CN108116020A - 3d曲面屏tpu保护膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D曲面屏TPU保护膜及其制备方法，其包括按照从上至下的顺序依次贴合的哑膜层、第一OCA胶层、自修复层、TPU膜层、底涂层、第二OCA胶层、透明PET层、高粘性低剥离硅胶层和氟素膜层；本发明结构设计巧妙，合理在TPU膜层为基材，柔性好，可贴合于3D曲面屏表面上；在TPU膜层上覆合有自修复层，修复效果好，延长其使用寿命；整体通过高粘性低剥离硅胶层紧密贴合在需被保护的3D面屏幕上，对3D面屏幕进行高强度的保护作用；本发明提供的制备方法简洁，易于实现，生产效率高，能快速地生产出保护效果好，综合性能佳的3D曲面屏TPU保护膜产品，利于广泛推广应用。

Description

3D曲面屏TPU保护膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及保护膜技术领域，特别涉及一种3D曲面屏TPU保护膜及其制备方法。
背景技术
智能手机外观的工业设计存在周期性的更新需求。功能机时代，翻盖、滑盖、侧滑等不同设计差异化明显。而进入智能手机时代，虽然各代手机的后盖从材质到形状不断改变，屏幕外观却始终是千篇一律的直板触屏。3D曲面玻璃和OLED的出现为触屏外观带来了新的可能，以IPhone8，三星Galaxy S6 Edge和LG G Flex为先河的曲面屏幕，不仅打破了消费者对于直板触屏的审美疲劳，也成为了各大品牌商的创新战场。
3D曲面屏优点在于：（1）机身形成的弧度能够更加贴合手掌，为打字等功能带来良好手感；（2）类似于曲面电视或曲面显示器，更符合人类视网膜的弧度，改善观影和游戏的视觉体验。由于原来平面玻璃屏采用的无非几种：A、PU胶保护膜；B、硅胶保护膜；C、亚克力保护膜；但是以上三种均为PET基材，造成其保护膜本身不具有弯曲性，贴合不了曲面屏，不能全面保护触摸屏或显示模组，所以此行业内开始寻找适合搬运过程中所能使用的曲面贴合保护膜。
发明内容
针对上述不足，本发明目的在于提供一种结构设计巧妙、合理，适合3D曲面屏，且保护效果好的3D曲面屏TPU保护膜。
本发明目的还在于提供一种上述3D曲面屏TPU保护膜的制备方法，能快速地制备生产出适合3D曲面屏，且保护效果好的3D曲面屏TPU保护膜。
本发明为实现上述目的，所提供的技术方案是：一种3D曲面屏TPU保护膜，其包括哑膜层、第一OCA胶层、自修复层、TPU膜层、底涂层、第二OCA胶层、透明PET层、高粘性低剥离硅胶层和氟素膜层，所述哑膜层、第一OCA胶层、自修复层、TPU膜层、底涂层、第二OCA胶层、透明PET层、高粘性低剥离硅胶层和氟素膜层按照从上至下的顺序依次贴合。
作为本发明的一种改进，所述自修复层由以下重量份数比的原料混合而成：纳米二氧化硅90-95份，纳米石墨1-5份，纳米铜5-10份，羟基硅酸镁10-15份，羟基硅酸铝8-12份，分散剂1-2份，纳米碳酸钙或纳米氢氧化钙1.2～1.8份，抗氧腐蚀剂0.3-1.2份。
作为本发明的一种改进，所述哑膜层的厚度为70～80µm；所述第一OCA胶层和第二OCA胶层的厚度均为15～18µm；所述自修复层的厚度均为4～5µm；所述TPU膜层的厚度均为125～130µm；所述底涂层的厚度均为3～5µm；所述透明PET层的厚度均为40～60µm；所述高粘性低剥离硅胶层的厚度均为15～18µm；所述氟素膜层的厚度均为40～60µm。
一种上述3D曲面屏TPU保护膜的制备方法，其包括以下步骤：
（1）放卷：对TPU膜进行放卷；
（2）电晕：对TPU膜的上下表面进行电晕处理，形成上、下电晕处理层；
（3）除静电：对电晕后的TPU膜进行除静电处理；
（4）除尘：对除静电后的TPU膜进行除尘处理；
（5）上胶：在上胶之前，进行预配有自修复液、OCA胶液、底涂液、高粘性低剥离硅胶液、氟素离型液，和预备有哑膜和透明PET膜；将自修复液和底涂液相应涂覆在TPU膜的上、下电晕处理层上，待烘干固化后相应形成自修复层和底涂层；在自修复层和底涂层涂覆有OCA胶液，待烘干固化后相应形成第一OCA胶层和第二OCA胶层；相应在第一OCA胶层和第二OCA胶层上贴合有哑膜和透明PET膜，形成哑膜层和透明PET层；在透明PET层上涂覆有高粘性低剥离硅胶液，待烘干固化后形成高粘性低剥离硅胶层；在高粘性低剥离硅胶层上涂覆有氟素离型液，待烘干固化后形成氟素膜层，制得3D曲面屏TPU保护膜制品；
（6）干燥：对3D曲面屏TPU保护膜制品进行干燥；
（7）除静电：对3D曲面屏TPU保护膜制品进行除静电处理；
（8）收卷：对3D曲面屏TPU保护膜制品进行收卷，获得3D曲面屏TPU保护膜卷料；
（9）分切：根据所需的尺寸规格对3D曲面屏TPU保护膜卷料进行分切；
（10）包装：对分切后的3D曲面屏TPU保护膜卷料进行包装。
作为本发明的一种改进，所述步骤（2）对TPU膜的上下表面进行电晕处理，使其表面张力在56达因以上。
作为本发明的一种改进，所述步骤（4）中自修复液采用以下步骤制得：将所述自修复层的主剂原料和有机溶剂按照一定比例（如1：2）混合，混合过程必须要缓慢的将自修复层的主剂原料加入有机溶剂中，并边加入边搅拌，加入速度为50-100ml/min，加完后对胶桶保温并搅拌10-20分钟，获得混合液体，然后按30-50ml/min的速度向上述的混合液体中滴加一定量的交联剂，加完后搅拌10分钟左右，再以10-20ml/min速度滴加一定量的催化剂并搅拌4-6分钟，在搅拌的过程中始终保持在温度25±3℃，相对湿度在50±10%。
作为本发明的一种改进，所述步骤（4）中自修复液用精密微凹涂布辊涂布方式均匀地涂在TPU膜上，控制涂布量在2.4-2.5g/㎡，整个膜的涂布量精度控制在±10%，涂布的环境为温度25±3℃，相对湿度在50±10%。
作为本发明的一种改进，所述步骤（4）中自修复液的烘干温度为80-150℃，固化反应控制在20-30米/秒的速度下进行干固化；在上胶涂布的同时应对自修复液进行保温和搅拌。
作为本发明的一种改进，所述步骤（4）中自修复液的烘干温度采用两边低中间高的方式，具体区域温度分别设置为：80℃、110℃、135℃、150℃、150℃、130℃、90℃。
作为本发明的一种改进，所述步骤（3）和步骤（7）的除静电方法是：在输送轨迹上设有除静电绳，该除静电绳的两端通过磁石吸附在机架上，除静电绳靠近待除静电的TPU膜或3D曲面屏TPU保护膜制品，实现吸附TPU膜或3D曲面屏TPU保护膜制品上附有的静电；
所述步骤（4）的除尘方法是：在输送轨迹上设置有粘附力不同的第一粘尘辊和第二粘尘辊，先通过第一粘尘辊粘附TPU膜表面上的灰尘，再通过第二粘尘辊粘附第一粘尘辊所粘附的灰尘；
在输送轨迹上设置有涂布克重检测装置。
本发明的有益效果为：本发明结构设计巧妙，合理在TPU膜层为基材，柔性好，可贴合于3D曲面屏表面上；在TPU膜层上覆合有自修复层，能够在相对较低的温度和载荷下，形成一层有一定强度的修复膜，填补材料损失空隙，一定程度上恢复材料设计尺寸，延长其使用寿命；自修复层的配方中的纳米石墨呈片状，由于固体润滑剂石墨的存在，能够获得良好的润滑效果，摩擦系数大大降低，改变以往二氧化硅类添加剂的润滑状态，修复效果更好；哑膜层通过第一OCA胶层粘合在TPU膜层的自修复层上，而透明PET层通过第二OCA胶层粘合在TPU膜层的底涂层上，粘合度高，更好的发挥出OCA胶后期固化的性能，综合性能好，保护效果佳，具有高强度、高撕裂强度、高耐油、低压缩变形、高弹性和高软性等性能，然后整体通过高粘性低剥离硅胶层紧密贴合在需被保护的3D面屏幕上，对3D面屏幕进行高强度的保护作用；本发明提供的制备方法简洁，易于实现，生产效率高，能快速地生产出保护效果好，综合性能佳的3D曲面屏TPU保护膜产品，利于广泛推广应用。
附图说明
图1是本发明的截面结构示意图。
图2是本发明的制作工艺流程图。
图3是本发明的除静电结构示意图。
图4是本发明的除尘结构示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1至图4，本发明实施例提供一种3D曲面屏TPU保护膜，其包括哑膜层1、第一OCA胶层2、自修复层3、TPU膜层4、底涂层5、第二OCA胶层6、透明PET层7、高粘性低剥离硅胶层8和氟素膜层9，所述哑膜层1、第一OCA胶层2、自修复层3、TPU膜层4、底涂层5、第二OCA胶层6、透明PET层7、高粘性低剥离硅胶层8和氟素膜层9按照从上至下的顺序依次贴合。
具体的，所述自修复层3由以下重量份数比的原料混合而成：纳米二氧化硅90-95份，纳米石墨1-5份，纳米铜5-10份，羟基硅酸镁10-15份，羟基硅酸铝8-12份，分散剂1-2份，纳米碳酸钙或纳米氢氧化钙1.2～1.8份，抗氧腐蚀剂0.3-1.2份。自修复层3的配方中的纳米石墨呈片状，由于固体润滑剂石墨的存在，能够获得良好的润滑效果，摩擦系数大大降低，改变以往二氧化硅类添加剂的润滑状态，修复效果更好。
较佳的，所述哑膜层1的厚度为70～80µm，优选为75µm；所述第一OCA胶层2和第二OCA胶层6的厚度均为15～18µm，优选为16µm；所述自修复层3的厚度均为4～5µm，优选为4µm；所述TPU膜层4的厚度均为125～130µm，优选为128µm；所述底涂层5的厚度均为3～5µm，优选为4µm；所述透明PET层7的厚度均为40～60µm，优选为50µm；所述高粘性低剥离硅胶层8的厚度均为15～18µm，优选为16µm；所述氟素膜层9的厚度均为40～60µm，优选为50µm。
一种上述3D曲面屏TPU保护膜的制备方法，其包括以下步骤：
（1）放卷：对TPU膜进行放卷；
（2）电晕：对TPU膜的上下表面进行电晕处理，形成上、下电晕处理层；所述步骤（2）对TPU膜的上下表面进行电晕处理，使其表面张力在56达因以上；
（3）除静电：对电晕后的TPU膜进行除静电处理；
（4）除尘：对除静电后的TPU膜进行除尘处理；所述步骤（4）中自修复液采用以下步骤制得：将所述自修复层3的主剂原料和有机溶剂按照一定比例（如1：2）混合，混合过程必须要缓慢的将自修复层3的主剂原料加入有机溶剂中，并边加入边搅拌，加入速度为50-100ml/min，加完后对胶桶保温并搅拌10-20分钟，获得混合液体，然后按30-50ml/min的速度向上述的混合液体中滴加一定量的交联剂，加完后搅拌10分钟左右，再以10-20ml/min速度滴加一定量的催化剂并搅拌4-6分钟，在搅拌的过程中始终保持在温度25±3℃，相对湿度在50±10%。所述步骤（4）中自修复液用精密微凹涂布辊涂布方式均匀地涂在TPU膜上，控制涂布量在2.4-2.5g/㎡，整个膜的涂布量精度控制在±10%，涂布的环境为温度25±3℃，相对湿度在50±10%。所述步骤（4）中自修复液的烘干温度为80-150℃，固化反应控制在20-30米/秒的速度下进行干固化；在上胶涂布的同时应对自修复液进行保温和搅拌；所述步骤（4）中自修复液的烘干温度采用两边低中间高的方式，具体区域温度分别设置为：80℃、110℃、135℃、150℃、150℃、130℃、90℃。
（5）上胶：在上胶之前，进行预配有自修复液、OCA胶液、底涂液、高粘性低剥离硅胶液、氟素离型液，和预备有哑膜和透明PET膜；将自修复液和底涂液相应涂覆在TPU膜的上、下电晕处理层上，待烘干固化后相应形成自修复层3和底涂层5；在自修复层3和底涂层5涂覆有OCA胶液，待烘干固化后相应形成第一OCA胶层2和第二OCA胶层6；相应在第一OCA胶层2和第二OCA胶层6上贴合有哑膜和透明PET膜，形成哑膜层1和透明PET层7；在透明PET层7上涂覆有高粘性低剥离硅胶液，待烘干固化后形成高粘性低剥离硅胶层8；在高粘性低剥离硅胶层8上涂覆有氟素离型液，待烘干固化后形成氟素膜层9，制得3D曲面屏TPU保护膜制品；
（6）干燥：对3D曲面屏TPU保护膜制品进行干燥；
（7）除静电：对3D曲面屏TPU保护膜制品进行除静电处理；
（8）收卷：对3D曲面屏TPU保护膜制品进行收卷，获得3D曲面屏TPU保护膜卷料；
（9）分切：根据所需的尺寸规格对3D曲面屏TPU保护膜卷料进行分切；
（10）包装：对分切后的3D曲面屏TPU保护膜卷料进行包装。本发明提供的制备方法简洁，易于实现，生产效率高，能快速地生产出保护效果好，综合性能佳的3D曲面屏TPU保护膜产品，利于广泛推广应用。
较佳的，所述步骤（3）和步骤（7）的除静电方法是：在输送轨迹上设有除静电绳10，该除静电绳10的两端通过磁石11吸附在机架11上，除静电绳10靠近待除静电的TPU膜或3D曲面屏TPU保护膜制品，实现吸附TPU膜或3D曲面屏TPU保护膜制品上附有的静电；
在生产涂布过程中由于薄膜表面与辊面相互作用的情况下，在有限的环境中，会吸附大量的小颗粒状的灰尘。该灰尘严重的影响到产品品质及涂布工艺的要求，对产品外观及产品性能的稳定，产生了重大的影响。印刷包装材料行业的涂布生产中，被加工的纸或塑膜类物料及涂布机各类导辊会产生大量的粉尘及微小的颗粒杂物，不少生产工艺对薄膜本身的洁净度要求非常高。目前，在薄膜的涂布生产加工过程中多数未采用在线除尘这一方式，而且往往结构复杂，操作不便，效率很低。
本发明步骤（4）中采用的除尘方法是：在输送轨迹上设置有粘附力不同的第一粘尘辊12和第二粘尘辊13，先通过第一粘尘辊12粘附TPU膜表面上的灰尘，再通过第二粘尘辊13粘附第一粘尘辊12所粘附的灰尘；这种间接转移式的除尘方法，使得第一粘尘辊12可重复循坏使用，方便后期维护与保养，提高了产品的洁净度，除尘效率高。
较佳的，在输送轨迹上设置有涂布克重检测装置。涂布效果检测是生产中的重要环节。传统的涂布检测方式都是在成品下机后，通过取样测试才能得到涂布的克重，该方法不能及时的发现问题，检测效率低，同时也不能及时的做出调整，不利于产品质量的控制，在很大成度上会造成不良品的发生。涂布克重检测装置为非接触式检测，对生产设备无需做任何的改造，安装位置灵活，能快速的检测出涂布克重，可以对运动中的材料进行100﹪表面检测，检测效率高，可以及时发现各种涂布缺陷，方便操作人员对产品质量的监测，保证产品品质的稳定。
本发明结构设计巧妙，合理在TPU膜层4为基材，柔性好，可贴合于3D曲面屏表面上；在TPU膜层4上覆合有自修复层3，能够在相对较低的温度和载荷下，形成一层有一定强度的修复膜，填补材料损失空隙，一定程度上恢复材料设计尺寸，延长其使用寿命；哑膜层1通过第一OCA胶层2粘合在TPU膜层4的自修复层3上，而透明PET层7通过第二OCA胶层6粘合在TPU膜层4的底涂层5上，粘合度高，更好的发挥出OCA胶后期固化的性能，综合性能好，保护效果佳，具有高强度、高撕裂强度、高耐油、低压缩变形、高弹性和高软性等性能，然后整体通过高粘性低剥离硅胶层8紧密贴合在需被保护的3D面屏幕上，对3D面屏幕进行高强度的保护作用。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，采用与其相同或相似的其它膜体，均在本发明保护范围内。

Claims (10)

1.一种3D曲面屏TPU保护膜，其特征在于，其包括哑膜层、第一OCA胶层、自修复层、TPU膜层、底涂层、第二OCA胶层、透明PET层、高粘性低剥离硅胶层和氟素膜层，所述哑膜层、第一OCA胶层、自修复层、TPU膜层、底涂层、第二OCA胶层、透明PET层、高粘性低剥离硅胶层和氟素膜层按照从上至下的顺序依次贴合。
2.根据权利要求1所述的3D曲面屏TPU保护膜，其特征在于，所述自修复层由以下重量份数比的原料混合而成：纳米二氧化硅90-95份，纳米石墨1-5份，纳米铜5-10份，羟基硅酸镁10-15份，羟基硅酸铝8-12份，分散剂1-2份，纳米碳酸钙或纳米氢氧化钙1.2～1.8份，抗氧腐蚀剂0.3-1.2份。
3.根据权利要求1所述的3D曲面屏TPU保护膜，其特征在于，所述哑膜层的厚度为70～80µm；所述第一OCA胶层和第二OCA胶层的厚度均为15～18µm；所述自修复层的厚度均为4～5µm；所述TPU膜层的厚度均为125～130µm；所述底涂层的厚度均为3～5µm；所述透明PET层的厚度均为40～60µm；所述高粘性低剥离硅胶层的厚度均为15～18µm；所述氟素膜层的厚度均为40～60µm。
4.一种权利要求1-3中之一所述3D曲面屏TPU保护膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）放卷：对TPU膜进行放卷；
（2）电晕：对TPU膜的上下表面进行电晕处理，形成上、下电晕处理层；
（3）除静电：对电晕后的TPU膜进行除静电处理；
（4）除尘：对除静电后的TPU膜进行除尘处理；
（5）上胶：在上胶之前，进行预配有自修复液、OCA胶液、底涂液、高粘性低剥离硅胶液、氟素离型液，和预备有哑膜和透明PET膜；将自修复液和底涂液相应涂覆在TPU膜的上、下电晕处理层上，待烘干固化后相应形成自修复层和底涂层；在自修复层和底涂层涂覆有OCA胶液，待烘干固化后相应形成第一OCA胶层和第二OCA胶层；相应在第一OCA胶层和第二OCA胶层上贴合有哑膜和透明PET膜，形成哑膜层和透明PET层；在透明PET层上涂覆有高粘性低剥离硅胶液，待烘干固化后形成高粘性低剥离硅胶层；在高粘性低剥离硅胶层上涂覆有氟素离型液，待烘干固化后形成氟素膜层，制得3D曲面屏TPU保护膜制品；
（6）干燥：对3D曲面屏TPU保护膜制品进行干燥；
（7）除静电：对3D曲面屏TPU保护膜制品进行除静电处理；
（8）收卷：对3D曲面屏TPU保护膜制品进行收卷，获得3D曲面屏TPU保护膜卷料；
（9）分切：根据所需的尺寸规格对3D曲面屏TPU保护膜卷料进行分切；
（10）包装：对分切后的3D曲面屏TPU保护膜卷料进行包装。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）对TPU膜的上下表面进行电晕处理，使其表面张力在56达因以上。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中自修复液采用以下步骤制得：将所述自修复层的主剂原料和有机溶剂按照一定比例（如1：2）混合，混合过程必须要缓慢的将自修复层的主剂原料加入有机溶剂中，并边加入边搅拌，加入速度为50-100ml/min，加完后对胶桶保温并搅拌10-20分钟，获得混合液体，然后按30-50ml/min的速度向上述的混合液体中滴加一定量的交联剂，加完后搅拌10分钟左右，再以10-20ml/min速度滴加一定量的催化剂并搅拌4-6分钟，在搅拌的过程中始终保持在温度25±3℃，相对湿度在50±10%。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中自修复液用精密微凹涂布辊涂布方式均匀地涂在TPU膜上，控制涂布量在2.4-2.5g/㎡，整个膜的涂布量精度控制在±10%，涂布的环境为温度25±3℃，相对湿度在50±10%。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中自修复液的烘干温度为80-150℃，固化反应控制在20-30米/秒的速度下进行干固化；在上胶涂布的同时应对自修复液进行保温和搅拌。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中自修复液的烘干温度采用两边低中间高的方式，具体区域温度分别设置为：80℃、110℃、135℃、150℃、150℃、130℃、90℃。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）和步骤（7）的除静电方法是：在输送轨迹上设有除静电绳，该除静电绳的两端通过磁石吸附在机架上，除静电绳靠近待除静电的TPU膜或3D曲面屏TPU保护膜制品，实现吸附TPU膜或3D曲面屏TPU保护膜制品上附有的静电；
所述步骤（4）的除尘方法是：在输送轨迹上设置有粘附力不同的第一粘尘辊和第二粘尘辊，先通过第一粘尘辊粘附TPU膜表面上的灰尘，再通过第二粘尘辊粘附第一粘尘辊所粘附的灰尘；
在输送轨迹上设置有涂布克重检测装置。
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