屏幕保护膜 - Wacker Chemie AG


屏幕保护膜

智能手机和平板的触摸屏是非常重要的人机界面,兼具显示屏与操作面板双重功能。将含有瓦克自粘性有机硅的保护膜覆盖在触摸屏表面,可防止触摸屏受损。

色彩表现自然、视网膜显示屏以及低能耗:生产商在介绍其智能手机、平板等产品的屏幕时,可谓极尽盛赞之辞。的确,屏幕表面是至关重要的人机界面,兼具显示屏与操作面板双重功能。当我们打电话、拍高清快照或玩游戏时——所有的操作都离不开触摸屏。因此,屏幕的品质如何在人们的购买决定中起到了关键作用。

“由于很多智能手机价格昂贵,保护其高品质屏幕免受刮擦及撞击的影响就变得愈发重要。”

Timo Hagemeister博士 瓦克有机硅

“由于很多智能手机价格昂贵,保护其高品质屏幕免受刮擦及撞击的影响就变得愈发重要。”Timo Hagemeister(何迈思)博士解释道。他最近刚从瓦克化学(中国)有限公司(位于上海)有机硅研发经理的岗位调至瓦克集团消费者护理业务团队担任负责人。他表示:“在生产过程中,设备生产商会将薄膜永久性地粘贴在屏幕表面,从而达到保护屏幕的效果。”同时,消费者也可以再自行粘贴一层自粘性保护膜,以便在发生小事故时保护屏幕,延长其使用寿命。此外,市场上还有硬化塑料薄膜或玻璃保护膜。它们可以做得非常薄,并且柔韧持久,甚至可以保护屏幕免受滚烫的烟头或手机失手掉落时产生的巨大冲击力等外界因素的影响。

离型力是重中之重

资料来源:Gartner,2017年5月数据

不论是生产商或消费者粘贴的保护膜,还是永久性薄膜或运输途中起临时保护作用的薄膜,都必须有效地粘贴至屏幕表面,这一点至关重要。因此,这些薄膜都采用压敏胶(PSA)进行处理,只需轻轻按压即可自行粘贴至屏幕表面。为了使薄膜能完整地从屏幕表面轻松剥离,需要对压敏胶薄膜的离型力进行精确调整。所谓的离型力,指的就是将薄膜从基材上撕下来所需要的力。

灵活定制

“生产商会根据具体需求,决定薄膜从屏幕表面剥离的难易程度。最佳的系统应该能够根据不同应用进行个性化定制,这正是瓦克新型有机硅产品DEHESIVE® PSA 765的用武之地。”瓦克位于韩国城南市(毗邻首尔)的应用技术中心的Ki-Eon Kim解释道。与他的同事Timo Hagemeister一样,Kim现在的工作可谓是电子行业的核心所在。许多智能手机生产商不仅在东亚拥有自己的生产基地,而且它们的分包商(包括保护膜生产商)也来自东亚。

“三明治”结构

自粘性薄膜的具体特性取决于其结构和化学成分。保护膜通常是多层“三明治”结构,其中,压敏胶层起到了关键作用。“压敏胶一般有丙烯酸类、聚氨酯类、橡胶类以及我们这里谈到的有机硅类。”Hagemeister解释道。压敏胶层的厚度通常为15至25毫米,需要发挥多项功能,包括必须牢牢锚固在显示屏的玻璃表面。同时,压敏胶层还必须与基材(通常为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜)紧密粘合。这样,胶粘剂薄膜就能把薄膜的PET层和智能手机的玻璃表面粘接在一起。

“不过,这些材料的化学与物理特性大相径庭。”Hagemeister说道,“因此,配制一款能够分别以不同的粘合力粘附在两种材料表面的有机硅压敏胶,是一项充满挑战性的工作。”也就是说,既要让胶粘剂薄膜能够从玻璃表面轻松剥离,但又不能脱离PET层。为了实现这一点,保护膜生产商必须提高粘合力。

瓦克全新的DEHESIVE® PSA 765产品就是实现这种平衡的理想之选。由于性能出色,目前已有一家韩国保护膜生产厂商使用瓦克的有机硅压敏胶。

优化生产

不同类别压敏胶的市场份额 (大中华区和韩国市场)——瓦克预测

“总体而言,有机硅压敏胶的生产成本会更高,这也是为什么它们的市场份额只有8%的原因所在。因此,我们的客户只在有机硅最能发挥性能优势的地方才会使用它。”Kim在解释研发人员面临的挑战时说道,“事实上,瓦克有机硅压敏胶在生产过程中表现出了绝佳的性能优势。为了确保快速的加工流程,有机硅压敏胶的粘度和固化性能必须精准匹配。”Hagemeister补充道。

此外,保护膜生产商在选择胶粘剂供应商时,还特别看重储存稳定性、耐磨性以及表面粘合力等重要标准。当然,操作性也非常重要。“胶粘剂层必须确保保护膜在粘贴至显示屏表面时,不会出现令人不悦的气泡。”Kim表示。有机硅不仅能够满足上述所有要求,并且还有一项重要优势:它们不会黄变,而且在高温和低温条件下都能保持优异的性能。

瓦克位于韩国的技术中心可以测试离型涂层的化学与物理性能。

有机硅压敏胶是一种多组分体系,包括高粘合力和低粘合力有机硅、各种添加剂以及铂催化剂。其中,铂催化剂能够引发有机硅发生交联反应,形成三维聚合物结构。上述反应只发生在保护膜的生产过程中、有机硅压敏胶被粘贴至基材之后。“因此,铂催化剂作为有机硅压敏胶的一部分进行销售,并且在总价中占了很大比例。固化反应所需的铂含量越少越好。”Hagemeister解释道。“我们在DEHESIVE® PSA 765中减少了铂含量,因此该产品颇具竞争力,在各种PET膜表面的表现也很出色,而且还能根据保护膜生产商的具体要求进行定制。”他补充道。

分子链

我们对有机硅进行巧妙的功能化,以便充分利用它们的独特优势。具体来说,就是引入特殊的化学基团以及将不同类别的有机硅相结合,从而赋予有机硅产品不同的互补特性,比如具有高粘合力或低粘合力,以及柔韧性或坚硬性等等。其中的关键之处在于它们的化学结构。例如,硅油由线性分子链构成,而硅树脂链则高度支化,并且能使胶粘剂层具有极高的交联度。而交联度影响着离型力:固化程度越高,薄膜的粘接力就越强。因此,我们可以通过添加有机硅树脂,对离型力进行精确调整。这为DEHESIVE® PSA 765保护膜涂层开启了广阔的应用前景:在显示屏的整个生产过程中,需要使用各种各样的保护膜——例如用于保护组件在生产过程中免受损坏的保护膜。“我们的目标是开发一套能够为整个价值链提供自粘性薄膜解决方案的产品系列。”Kim在总结其未来研发计划时满怀信心地说道。