专利名称：在表面上提供图像的制作方法
技术领域：
本发明涉及在表面上提供图像，尤其是(但不是必须)柔性表面。本发明更具体涉及一种图像薄片，还涉及使用该图像薄片将标记叠加至表面，尤其是例如皮革、合成聚合物或纺织材料之类的柔性材料的表面上。
本发明尤其涉及但并非唯一地涉及用于例如时尚鞋和休闲鞋(譬如运动或步行鞋)之类的鞋中的图像薄片，以及将图像叠加至这种鞋的方法。
尽管许多用于“标记(marking)”(这里使用的该术语包括“上色”)柔性材料(譬如皮革)薄片和预成形物品的技术是已知的，但许多技术具有缺点。例如，皮革经过许多手工步骤来产生许多颜色和特殊的纹理，该颜色和特殊纹理或者作为制革厂出售产品的一部分被生产，或者专为顾客的规格和要求而生产。
此外，时尚行业需要能够相当快地对产品的偏好(譬如染色)和/或设计或标记的变化作出反应，而现有技术不总是允许快速实现变化。再者，相当大的投资可能已经被用于特定的上色和/或标记，因而不管流行趋势如何，制造者可能不情愿作出改变。
WO-A-0187643披露了一种使用包括形状记忆聚合物(或类似材料)的图像薄片将图像叠加至非平面表面上的技术，该形状记忆聚合物(或类似材料)是在被加热时能够快速从“硬”向“软”变化及当被冷却时快速恢复原来硬度的材料。当被加热至玻璃转变温度(Tg)时，在变冷时SMP(Shape Memory Polymer，形状记忆聚合物)可容易地被重新模制以具有新的形状。一旦SMP再次暴露至超过Tg的温度时，记忆效应促使SMP恢复至其原来的加工形状。跨过玻璃转变温度(Tg)的柔性模数存在大的及可逆的变化，使得形状改变和形状保持成为可能。
WO-A-0187643的公开具体涉及转移操作，在该转移操作中由SMP承载的图像被转移以在非平面(通常为硬的)表面上提供标记。具体披露了模型赛车的标记。更具体地，WO-A-0187643的处理包括使SMP层符合将被形成图像的物体的实际形状，然后实现图像从SMP层向物体上的转移。发生从SMP层的图像释放，因为，依据WO-A-0187643的公开，发现SMP具有无法预料的表面释放特性，该特性使其能够(i)作为图像的载体，以及(ii)释放图像以实现图像转移。
还参考在WO-A-0187643中作出的技术，在该技术中SMP和其图像均被结合至3维物体的表面，但没有进一步详细说明。
依据本发明的第一方面，提供一种给材料的表面提供图像的方法，该方法包括将图像薄片叠加至表面，该图像薄片包括(i)形状记忆聚合物(或类似材料)的柔性层，和(ii)通过图像结合层(image key coat)被结合至所述层的图像，以及通过粘接剂和涉及将形状记忆聚合物(或类似材料)加热至其玻璃转变温度之上的温度的处理将所述图像薄片结合至所述表面。
依据本发明的第二方面，提供一种图像薄片，该图像薄片包括(i)形状记忆聚合物(或类似材料)的柔性层，和(ii)通过图像结合层被结合至所述层的图像。
依据本发明的第三方面，提供一种图像转移组件，该组件包括被限定用于本发明的第二方面的在可释放的载体上的图像薄片。
在说明书中使用的术语“图像”被用于覆盖改变被标记表面的外表的任何物体。例如，图像可是由单独的、在视觉上可识别的要素组成的图案。作为选择，图像可以是连续的色彩。
“图像结合层”在该技术中还被称为“图像粘结层(image tie coatlayer)”或“图像薄膜粘结层(image tie layer)”。
依据该发明，我们发现材料(尤其是柔性材料)的表面可方便地和有效地通过包括形状记忆聚合物层的图像薄片来提供图像，想要叠加至表面的图像被结合至该形状记忆聚合物层。
通常，形状记忆聚合物层的“图像侧”被叠加至被标记的材料。换言之，图像被夹在SMP层和被标记的材料之间。
图像薄片(包括形状记忆聚合物和图像)在被用于在柔性表面上提供图像时具有独特的优点。这些优点源于叠加过程(依据本发明的第一方面)，在该过程中，图像薄片在涉及将SMP加热至其玻璃转变温度之上的温度的过程中被叠加至该表面。因为SMP的特性，图像薄片可以一定程度的力(在某些条件下，该力可以相当小并由“手刷”来提供)被叠加至表面，以使SMP层与被标记的表面结合，并有效地变成“一个”，并且能够与被标记的表面一起弯曲。通过图像结合层和任意其他中间层，图像被结合至SMP层，从而防止了SMP层和图像的分层。
可以多种途径实现加热SMP至其玻璃转变温度之上，例如取决于达到玻璃转变温度所要求的温度升高的程度。假如要求的温度升高相当低(例如几摄氏度)，则用手在SMP层上的拂刷可被用于提供必要的加热。
被标记的表面可是具有一定程度的表面纹理或“微细结构(microtexture)”的表面。这种表面的例子包括皮革(由表面的“多孔”性提供纹理)和由材料的整个纤维组织提供纹理的织物(譬如帆布)。对于这种纹理制作材料，SMP层不仅被结合至该表面，还能够如实地再现表面的纹理。还可能提供一种具有纹理的表面(譬如通过使用可硬化的粘接成分)，该纹理被期望在被叠加图像中再现。
更具体地，利用在其玻璃转变温度之上的SMP，使用一定程度的力使SMP采用其被叠加的表面的纹理。装载(load)SMP层至其玻璃转变温度之下以使纹理保留在SMP层中。基于SMP层由粘接剂结合至基底的事实，在SMP层中的纹理的保持力被进一步增强(因此，“抵抗”SMP层恢复至“平坦”、没有纹理的形式的任何趋势)。
SMP层例如可具有4至200微米的厚度，更优选为20至60微米。使用的SMP层实际厚度通常取决于其表面被标记的柔性材料的特性。例如，假如这个材料是纺织物，则SMP层的厚度(就图像薄片的整个厚度而论)可以是能够保持织物的手感(譬如褶皱性)的厚度。
依据本发明的第一方面的方法被提供图像的柔性材料的例子包括皮革、纺织物和合成塑料材料。该方法可被应用于将图像叠加至这种材料的平坦薄片，或应用至已经具有预成型的形状的材料。因此，例如，这种方法可被用于将图象叠加至鞋的平面或3维表面，例如时尚鞋或运动鞋(例如步行鞋)的部件。从而该图像可被叠加至这种鞋的平坦面板或鞋头周围。
一般优选SMP具有25-40℃的Tg值。在提供改善的柔性的范围内在较低数值的情况下，在这个范围内的值一般能确保需要的SMP的柔性。合适的材料可以在商标DIAPLEX下得到。
如上所示，图像薄片包括SMP层，图像通过图像结合层被结合至该SMP层。通常，准备包括SMP层的“预像(pre-image)”组件，所述SMP层的一个表面上具有图像结合层。例如，这个图像结合层可以是粘接剂或助粘剂的形式。根据用于铺设图像的印刷技术，用作图像结合层的粘接剂或助粘剂可提供一个充分亲墨的表面。然而，对于其他某些类型的墨水，有必要提供另外的墨水吸收层，该墨水吸收层被结合至提供图像结合层的粘接剂或助粘剂，然后图像被印刷至墨水吸收层。
静电印刷(xerographic)和电涂墨(electroink)图像一般可直接涂抹在图像结合层上，该图像结合层是粘接剂或助粘剂的形式。然而在喷墨图像的情况下，一般在使用喷墨打印之前必须将所谓的“喷墨涂层”涂敷至粘接剂或助粘剂层(作为图像结合层)。这种“喷墨涂层”在本技术领域是公知的。另一种可能性是使用电晕放电(corona discharge)处理SMP层的表面，并将“喷墨涂层”叠加至电晕处理的表面。
提供用于静电印刷图像的图像结合层的适当材料是作为在异丙醇中的溶液被应用的聚酰胺(polyamide譬如Lioseal V7036-ex HenKel)。图像被粘接地结合(直接或间接)至SMP层。粘接剂结合可借助于助粘剂，该助粘剂例如可由作为在异丙醇中的溶液被应用的聚酰胺(譬如LiosealV7036-ex HenKel)提供。
图像最优选由在计算机软件的控制下被产生及打印。显而易见地，大范围的图像可在软件的控制下被打印。图像可是使用喷墨打印或通过使用调色剂的打印技术所形成的图像，譬如使用干调色剂打印机。
依据本发明的第三方面的图像转移组件包括在可释放的载体上的图像转移薄片。可释放的载体最优选包括具有可释放表面的纸(尤其是具有80-150gsm的基本重量的纸，更优选为80-100gsm)。最优选地，可释放表面是在低于SMP的Tg的温度下变软和/或释放的表面，最优选每平方厘米具有18-42达因的释放力。例如，释放表面可属于聚丙烯、聚乙烯、聚酯、蜡状物或尤其优选TPX(聚甲基-4-戊烯polymethyl-4-pentene)。
还可能从载体(具有SMP层)释放在SMP层的远离图像的表面上的释放材料(例如TPX)。这种在SMP表面上的释放材料将有助于防止在载体被去掉时SMP的表面粘到自身上。
另一个优选的释放载体是具有在120-180gsm(优选大约150gsm)-50mm范围内的剥离力(PL)的定向聚丙烯(orientated polypropylene)(OPP)。
将图像薄片(包括SMP层和结合到那里的图像)叠加至表面的方法要求使用粘接剂。粘接剂可被提供在图像薄片的将被叠加至被标记物体的那个表面上。可替换地或另外地，粘接剂本身可设置在表面上。在所有情况中，粘接剂可被加热和/或压力激活，尤其优选粘接剂是压力敏感粘接剂。这允许图像薄片被叠加至表面，并且，若有必要，被移动直至它处于正确的位置。粘接剂可是随后交联的粘接剂(譬如，通过加热或紫外固化)，以使图像薄片永久保持在适当的位置。粘接剂可是以低于SMP层的Tg值的几度(譬如2-3℃)被加热激活的粘接剂。例如，粘接剂可是风干的聚氨酯(polyurethane)粘接剂，该粘接剂可通过涂敷、喷射或刷抹被叠加。一般地，将以每平方米干重量0.05至4.0克的数量使用粘接剂。合适的粘接剂的例子是没有游离异氰酸酯基团的脂肪族聚酯—聚氨酯(aliphaticpolyester-polyurethane)的水性分散体，譬如德国克雷费尔的商标名为7461Alberdingk Boley的商品。这种粘接剂可被用于给具有图像的SMP涂底层，以及给将被提供图像的表面(譬如皮革或棉质帆布)涂底层。
使用加热及(通常)一定程度的力(该力可相当地轻)，将图像薄片叠加至表面(图像将在该表面上形成)。使用的加热足以升高SMP的温度至其Tg值之上。例如，加热可以用吹热空气的设备。取决于SMP的Tg值，可能用手加热就足够了。例如，可通过挤压辊或通过在真空下向被标记的表面吸图像薄片来施加该力。可选地，该力可通过用手拂刷的方式来施加。可选地，取决于SMP的Tg值，该力可通过用手在SMP层上的拍击来施加。这在SMP可被用手加热升高至其Tg值之上时尤其方便，用手拍击同时提供了必要的加热和力。在施加该力的情况下，在其Tg值之上的SMP层一般使其符合被形成图像的表面(以及诸如纹理之类的特征)。这种符合在冷却至Tg值之下的冷却中被保持，并且将图像结合至基底的粘接剂增强这种符合的保持力。然而，SMP聚合物的Tg值和弹性模数的选择应当与被标记表面的特性有关。一般地，Tg值将在25℃至40℃的范围中，但在这个范围内的下部的值具有更大的弹性(在它们的玻璃转变温度之上时)。因此，例如，在用手轻轻拂刷以将图象叠加至帆布时，使用具有低的玻璃转变温度的SMP层不仅保证SMP层能被操作以覆盖被标记的表面，并且保证SMP聚合物能够具有所述表面的“微细结构”。假如SMP层的Tg值和/或弹性模数太高，则后一特性就不可能了。例如，具有25℃的Tg和3.0Mpa的弹性模数的SMP提供的弹性膜难以使用“手压”形成在具有较高峰的表面上。在这种条件下，可优选弹性模数在1.4-3.0Mpa的范围内。
在冷却过程中，薄膜试图维持其新形状并通过粘接剂被保持在适当的位置上，以再现其被叠加的表面的特征。
应理解的是，在叠加过程中的某一阶段可释放的载体可被去除，譬如通过从(被叠加的)图像薄片剥离，同时，在“剥离前面(peel front)”前仍然施加压力。
用于将图像薄片结合至被形成图像的表面的粘接剂可以是这样的粘接剂，以使图像薄片可通过加热被去除。这提供了给物体提供想要的不同图像的可能性。例如，假如物体是时尚鞋，则叠加的图像可以被改变以适应环境(譬如，当前流行趋势、穿戴的其他配件的色彩等)。
假如被叠加至表面(尤其譬如皮革的柔性表面)的图像因为皱褶或其他表面瑕疵出现在图像中而最终需要被装饰一新(freshen-up)，则对表面的加热(可选择用手轻刷)一般足以重新建立最初的外观。
应当理解，本发明可采用许多形式。例如，通常在可释放载体上的图像薄片(包括SMP层和图像)可被制造和销售给最终用户。该最终用户例如可以是物品(譬如鞋)的制造者，该物品在销售给公众之前被提供图像(依据本发明)。可选地，图像薄片可被供给希望“个性化”他们的物品的个人用于家庭使用。
图像薄片可在没有叠加用于结合该薄片至被标记表面的粘接剂的情况下被供给。最终用户有可能在使用之前将其他设计添加至图像的表面。这种图像的增强可由“底纹覆盖(under painting)”、“纹理制作(texturising)”或“衬托(foiling)”来提供。
底纹覆盖(under painting)是在以下情况下常用的技术，在所述情况中，目标基底是黑色的，图像被要求与基底合并，并且图像因为不透光是可见的。底纹覆盖通常用涂刷或气刷实施。
纹理制作是在图像薄片被叠加的基底相对平坦时最常使用的技术。例如，基于风干丙烯酸膏剂的纹理制作媒介。
衬托是一般包括热轧辊层压机的使用及在助粘剂被施加前产生助粘剂的预粘结层的技术。衬托技术可以是普遍适用的(blanket)或选择性的。
依据本发明，也可能将包括可释放载体的“预像”组件提供给最终用户，具有最终结合图像的图像结合层的SMP层位于该可释放载体上。根据图像被印刷的方式，“预像”组件还可包括具有墨水吸收表面的附加层(结合至图像结合层)，譬如，用于使用喷墨打印机来打印图像的情况。因此，这种“预像”组件的购买者可根据本发明应用他们选择的图像(譬如使用喷墨打印机)以产生图像薄片。例如，这种图像可以是包含在软件包中的图像或从因特网下载的图像。因而，图像薄片可根据上述的过程被粘性地结合至一个表面。
在前述段落中概括的构思可在以下应用中被具体实施，例如，在譬如提供给使用者的“艺术工具包(art kit)”之类的工具包中。这种工具包包括预像薄片、粘接剂和被叠加(最后成型的)图像薄片的材料。例如，该工具包可是用于产生悬挂于墙上或类似物上的图片的工具包。在工具包中提供的并且将被叠加图像薄片的材料可以是例如帆布或类似材料。用户可在“预像”薄片上打印他们选择的图片，然后使用粘接剂结合薄片至帆布上，将得到的图像薄片叠加至帆布(使用上面更详细说明的技术)。粘接剂可被应用至图像或帆布。例如粘接剂可以是在工具包中提供的、采取夹在两个可释放薄片之间的层的形式的压力敏感粘接剂。可释放薄片之一被去掉以使粘接剂层的一面叠加至图像。然后，另一可释放薄片被去掉以使粘接剂层的另一面被用于结合图像至帆布上。
在前面段落中说明的工具包的大量变化是可行的。在第一变化中，叠加至SMP层的图像是一个轮廓或“幻影(ghost)”图像，而不是最终的图片。在这种情况下，承载轮廓图像的SMP层可被以在前面段落中说明的完全相同的方法结合至帆布。SMP层的暴露面现在可被“描绘”(譬如使用工具包中提供的颜料)以产生最后图片。这样，在这种情况中，将SMP层(具有轮廓图像)叠加至帆布提供了一种标记有图像的有纹理的表面，用户可使用他/她自己的色彩明暗、绘画手法的类型等“描绘”该图像，以产生最后图片。
另一个可能性是工具包的用户能够在帆布上“塑造”将被叠加至帆布的最后的打印图像所需要的纹理。在这种情况中，具有轮廓图像的SMP层可以前面段落说明的同样的方法被叠加并被结合至帆布层。随后，用户叠加可硬化的纹理制作材料(譬如可空气硬化的丙烯酸的膏剂)至轮廓图像，以提供想要的纹理，譬如模拟绘画手法。此后，承载最后的、彩色形式的图像的SMP的另一层在硬化的纹理制作材料上结合至帆布，并与底层图像对准。该(第二)SMP层结合至帆布完全如前面说明的一样被实施(使用粘接剂并保证SMP经受高于其Tg值的温度)。最后的结果通过最后的SMP层的纹理制作而模拟油画，该最后的SMP层又承载整个图像(具有所有色彩、细节等)的打印形式。
依据本发明的工具包的另一个例子是包括一双鞋、预像薄片(在其上，工具包的购买者可通过与工具包一起提供的软件印刷想要的图像)以及用于结合预像薄片在适当位置上的粘接剂的包装。这种工具包可使预像薄片(在印刷时)被叠加至鞋上。可选地，工具包还包括用于鞋的可去除的覆盖物，(在印刷时)预像薄片被叠加至这些可去除的覆盖物。
通过仅仅是举例的、参考图示发明的多个实施例的附图的
图1-3，该发明被进一步说明。
图1示出位于可释放系统2上的“预像”组件1。预像组件1包括SMP层3，在SMP层3上提供图像结合层4，图像(图1中未显示)将被叠加于图像结合层4上。可释放系统2包括层压至可释放层6的纸载体5，后者(可释放层6)与SMP层3面对面地接触。
现参考图2，图2示出了依据本发明的图像薄片10的实施例(在图1和2中的相同部件使用同样的参考标记来指示，因此不再另外说明)。显示在图2中的图像薄片组件10包括被叠加至图像结合层4的图像接收(receptor)层11。叠加至图像接收层11的是图像12，譬如由喷墨打印机(未显示的)产生。
在图2中示出的图像薄片10可使用上面更详细说明的技术被叠加至表面。
现参考图3，图3示出了依据本发明的图像薄片组件20的可替代实施例(在图2和3中的相同部件使用同样的参考标记来指示，因此不再另外说明)。在图3中的图像薄片20中，图像层12是被直接放置在图像结合层4上的图像层。这一般在静电印刷(xerographic)和电涂墨(electroink)的图像的情况中是可行的。另外，预先叠加的增强层21(譬如，“底纹覆盖(under painting)”、“衬托(foiling)”或“纹理制作(texturing)”)已被叠加至图像层12。此外，图3显示了助粘剂层22，该层被用于将图像薄片结合至表面。
权利要求
1.一种为材料表面提供图像的方法，该方法包括将图像薄片叠加至所述表面，该图像薄片包括(i)形状记忆聚合物(或类似材料)的柔性层，和(ii)通过图像结合层被结合至所述层的图像，并通过粘接剂和包括将形状记忆聚合物(或类似材料)加热至其玻璃转变温度之上的温度的处理将所述图像薄片结合至该表面。
2.如权利要求1中要求的方法，其中所述材料是柔性的。
3.如权利要求1或2中要求的方法，其中所述材料是皮革、纺织材料或合成塑料材料。
4.如权利要求3中要求的方法，其中所述材料是皮革。
5.如权利要求1至4中任一项要求的方法，其中SMP具有25-45℃的Tg值。
6.如权利要求1至5中任一项要求的方法，其中SMP层具有20至60微米的厚度。
7.如权利要求1至6中任一项要求的方法，其中图像结合层包括粘接剂或助粘剂。
8.如权利要求7中要求的方法，其中墨水吸收层被设置在图像和提供图像结合层的粘接剂或助粘剂层之间。
9.如权利要求1至8中任一项要求的方法，其中用于将图像薄片结合至材料的粘接剂是一种热激活粘接剂，该粘接剂在低于SMP层的玻璃转变温度2-3°的温度下被激活。
10.一种图像薄片，包括(i)形状记忆聚合物(或类似材料)的柔性层，和(ii)通过图像结合层被结合至所述层的图像。
11.如权利要求10中要求的图像薄片，其中形状记忆聚合物具有25-45℃的Tg值。
12.如权利要求10或11中要求的图像薄片，其中SMP层具有20至60微米的厚度。
13.如权利要求10至12中任一项要求的图像薄片，其中图像结合层包括粘接剂或助粘剂。
14.如权利要求13中要求的图像薄片，其中墨水吸收层被设置在图像和提供图像结合层的粘接剂或助粘剂层之间。
15.如权利要求10至14中任一项要求的图像薄片，具有用于将SMP层和图像结合至材料表面的粘接剂。
16.如权利要求15中要求的图像薄片，其中所述粘接剂是一种热激活粘接剂，该粘接剂在低于SMP层的玻璃转变温度2-3℃的温度下被激活。
17.一种图像转移组件，包括位于可释放载体上的如权利要求10至16中任一项要求的图像薄片。
18.一种工具包，包括(i)包括可释放载体的“预像”组件，在该可释放载体上提供具有与墨水吸收表面相联系的图像结合层的SMP层，(ii)粘接剂，和(iii)用于在其上叠加图像的材料。
19.如权利要求18中要求的工具包，所述工具包是“艺术工具包”。
20.如权利要求19中要求的艺术工具包，所述工具包包括颜料。
21.如权利要求19或20中要求的工具包，所述工具包另外包括可硬化的纹理制作材料。
22.如权利要求19至21中任一项要求的工具包，其中用于在其上叠加图像的材料是帆布。
23.一种包装，其包括鞋，另外包括(i)包括可释放载体的“预像”组件，在该可释放载体上提供具有与墨水吸收表面相联系的图像结合层的SMP层，(ii)粘接剂，和(iii)在其上叠加图像的材料。
24.如权利要求23中要求的包装，另外包括用于鞋的可去除的覆盖物。
25.一种包括可释放载体的“预像”组件，在该可释放载体上提供具有与墨水吸收表面相联系的图像结合层的SMP层。
全文摘要
一种为材料表面提供图像的方法，包括将图像薄片叠加至该表面，该图像薄片包括(i)形状记忆聚合物(3)(或类似材料)的柔性层，和(ii)通过图像结合层(4)被结合至所述层(3)的图像(12)。该图像薄片通过粘接剂(22)和包括将形状记忆聚合物(或类似材料)加热至其玻璃转变温度之上的温度的处理被结合该表面。
文档编号B41M3/12GK1761576SQ200480006935
公开日2006年4月19日 申请日期2004年1月19日 优先权日2003年1月17日
发明者罗伯特·约翰·马博特 申请人:罗伯特·约翰·马博特