CN100384956C - 聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法及制品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法及制品，该表面粘合方法能缩短生产周期，减少治具需要的数量，并提高生产效率。该方法包括下列步骤：提供一聚酯膜片，对该聚酯膜片进行表面处理；涂布一紫外光胶于该聚酯膜片上；提供复数个硅胶按键；对该硅胶按键的底面进行表面处理；于一贴合治具上定位硅胶按键；置放并固定该聚酯膜片于该贴合治具上；压合一透明板材于该聚酯膜片上；照射紫外光于该贴合治具。

Description

聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法及制品

技术领域

本发明是关于聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法及制品，特别指一种适用于硅胶按键外缘底面以及一聚酯膜片(PET膜片)的表面粘合方法及用该表面粘合方法制成的制品。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)，简称聚酯(PET)，其本身具有良好的透明度及光泽度，并且耐候性、耐疲劳性、耐热性和电性能优异，同时耐磨耗并具有可回收性，在机械、电子等领域的应用愈来愈广泛。然而由于聚酯材质为结晶性塑料，分子排列致密整齐，分子结构稳定，表面自由能低，在粘合领域一直属难粘材质。

硅橡胶为一种聚合物，其表面张力小，属于难于附着的低能表面。将聚酯与硅橡胶二种难粘材质粘合为一体具有相当的难度，欲找到一种新的粘合方法，使聚酯膜片与硅橡胶能够牢固粘着，并且达到该类产品可以批量生产的目的就更为不易。

现有的同类产品均采用热烘型胶水将聚酯膜片与硅橡胶按键贴合的生产方法，例如台式电脑的键盘、笔记型电脑的键盘、手机、无线通讯电话的子母机等，这种方法是将胶水涂布于聚酯膜片上，再以贴合治具将聚酯膜片与硅胶按键压合，同时将多组压合后的产品和治具送入烤箱烘烤，在设定温度下至少需要烘烤三十分钟，之后，待治具温度下降后，才将治具打开，取出贴合后的产品。其缺点在于不仅需要大量的治具，而且同一套治具的贴合循环周期至少需要四十至五十分钟，商业成本不具有强势竞争力，生产过程费时且效率不高；此外，贴合后产品的附着力往往达不到要求的水平(拉力需要大于或等于1kg)，所以，优良率和产率均低。

发明内容

本发明人经过大量的摸索，开发出一种新的聚酯膜片与硅胶按键表面粘合方法，解决了上述问题。

本发明的目的在于提供一种聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，该方法能缩短生产周期，并减少治具需要的数量，以提高生产效率。

本发明的目的还在于提供一种应用聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法制成的制品，该产品能提高聚酯膜片与硅胶按键之间的附着力。

为达到上述目的，本发明提供了一种聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，包括下列步骤：提供一贴合治具，其中该贴合治具设有复数个孔穴及二个以上的定位柱；提供一聚酯膜片，并对该聚酯膜片进行表面处理；涂布紫外光胶于该聚酯膜片上；提供复数个硅胶按键；对该硅胶按键的底面进行表面处理；定位该硅胶按键于该贴合治具的孔穴内；置放并固定该聚酯膜片于该贴合治具上；压合透明板材于该聚酯膜片上，该透明板材设有定位孔，其对应于相应的治具上的该定位柱用以固定该透明板材；对该贴合治具照射紫外光。

本发明还提供了一种聚酯膜片与硅胶按键的制品，该制品是用上述聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法所制成的，包括一聚酯膜片，该膜片具有一经过表面处理的表面；复数个硅胶按键；该聚酯膜片的表面涂布一紫外光胶，使该聚酯膜片的表面借助治具可与硅胶按键的底面粘合。

本发明的上述方法与现有技术相比缩短了生产周期，减少了治具需要的数量，提高了生产效率；上述方法制得的制品，大大增强了聚酯膜片与硅胶按键之间的附着力。

上述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，其中无印刷金属电路的聚酯膜片和未设有导电粒的硅胶按键的表面处理可采用电晕放电的方式，有印刷金属电路的聚酯膜片和设有导电粒的硅胶按键的表面处理则可采用紫外光照射的方式；其中将紫外光胶印刷于该聚酯膜片相应的位置是采用网版印刷的方法，而定位该硅胶按键于该贴合治具的该孔穴内是采用震动筛键或吸真空筛键的方法。

本发明的粘合方法可先将硅胶按键定位于贴合治具内，再对硅胶按键进行表面处理；聚酯膜片上压合的透明板材由可透过紫外光的材料制成。

本发明提供的聚酯膜片与硅胶按键的制品，包括聚酯膜片和复数个硅胶按键，该聚酯膜片的表面涂布一紫外光胶，使该聚酯膜片的表面可借助治具与硅胶按键的底面粘合；其中该紫外光胶的厚度在6至8μm；该治具包括有一贴合治具和一透明板材及至少二根定位柱，该贴合治具具有复数个孔穴可收容所述的硅胶按键，该透明板材设有对应该定位柱的定位孔。

上述该贴合治具优选为电木材质所制成；其中该贴合治具可进一步设有一连通于所述孔穴的中层中空部及一连通于该中层中空部的吸气孔。

上述透明板材的材质优选为透光率高、可供紫外光透过的材料。

本发明所采用的紫外光胶的溶解度参数应优选与聚酯膜片的溶解度参数相近，其表面张力优选小于该聚酯膜片的表面张力。

本发明的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，缩短了生产周期，并减少了治具的数量，达到了提高生产效率的效果，由该方法生产出来的聚酯膜片与硅胶按键的制品，藉由紫外光胶层及紫外光照，提高聚酯膜片与硅胶按键之间的附着力，使粘合后的制品的附着力达到了较高的要求。

附图说明

图1：本发明的聚酯膜片、硅胶按键及治具的立体分解图；

图2：本发明的聚酯膜片、硅胶按键及治具的立体组合图；

图3：聚酯膜片的附着力与胶粘剂的关系坐标图；

图4：本发明的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法流程图。

附图标号：

1-聚酯膜片    2-硅胶按键    3-贴合治具

32-孔穴       34-定位孔     4-透明板材

42-定位孔

具体实施方式

现结合附图和实施例详细说明如下，但并非对本发明作任何的限制。

请参阅图1和图2，为本发明的聚酯膜片、硅胶按键及治具的立体分解图及立体组合图。本发明首先须对聚酯膜片1及硅胶按键2进行表面处理。金属表面之所以具有较大的表面张力，因其是高能表面而易于附着，而塑料和橡胶表面张力较小，属于难附着的低能表面，因此该聚酯膜片1及该硅胶按键2须先进行表面处理以提高表面附着力。

聚合物的表面性质与其化学结构和结晶度有关，若分子结构相同，如果结晶度不同，表面张力差别很大，因此贴合前需对聚酯膜片1和硅胶按键2表面进行处理以改进其化学性质，从而提高涂层附着力。

聚合物的表面处理包括以下四种方式；

1、清除弱接口层(weak boundary lay，WBL)：以溶剂或表面活性剂或咸水处理等方法清除塑料和橡胶表面的弱接口层，例如从制品内部迁移到表面的各种助剂和吸附的灰尘等。

2、增强接口的结合力：物质间的结合以化学键最强，氢键次之，分子键的作用力最弱。为了增强接口间的结合力，最有效的方法是增加涂层与底材的化学键结合力。经过表面处理，在底材表面生成可与涂料成膜物之间发生化学反应的基团(官能团)，或者可以形成以氢键结合的羟基(-OH)、碳基(-CO)等。

3、赋予底材表面粗糙度：增大底材表面与涂层的接触面积也是增加附着力的手段之一，但提高粗糙度必须以涂料对底材的润湿良好为前提。

4、底材与涂材之间相互溶解：选择适当的溶剂体系和溶解度参数相近的底材和成膜物体系，保证底材表面高分子与涂材成膜物高分子发生共溶，互混可以得到它们之间强有力的结合，但应避免过度溶解和溶胀。

表面处理的方法很多，包括溶剂处理法、偶联剂处理法、火焰处理法、紫外光照射处理法、等离子体表面处理法等等。在选择表面处理方法时，不仅要考虑被处理材料的物化性质，还要结合实际生产情况，符合高效率、低成本、易操作的要求。

本发明采用电晕放电处理无印刷导电金属的聚酯膜片，电晕法是等离子体表面处理法的一种，将聚酯膜片1输送至电晕机台，藉由放电电极对聚酯膜片1释放电火花以进行表面处理。经电晕处理后的聚酯膜片1表面的高分子聚合物发生一定的氧化、降解、聚合等反应，在聚酯分子链中引入羟基、羰基等极性较大的官能团，提供其与胶水反应生成化学键的必要条件。此外，电晕法处理聚酯膜片1的表面可以增加其表面的粗糙度，从而增加了表面与胶水的接触面积，为增加附着力提供了有利条件。

本发明经过考察了多种表面处理的方式，认为处理无印刷导电金属的聚酯膜片优选电晕法，电晕放电处理聚酯表面具有快速、高效、效果持久的特点，只要十几秒即可达到良好效果，处理后的聚酯膜片其表面张力可由处理前的小于30(mN/m²)提高到40(mN/m²)以上，利于胶水在其表面的铺展和润湿，与化学处理法相比较，电晕法处理具有时效长、安全无毒和环保的优势。

本发明对于未设有导电粒的硅胶按键2也优选电晕法处理其表面，该硅胶按键2可以倒立于一绝缘平台上，使其底部环形底材向上，即使欲贴合的底面向上，再将该绝缘平台送入电晕机台。

对于表面印刷有金属电路的聚酯膜片1或设有导电粒的硅胶按键2，则不可用电晕放电的方法对其进行表面处理，因为金属或导电粒具有导电性，与电火花接触会造成聚酯燃烧起火。本发明经过考察，筛选出的具体方法为：以波长为185um的紫外光，产品表面距光源15cm的条件下对聚酯膜片1表面进行照射，照射时间约为三分钟。经过紫外光处理后的聚酯膜片的表面粗糙度也会有较大的改变，同时生成含氧官能团，并且其表面结晶性也有所降低。紫外光照射处理聚酯膜片应使用250nm以下的短波长紫外光。当紫外光波长越长，处理效果就越不明显，其中设有导电粒的硅胶按键亦可采用紫外光照射的表面处理方式。

经过表面处理的聚酯膜片1和硅胶按键2需要以胶水粘合。在用胶选择方面，硅胶按键2与聚酯膜片1的粘合力往往是客户评定贴合后产品的重要指标，因此胶水的选用也成为贴合牢固度的关键所在。

良好的粘合应符合以下几点：

1、粘合剂能很好地润湿底村；

2、粘合剂与底材的极性相近(溶解度参数相近)；

3、事先清洁底材，彻底除去其表面的弱界面层；

4、临时对底材施行表面活化处理；

5、结合实际优化全程工艺。

可应用于该领域的胶水类型有：热烘胶、瞬间胶和紫外光胶。其中瞬间胶的固化速度过快，而且无法用来印刷，虽然对于聚酯膜片与硅胶按键的粘接具有良好的接着强度，但于工艺却不适用；热烘胶用于该产生的贴合，需要制作大量的贴合治具，而且受到烘烤时间的限制(一般需要三十分钟)，治具的循环使用周期长，因此需花费较大成本又影响产率；紫外光胶工艺的开发可解决上述二种胶水在应用中的不足和矛盾。

对于紫外光胶需要考察一些因素，其中由于经过处理的聚酯膜片的表面张力应达到40(mN/m²)以上，因此胶水的表面张力应小于该值，才可实现胶水在其表面的铺展和润湿。

此外，溶剂的溶解度参数对于涂料在橡塑底材上的附着是非常重要的物性指标，只有在高分子底材与涂料树脂混溶性良好的场合下才能得到良好的附着力。请参看图3，该图为聚酯膜片的附着力与胶粘剂的关系坐标图，从图中可以看出，有的胶虽能完全润湿底材，但剥离强度不高，只有溶解度参数δ与聚酯膜片(δ＝10.7)相近的11至13号胶粘剂粘接强度最高，其中胶粘剂编号成份分别为：1-聚乙烯；2-聚异丁烯；3-聚苯乙烯-丁二烯；4-聚苯乙烯：5-氯丁橡胶；6-氯磺化聚乙烯(Hypalon)；7-丙烯酸、甲基丙烯酸酯；8-聚乙烯-醋酸乙烯；9-聚乙烯醇；10-聚丙烯腈-丁二烯；11-乙二醇/TDI；12-乙酸乙烯-丁二烯-马来酸酐共聚物；13-双酚A/异氰酸酯；14-聚乙酸乙烯；15-氯乙烯-丙烯腈共聚物：16-烷基/烷氧基化的尼龙。

除此之外还必须考虑分子量大小及分子极性和结晶性等的相互影响。以上述理论为基本依据，结合实际生产的具体要求，经过大量的试验，本发明筛选出了适合于本产品贴合生产的紫外光胶。

该聚酯膜片1经过电晕处理后，以网板印刷的方式印刷胶水，之后，取下聚酯膜片，其中胶水的厚度应控制在6至8μm。

经过上述步骤后，将该硅胶按键2定位置放于贴合治具3上，该贴合治具3优选为电木材质制成，电木具有不起静电、不易变形的特点；该贴合治具3设有复数个孔穴32以供该硅胶按键2置入，置放的方法可采用震动筛键的方法，即，使硅胶按键2置于该贴合治具3上，然后震动该贴合治具3；或者可以采用吸真空筛键的方式，于该贴合治具3设有一中层中空部(未图标)其连通于该孔穴32及一吸气孔其连通于该中层中空部，使该贴合治具3的中层中空部气压降低，该孔穴32即产生吸力从而将硅胶按键2吸附于该贴合治具3的孔穴32中；藉此，使大部份的硅胶按键2落入并定位于该孔穴32内，剩余空位可由人工补足；该硅胶按键2的表面处理也可以于按键2置放入该贴合治具3后，将该硅胶按键2连同该贴合治具3一起通过电晕处理。

贴合治具3上设有至少两根定位柱34，本实施例中设有四根定位柱34。该定位柱34可提供涂布胶水的该聚酯膜片1定位于相对应的硅胶按键2上。

该贴合治具3上方需进一步加盖一透明板材4，施以一定压力，使胶层中的空气排出。该透明板材4设有四个定位孔42，其相对应于该定位柱34，其中该透明板材4的材质应选用透光率高、可供紫外光透过的材料，藉此，紫外光才能穿透该透明板材4以达到胶层，使胶水固化。

请参阅图4，为上述本发明的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法的流程图，简要描述了本发明的各重要步骤。

综上所述，本发明的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法能够以紫外光胶贴合硅胶按键和聚酯膜片，具有效率高、治具数量少、工艺简单的特点，应用于实际生产中可达到节约成本，提高生产效率的目的。

本发明的表面粘合方法从各种方法中将其优化组合，配合合理的贴合治具，从而实现聚酯膜片与硅胶按键贴合产品的低成本、高效率、大批量生产；应用本发明的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法制成的制品，贴合后产品的附着力能达到客户要求的水平，提高产品优良率及产能。

本发明的表面粘合方法采用独特设计的治具(包括贴合治具和透明板材)，简化了工艺，节约了成本，其良好的贴合效果和低成本使同类产品的生产更具竞争力。

以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims (15)

1.一种聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，包括下列步骤：

提供一贴合治具，该贴合治具设有复数个孔穴及二个以上的定位柱；

提供一聚酯膜片，对该聚酯膜片进行表面处理；

涂布一层紫外光胶于该聚酯膜片上；

提供复数个硅胶按键；

对该硅胶按键的底面进行表面处理；

定位该硅胶按键于该贴合治具的孔穴内；

置放且固定该聚酯膜片于该贴合治具；

压合一透明板材于该聚酯膜片上，该透明板材设有定位孔对应于该定位柱以固定该透明板材；

照射紫外光于该贴合治具，其中，该紫外光胶为涂布于与该硅胶按键接合的聚酯膜片表面。

2.如权利要求1所述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，其中的聚酯膜片为无印刷金属电路时，其采用电晕放电的表面处理方式。

3.如权利要求1所述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，其中的聚酯膜片为有印刷金属电路时，其采用紫外光照射的表面处理方式。

4.如权利要求1所述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，其中的硅胶按键为未设有导电粒时，其采用电晕放电的表面处理方式。

5.如权利要求1所述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，其中的硅胶按键为设有导电粒时，其采用紫外光照射的表面处理方式。

6.如权利要求1所述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，其中采用网版印刷将紫外光胶印刷于与该硅胶按键接合的聚酯膜片表面。

7.如权利要求1所述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，其中采用震动筛键的方法将该硅胶按键定位于该贴合治具的孔穴内。

8.如权利要求1所述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，其中采用吸真空筛键的方法将该硅胶按键定位于该贴合治具的该孔穴内。

9.如权利要求1所述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，其中可先将该硅胶按键定位于该贴合治具内，再对该硅胶按键进行表面处理。

10.如权利要求1所述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法，其中该透明板材为采用可透过紫外光的材料所制成。

11.一种聚酯膜片与硅胶按键的制品，其特征在于，该制品用权利要求1所述的聚酯膜片与硅胶按键的表面粘合方法制成，该制品包括：

一聚酯膜片，该膜片具有一经过表面处理的表面；复数个硅胶按键；该聚酯膜片的表面涂布有紫外光胶，使该聚酯膜片的表面借助治具与硅胶按键的底面粘合。

12.如权利要求11所述的聚酯膜片与硅胶按键的制品，其中该紫外光胶的厚度在6至8μm。

13.如权利要求11所述的聚酯膜片与硅胶按键的制品，其中该治具包括有一贴合治具和一透明板材，该贴合治具具有复数个孔穴可收容该硅胶按键和至少二根定位柱，该透明板材设有对应该定位柱的定位孔。

14.如权利要求13所述的聚酯膜片与硅胶按键的制品，其中该贴合治具为电木材质制成。

15.如权利要求13所述的聚酯膜片与硅胶按键的制品，其中该贴合治具进一步设有一连通于该孔穴的中层中空部和一连通于该中层中空部的吸气孔。

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