JP2009218168A - 押釦スイッチ用部材およびその製造法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キートップ3A,3B若しくはコーティング層3Cと、そのキートップ3A,3B,3D若しくはコーティング層3Cを配置するためのゴム状弾性体2A,2B,2C,2Dとを貼付して成る押釦スイッチ用部材1A,1B,1C,1Dにおいて、キートップ3A,3B,3D若しくはコーティング層3Cとゴム弾性体2A,2B,2C,2Dとの接着面間に、珪素酸化物粒子を含む層(珪素酸化物層2A4,2B4,2C4,2D4)を介在させている。
【選択図】図1
Description
押釦スイッチ用部材1Aは、携帯電話、携帯情報端末、リモコンあるいは電子手帳等の各種の電気・電子機器の操作部分に使用されるものである。図1(A)に、その正面図を示す。図1(A)に示すように、押釦スイッチ用部材1Aは、ゴム状弾性体2Aと、キートップ3Aと、ゴム状弾性体2Aとキートップ3Aとの間に形成される接着剤層または接着剤層4Aとを備えている。
押釦スイッチ用部材1Bは、押釦スイッチ用部材1Aと同様の用途に用いられるものである。図1(B)に、その正面図を示す。図1(B)に示すように、押釦スイッチ用部材1Bは、ゴム状弾性体2Bと、キートップ3Bと、ゴム状弾性体2Bとキートップ3Bとの間に形成される粘着剤層4Bとを備えている。
押釦スイッチ用部材1Cは、押釦スイッチ用部材1A,1Bと同様の用途に用いられるものである。図1(C)に、その縦断面図を示す。図1(C)に示すように、押釦スイッチ用部材1Cは、ゴム状弾性体2Cと、コーティング層3Cとを備えている。
押釦スイッチ用部材1Dは、押釦スイッチ用部材1A,1B,1Cと同様の用途に用いられるものである。図1(D)に、その縦断面図を示す。図1(D)に示すように、押釦スイッチ用部材1Dは、ゴム状弾性体2Dと、キートップ3Dと、ゴム状弾性体2Dとキートップ3Dとの間に形成される粘着剤層4Dとを備えている。そして珪素酸化物層2D4は、ガラスからなるキートップ3Dの下側の面に形成されている。それ以外の押釦スイッチ用部材1Dの構成は、押釦スイッチ用部材1Bと同じである。
図2は、図1(A)に示す押釦スイッチ用部材1Aの製造工程を示す図である。図2(A)および(B)は、図1(A)に示すキートップ3Aの製造工程を説明するための図である。図2(C)〜(F)は、図1(A)に示すゴム状弾性体2Aの製造工程を説明するための図である。図3は、図2(F)に示す珪素酸化物層2A4を形成する工程(火炎工程)を説明するための図である。図2(G)〜(I)は、ゴム状弾性体2Aへの粘着剤転写の工程およびゴム状弾性体2Aとキートップ3Aとの貼合せの工程を説明するための図である。
図4は、図1(B)に示す押釦スイッチ用部材1Bの製造工程を示す図である。図4(A)〜(C)は、図1(B)に示すキートップ3Bの製造工程を説明するための図である。図4(D)〜(G)は、図1(B)に示すゴム状弾性体2Bの製造工程を説明するための図である。図3は、図4(F)に示す珪素酸化物層2B4を形成する工程(火炎工程)を説明するための図である。図4(H)〜(L)は、ゴム状弾性体2Bへの粘着剤転写の工程およびゴム状弾性体2Bとキートップ3Bとの貼合せの工程を説明するための図である。
図5は、図1(C)に示す押釦スイッチ用部材1Cの製造工程について、(A)から(D)へと進行する際の各状態を縦断面図として示す図である。図3は、図5(C)に示す珪素酸化物層2C4を形成する工程(火炎工程)を説明するための図である。
押釦スイッチ用部材1Dは、キートップ3Dにガラス製のものを用い、ゴム状弾性体2Dにウレタン系熱可塑性エラストマーの射出成形品を用い、キートップ3Dに対して押釦スイッチ用部材1A,1B,1Cと同様の火炎工程を行う以外は、押釦スイッチ用部材1Bの製造法と同様に製造される。すなわち図4(H)から図4(K)に示す工程は、押釦スイッチ用部材1Dについても行う。
本発明の実施形態に係る押釦スイッチ用部材1A,1B,1C,1Dは、火炎工程によって珪素酸化物層2A4,2B4,2C4,2D4を形成すると、各珪素酸化物層2A4,2B4,2C4,2D4中に含まれる珪素酸化物粒子による凹凸が形成される。このため、キートップ3A,3B,3Dおよびコーティング層3Cとゴム状弾性体2A,2B,2C,2Dの接着面との間の接着面積が大きくなる。珪素酸化物層2A4,2B4,2C4,2D4によるアンカー効果により、キートップ3A,3B,3Dおよびコーティング層3Cとゴム状弾性体2A,2B,2C,2Dとの接着力が高まる。さらに、火炎工程によって、本体2A1,2B1,2C1の表面が火炎処理層2A5等へと変質するので、珪素酸化物粒子とゴム状弾性体2A,2B,2C,2Dとの接着力がより高まる。これによって、キートップ3A,3B,3Dおよびコーティング層3Cと本体2A1,2B1,2C1,2D1との接着性が良好となる。また、火炎工程によって本体2A1,2B1,2C1、又はキートップ3Dの表面の異物または汚れ等の、接着を阻害する物質を除去できる。さらに、火炎工程によって本体2A1,2B1,2C1の表面に、接着に寄与するOH基またはCOOH基等の極性基を導入することができる。
上述した本実施の形態に係る押釦スイッチ用部材1A,1B,1C,1Dおよびそれらの製造法は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において、以下のように種々変形実施が可能である。
上述の実施の形態において、図2および図3に基づいて説明した製造方法を用いて、複数種類の押釦スイッチ用部材(1Aとする)を製造した。各押釦スイッチ1Aの製造方法にて変化させた点は、火炎工程である。バーナー走査速度(mm/s)を50〜500mm/sの範囲で、バーナーからゴム状弾性体までの距離を20〜150mmの範囲でそれぞれ変化させた。また、火炎工程を行わず、比較例1の押釦スイッチ用部材も製造した(図7を参照)。
図6は、実施例1〜10(それぞれ、試料名A〜J)および比較例1の順に接着強度を説明するための図である。押釦スイッチ用部材1Aが平面上に載置され、その平面から突き出た押さえ冶具13により押釦スイッチ用部材1Aの本体2A1を平面に固定する。次に、キートップ本体3A1の上側の部分を引き上げ部材14で強く挟持し、矢印方向(上方)へと持ち上げる。この試験により、キートップ3Aがゴム状弾性体2Aから引き剥がされた際の引っ張り強度(kg)を測定した。
図7に示すように、試料Cを除く各試料について、接着剤層4Aを形成する前に珪素酸化物層2A4の表面粗さを測定した。図中の「Rms」は、珪素酸化物層2A4の高さの標準偏差、「Ra」は珪素酸化物層2A4の算術平均粗さ、「Rmax」は、珪素酸化物層2A4の最大高さと最小高さの差を示している。これらの測定には、市販の原子間力顕微鏡(AFM)を用いた。各試料については、2箇所の測定箇所にて測定を行っている。
図7に示すように、各試料について、接着剤層4Aを形成する前に珪素酸化物層2A4を構成する珪素酸化物粒子の粒子径を測定した。この測定は、走査型電子顕微鏡(SEM)により得られる写真を用いて目視によって行った。
火炎工程の前後のゴム状弾性体2Aの火炎照射面の硬度試験の結果を図14に示す。この試験は、シリコーンゴムコンパウンド(商品名:HG−060−U、信越化学工業株式会社製)100質量部に架橋剤(信越化学工業(株)製、X93―1220)0.5質量部を添加したシリコーンゴム組成物を金型内に挿入し、成形温度180℃、圧力200kg/cm2、成形時間7分の条件で圧縮成形して、5cm×5cm×1mmのシート体としたもの(以下、第1のシリコーンゴム片という)を用い、図7に示す試料名A,B,C,Dと同じ条件で火炎工程を行ったもの、および比較例として、表面にプライマーを塗布したものについて行った。プライマーの配合液は、信越化学工業株式会社製の商品名「KBP40」を50質量部とトルエンを50質量部混合したものである。そして、この配合液を1.5mg/cm2塗布後、150℃で40分乾燥させることでプライマー処理を行った。硬度は、Wallace社製の商品名「IRHDマイクロ硬さ計 H12」を用いて測定した。
図15に、火炎工程の前後のゴム状弾性体2Aの火炎照射面の色調変化試験の結果を示した。この試験は、第1のシリコーンゴム片を用い、図7に示す試料名A,B,C,Dと同じ条件で火炎工程を行ったもの、および比較例として、本体2A1の表面にプライマーを塗布したものについて行った。プライマーの配合液および処理は、上述の図14に示す比較例と同じものを用い、同一の条件で行った。色調変化の測定は、ミノルタカメラ社製の商品名「CR−241」の色彩色差計を用いて変化の割合ΔEを求め比較した。
図17に、火炎工程の前後の本体2A1の表面電位変化試験の結果を示す。この試験は、第2のシリコーンゴム片(第1のシリコーンゴム片のシリコーンゴムコンパウンドを商品名:HG−070L−U、信越化学工業株式会社製のものとした以外は第1のシリコーンゴム片と同条件で作成したシリコーンゴム片)を用い、図7に示す試料名Aと同じ条件で火炎工程を行ったもの、および比較例2として、本体2A1の表面にコロナ処理を施したもの、ならびに比較例3として本体2A1の表面に何ら処理を施さないものについて行った。
図18に、火炎工程の後の本体2A1の表面摩擦係数試験の結果を示す。この試験は、第3のシリコーンゴム片(第1のシリコーンゴム片のシリコーンゴムコンパウンドを商品名:KE1978−AおよびKE1978−B、信越化学工業株式会社製のものとした以外は第1のシリコーンゴム片と同条件で作成したシリコーンゴム片)を用い、図7に示す試料名A,B,C,Dと同じ条件で火炎工程を行ったもの、および比較例1として本体2A1の表面に何ら処理を施さないものについて行った。
ゴム状弾性体のJIS硬度について、形状安定性およびユーザの押圧感触(クリック感等)の2点の観点から検討し試験した。JIS硬度の測定は、JIS K 6253またはJIS K 7311に準拠して行った。ゴム状弾性体の試料として、図19に示すようにJIS硬度が20A乃至72Dのものを用意した。なお、JIS硬度のタイプAとタイプDは、一部重複して記載できるものがあるため、その一部については両タイプのJIS硬度を示している。また、図19には、各試料の形状安定性、押圧感触、成分、品名(メーカおよび商品名)を示している。各試料の形状安定性、押圧感触は、試験結果としてそれぞれ「○」または「×」で示している。形状安定性が「×」のものは柔らか過ぎて寸法精度を維持できず、形状安定性が「○」のものは軟らか過ぎず形状が安定し、寸法精度を維持するのが容易だった。また、押圧感触が「×」のものは硬過ぎてユーザの押圧感触を得ることができなかったのに対し、押圧感触が「○」のものは硬過ぎず、ユーザの押圧感触を得ることができた。以上のように、形状安定性およびユーザの押圧感触を総合判断すると、ゴム状弾性体は、JIS硬度の値が30A以上60D以下のものが好適であることがわかった。なお、本体2A1,2B1,2C1,2D1は、好適な形状安定性およびユーザの押圧感触が得られた。
2A,2B,2C,2D ゴム状弾性体(シリコーンゴム、ウレタン系エラストマー等)
2A4,2B4,2C4,2D4 珪素酸化物層(キートップの接着面および/またはゴム状弾性体の接着面、珪素酸化物粒子を含む層)
3A,3B,3D キートップ
3C コーティング層
Claims (7)
- キートップ若しくはコーティング層と、そのキートップ若しくはコーティング層を配置するためのゴム状弾性体とを貼付して成る押釦スイッチ用部材において、
上記キートップ若しくは上記コーティング層とゴム弾性体との接着面間に、珪素酸化物粒子を含む層を介在させていることを特徴とする押釦スイッチ用部材。 - 前記ゴム状弾性体は、JIS硬度の値が30A以上60D以下のものであることを特徴とする請求項1記載の押釦スイッチ用部材。
- 前記珪素酸化物粒子を含む層は、火炎照射処理により形成された火炎処理層を含むことを特徴とする請求項1または2記載の押釦スイッチ用部材。
- 前記珪素酸化物粒子の粒径は、50nm以上400nm以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の押釦スイッチ用部材。
- 前記珪素酸化物粒子を含む層の表面の原子間力顕微鏡により測定される算術平均粗さは、22nm以上37nm以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の押釦スイッチ用部材。
- キートップ若しくはコーティング層を配置するためのゴム状弾性体とを貼付して成る押釦スイッチ用部材の製造法において、
上記キートップ若しくは上記コーティング層を上記ゴム状弾性体とを貼付する前に、上記キートップの接着面および/または上記ゴム状弾性体の接着面に火炎照射処理を行う火炎工程を有し、
上記火炎工程では、火炎照射用の燃料として珪素化合物を含ませたものを用いることを特徴とする押釦スイッチ用部材の製造法。 - 前記火炎工程は、前記珪素化合物を燃焼させ、火炎を放出する火炎放出口と前記ゴム状弾性体側の接着面とを相対的に移動させて、前記ゴム状弾性体に珪素酸化物粒子を含む層を、その移動方向に形成する工程であり、
その移動の速度が50mm/秒以上100mm/秒未満の場合は、上記火炎放出口と前記ゴム状弾性体側の接着面との距離を50mm以上120mm以下とし、上記移動速度が100mm/秒以上300mm/秒未満の場合は、上記火炎放出口と前記ゴム状弾性体側の接着面との距離を20mm以上120mm以下とし、上記移動速度が300mm/秒以上400mm/秒未満の場合は、上記火炎放出口と前記ゴム状弾性体側の接着面との距離を20mm以上100mm以下とし、上記移動速度が400mm/秒以上500mm/秒未満の場合は、上記火炎放出口と前記ゴム状弾性体側の接着面との距離を20mm以上80mm以下とすることを特徴とする請求項6記載の押釦スイッチ用部材の製造法。
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