触摸屏保护膜抗磨性能研究

周磊 姚永新 王龙梅

（上海市质量监督检验技术研究院 上海 201114）

0 引言

随着现代科技水平的提高，越来越多的触摸屏数码产品步入了人们的生活中，手机、平板电脑等产品已经成为生活中形影不离的产品。触摸屏的尺寸也越做越大，在带来更好的使用体验的同时，也增加了屏幕磨损划伤的风险。为了防止触摸屏在使用过程中被硬物划伤，很多用户在购入新产品之际，通常都会给触摸屏贴上一层保护膜。

触摸屏保护膜是一种装裱在触摸屏表面的冷裱膜，保护触摸屏不被划伤。目前市面上触摸屏保护膜种类繁多，按其表面材质主要可分为钢化玻璃、热塑性聚氨酯（TPU）、聚对苯二甲酸类塑料（PET）三类，对应的产品名分别为钢化膜、水凝膜（TPU）、普通软膜（PET）。钢化膜是目前最主流的屏幕贴膜，硬度较高，抗磨损能力强，但是延展性较差。TPU水凝膜是一种弹性材料，有一定程度的自我修复功能，透光性好，但是抗磨性一般。PET普通软膜是一种聚酯纤维薄膜，价格较低，透光性好，抗磨性一般。用户在选购保护膜的过程中，往往只关注膜的清晰程度，而忽略了保护膜最重要的抗磨性，也就是防刮耐磨性能，如果抗磨性不佳，会大大影响屏幕的使用感受，缩短保护膜的使用寿命。不同的表面材质，对保护膜的抗磨性能有较大影响。本文使用棉布、0#钢丝棉对不同材质的触摸屏保护膜进行抗磨性试验，通过对比保护膜试验前后的外观变化、光透过率、雾度，分析了不同材质产品的抗磨性能。

1 测试原理和方法

日常使用过程中，触摸屏保护膜会因皮肤、布料、钥匙等材料的摩擦，导致表面划伤，影响视觉体验。因此，只有了解不同材质保护膜的抗磨性能，才能对各种保护膜产品的性能有准确的认知。

在室温条件下将保护膜装贴在厚度0.8 mm的透明玻璃上，在贴膜过程中不应对保护膜造成折痕、划痕等损伤。贴好后将样品静置24 h，使其与底板充分贴合，以达到实际的使用要求。测试抗磨性试验前后保护膜的光透射比、雾度，对比试验前后的外观变化，分析不同材质保护膜的抗磨性能。

1.1 抗磨性

抗磨性试验采用抗磨试验机作为试验装置，以棉布、0#钢丝棉作为摩擦材料包裹于擦拭头接触表面，擦拭头为圆形，接触表面直径14 mm，载重质量200 g，擦拭行程120 mm，擦拭速率40次/min，擦拭次数500次，往复为1次。试验时将玻璃基板两端固定，防止其在摩擦时产生位移，使用包裹摩擦介质的载重擦拭头在保护膜表面进行往复运动，试验后观察保护膜表面有无明显外观变化。

1.2 光透射比

光透射比是衡量保护膜清晰度的重要指标，透光性越好的膜，透过膜看到的画面越清晰。经过抗磨性试验后，保护膜表面可能会产生划痕，导致膜的透光性下降，影响正常使用。光透射比采用分光光度计测定，测量波长范围为380～780 nm，波长间隔为5 nm，按式（1）计算光透射比tl。

Dl——波长间隔。

1.3 雾度

雾度是透明或半透明材料光学透明性的重要参数，是偏离入射光 2.5°角以上的透射光强占总透射光强的百分数，雾度越大意味着保护膜表面对光的散射越大，人的眼睛越看不清楚。通过测定抗磨性试验前后的雾度变化，能一定程度上反应保护膜的抗磨性能。试验方法依据GB/T 2410—2008［2］测定保护膜的雾度。

2 结果与分析

本次试验对19款触摸屏保护膜进行了抗磨性能 研 究，其 中1#～ 8#为 钢 化 膜，9#～ 16#为 水 凝 膜（TPU）、17#～ 19#为普通软膜（PET）。

2.1 外观变化

不同材质屏幕保护膜抗磨试验后的外观变化如表1所示。

表1 触摸屏保护膜抗磨性试验后磨损情况

从表1可以看出，钢化膜由于质地较硬，不易刮花。使用两种材料摩擦后，其外观均无明显变化，其抗磨性较好。水凝膜（TPU）和普通软膜（PET）使用棉布摩擦时均无明显变化，使用0#钢丝棉时均出现了不同程度的划伤（图1和图2），说明两种膜对质地柔软的材料具有良好的抗磨性，但不抗硬物摩擦。如图1所示，同种材质的膜其抗磨性能有明显差别，其中11#和 15#样品表面只出现了轻微划痕，抗磨性能好；12#和16#样品表面出现严重破坏，会导致屏幕模糊看不清内容，长时间使用会损害人眼健康。

图1 抗磨性试验后水凝膜（TPU）表面磨损情况

图2 抗磨性试验后普通软膜（PET）表面磨损情况

2.2 光透射比

抗磨性试验前后19款保护膜的光透射比见表2。

表2 触摸屏保护膜抗磨性试验前后的光透射比

从表2可以看出，钢化玻璃在抗磨性试验前后光透射比的差值变化范围为0.0～0.3%，水凝膜（TPU）在抗磨性试验前后光透射比的差值变化范围为0.0～1.1%，普通软膜（PET）在抗磨性试验前后光透射比的差值变化范围为0.2%～0.3%。抗磨性试验前后三种膜的光透射比变化范围均较小，说明即使样品表面有磨痕，在屏幕背光的照射下，画面清晰度不受影响。

2.3 雾度

触摸屏保护膜抗磨性试验前后的雾度见表3。

表3 触摸屏保护膜抗磨性试验前后的雾度

从表3可以看出，抗磨性试验前后1#～ 8#钢化膜雾度的变化值较小，具有较好的抗磨性。 9#～16#样品经抗磨性试验后雾度值均有所增加，这是由于表面被0#钢丝棉破坏引起的，其中16#样品的雾度变化值最大，抗磨试验前后的差值为53.6%，11#和 15#的雾度变化值最小，前后的差值均为0.3%，可见对于TPU材质的保护膜，各个样品间抗磨性能的差异性较大。17#～ 19#样品经抗磨性试验后雾度值既有增加，也有减少，变化范围为1.1%～5.2%，变化范围不大。

3 结论

使用棉布、0#钢丝棉对不同材质的触摸屏保护膜进行抗磨性试验，通过对比保护膜试验前后的外观变化、光透过率、雾度，归纳了不同材质产品的抗磨性能。钢化膜的抗磨性能明显优于水凝膜（TPU）和普通软膜（PET），对于绝大部分钢化膜而言，经过棉布和0#钢丝棉抗磨试验后样品表面均无明显划痕。水凝膜（TPU）和普通软膜（PET）对于棉布这类质地柔软的材料具有良好的抗磨性，但是不抗硬物摩擦，经过0#钢丝棉摩擦后均会留下划痕，并且各个样品间抗磨性能的差异性较大，影响触摸屏幕使用体验。