CN1295915A - 硅橡胶制树脂整体型键垫及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种硅橡胶与树脂的粘接性优异的整体成形品,特别是提供一种开关时的触感良好,而且不易发生由于手汗的浸透而引起的触点故障,且印刷标记的耐久性及夜间辨认性好的硅橡胶制树脂一体型键垫。将硅橡胶固化后,在其上面涂敷氰基丙烯酸酯系粘合剂,再粘附未固化的树脂,并进行固化,以制造硅橡胶与树脂的一体型成形品。

Description

硅橡胶制树脂整体型键垫及其制造方法

本发明是关于容易制造的硅橡胶和树脂粘合性良好的整体成形品，例如，提供硅橡胶性键垫(キ-バッド)，具有开关时触感良好，难以发生因手汗等浸透产生触点故障，印刷的符号耐久，同时在夜间的辨认性极好等优点。

由于硅橡胶成形性良好，具有耐热性、耐寒性和耐风化性，所以广泛地应用于电器，电子等各种领域内，从它多方面的应用实例出发，对异种材料，特别是对和树脂的整体性的要求特别强烈。

但是，硅橡胶由于其表面活性很低，难以和异种材料粘接。

对于这样的要求，人们所考虑的方法是将已成形的硅橡胶和树脂，用粘接剂粘接成一个整体，但是，一般的粘接剂和硅橡胶的粘合力不够强，即使在使用硅系粘接剂时也存在当粘接剂为2种成分型时，作业繁杂，或者，一种成分型的粘接，也需要很长的时间等缺点。

在预成形的树脂上，实施预处理等，插入于硅橡胶成形用的模具后，再将未固化的硅橡胶填充到模具内，使其硬化粘接的方法，会使树脂热劣化，造成变色、变形和强度降低。

进而，将硅橡胶和树脂在设计成凹凸形状中成形后，以物理的办法将成形品之间进行粘合的方法，在各种成形时脱模操作很困难，且生产性也恶化。

另一方面，硅橡胶，虽然因它的良好成形性、成形后尺寸稳定性、具有弹性等特性，而被广泛用作台式计算机，电视机，录象、音响制品等的开关及遥控开关、电话机、以及计算机和文字处理器等输入装置的键盘开关等的键垫用材料，但是，由于用硅橡胶成形的键垫基本上是弹性体，所以与机械式开关比较，键面上的触感很柔和，操作感却不好。

另外，这样的键垫，随着个人计算机和文字处理器的微型化，电子笔记本的开发、无代码电话、手提电话、汽车电话等移动通讯的发展，在室外使用的机会逐渐增加，使用者的汗水会透过开关到达触点部位，会引起电故障等问题。

进而，如上述开关，其缺点是一般在键面上印上标记，以进行键的判别，由于长时间的使用和印刷标记的磨损而变薄，难以进行键的判别。而且，伴随着上述键垫使用环境的多样化，最近要求提高键垫在黑暗场所和夜晚的辨认性。

为了解决这样的问题，将硅橡胶和树脂组合制造键垫的方法，过去已提出很多方案。例如，在硅橡胶制的键垫周边设置导槽(ガイド)，再用树脂制的盖覆盖住开关，通过盖进行开关的方法，虽然过去一直这样进行，但由于零件数量和组装工时数的增加在价格方面不利。另外在将硅橡胶和树脂加工成凹凸形状后，将成形品之间进行物理接合的方法有如前所述的缺点。将预成形的树脂和硅橡胶用粘接剂进行粘接的方法，也有如前所述的缺点。

本发明的目的是解决上述问题，提供一种硅橡胶制树脂整体型键垫，该键垫容易制造，是硅橡胶和树脂的粘接性极好的整体成形品，并且，开关时的触感良好，难以发生由于手汗浸透引起的触点故障，印刷标记耐久，夜间辨认性极好。

本发明者们为达到上述目的，经过研究，结果完成了硅橡胶和树脂的整体成形品。将硅橡胶在规定的条件下固化后，涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂，将未固化的树脂粘接，再使其固化。

即，本发明是关于硅橡胶与树脂的一体型成形品的制造方法及其成形品，其特征是将硅橡胶进行固化后，在其上面涂敷氰基丙烯酸酯，并粘附未固化的树脂，然后进行固化，以及硅橡胶制树脂整体型键垫及其制造方法，其特征是在加工成键垫形状的硅橡胶键面上印刷所需要的标记，再在其上涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂，干燥后，再将外观透明或半透明的树脂以未固化的状态进行粘附，再使其硬化。

以下详细说明本发明。

本发明中使用的硅橡胶，固化前的状态可以是液体状态也可以是混合状态，也不必顾及使用有机过氧化物硬化型和白金催化剂的加成反应固化型等的固化机理。另外，硅橡胶一般要在热风下进行后硫化，但与本发明目的有关的是，不管进行还是不进行后硫化或是在和树脂接合后进行后硫化均可以。

将上述硅橡胶在规定条件下固化后，在希望和树脂接合处涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂。

这种氰基丙烯酸酯系粘接剂，可以用市售的，不必考虑牌子。粘接剂涂敷面可以不干燥，也可以干燥。

然后将进行粘接的树脂，在未固化的状态下，流入到所希望的形状模具里，使涂敷了粘接剂的硅橡胶粘合，或者直接涂布在已涂敷了粘接剂的硅橡胶上，在规定的条件下固化，得到硅橡胶和树脂的整体型成形品。

作为此处使用的树脂，有环氧树脂、聚碳酸脂树脂，聚酯树脂，丙烯酸树脂、聚氨酯树脂等，也不必考虑热塑性树脂，热固性树脂，和室温固化性树脂等的种类。

这样得到的整体成形品，在以火花塞橡皮套(プラグプ-ッ)，连接密封垫等汽车用的供电部件，照相机，电视摄像机的镜头罩( アイキャップ)和机体，水中眼镜等为首的很多用途中得到广泛使用。特别是用作键垫时，效果很好。

下面叙述制造硅橡胶制树脂整体型键垫的方法。

在硅橡胶制树脂整体型键垫的情况下，就是硅橡胶一旦固化，必须形成成键垫的形状。另外，硅橡胶制树脂整体型键垫，其外观可以着色成所希望的色调，在键垫下面设置照光装置，提高在黑暗场所和夜间的辨认能力，最好是使用外观透明或半透明的硅橡胶。

上述硅橡胶在规定条件下固化后，在键面上印刷必要的标记。印刷方法采用一般的丝网印刷，用打印机转印印刷、利用油墨喷射方式和鼓泡喷射方式进行喷射印刷，也可以在用浸泡或喷射涂敷油墨后，利用激光切割记号的方式等等，不做特殊限定。另外，印刷中使用的油墨没有特殊规定，但要考虑和被粘物硅橡胶的亲合性，所以最好用硅系的油墨。

在规定的条件下，将印刷标记固化固定后，在希望和树脂接合处涂敷，上述氰基丙烯酸酯系的粘接剂。

涂敷粘接剂后，在室温下，或加热成形品，使粘接剂涂敷面干燥。即使粘接剂没有干燥，也具有粘接力，特别是在涂敷粘接剂后不需要立即干燥，但接着进行未固化树脂涂敷时，在界面处产生不定形花纹，而损害了外观。所以在涂敷未固化树脂前，进行干燥可防止这种花纹产生，这可以根据需要进行。

接着，将未固化状态下的树脂流入所希望形状的模具内，粘合上述成形品，或者，直接涂敷在成形品上，在规定的条件下硬化，得到硅橡胶制树脂整体型键垫。

作为在此使用的树脂，所列出的和上述树脂一样，但从印刷标记的辨认性出发，最好是具有透明或半透明的外观，或者从不损害透明性的程度，也可以着色成所希望的色调。

本发明键垫，同时成形未硬化的导电橡胶作为触点，也可以将预成形的导电片进行插入成形。而且在硅橡胶成形后，也可用导电油墨等形成触点。进而在装置机构上，键垫下面设置压敏导电层等时，不必在键垫上设置触点。

根据本发明，可以高效率地获得硅橡胶和树脂的整体成形品，这种整体成形品适用于各种电器，电子部件。

再者，根据本发明，可以提供开关时触感好，不会发生因手汗等浸透引起的触点故障，印刷标记耐久和夜间辨认性极好的硅橡胶制树脂整体型键垫。

以下用实施例说明本发明

实施例1

将100重量份的硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE 221-5U)和0.5重量份以有机过氧化物为主成分的硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社TC-8)，用2根辊均匀混合后，装入加热到170℃的模具中，在100kg/cm2压力下，于170℃，保持10分钟，固化后得到橡胶片。

在上述橡胶片上涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂(东亚合成化学制アロンアルフア)后，再涂敷将主剂和固化剂混合并进行脱泡的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)，投入到设定为100℃的烘箱中，30分钟，使树脂固化，得到硅橡胶和树脂的整体型成形品。

这种成形品的硅橡胶和树脂显示了良好的粘合性。

实施例2

将2种液状加成反应固化型硅橡胶(东芝シリコ-ン株式会社制TLM 1405)的A和B成分按1∶1的比例进行混合，用注射成形装置注射到模具内，在170℃下固化1分钟，得到橡胶片。

在这种橡胶片上涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂(东亚合成化学制アロンアルフア)后，再涂敷混合了主剂和固化剂并进行脱泡的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)，投入到100℃烘箱内，将树脂固化30分钟，得到硅橡胶和树脂的整体型成形品。

这种成形品的硅橡胶和树脂显示出良好的粘合性。

实施例3

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE 221-5U)和0.5重量份硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用二根辊混合均匀后，装入模具中，加热至170℃，并在100kg/cm2压力下，170℃保持10分钟，固化后，投入到设定为200℃的烘箱内，进行4小时后硫化，得到橡胶片。

再在这种橡胶片上涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂(东亚合成化学制アロンアルフア)后，再涂敷混合了主剂和固化剂并进行脱泡的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)，投入到设定为100℃的烘箱内，使树脂固化30分钟，得到硅橡胶和树脂的整体型成形品。这种成形品的硅橡胶和树脂显示了良好的粘合性。

实施例4

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE 221-5U)和0.5重量份硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用二根辊混合均匀后，装入加热到170℃的模具中，在100kg/cm2的压力下，170℃，保持10分钟，固化后，投入设定为200℃的烘箱中，进行4小时后硫化，得到橡胶片。

再在这种橡胶片上涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂(高压ガスエ业株式会社制シアノン722)后，再涂敷混合了主剂和固化剂并进行脱泡的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)，投入设定为100℃的烘箱中使树脂固化30分钟，得到硅橡胶和树脂的整体型成形品，这种成形品的硅橡胶和树脂显示出良好的粘合性。

实施例5

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ- ン株式会社制TSE 221-5U)和0.5重量份硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用2根辊混合均匀后，装入在加热到170℃的模具中，在100kg/cm2的压力下，170℃保持10分钟，固化后，投入设定为200℃的烘箱中，进行4小时后硫化得到橡胶片。

再在这种橡胶片上涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂(东亚合成化学制アロンアルフア)，投入设定为100℃的烘箱中，15分钟，使粘接剂涂敷面干燥后，再涂敷混合了主剂和硬化剂并进行脱泡的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)，投入设定为100℃的烘箱中，使树脂固化30分钟，得到硅橡胶和树脂的整体型成形品。这种成形品的硅橡胶和树脂显示出良好的粘合性。

实施例6

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE221-5U)和0.5重量份硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用二根辊混合均匀后，置于加热到170℃的模具中，在100kg/cm2的压力下，170℃保持10分钟，固化后，投入到设定为200℃的烘箱中，进行4小时后硫化，得到橡胶片。

在这种橡胶片上涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂(东亚合成化学制アロンアルフア)。

另一方面，将聚碳酸酯树脂(GEプラスチック社制レキサン141)在290℃进行熔融，涂敷在加热到170℃的铁板上，迅速将涂敷了粘接剂的橡胶片紧密粘合，待冷却固化后，得到硅橡胶和树脂的整体成形品。这种成形品的硅橡胶和树脂显示出良好的粘合性。

比较例1

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE221-5U)和0.5重量份硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用二根辊混合均匀后，置于加热到170℃的模具中，100kg/cm2的压力下，170℃，保持10分钟，固化后，投入设定为200℃的烘箱中进行4小时后硫化，得到橡胶片。

再在这种橡胶片上涂敷混合了主剂和硬化剂并进行脱泡的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)，投入设定为100℃的烘箱中，使树脂固化30分钟，得到硅橡胶和树脂的整体型成形品。这种成形品的硅橡胶和树脂很容易剥离。

比较例2

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE221-5U)和0.5重量份硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用二根辊混合均匀后，置于加热到170℃的模具中，100kg/cm2压力下，170℃，保持10分钟，固化后，投入设定为200℃的烘箱中，进行4小时后硫化，得到橡胶片。

再在这种橡胶片上涂敷氰基丙烯酸酯粘接剂(东亚合成化学制アロンアルフア)后，混合主剂和固化剂，再将投入到设定为100℃的烘箱中固化30分钟的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)，贴在涂敷面上，再次投入设定为100℃的烘箱中，保持30分钟，得到硅橡胶和树脂的整体成形品。

虽然这种成形品的硅橡胶和树脂获得粘合性，但最终还会剥离。

实施例7

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE221-5U)和0.5重量份以有机过氧化物为主成份的硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用二根辊混合均匀后，置于加热到170℃的模具中，100kg/cm2压力下，170℃，保持10分钟，得到键垫形状的成形物。

再在该成形物的键面上，用丝网印刷方式，将硅油墨(东芝シリコ-ン株式会社制ME60-B)印刷成数字形状，投入到设定为200℃的箱中，保持4小时，同时进行油墨固化和后硫化。

在从烘箱中取出的成形物的印刷面上，涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂(东亚合成化学制アロンアルフア)，投入到设定为100℃的烘箱中，保持15分钟，干燥后，再在键面上涂敷混合了主剂和硬化剂并进行脱泡的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)，投入设定为100℃的烘箱中，30分钟，使树脂固化，得到和树脂一体化的硅橡胶制键垫。

从树脂一侧观察该键垫，评价印刷标记的辨认性。同时，评价硅橡胶和树脂的粘合性。

进而，将0.1g的猪油(ラ-ド)置于该键垫的键面上进行打键试验，50万次后，擦去猪油，从树脂一侧观察，观查印刷标记的辨认性和猪油向键垫里面的浸透情况。结果示于表1。

实施例8

将2种液状成分的加成反应硬化型硅橡胶(东芝シリコ-ン株式会社制TLM1405)的A和B成分，按1∶1的比例进行混合，用注射成形装置注入模具为，170℃下固化1分钟，得到和实施例1相同形状的成形物。

在该成形物的键面上，用丝网印刷方式，将硅油墨(东芝シリコ-ン株式会社制ME60-B)印刷成数字形状，投入设定为200℃的烘箱4小时，同时进行油墨固化和后硫化。

在从烘箱取出的成形物印刷面上，涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂(东亚合成化学制アロンアルフア)，投入到设定为100℃的烘箱中，15分钟干燥后，再在键面上涂敷混合了主剂和硬化剂并进行脱泡的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)，投入到设定为100℃的烘箱中，放置30分钟，使树脂固化，得到和树脂一体化的硅橡胶制键垫，进行和实施例7相同的评价。结果示于表1。

实施例9

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE221-5U)和0.5重量份以有机过氧化物为主成分的硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用二根辊混合均匀后，置于加热到170℃的模具中，在100kg/cm2压力下，170℃，保持10分钟，得到键垫形状的成形物。

再在该成形物的键面上，以丝网印刷方式，将硅油墨(东芝シリコ-ン株式会社制ME60-B)印刷成数字形状，投入到设定为200℃的烘箱中4小时，同时进行油墨固化和后硫化。

在从烘箱中取出的成形物印刷面上，涂敷氰基丙烯酸酯粘接剂(东亚合成化学制アロンアルフア)，投入到设定为100℃的烘箱中干燥15分钟。

另外，将聚碳酸酯树脂(GE プラスチック社制レキサン141)在290℃下熔融，注入到加热到170℃键面形状的模具中，迅速地将涂敷了粘接剂的成形物紧密粘合，待其冷却固化后，得到和树脂为一体的硅橡胶制键垫，进行和实施例7相同的评价。结果示于表1。

比较例3

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE221-5U)和0.5重量份以有机过氧化物为主成分的硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用二根辊混合均匀后，置于170℃的模具中，在100kg/cm2的压力下，170℃，保持10分钟，得到键垫状成形物。

再在该成形物的键面上，用丝网印刷方式，将硅油墨(东芝シリコ-ン株式会社制ME60-B)印刷成数字形状，投入到设定为200℃的烘箱中4小时，同时进行油墨固化和后硫化。

在从烘箱中取出的成形物印刷面上，涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂(东亚合成化学制アロンアルフア)，在粘接剂干燥前，将混合了主剂和固化剂并进行脱泡的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)涂敷在键面上，投入到设定为100℃的烘箱中，使树脂固化30分钟，得到和树脂为一体的硅橡胶键垫，进行和实施例7相同的评价。

结果于表1。

比较例4

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE221-5U)和0.5重量份以有机过氧化物为主成分的硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用二根辊混合均匀后，置于加热到170℃的模具中，在100kg/cm2的压力下，170℃，保持10分钟，得到键垫形状的成形物。

再在该成形物的键面上，用丝网印刷方式，将硅油墨(东芝シリコ-ン株式会社制ME60-B)印刷成数字形状，投入到设定为200℃的烘箱中4小时，同时进行油墨固化和后硫化，得到硅橡胶制键垫，进行和实施例7相同的评价。结果示于表1。

比较例5

将100重量份硅橡胶复合物(东芝シリコ-ン株式会社制TSE221-5U)和0.5重量份以有机过氧化物为主成分的硫化剂(东芝シリコ-ン株式会社制TC-8)，用二根辊均匀混合后，置于加热到170℃，保持10分钟，得到键垫形状的成形物。

再在该成形物的键面上，用丝网印刷方式，将硅油墨(东芝シリコ-ン株式会社制ME60-B)印刷成数字形状，投入到设定为200℃的烘箱中4小时，同时进行油墨固化和后硫化。

在从烘箱中取出的成形物印刷面上，将混合了主剂和硬化剂并进行脱泡的环氧树脂(国际ケミカル株式会社制CEP-5)涂敷在键面上，投入到设定为100℃烘箱中30分钟，使树脂固化，得到和树脂为一体的硅橡胶制键垫，进行和实施例7相同的评价，结果示于表1。

表1

如表1所示，可知在所有的评价项目中，实施例7，8和9都显示良好的结果。

Claims (3)

1．一种硅橡胶制树脂整体形键垫的制造方法，其特征在于，在加工成键垫形状的硅橡胶键面上印刷必要的标记，并在其上涂敷氰基丙烯酸酯系粘接剂，干燥后，再将外观透明或半透明树脂，在未固化状态下，紧密粘合，使其固化。

2．根据权利要求1中记载的硅橡胶制树脂整体型键垫的制造方法，其特征在于，成形的硅橡胶外观为透明或半透明状。

3．根据权利要求1或2中记载的方法制造的硅橡胶制树脂整体形键垫。