CN105922711A - 采用具有抗裂性质的预印膜的内管状表面的定制化和选择性装饰 - Google Patents
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Abstract
描述了采用具有抗裂性质的预印膜的内管状表面的定制化和选择性装饰的方法和系统。将膜与管状结构的内表面粘附的方法。结构可具有由内表面限定的空心内部空间。可以通过如下方式进行该方法：提供预印膜，其包括第一侧和第二侧以及与至少一部分的第一侧粘附的粘合剂层。预印膜可以至少部分位于空心内部空间内，使得粘合剂层位于与管状结构的内表面相邻。粘合剂层可以与管状结构的内表面粘附。
Description
本申请根据35 U.S.C.§119，要求2015年2月27日提交的美国临时申请系列第62/121712号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
背景技术
本发明涉及用于印刷或装饰电子器件的系统和方法，更具体地，涉及诸如采用具有抗裂性质的预印膜对三维电子器件外壳的内部管状表面进行定制化和选择性装饰之类的系统，以及将膜粘附到管状结构的内表面的方法。
发明内容
在各种实施方式中，本发明涉及将膜粘附到管状结构的内表面的方法。管状结构可具有由内表面限定的空心内部空间。方法可用于制造用于电子器件的套管。可以通过如下方式进行该方法：提供预印膜，其包括第一侧和第二侧以及与至少一部分的第一侧粘附的粘合剂层。预印膜可以至少部分位于空心内部空间内，使得粘合剂层位于与管状结构的内表面相邻。粘合剂层可以与管状结构的内表面粘附。
在各个实施方式中，本发明还涉及电子器件外壳。电子器件外壳可以包括管状结构和膜，例如预印膜。管状结构可以具有内表面和外表面。膜可以包括第一侧、第二侧，以及与至少一部分的第一侧和管状结构的内表面粘附的粘合剂层。
在以下的详细描述中提出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。
应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本发明的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是根据一个实施方式的电子器件外壳的透视图，其具有与电子外壳的内表面附着的膜。
图2是根据一个实施方式的预印膜的透视图，其具有多层。
图3所示是用于将膜与管状结构的内表面粘附的方法的实施方式。
图4是用于在管状结构内传递预印膜和套管的方法的实施方式。
图5是用于将无缝预印膜插入到管状结构内的方法的另一个实施方式。
图6是用于将无缝预印膜和套管插入到管状结构内的方法的另一个实施方式。
图7是用于将平坦、挠性预印膜卷至管状结构内的方法的另一个实施方式。
在本说明书和附图中使用如下附图标记。
具体实施方式
参考以下详细描述、附图、实施例、权利要求以及之前和以下的描述，可以更容易地理解本发明。但是，在揭示和描述本发明的组合物、制品、装置和方法之前，应理解，本发明不限于所揭示的具体组合物、制品、装置和方法，除非另有说明，因为它们当然是可以改变的。还应理解，本文所使用的术语仅为了描述特定的方面而不是限制性的。
提供以下对本发明的描述，作为按其目前已知的实施方式来揭示本发明的内容。为此，相关领域的技术人员会认识并理解，可以对本文所述的本发明的各个方面作出许多变化，而仍能获得本发明的有益结果。还显而易见的是，本发明所需的有益结果中的一部分可以通过选择本发明的一些特征而不利用其他的特征来获得。因此，本领域技术人员会认识到，对本发明的许多更改和修改都是可能的，在某些情况下甚至是希望的，并且是本发明的一部分。因此，提供以下描述作为对本发明原理的说明，不构成对本发明的限制。
揭示了可用于所揭示的方法和组合物的实施方式、可结合所揭示的方法和组合物的实施方式而使用、可用于所揭示的方法和组合物的实施方式的制备、或者是所揭示的方法和组合物的实施方式的材料、化合物、组合物、以及组分。在本文中揭示了这些和其它的材料，应理解的是，当揭示了这些材料的组合、子集、相互作用、组，等等而未明确地揭示每个不同的单独的和集合的组合的具体参考以及这些化合物的排列时，在本文中具体设想和描述了它们中的每一个。
下面详细参考本发明的优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。在各图中，使用特定附图标记表示相同或相似部件。
如上文概括地所述，本发明指导了对三维电子器件外壳的管状内表面进行装饰的工艺。该方法可适用于任意形状的玻璃，特别可用于三维形状部件，例如管和套管。由玻璃、透明陶瓷和透明塑料材料制造的管状结构可适合用作下一代电子器件外壳。
“空心状”和“管状”结构在本发明中是同义词，出于本发明的目的，分别定义为包括常规理解的空心或管状结构，例如，其可以具有圆柱形壁，该圆柱形壁具有完全围绕了内部空间的圆形、椭圆形、扁平、矩形或者其他横截面，并且其还包括具有例如C形横截面的其他横截面的壁，其部分但是并非完全围绕空心或内部空间的对应横截面。“空心状”和“管状”结构还包括如下结构，其中，壁横截面沿着结构的一部分长度环绕空心内部横截面，但是壁横截面没有沿着结构的另一部分环绕对应的空心内横截面。横截面尺寸或形状沿其长度发生变化的结构，以及沿其一部分长度是管状而沿其另一部分长度不是管状的结构也包括在“空心状”和“管状”结构的定义内。
本发明通过使用预印膜可以提供新的选择性装饰策略，所述预印膜可以具有使得电子器件覆盖物或显示器更具抗裂性的抗裂、防碎膜。可以将预印膜选择性地转移到管状结构的内部。内部结构的一些区域可以保持透明。光学透明的抗裂膜可以用于覆盖透明区域。
该方法提供了如下优势：实施方式可以提供新的定制化装饰工艺。实施方式可以实现具有孤立窗或者其他区域的管状表面的内部的定制化装饰。方法可以提供基于颜色图案或图像选择选择各种设计的灵活性，因为可以采用喷墨、丝网印刷、移印或者其他形式的印刷技术容易地对设计进行预印刷。
另一个实施方式可以采用具有抗裂性质的预印膜，从而使得本发明可以提供双重益处。该益处可以包括通过为预印材料添加透明抗裂膜，从而对电子器件壳套进行装饰以及增加管的机械强度。
实施方式可以提供牢固的多种方式来转移预印膜。工艺可以是快速且简单的。实施方式可以包括将预印图像移印至具有抗裂特性的空心结构的内部的数种方法和替代性方法，从而无需使用任意掩膜和去掩膜过程来对管状三维结构进行装饰。
通过使用预印膜来进行装饰的方法可以显著地降低工艺中所需的涂覆、内部掩膜和内部去掩膜时间。方法还可消除将湿的墨水注入到管的内部以及从管内部去除过量墨水。
实施方式可以提供潜在的均匀预印设计，因为它可以较为容易地控制管外部的印刷，这与在管状结构的受限空间内进行印刷是不同的。在插入预印膜之前，可以清楚地区分窗和其他透明区域。可以容易地消除常见装饰难题，例如管内的墨水凸块、边缘缺陷，因为使用了更为受控的预印膜来进行装饰。
实施方式可以对具有不同内部几何形貌的管状结构以及用于电子器件外壳应用的任意三维形状施加精确和选择性装饰。电子器件套壳管可以由坚固玻璃、牢固透明陶瓷或者塑料管制造。可以在管的内部结构内施涂光学透明的粘合剂，并且可以使得电子组件与管状结构粘结。可以对装饰图案进行定制化，具有各种颜色选择来提供更多的装饰选项。
可以产生高水平的光学质量来确保该物品所预期的美观特性以及显示功能性，例如，不含明显的光学缺陷如缺乏透明性或者存在破碎。套管的其他优选特性是高水平的机械性能(以防止破裂)和耐划痕性。例如，为了符合这些标准，玻璃组合物可以是特别良好适用的。(是美国纽约州康宁市康宁有限公司(Corning Incorporated,Corning,New York,USA)用于玻璃的商标，例如电子器件(如智能手机或平板)的覆盖玻璃或玻璃触摸屏显示器)。任选地，在任意实施方式中，方法可实现以高产量和合理的低成本来生产大量部件。
本文所用术语“套管”描述了三维管状结构或壁，其具有非圆形横截面和大于1的纵横比。纵横比是管状结构或壁的横截面的最大直径与最小直径之比。对于圆形或者轴对称管，定义纵横比具有最小值1。对于扁平套管，纵横比的值大于1。任选地，在任意实施方式中，考虑约1.5-50的纵横比，任选约为3-39，任选约为5-25，任选约为5-15，任选约为7-11，任选约为18-28。
通常来说，如图1所示，电子器件外壳(例如玻璃套管100)的形状可以是略微椭圆形的，其中，边缘110和120是圆角。在另一个实施方式中，边缘可以是略微矩形的形状或者其他形状。任选地，在任意实施方式中，玻璃套管100可以具有至少一个面。任选地，玻璃套管100可以具有两个相对的大致平坦面130和140，它们是近似光学平坦或者是光学平坦的。任选地，玻璃套管100或者空心管状结构可以包括管状壁160、长度170、内部开口180和玻璃厚度190。管状结构可以具有内表面162、外表面164以及由内表面162限定的空心内部空间166。管状结构可以是封闭和无缝的，例如一端或两端开放而壁是无缝封闭的。任选地，玻璃套管100可以具有至少一个平坦部分130或140，其是光学平坦或者接近光学平坦。
玻璃套管100可以具有膜182。如图2所示，膜182可以包括第一侧210和第二侧220。膜182可以包括例如第一层240、第二层230和第三层250。第二层230可以包括粘合剂层232，其与至少一部分的第一侧210和管状结构的内表面162粘附。粘合剂可以含有光学透明的粘合剂。第一层240可以是压敏粘合剂膜，其可以覆盖第二层230上的预印图案。压敏粘合剂膜可以是一次性的。压敏粘合剂膜可以具有对粘合剂层232进行保护的功能。第二层230可以具有定制化预印图像。粘合剂层232可以与管状结构(例如玻璃或者陶瓷管)粘结。如果管状结构是透明的，则用户可以看到任意定制化预印图像。
第三层250可以是基底膜。基底膜可以是挠性的。在一个实施方式中，基底膜可以包括抗裂材料。抗裂材料可以是以下至少一种：聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯、半透射(transflective)材料或者丙烯酸材料。在另一个实施方式中，可以将抗裂材料、光学透明粘合剂或者其他独立导电或半导体膜结合到第二层230上的粘合剂层232中。在另一个实施方式中，在管状结构中可以存在额外性质，例如抗微生物性、防眩光性、减反射材料。导电或半导体层可以包括例如透明导电氧化物、导电聚合物、有机发光二极管或其任意两个或更多个的组合。有机发光二极管(OLED)可以是聚苯胺、聚乙炔以及聚吡咯等。最常用的有机发光二极管材料可以包括例如聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)：聚(磺化苯乙烯)(PSS)、聚(4,4-二辛基环戊二噻吩)。
本文所用术语“近似光学平坦或者光学平坦”描述了这样的光学等级玻璃片，它的一侧或两侧被研磨和抛光至极为平坦，通常是百万分之几英寸之内(约25纳米)。
虽然本文的大多数实施方式特别地用于套管玻璃套壳应用，但是也考虑相同方法可以更广泛地适用于例如采用额外步骤将管对半切割或者切开光学平坦部分，来提供3D形状覆盖玻璃、触摸屏或者其他零件。
如图3所示，方法300可用于将膜粘附到管状结构的内表面。管状结构可具有由内表面限定的空心内部空间。可以通过如下方式进行该方法：在步骤310中，提供预印膜，其包括第一侧和第二侧以及与至少一部分的第一侧粘附的粘合剂层。在步骤320中，预印膜可以至少部分位于空心内部空间内，使得粘合剂层位于与管状结构的内表面相邻。在步骤330中，粘合剂层可以与管状结构的内表面粘附。
管状结构可以是玻璃管。管可以是圆形或者非圆形管状结构。空心管状结构可以具有第一纵横比，其可以定义为横截面处第一直径与第二直径之比。任选地，在任意实施方式中，纵横比可以沿着部件的长度发生变化。膜可以包括抗裂材料。抗裂材料可以是以下一种：聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯、半透射材料、丙烯酸材料，或其两种或更多种组合。
方法可以从采用常规制管工艺来提供管状结构(例如预期玻璃组成的玻璃管)开始。由坚固玻璃、透明陶瓷和牢固塑料制造的管状结构可以覆盖电子器件，并且相对于市场中现有的电子器件外壳提供竞争优势。
可以采用数种方法在管状结构内转移和设置预印图案。方法可以包括结合了抗裂材料的无缝预印套管状膜以及卷动开放预印膜。
如图4所示，预印膜182可以具有套管，例如多孔套管410。在施加前，多孔套管410的圆周可以小于管状结构100的内表面162的圆周。方法300还可包括在对套管的圆周进行拉伸的同时将粘合剂层粘附到管状结构的内表面。在管状结构(例如玻璃套管100)的空心内部空间166内放置套管时，可以使用运载体430来支撑预印膜。运载体可以具有多孔表皮、与多孔表皮连通的内部空间以及到内部空间的流体供给或真空供给。管状结构可以包括开放端450。方法300还可包括使得运载体430上的预印膜182前行进入空心内部空间166中。流体(例如空气)可以经由内部空间进入多孔表皮到达真空供给，使得多孔套管410保持贴住多孔表皮。可以通过多孔运载体表皮施加真空，将预印膜保持固定。可以施加压力使得预印膜与管状结构粘结。
在另一个实施方式中，方法300可以包括使得流体(例如气体或液体)从流体供给经由内部空间通过多孔表皮推动套管与管状结构的内表面发生接触。方法300还可包括将套管形成为球状物，并用流体供给(例如空气供给)使得球状物发生膨胀。
如图5所示，可以提供空气帘500，以帮助插入预印膜并抑制预印膜与玻璃之间的粘结，直至预印膜在管状结构内良好地对准。然后可以施加压力使得膜与玻璃的内区段粘结。
任选地，在任意实施方式中，如图6所示，运载体可以包括支撑杆610和卷动杆620。可以如下方式进行方法300：采用卷动杆620，使得粘合剂层滚动至与内表面接触。可以插入无缝预印套管状膜并在内部对准，采用卷动杆620来施加机械压力用于粘结。任选地，在任意实施方式中，方法300还可包括用润湿液体对套管进行润湿。一旦实现了对准，可以用润湿液体(例如水)活化套管状膜上的粘合剂。这可以实现较为容易的预印膜的对准并控制管状结构内的预印膜的定位。
可以为预印平坦且挠性膜使用卷动方法。膜可以具有可去除的保护背衬。如图7所示，可以作为第一栓710上的卷材提供膜182。可以通过如下方式使得膜182与管状结构的内表面162粘附：对卷材进行解绕并使得粘合剂层与内表面162接触。还可通过如下方式进行方法300：在预印膜的第一侧上的粘合剂层与管状结构的内表面粘合的同时或者之后，剥去可去除的保护背衬，并将保护背衬卷绕到管状结构的空心内部空间内的第二栓720上。
对于本领域技术人员显而易见的是，本文所述的方法和设备可适用于具有不同几何形貌的各种结构，并且产生具有不同形状、尺寸和取向的选择性涂覆和未涂覆部分。对本领域的技术人员而言，还显而易见的是，可以在不偏离本发明的范围或精神的情况下对本发明进行各种修改和变动。
Claims (10)
1.一种将膜粘附到管状结构的内表面的方法，所述管状结构具有由所述内表面限定的空心内部空间，所述方法包括：
提供预印膜，其包括第一侧和第二侧以及与至少一部分的所述第一侧粘附的粘合剂层；
将预印膜至少部分地置于所述空心内部空间内，使得所述粘合剂层位于与所述管状结构的内表面相邻；以及
使得所述粘合剂层与所述管状结构的内表面粘附。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预印膜包括抗裂材料，其中，所述抗裂材料是以下一种：聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯、半透射材料、丙烯酸材料，或其两种或更多种组合。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预印膜包括套管。
4.如权利要求3所述的方法，其中，在施加之前，所述套管的圆周小于所述内表面的圆周，并且所述方法还包括在对所述套管的圆周进行拉伸的同时将所述粘合剂层粘附到所述管状结构的内表面。
5.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在所述管状结构的空心内部空间内放置所述预印膜时，使用运载体来支撑所述预印膜。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述管状结构包括开放端，所述方法还包括使得所述运载体上的预印膜前行进入所述空心内部空间中。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述运载体包括卷动杆，所述方法还包括使用所述卷动杆，使得所述粘合剂层滚动至与所述内表面接触。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述运载体包括支撑杆。
9.一种电子器件外壳，其包括：
管状结构，其具有内表面和外表面；以及
膜，其包括第一侧和第二侧以及与至少一部分的所述第一侧和所述管状结构的内表面粘附的粘合剂层；
其中，所述膜包括预印膜。
10.如权利要求9所述的电子器件外壳，其特征在于，所述膜包括抗裂材料，其中，所述抗裂材料是以下至少一种：聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚酯、半透射材料或者丙烯酸材料。
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