CN103568424A - 一种防爆结构及防爆层迭结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防爆结构，其特征在于，包括：基材，及由含有氨基甲酸酯的高分子材料制成的防爆层，所述防爆层形成于所述基材的表面上。另外，本发明还提供一种防爆层迭结构。与现有技术相比，本发明提供的防爆结构，可大大降低在基板上提供的防爆功能所需的时间及成本。

Description

一种防爆结构及防爆层迭结构

技术领域

本发明是有关于一防爆结构，可适用于任何一含硅的基材上，以取代传统的防爆膜的防爆结构，而该基材没有任何表面形状的限制。

背景技术

传统上防爆结构的实施方法是在基材上贴合一层防爆膜。请参阅图1，它图示出一传统的防爆膜贴合到一平面玻璃10的侧视图。该防爆膜包括两个层，一薄膜层12和一压敏胶（PSA）层11，该压敏胶层11承受压力时压敏胶分子间便会形成连结，换言之，当该平面玻璃10的表面承受冲击力时，压敏胶层11亦承受到压力，因而产生黏性使得玻璃碎片不致飞散，压敏胶无须溶剂、水或热来启动此物理反应。

制造防爆膜的传统方法是用辊到辊(roll-to-roll)制程，如图2所示，这是一个涂布、印刷涂料，或处理任何由一卷柔性材料之后输出制成重卷的过程。通常在基膜(base film)涂布一层压敏胶之后，其成品在纵切机上重新切割以符合卷绕器的尺寸。这种成品需要被储存在一个常压的高压釜中，然后，再输送到工厂，根据施用的产品的大小切成适当的尺寸，例如手机外壳、手表盖、触碰屏幕、窗户玻璃之类的各种产品。通常，这样的防爆结构的厚度在100微米以上。

上述的贴合方式的成本是较高的，因为防爆膜的成本并无法有效的降低，原因是某些程序在供应链及流程中并无法被省略，例如，涂布压敏胶于基膜上需加热加以固化、成卷的防爆膜再切割成适用的大小、防爆膜贴合于产品上后须再加热。储存和运输传统防爆膜是非常不方便的因为传统防爆膜需要被存储在一常态监测压力的高压釜内；而当被贴合的基材非平面时，良率相当低，限于传统防爆膜的材质与结构，在贴合区面基材时是有相当难度的；如图3所示，传统的防爆膜贴合在非平面基材时，在贴合的角落常常可检视到空气33，薄膜层32需要提供一定程度的硬性才能够提供表面让压敏胶31依附达到防爆效果，但这样的硬性限制了传统防爆膜在曲面基材上的适用性。此外，传统防爆膜的厚度限制了产品轻薄化的设计，特别是精密电子产品类的设计。

多个已经公开的专利和技术，提出不同的结构的防爆玻璃或防爆膜。然而，这些建议，只提供部分的解决上述问题的方案，因此并不实用。例如，台湾专利申请第099123505号公开了一基底层作为第一光学胶状物的平面支撑，再将第一光学胶状物预固化或全固化为光学硬质膜层接着再涂布第二光学胶状物于光学硬质膜层上，并使压敏层黏附于第二光学胶状物上，接着半固化第二胶状物使其转变为光学黏着胶层以形成防爆结构。被光学胶状物及压敏胶所黏附的基材必须为平面的，经过全固化或半固化后以形成平坦的硬质层，因此，该技术不适用于曲面的基材上。

现有技术无法提供一个整体的解决方案和结构以解决上述问题。因此，申请人构思出本案“一种防爆结构”以解决上述问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种防爆结构，可大大降低在基板上提供的防爆功能所需的时间及成本。

为了解决以上的技术问题，根据本发明的第一构想提出一种防爆结构，其包括：基材，及由含有氨基甲酸酯的高分子材料制成的防爆层，所述防爆层形成于所述基材的表面上。其中，该基材为含硅材料制成，所述基材不限于其透明度，可为不透明基材，半透明基材或透明基材；所述基材的表面不限于其表面几何轮廓，可以为平坦、弯曲、凹凸、不规则、蚀刻及其组合的表面等形状；所述含有氨基甲酸酯的高分子材料为水性高分子材料、油性高分子材料或二者的组合；较佳的，所述含有氨基甲酸酯的聚氨酯高分子材料为水性高分子材料；透过湿式涂布方式在基材上涂布所述含有氨基甲酸酯的高分子材料，该湿式涂布方式可为喷头涂布、缝口模头涂布、浸涂、淋涂、气刀涂布法以及其组合。接着通过热固化或紫外线固化处理，使含有氨基甲酸酯的高分子材料硬化，形成防爆层。

本发明的第二构想的防爆结构，包括基材；油墨膜，形成于所述基材的表面上；由含有氨基甲酸酯的高分子材料制成的防爆层，所述防爆层形成于所述油墨膜上。高分子材料为聚氨酯高分子材料。

该油墨膜由喷雾印刷、丝网印刷、转印印刷、喷墨印刷、电镀及其组合形成于该基板的表面上，并介于所述基材与所述防爆膜之间。该油墨膜为的油墨聚氯乙烯基油墨(Polyvinyl Chloride)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯基油墨(ABS)、丙烯酸基油墨(Acrylic)或者以上各物质的组合所形成。油墨的透明度并无特别要求，即油墨可以为不透明油墨、不透明油墨、半透明油墨、透明油墨及其组合。接下来，透过湿式涂布方式在基材上涂布该高分子材料，该湿式涂布方式可为喷头涂布、缝口模头涂布、浸涂、淋涂、气刀涂布法以及其组合，接着通过热固化或紫外线固化处理，使含有氨基甲酸酯的高分子材料硬化，形成一防爆层。该高分子材料为水性高分子材料、油性高分子材料或及其组合。高分子材料为聚氨酯高分子材料。

以上所述之防爆结构也可以依次堆栈成多层防爆层结构，包括：复数个防爆结构依次层迭形成，其中该防爆结构包括：基材；及由含有氨基甲酸酯的高分子材料制成的防爆层涂布于所述基材上。所述防爆结构包含有油墨层，所述油墨层介于所述基材及所述防暴层之间。高分子材料为聚氨酯高分子材料。

优选地，所述复数个防爆结构之间包含一材料层，其特征在于，该材料层为吸热材料、紫外线吸收材料、减震材料、吸音材料、真空或者以上材料的组合。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为揭示传统的防爆膜结构贴合于平面基板的侧视示意图；

图2为传统防爆膜使用辊到辊制程的示意图；

图3为揭示传统的防爆膜结构贴合于曲面基板的侧视示意图；

图4为高分子材料中脲素链的结构；

图5a为一0.8mm的玻璃经贴合传统的防爆膜经过自由落体测试后之正面所呈现的外观示意图；

图5b为一0.8mm的玻璃经涂布本创作之防爆膜经过自由落体测试后之正面所呈现的外观示意图；

图6a为为本发明的第一实施例的示意图；

图6b为为本发明的第一实施例之可能应用例之一的正面俯视示意图；

图6c为为本发明的第一实施例之可能应用例之一的背面俯视示意图；

图7为为本发明的第二实施例的示意图；

图8为为本发明的第三实施例的示意图；

图9为为本发明的第四实施例的示意图；

图10为为本发明的第五实施例的示意图。

其中，图中各标示为：

平面基材：10、30、60、70、80、90、100

压敏胶层：11、31

薄膜层：12、32

空气：33

经贴合传统防爆膜的0.8mm厚玻璃测试结果：50

经涂布本发明之防爆膜的0.8mm厚玻璃测试结果：51

防爆层：61、72、82、91、101

手机背盖正面：62

手机背盖侧面：63

油墨层：71、81

真空：92

材料层：10

具体实施方式

为了本领域的技术人员能够更好地理解本发明所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。

本案将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟习本技艺之人士可以据以完成之，然本案之实施例并非可由下列而被限制其实施型态。

本发明所描述的基材较佳为但不限于任何含有硅材料的基材，其中包括熔融石英基材、玻质氧化硅基材、钠钙玻璃基材、硼硅酸钠基材、氧化铅基材、石英基材、铝硅酸盐基材等。该基材没有任何表面纹理和几何轮廓之限制。

由含有氨基甲酸酯的聚氨酯高分子材料制成的防爆层。涂布该聚氨酯高分子材料的方式较佳为但不限于湿式涂布方法，如喷涂法，缝口模头涂布，浸涂，淋涂，气刀涂布及其组合以形成防爆膜。该高分子材料是一种热固性高分子聚合物，因此，该经聚氨酯高分子材料涂布之该基材需上线固化(on-line curing)以得到防爆结构。固化该高分子材料的方法较佳的但并不限于热固化、紫外线固化及其组合。该聚氨酯高分子材料是一种弹性体，因此，亦提供了一种附加功能，可作为密封防水结构。该聚氨酯高分子材料具有相对较高的物理性能，具有较高的抗张强度和/或冲击撕裂强度。

本发明所描述的防爆膜具有下述光学特性：具有90％以上的透射率和1.48～1.61的折射率。将本发明所描述之防爆结构实施于0.8mm厚之玻璃与贴合传统防爆膜之0.8mm厚玻璃进行重量损失率的测试，将接受测试之二玻璃面先进行重量量测，接着将一重量67克的钢球于1公尺的高度落下冲击该接受测试之玻璃面，该玻璃面接受冲击后不可飞散，接着测量冲击后之重量以计算重量损失率。

重量损失率=冲撞前的重量÷冲撞后的重量×%

经过上述测试，测得具有本发明所描述之防爆结构之0.8mm厚玻璃的重量损失率小于1％，贴有传统的防爆膜之0.8mm厚玻璃测得之重量损失率也小于1%，防爆效果相同。自由落下试验后的两个对象的图例示于图中。图5a之测试对象50为一0.8mm厚玻璃经贴合传统的防爆膜经过自由落体测试后之正面所呈现的外观示意图；图5b之测试对象51为一0.8mm厚玻璃经涂布本创作之防爆膜经过自由落体测试后之正面所呈现的外观示意图。

请参阅图6a，其揭示了本发明的第一实施例的侧视示意图。以湿式涂布方式将高分子材料涂布于基材60上再加热以固化以形成一防爆层61。该基材60之表面轮廓可为平坦、弯曲、具有凹凸表面、具有不规则的形状、被蚀刻的表面、或者及其组合。由于含有氨基甲酸酯的聚氨酯高分子材料之高分子聚合物链遇热交联形成坚固的链接因此防爆层61硬化形成防爆膜，该防爆膜61有坚固的视觉质感与触感。图6b及图6c为本发明的第一实施例多个应用例的其中之一，其中手机背盖62为一曲面手机背盖之正面俯视示意图，手机背盖63为一曲面手机背盖之背面俯视示意图。

请参考图7，其揭示本发明的第二实施例的结构侧视图。通过喷涂印刷、丝网印刷、转移印刷、喷墨印刷、电镀或者及其组合于基材70上形成一油墨层71，而该基材70的轮廓表面或几何形状可为平坦、弯曲、具有凹凸表面、具有不规则的形状、被蚀刻的表面、或者及其组合形状。油墨膜71形成后，以湿式涂布方式将含有氨基甲酸酯的聚氨酯高分子材料涂布于油墨膜71上形成一个防爆膜72，透过加热，使得该含有氨基甲酸酯的聚氨酯高分子材料之高分子聚合物链遇热交联形成坚固的链接得以硬化形成一防爆膜72，该防爆膜72有坚固的外观质感及触感，并具有所需的颜色及图形设计。

请参考图8，其揭示本发明的第三实施例的结构侧视图。复数个第一实施例所揭露的防爆结构83、第二实施例所揭露的防爆结构84及其组合依次堆栈，其包括基材80及防爆结构82，更包括油墨层81。

请参考图9，其揭示本发明的第四实施例的结构侧视图。一真空空间92介于至少由第一实施例、第二实施例及其组合之至少两个防爆结构之间。

请参考图10，其揭示本发明的第五实施例的结构侧视图。一材料层102介于至少由第一实施例、第二实施例及其组合之至少两个防爆结构之间。所述材料层102为紫外线吸收材料、吸音材料、吸热材料、减震材料、或者以上材料的组合。

本发明所公开的防爆结构可大大降低在基板上提供的防爆功能所需的时间及成本，因为许多额外的制程，例如在制程防爆膜卷时需经热固化、完成的防爆膜卷需修剪成所需的尺寸等过程可以被省略而直接在需要防爆功能的产品上直接实施。

另外，与传统防爆膜必需储存于有压力控制的压力釜内及运送该压力釜相比，储存与运送高分子材料不但简易，所占的储存空间也少许多。而贴合区面基材时良率大大提高，因为实施于曲面基材时，曲面角落或凹陷表面贴合时会有气泡的问题大大减少。因此，使用非平面基材不再构成一种限制，更符合人体工学的产品便可得以设计应用以提升用户体验，又可以减少因使用不符人体工程学的设计产品所带来的职业伤害。

此外，本发明所公开的防爆结构的厚度与传统防爆膜相比薄了许多，所以可更加精简产品的厚度，尤其是每一微米都需要被精确计算的精密电子设计产品。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种防爆结构，其特征在于，包括：

基材，及

由含有氨基甲酸酯的高分子材料制成的防爆层，所述防爆层形成于所述基材的表面上。

2.根据权利要求1所述的防爆结构，其特征在于，所述高分子材料为聚氨酯高分子材料。

3.根据权利要求1所述的防爆结构，其特征在于，所述基材为含硅材料制成，所述基材为不透明基材、半透明基材或透明基材。

4.根据权利要求1所述的防爆结构，其特征在于，该基材的表面具有几何形状，所述几何形状为平面状、曲面状、凹凸状、无规则状、蚀刻状或以上形状的组合。

5.根据权利要求2所述的防爆结构，其特征在于，其中所述含有氨基甲酸酯的聚氨酯高分子材料为水性高分子材料、油性高分子材料或二者的组合。

6.一种防爆结构，其特征在于，包括：

基材；

油墨膜，形成于所述基材的表面上；

由含有氨基甲酸酯的高分子材料制成的防爆层，所述防爆层形成于所述油墨膜上。

7.根据权利要求6所述的防爆结构，其特征在于，所述高分子材料为聚氨酯高分子材料。

8.根据权利要求6所述的防爆结构，其特征在于，其中所述油墨膜的油墨为聚氯乙烯基油墨、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯基油墨、丙烯酸基油墨或者以上物质的组合。

9.一种防爆结构，其特征在于，包括：

第一基板；

第二基板；及

由含有氨基甲酸酯的高分子材料制成的防爆层，所述防爆层形成于所述第一基板与所述第二基板之间。

10.根据权利要求9所述的防爆结构，其特征在于，所述高分子材料为聚氨酯高分子材料。

11.一种防爆层迭结构，其特征在于，包括：

复数个防爆结构依次层迭形成，其中该防爆结构包括：

基材；及

由含有氨基甲酸酯的高分子材料制成的防爆层涂布于所述基材上。

12.根据权利要求11所述的防爆层迭结构，其特征在于，所述防爆结构包含有油墨层，所述油墨层介于所述基材及所述防暴层之间。

13.根据权利要求11所述的防爆层迭结构，其特征在于，所述复数个防爆结构之间包含一材料层，其特征在于，该材料层为吸热材料、紫外线吸收材料、减震材料、吸音材料、真空或者以上材料的组合。

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