CN113122156A - 一种适用曲面af屏幕抗指纹高透光的tpu保护膜、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜、制造方法及其应用，所述TPU保护膜包括依次贴合的离型膜、压敏胶层、底涂层、柔性TPU基材、防指纹硬化层、低粘压敏胶PET保护膜。本发明的TPU保护膜避免了：1）工程用PET硅胶保护膜的损耗；2）贵重基材TPU薄膜在生产前期调试时的必要损耗；3）压敏胶在热固化过程中因基材偏厚导致的热能损耗；4）成品出现翘曲的性能不良及终端热压后的翘曲性能不良。
Description
技术领域
本发明涉及屏幕保护膜的技术领域，具体涉及一种适用曲面AF屏幕、抗指纹高透光的TPU保护膜、制备方法及其应用。
背景技术
截止目前，市场上较为广泛的TPU外屏保护膜，虽是不同PET保护膜的柔性材料，却被主要应用在平面显示器或2.5D显示器上，不常用在3D曲屏显示器上。究其原因是终端厂家希望其使用的材料能被热压成完全适配其机型尺寸的外形以降低贴合难度、提升良率，而现有TPU保护膜难以达到该要求。
现有技术中，TPU保护膜制造工艺主要是：先在TPU基材的一面附上低粘硅胶保护膜A，反面涂布硬化层；将硅胶保护膜A剥离，在硬化面附上硅胶保护膜B；将上述半成品的TPU面涂布高粘硅胶，固化后贴上氟硅离型膜；最后将硅胶保护膜B剥离，附上符合终端需求的保护膜C。该工艺主要缺点有：1）保护膜A/B均被废弃造成浪费；2）TPU经两次高温烘烤导致材料收缩，生产时机台张力难以匹配；3）离型膜、保护膜均为PET基材，上述成品在终端进行热压后，因TPU与PET的收缩率不一致导致的翘曲，从而降低终端产品良率。
因此，仍旧需要一种全新的具有抗指纹、高透光适用于曲面AF屏幕的TPU保护膜，以解决现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有制造工艺的上述缺点，提供一种适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜。
本发明的另一目的在于提供这种适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜的制造方法，通过对基材的底涂改性处理、改变常规的涂布顺序以及涂布基材与覆贴基材的对调，实现了降低工程中PET保护膜的损耗，降低贵重基材TPU薄膜在生产前期调试时的必要损耗，降低压敏胶在热固化过程中的热能损耗的目的，改善了成品出现翘曲的性能不良及终端热压后的翘曲性能不良。
本发明的再一目的在于提供适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜的应用。
为实现以上发明目的，本发明采用如下的技术方案：
一种适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜，所述TPU保护膜包括由下至上依次贴合的离型膜层、压敏胶层、底涂层、柔性TPU基材、防指纹硬化层、低粘压敏胶PET保护膜。
在一个具体的实施方案中，所述离型膜层为由溶剂型、无溶剂型或乳液型乙烯基硅油、硅油树脂、含氟嵌段乙烯基硅油中的至少一种涂布于双向拉伸PET薄膜上形成的离型膜；优选地，所述离型膜为含氟嵌段乙烯基硅油涂布于双向拉伸PET薄膜上形成的膜材；更优选地，所述离型膜的离型力为1-8gf/inch，进一步优选地，所述离型膜层厚度为25-50μm。
在一个具体的实施方案中，所述压敏胶层为对AF屏幕具有强接着力的压敏胶层材料；优选地，选自特种高粘有机硅压敏胶、特种高粘亚克力压敏胶、特种高粘聚氨酯树脂中的一种或几种；更优选地，所述压敏胶层的涂层厚度为10-50μm。
在一个具体的实施方案中，所述底涂层为与压敏胶及TPU接着性良好的底涂材料；优选地，所述底涂材料选自聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯中的一种或几种；更优选地，所述底涂层的涂层厚度为1-20μm。
在一个具体的实施方案中，所述柔性TPU基材厚度为75-150μm。
在一个具体的实施方案中，所述防指纹硬化层的材料选自溶剂型、UV固化的含硅嵌段改性聚氨酯树脂或亚克力树脂或聚酯；优选地，所述防指纹硬化层的厚度为1-10μm。
在一个具体的实施方案中，所述低粘压敏胶PET保护膜选自低粘亚克力、有机硅胶或PU胶保护膜；优选地，所述低粘压敏胶的粘性范围为1-20gf/inch；更优选地，所述低粘压敏胶PET保护膜的厚度为25-100μm。
本发明的另一方面，前述的一种适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜的制备方法，包括以下步骤：
A. 硬化层涂布：在柔性TPU基材的一表面涂布硬化层，并在该表面贴上PET保护膜后收卷； 优选地，所述防指纹硬化层的涂布方式为slot die涂布、微凹涂布，涂层厚度为1-10μm，涂布液粘度为1-200mPa·s；
B. 底涂层涂布：将A步骤中的材料在柔性TPU基材的另一面涂布底涂层，并收卷；优选地，所述底涂层的涂布方式为slot die涂布、COMMA涂布或微凹涂布，涂层厚度为1-20μm，涂布液粘度为10-300mPa·s；
C. 压敏胶涂布：在离型膜上涂布压敏胶，经脱溶后与B步骤中材料的底涂层贴合；优选地，所述压敏胶层涂布方式为slot die涂布、COMMA涂布或微凹涂布，涂层厚度为10-50μm，涂布液粘度为50-2000mPa·s；
D. 压敏胶固化：将C步骤中的材料经过高温固化后，并收卷；优选地，将C步骤中的材料绕经加热至90-130℃的钢辊进行固化，绕辊行进时间为2-8min；
E. 分切/包装：将D步骤中材料分切成下游客户所需规格，并统一包装。
在一个具体的实施方案中，所述B步骤中，底涂层的达因值需大于等于42dyn/cm；所述C步骤中，压敏胶经过脱溶后与TPU底涂层贴合，贴合压力≤0.20MPa。
本发明的再一方面，前述适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜在曲面AF屏幕上的应用。
与现有技术相比，本发明的优点体现在：
1）相比传统的产品结构与工艺，本发明的制备方法因TPU无需单独经过超过100℃的高温，从而节约了一道制程中作为TPU托底用的PET保护膜。
2）本发明的制备方法中，因为底涂层的引入，增加了TPU基材与压敏胶之间的密着性，提高材料的耐候能力。
3）本发明的制备方法中，压敏胶进行脱溶时，托底基材薄、比热容低，从而减少热能损耗。
4）本发明的制备方法中，整体结构一起经过高温固化，降低了TPU经过高温后的收缩幅度，改善了成品出现翘曲的性能不良及终端热压后的翘曲性能不良的问题。
附图说明
图1是本发明TPU保护膜的截面构造示意图。
图2是本发明的制造工艺流程示意图。
图3是本发明的压敏胶固化设备示意图。
其中，离型膜1，高粘胶层2，底涂层3，TPU基材4，硬化层5，PET保护膜6，主动辊7，导热介质8。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面的实施例将对本发明所提供的方法予以进一步的说明，但本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明的权利要求范围内其他任何公知的改变。
如图1所示，本实施例的一种适用于曲屏AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜，其结构包括离型膜1，高粘胶层2，底涂层3，TPU基材4，硬化层5，PET保护膜6。所述PET保护膜6、硬化层5、TPU基材4、底涂层3、高粘胶层2、离型膜1，按照自上而下的顺序依次组合。
其中，所述离型膜选自：以溶剂型、无溶剂型、乳液型乙烯基硅油、硅油树脂、含氟嵌段乙烯基硅油中的一种或几种涂布于双向拉伸PET薄膜上。在一个优选的方案中，所述离型膜为含氟嵌段乙烯基硅油涂布于双向拉伸PET薄膜的膜材。通常，本发明的所述离型膜厚度为25-50μm，所述离型膜离型力为1-8gf/inch。
其中，所述高粘胶层（又叫压敏胶层）选自：特种有机硅压敏胶、特种亚克力压敏胶、特种聚氨酯树脂中的一种或几种。在一个优选的方案中，所述高粘胶材料为特种有机硅压敏胶，特种有机硅树脂为羟基缩合型有机硅压敏胶、过氧化物固化缩合型有机硅压敏胶、加成固化型有机硅压敏胶、室温硫化型有机硅压敏胶和有机锡催化型硅压敏胶中一种或几种的混合物。所述有机硅压敏胶为溶液型有机硅压敏胶，所述溶剂选自二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯或100-120号溶剂油中的一种或几种。具体地，所述压敏胶层厚度在10-50μm之间，所述压敏胶层粘性范围为200-1500gf/inch。
其中，所述底涂层材料选自聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯，上述可单独使用，也可两种或两种以上组合使用。在一个优选的方案中，所述底涂涂层材料为溶液型涂层材料，所述溶剂选自二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯或100-120号溶剂油中的一种或几种。通常，所述底涂层厚度在1-20μm之间。
其中，所述硬化层材料选自溶剂型、UV固化的含硅嵌段改性聚氨酯树脂、亚克力树脂或聚酯。通常，所述硬化层厚度在1-10μm之间。
其中，所述压敏胶PET保护膜选自低粘亚克力、有机硅胶或PU胶保护膜。优选所述低粘压敏胶粘性范围1-20gf/inch。通常，所述PET膜保护层厚度在25-100μm之间。
其中，所述TPU基材为本领域通用的柔性TPU基材，所述TPU基材厚度在75-150μm之间。
如图2所示，本发明所述的一种适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜制造方法，其包括以下步骤：
A. 硬化层涂布：在TPU表面涂布硬化层，并在该表面贴上PET保护膜后收卷；
B. 底涂层涂布：将A步骤中的材料在TPU的另一面涂布底涂层，并收卷；
C. 压敏胶涂布与脱溶：在离型膜上涂布压敏胶，经脱溶后与B步骤中材料的底涂层贴合；
D. 压敏胶固化：将C步骤中的材料经过高温固化后，并收卷；
E. 分切/包装：将D步骤中材料分切成下游客户所需规格，并统一包装。
其中，所述B步骤中，底涂面的达因值需大于等于48dyn/cm。
具体地，所述B步骤中，底涂涂布液通过以下步骤制得：将上述底涂层的主剂原料与有机溶剂按照一定比例（如1:19）混合，在混合的过程中需将主剂原料以100-500mL/min的速率均匀倒入有机溶剂中，边加入边搅拌，而后保持在40-60℃环境下搅拌不少于30min，然后以10-20mL/min速率向上述母液中均匀加入交联剂并搅拌10-20min，此时环境温度保持在20±3℃，相对湿度保持在50±10%。
在一个实施方式中，所述B步骤中，涂布设备选用slot die或者微凹版，涂布湿胶厚度在5-20g/m2，烘干温度为80-100℃之间，烘干时间为2-10min。
其中，所述C步骤中，压敏胶涂布液调配至35-45%固含量，稀释涂布液用溶剂选择二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯或100-120号溶剂油。
在一个实施方式中，所述C步骤中，采用离型膜作为涂布基材，涂布设备选用slotdie或者COMMA，涂布湿胶厚度为20-150μm，烘干温度在80-120℃之间，烘干时间为2-10min。
在一个实施方式中，所述C步骤中，压敏胶经过脱溶后与TPU底涂面贴合，贴合压力≤0.20MPa。
其中，所述D步骤中，压敏胶的固化方式为辊筒传热固化，传热方法为：材料绕经4-6支直径为500-800mm，内通导热介质的主动辊，将该辊加热至表面温度达90-130℃，材料在上述辊筒上的行进时间为2-10min。
在一个实施方式中，所述D步骤中，材料在固化段的张力设定为60-120N。
其中，离型膜1选自以PET为基材，涂布含氟嵌段乙烯基硅油，离型剂涂布量为0.1-2.0g/m2的膜材；高粘胶层2材料选自特种有机硅压敏胶、特种亚克力压敏胶、特种聚氨酯树脂，辅以二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯或100-120号溶剂油中的一种或者几种作为溶剂的涂布液；底涂层3材料选自聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯中的一种或多种组合，辅以醋酸乙酯、醋酸丁酯、100-120号溶剂油或二甲苯作为溶剂的涂布液。
优选的，所述离型膜1的厚度为25-50μm，离型力为1-8g/inch；所述高粘胶层2的厚度为10-50μm，黏着力为200-1500g/inch；所述底涂层3的厚度为1-20μm，表面达因值≥48dyn/cm；所述TPU基材4厚度为75-150μm；所述硬化层5厚度为1-10μm，表面硬度≥2H/750g；所述PET保护膜6厚度为25-100μm。
另一个实施方式中，适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜的制造方法，具体包括以下步骤：
A. 硬化层涂布：在TPU表面涂布硬化层，并在该表面贴上PET保护膜后收卷；
B. 底涂层涂布：将A步骤中的材料在TPU的另一面涂布底涂层，并收卷；底涂涂布液通过以下步骤制得：将上述底涂层的主剂原料与有机溶剂按照一定比例（如1:19）混合，在混合的过程中需将主剂原料以100-500mL/min的速率均匀倒入有机溶剂中，边加入边搅拌，而后保持在40-60℃环境搅拌不少于30min，然后以10-20mL/min速率向上述母液中均匀加入交联剂并搅拌10-20min，此时环境温度保持在20±3℃，相对湿度保持在50±10%；涂布设备选用slot die或者微凹版，涂布湿胶厚度在5-20g/m2，烘干温度为80-100℃之间，烘干时间为2-10min；
C. 压敏胶涂布与脱溶：在离型膜上涂布压敏胶，经脱溶后与B步骤中材料的底涂层贴合；采用离型膜作为涂布基材，涂布设备选用slot die或者COMMA，涂布湿胶厚度为20-150μm，烘干温度在80-100℃之间，烘干时间为2-10min；压敏胶经过脱溶后与TPU底涂面贴合，贴合压力≤0.20MPa。
D. 压敏胶固化：将C步骤中的材料经过高温固化后，并收卷；如图3所示，压敏胶的固化方式为辊筒传热固化，传热方法为：材料绕经4-6支直径为500-800mm，内部镂空的主动辊7，内部通过循环导热介质8将该辊加热至表面温度达90-130℃，材料在上述辊筒上的行进时间为2-10min；材料在该步骤中的机台张力设定为80-200N。
E. 分切/包装：将D步骤中材料分切成下游客户所需规格，并统一包装。
优选的，在步骤D中，滚筒材质选择外层镀铬的不锈钢内镂空辊筒，材料绕经面积约占其总面积的1/2，以最大限度利用热能，保证材料受热的均匀性。
本发明利用：底涂层的引入、压敏胶的转移涂布、压敏胶的脱溶与固化分段进行、辊筒传热的固化形式，在避免TPU单独过高温制程的前提下保证了压敏胶与TPU基材间的密着力，解决了成品出现翘曲的性能不良及终端厂家经热压制程后的翘曲性能不良的问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜，其特征在于，所述TPU保护膜包括由下至上依次贴合的离型膜层、压敏胶层、底涂层、柔性TPU基材、防指纹硬化层、低粘压敏胶PET保护膜。
2.根据权利要求1所述的TPU保护膜，其特征在于，所述离型膜层为由溶剂型、无溶剂型或乳液型乙烯基硅油、硅油树脂、含氟嵌段乙烯基硅油中的至少一种涂布于双向拉伸PET薄膜上形成的离型膜；优选地，所述离型膜为含氟嵌段乙烯基硅油涂布于双向拉伸PET薄膜上形成的膜材；更优选地，所述离型膜的离型力为1-8gf/inch，进一步优选地，所述离型膜层厚度为25-50μm。
3.根据权利要求1所述的TPU保护膜，其特征在于，所述压敏胶层为对AF屏幕具有强接着力的压敏胶层材料；优选地，选自特种高粘有机硅压敏胶、特种高粘亚克力压敏胶、特种高粘聚氨酯树脂中的一种或几种；更优选地，所述压敏胶层的涂层厚度为10-50μm。
4.根据权利要求1所述的TPU保护膜，其特征在于，所述底涂层为与压敏胶及TPU接着性良好的底涂材料；优选地，所述底涂材料选自聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯中的一种或几种；更优选地，所述底涂层的涂层厚度为1-20μm。
5.根据权利要求1所述的TPU保护膜，其特征在于，所述柔性TPU基材厚度为75-150μm。
6.根据权利要求1所述的TPU保护膜，其特征在于，所述防指纹硬化层的材料选自溶剂型、UV固化的含硅嵌段改性聚氨酯树脂或亚克力树脂或聚酯；优选地，所述防指纹硬化层的厚度为1-10μm。
7.根据权利要求1所述的TPU保护膜，其特征在于，所述低粘压敏胶PET保护膜选自低粘亚克力、有机硅胶或PU胶保护膜；优选地，所述低粘压敏胶的粘性范围为1-20gf/inch；更优选地，所述低粘压敏胶PET保护膜的厚度为25-100μm。
8.权利要求1~7任一项所述的一种适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A. 硬化层涂布：在柔性TPU基材的一表面涂布硬化层，并在该表面贴上PET保护膜后收卷； 优选地，所述防指纹硬化层的涂布方式为slot die涂布、微凹涂布，涂层厚度为1-10μm，涂布液粘度为1-200mPa·s；
B. 底涂层涂布：将A步骤中的材料在柔性TPU基材的另一面涂布底涂层，并收卷；优选地，所述底涂层的涂布方式为slot die涂布、COMMA涂布或微凹涂布，涂层厚度为1-20μm，涂布液粘度为10-300mPa·s；
C. 压敏胶涂布：在离型膜上涂布压敏胶，经脱溶后与B步骤中材料的底涂层贴合；优选地，所述压敏胶层涂布方式为slot die涂布、COMMA涂布或微凹涂布，涂层厚度为10-50μm，涂布液粘度为50-2000mPa·s；
D. 压敏胶固化：将C步骤中的材料经过高温固化后，并收卷；优选地，将C步骤中的材料绕经加热至90-130℃的钢辊进行固化，绕辊行进时间为2-8min；
E. 分切/包装：将D步骤中材料分切成下游客户所需规格，并统一包装。
9.根据权利要求8所述的一种适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜的制备方法，其特征在于，所述B步骤中，底涂层的达因值需大于等于48dyn/cm；所述C步骤中，压敏胶经过脱溶后与TPU底涂层贴合，贴合压力≤0.20MPa。
10.权利要求1~7任一项所述的适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜或权利要求8~9任一项制备方法得到的所述适用于曲面AF屏幕、抗指纹、高透光的TPU保护膜在曲面AF屏幕上的应用。
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