JP2002511793A - シリコンエラストマー類を被覆する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、シリコンエラストマー類、特にシリコンエラストマー類で作られた小さい表面（＜１００ｍｍ²）を被覆する方法に関する。本発明の方法では主に厚みが＜３００μｍの被膜を生じさせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 シリコンエラストマー類を被覆する方法 本発明は、シリコンエラストマー類（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ ｓ）、特にシリコンエラストマー類の小さい表面（＜１００ｍｍ²）を被覆する 方法に関する。特に、本発明に従う方法では厚みが＜３００μｍの被膜を生じさ せることができる。 例えば、テレホンキーパッド（ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ ｋｅｙｐａｄｓ）のシリ コン製スイッチマット（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｓｗｉｔｃｈ ｍａｔｓ）上に導電 性接点を達成しようとする場合、コーティング組成物を例えばカーボンブラック などで着色してそれを導電性にすることができる。また、このようなコーティン グ組成物を透明または半透明にすることも可能であり、例えばプリントを摩耗、 手の発汗作用および他の攻撃的物質、例えばアルコール、洗剤、化粧品などから 保護する被膜（トップコート）で印刷キーパッドの上を覆うことも可能である。 シリコンエラストマー類のコーティングが益々重要になってきている。これの １つの重要な面は、導電性接点をシリコンエラストマー類に取り付けてスィッチ マットを生じさせることにある。 現在のところ、接点を生じさせる方法には全自動および手動方法が存在する。 全自動方法は、パーオキサイドで架橋させた厚みが約０．５ｍｍの導電性シリ コンゴムから接点を打ち抜いた後にその接点を加熱されている鋳型の中に完全に 自動的に入れそして次にその上に非導電性のシリコンゴムを噴霧することを伴う か、或は２個の注入装置と回転し得るテーブル型（ｔａｂｌｅ）鋳型を用いて接 点の射出成形を行った後に射出成形 ライン上でその上に非導電性シリコンゴムを噴霧することを伴う。 両方の方法とも機械および鋳型に高い投資費用を要すると言った欠点を有する 。更に、そのような方法は、デザイン（例えばスイッチマットに関する）を変更 しようとする場合に柔軟性がほとんどない。 また手動方法も存在する。このような方法では、圧縮成形方法で打ち抜いた電 気接点を加熱されている鋳型の中に手で入れた後、その上に非導電性シリコンゴ ムを噴霧する。このような方法は非常に労働集約的である。 圧縮成形方法を用いてシリコンゴムからスイッチマット（導電性接点を伴わな い）を生じさせた後にスクリーン印刷またはパッド印刷（ｐａｄ ｐｒｉｎｔｉ ｎｇ）で導電性シリコン層を印刷することが行われている。それで達成されるフ ィルム厚は１から１０μのみであり、これは通常の電気接触抵抗である＜１００ オームには充分でない。この理由で、数回の印刷操作を数回の加熱乾燥操作を伴 わせて実施する必要がある。 デザインの変更を行う時にはそのような手動方法を比較的容易に採用すること ができるが、非常に労働集約的でありそしてそれに関連して品質保証に問題が生 じることが欠点である。 また、記号、数字および文字を印刷したシリコン製スイッチマットもトップコ ートで保護すべきであり、特に摩耗に対して保護すべきである。これは、シリコ ンゴムを基とする適切な透明ラッカーまたは有機ラッカー系を噴霧することを通 して達成される。 コーティング組成物を基質に噴霧する時のスプレーパス（ｓｐｒａｙ ｐａｓ ｓ）の結果としてスプレーしぶきが生じ、それが安全な自動化を妨害することか らそれを手で基質支持体から取り除く又は多大なコス トをかけて、自動的に取り除く必要がある。加うるに、廃棄物の処分が問題であ る。また、コーティングの結果も外部の影響（空気の湿度など）を受ける結果と して変動し得る(外観が劣り、フィルム厚の分布が劣る)。 従って、本発明の目的は、従来技術の欠点を持たない簡潔なシリコンエラスト マーコーティング方法を提供することにある。 ここに、計量用ポンプ（ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｐｕｍｐ）を用いてコーティング コンパウンド（ｃｏａｔｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を液滴または液体ジェット （Ｉｉｑｕｉｄ ｊｅｔ）の形態で塗布した後に硬化させることでシリコンエラ ストマー類の被覆を行うことができることを見い出した。 本発明に従う方法はスイッチマットの全自動製造方法に一体化可能であり、要 する投資費用は僅かのみであり、シリコンゴムまたは有機ラッカーを硬化させる 必要があるのは１回のみであり、本方法ではスイッチマットのデザインを変更し ようとする場合の柔軟性が高く、スプレーしぶきなどによる損失がないことから コーティング材料の量を非常に少なくでき、フィルム厚の再現性が良好でかつス プレーしぶきの処分を行う必要がない。 本発明はシリコンエラストマー類を被覆する方法を提供し、この方法は、計量 用ポンプを用いてコーティングコンパウンドを該シリコンエラストマーに液滴ま たは液体ジェットとして塗布した後に硬化させることを特徴とする。 有機を基とする１成分もしくは２成分ラッカーをコーティングコンパウンドと して用いることができる。 また、適切な揮発性溶媒および場合によりカーボンブラックを含有す る液状の架橋性シリコンゴム混合物を用いることも可能である。 本方法の１つの態様では、有機ラッカー、好適にはポリウレタンラッカーをコ ーティングコンパウンドとして用いる。この場合、好適には、塗布直前に、公知 方法（ａｒｃｏｔｅｃ，Ｇｅｒｍａｎｙ“ＨＦ−Ｃｏｒｏｎａ Ｔｒｅａｔｍｅ ｎｔ ａ ｂｒｉｅｆ ｓｕｍｍａｒｙ”および“Ｐｒｅ−ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｂａｓ ｆｌａｍｅ”参照）で、表面張力が＞３３ｍＮ／ ｍの親水性表面が生じるような様式で上記シリコンの表面にコロナ処理またはガ ス炎（ｇａｓ ｆｌａｍｅ）処理を受けさせる。 下記を１成分ラッカーの例として挙げることができる：アルキド、アクリレー ト、エポキシ、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリ塩化ビニルまたはポリウレ タン樹脂を基とするラッカー。 下記を２成分ラッカーの例として挙げることができる：（ｉ）ポリアクリレー ト、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステル／ポリアクリレート、ポリウレ タン／ポリアクリレートまたはポリエステル／ポリウレタン樹脂（ヒドロキシル 基を有する）と（ｉｉ）架橋剤としてのメラミン樹脂、ポリイソシアネート類ま たはブロック（ｂｌｏｃｋｅｄ）ポリイソシアネート類を基とするラッカー。 ａ）少なくとも１種の架橋性オルガノポリシロキサン、 ｂ）少なくとも１種の架橋剤、 ｃ）場合により、カーボンブラック、および ｄ）場合により、沸点が１６０から２５０℃の範囲の溶媒、 の混合物を液状の架橋性シリコンゴム混合物として用いることができる。 架橋性オルガノポリシロキサン組成物で今日まで用いられている全て のポリシロキサン類が架橋性オルガノポリシロキサン（ａ）として使用可能であ る。（ａ）は、好適には、一般式（Ｉ） (Ｒ¹)_a(Ｒ²)_bＳｉＯ_(4-a-b)／２ （Ｉ） ［式中、 Ｒ¹は、炭素原子数が１から８の一価脂肪族基であり、そして Ｒ²は、炭素原子数が２から８のアルキレン基であり、 ａ＝０、１、２または３、 ｂ＝０、１または２、そして ａ＋ｂの合計＝０、１、２または３であるが、 但し、Ｒ²基が平均で１分子当たり少なくとも２つ存在することを条件とする］ で表される単位を含んで成るシロキサンである。（ａ）は好適にはジメチルビニ ルシロキシで終結している（ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ）。 本発明の好適な態様における本発明に従うオルガノシロキサン（ａ）は０．０ １から２００Ｐａｓ、特に好適には０．２から２００Ｐａｓの粘度を有する。 この粘度はＩＳＯ ３２１９に従って２０℃で測定した粘度である。 特に分枝している重合体（またこれも固体状の樹脂であり得、これを溶媒に溶 解させる）は、また、これの製造の結果として、全Ｓｉ原子の最大で１０モル％ に及んでアルコキシまたはＯＨ基も含み得る。 本発明の意味の範囲内の架橋剤（ｂ）として、好適には、一般式（ＩＩ） (Ｒ¹)_c(Ｈ)_dＳｉＯ_(4-c-d)／２ （II） ［式中、 Ｒ¹＝炭素原子数が１から８の一価脂肪族基、 ｃ＝０、１、２または３、 ｄ＝０、１または２、 ｃ＋ｄの合計は０、１、２または３であるが、 但し、Ｓｉに結合している水素原子が平均で１分子当たり少なくとも３つ存在す ることを条件とする］ で表される単位で構成されている線状、環状もしくは分枝オルガノポリシロキサ ン類を用いてもよく、これを白金触媒および場合により禁止剤（ｉｎｈｉｂｉｔ ｏｒ）と組み合わせて用いてもよい。 この用いる水素シロキサン（類）（ｂ）は好適には０．０１から５Ｐａｓの粘 度を有する。 本発明のさらなる態様では、架橋剤（ｂ）としてパーオキサィド、例えばアロ イルもしくはジアルキルパーオキサイド類などを用いる。その例は２，４−ジク ロロベンゾイルパーオキサイド、４−メチルベンゾイルパーオキサイド、ジクミ ルパーオキサイドおよび／または２，５−ビス−ｔ−ブチルパーオキソ−２，５ −ジメチルヘキサンである。 Ｓｉに結合している水素原子を有するオルガノポリシロキサン類を架橋剤とし て用いる場合、好適には、アルケニルシロキサンを配位子として伴うＰｔ（０） 錯体を架橋反応の触媒として１から１００ｐｐｍのＰｔから成る触媒量で用いる 。Ｐｔ（０）錯体は例えば下記の配位子を伴うＰｔ（０）である：１，３−ジビ ニルテトラメチルジシロキサンまたは１，３，５，７−テトラビニル−１，３， ５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン。ポット寿命（ｐｏｔ ｌｉｆｅ ）の調整では、この目的で今日まで用いられていて一般に知られている化合物全 部が使用 可能である。好適な禁止剤の例は、例えば１，３−ジビニルテトラメチルジシロ キサン、１，３，５，７−テトラビニル−１，３，５，７−テトラメチルシクロ テトラシロキサン、２−メチル−２−ブチノールまたは１−エチニルシクロヘキ サノールであり、これを５０から１００００ｐｐｍの量で用いる。 成分（ｂ）中のＳｉＨ基と成分ａ）中のアルケニル基の比率を好適には１．２ ：１から１０：１にする。 本発明の意味の範囲内のカーボンブラック（ｃ）として、好適には、５０から １２００ｍ²／ｇのＢＥＴ表面積を有する微粒子サイズのカーボンブラックを用 いる。 シリコンポリマー類を溶かして１６０から２５０℃の沸点または沸騰範囲を有 する化合物または混合物を溶媒（ｄ）として用いることができる。線状もしくは 環状ポリジメチルシロキサンまたはそれの混合物が好適である。特にデカメチル シクロペンタシロキサンが好適である。 このような混合物にまた補強用充填材、例えば微粒子サイズのシリカ（場合に より一般に知られている方法を用いた疎水処理を受けさせた後に使用してもよい ）などを追加的成分として含めることも可能である。 本方法では、溶媒含有混合物を少量（約＜５００μｌ）計量する能力を有する 如何なるミクロポンプも計量用ポンプとして使用可能であり、例えばＥｐｐｅｎ ｄｏｒｆ（ドイツ）から入手可能な計量用ポンプなどが使用可能である。計量を 好適にはディストリビューターチャンバ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ ｃｈａｍｂ ｅｒ）（これにはまたノズルも組み込まれている）を用いて行う。このノズルの 直径を好適には０．１から１ｍｍの範囲にする。また、ポンプ部分が軸受け筒と 非円形の軸で構成 されていて電子で連続制御可能でステップモーター（ｓｔｅｐ ｍｏｔｏｒ）で 駆動し得るポンプも好適である。 本発明に従う方法の好適な態様では、ノズルの末端部と基質の間の距離が２０ ｍｍ以内、好適には＜０．５ｍｍになるように計量用ポンプのノズル末端とシリ コンエラストマーが基質に面して位置するような様式で塗布を行いそして材料の 流れを停止させてノズルを引き離すことで計量を終結させる。 上記混合物が全体として示す粘度を好適には０．０５から１０Ｐａｓの範囲に する。 硬化は熱風処理またはＩＲ照射で実施可能である。 熱風処理の場合、被膜の厚みに応じて処理を好適には６０から２００℃の温度 で少なくとも１分間に渡って実施する。 ＩＲ照射の場合、好適には、金反射器（ｇｏｌｄ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）が備 わっている短波長ＩＲ照射装置を用い、それを少なくとも１０００ワットで用い る。 以下に示す実施例で本発明の説明を行うが、これらは全く限定効果を持たない 。実施例 この実施例では、商業的に入手可能な１０から５００μｌ量用の電子制御連続 計量ポンプを用いた。これを用いてコーティング組成物をこのコーティング組成 物に適合し得る材料（例えばポリテトラフルオロエチレン）で作られていて内径 が約２ｍｍで外径が３ｍｍの軟質ホースに通してディストリビューターに送った 。これは旋盤加工（ｔｕｒｎｅｄ）アルミニウム部品で構成されていた。また、 鋼または適合性プラスチッ クも可能である。 上記ディストリビューターに上記ホースの入り口および外径が０．８ｍｍで内 径が０．５ｍｍで長さが１１ｍｍの鋼製出口管を取り付けた［所望のコーティン グ領域（例えば接点）数に応じて］。商業的に入手可能なシリンジ針の上方末端 部を上記ディストリビューターの板にシアノアクリレート接着剤で適切な場所に 接着させそして次にそれの下方末端部の長さをワイヤーＥＤＭで奇麗に適切な長 さにすることを通して、それらの調製を行った。上記シアノアクリレート接着剤 が侵入することで上記管がいくらか狭くなるが、太さが０．５ｍｍの鋼製ドリル ビットを用いて再び正確に穴を開けることで、それを防止した。このディストリ ビューターチャンバは平らで０．５ｍｍの高さを有していた。ディストリビュー ター板とディストリビューターチャンバをフルオロゴム製Ｏリングで密封して一 緒にねじ止めした。 シリンジ針の代替としてまた約０．５ｍｍの開口部を有する市販の使い捨て用 ピペットの先端を用いることも可能であった。それらを適切な保持管（ｈｏｌｄ ｉｎｇ ｔｕｂｅｓ）の上に置いて、上記ディストリビューター板内に位置させ た。 このディストリビューターを、ハンドドリル器具のドリルアップライト（ｄｒ ｉｌｌ ｕｐｒｉｇｈｔ）に類似した垂直の下降デバイス（ｌｏｗｉｎｇ ｄｅ ｖｉｃｅ）の中にクランプ止めした（場合により電子制御の下降機構を伴わせて もよい）。 基質を正確に基質保持装置内に位置させた後、上記ディストリビューターを出 口開口部と上記基質の距離が０．５ｍｍになる所まで下げた。但し、コーティン グ組成物の計量を行ったのはその後であった。特定の コーティング形状（例えば環状コーティング、またはこのような小さいコーティ ング面積における毛細管効果を補う目的で若干大きい面積、例えば１００ｍｍ² ）を達成する目的でまた出口開口部を基質の表面に平行に移動させることも可能 である。ポンプによる供給を行った後直ちに上記ディストリビューターを再び上 昇させる。次に、まだ湿っている基質をＩＲ照射装置または熱風処理に送り込ん だ。ここで、コーティング組成物の架橋と場合により溶媒の蒸発が同時に起こる 。実施例１ （本発明に従う） ジソルバーに、ジメチルビニルシロキシで終結していて１０Ｐａｓの粘度を有 するポリジメチルシロキサンａ）を３７．５部およびデカメチルシクロペンタシ ロキサン（Ｄ５）（沸点＝２１０℃）ｄ）を５１．９部入れ、これを９９０ｍ² ／ｇのＢＥＴ表面積を有するカーボンブラックｃ）（１０．６部）と一緒に２０ 分間混合し、次に、３本ロールミルを用いて均一にした後、デカメチルシクロペ ンタシロキサン（Ｄ５）ｄ）を３３３部、ＳｉＨ含有量が４．３ミリモルのＳｉ Ｈ／ｇで粘度が４０ｍＰａｓの線状ポリメチルシロキサンｂ）を１．９部、テト ラメチルテトラビニルシクロテトラシロキサンを配位子として伴う白金錯体化合 物（Ｐｔ含有量：１５重量％）を０．０１６部および１−エチニルシクロヘキサ ノールｂ）を０．０５６部用いて一緒にブレンドした。 そのようにして生じさせた液状シリコンゴムを２５％のＤ５で希釈［希釈後の 粘度０．８Ｐａｓ（ＩＳＯ ３２１９に従って２０℃で測定）］した後、電子制 御連続計量ポンプを用いかつノズル（直径０．５ｍｍ）が備わっているディスト リビューターチャンバを用いて、スイッチマット（ｓｗｉｔｃｈ ｍａｔ）の反 対側の接点に関連した１７カ所に５０ ０μｌ／秒の速度でノズル１個当たり約５μｌ（＝ノズルが１７個で９０μｌ） の量で塗布した後、１５０℃の熱風処理を１０分間行うことで硬化させた。 このようにして得たスイッチマットは滑らかな表面を有しており、０．４ｍｍ の間隔で銅伝導体を用いて印刷回路板に取り付けた時にそれが示した平均接触抵 抗は１３オームであった。実施例２ （本発明に従う） ヘキサメチレンジイソシアネートを基にしていてイソシアネート含有量が２１ ．５％の三量体を５．９部およびヒドロキシ官能アクリレートポリオール（酢酸 メトキシプロピル／キシレン中５０％で、水酸基価（滴定測定）：３３ｍｇのＫ ＯＨ／ｇ）を５２．１部用いて、これらを４２．０部の酢酸メトキシプロピルと 一緒に均一にブレンドした。この溶液を、この上に記述した計量装置で、シリコ ンエラストマー製キーパッド［前以てガス炎処理（ｇａｓ ｆｌａｍｅ ｔｒｅ ａｔｍｅｎｔ）を受けさせておいた］に備わっている１７個のキーに３９０μｌ の供給量で塗布した。このガス炎処理は、ブンセンバーナーがプロパンーブタン を消費する速度を１ｇ／分にしそして被覆すべきシリコン製スイッチマットを上 記バーナーの開口部から２０ｍｍの距離の所の炎の青色コア（ｃｏｒｅ）内に２ ００ｍｍ／秒の速度で前後に３０回通すことから成っていた。この過程中、その 被覆した表面が燃えないことを確保した。最後に、その被覆したスイッチマット を９０℃の熱風オーブンに２０分間入れることで、それを硬化させた。良好に接 着した耐摩耗性保護フィルムを得た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． シリコンエラストマー類を被覆する方法であって、計量用ポンプを用い てコーティングコンパウンドを該シリコンエラストマーに液滴または液体ジェッ トとして塗布した後に硬化させることを特徴とする方法。 ２． ａ）少なくとも１種の架橋性オルガノシロキサン、 ｂ）少なくとも１種の架橋剤、 ｃ）場合により、カーボンブラック、および ｄ）場合により、沸点が１６０から２５０℃の範囲の溶媒、 から本質的に成る少なくとも１種の架橋性シリコンゴム混合物を該コーティング コンパウンドとして用いることを特徴とする請求の範囲第１項記載の方法。 ３． 有機ラッカーを該コーティングコンパウンドとして用い、塗布直前に該 シリコンの表面にコロナ処理またはガス炎処理を受けさせることを特徴とする請 求の範囲第１項記載の方法。