品之类的任何可吸收的曲线或线性物品，例如t恤衫、内衣、裤子或帽子之类的衣服，鞋类构件的中底或鞋帮，或者用于广告目的的材料薄板等等，如在图1、7、8和9c中所表示的那样。

框架和支撑套件12还包括最佳地表示在图2-8中的过顶拱架20，其被利用来在图像印刷平板14与印刷夹具16之间可滑动地来回移动支撑外罩22。拱架20通过空气调节器连接器装置23支持支撑外罩22的气动纵向滑动，从而促进如图2中的箭头b所表示的墨水供应杯24在图像印刷平板14中的铅板或蚀刻图像墨水阱26(墨水储存器，其在另外的实施例中可以被保持在周围环境温度以上或以下)上方的来回侧向移位，正如图1中示出的单词“图像”所表示的那样。支撑外罩22还支持印刷衬垫30在图像印刷平板14上的图像(墨水阱)26与支撑在印刷夹具16上的可印刷物品18之间的相应的来回侧向移位，正如在图2和3中所表示的那样。在图3和5中可以看到，印刷衬垫30具有弹性的、某种程度上是柔性的、凸面的、朝下的、曲线形状的拾取/墨水沉积表面31。支撑外罩22还允许并且支持印刷衬垫30在所蚀刻的填充有墨水的图像26上方以及去到图像印刷平板14上的受控的上下移动，正如在图4和5中所表示的那样，以及随后的上下移动，正如图7中的箭头“d”所表示的那样，以及印刷衬垫30针对支撑在印刷夹具16上的可印刷物品18的加压施加以便在其上施加特定的图像26a，正如在图6、7、8和9c中所表示的那样。

在印刷衬垫30本身的另一个实施例中，其包括由根据印刷衬垫30的温度改变颜色的热变色硅材料形成的凸面墨水接收部分31。举例来说，印刷衬垫30的该凸面墨水接收部分31可以从深蓝色变为米黄色，从而在视觉上表明已经达到墨水承载表面的所期望的温度。

框架支撑套件12还包括用于适当的系统控制计算机38的封装36，以供通常在印刷衬垫机器10的第一末端处进行操作的机器操作员(未示出)对印刷衬垫机器10的支撑外罩22及其相关联的机制进行可操作的控制，正如主要在图1和2中所表示的那样。

如图2中所示，框架支撑套件12包括通过适当的电路42连接到印刷衬垫机器的第一末端内的系统控制计算机的温度(冷热)控制模块39和衬垫位置传感器40。在第一优选实施例中，邻近印刷衬垫机器10的第一末端处的印刷夹具16把可活动连接的印刷衬垫跟随热传感器44安排在框架支撑套件22上，正如图2-8中所表示的那样。正如图1和2中所表示的那样，可活动连接的温度(冷热)传感器44通过适当的电路42连接到系统控制计算机38和热控制模块39，以用于随着印刷衬垫30从墨水图像拾取(如图4中所表示)到可印刷物品上的墨水图像沉积(如图7中所表示)遍历印刷衬垫机器10而连续监测和控制印刷衬垫30的加热。

在第二优选实施例中，印刷衬垫30在印刷衬垫30的表面31内具有温度传感器33的均匀阵列，以便监测并且帮助控制和调节印刷衬垫30内的加热元件60的阵列，正如图9a-9c中所表示的那样。这样的温度传感器44或33将被适当地连接到系统控制计算机38，所述系统控制计算机38调节印刷衬垫30内的加热元件60的温度。通过把印刷衬垫30加热到所需的温度(例如加热到大约200到大约300华氏度的范围，优选的是大约230到大约270华氏度，这取决于所利用的墨水47的类型)，对未与印刷衬垫30的表面31直接接触的所附着的墨水的深度内的挥发成分实施驱离，从而产生如图9b中所表示的“润湿”或第二层50，以及同样如图9b和9c中所表示的夹在印刷衬垫30的表面之间的更加稠密并且更加不透明的外围邻接的第一层52。当弹性曲线印刷衬垫30被压在可印刷物品18上时，没有被驱离的特定溶剂的(现在处于外侧的)润湿层50被吸收到可印刷物品18中，从而留下在其顶上被暴露出的所附着的邻接(内侧)第一层52，以作为可印刷物品18的表面上的(而不是处于其中的)现在高度可见的显示，具有不同的墨水稠度配置的该双层被表示在图8c的右侧部分“x”中。

图9a中所表示的印刷平板或铅板包含蚀刻墨水阱80，其在图1中的透视图中被示出为构件26并且在图9中被更加确定性地示出，该蚀刻墨水阱80形成将通过相应的墨水(现在是附着了衬垫的图样26a)被转移的图像26，并且可以转移到印刷物品18。印刷平板14中的蚀刻墨水阱图像的优选深度“m”被精密地深度增强到大约0.0015到0.0035英寸之间，正如在图9a中以图解方式所表示的那样。承载将被转移的图像的蚀刻墨水阱80包含墨水47，例如被标识成sbbriteseriesink的inkcupsnowcorp.墨水。经过蚀刻的图像承载印刷平板14现在被支撑在安放平板52上，并且在一个优选实施例中可以在其内具有系统计算机控制的加热(或冷却)元件55，正如在图9a-9c中所表示的那样。在另一个优选实施例中，印刷衬垫14未被加热，并且墨水47在该实施例中处于周围环境温度。

在印刷衬垫30内具有其系统计算机温度控制加热元件60，正如在图9中所表示的那样。支撑可印刷物品18的印刷夹具16优选地在其内也具有系统计算机控制的加热(或冷却)元件55，同样正如图9a-9c中所表示的那样。印刷衬垫30可以被加热到并且保持在大约230到大约270华氏度的温度，优选的是大约250华氏度。这样的温度范围取决于比如前文中所标识出的所利用的墨水而有所不同。支撑平板52(对于该特定实施例)、印刷衬垫30和印刷夹具16中的对应的加热元件全部由系统中央控制计算机38与印刷衬垫机器10的框架套件12内的热控制模块39相结合来控制，这是响应于可活动连接的衬垫跟踪热传感器44或植入式温度传感器33的印刷衬垫阵列对衬垫30温度的检测和监测而进行的，正如图9a中所表示的那样。

可活动连接的热传感器44实施例和印刷衬垫30内热传感器33的内部植入阵列的实施例是通过适当的电路42与表示在图1和2中的系统控制计算机38和衬垫位置传感器40来控制，以便监测和调节那些对应的温度，特别是印刷衬垫30的温度，从而在其沉积到可印刷物品18之中和之上时引发并且控制热差别的分开的双墨水层50和52。纤薄的蒸发“润湿”层50首先被吸收到物品18中，并且邻接的更稠密层52随后被邻接地并且同时地施加到正被印刷的物品18上。

如图7中所表示的那样，可活动连接的热传感器44被可控地编程，以便跟踪侧向并且垂直可移位的印刷衬垫30在其从墨水47的拾取一直到多个墨水层50和52在将被印刷的可印刷物品18的朝上表面上的附随沉积的过渡期间的瞬时移动，其中墨水47是从蚀刻图像承载印刷平板14拾取的。关于可活动连接的热传感器44或者嵌入在印刷衬垫30内的热传感器33的植入阵列以及关于印刷衬垫30、图像承载印刷平板14(如果在该处利用加热的话)和印刷夹具18的温度调节对于既被沉积在可印刷物品18的结构之中又被沉积在其上的双层50和52的发展是至关重要的。系统控制计算机38跟踪印刷衬垫30的移动时间和温度，从而确保符合对于特定的印刷物品应用所利用的特定类型的墨水47的温度和蒸发特性的兼容性和功效。

图10示出了通过本发明的处理/系统所制成的衣服制品70，例如显示出标签的t恤衫，所述标签具有不透明的“表面上”层52和被吸收的“润湿”层50，这类似于同样在图9中示出的印刷夹具上的位置“x”处所标识出的情况。