JP2004095461A

JP2004095461A - タクトスイッチ用粘着テープおよびタクトスイッチ

Info

Publication number: JP2004095461A
Application number: JP2002257612A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Iida; 飯田　博之; Shinji Suzuki; 鈴木　伸治
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】タクトスイッチの薄型化に対応でき、かつ不具合のないタクトスイッチ用粘着テープを提供すること。
【解決手段】支持基材上に粘着剤層が設けられているタクトスイッチ用粘着テープであって、前記支持基材が、厚み１５μｍ以下であり、かつ弾性率が３０００Ｎ／ｃｍ^２　以上のプラスチックフィルムであることを特徴とするタクトスイッチ用粘着テープ。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクリックアクションで作動される薄型タクトスイッチに適用される粘着テープに関する。さらには、当該粘着テープを用いた薄型タクトスイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話、ゲーム機等の各種ポータブル機に使用されるタクトスイッチとして、図１に示すようにハウジング１内の底面に固定接点２を設け、該固定接点２上に可動接点材３を設け、ハウジング開口部を粘着テープ５で封止し、ハウジング１にフレーム６を取り付けすると共にフレーム６にステム７を摺動自在に遊嵌したものが知られている。
【０００３】
図２はタクトスイッチにおけるステムの荷重と移動量との関係を示し、ある荷重ｆ_１　（作動力）に達すると、可動接点材３が反動作動してそれまでの荷重よりも小さな荷重で移動が進み、ある荷重ｆ_２　（復帰力）でステムが押し切り状態になり、それ以後は荷重を増しても実質上ステムは移動しない。
【０００４】
タクトスイッチにおける荷重−移動量線図において、荷重はステムの移動に抵抗する部材の変形剛性、主に曲げ剛性によって左右される。最大荷重ｆ_１　（作動力）が大なるときは，ハードタッチのフィーリングとなり、最大荷重が小なるときは、ソフトタッチのフィーリングとなる。
【０００５】
上記タクトスイッチにおいては、可動接点３の形状を上記反転作動を生じさせるように設定することが必要である。通常、可動接点材３の形状をドーム型とし、そのドーム型の下端を電極４、４に局所的に接触支持している。従って、固定接点２と可動接点３との間の空間は可動接点３外の空間に連通している。
【０００６】
また、上記タクトスイッチの回路板への実装には、リフローはんだ付け法が使用される。このはんだ付けでのフラックスの塗布工程において固定接点と可動接点との間にフラックスが侵入するのを防止して良好な接点接触性を保障するうえで、上記ハウジング開口を粘着テープ等により封止することは不可欠である。
【０００７】
ハウジング開口の粘着テープ等による封止は、ハウジング１とフレーム６の隙間から塵埃が侵入して、該塵挨により固定接点２と可動接点３との接点不良が起きることも同時に防いでいる。
【０００８】
また前記粘着テープは、ハウジング１の開口上端面に接着され、しかもステム７の上下動に柔軟に追随し、かつ長期的なステム７からの荷重に対する強度が必要である。このような特性を満足する、粘着テープの支持基材として、一般的に、フッ素樹脂シートが用いられる。特に、フッ素樹脂としてはポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥという）が用いられている。
【０００９】
前記ポータブル機器の小型化に伴い、タクトスイッチも小型化、薄型化の方向に進んでおり、それに伴いタクトスイッチ用粘着テープにも薄型化が要求されている。
【００１０】
前記粘着テープは支持基材と粘着剤層から構成されている。粘着剤層を薄型化した場合にも通常厚みは５〜５０μｍ程度である。しかし、必要な粘着力を発揮するには、これより粘着剤層を薄くすることにはできず、粘着剤層の厚さの薄型化は既に限界にきている。
【００１１】
一方、支持基材として賞用されているＰＴＦＥシートは、高温で成形したブロックを回転切削することにより作製されている。しかし、この方法ではＰＴＦＥシートの厚みを１５μｍ以下に実質的に切削することは困難であり、薄型化には限界がある。またフッ素樹脂としては、ＰＴＦＥの他に、ポリテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等が知られている。かかるフッ素樹脂を用を溶融押出しすることにより、厚み１５μｍ程度の薄手化したシートを作製することは可能である。しかし、フッ素樹脂シートは低弾性率であるため、薄手化シートを作製した場合には、粘着剤の塗布工程で引き伸ばされたり、破断したりする可能性が高く、実用的でなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、タクトスイッチの薄型化に対応でき、かつ不具合のないタクトスイッチ用粘着テープを提供することを目的とする。さらには、当該粘着テープを用いたタクトスイッチを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す粘着テープにより前記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１４】
すなわち本発明は、支持基材上に粘着剤層が設けられているタクトスイッチ用粘着テープであって、前記支持基材が、厚み１５μｍ以下であり、かつ弾性率が３０００Ｎ／ｃｍ^２　以上のプラスチックフィルムであることを特徴とするタクトスイッチ用粘着テープ、に関する。
【００１５】
上記本発明のタクトスイッチ用粘着テープの支持基材は、厚みが１５μｍ以下のプラスチックフィルムであり、タクトスイッチの薄型化に対応できる。支持基材の厚みは薄いほどタクトスイッチの薄型化に対応でき、１５μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下であるのがより好ましい。なお、支持基材の厚みが薄くなりすぎると基材強度が不足して、粘着剤の塗布、タクトスイッチに組み込むための切断、打ち抜きが困難になる場合があるため、支持基材の厚みは５μｍ以上とするのが好ましい。
【００１６】
前記支持基材としては、厚みを１５μｍ以下に薄手化するために、弾性率が３０００Ｎ／ｃｍ^２　以上のプラスチックフィルムが用いられる。弾性率が３０００Ｎ／ｃｍ^２　未満では、粘着剤の塗布工程等で引き伸ばされたり、破断したりするおそれがある。仮に粘着剤を塗布できた場合であっても、熱収縮率が大きく、所定の形状に加工した後に、収縮を起こしてしまう。支持基材の弾性率は３０００Ｎ／ｃｍ^２　以上が好ましく、より好ましくは５０００Ｎ／ｃｍ^２　以上、さらに好ましくは６０００Ｎ／ｃｍ^２　以上である。
【００１７】
前記タクトスイッチ用粘着テープにおいて、支持基材としては、ポリイミドフィルムまたはポリアミドフィルムが好適である。
【００１８】
ポリイミドフィルムまたはポリアミドフィルムは薄手化が可能であり、かつ前記高弾性率、高強度の支持基材を作製することが可能である。またポリイミドフィルムまたはポリアミドフィルムは、十分な耐熱性を有し、リフローはんだ付けに対する耐熱性を有する。
【００１９】
さらには本発明は、ハウジング内底面に固定接点を設け、当該固定接点上に可動接点材を設け、ハウジング開口を粘着テープで封止し、当該粘着テープ上にステムを配設してなり、当該ステムの操作により可動接点材と共に粘着テープを加圧して可動接点を固定接点に接触させ、加圧解除で可動接点から脱離するタクトスイッチにおいて、前記粘着テープとして、前記タクトスイッチ用粘着テープが用いられていることを特徴とするタクトスイッチ、に関する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のタクトスイッチ用粘着テープは、支持基材上に粘着剤層が設けられている。支持基材としては、厚み１５μｍ以下の薄手化が可能であり、かつ弾性率が３０００Ｎ／ｃｍ^２　以上を有するプラスチックフィルムを特に制限なく使用することができる。かかるプラスチックフィルムの材質としては、ポリイミド、ポリアミド、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等があげられる。これらのなかでもポリイミド、ポリアミドが好適である。
【００２１】
ポリイミドとしては、テトラカルボン酸二無水物やその誘導体とジアミンとを縮合反応物であるポリアミド酸のイミド転化により得られるものが好適に用いられる。テトラカルボン酸二無水物の例としては、たとえば、ピロメリット酸二無水物、３，３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３′，４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物があげられる。一方、ジアミンとしては、たとえば、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、３，３′−ジアミノジフェニルメタン、３，３′−ジクロロベンジジン、４，４′−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３′−ジアミノジフェニルスルフォン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３′−ジメチル４，４′−ビフェニルジアミン、ベンジジン、３，３′−ジメチルベンジジン、３，３′−ジメトキシベンジジン、４，４′−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４′−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４′−ジアミノジフェニルプロパン等の芳香族ジアミンがあげられる。なお、ポリイミドは、芳香族成分のほかに、脂肪族ないし脂環族成分を併用することもできる。
【００２２】
かかるポリイミドは、通常、３５００Ｎ／ｃｍ^２　程度の弾性率を有しており、厚み１０μｍ以下の薄手化が可能である。ポリイミドは６０００Ｎ／ｃｍ^２　程度のより高弾性率を有する種類のものもある。
【００２３】
ポリアミドとしては、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンから得られる芳香族ポリアミドが好適に用いられる。芳香族ポリアミドは、芳香族基を主鎖に有するものであればよく、いわゆる、パラ型アラミドやメタ型アラミドの他、骨格の一部をジフェニルエーテル、ジフェニルプロパン、ジフェニルメタン、ジフェニルケトン、ジフェニルスルホキシド、ビフェニル等で置換したものや、芳香環の水素基をメチル基、ハロゲン原子等で置換したものなどがあげられる。なお、ポリアミドは、芳香族基のほかに脂肪族基ないし脂環族基を有していてもよい。
【００２４】
芳香族ポリアミドは、１２０００Ｎ／ｃｍ^２　程度の、プラスチックフィルムとしては、最も大きな弾性率を有するものがあり、５μｍ程度に薄手化も可能である。かかる芳香族ポリアミドは、タクトスイッチ用粘着テープの支持基材として好適である。
【００２５】
支持基材には、接着剤層が設けられている。接着剤層との接着性を上げる目的で支持基材には表面処理を施すことができる。上記支持基材に設けられている粘着剤層の形成には、粘着テープの使用にあたり、剥離やずれが発生しない粘着剤が好ましく用いられる。粘着剤は特に制限されないが、粘着テープが電気接点近くに用いられることから、接点不良の原因となるシリコーン系粘着剤は好ましくない。粘着剤としては、たとえば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤があげられる。これらのなかでも耐熱性の良好なアクリル系粘着剤が好ましい。
【００２６】
アクリル系粘着剤のベースポリマーとしては、アクリル酸アルキルエステルとカルボキシル基含有モノマーとのコポリマーであって、重量平均分子量が１００万以上のものが好ましい。コポリマーの重量平均分子量は、通常、１００万〜　４００万程度であり、好ましくは１００万〜２００万である。
【００２７】
上記コポリマーの成分であるアクリル酸アルキルエステルとしては、アクリル酸ブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸へキシル、２−エチルヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、インノニルアクリレート等のアルキル基の炭素数が３〜１０のものを用いるのが好適である。カルボキシル基含有モノマーとしてはアクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸等があげられる。これらのなかでも、アクリル酸、メタクリル酸が好ましく、特にアクリル酸が好ましい。
【００２８】
前記コポリマーにおけるアクリル酸アルキルエステルと、カルボキシル基含有モノマーの重量比は、前者が８０〜９９．５重量％、後者が０．５〜２０重量％である。好ましくは、前者が８８〜９７重量％、後者が３〜１２重量％である。なお、ベースポリマーであるコポリマーには、前記モノマーのほかに、水酸基含有モノマー、アミノ基含有モノマー、エポキシ基含有モノマー等の官能基を有するモノマー、さらには酢酸ビニル、スチレン等を本発明の目的を損なわない範囲で用いることもできる。
【００２９】
前記コポリマーの調製は、例えば、撹拌機、温度計、コンデンサーおよび窒素導入管を備えたフラスコに、アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマーおよび有機溶媒（たとえば、トルエン等）を配合してフラスコ内を窒素置換し、重合開始剤（たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル等）の存在下で、後所定温度に加熱して重合する方法により得ることができる。なお、加熱温度、重合時間は特に制限されないが、通常、加熱温度５０〜７０℃程度、重合時間は５〜７時間程度とするのが好適である。
【００３０】
前記アクリル系コポリマーには各種の粘着付与剤を配合することができる。耐熱性を有し、かつ工程中、工程後のいずれにおいても、ずれや剥離が生じない粘着剤層を形成するには、前記アクリル系コポリマーに、高軟化点樹脂と低軟化店樹脂の２種の粘着付与樹脂を配合した粘着剤を用いるが好ましい。かかる粘着付与剤を配合した粘着剤組成物により形成される粘着剤層は、初期および加熱後の粘着力が共に大きく、さらには保持力のずれが小さい粘着剤層を形成することができる。
【００３１】
高軟化点樹脂の軟化点は１００〜１５０℃程度、低軟化点樹脂の軟化点は６０〜１１０℃程度である。但し、高軟化点樹脂は低軟化点樹脂よりも軟化点が１０℃以上高い。高軟化点樹脂の配合量は、前記コポリマー１００重量部（固形分）に対し、８〜６０重量部、望ましくは２０〜５０重量部である。一方、低軟化点樹脂の配合量は、前記コポリマー１００重量部（固形分）に対し、５〜４０重量部、望ましくは１５〜３０重量部である。また、高軟化点樹脂と低軟化点樹脂の配合比は、初期および加熱後の粘着力と保持力の特性のバランスを取るために、低軟化点樹脂：高軟化点樹脂の重量比が１：１〜２の割合になるように配合するのが好ましい。
【００３２】
高軟化点樹脂および低軟化点樹脂は従来から粘着付与樹脂として用いられている樹脂を特に限定することなく用いることができる。例えばテルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、石油樹脂、クマロン−インデン樹脂、ロジン系樹脂、（アルキル）フェノール系樹脂、キシレン系樹脂またはこれらの水添物等があげられる。これらの中から、上記軟化点を有するものを各々選択して使用する。
【００３３】
さらに本発明の粘着剤組成物には、架橋剤を配合することができる。架橋剤の配合量は前記コポリマー１００重量部に対し、０．０５〜５重量部程度とするのが好ましい。架橋剤の種類は特に制限されず、従来から粘着剤に用いられていたものを使用できる。その具体例としてはへキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート系架橋剤、ビスアミン等のアミン系架橋剤、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ系架橋剤等をあげることができる。その他に各種添加剤を配合するのは任意である。
【００３４】
本発明のタクトスイッチ用粘着テープの作製方法は、粘着剤溶液を、支持基材の片面に塗布し、乾燥させる。乾燥温度、時間は特に制限されないが、通常１００〜１８０℃程度で、２〜１０分間程度である。粘着剤層の厚さは、特に制限されないが、固形分で５〜５０μｍ程度であり、薄型化および粘着力を考慮すると５〜１５μｍが好適である。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明の効果を具体的に示す実施例等について説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。なお、粘着テープの弾性率はＪＩＳ　Ｋ７１２７（１９９９）に準じて測定した引張弾性率である。
【００３６】
実施例１
（粘着剤組成物の調製）
撹拌機、温度計、コンデンサーおよび窒素導入管を備えたフラスコ（容量３リットル）にアクリル酸ブチル２７０ｇ、アクリル酸３０ｇおよびトルエン４５０ｇを配合し、撹拌しながら１時間窒素置換した。次いで、ベンゾイルパーオキサイド０．３ｇを加え、温度６０℃で６時間重合を行なってアクリル酸ブチルとアクリル酸とのコポリマー溶液を得た。このコポリマーの重量平均分子量をＨＰＬＣ（高速液体クロマトグラフ）により測定したところ、１３０万であった。
【００３７】
上記コポリマー溶液１００重量部（固形分）に対し、軟化点１３０℃のフェノール樹脂（住友デュレズ社製，スミライトレジンＰＲ−５１７３２）３２重量部、軟化点８０℃のテルペン樹脂（ヤスハラケミカル社製，ＹＳレジンＰＸ８００）２０重量部、架橋剤としてへキサメチレンジイソシアネート（日本ポリウレタン社製，コロネートＬ）３重量部を配合した後、トルエンで固形分ベース１４重量％となるように希釈して粘着剤組成物（溶液）を得た。
【００３８】
（粘着テープの作製）
支持基材として、厚さ７．５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産社製，ユーピレックス７．５Ｓ）に、前記粘着剤組成物を固形分厚さが１５μｍとなるように塗布機にて塗布し、１３０℃×５分間の条件で、熱風式乾燥機で乾燥キュアーして粘着テープを得た。なお、前記ポリイミドフィルムの弾性率は、６２００Ｎ／ｃｍ^２　である。
【００３９】
実施例２
実施例１の（粘着テープの作製）において、支持基材として、厚さ６μｍのアラミドフィルム（旭化成社製，アラミカ）を用いたこと以外は実施例１と同様にして粘着テープを得た。なお、前記アラミドフィルムの弾性率は、１０２００Ｎ／ｃｍ^２　である。
【００４０】
比較例１
実施例１の（粘着テープの作製）において、支持基材として、厚さ１５μｍのＦＥＰ溶融押出しフィルムを用いたこと以外は実施例１と同様にして粘着テープを得た。なお、前記ＦＥＰ溶融押出しフィルムの弾性率は、１１００Ｎ／ｃｍ^２　である。
【００４１】
実施例および比較例で得られた粘着テープについて熱収縮率を測定した。熱収縮率の測定は、長さ約２５０ｍｍ、幅５０ｍｍのサンプルを作製し、これに長さ方向に２００ｍｍの標線（初期長さ）を引いた。次いで、粘着テープが貼り付かないように、タルク粉末を強いた金属製の容器置き、２５０℃で３分間加熱し、上記標線の長さ（加熱後長さ）をノギスにて測定した。測定結果から、下記式にて熱収縮率を算出した。結果を表１に示す。
熱収縮率（％）＝｛［（初期長さ）−（加熱後長さ）］／（初期長さ）｝×１００
【００４２】
【表１】

表１に示す通り、実施例では支持基材の厚みを１５μｍ以下に薄手化した場合にも、弾性率が３０００Ｎ／ｃｍ^２　以上であるため粘着テープの熱収縮率は小さい。一方、比較例では、支持基材の厚みを１５μｍとした場合には、弾性率が３０００Ｎ／ｃｍ^２　未満であるため粘着テープの熱収縮率は大きく不具合が生じるおそれがある。
【００４３】
なお、タクトスイッチ用粘着テープとしては、前記熱収縮率が５％以下であるものが好ましく、３％以下のものがより好ましい。熱収縮率が５％を超えると、タクトスイッチにおけるハウジングに対して、粘着テープサイズが小さくなり、十分な接着面積を確保できなくなるおそれがある。この場合、使用を繰り返すと端部から粘着テープが端部から剥がれ、開口部を封止できなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タクトスイッチの一般的構造を示す説明図である。
【図２】タクトスイッチの荷重−移動量線図を示す説明図である。
【符号の説明】
１　ハウジング
２　固定接点
３　可動接点
５　粘着テ−プ
６　フレ−ム
７　ステム

Claims

支持基材上に粘着剤層が設けられているタクトスイッチ用粘着テープであって、前記支持基材が、厚み１５μｍ以下であり、かつ弾性率が３０００Ｎ／ｃｍ^２　以上のプラスチックフィルムであることを特徴とするタクトスイッチ用粘着テープ。
支持基材が、ポリイミドフィルムまたはポリアミドフィルムであることを特徴とする請求項１記載のタクトスイッチ用粘着テープ。
ハウジング内底面に固定接点を設け、当該固定接点上に可動接点材を設け、ハウジング開口を粘着テープで封止し、当該粘着テープ上にステムを配設してなり、当該ステムの操作により可動接点材と共に粘着テープを加圧して可動接点を固定接点に接触させ、加圧解除で可動接点から脱離するタクトスイッチにおいて、前記粘着テープとして、請求項１または２記載のタクトスイッチ用粘着テープが用いられていることを特徴とするタクトスイッチ。