觸摸屏保護(hù)膜抗磨性能研究

周磊 姚永新 王龍梅

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院 上海 201114）

0 引言

隨著現(xiàn)代科技水平的提高，越來(lái)越多的觸摸屏數(shù)碼產(chǎn)品步入了人們的生活中，手機(jī)、平板電腦等產(chǎn)品已經(jīng)成為生活中形影不離的產(chǎn)品。觸摸屏的尺寸也越做越大，在帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)的同時(shí)，也增加了屏幕磨損劃傷的風(fēng)險(xiǎn)。為了防止觸摸屏在使用過(guò)程中被硬物劃傷，很多用戶在購(gòu)入新產(chǎn)品之際，通常都會(huì)給觸摸屏貼上一層保護(hù)膜。

觸摸屏保護(hù)膜是一種裝裱在觸摸屏表面的冷裱膜，保護(hù)觸摸屏不被劃傷。目前市面上觸摸屏保護(hù)膜種類繁多，按其表面材質(zhì)主要可分為鋼化玻璃、熱塑性聚氨酯（TPU）、聚對(duì)苯二甲酸類塑料（PET）三類，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品名分別為鋼化膜、水凝膜（TPU）、普通軟膜（PET）。鋼化膜是目前最主流的屏幕貼膜，硬度較高，抗磨損能力強(qiáng)，但是延展性較差。TPU水凝膜是一種彈性材料，有一定程度的自我修復(fù)功能，透光性好，但是抗磨性一般。PET普通軟膜是一種聚酯纖維薄膜，價(jià)格較低，透光性好，抗磨性一般。用戶在選購(gòu)保護(hù)膜的過(guò)程中，往往只關(guān)注膜的清晰程度，而忽略了保護(hù)膜最重要的抗磨性，也就是防刮耐磨性能，如果抗磨性不佳，會(huì)大大影響屏幕的使用感受，縮短保護(hù)膜的使用壽命。不同的表面材質(zhì)，對(duì)保護(hù)膜的抗磨性能有較大影響。本文使用棉布、0#鋼絲棉對(duì)不同材質(zhì)的觸摸屏保護(hù)膜進(jìn)行抗磨性試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比保護(hù)膜試驗(yàn)前后的外觀變化、光透過(guò)率、霧度，分析了不同材質(zhì)產(chǎn)品的抗磨性能。

1 測(cè)試原理和方法

日常使用過(guò)程中，觸摸屏保護(hù)膜會(huì)因皮膚、布料、鑰匙等材料的摩擦，導(dǎo)致表面劃傷，影響視覺(jué)體驗(yàn)。因此，只有了解不同材質(zhì)保護(hù)膜的抗磨性能，才能對(duì)各種保護(hù)膜產(chǎn)品的性能有準(zhǔn)確的認(rèn)知。

在室溫條件下將保護(hù)膜裝貼在厚度0.8 mm的透明玻璃上，在貼膜過(guò)程中不應(yīng)對(duì)保護(hù)膜造成折痕、劃痕等損傷。貼好后將樣品靜置24 h，使其與底板充分貼合，以達(dá)到實(shí)際的使用要求。測(cè)試抗磨性試驗(yàn)前后保護(hù)膜的光透射比、霧度，對(duì)比試驗(yàn)前后的外觀變化，分析不同材質(zhì)保護(hù)膜的抗磨性能。

1.1 抗磨性

抗磨性試驗(yàn)采用抗磨試驗(yàn)機(jī)作為試驗(yàn)裝置，以棉布、0#鋼絲棉作為摩擦材料包裹于擦拭頭接觸表面，擦拭頭為圓形，接觸表面直徑14 mm，載重質(zhì)量200 g，擦拭行程120 mm，擦拭速率40次/min，擦拭次數(shù)500次，往復(fù)為1次。試驗(yàn)時(shí)將玻璃基板兩端固定，防止其在摩擦?xí)r產(chǎn)生位移，使用包裹摩擦介質(zhì)的載重擦拭頭在保護(hù)膜表面進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，試驗(yàn)后觀察保護(hù)膜表面有無(wú)明顯外觀變化。

1.2 光透射比

光透射比是衡量保護(hù)膜清晰度的重要指標(biāo)，透光性越好的膜，透過(guò)膜看到的畫(huà)面越清晰。經(jīng)過(guò)抗磨性試驗(yàn)后，保護(hù)膜表面可能會(huì)產(chǎn)生劃痕，導(dǎo)致膜的透光性下降，影響正常使用。光透射比采用分光光度計(jì)測(cè)定，測(cè)量波長(zhǎng)范圍為380～780 nm，波長(zhǎng)間隔為5 nm，按式（1）計(jì)算光透射比tl。

Dl——波長(zhǎng)間隔。

1.3 霧度

霧度是透明或半透明材料光學(xué)透明性的重要參數(shù)，是偏離入射光 2.5°角以上的透射光強(qiáng)占總透射光強(qiáng)的百分?jǐn)?shù)，霧度越大意味著保護(hù)膜表面對(duì)光的散射越大，人的眼睛越看不清楚。通過(guò)測(cè)定抗磨性試驗(yàn)前后的霧度變化，能一定程度上反應(yīng)保護(hù)膜的抗磨性能。試驗(yàn)方法依據(jù)GB/T 2410—2008［2］測(cè)定保護(hù)膜的霧度。

2 結(jié)果與分析

本次試驗(yàn)對(duì)19款觸摸屏保護(hù)膜進(jìn)行了抗磨性能 研 究，其 中1#～ 8#為 鋼 化 膜，9#～ 16#為 水 凝 膜（TPU）、17#～ 19#為普通軟膜（PET）。

2.1 外觀變化

不同材質(zhì)屏幕保護(hù)膜抗磨試驗(yàn)后的外觀變化如表1所示。

表1 觸摸屏保護(hù)膜抗磨性試驗(yàn)后磨損情況

從表1可以看出，鋼化膜由于質(zhì)地較硬，不易刮花。使用兩種材料摩擦后，其外觀均無(wú)明顯變化，其抗磨性較好。水凝膜（TPU）和普通軟膜（PET）使用棉布摩擦?xí)r均無(wú)明顯變化，使用0#鋼絲棉時(shí)均出現(xiàn)了不同程度的劃傷（圖1和圖2），說(shuō)明兩種膜對(duì)質(zhì)地柔軟的材料具有良好的抗磨性，但不抗硬物摩擦。如圖1所示，同種材質(zhì)的膜其抗磨性能有明顯差別，其中11#和 15#樣品表面只出現(xiàn)了輕微劃痕，抗磨性能好；12#和16#樣品表面出現(xiàn)嚴(yán)重破壞，會(huì)導(dǎo)致屏幕模糊看不清內(nèi)容，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)損害人眼健康。

圖1 抗磨性試驗(yàn)后水凝膜（TPU）表面磨損情況

圖2 抗磨性試驗(yàn)后普通軟膜（PET）表面磨損情況

2.2 光透射比

抗磨性試驗(yàn)前后19款保護(hù)膜的光透射比見(jiàn)表2。

表2 觸摸屏保護(hù)膜抗磨性試驗(yàn)前后的光透射比

從表2可以看出，鋼化玻璃在抗磨性試驗(yàn)前后光透射比的差值變化范圍為0.0～0.3%，水凝膜（TPU）在抗磨性試驗(yàn)前后光透射比的差值變化范圍為0.0～1.1%，普通軟膜（PET）在抗磨性試驗(yàn)前后光透射比的差值變化范圍為0.2%～0.3%?？鼓バ栽囼?yàn)前后三種膜的光透射比變化范圍均較小，說(shuō)明即使樣品表面有磨痕，在屏幕背光的照射下，畫(huà)面清晰度不受影響。

2.3 霧度

觸摸屏保護(hù)膜抗磨性試驗(yàn)前后的霧度見(jiàn)表3。

表3 觸摸屏保護(hù)膜抗磨性試驗(yàn)前后的霧度

從表3可以看出，抗磨性試驗(yàn)前后1#～ 8#鋼化膜霧度的變化值較小，具有較好的抗磨性。 9#～16#樣品經(jīng)抗磨性試驗(yàn)后霧度值均有所增加，這是由于表面被0#鋼絲棉破壞引起的，其中16#樣品的霧度變化值最大，抗磨試驗(yàn)前后的差值為53.6%，11#和 15#的霧度變化值最小，前后的差值均為0.3%，可見(jiàn)對(duì)于TPU材質(zhì)的保護(hù)膜，各個(gè)樣品間抗磨性能的差異性較大。17#～ 19#樣品經(jīng)抗磨性試驗(yàn)后霧度值既有增加，也有減少，變化范圍為1.1%～5.2%，變化范圍不大。

3 結(jié)論

使用棉布、0#鋼絲棉對(duì)不同材質(zhì)的觸摸屏保護(hù)膜進(jìn)行抗磨性試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比保護(hù)膜試驗(yàn)前后的外觀變化、光透過(guò)率、霧度，歸納了不同材質(zhì)產(chǎn)品的抗磨性能。鋼化膜的抗磨性能明顯優(yōu)于水凝膜（TPU）和普通軟膜（PET），對(duì)于絕大部分鋼化膜而言，經(jīng)過(guò)棉布和0#鋼絲棉抗磨試驗(yàn)后樣品表面均無(wú)明顯劃痕。水凝膜（TPU）和普通軟膜（PET）對(duì)于棉布這類質(zhì)地柔軟的材料具有良好的抗磨性，但是不抗硬物摩擦，經(jīng)過(guò)0#鋼絲棉摩擦后均會(huì)留下劃痕，并且各個(gè)樣品間抗磨性能的差異性較大，影響觸摸屏幕使用體驗(yàn)。