DE4413588C2 - Taste für Drucktastenschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Taste für Drucktastenschalter, deren unter Verwendung eines sehr harten Silikonharzes hergestelltes Tastenoberteil in der Lage ist, bei An­ wendung in Tastaturen von elektronischen Tischrechnern, Fernbedienungen, Tele­ fonen, verschiedenen Arten von Geräten zur Büro-Automatisierung, elektrischen Haushaltsgeräten und ähnlichem dem Benutzer in den Fingern ein sicheres ange­ nehmes Berührungsgefühl zu geben.

Eine aus mehreren derartigen Tasten bestehende Abdeckung für Druckknopfschalter weist eine Mehrzahl kuppelartiger Aufwölbungen auf einer auf ein Substrat aufge­ brachten Grundplatte aufs wobei jede Aufwölbung als eine Schalteinheit aus einem die Bauhöhe vergrößernden Stützteil und einem flachen Oberteil, dem Tastenober­ teil besteht. Wenn das Tastenoberteil durch Fingerdruck niedergedrückt wird, ent­ steht am Stützteil eine beulende Verformung, so daß ein beweglicher Kontaktpunkt auf der Unterseite des Tastenoberteils mit den festen Kontaktpunkten auf dem Substrat in Berührung kommt, um den elektrischen Stromkreis zu schließen, während beim Nachlassen der Druckkraft auf das Tastenoberteil das Stützteil wieder seine gestreckt nicht ausgebeulte Form einnimmt, um den Strom­ kreis zwischen den festen Kontaktpunkten zu öffnen. Aus diesem Grund besteht zumindest das Stützteil aus einem gummiartigen, nachgiebigen Material.

Bei einer bekannten Ausführung einer Abdeckung der vorbeschrie­ benen Art mit harten Tastenoberteilen, die den Fingern ein an­ genehmes, hartes Berührungsgefühl vermitteln, sind die Grund­ platte, Stützteile und beweglichen Kontaktpunkte aus einem Si­ likongummi gefertigt, der hervorragende Federungseigenschaften und Haltbarkeitseigenschaften aufweist, während das Tastenober­ teil aus einem härteren Harzmaterial, wie akrylischen oder methakrylischen Harzen und ungesättigten Polyesterharzen be­ steht und durch in situ-Polymerisation und Aushärtung einer monomeren oder oligomeren Zusammensetzung unter Beimischung eines Polymerisationsstarters und/oder Aushärtung durch Erwär­ men gebildet wird. Diese Abdeckungen erweisen sich im allgemei­ nen als zufriedenstellend, nicht nur wegen des Berührgefühls in den Fingern beim Drücken und des Federungsvermögens, sondern auch im Hinblick auf wenig Probleme, die aufgrund von Ver­ schmutzung der Kontaktpunkte durch aus den Tastenoberteilen aus Harz austretende ölige Bestandteile verursacht werden, so daß sie weit verbreitet in Tastaturen geringer Dicke oder in Tasta­ turen mit großen Tastenoberteilen von verschiedenen Gerätearten eingesetzt werden.

Die vorgenannte Abdeckung wird normalerweise auf folgende Weise gefertigt. Eine Metallform für die Abdeckung wird auf eine ge­ nügend hohe Temperatur erwärmt, um eine ungehärtete Silikongum­ mizusammensetzung und eine monomere oder oligomere flüssige Zu­ sammensetzung für die Tastenoberteile aus Harz auszuhärten.

Die Vertiefungen der Metallform zur Ausformung der Tastenober­ teile werden mit der monomeren oder oligomeren flüssigen Harz­ zusammensetzung gefüllt, die in situ polymerisiert und in einen halb ausgehärteten Zustand ohne Fließeigenschaften gebracht wird, aber auf der Oberfläche noch klebrig bleibt.

Danach werden die Vertiefungen für die Stützteile und das Grundplattenteil mit einer ungehärteten Silikongummizusammen­ setzung gefüllt, die integral mit den zuvor gegossenen sich in halbgehärtetem Zustand befindenden Tastenoberteilen in die Form der entsprechenden Teile gebracht werden, worauf man mit weite­ rer Wärmezufuhr die integrale Zusammenbindung der Tastenober­ teile und der Stützteile durch vollständiges Aushärten sowohl der Harzzusammensetzung als auch der Silikongummizusammenset­ zung vollendet. Die meisten Arbeitsgänge sind durch Verwendung geeigneter Maschinen und Geräte mechanisiert, aber einige Schritte erfordern in Anbetracht besserer Bearbeitbarkeit den­ noch manuelle Tätigkeiten.

Da die in die Vertiefungen für die Ausformung der Tastenober­ teile eingebrachte, monomere oder oligomere flüssige Harzzusam­ mensetzung eine starke Schrumpfung durch Polymerisation und Aushärtung zeigt, besteht eines der Probleme oben beschriebener Fertigungsverfahren bei der Vorbereitung einer aus Harzteilen und Silikongummiteilen bestehenden Abdeckung darin, daß die freie Oberfläche des Tastenoberteils in halbausgehärtetem Zu­ stand manchmal nicht flach oder unregelmäßig rauh ist und die Grenzlinie oder Grenzschicht zwischen dem aus Harz bestehenden Tastenoberteil und dem aus Silikongummi bestehenden Stützteil ebenfalls nicht flach ist, was zu geringer Maßgenauigkeit der aus Harz bestehenden Tastenoberteile führt. Dieses Problem wird noch verstärkt, wenn die die Vertiefungen für die Tastenober­ teile füllende, flüssige Harzzusammensetzung kein gutes, die Oberfläche abgleichendes Verlaufverhalten aufweisen kann.

Da die die Tastenoberteile bildenden Harze bei einer erhöhten Temperatur relativ instabil sind und dabei zu Vergilbungen tendieren, besteht ein anderes Problem der oben beschriebenen Abdeckung darin, daß keine ausreichenden thermischen Bedingun­ gen für das Nachhärten des aus den halbgehärteten Harzteilen und den Silikongummiteilen bestehenden integrierten Bauteils eingestellt werden können, weshalb die Silikongummiteile in einem ungenügend ausgehärteten Zustand verbleiben und noch eine beträchtliche Anzahl niedermolekularer, flüchtiger Bestandteile beinhalten, die man andernfalls durch genügend langes Aufheizen auf eine ausreichend hohe Temperatur vollständig entfernen könnte. Da üblicherweise die Oberseite der Tastenoberteile als Funktionsanzeige mit verschiedenen Arten von Angaben, wie Buch­ staben, Zahlen, Symbolen oder Bildzeichen durch Aufdrucken einer warmhärtenden Tinte versehen ist, führt die ungenügend ausgeführte Nachhärtung der aus Harz bestehenden Tastenobertei­ le dazu, daß die Festigkeit der Klebebindung zwischen der Druck­ kertintenschicht und der Oberseite der Tastenoberteile manchmal sehr gering ist und folglich die aufgedruckten Zeichen beim Gebrauch der Tasten aufgrund Reibens, Kratzens und anderer mechanischer Beanspruchungen schnell abgenutzt und nicht mehr kenntlich sind.

Ein weiteres Problem der vorbeschriebenen Abdeckungen oder Tasten besteht darin, daß die flüssige Harzzusammensetzung vor der Aushärtung oder bei ungenügender Aushärtung manchmal und für gewöhnlich in nicht schwerwiegendem Maße zu Dermatitis führende Reizungen der menschlichen Haut verursacht oder im Verlauf der Aushärtung bei Erwärmung abstoßende oder störende Ausdunstungen abgibt und dadurch den Arbeitsplatz ökologisch beeinträchtigt.

Aus der DE 34 41 614 C2 ist eine Tastenkappe mit angespritzter Gummihaube bekannt, wobei die Tastenkappe aus einem Material besteht, das eine höhere Festig­ keit als der die Haube bildende Gummi aufweist.

Aus der DE 93 02 229 U1 ist ein Tastenschalter mit einem Tastenkörper aus Gummi oder Kautschuk und einer einstückig an den Tastenkörper angeformten Tastenbasis aus Silikongummi oder Silikonkautschuk bekannt. Der bekannte Tastenschalter ver­ fügt über kein hartes Tastenoberteil.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, neue, verbesserte Tasten für Druckknopfschalter mit harten Tastenoberteilen aus Harz anzugeben, bei der die vorstehend beschriebenen Probleme und Nachteile gemäß dem Stand der Technik beseitigt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Taste für Drucktastenschalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs vor. Erfindungsgemäß umfaßt die Taste für Drucktastenschalter eine Grundplatte und ein Stützteil aus einem Silikongummi mit elastischen Federeigenschaften sowie ein Tastenoberteil aus einem gehärteten Silik­ onharz mit einer Shore-D-Härte 40 oder höher das mit der Oberseite des Stützteils verbunden ist.

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 ein Querschnitt, der die Füllung einer Metallform für ein Tastenoberteil mit einer herkömmlichen flüssigen Harzzusammensetzung zeigt,

Fig. 2 ein Querschnitt durch eine Abdeckung für Druckknopf­ schalter mit hartem Tastenoberteil aus herkömmlichem Harz,

Fig. 3 ein Querschnitt, der die Füllung einer Metallform für ein Tastenoberteil mit einer flüssigen Silikonharzzu­ sammensetzung gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 4 ein Querschnitt durch eine Abdeckung für Druckknopf­ schalter mit erfindungsgemäßen Tasten mit hartem Ta­ stenoberteil aus einem hochfesten Silikonharz.

Eine Abdeckung für Druckknopfschalter mit erfindungsgemäßen Tasten mit harten Tastenoberteilen sowie das Verfahren zu ihrer Herstellung sind nachfolgend mit Bezug auf Fig. 3 und 4 im einzelnen beschrieben, und zwar im Vergleich zu einer herkömm­ lichen Abdeckung für Druckknopfschalter mit harten Tastenober­ teilen unter Verwendung eines organischen Harzes und dem Ver­ fahren zu deren Herstellung entsprechend Fig. 1 und 2.

Entsprechend Fig. 1, die den Anfangsschritt des Herstellungs­ verfahrens für eine übliche Abdeckung zeigt, wird eine Metall­ form 1 mit einer Vertiefung 1a für Tastenoberteile auf eine soweit erhöhte Temperatur gebracht, daß die monomere oder oli­ gomere flüssige Harzzusammensetzung 3 polymerisiert und gehär­ tet werden kann. Das Harz wird zur Bildung der Tastenoberteile in die Vertiefung 1a der Metallform 1 gegossen und darin polymerisiert und halb ausgehärtet, wobei es seine Fließfähig­ keit verliert, aber eine klebrige Oberfläche behält. Da her­ kömmliche flüssige Harzzusammensetzungen ein nur geringes Verlaufverhalten aufweisen und starkes Schrumpfen durch Polyme­ risation und Aushärtung erleiden, hat das so gebildete Tasten­ oberteil 3 in halb ausgehärtetem Zustand normalerweise eine freie Oberfläche 3a, die entsprechend Fig. 1 nicht flach, sondern unregelmäßig rauh ist.

Im nächsten Schritt wird eine ungehärtete Silikongummi-Zusam­ mensetzung, üblicherweise in Form einer Folie oder Lage, zur Abdeckung des Tastenoberteils 3 auf die Metallform 1 gelegt, die dann geschlossen und zusammengepreßt wird, um die Silikon­ gummi-Zusammensetzung zu formen und auszuhärten und dabei mit dem Tastenoberteil 3 ein Stück zu bilden, das bei diesem Vor­ gang ebenfalls vollständig aushärtet. Fig. 2 zeigt einen Ver­ tikalschnitt der so erzeugten einen einheitlichen Körper bil­ denden Abdeckung mit einer Grundplatte 5 aus gehärteten Sili­ kongummi, einem Stützteil 4 ebenfalls aus einem gehärteten Silikongummi, das entlang seiner unteren Umfangsfläche an die Grundplatte 5 einheitlich gebunden ist und mit einem aus gehär­ tetem hochfesten Harz bestehenden Tastenoberteil 3, das durch einen Tastenoberteilboden 6 des Silikongummis einheitlich an das Stützteil 4 gebunden ist. Es ist üblich, einen beweglichen Kontaktpunkt 7 aus elektrisch leitendem Gummimaterial mit der Unterseite des Tastenoberteilbodens 6 zu verbinden. Da die freie Oberfläche 3a deshalb ausgehärteten Tastenoberteiles 3 in der Vertiefung 1a der Metallform 1 nicht flach, sondern, wie oben angegeben, unregelmäßig rauh ist, gestaltet sich die Grenzfläche 3a zwischen dem ausgehärtetem Tastenoberteil 3 und dem Tastenoberteilboden 6 des ausgehärteten Silikongummis not­ wendigerweise ebenfalls nicht flach, sondern entsprechend Fig. 2 unregelmäßig rauh, was die Maßgenauigkeit des Tastenoberteils 3 oder der Abdeckung insgesamt stark beeinträchtigt.

Die Abdeckung für Druckknopfschalter mit erfindungsgemäßen Ta­ sten mit hartem Tastenoberteil kann auf ähnliche Art herge­ stellt werden. Entsprechend Fig. 3 wird in die Vertiefung 1a der auf erhöhte Temperatur gebrachten Metallform 1 eine härtba­ re, flüssige Silikongummi-Zusammensetzung eingefüllt, die durch Erwärmung in einen halb ausgehärteten Zustand gelangt. Unter­ schiedlich zu Fig. 1, die den Vorgang unter Verwendung einer herkömmlichen flüssigen Harzzusammensetzung zeigt, besitzt das Tastenoberteil 13 in halb ausgehärtetem Zustand, wie er in der Vertiefung 1a der Metallform 1 auftritt, eine freie Oberfläche 13a, die aufgrund des Fließverhaltens der Silikonharz-Zusammen­ setzung in Verbindung mit dessen ausgezeichneter Verlaufeigen­ schaft sowie des sehr geringen Schrumpfverhaltens des Silikon­ harzes beim Aushärten ausgezeichnet flach ist. Als Folge hat die auf die gleiche Art wie beim üblichen Verfahren herge­ stellte Abdeckung entsprechend dem Vertikalschnitt in Fig. 4 ebenfalls eine sehr flache, ebene Grenzschicht zwischen dem Ta­ stenoberteil 13 aus gehärtetem Harz und dem Tastenoberteilgrund 6 aus gehärtetem Silikongummi, woraus eine sehr große Verbes­ serung der Maßgenauigkeit des Tastenoberteiles 13 und der Ab­ deckung insgesamt sowie einer Verbesserung der Festigkeit der Klebeverbindung zwischen dem Tastenoberteil 13 aus Silikonharz und dem Tastenoberteilgrund 6 aus Silikongummi aufgrund der besseren Verbindungsfähigkeit des Silikongummis mit einem Sili­ konharz als mit einem herkömmlichen Harz von unterschiedlichem chemischen Aufbau resultieren.

Nach der vorangehenden Beschreibung besteht das kennzeichnend­ ste Merkmal der erfindungsgemäßen Abdeckung darin, daß das Tastenoberteil 13 aus einer Silikonharz-Zusammensetzung gebil­ det wird, die nach vollständiger Aushärtung eine hohe Härte der Shore-D-Härte 40 oder höher aufweist, so daß im Vergleich mit herkömmlichen Abdeckungen, bei denen das Tastenoberteil aus einer organischen Harzzusammensetzung gefertigt ist, wie oben aufgeführt, zahlreiche Vorteile erzielt werden.

Das für die erfindungsgemäße Tasten verwendete Silikonharz hoher Härte besteht chemisch aus einer dreidimensionalen Silo­ xanbindung, dargestellt durch die Formel -Si-O-Si-, die das Grundgerüst der Moleküle mit verschiedenen Arten organischer oder insbesondere monovalenter Hydrocarbongruppen bildet, die an die Siliziumatome gebunden sind. Verschiedene Stufen von Silikonharzen sind im Handel erhältlich mit unterschiedlichen siliziumgebundenen organischen Gruppen, einschließlich Methyl­ silikonharze, Phenylsilikonharze, Dimethyldiphenylsilikonharze, Methylphenylsilikonharze, polyestermodifizierte Silikonharze, akrylmodifizierte Silikonharze, epoxymodifizierte Silikonharze und dergleichen. Diese Silikonharze besitzen sogar dann eine vorteilhaft niedrige Viskosität, wenn sie in oligomerer Form mit relativ hohem Molekulargewicht vorliegen, so daß die Ver­ tiefung in der Metallform zur Herstellung der Tastenoberteile sehr einfach und vollständig mit der flüssigen Harzzusammen­ setzung gefüllt werden können, die ein ausgezeichnetes Ver­ laufverhalten an der Oberfläche aufweist, ohne dafür besondere Hilfsmittel einsetzen zu müssen. Die Viskosität der flüssigen Silikonharzzusammensetzung kann weiter verringert werden, indem man sie auf eine erhöhte Temperatur von beispielsweise 100°C bringt, um die Füllarbeiten zu erleichtern, während das Aushär­ ten des flüssigen Silikonharzes erfolgt, wenn es auf eine noch höhere Temperatur erwärmt wird, um einen ausgehärteten Körper mit der Shore-D-Härte 40 oder höher zu ergeben, der dem Be­ nutzer des Druckknopfschalters in den Fingern ein ausgezeich­ netes und angenehmes Berührungsgefühl ermittelt.

Als inherente physiologische Eigenheit von Silikonen, die im allgemeinen aus Organopolysiloxanen hergestellt werden, besitzt auch das erfindungsgemäß verwendete Silikonharz sowohl vor als auch nach dem Aushärten Reizfreiheit gegenüber der menschlichen Haut, so daß der Benutzer der Druckknopftastatur gegen jegliche Dermatitiserscheinungen geschützt bleibt. Desweiteren ist ausgehärtetes Silikonharz hoch hitzebeständig, ohne zu vergil­ ben und in der Lage, einer Nachhärtebehandlung bei einer viel höheren Temperatur als bei üblichen organischen Harzen standzu­ halten, so daß zwischen der Oberseite des aus Silikonharz be­ stehenden Tastenoberteiles und der darauf aufgebrachten Druck­ kertintenschicht, die Angaben wie Buchstaben, Zahlen, Symbole und dergleichen aufweist, sehr einfach eine absolut feste Kle­ bebindung erzielt werden kann. Zudem weisen die Tastenoberteile aus ausgehärtetem Silikonharz hohe Hitze- und Kältebeständig­ keit, Ozonbeständigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit auf, um die Beständigkeit der Abdeckung zu gewährleisten. Zusätzlich sind Silikonharze frei von dem Problem der Abgabe jeglicher aggressiver Ausdunstung während des Aushärtens und damit der Be­ lastung der Umgebungsatmosphäre sowie ebenso frei von der Aus­ scheidung öliger Bestandteile nach dem Aushärten, um keine Schwierigkeiten durch Verschmutzung der Kontaktpunkte entstehen zu lassen.

Ohne die Erfindung darauf zu beschränken, sollte die flüssige Silikonharzzusammensetzung zur Herstellung der Tastenoberteile der erfindungsgemäßen Tasten eine Viskosität aufweisen, die 500 Poise bei 25°C nicht übersteigt, so daß damit verschiedene Arten von Flüssigausgabegeräten angewendet werden können, aus denen die flüssige Harzzusammensetzung tropfenweise in die Ver­ tiefungen der Metallform eingebracht wird. Selbstverständlich sind die Silikonharztypen hinsichtlich des chemischen Vorgangs der Vernetzung und Aushärtereaktion der flüssigen Silikonharz­ zusammensetzung in gehärteten Tastenoberteile nicht auf be­ stimmte Typen beschränkt, wie auf diejenigen, die durch die Vorgänge der Additionsreaktion und Radikalreaktion und deren Kombinationen härtbar sind.

Wie im Falle der meisten Tasten für Druckknopfschalter ist die Oberseite der aus Silikonharz bestehenden Tastenoberteile üb­ licherweise durch Aufdrucken einer Druckertinte oder durch Auftragen eines Beschichtungsgemisches mit Schrift- und anderen Zeichen versehen. Nachdem die Tastenoberteile aus Silikonharz bestehen, wird vorzugsweise auch für die Druckertinte oder das Beschichtungsgemisch eine Silikonbasis gleicher oder ähnlicher Art benutzt, um damit eine hohe Festigkeit der Klebebindung mit der Oberseite der Tastenoberteile zu gewährleisten. Wenn das Tastenoberteil aus einem Methylsilikonharz oder einem Methyl­ phenylsilikonharz besteht, ist zum Beispiel das Lösungsmittel bzw. der flüssige Anteil der Druckertinte vorzugsweise eben­ falls ein Methylsilikonharz bzw. ein Methylphenylsilikonharz. Die Druckertinte oder das Beschichtungsgemisch wird durch Mischung eines solchen Silikonharzes mit einem Farbstoff, Ver­ netzungsmittel, Verdünner und anderen bekannten Zusätzen aufbe­ reitet.

Für den Silikongummi zur Bildung des Stützteils und der Grund­ platte der erfindungsgemäßen Tasten bestehen keine besonderen Einschränkungen, und es kann auch jeder sein, der bei herkömm­ lichen Tasten für Druckknopfschalter mit harten Ta­ stenoberteilen benutzt wird. Der Hauptbestandteil einer Sili­ kongummizusammensetzung ist ein Diorganopolysiloxan, das eine durch die durchschnittliche Einheitsformel R_a SiO_(4-a)/2 wieder­ gegebene lineare Molekularstruktur aufweist, in der R eine monovalente Hydrokarbongruppe ist, beispielsweise Alkylgruppen wie Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butylgruppen, Alkenylgruppen, wie Vinyl- und Allylgruppen, und Arylgruppen, wie Phenyl- und Tolylgruppen, wie auch diejenigen substituierten Gruppen, die man durch Austausch eines Teiles oder aller Wasserstoffatome in diesen Hydrokarbongruppen mit Halogenatomen, Zyangruppen und dergleichen wie Chlormethyl 3,3,3-Trifluorpropyl- und 2-Zyan­ äthylgruppen erhält, wobei der Index a eine positive Zahl von 1,90 bis 2,05 ist. Das Diorganopolysiloxan sollte eine Visko­ sität von mindestens 100 Centistoke oder, vorzugsweise minde­ stens 1000 Centistoke bei 25°C aufweisen.

Eine Silikongummizusammensetzung kann durch Mischen des oben beschriebenen Diorganopolysiloxans mit verschiedenen Arten von Zusätzen zubereitet werden, die üblicherweise einen SiO₂-Füll­ stoff enthalten, das bedampfter oder ausgefällter SiO₂-Füll­ stoff, feines Quarzpulver, Diatomenarte o. dgl. sein kann. Wenn eine versteifende Wirkung des Füllstoffes erwünscht ist, liegt dessen Teilchendurchmesser vorzugsweise bei 50 nm oder darun­ ter. Die Menge des Füllstoffes in der Silikongummizusammenset­ zung liegt üblicherweise im Bereich zwischen 20 und 200 Ge­ wichtsteilen für 100 Gewichtsteile des Diorganopolysiloxans. Andere fakultative Bestandteile beinhalten Dispersionshilfen wie Organosilanzusammensetzungen mit einer Alkoxygruppe, Hydro­ xygruppe und ähnlichen, die an das Siliziomatom gebunden sind, Färbemittel wie anorganische und organische Farbkörper usw.

Die Silikongummizusammensetzung muß mit einem Härtemittel versetzt sein, was durch Mischen der Zusammensetzung mit einem Vernetzungsmittel wie beispielsweise einem organischen Peroxid erreicht wird. Vorzugsweise hat das organische Peroxid bei einer Temperatur im Bereich zwischen 120 und 180°C eine Halb­ wertszeit von 1 Minute. Beispiele eines solchen organischen Peroxids sind Benzolperoxid, Dichlorobenzoylperoxid, Butylpe­ roxy-2-oktylhexanoat, 2,5-Dimethyl-2,5-Dibenzolperoxyhexan, Butylperoxylaurat, Cyclohexanperoxid, Butylperoxyisopropylkar­ bonat, Butylperoxyallylkarbonat und dergleiche, ohne auf diese beschränkt zu sein. Eine Silikongummizusammensetzung einer anderen Art im Hinblick auf den Vorgang der Vernetzungsreaktion ist die des sogenannten Additionsreaktionstyps, bei der das Di­ organopolysiloxan als Hauptbestandteil eine Mehrzahl von Alkenylgruppen aufweist, z. B. Vinylgruppen in einem Molekül als einem Teil der siliziumgebundenen monovalenten Hydrokarbongrup­ pen, und dies alkenyl-enthaltende Diorganopolysiloxan wird mit einem Organohydrogenpolysiloxan vereinigt, das mindestens zwei siliziumgebundene Wasserstoffatome in einem Molekül als Vernet­ zungsmittel und einen Spurenanteil einer Platinverbindung als Katalysator enthält, der die Additionsreaktion zwischen den Alkenylgruppen und den siliziumgebundenen Wasserstoffatomen un­ terstützt.

Im folgenden werden Beispiele und vergleichende Beispiele ange­ geben, um eine Abdeckung für Druckknopfschalter mit erfindungs­ gemäßen Tasten mit harten Tastenoberteilen noch zu verdeutli­ chen.

Beispiel 1

Eine flüssige Silikonharzzusammensetzung wurde durch Mischen von 100 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Dimethyldiphenyl­ silikonharzes (X321195, Produkt von Shin-Etsu Chemical Co.) 10 Gewichtsteilen eines Vernetzungsmittels (CX 1195, Produkt von Shin-Etsu Chemical Co.), 0.4 Gewichtsteilen eines Härtungskata­ lysators (X-93-55, Produkt von Shin-Etsu Chemical Co.) und 1 Gewichtsteil eines Farbstoffes (STVX 683, Produkt von Dainichi Seika Kogyo Co.) zubereitet. Die so zubereitete Silikonharz­ zusammensetzung wurde tropfenweise in die Vertiefungen für die Tastenoberteile einer Metallform eingegossen, die zur Befüllung mit einem Heizgebläse (Model AD 3000VH, Produkt von Iwashita Engineering Co.) auf 150°C aufgeheizt wurde.

Als das flüssige Silikonharz halb ausgehärtet war, wobei inner­ halb von 30 sek. seine Fließfähigkeit endete, aber eine Kleb­ rigkeit auf der Oberfläche erhalten blieb, wurde eine aus einer aushärtbaren Silikongummizusammensetzung, zubereitet durch Mischen von 100 Gewichtsteilen einer Silikongummimischung (KE 9510U, Produkt von Shin-Etsu Chemical Co.) und 1 Gewichtsteil eines Härters auf organischer Peroxidbasis (Perhexa 25B, Pro­ dukt der Nippon Oil and Fat Co.), bestehende Folie oder Lage auf der Metallform aufgebracht, und danach die Metallform geschlossen, um darin die Vertiefungen für die Stützteile und die Grundplatte einer Abdeckung mit der Silikongummizusammen­ setzung auszufüllen, die durch Formpressen bei der gleichen Temperatur für 10 Minuten unter einem Preßdruck von 100 kg/cm² ausgehärtet wurde, so daß eine einheitliche Abdeckung entstand, in der die Tastenoberteile aus Silikonharz und die Stützteile und die Grundplatte aus dem Silikongummi bestehen, wie dies im Vertikalschnitt von Fig. 4 gezeigt ist.

Danach wurde die Oberseite der Tastenoberteile der so herge­ stellten Abdeckung durch Siebdruck mit Zeichen/Symbolen verse­ hen mittels einer weißen, pastösen Druckertinte, deren Viskosi­ tät 300 Poise bei 25°C beträgt und die durch Mischen von 100 Gewichtsteilen desselben wie oben benutzten Dimethyldiphenyl­ silikonharzes mit 20 Gewichtsteilen eines Titandioxidpulvers (A-280, Produkt von Ishihara Sangyo Co.) und durch Verdünnung mit Toluol hergestellt wird. Nach dem Trocknen der Druckertinte wurde die Abdeckung für 60 Minuten in einem Luftofen bei 200°C einer Nachbackbehandlung unterworfen, um die Abdeckung für Druckknopfschalter mit harten Tastenoberteilen fertigzustellen, die eine Shore-D-Härte 40 oder höher aufweisen. Aufgrund der großen Härte der Tastenoberteile aus Silikonharz, führt die Ab­ deckung, wenn sie in eine Tastatur eingesetzt ist, beim Be­ nutzen der Schalter zu einem sehr angenehmen Berührungsgefühl in den Fingern, während aufgrund der hohen Festigkeit der Klebebindung zwischen den Tastenoberteilen und den Stützteilen sowie zwischen der Beschriftungsschicht und den Oberseiten der Tastenoberteile eine lange Lebensdauer gewährleistet ist.

Um die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit des Erzeugnisses zu prüfen, wurden Untersuchungen bei in der oben beschriebenen Weise angefertigten 100 Abdeckungen durchgeführt, wobei in keiner der 100 Prüflinge Vergilbungen der Tastenoberteile und nur in 5 davon eine unvollständige Oberflächenbeschaffenheit der Tastenoberteile im Übergang zu den Stützteilen sowie unge­ nügende Maßgenauigkeiten in der Rasteranordnung der Tastenober­ teile festgestellt worden sind. Weiter wurde der Anteil von niedermolekularen, flüchtigen Organopolysiloxanen, die nach der 60-minütigen Nachbackbehandlung bei 200°C in den Silikongummi­ teilen enthalten waren, gas-chromatographisch bestimmt, wobei ein Gewichtsteil geringer als 500 ppm gefunden wurde. Die Festigkeit der Klebebindung zwischen der Beschriftungsschicht und der Oberseite der Tastenoberteile war ausgezeichnet, um einem Fingernagelkratztest zu widerstehen.

Vergleichsbeispiel 1

Zum Vergleich wurden 100 Abdeckungen für Druckknopfschalter mit harten Tastenoberteilen in etwa der gleichen Weise wie oben hergestellt, außer das die Silikonharzzusammensetzung gegen eine übliche Zusammensetzung auf Acrylharzbasis ausgetauscht wurde. Diese vergleichbaren Abdeckungen wurden den gleichen Prüfungen wie oben unterzogen, wobei Vergilbungen der Tasten­ oberteile in allen 100 Abdeckungen und eine mangelhafte Ober­ flächenbeschaffenheit der Tastenoberteile an ihren Übergängen zu den Stützteilen und ungenügende Maßgenauigkeit in der Ra­ steranordnung der Tastenoberteile in 85 der 100 Abdeckungen gefunden wurden.

Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 2

Im Beispiel 2 wurden Abdeckungen in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß als Nachbackbe­ handlung die aus der Metallform herausgenommenen Abdeckungen für 15 oder 60 Minuten bei 150°C (Bedingungen I oder II), für 15 oder 60 Minuten bei 180°C (Bedingungen III oder IV) und für 60 Minuten bei 200°C (Bedingungen V) behandelt wurden. Wie zu erwarten, wurde in keiner der so gefertigten Abdeckungen eine Vergilbung der Tastenoberteile gefunden. Die Festigkeit der Klebebindung zwischen der Beschriftungsschicht und der Ober­ seite der Tastenoberteile war weniger zufriedenstellend als im Beispiel 1 und unter der Bedingung I unbrauchbar. Die Gehalte niedermolekularer, flüchtiger Organopolysiloxane in den Sili­ kongummiteilen betrugen 12.000 ppm, 6000 ppm, 6000 ppm, 3000 ppm und 1000 ppm Gewichtsanteile unter den Nachbackbedingungen I, II, III, IV bzw. V. Daraus erkennt man, daß der Gehalt flüchtiger Organopolysiloxane durch geeignete Auswahl der Be­ dingungen für die Nachbackbehandlung so niedrig wie gewünscht verringert werden kann.

Im Vergleichsbeispiel 2 wurde der gleiche Test wie oben gleich­ zeitig mit Abdeckungen durchgeführt, die in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 gefertigt wurden, aber mit unter­ schiedlichen Bedingungen I bis V der Nachbackbehandlung. Die Ergebnisse waren im wesentlichen die gleichen wie im Beispiel 2 bezüglich der Festigkeit der Klebebindung zwischen der Be­ schriftungsschicht und den Tastenoberteilen und bezüglich des Gehaltes flüchtiger Organopolysiloxane in den Silikongummitei­ len Vergilbungen der Tastenoberteile wurden jedoch unter den Bedingungen IV und V im selben Ausmaß wie im Vergleichsbeispiel 1 gefunden, und Vergilbungen waren auch unter den Bedingungen II und III erkennbar, während unter der Bedingung I keine Ver­ gilbung stattfand.

Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 3

Die reizenden und unangenehmen Ausdünstungen, die im Verlauf der Fertigung der Abdeckungen austreten, wurden durch sieben Testpersonen einem organoleptischen Test unterzogen in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel 3) und im Vergleichsbeispiel 1 (Vergleichsbeispiel 3), wobei die Preßfor­ mung in der Metallform und die Nachbackbehandlung im Luftofen inbegriffen waren.

Gemäß den von den Testpersonen berichteten- Ergebnissen hatte beim Beispiel 3 keine von ihnen auch nur den geringsten unan­ genehmen Geruch wahrgenommen, während beim Vergleichsbeispiel 3 sechs Testpersonen einen sehr starken, abstoßenden Geruch empfanden und- eine Testperson einen eindeutig wahrnehmbaren unangenehmen Geruch feststellte.

Claims (1)

1. Taste für Drucktastenschalter mit einer Grundplatte (5) und mit einem Stützteil (4) aus einem Silikongummi mit elastischen Federeigenschaften und mit einem Ta­ stenoberteil (13) aus einem gehärteten Silikonharz mit einer Shore-D-Härte 40 oder höher, das mit der Oberseite des Stützteils (4) verbunden ist.