CN1260012A - 一种用于在高蓬松垫子制品上形成图像的、连续色调图像的印色方法 - Google Patents

一种用于在高蓬松垫子制品上形成图像的、连续色调图像的印色方法 Download PDF

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Abstract

一种连续色调图像的形成方法,所述方法系在一具有松散三维结构的纤维网材料的垫子制品上形成一个三维结构的图像,所述方法提供了足够清晰的图像。本发明的一个具体方面是:提供一个可在三维结构上形成清晰图像的图像形成方法,所述方法不会对该三维结构的纤维网材料构成负面的影响。更具体地,本发明涉及一种用于在柔性、高蓬松度的铺垫材料上形成图像的图像形成方法,所述铺垫材料可用于提供一种地板覆盖用铺垫物品。本发明也涉及一种根据上述方法制造的印有图像的垫子制品。

Description

一种用于在高蓬松垫子制品上形成图像的、 连续色调图像的印色方法
本发明涉及一种在高蓬松度的垫子材料上形成彩色图像的图像印色方法，更具体地说，所述图像以某种方式被喷涂(喷涂、印色)于高蓬松度的铺垫材料的三维结构上，以提供一种清晰的纯色连续色调的图像，所述图像的喷涂并不损害所述铺垫材料的功能性。
长期以来，人们已知高蓬松度的复合材料适于用作铺垫材料。已有很多种材料被开发出来。而本发明尤其涉及那些具有用于提供高蓬松度的三维松散(稀疏，open)结构的铺垫材料。
本发明专门开发用于铺垫材料用途的技术，所述铺垫材料包括一互相缠结的连续、起圈的热塑性纤维的松散结构。这些结构提供了一种弹性、抗皱及韧性均一的尺寸稳定的松散结构。在一些例子中，所述铺垫材料的特征更在于：所述铺垫材料在其邻接其平坦侧面处具有更高的密度(这是垫子制造方法所导致的结果)，其中，纤维的起圈部分互相之间作点熔结合，以形成尺寸稳定的松散结构。也可将一粘结剂树脂涂覆所述纤维网中的纤维，增强这种尺寸稳定性。更好的是，将所述松散网状材料层压(于其密度较高的平坦面一侧)至一固体及/或多孔的柔性层，由此，提供一种特别适用作地板覆盖物的高尺寸稳定性的层压制品。
由于松散结构的孔隙可用于收集灰尘及其它微小颗粒。所以具有较高的蓬松手感，同时又具有弹性、抗皱特性的松散结构物可用作如地板踏脚垫等用途。而且，尺寸稳定的松散结构使得所述垫子易于清洗和快速干燥。再者，所述垫子必须能维持足够长时间的松散结构，以保证其足够的使用寿命。可从明尼苏达州圣保罗市的3M公司购得商品名为NomadTM的如上所述的垫子类地毯制品。
人们长期以来一直想在所述铺垫材料上印刷形成图像。迄今为止，基本的图像形成方法是以有限的几种方法进行的如单色彩标记、logos等的图像印花。例如，很久以前，人们试图利用表面印花技术将染料应用至如上所述的松散毛圈织物结构的表面。人们所试图使用的表面印花技术包括丝网印刷染色法及海绵芯筒子染色法。这些方法都未能获得高度成功是因为染料基本上都转移入纤维网材料之中，并扩散于所述结构中某些点处，使得图像清晰度无法令人满意。
其后，又有人使用着色涂层，例如刻花模板，通过一种确定图象模板喷涂乙烯印墨或染料，形成较令人满意的单色图像。然而，这些印有图像的铺垫制品的问题是：所述图像的耐久性几乎无法与该铺垫制品的结构耐久性相比较，且其磨损比所述铺垫制品的磨损快得多。另外，通过刻花模板喷涂的涂层实际上改变了被涂层部分的铺垫制品自身的性能。特别是，松散结构孔隙部分的空隙容积显著减少，这样，降低了垫子保持灰尘及水分的能力，并使得垫子的重量大大增加。再有，印有图像部分垫子的弹性及触感也变差。
又发明了对上述类型的铺垫制品提供图像的印色方法。这种方法是将不同色彩的铺垫材料组合成一预定的图像。其特征是从纤维网材料上切除一特定的图像或图形(logos，emblem等)，再将具有不同色彩的同样形状的纤维网材料插入上述切除部位，以改变纤维网结构。然后，对上述插入部分的材料进行原位粘法结合。其结果产生成具有单色色彩图像，但又不改变铺垫材料性能的铺垫制品。即，只要所述插入部位部分与所述铺垫制品材料为性质相似但不同的着色材料，则垫子的性能即可基本保持不变。不过，上述方法仅限于相对来说较为简单、且可由此方法所形成的图像。然而，较严重的缺点是：上述垫子的制造成本相当高，通常是，附加的加工步骤增加了成本。
仅由改变具有特定希望的图像形状，但材料不同的铺垫材料的外观，也可进行另一种在该垫子材料上形成图像的相似方法。例如，可以将一具特定图像形状的加热部件应用至铺垫材料的低密度表面上，藉此，可以将一图像熔融入所述铺垫材料上。虽然，藉由上述方法也可形成图像，但极大地改变经热处理过的区域的材料性能。另外，其图像也不如使用不同色彩所形成的图像那么清晰。
本发明涉及其他图像印色技术的应用，所述图像印色技术迄今为止未能被应用于如前所述的铺垫材料等具有显著三维结构的基体上进行的图像印色；所述铺垫材料包括一松散的顶部表面及在所述材料结构中有显著的空隙容积。例如，已大量用于大片状材料表面印花上的喷墨印刷机及其它多色彩喷雾印花设备。这些喷墨印色及喷雾印花设备迄今为止仅被用于基本上为平坦的表面上形成图像，更具体地，所述喷墨印色及喷雾印花设备是用于在片状材料表面形成图像图形。
例如，一种市销的大型喷墨印刷机SCITEXTM的外置式喷墨印刷机，可以在，宽度约为5英尺(约1.27米)的基材上喷墨印色。目前，一种更大型的喷墨印刷机可从以色列Petach Tikva的Nur Advanced Technologies Ltd购得。所述印刷机被特别用来在如纸、TyvekTM、PVC、乙烯基、针织乙烯基物、PanaflexTM、PVC网状物、衣类、帆布及其它织物等上的印色。在上述推荐的材料中，所述材料的表面为基本上平滑或平坦的表面，其中，颜料仅喷涂在须形成图像的表面或其附近处。或者，所述颜料仅仅用于在具有如下表面特征(例如，网状或编织物)的表面形成图像：在所述表面更低的结构层次上无须着色。再有，从松散结构的意义来说，所推荐的材料顶表面并不是三维的结构，并且在材料厚度方向上自顶部表面起都包括空隙容积。这些印刷设备并未被设计成，或被推荐使用于基本上为三维的基体上。
我们也知道，喷墨印刷机可用于地毯的图像印花。然而，地毯与按本发明所述、适用于本发明中的三维结构的铺垫材料有很大的不同。尽管地毯可以有一个三维的表面(例如，一个浮雕状表面)，但该表面仍密实。这样，对印色来说，在基本上仍为密实的表面印刷图像，因此，由首先喷涂于表面的印墨形成图象，该主要是在表面上形成的图像与在结构的厚度上印花仍有不同(尽管，所述的印色可能在多于一个的层次上进行)。
地毯并不显示这样一个具有一个松散的顶表面和在厚度方向上较大的空隙容积的松散三维结构。因为松散的三维结构具有灰尘或颗粒的隐匿、遮盖能力，这样一种松散三维结构对于本发明中用作铺垫材料来说是很重要的。一个松散的顶表面对于该材料接受灰尘颗粒的能力来说也是很重要的。另外，所述材料在厚度方向上的松散的、大空隙容积也具有重要意义，因为该空隙容积赋予所述材料以接受、保持及遮盖其中灰尘颗粒的能力。换言之，收集灰尘颗粒是地毯材料的一个重要功能，然而，地毯更重要的是隐匿、遮盖灰尘的能力。
事实上，常识告诉我们：由于设备通常被设成于在特定的平坦表面形成图像，由此无法在真正的三维松散结构上形成清晰的图像。进而，这些高技术印刷机需要一个数字化图像(所述数字化图像可以各种方法获得)。在一个纯色印刷系统中，所述图像被分裂为三或四种颜色，根据构成所述数字化图像的颜色组成，可控制装置顺次印上上述三或四种颜色。图像本身也被分解为多个像素，这些像素相应与印在较大材料上的、形成的印色图像。例如，喷墨印刷机可形成每英寸一定量的像素，(通常是10或20)，而一个像素自身包括一个(例如7×7)点的矩阵。各个像素包括一个储存的总体图像部分及相应于一相似但放大的像素，并被约定在基材的一个特定位置上。
根据本发明，提供了一种用于在纤维网材料三维结构上形成连续色调、且最好是纯色图像的图像形成方法。如下所指的一个连续色调的图像是这样一种图像，它实际上具有无限种颜色或一种可视觉感觉的无限色泽的颜色。另外，本发明的一个特殊方面是：提供一个可在三维结构上形成清晰图像的图像形成方法，而不会对该三维结构的纤维网材料构成负面的影响。如在整篇发明中所使用的，“图像清晰度”指图像的清晰程度或视觉敏锐度，而不是透明度。
更具体地，本发明涉及一种在柔性、高蓬松度的铺垫材料上形成图像的方法，所述铺垫材料可用作地板覆盖用铺垫物品。本发明也涉及一种根据本方法制造的印有图像的垫子制品。
本发明上述的优点可以根据下述几个方面获得。首先，使用一个连续色调的图像形成方法，以在一高蓬松度的垫子制品上形成一个三维图像。所述方法包括下述步骤：
提供一种高蓬松度的纤维网材料，所述纤维网材料具有一个第一主表面及一个三维的松散结构，这种三维松散结构从第一主表面起至少部分地扩展至所述纤维网材料厚度内。所述第一主表面的特征在于：所述主表面具有一松散结构，具有可印色表面的三维松散结构，在其纤维网厚度方向上各个层次上具有可印色表面；
在纤维网材料第一部分和喷涂(墨)装置的相对运动中，用一喷涂装置将至少一种彩色印墨喷涂于第一部分的第一主表面，在所述纤维网材料上形成第一部分图像；
按预先设计的图像控制喷涂，将印墨喷涂至所述纤维网材料的松散结构中各个层次上的可印色表面，以在纤维网材料上形成一个三维连续色调的图像部分，但并不显著地改变空隙容积。
较好的是，所述方法还包括下述步骤：
标示出纤维网材料相对于所述喷涂装置的位置，以便网材料的下一部分可成象；在下一部分主表面和喷涂装置的相对运动中，用一喷涂装置将至少一种颜色印墨喷涂于下一部分的第一主表面上，在所述纤维网材料的下一部分形成图像；再按预先设计的图像控制喷涂，将印墨喷涂至所述纤维网材料的松散结构中各个层次上，以在所述纤维网材料上进一步形成一邻接的三维结构的连续色调的图像部分；及重复上述标示过程及喷涂过程，直至在上述纤维网材料的三维松散结构的表面及内部有效地形成所希望的图像。
另外，所述方法还包括在形成图像之前，将所述纤维网材料粘结至一柔性基体上的步骤。所述方法可将印墨喷涂至部分松散三维结构及部分柔性基体上，所述松散三维结构在其整个厚度内保持松散状态。或者，可将印墨喷涂至一纤维网材料上，所述纤维网材料在其厚度方向上邻接于纤维网材料和柔性基体的邻接界面处区域内的密度更大。由此，使得印墨被喷涂至致密区域上部分松散三维结构以及面向喷涂装置的部分高密度区域上。较好的是，纤维网材料再涂覆有一保护性涂层，以改善垫子及其上图像的耐久性。所提供的纤维网材料较好的是包括一可在其上进行图像印色的白色纤维网材料。纤维网材料本身可以由白色材料组成；或者，可藉由其它方法、步骤，打以白底色；或者，所述纤维网材料可以包括与白色柔性基体一起粘结到纤维网材料上的无色材料。
更加优选的是，上述方法还包括一个色彩连续色调的图像形成过程，可以使用多种不同颜色的印墨，其中，至少有另一种颜色是可视觉察觉的。最为理想的是，将三种不同的透明色彩印墨喷涂至纤维网材料的各个部分，以形成一个纯色的连续色调的图像。所印的图像可以作为数字化图像储存在一种电子控制装置中，而且，优选的是，控制图像形成步骤中的标示步骤及喷涂操作，在喷涂装置相对于三维松散结构纤维网材料的运动方向中，在三维稀疏结构上形成纤维网材料厚度内(同一)层次上、进行同一种颜色的重叠。上述颜色的重叠可藉由下述步骤完成：从彩色印墨喷头喷射一发散状印墨流，及标示出纤维网材料与所述彩色印墨喷头的相对位置，以使在彩色印墨喷头将印墨第一次喷射于纤维网材料的第一部分之后，紧接就可定位纤维网材料的下一部分，以便在彩色印墨喷头的下一次喷射中，即可形成重叠区域。由此，可以有效地在第一主表面上形成图像。另外，这种重叠也可如下所述地完成：从多个同样的彩色印墨喷头喷射一发散状印墨流，其中，所述多个同样的彩色印墨喷头相对状置于所述喷射装置上，这样，在彩色印墨喷头将印墨第一次喷射于纤维网材料的第一部分过程中，由相邻的同样彩色印墨喷头形成色彩的重叠。可以有效地再次在第一部分的第一主表面上形成图像。
根据本发明的另一方面，提供了一种其上形成有连续色调图像的高蓬松度的垫子制品。所述制品包括一具有第一主表面及三维松散结构的高蓬松度的纤维网材料，这种三维松散结构在纤维网材料厚度内，至少从其第一主表面起作部分扩展。所述第一主表面的特征在于：所述主表面具有一松散结构，在纤维网材料的厚度中所述三维稀疏结构具有多个层次；及形成于所述纤维网材料的至少一个部分上的连续色调图像包括喷涂于所述纤维网材料的三维稀疏结构中的各个层次面上的至少一种印墨颜色；其中，所述纤维网材料形成有图像部分的空隙容积与纤维网材料上未形成有图像部分的三维松散结构的空隙容积相似。
优选的是，所述形成有图像的垫子制品包括粘结至纤维网材料上的柔性基体。所述形成有图像的垫子制品可由纤维网材料组成，所述纤维网材料包括贯穿整个厚度上的松散的三维结构，印墨印色于整个厚度的部分三维松散结构及柔性基体表面上。或者，所述形成有图像的垫子制品可以包括纤维网材料，所述纤维网材料具有在其厚度方向上部分延伸、扩展的松散三维结构，所述松散三维结构在其邻接于纤维网材料和柔性基体的内界面区域处的密度较大。因此，印墨可喷涂于松散三维结构的部分致密区域上，及其面背向着所述内界面的致密区域部分。所述纤维网材料较好的是包括在其上将形成图像的白色纤维网材料部分。所述纤维网材料自身是白色的或弄成白色的，或可由无色材料与粘结至该纤维网的白色挠性基体组成，或者，纤维网材料可由无色材料组成，并与柔性基体一起粘到纤维网材料上。
更好的是，一个连续色调的色彩图像包括不同颜色印墨喷涂的、且其中至少一种色彩是可辨的色彩印墨。最好的是，所述图像由一纯色彩图像组成，所述纯色彩图像至少包括三种不同颜色的透明印墨涂覆至所述纤维网材料，以形成一连续色调图像。根据本发明形成的有效的图像包括一形成于纤维网材料的第一主表面上特征图像重叠区，所述图像重叠区是同种颜色在纤维网材料的一个方向上、三维松散结构厚度中一个层次上重叠形成的。
图1所示为本发明用于在高蓬松度垫子材料上形成图像的方法中的印墨喷射装置的示意顶视图；
图2所示为紧挨一印色喷射装置的单色喷头下放置的垫子材料的部分横截面示意图，图中，所述印色喷头用于确定一个在所述垫子材料的三维结构中的图像显示面；
图3所示为与图2相似的部分横截面示意图，但所述色彩喷头根据本发明被调节至在所述图像显示面生成一重叠区域；
图4所示为与图3相似的部分横截面示意图，但松散结构扩展出柔性层，并且其中色彩喷头调节到，根据本发明，在所述的图像显示面部分形成重叠区域；
图5所示为在本发明中，也可用于在高蓬松度的垫子制品上形成图像的喷雾型喷涂装置的操作示意图；
图6所示为图5中的喷涂装置中的喷头相对于垫子制品的横截面作相对移动的示意图及其支持平台；
图7所示为形成图象的高蓬松度垫子制品的俯视图。点状印墨表示喷射在本发明的松散三维结构厚度内的多种颜色；及
图8所示为根据本发明，使垫子材料通过一印色装置进行印色的侧视图；及
图9所示为与图8相似的侧视图，但，图中显示了一种不同的垫子通过印色装置的方式，所述印色装置特别适宜于在机械运行方向上可伸长的垫子制品上进行印色。
根据本发明，开发了一种用于在柔性三维垫子制品上形成连续色调、较好的是，形成纯色调图像的图像形成方法。一个连续色调的图像实际上是一种具有无限色彩或单一色彩无限色调的图像。本发明可适用的一个特别的复合垫子揭示于第3,837,988号美国专利及第4,315,683号美国专利，该两个专利的所有内容在此参照引用。下面简单叙述纤维网材料。
如图2及图3的最佳显示，本发明可适用的垫子10包括一个与柔性片状基体14层压的高蓬松度纤维网材料12。这种层状结构可适用于地板覆盖物等尺寸稳定的垫子制品的制造。然而，这样的层压物结构并不是本发明所需要的。
高蓬松度的纤维网材料12的详细实施例包括一个起圈结构，所述起圈结构由挤压的连续单丝，较好的是由热塑性材料的单丝构成。所述长丝皱缩、缠结以形成一抗皱、弹性、具有实质整体性的垫子。如所说明地，位于所述纤维网材料12底侧部分的长丝密度明显大于其上侧部分的密度。而且，在所述上侧部分的长丝密度足够地低，以便形成一个高蓬松度的、适用于所述垫子材料的结构。一个较好的高蓬松度材料的特征在于：大于0.0625英寸(1.6mm)的厚度，50％或更大的空隙容积，并包括其线密度为200旦尼尔/pf或更大的纤维或长丝。最好的是，所述空隙容积为80％或更大。所述高蓬松度的纤维网材料12可以根据前述第3,837,988号美国专利及第4,315,683号美国专利所述的方法制得。这样，所述纤维材料的背侧或底表面的密度约比其前表面大四分之一至三分之一。所述高蓬松度纤维网材料的特征也可表示为：它可以有其它变化的密度结构或在整个厚度内有较松散的结构而整体密度相似(如图4所示)。
优选材料是聚合物材料，它们在升高温度下可挤压形成柔软、柔性的连续长丝，所述材料在低温下可提供纤维网材料所需的刚性、韧性、手感或触感及其它物理特性。这些聚合物材料包括：聚碳酸酯、聚链烷烃、聚酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚烯烃及其它树脂。这些聚合物可以含有附加的增塑剂或柔软剂而改性，也可以另添加着色剂、增强剂、稳定剂、填充剂或其它添加剂等进行改性。如以下将详细描述地，较好的实施例包括添加合适的添加剂及着色剂，以提供一个适用于形成图像的白色垫子制品。
纤维网材料12的另一特征是：所述高蓬松度结构中缠结的长丝互相之间被点熔焊接。根据前述的制造方法，这样的点熔焊接可以在纤维的形成过程中得以完成，即在较高的温度下，在其交接点处被作相互间的热粘合。另外，较好的是，纤维网材料12也可涂覆以一种粘合剂树脂或其它材料。所述粘合剂材料的涂覆目的在于将所述长丝更持久地粘合一起，藉此，增加纤维网材料12的结构完整性及尺寸稳定性，也可藉此延长垫子10的使用寿命。合适的粘合剂材料依据构成长丝材料的聚合物而定。例如，如所述的长丝由乙烯基材料组成，则所述粘合剂材料可以是聚氯乙烯塑料溶胶，例如，增塑的聚氯乙烯树脂。
高蓬松度的纤维网材料12可以层压至各种板片状基体14上，以形成层压的垫子结构10。为此，纤维网材料12可以与该基体14以粘合的方式层压。所述的层压可使用通常的粘合剂，将基体14粘附至所述纤维网材料12上。较好的是，所述粘合剂适用于形成纤维网材料12及基体14的材料。纤维网材料12的平坦的高密度一侧提供了一个用于对基体14层压的优良的接触表面。或者，也可使用热学、超声波或其它粘合技术。
如以上所述及如图2及3所示，垫子10的结构显示了一个高蓬松的结构，所述结构在其整个厚度内基本上呈松散状态。这样的一个结构提供了一种带有表面的三维结构，在所述三维结构的整个厚度内的各个层次上具有松散的表面。对所述各个层次上的松散表面层，根据本发明的方法，可以如下所述地喷涂以印墨。根据本发明的一个优选的实施例，所述松散结构的特征在于：所述松散结构具有一松散的顶表面及位于整个顶表面和厚度内的空隙容积。较好的是，所述顶表面的松散区域及所述松散结构厚度中的空隙容积分别为50％或更大。另一适合本发明的纤维网材料及垫子结构为热熔融粘合的起圈纤维网结构。例如，揭示于申请号为08/769,097、申请日为1996年12月18日、授予Martin等人的美国专利。该专利内容在此参照引用。
可以理解到，本发明可应用于其它相似的、具有上述松散结构的三维结构，但是，所述结构并不必须由缠结的单丝构成。例如，这样的松散结构可藉由挤压将微纤或短纤维铺积并互相缠结。以形成所述的松散结构。本发明可应用的一个低密度的松散非织造纤维垫子结构揭示于授予Hoover等人的2,958,593号美国专利，其内容在此参照引用。
上述垫子的一个特征优点在于其掩盖灰尘的能力。即，纤维网材料12能容易地收集灰尘，并将灰尘留置于其结构内。灰尘的收集能力与垫子10的纤维网材料12顶表面的松散程度及纤维网材料12中的孔隙大小及容积而异。上述顶表面的松散程度及空隙容积的结构提供了掩盖灰尘的能力。藉由如上所述纤维网材料12的结构，皱缩的单丝起圈结构提供了隐匿、掩盖灰尘的结构。这就是说，只要形成足够的顶表面松散程度及空隙容积，则各个起圈部分可以遮盖并留置收纳灰尘的空隙。
根据本发明，以一种并不会严重损伤上述垫子材料10的性能的方式，在所述垫子材料上形成图像。特别理想的是，所述纤维网材料12的松散结构并未被较大地修改。即，所述空隙容积的变化小于10％左右。并且，较好的是，所述垫子10的耐久性能也未被实质性地改变。特别是，耐久性即意味着垫子10的结构耐久性以及形成的图像的耐久性。较好的是，不光垫子10提供了充分的使用寿命，且所形成的图像也可如同垫子本身那样经久耐用。而且，垫子10的柔软性或手感及弹性最好在图像形成之后也没有作较大的改变。柔软性被定义为材料对受压的抵抗能力。抵抗力越差，则材料越柔软。较好的是，本发明的方法并不较大地影响纤维材料12的柔软性，同时，也并不显著改变纤维网材料12的弹性模量及弹性回复力。所述的弹性模量、回复力及柔软性为纤维网材料12提供了如同为垫子10提供的手感或触感。
参照图1，该图说明了根据上述方法对垫子10进行图像印色的一个基本的过程。图中，一个松散结构的垫子10通过标示为16的印墨喷射型印刷装置。一个可用于本发明的机器为SCITEXTM层压式印色装置。喷墨印刷机16通常包括一个横向导向组件18，所述组件包括一导轨20及可在该导轨上作双向移动的滑架22。滑架22通常连接至一驱动该滑架以与印色过程相配合的速度作双向滑动的传动装置(图中未示)。如下所述，涂色喷头24被支承在滑架22上。另外，喷墨印刷机16通常也包括一用于标示如垫子10的纤维网材料的传递装置(图中未示)，所述传递装置以在导向组件18导引之下的预定的加工速度进行传递。另外，控制标示使所述纤维网材料保持于原位，而滑架22及其涂色喷头24在横向通过纤维网，同时完成对纤维网的印色。其后，对所述纤维网标示一预定量，以与下一次滑架的通过及下一次的印色工序向配合。较好的是，喷墨印刷机16在各个横跨通过纤维网材料的过程中完成一次印色操作。
如图8所示，垫子10可由滚筒36供给，并被喂入喷墨印刷机16的滑架22之下，用于图像印色。印色图像之后，该垫子可被卷绕成卷38。垫子10可由标示为40的至少一个或多个喂入辊标示或传动。通常是根据印色操作驱动一或多个喂入辊40。如果，所述垫子10的材料在机械加工方向上基本上是不可延伸的，则垫子10可经由第一张力调节辊42、一松紧调节辊44及第二张力调节辊46后被卷绕。调节辊44可转动地支承于张力臂47上，所述张力臂最好轮流地是藉由张力装置48而偏向。这样，当所述垫子10通过喷墨印刷机16时，有均一的张力。然而，在形成图像的过程中，如果所述垫子材料10是很少伸长的，则较好的是采用如图9所示的使垫子10通过喷墨印刷机16的通过方式。在该实施例中，垫子10从滚筒36送出，运行至张力调节辊42及46上，而没有穿过松紧调节杆。这样，在所述印色过程之前或期间不会在垫子10的材料内部产生张力(除了材料身重量对前行运动形成力)。更好的是，在张力调节辊42和46之间，垫子材料10形成弧形下凹，以进一步在印色操作之前或期间释放垫子10上的张力。所述弧形下凹最好不要太大，以免在垫子被送出时显著地增大该垫子的重力作用。对伸长很大的材料来说，过度的张力可能在印色图像时导致不合理的图像变形。垫子10也可以作为预制垫子喂入喷墨印刷机16，即，所述垫子以单一板片状喂入，而不是从滚筒上送出。在任一情况下，皆可使用上述释放张力的技术。
再回来参照图1。滑架22支承多个印色喷头24。印色喷头24(图中仅显示了四个)的数量取决于须喷涂的颜色数量。根据本发明，提供了至少一个印色喷头24，这样，可以得到一个连续色调、无限色泽的图像。较好的是，提供多个印色喷头24，以便除了那些印色的颜色之外，再提供至少一种可识别的色彩。更好的是，使用三个印色喷头24，这样，可以在纤维网材料10上形成纯色彩的连续色调图像(该纤维网材料本身最好是白色的)。特别是，一个用于形成纯色彩图像的系统装备有三种颜色(例如，蓝青、品红及黄色)或四种颜色(例如，蓝青、品红、黄及黑色)的印色喷头24。如图2所示，各个印色喷头24通常包括多于一个的可从其中喷射出特定颜色的喷管26。如图2所示印色喷头24配备2个喷管26，应该知道所提供的喷管26可以多也可少，这类机械通常是每个印墨喷头24装备有2至4个印墨喷管。再有，本领域技术人都知道所示喷管的结构及其操作。因此，以下不作特别叙述。
如图1所举例说明，对滑架22的每一次的通过来说，有4个印墨喷头24通过垫子10之上。而且，各个印墨喷头24包括一定数量的喷管26。这样，滑架22每通过一次就可以在垫子10上其上形成其数目相当于装备于印墨喷头24上的印墨喷管26总数的印色条纹。
各个印墨喷头24填装有各种不同颜色的印墨源(图中未示)。另外，所述印墨单独地供给至各个印墨喷管26。本印墨喷射领域人们都知道，各印墨喷管26喷射出连续的印墨滴流可回用，在印墨喷管中，除非所示印墨液滴因受到电磁辐射影响而偏向于所需印色的材料表面，则所述的电磁偏向可藉由如图1所示的电子控制系统28进行控制。控制系统28对各个印墨喷头24的印墨喷管26提供恰当的信号，这样，根据所需印色的图像，在滑架22的运行中，将合适的颜色在合适的距离进行色彩印色。这些控制系统也是大家所熟悉的。
上述电子控制系统28最好采用PC机。一个须在垫子10上印刷的图像可由任一已知的方法放在PC上。在所有的情况下，上述图像以数字化格式储存于电子控制系统28中，其中，图像被分解为三或四种必须的颜色以提供纯色彩图像。例如，可由已知的扫描设备将图像扫描、储存于PC系统。然后，将图像数字化处理，并分离为三或四种组分色彩。将这些信息经电子控制系统28提供给各印墨喷头24的印墨喷管26，以使印墨可沿各个特定管路，按预定的图案印至纤维网10上。一旦三或四种颜色加成最终完成所述的线条，即在垫子10上形成纯色彩图像。值得注意的是，这样一个数字化图像分解为许多像素(各个像素自身组成一个点阵，例如，在SCITEXTM的外置式印色装置的例子中，组成例如7×7的矩阵)。作为这类图像成形的一个部分，各个像素被放大后，应用至一更大的例如垫子10的纤维网材料。这样，原始图像被分离为许多像素，各个像素根据所希望的应用被放大，而且，所述像素以严密的方式被显现于需印色的垫子上，由此，在纤维网材料上形成图像。储存的图象与在像素—像素基上的图像的相应的关系将在以下叙述。
如上所述，纯色彩印色由三或四种基色的着色而完成。从所述基色可以在被染物上形成无限色彩的图像。用于形成纯色彩印色的印墨可以是透明或不透明的印墨。同样值得注意的是，根据本发明，也可以使用其它颜料或染料，只要能获得上述垫子特性即可。另外，对任一种印墨来说，较好的是，所述印墨与基体有良好的相容性。特别是，所述印墨对垫子10有良好的粘合性及湿润性。所述印墨还须有一定的粘度，以使得印墨能通过特殊的施加装置。如果所用的是喷墨印刷机，所述印墨还必须是导电的。根据本发明的一个优选的方面，垫子10由乙烯基材料组成的纤维网材料12。因此较好的印墨包括有乙烯基印墨。理想的是，所述印墨具有足够的模量，而不会对纤维网材料12的柔软性及手感等特性产生太大的负面影响，但仍能保证所形成的图像可与垫子10同样地持久耐用。
较为理想的还有，至少所述垫子10的纤维网材料12由中性的白色材料构成。具有这样的中性白色背衬，再结合使用透明印墨。这是一个可被用来，形成三维结构图像，并获得足够清晰的纯色彩图像的重要方法。更特别地，所述白色背衬提供了适当的光反射率。在这一方面，业已发现，在白色度为15％的材料上可有效地形成图像。更理想的是，所使用的材料的白色度大于60％。为决定白度的百分数，建立了一个连续色调的灰度表，并将其印于纸片上，其色度范围从白色至接近黑色。印色的图像印在灰度表上。找到在灰度表上，图案变得十分清晰的一点。然后，在没有形成图像，但相似的灰度表上用绿色的三色滤色器测定其白色度，因为，所述的滤色器与人眼的视觉最匹配。
纤维网材料12本身可以包括一白色的聚合物材料。特别是对理想的聚合物，例如乙烯基，再填充以金红石二氧化钛(TiO2)或其它的填充料，以给聚合物打上白底色。尽管，白底色垫子材料的使用与所述垫子材料通常的使用目的相悖，即，所述垫子通常的使用目的是用作地板覆盖物，以阻留灰尘和颗粒物，但业已发现，一个白色的背衬对这样一个三维垫子结构是否能有足够清晰的纯色彩图像来说是重要的。更理想的是，柔性基体14同样也是白色的，且可按上法形成白色。
或者，垫子10本身无须由白色材料构成。至少垫子10的部分纤维网材料12在图像形成之前打上白底色。同样重要的是，上述纤维网材料可以这样的方式打上白色，该方法并不显著影响垫子的质量，即，不影响其柔软性，弹性，耐久性及空隙容积。不过，该方法可以较图像形成方法更容易地完成，因为，其清晰度和分辨率并不成为问题。
作为另一个选择，垫子10的纤维网材料12可以由一无色、基本上是透明的材料组成。在一个较好的实施例中，这意味着上述纤维网材料12的起圈部分将是无色的(材料上无颜料或染料)。然后，优选的是，柔性基体14可以由一如上所定义的白色的材料组成。这样，上述白色、柔性基体14提供了所需的光反射率，以增强在垫子10之上形成的图像清晰度。
如上所述，以数字化格式储存的图像在某种意义上来说，是在基体上发射出一个图像表面。更具体地说，用于喷墨印刷机的印墨喷管26按一定的方式对纤维网材料10喷射印墨液滴，由此，在纤维网材料10上形成图像。
为在如垫子10等三维基体上获得足够清晰度的图像，上述图像必须印色至所述三维结构中的各个层次上。也就是说，所述组成图像的印墨喷涂于垫子10上，使得在垫子10的松散结构中长丝起圈部分，特别是在纤维网材料12的结构中的各个层次上被印色。藉由喷墨印色，微小的印墨液滴可并足够深入地喷涂于三维结构的长丝表面，形成小点状。
根据本发明，在松散三维结构内可印色表面及纤维网材料12的多个层次面上形成多色彩的印墨液滴的垫子10的一部分示于图7。纤维网材料12的整个厚度上基本上都被用来构成一个总体图像。这样，基本上纤维网材料12的总的厚度上都对一个足够清晰的图像的形成起了作用。根据图像的可辨认性及美学性质，可以决定图像清晰度的充分与否。这即是说，所印色的图像须与其所取作样本的原始图像十分相似。较好的是，清晰度不仅包括辨认图像时的图像清晰度，且也包括图像的“连续色调”或纯色彩的可感觉范围。
特别是，参照图2，垫子10的纤维网材料12定义了一个呈现的图像表面，所述图像表面位于由破折线X-X所表示的中间平面附近。即，为形成具有足够清晰度的图像，印墨须印色至上述平面，且印色至面向印墨喷头24的起圈长丝的各个表面。对本发明涉及的松散、高蓬松度的结构来说，印色的深度应与纤维网材料12在松散三维结构的厚度方向上伸展的程度基本相同。如其底部密度较大的纤维网材料结构12所示，三维松散结构及印色的厚度层次最好是约为所示纤维网材料12总厚度的67％。
在图2中，垫子10从左向右移动。而且，与滑架22(图中未示)相连的印墨喷头24在垂直于纸面方向进出。所表示的二个印墨喷管26在垫子10上产生了可作为特征的二个邻接的条状印痕，所述垫子10在垂直于图面的方向上进出。如前所述，条状印痕显现于图像的表面X-X。某些印墨可能被喷涂至更深处。更具体地，印墨喷管26分别以不连续的滴流的方式将印墨喷射至垫子10上。所述滴流，一般表示为30及32，形成了一个基本上为发散形的液滴流。为便于说明起见，所述发散形滴流在图中被夸张显示。可以理解到，事实上，任何一种喷射流，不管是由液滴组成还是一个连续的液流，当离开一定距离时，该喷射流多少呈现一些发散状。例如，产生的发散状主要是二维形态，即，形成一扇状，或形成一具有基本上为圆形或椭圆形截面的锥状。另外，所形成的形状可以是对称的或与喷喷涂墨的方式无关，即，由于喷墨印刷机的电磁偏向，通常全呈一个非对称扇状。
在图像显现的表面(通常为基体的平坦表面)上，一个所需的基本的设计是：发散状滴流30及32被设置成互相紧挨邻接。这样，该二滴流会非常相近地会聚在图像的表面。在一个详细说明的例子中，所述滴流30及32，几乎会聚于显现图像的表面X-X上。一个基本原则是储存于喷墨印刷机的电子控制系统28中的像素与需形成于显现图像的表面上的放大像素间有直接对应关系。换言之，如果将所述图像数字化，且分解为各个像素，使该图像显现于一表面，这样，像素便能以相同次序排列，且各个像素可分别以其边缘与其邻接的像素边缘精确相接，而不发生重叠。
为保证滴流30及32会聚在精确的位置上，并藉此获得如前所述相应的图像，印墨喷头24通常呈垂直调节与滑架22连接。通过这种调节，使其可适应不同厚度的基体进行印色。再有，如果使用多个印墨喷管26，则通常是将所述印墨喷管26作相互之间的水平调节。在使用多于2个的印墨喷管26时，这种调节更显重要，因为这样的调节可提供均匀的发散形滴流。
再者，对如松散结构的垫子10的三维结构物体来说，重要的是，图像须形成于基体的厚度中，由此获得一足够清晰的图像。因此，须使所述图像形成于垫子10的厚度内，实质上，须显现于X-X平面上。但是，为获得足够的清晰度的同时，又要坚持上述在一表面上形成相应的纯色彩图像的原则，就会产生一个问题。即，参照图2，由于印墨喷头24在垂直于纸面方向上进出移动，如上所述的色彩条状印痕置于垫子10上，在垫子10上表面的位于发散形滴流30和32之间，形成未着色的表面区域A。该表面区域A未着任何色彩。垫子10应在印墨喷头24过后向前标记，便利位于滴流30左侧的区域将接着被印色。此时可以看到，在整个垫子10之上出现一个未着色线条的重复条状印痕图纹。
为克服这一问题，本发明开发了一个方法，藉此方法，可以消除这些横向未着色线条的形成。特别是，如图3所示，印墨喷头24进一步调节至远离垫子10，使此时的发散形滴流30和32精确会聚于指定点34。该点位于或正巧高于纤维网材料10的顶侧，也就是纤维网材料12的起圈部分顶侧。由此，可以消除如图2所示的未着色区域A。虽然，以这种方式调节印墨喷头24与基于直接的像素—像素原理，在一基体上形成相应图像的原则是不利的。
为增强图像清晰度，图像须在三维结构中显现，但为了获得完整的覆盖，则又如图3所示，产生了滴流30和32的交迭。上述交迭发生于点34处，且在垫子10的结构中向下延伸至由X-X定义的图像显现平面。这意味着，尽管垫子10的最顶层表面提供有基本上相应的图像，但喷涂于重叠区域Y内的长丝部分的印墨液滴改变了该图像。这种重叠导致由重叠区B所限定的区域的颜色，颜色被更厚重地喷涂至该区域B位于线条X-X的平面。换言之，完成如上所述的像素—像素边缘—边缘的关系。这意味着在显现图像的平面X-X上的像素的重叠导致图像清晰度的降低。然而，由于所喷涂的印墨在松散三维结构表面、或其结构中的喷涂性能(在用喷墨印刷机时，印墨是一种液滴)，实际上能获得较清晰的图像。上述说明特别适用于这些情形：即，在印色喷头上装置了多个印墨喷管或其它印墨喷射部件。在印色喷头24上只装有一个印墨喷管26或其它类型印墨喷嘴时，用完全相同的应用原理作为所述垫子10的标示操作的。即，根据本发明，垫子10上应标示以一提前量，这样，将使一发散形滴流定位使得与其邻近提供的滴流会聚于垫子10的最上部表面。一个相似的重叠区B将确定在基本上由线条X-X所定义的显现图像的表面层次上。
如图4所示，垫子110包括一个具有松散三维结构的高蓬松度的纤维网材料112，但在其底层部分，未被致密化。即，这种松散结构扩展于纤维网材料112的整个厚度范围内。显现的图像平面用Z-Z线表示。如同上述的实施例，上述图像形成于纤维网材料12的整个厚度中。此时，印色的厚度基本上相当于100％的纤维网材料112的厚度。图像再次由喷涂至三维高蓬松度结构的各个不同层次上的印墨形成。柔性基体14的上表面实际上也可能对印有印墨的该区域的形成作出贡献，并被包括在整个形成的图像中。再有，为了上述同样的打印考虑须有补偿。尽管图像形成的层次可直至线Z-Z标示的平面，以在这些高蓬松度的松散三维结构上形成足够清晰的图像，然而，为在纤维网112表面完全完整的印色，需在淡层次(示为B)上产生重叠。其它的部分相似，但都标以100序列的标号。
在图5及6中，显示了也可适用于本发明的不同类型的印色装置。更具体地说，是以示意图形式显示了一种喷雾印花装置用于将印墨喷涂于如垫子10等上的印花原理。垫子10可以是如上所述的任一类型。这类机器的一个例子是Vutek SprayJet Printer，型号1660。该机器由New Hampshire，Meredith的Vutek，Inc.制造。与上述印墨喷射装置16相比，这种喷雾印花装置被设计成可在一垂直设置的基体上喷涂成象。
为完成本发明的方法，垫子10可从，比如说导辊52，沿着一压辊54导行，再作处理。纤维网移运经过喷雾印花装置50，以便在垫子10的三维结构上形成图像。或者，垫子10可从一组滚筒导向另一组，以使垫子10在二组滚筒(而不是铺于压辊54之上)跨距之间被印以图像。在任一情形中，如同所述印墨喷射装置16中的情况那样，喷雾印花装置50由一电子控制系统56控制，以便将相应的图像从数字化图像移印至垫子10上。
如图5所示，喷雾印花装置50包括一个可横跨垫子10的上面，来回横向移动的滑架58。滑架58支承与所须喷涂的颜色相同数量的多个印墨喷头60，各个印墨喷头60包括一或多个喷嘴。同样，如上所述的系统，为提供无限变化的颜色的纯色彩图像，可以用三或四种颜色透明印墨。或者，可以使用不透明印墨，为特殊图象提供任何数量的多种颜色。各种颜色印墨喷嘴60配置有单独的印墨输入口62，如图中所示。
参照图5，图简要显示了所述印墨喷色装置的操作。各个喷嘴60上设有一个空气进口64。一个气压增压装置66连接于空气进口64的各个喷嘴及周围的针筒状部分68。来自印墨输入口62的印墨通过针筒状部分68的通道，并经过其头端的开口处。通过空气入口64供给气压增压装置66内的气压任选过针筒状部分68的减小直径部分，并通过位于针筒状部分68端部的印墨开孔。这个动作导致印墨从针筒状部分开孔处喷射出，至垫子10上。这类喷嘴提供了相似的基本上为发散形的印墨滴流70，如同上述使用喷墨印刷机16时所形成的滴流30及32。在这一类装置中，所形成的滴流呈典型的锥状。
为控制印墨在垫子10上的喷涂，通过管线72，从空气源73对空气入口64提供脉冲式空气。经由管线72所提供的脉冲式空气由调制器74进行控制，该调制器又由电子控制系统56进行控制。换言之，基于所需形成的图像，控制系统56启动调制器以提供脉冲空气，在精确的时刻控制印墨喷射。
以基本上如同上述印墨喷射装置类设备的方式，，在垫子10上形成一个图像。即，当喷墨印色装置在横跨垫子10的方向上移动时，一系列有色印墨有序(成线条)地喷涂至垫子上。为在垫子10的三维结构上提供足够清晰度的图像，所述有序(线条)按上述的原则排列起来，如图3所示。另外，对单一喷嘴，图像的清晰度及重叠是滑架58每次通过垫子10时标示的函数。
还要理解到：根据上述原理，可以使用其它可喷涂印墨、染料或颜料的机械。特别是，垫子的特性并不因此受损。再有，藉由将印墨充分喷涂于包括其顶部表面在内的三维结构中，可将一足够清晰的连续色调图像形成于的三维结构内。同样值得注意的是：上述粘结材料，例如，用于乙烯垫子的塑料溶胶，可在图像形成之前及其后再施加，也可仅在图像形成之后使用，或者，完全不使用。较好的是，用这样一种涂层，该涂层不仅改善垫子10结构的耐久性，且也使得图像经久耐用。即，图像并不容易从垫子上磨去。如果垫子是由热熔粘结的长丝构成，第08/769,097号美国专利上所说的印有图像的垫子，尽管，对松散的起圈结构的整体性来说，粘结剂并不是必须的，但，最好在图象成形后，涂上与垫子材料相配的涂层，以改善图像的耐久性。
实施例
实施例#1所使用的纤维网按第4,351,683号美国专利所述方法制备
实施例#1除了塑料溶胶粘结剂的配方是；
组份      属性                           商标          ％(重量)
树脂      氯乙烯-乙烯乙酸酯共聚物        Formosa       45.1
          分散液树脂                     F-40
树脂      氯乙烯-乙烯乙酸酯共聚物        OXY 0567      10.0
          混合物树脂
增塑剂    邻苯二甲酸二异壬基酯           Jayflex       43.1
                                         DINP
稳定剂    钡、锌稳定剂                   Ferro         0.8
                                         BH-191
杀菌剂    10，10-双吩噁吡(5％在DIDP      Vinyzene PB-  1.0
          增塑溶液)                     3081
Formosa制品可购自美国新泽西州Livingston的Formosa塑料公司；OXY制品可购自美国宾夕伐尼亚州Pottstown的Occidental化学品公司；Jayflex制品可购自美国德克萨斯州休斯顿的埃克森化学品公司；Ferro制品可购自美国俄亥俄州华walton hill的Ferro公司；vinyzene制品可购自美国俄亥俄州Cincinnati的Morton国际公司。
使用Scitex“外置式”印色装置，分辨力为10dpi，用一10盎斯罐装的3MTMscotchgardTM织物保护剂，对生成的垫子材料印以数字化图像。但需要调整印色喷头和背衬板之间的距离，以使0.4英寸(10.2mm)厚的垫子可喂入通过该印刷机。所使用的印墨购自Imaje印墨喷涂公司，Kenresaw Georgia，
(1)品红  制品编号A13653
(2)黄    制品编号A13657
(3)蓝青  制品编号A13855
(4)黑    制品编号A13659
然后，再对印有图像的垫子涂施上述溶胶粘结剂，并在一300°F(150℃)的鼓风炉中粘结3分钟以制得具有耐久性图像的垫子。此处，“耐久性图像”一词意指垫子的使用寿命与所形成的图像的使用寿命大致相同。此处，“图像寿命”一词意指图像开始损坏，无法容易辨识之时。空隙容积及其它垫子性能基本保持不变。
实施例#2所使用的纤维网按实施例#1的方法制备，然后再按第3,873,988号美国专利所述方法进行背衬。其不同之处仅在于其泡沫背衬材料的配方如下：
组份           属性                    指定商标％         (重量)
树脂           氯乙烯-乙烯乙酸酯       OXY 0567           58.9
               共聚物混合树脂
增塑剂         邻苯二甲酸二异壬基酯    Jayflex            36.9
                                       DINP
稳定剂         钡、锌稳定剂            Ferro              0.9
                                       BH-191
杀菌剂         10，10-双吩噁吡         Vinyzene           1.0
               (5％在DIDP增塑溶液)中   PB-3081
填料           碳酸钙                  Duramite           1.0
                                       14
表面活性剂     硅氧烷表面活性剂        硅氧烷DC           1.3
                                       1252
OXY制品可购自美国宾夕伐尼亚州Pottstown的Occidental化学品公司；Jayflex制品可购自美国德克萨斯州休斯顿的埃克森化学品公司；Ferro制品可购自美国俄亥俄州华walton Hill的Ferro公司；vinyzene制品可购自美国俄亥俄州Cincinnati的Morton国际公司；Hubercarb制品购自衣利诺衣斯州Ouincey的J.M.Hube公司Corpw；而Silicone DC可购自明尼苏达州Auburn的道康宁公司。
根据实施例#1所述的方法，在所制得的纤维网上喷涂一数字化图案，然后，涂覆塑料溶胶，制得一个有耐久性图像的垫子。空隙容积及其它垫子性能基本上保持不变。
实施例#3根据第3,837,988号美国专利所述的方法挤压如实施例#1所述的纤维网，但不在其上涂覆塑料溶胶粘结剂。然后，按实施例2所述方法，对此未粘合的纤维网进行背衬。再根据实施例#1，用Scitex“外置式”印色装置，分辨力为10dpi，用一10盎斯罐装的3MTMscotchgardTM的织物保护剂对所制得的垫子材料印色形成数字化图像。然后，按实施例#1所述，对所得到的纤维网涂覆以塑料溶胶，以产生有耐久性图像的垫子。空隙容积及其它垫子性能基本保持不变。
实施例#4根据第3,837,988号美国专利所述的方法挤压如实施例#1所述的纤维网，但不在其上涂覆塑料溶胶粘结剂。然后按实施例#2所述的方法对此未粘合的纤维网进行背衬，再根据实施例#1，用Scitex“外置式”印色装置，在分辨力为10dpi，用一10盎斯罐装的3MTMscotchgardTM的织物保护剂对所制得的垫子材料印色形成数字化图像。所述垫子上不喷涂另外的粘合剂。“图像寿命”约为其后再涂覆塑料溶胶(实施例#1-3)的垫子的20％。空隙容积及其它垫子性能基本保持不变。
实施例#5对实施例#1所述的纤维网涂覆以上述的塑料溶胶粘合剂。然后，用Vutek 1660型喷墨印刷机，印色形成数字化图像。所使用的印墨的一般配方如下：
组份              属性                            ％(重量)
溶剂              1-甲氧基-2-丙基乙酸酯           40-70
                  二甘醇单乙基乙醚乙酸酯          15-40
                  环己酮                          7-13
颜料              铜酞氰蓝                        1-5
聚合物            乙酸乙烯酯-乙烯醇-氯乙烯聚合物  1-5
                  丙烯酸乙酯                      ＜0.7
在垫子上形成9dpi的棕色图像。然后，再用上述塑料溶胶粘结剂对印有图像的垫子作涂层，在一300°F(150℃)的鼓风炉中粘结3分钟，制得印有耐久性图像的垫子。空隙容积及其他垫子性能基本保持不变。
实施例#6根据申请号为08/769,723的美国专利所述的方法，制备复合挤压的纤维网，层压为一背衬材料。然后，在一约300°F的循环通风炉中作热粘结，再根据实施#1的方法进行印色。但在形成图像之后，不再涂覆粘结剂或保护性涂层。除了图像耐久性降低之外，空隙容积及其它垫子性能基本保持不变。

Claims (27)

1.一种连续色调图像的形成方法，所述方法是在一高蓬松度的垫子制品上形成一个三维结构的图像，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
(a)提供一种高蓬松度的纤维网材料，所述纤维网材料具有一个第一主表面及一个三维的松散结构；所述三维松散结构在所述纤维网材料厚度内部，至少从该第一主表面部分地扩展；所述第一主表面的特征在于：所述主表面具有一松散结构，具有可印色表面的所述三维松散结构，在纤维网厚度中的各个层次上提供了可印色表面；
(b)在所述纤维网材料第一部分和喷墨装置的相对运动中，用一喷涂装置将至少一种彩色印墨喷涂于所述第一部分的第一主表面，在所述纤维网材料的第一部分形成图像；
(c)按预先设计的图像图形控制喷涂，由此，将印墨喷涂至所述纤维网材料的三维松散结构中各个层次上的可印色表面，以在所述纤维网材料上形成一个三维连续色调的图像部分，但并不显著地改变三维松散结构的空隙容积。
2.如权利要求1所述的图像形成方法，其特征在于，所述方法进一步包括下述步骤：
(d)通过相对移动纤维网材料和喷涂装置的位置，来标示纤维网材料，使得在所述纤维网材料的下一个部分可形成图像；
(e)通过在下一部分和喷涂装置的相对运动中，用一喷涂装置将至少一种颜色印墨喷涂于所述下一部分的第一主表面上，使所述纤维网材料的下一部分形成图像；
(f)按预先设计的图像控制喷涂，将印墨喷涂至所述纤维网材料的三维松散结构中各个层次上的可印色表面，以在所述纤维网材料上进一步形成一邻接的三维连续色调的图像部分；及
(g)重复上述步骤(c)及(b)，直至在上述纤维网材料的三维松散结构的表面及内部产生一所需的连续色调图象，由此，可在垫子的整个第一主表面上有效地成象。
3.如权利要求2所述的图像形成方法，其特征在于，所述方法还包括在形成图像之前，将所述纤维网材料粘结至一柔性基体上的步骤。
4.如权利要求3所述的图像形成方法，其特征在于：
其中，提供纤维网材料的步骤包括：
提供一由多起圈部分构成的松散三维结构的纤维网材料，所述起圈部分具有至少50％的空隙容积，并扩展至厚度内；
所述图像形成步骤包括：
将印墨喷涂至贯穿整个松散三维结构厚度内的一个部分及所述柔性基体表面的部分。
5.如权利要求3所述的图像形成方法，其特征在于：
其中，提供纤维网材料的步骤包括：
提供一由多起圈部分构成的松散三维结构的纤维网材料，所述起圈部分具有至少50％的空隙容积，并扩展至一半厚度内，但在纤维网材料和柔性基体的邻接界面区域处的厚度内密度仍很大；
所述图像形成步骤包括：
将印墨喷涂至所述高密度区域上的松散三维结构部分及面向喷涂装置的高密度区域部分上。
6.如权利要求3所述的图像形成方法，其特征在于，所述提供纤维网材料的步骤提供了一个可在其上实施成象的白色纤维网材料上实施成象的步骤。
7.如权利要求6所述的图像形成方法，其特征在于，所述提供纤维网材料的步骤包括一个提供其本身由白色材料组成的纤维网材料的步骤。
8.如权利要求3所述的图像形成方法，其特征在于，所述提供纤维网材料的步骤包括一个提供由无色材料组成的纤维网材料以及将一个白色的柔性基体粘结至纤维网材料上的步骤。
9.如权利要求2所述的图像形成方法，其特征在于，所述方法还包括一个多色彩图像的形成过程，藉此，喷涂多种不同的颜色印墨，以使其中至少一种颜色可辨识。
10.如权利要求9所述的图像形成方法，其特征在于，所述方法还包括一个纯色彩图像的形成过程，藉此，可对所述纤维网材料的各个部分喷涂以至少三种不同颜色的透明印墨，以获得一个纯色彩连续色调图像。
11.如权利要求10所述的图像形成方法，其特征在于，所述方法还包括一个用电子控制系统储存数字化图像的过程，及控制所述图像形成步骤，以在所述纤维网材料的松散三维结构上实质性地形成数字化图像。
12.如权利要求2所述的图像形成方法，其特征在于，控制所述的标示步骤及图像形成中的喷涂操作，以在所述喷涂装置相对于纤维网材料的运动方向中，在纤维网厚度同一层次上的三维松散结构上、同一种颜色发生重叠。
13.如权利要求12所述的图像形成方法，其特征在于，所述的喷涂操作包括：
从彩色印墨喷头喷射一发散状印墨流，及标示出纤维网材料与所述彩色印墨喷头的相对位置的步骤，以使在彩色印墨喷头将印墨第一次喷射于纤维网材料的第一部分之后，紧接着定位纤维网材料的下一部分，以便在彩色印墨喷头的第二次喷射之后，即可形成所述的重叠，由此，在第一主表面上有效地形成图像。
14.如权利要求12所述的图像形成方法，其特征在于，所述喷涂过程包括：
从多个同样彩色的印墨喷头喷射一发散状印墨流，其中，所述多个同样彩色印墨喷头相对定位于所述喷射装置上，使得在印墨第一次喷射于纤维网材料的第一部分过程中，由相邻的同样彩色印墨喷头形成色彩的重叠，由此，有效地再次在第一部分的第一主表面上形成图像。
15.如权利要求2所述的图像形成方法，其特征在于，所述方法还包括一个在图像上提供涂层，以改善耐久性的步骤。
16.一种其上形成有图像的高蓬松度的垫子制品，其特征在于，所述垫子制品包括：
一种具有第一主表面及三维松散结构的高蓬松度的纤维网材料，所述三维松散结构在所述纤维网材料厚度内，至少从其第一主表面开始作部分扩展；所述第一主表面的特征在于：所述主表面具有一松散结构，所述三维松散结构在所述纤维网材料的厚度中的各个层次上具有可印色表面；
在所述纤维网材料的至少一个部分上形成连续色调图像，所述图像包括至少一种喷涂于所述纤维网材料的三维松散结构中的各个层次的可印色表面上的印墨颜色；其中，纤维网材料形成有图像部分的空隙容积与所述纤维网材料上未形成图像部分的三维松散结构的空隙容积相似。
17.如权利要求16所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，所述垫子制品还包括粘结至纤维网材料上的柔性基体。
18.如权利要求17所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，所述纤维网材料包括在厚度方向上具有松散的三维结构，印墨印色于贯穿其整个厚度的三维松散结构部分及柔性基体表面。
19.如权利要求17所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，所述纤维网材料包括一至少在其一半厚度上扩展的松散三维结构，所述松散三维结构在其邻接于纤维网材料和柔性基体的内界面区域处的密度更大，所述印墨喷涂在所述致密区域上的松散三维结构的可印色表面，及喷涂于其面背向着所述内界面的高密度区域。
20.如权利要求17所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，所述纤维网材料包括一其上将形成图像的白色纤维网材料部分。
21.如权利要求20所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，所述纤维网材料自身由白色材料组成。
22.如权利要求17所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，所述纤维网材料由一无色材料和粘结至该纤维网的白色柔性基体组成。
23.如权利要求16所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，所述纤维网材料的三维松散结构由多起圈部分构成，由此，所述三维松散结构特征为具有至少50％的空隙容积。
24.如权利要求16所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，所述图像由涂敷的不同颜色印墨构成，以在该连续色调图像中产生至少另外一种色彩。
25.如权利要求16所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，所述图像由涂敷于纤维网材料之上的、包括至少三种不同颜色的透明印墨的纯色彩图像构成，以产生一种连续色调图像。
26.如权利要求25所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，在纤维网材料的第一主表面上有效地成象，所述图像重叠区是同种颜色在纤维网材料的厚度中的各个层次上、三维松散纤维结构厚度中的一个方向上的同样色彩重叠形成。
27.如权利要求26所述的形成有图像的垫子制品，其特征在于，所述垫子制品还包括一涂敷于所述图像之上、用于改善耐久性的塑料溶胶涂层。
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