一种耐磨测定方法

技术领域

本发明是有关于一种耐磨测定方法，特别是一种运用于触控面板的耐磨测定方法。

背景技术

随着社会不断进步，科技迅速发展，触控产品广泛应用于个人电子消费品、零售终端、教育行业、医疗行业、工业控制行业、餐饮服务行业、办公、穿戴行业、家用电器以及车载运输行业等。触控产品其表面涂层为保护触控性能的关键因素，在触控产品的可靠性中有着决定性作用。由于触控产品应用环境复杂多样化，对于涂层性能的验证。目前市面上仅限与固体研磨介质耐磨测试，无法实际模拟当前复杂多样化的使用环境。另外，当前耐磨测试验证时间通常需要100,000次以上的耐磨次数，验证周期过长。

习知技术中多以固体研磨介质进行耐磨测定，另有习知技术中国专利案号CN107533001B是针对在承载板上耐磨层进行耐磨测定的方法，在固化耐磨层与承载板之前，利用波长范围在500纳米(nm)和2500nm之间的近红外线感测器(near-infrared，NIR)探测器，记录设置在承载板上耐磨层的NIR光谱，并且借助于多变数数据分析(multiplediscriminant analysis，MDA)，通过针对耐磨层的耐磨性所确定的NIR光谱，与针对耐磨性已知的耐磨层的参考样品NIR光谱进行比较，以确定耐磨层的耐磨性。然而，习知技术无法有效缩短测试时间，且利用NIR光谱测量待测物无法适用于各种的待测物，因此，现有技术实有待改善的必要。

发明内容

为了解决上述问题以缩短触控屏幕表面涂层性能验证周期，缩短研发时间，适应复杂多样环境应用，本发明提供一种耐磨测定方法，利用混合液体以及磨耗材料作为湿式研磨介质，并利用接触角值量测待测物涂层测试面角度的耐磨测定方法，能缩短涂层性能验证周期、缩短研发时间，适应复杂多样环境应用。

本发明所采用的技术方案是:

本发明的一实施方式提供了一种耐磨测定方法，包括提供具涂层的待测物，并量测所述涂层的测试面的介于110°至120°间的第一接触角值，固定所述待测物于耐磨平台上；于所述待测物的所述测试面建立围槽，提供固液混合的研磨介质并倒入所述围槽内，所述研磨介质的质量配比为水泥粉：15％、去离子水：80％以及99.9％酒精：5％，使所述耐磨平台来回震动达50,000耐磨次数，量测所述测试面的第二接触角值，以及判断所述测试面的所述第二接触角值是否介于92°至95°之间，若是则通过耐磨测定的测试。

在一些实施方式中，所述提供固液混合的所述研磨介质并倒入所述围槽内的步骤，包括提供固液混合的所述研磨介质与添加剂并倒入所述围槽内，所述添加剂包含：碳化硅颗粒、二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、刚玉颗粒、或纤维素。

在一些实施方式中，所述水泥粉的成分包含石灰或硅酸钙。

在一些实施方式中，所述围槽是利用热融胶作成。

在一些实施方式中，所述围槽的壁厚大于等于5毫米。

在一些实施方式中，所述围槽的深度大于等于5毫米。

在一些实施方式中，所述围槽垂直投影于所述涂层的面积大于所述测试面的面积。

在一些实施方式中，所述使该耐磨平台来回震动达50,000耐磨次数的步骤，包括提供耐磨机与耐磨杆，所述耐磨杆包含相对的第一端与第二端，所述第一端接触所述围槽内的所述研磨介质，以及所述第二端和所述耐磨机相连结，以及启动耐磨机由耐磨杆的第一端作动，使耐磨平台来回震动50,000耐磨次数。

在一些实施方式中，所述提供具所述涂层的所述待测物的步骤，包括涂布所述涂层于所述待测物的测试面，以及进行肉眼检测以确认所述涂层完整涂布于所述待测物，获得具所述涂层的所述待测物。

在一些实施方式中，所述待测物是具有涂层的触控面板。

附图说明

图1是本发明的一些实施方式的耐磨测定方法的流程图；

图2是本发明的一些实施方式的耐磨机结构的示意图；

图3是本发明的一些实施方式的围槽结构的俯视图；

图4是图3沿线X-X'的剖面图；

图5A是本发明的一些实施方式的待测物测试面，在耐磨测试前的接触角值的显微镜影像的示意图；

图5B是本发明的一些实施方式的待测物测试面，在耐磨测试后的接触角值的显微镜影像的示意图；

图6是本发明的一些实施方式与习知技术相较下，待测物涂层的测试面接触角值和耐磨次数关系的折线图。

具体实施方式

为使本发明的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施态样与具体实施例提出说明性的描述，但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所发明的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。在以下描述中，将详细叙述许多特定细节，以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，亦可在无此等特定细节的情况下实践本发明的实施例。

在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电性连接。本文使用的“约”、“近似”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即测量系统的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”或“实质上”可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。

除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地这样定义。

下面结合附图与具体实施方式对本发明进一步详细描述。

请参阅图1，图1是本发明的一些实施方式的耐磨测定方法的流程图。耐磨测定方法100始于步骤S102，步骤S102肉眼检测有涂层触控屏幕的完整性。在一些实施例中，将涂层涂布于所述待测物的测试面，以肉眼确认涂层完整涂布于待测物，获得具涂层的待测物。在一些实施例中，待测物是触控面板，但本发明不限定待测物是触控面板，亦即具有涂层的待测物品都可以利用本发明的方法进行测试。在一些实施例中，所述测试面是在涂层的上表面界定出一个区域，作为研磨测定使用。

接着，进行步骤S104量测待测物涂层的测试面的第一接触角值。在一些实施例中，量测的接触角又称为水滴角(contact angle)、或接触水滴角，且涂层的测试面是介于110°至120°之间的第一接触角值。

然后，进行步骤S106固定待测物于耐磨平台上。在一些实施例中，耐磨机具有本体与耐磨杆，耐磨杆具有相对的二端，一端可用来研磨测试面，另一端和耐磨机相连结。

接着，进行步骤S108于待测物涂层的测试面上建立围槽。在一些实施例中，利用固态热熔胶建立围槽，热熔胶有易于塑型的优点且使用方式简易，可加速耐磨测试进行，但本发明不限定只能用固态热熔胶建立围槽。

接着，进行步骤S110提供固液混合的研磨介质并倒入围槽内。在一些实施例中，研磨介质的质量配比为水泥粉：15％、去离子水：80％以及99.9％酒精：5％；换句话说，利用混合液体以及磨耗材料作为湿式研磨介质。

接着，步骤S112在围槽内执行耐磨测试。在一些实施例中围槽内的待测面上方有研磨介质，以耐磨杆的第一端接触研磨介质后，由耐磨平台来回震动50,000耐磨次数来进行研磨。另一些实施例中，围槽内的待测面上方有研磨介质，以耐磨杆的第一端接触研磨介质后，耐磨机启动由耐磨杆的第一端作动，使耐磨平台来回震动50,000耐磨次数来进行研磨。又一些实施例中，耐磨杆与研磨平台可依需求交替或一起来回震动来进行研磨。

之后，进行步骤S114耐磨测试结束后量测待测物涂层的测试面的第二接触角值，并判断测试面的接触角值是否介于92°至95°之间，若是则通过耐磨测定的测试。

最后，步骤S116对结果进行数据分析及产出报告。

请参考图2，图2是本发明的一些实施方式的耐磨机结构的示意图。研磨测试装置200包含耐磨机210、耐磨杆220、耐磨平台230、以及围槽240。

耐磨机210具有马达(图未示)使耐磨杆220作动(例如左右移动、旋转等)，进而达到研磨的效果。

耐磨杆220包含相对的第一端222与第二端224，第一端222接触所述围槽240内的研磨介质(图未示)，第二端224和耐磨机210相连结。耐磨机210使耐磨杆220作动，耐磨杆220对待测物T的涂层进行摩擦而产生压力，使涂层产生磨耗进而达到研磨的效果。

耐磨平台230，又称之为测试平台，其上放置具涂层的待测物T。研磨时，可以是耐磨平台230左右晃动，晃动达约50,000耐磨次数。又或者，也可以是启动耐磨机210由耐磨杆220的第一端222作动震动，震动达约50,000耐磨次数。

请同时参考图2、图3和图4，图3是本发明的一些实施方式的围槽结构的俯视图。图4是图3沿线X-X'的剖面图。图3中围槽240是利用热融胶作成，围槽240内的底部即为待测物T的测试面TS。在一些实施例中，围槽240垂直投影于所述待测物的涂层的面积，大于测试面TS的面积，这是因为针对测量的标的物即为围槽内的具有涂层的待测物，围槽240垂直投影于所述待测物的涂层的面积，大于测试面TS的面积才能有效进行涂层的研磨，确保研磨范围的涂层实际上都能被磨耗，以达到研磨的目的。依照图3的线X-X’横剖后，图4呈现围槽240横剖面结构。围槽240的壁厚D大于等于5毫米、围槽240的深度H大于等于5毫米。在一实施例中，围槽240的壁厚D大于等于5毫米至小于等于15毫米，例如：7毫米、10毫米、12毫米、14毫米、或者此等值中任意两者之间的任何值；围槽240的深度H大于等于5毫米至小于等于15毫米，例如：7毫米、10毫米、12毫米、14毫米、或者此等值中任意两者之间的任何值。当研磨介质(图未示)放置在测试面TS中时，研磨介质不会溢出于围槽240，且整个耐磨测定过程中，研磨介质也不会干枯。

在一些实施例中，研磨介质质量配比为水泥粉：15％、去离子水80％以及99.9％酒精：5％。再者，水泥粉的成分主原料为石灰或硅酸钙，可增加研磨介质的粗糙度，减少研磨时间，可为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、少熟料或无熟料水泥等。在另一些实施例中，除了研磨介质外，可以再加入添加剂，添加剂可以是碳化硅颗粒、二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、刚玉颗粒、三聚氰胺-甲醛树脂、三聚氰胺-脲-甲醛树脂或脲-甲醛树脂、纤维素、或其组合。纤维素包括，但不限于木纤维、纤维素纤维、漂白纤维素纤维、羊毛纤维、大麻纤维、有机聚合物纤维或无机聚合物纤维等。

在一实施例中，研磨介质与碳化硅颗粒混合下，增加粗糙度，以缩短研磨时间。在另一实施例中，研磨介质除了加上碳化硅颗粒外，另外加入三聚氰胺-甲醛树脂作为添加剂，此时研磨介质和添加剂整体的黏性改变，让磨损值产生波动，可作为模拟使用情境使用。又另一实施例中，研磨介质加入碳化硅颗粒和木纤维作为添加剂，增加不同材料以增加粗糙度，形成不同的研磨态样，不仅更缩短研磨时间，同时模拟更复杂的耐磨情况。

由此可知，添加各种材质的添加剂后，能使研磨过程更加多元化。且不同材质硬度和性质都不同，能模拟更多情境，在验证实验上提供更多元的选择，也能更符合模拟消费者使用触控面板的多样化的情境。增加研磨介质和添加剂的粗糙度，能缩短涂层验证周期和研发周期，降低验证时间跟研发成本。

请参考图5A，图5A是本发明的一些实施方式的待测物测试面，在耐磨测试前的接触角值的显微镜影像的示意图。图5B是本发明的一些实施方式的待测物测试面，在耐磨测试后的接触角值的显微镜影像的示意图。在一些实施例中，耐磨测试前的测试方法，如前述图1的耐磨测定方法100中所述，步骤S104量测待测物T涂层的测试面TS的第一接触角值θ1。具体而言，当待测物T为触控面板已完整涂布涂层(包括抗反射涂层如多层金属氧化物、防眩光涂层如聚乙烯醇系树脂、防指纹涂层如氟化物、以及硬涂层如聚对苯二甲酸乙二酯)后，于耐磨测试前，以接触角测量仪量测待测物T涂层的测试面TS的第一接触角值θ1为115°。

在一些实施例中，耐磨测试后的测试方法如前述图1的耐磨测定方法100中所述，步骤S114耐磨测试结束后量测待测物T涂层的测试面TS的第二接触角值θ2。具体而言，将待测物T固定在耐磨平台230上，并在耐磨平台230上用固态热溶胶建立围槽240。将研磨介质倒入围槽240内，研磨介质的质量配比为水泥粉：15％、去离子水：80％以及99.9％酒精：5％。换句话说，利用混合液体以及磨耗材料作为湿式研磨介质。接着，在围槽240内执行耐磨测试，耐磨机210启动后，耐磨平台230来回震动50,000耐磨次数来进行研磨。于耐磨测试结束后，以接触角测量仪量测待测物T涂层的测试面TS的第二接触角值θ2，得到第二接触角值为94°，当第二接触角值在92°至95°之间，即通过耐磨测定的测试。接着，对结果进行数据分析及产出报告。

请参考下表1与图6，图6是本发明的一些实施方式与习知技术相较下，待测物涂层的测试面接触角值和耐磨次数关系的折线图。习知技术以固体研磨介质进行研磨测试，其中固体研磨介质即仅为水泥粉。习知技术曲线L1显示利用前述习知技术进行研磨，在历经50,000耐磨次数后，待测物涂层的测试面接触角值由原本的115°变成108°，需历经100,000耐磨次数后，待测物涂层的测试面接触角值才能由108°变成94°。反观，本发明曲线L2显示利用本发明的耐磨测定方法100进行研磨，在历经50,000耐磨次数后，待测物涂层的测试面的接触角值就由原本的115°变成93°，可见利用本发明的耐磨测定方法100进行研磨测试，可以显著减少耐磨次数、缩短测试时间。

表1

如表1所示，习知技术的待测物测试面要达到接触角值93°，验证所需耐磨次数要达到100,000次；反观本发明要达到接触角值94°，仅需要耐磨次数50,000次，所以本发明仅需习知技术更短的时间即可达成相同的效果，能有效减少研发所需时间。

在本发明的另一实施例中，当待测物已完整涂布涂层后，于测耐磨测试前，量测待测物测试面接触角值在110°至120°之间。接着，将待测物固定在耐磨机的耐磨平台上，并在耐磨平台上用固态热溶胶建立围槽，将研磨介质倒入围槽内，研磨介质的质量配比为水泥粉：15％、去离子水：80％以及99.9％酒精：5％。接着，在围槽内执行耐磨测试，耐磨机启动后，耐磨平台来回震动50,000耐磨次数来进行研磨。于耐磨测试结束后，量测待测物的测试面接触角值，量测结果呈现方式类似于图6与表1，在此仅呈现得到耐磨测试结束后测试面的接触角值92°。由于研磨后的测试面的接触角值在94°至95°之间，即通过耐磨测定的测试。接着，对结果进行数据分析及产出报告。

在本发明的另一实施例中，当待测物已完整涂布涂层后，于测耐磨测试前，量测待测物测试面接触角值在110°至120°之间。接着，将待测物固定在耐磨机的耐磨平台上，并在耐磨平台上用固态热溶胶建立围槽，将研磨介质倒入围槽内，研磨介质的质量配比为水泥粉：15％、去离子水：80％以及99.9％酒精：5％。接着，在围槽内执行耐磨测试，耐磨机启动后，耐磨平台来回震动50,000耐磨次数来进行研磨。于耐磨测试结束后，量测待测物的测试面接触角值，量测结果呈现方式类似于图6与表1，在此仅呈现得到耐磨测试结束后测试面的接触角值95°。由于研磨后的测试面的接触角值在94°至95°之间，即通过耐磨测定的测试。接着，对结果进行数据分析及产出报告。

在一些实施例中，请参考下表2，表2是本发明的一些实施例的待测物各种检测项目所需耐磨测试时间表。不同功效的涂层分为第1组至第4组，各组再分为实验组与对照组，实验组以如图1所示的耐磨测定方法100(在此不再赘述)进行测定，对照组的测定方法类似于实验组，差异在于研磨介质仅为水泥粉。实验组与对照组都是以研磨至接触角值介于92°至95°之间，并记录所需时间、且将实验组除以对照组的研磨时间再乘以百分之百，以计算所需耐磨测试时间缩减百分比。

第1组，其测试种类为抗反射(anti-reflection,AR)涂层，抗反射涂层是由多层金属氧化物组成，但不限于此材料。将金属氧化物涂布在待测物上，反射来的光波会被另一层反射的光波抵消，形成抗反射的功效。

第2组，测试种类为防眩光(anti-glare,AG)涂层，防眩光涂层可采用聚乙烯醇系树脂，但不限于此材料。将光的反射率由8％降低到1％以下，达到提高待测物的清晰度。

第3组，测试种类为防指纹(anti-finger,AF)涂层，防指纹涂层可采用氟化物作为材料，但不限于此材料。使得待测物的表面可以减少指纹以及污渍的附着，使指纹可以轻易地被去除。

第4组，测试种类为硬涂层(headcoat,HC)涂层，硬涂层可采用聚对苯二甲酸乙二酯(ployethylene-terphthalates,PET)作为材料，但不限于此材料。硬涂层的目的是增加待测物的表面硬度，可以达到防止刮伤的目的。

表2

从表2可知测试结果，在测试组别第1组，测量抗反射种类的涂层，实验组相较于对照组可减少50％的耐磨测试时间；测试组别第2组，测量抗炫光种类的涂层，实验组相较于对照组可减少54％的耐磨测试时间；测试组别第3组，测量抗指纹种类的涂层，实验组相较于对照组可减少46％的耐磨测试时间；测试组别第4组，测量硬涂层种类的涂层，实验组相较于对照组可减少52％的耐磨测试时间。可见利用本发明进行研磨测试可以减少耐磨次数，进而缩短测试时间。另外，本发明的涂料及涂料的用途不限于上述材质和测试种类。

本发明是一种利用混合液体以及磨耗材料作为湿式研磨介质，并利用接触角值作为测定待测物测试面角度的耐磨测定方法，能有效模拟涂层复杂多样的应用环境，且缩短涂层验证周期和研发周期，进而提升检测中心在材料磨耗领域的应用，并且降低验证时间跟研发成本。

以上所述谨为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。