JP2010009946A - 押釦スイッチ用部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型で、キートップがベースシートから浮き上がらず、かつ、より高い接着力にてキートップとベースシートとが固着された押釦スイッチ用部材を提供すること。
【解決手段】ベースシート３と、そのベースシート３上に１以上のキートップ２を固着した押釦スイッチ用部材１であって、キートップ２とベースシート３との接触面において、キートップ２とベースシート３とが相溶した融着部分を形成することにより、キートップ２とベースシート３とが固着されている押釦スイッチ用部材１としている。
【選択図】図３

Description

本発明は、押釦スイッチ用部材およびその製造方法に関する。

近年、携帯電話、携帯音楽プレーヤー、ＰＤＡ、リモートエントリーキーあるいはスマートエントリーキー等の電子機器は、更なる薄型化が要求されている。電子機器の薄型化を実現するためには、当該電子機器に設けられている押釦スイッチの薄型化が必要とされている。

以下、携帯電話を電子機器の一例に挙げ、説明する。従来の押釦スイッチ用部材としては、例えば、次のような構造を有するものが知られている。図７は、従来から公知の押釦スイッチ用部材５０の断面図である。押釦スイッチ用部材５０は、ベースシート５３上に複数のキートップ５２が等間隔で配置されている。キートップ５２の押し込みによって、ベースシート５３の裏方向に配置されるスイッチ（不図示）を押圧する必要から、通常、ベースシート５３は、弾性に富む軟質の材料から構成される。キートップ５２は、接着層６０を介してベースシート５３に固着されている。また、ベースシート５３のキートップ５２に対向する面とは逆側の面には、スイッチ（不図示）を押圧するための押圧子５８が接着層５９を介して固着されている。

ベースシート５３にキートップ５２を固着するために接着剤を用いる場合には、液だれ等が生じないように、ベースシート５３とキートップ５２との接着面の一部に接着剤を塗布して接着される。そのため、その接着領域を制御することが難しく、キートップ５２の端が接着されずに、ベースシート５３の面から浮くという問題がある。また、別の方法として、両面テープにてベースシート５３とキートップ５２を接着する方法も知られている。この場合には、両面テープの両側の接着面の全面でベースシート５３とキートップ５２とが接着される。しかし、押釦スイッチ用部材５０が、両面テープの厚さの分だけ厚くなってしまうという問題がある。

このような問題を解決すべく、ベースシートとキートップの少なくとも一方に、印刷層として形成され、ベースシートとキートップに対し、軟化又は溶融状態で接した硬化体でなる印刷接着層を設ける方法も知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００７−６６８１８号公報（請求項１、段落００４５等）

上述の特許文献１にて開示される従来技術は、まず、樹脂、ワックスあるいはゴム等からなる印刷接着層が軟化または溶融状態でベースシートとキートップに接触する。印刷接着層は、その状態で硬化するので、ベースシートとキートップとが接着される。しかし、そのような接着層だけでは十分な接着強度が得られないという問題がある。

そこで、本発明は、薄型で、キートップがベースシートから浮き上がらず、かつ、より高い接着力にてキートップとベースシートとが固着された押釦スイッチ用部材を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、ベースシートと、そのベースシート上に１以上のキートップを固着した押釦スイッチ用部材であって、キートップとベースシートとの接触面において、キートップとベースシートとが相溶した融着部分を形成することにより、キートップとベースシートとが固着されている押釦スイッチ用部材としている。

このような押釦スイッチ用部材とすることで、接着層自体の硬化によってキートップとベースシートとが接着されているのではなく、キートップ自体およびベースシート自体の表面を溶かして互いを融合させて接着されているため、融着部分は一体化された相溶領域となる。すなわち、キートップとベースシートとの間が、所望の接着領域の全面にて、高い接着強度で固着された押釦スイッチ用部材とすることができる。

また、別の発明では、上述の発明に加え、ベースシートをポリウレタンフィルムまたは、ポリエチレンテレタレートフィルムとし、融着部分は、沸点が１５０℃から２３０℃未満のケトン系溶剤、エーテル系溶剤若しくはエステル系溶剤を介在させて形成された部分としている。

このような押釦スイッチ用部材とすることで、融着部分に塗布した有機溶剤のうち、余剰の有機溶剤のみが乾燥工程にて除去される。一方、融着に必要な有機溶剤は、有機溶剤の塗布面に残留するため、融着工程において、有機溶剤を塗布していない部材の表面も溶解できる。

また、別の発明では、上述の発明に加え、沸点が１５０℃から２３０℃未満のケトン系溶剤は、主成分としてイソホロンまたはシクロヘキサノンを含む溶剤としている。

このような有機溶剤を採用することで、接着する部材をより効率よく溶解できる。接着する部材を溶解することで、キートップとベースシートとの間に相溶状態の領域が形成されるため、接着強度が向上する。

また、別の発明では、ベースシートと、そのベースシート上に１以上のキートップを固着した押釦スイッチ用部材の製造方法であって、キートップを固着するベースシートの一部およびキートップの裏面の少なくとも一方に、有機溶剤を塗布する有機溶剤塗布ステップと、有機溶剤の一部を加熱により除去して接着能力を保ちつつ液だれしないようにする乾燥ステップと、キートップとベースシートとの接触界面の温度が６０℃以上でキートップに使用されている樹脂の荷重たわみ温度以下の範囲の温度にて、キートップとベースシートとを融着して、キートップとベースシートとが相溶した融着部分を形成する熱融着ステップとを有する押釦スイッチ用部材の製造方法としている。

このような製造方法を採用することで、接着層自体の硬化によって２つの部材が接着されているのではなく、接着する部材自体の表面を溶かして互いを融合させて接着されるため、融着部分が一体化されている。すなわち、キートップとベースシートとの間が、所望の接着領域の全面にて、高い接着強度で固着された押釦スイッチ用部材とすることができる。

また、別の発明では、上述の発明に加え、有機溶剤塗布ステップは、有機溶剤を含む溶剤浸透層を、印刷にて形成する。

このような製造方法を採用することで、有機溶剤の塗布領域をより精度よく制御できる。また、有機溶剤を均一に塗布することが可能となる。

また、別の発明では、上述の発明に加え、溶剤浸透層は、複数層設けられ、キートップに接する第１の溶剤浸透層は、ベースシートよりもキートップと親和性が高く、ベースシートに接する第２の溶剤浸透層は、キートップよりもベースシートと親和性が高いものとしている。

このような製造方法を採用することにより、キートップとベースシートとの間の接着強度を向上させることができる。

また、別の発明では、上述の発明に加え、ベースシートをポリウレタンフィルムとし、キートップをポリカーボネート製のキートップとした押釦スイッチ用部材の製造方法であって、第１の溶剤浸透層は、イソホロンまたはシクロヘキサノンとポリカーボネート系インク若しくはアクリル系インクとを含む層であり、第２の溶剤浸透層は、イソホロンまたはシクロヘキサノンとウレタン系インクとを含む層としている。

このような製造方法をキートップとベースシートとに採用することにより、キートップとベースシートとの間の接着強度を向上できる。

また、別の発明では、上述の発明に加え、ベースシートをポリエチレンテレフタレートフィルムとし、キートップをポリカーボネート製のキートップとした押釦スイッチ用部材の製造方法であって、第１の溶剤浸透層は、イソホロンまたはシクロヘキサノンとポリカーボネート系インク若しくはアクリル系インクとを含む層であり、第２の溶剤浸透層は、イソホロンまたはシクロヘキサノンとポリエステル系インクを含む層としている。

このような製造方法を採用することにより、また、キートップとベースシートとの溶解度パラメータ値が離れていても、接着強度を向上できる。

本発明によれば、薄型で、キートップがベースシートから浮き上がらず、かつ、より高い接着力にてキートップとベースシートとが固着された押釦スイッチ用部材を提供できる。

（第１の実施の形態）
図１は、押釦スイッチ用部材１を操作面側から見た状態の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線にて押釦スイッチ用部材１を切断した際の断面図である。

押釦スイッチ用部材１は、図１に示すように、それぞれ個別に操作可能とするために、所定の間隔をあけて配置される複数のキートップ２を有する。各キートップ２は、ベースシート３上に融着されている。

キートップ２は、樹脂製のキーであり、単一成形体であるか複数の層から成る成形体であるかを問わない。複数の層から成るキートップ２を採用する場合、キートップ２は、キートップ２コアの表面が樹脂シートで被覆されている部材をいい、被覆領域がキートップコアの一部であるか全部であるかを問わない。本発明に係る押釦スイッチ部材（不図示）に用いられる樹脂製のキートップ２の材料には、ポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂等の樹脂を使用できる。また、アクリル樹脂としては、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸メチル（ＰＭＡ）、ポリアクリル酸エチル（ＰＥＡ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）若しくはポリメタクリル酸エチル（ＰＥＭＡ）等が、特に好ましい。本実施の形態では、ポリカーボネート製またはアクリル製のキートップ２を用いている。

キートップ２には、ベースシート３と接着する面（裏面）に、キートップ２の材質と同じ樹脂を含む印刷層４が形成されたものを用いことができる。印刷層４は、硬化した状態であり、キートップ２自体よりも、有機溶剤により溶解されやすい。したがって、キートップ２の接着面が有機溶剤に溶解されやすい状態とすることができる。

また、本実施の形態では、ポリウレタン製のベースシート３を用いている。ここで、ベースシート３とは、キートップ２を固定配列するためのシート状の部材をいい、後述のＥＬ素子を備えたシート、エラストマーシート等のシートを含む。また、キートップ２を押し込んだ際に、下方のスイッチ部材（不図示）を押し込むことを可能とするように、ベースシート３は、柔軟な弾性体であることが好ましい。さらに、ベースシート３は、熱可塑性フィルムであっても熱硬化性フィルムであっても良いが、汎用性、透明性、成形性、表面硬度およびコストを考慮すると、ウレタン樹脂あるいはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等からなるベースシート３が好適に用いられる。

エレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ： ＥＬ）素子は、前記ベースシートに、ＩＴＯや導電性ポリマーから成る透明電極、硫化亜鉛等の無機蛍光体をバインダ中に分散させた発光層、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム等の誘電率の高いフィラーをバインダ中に分散させた誘電体層、カーボンや銀から成る対向電極の順に積層され、ＥＬシートとして形成される。このように形成されたＥＬ素子は、透明電極と対向電極の間に交流電圧を印加することにより、蛍光体が励起され発光層から発光する。このように、ＥＬ素子は、薄膜状のＥＬ発光体に電圧をかけて発光させるものなので、極めて薄い構成部材とすることができる。このため、ＥＬシートは、キートップ２部材の下方に容易に配置できる。ＥＬ素子は、上記のような無機ＥＬ素子の他、ジアミン類等の有機物を薄い基板等に蒸着させ電圧をかけて発光させる有機ＥＬ素子でも良い。

キートップ２およびベースシート３の界面は、両部材が相溶した融合状態の領域となっている。そのため、接着部材が溶融状態から硬化して、キートップ２とベースシート３との間に介在するだけで接着している状態よりも、キートップ２とベースシート３とを強力に接着することができる。

次に、第１の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１の製造方法について説明する。図３は、第１の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１の製造工程を説明するためのフローチャートである。

本実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１の製造方法は、まず、ベースシート３の表面に有機溶剤をスプレーにて塗布する（ステップＳ１０１：有機溶剤塗布ステップ）。その後、５分間６０℃にて乾燥を行う（ステップＳ１０２：乾燥ステップ）。次に、加飾印刷が表面に施されたキートップ２をベースシート３上へ配置する（ステップＳ１０３：配置ステップ）。そのキートップ２が配置された状態で、加熱しながら加圧することで、熱融着する（ステップＳ１０４熱融着ステップ）。

ポリウレタン製のベースシート３と、ポリカーボネート製のキートップ２とを用いる場合には、ベースシート３の表面に塗布する有機溶剤として、ケトン系、エーテル系あるいはエステル系の有機溶剤を用いることができる。その中でも、特にケトン系の有機溶剤を用いると、ベースシート３とキートップ２との間の接着強度がより向上する。

上述のケトン系の有機溶剤としては、ベースシート３およびキートップ２の材質が有する溶解度パラメータ（以後、ＳＰ値という。）と近いＳＰ値を有する有機溶剤を用いることができる。近いＳＰ値を有する有機溶剤とは、ＳＰ値の違いが、絶対値として２（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２以内の有機溶剤を指し、特に好ましくは、溶解度パラメータの違いが、絶対値として１（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２以内の有機溶剤をいう。さらに、該有機溶剤としては、後述の乾燥ステップにおける乾燥温度よりも沸点が高い有機溶剤を用いることが好ましい。本実施の形態では、ＳＰ値が１０（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２のポリウレタンと、ＳＰ値が９．８（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２のポリカーボネートとを接着するために、ＳＰ値が９．０９（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２であるイソホロン、あるいは、ＳＰ値が９．９（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２であるシクロヘキサノン等が好適に用いられる。さらに、そのような有機溶剤の沸点は、１５０℃以上２３０℃未満であることが好ましい。２３０℃未満の沸点を有する有機溶剤を用いることにより、後述の乾燥ステップにおいて高温で乾燥した際に、ベースシート３およびキートップ２が寸法変化や反り等を生じにくくできる。また、１５０℃以上の沸点を有する溶剤を用いることにより、乾燥ステップにおける乾燥時間を短くできることに加えて、熱融着ステップにおいて溶剤が揮発しやすくなるため、製品に溶剤が残留しにくく、溶剤臭が残りにくくなる。

また、熱融着の温度は、キートップ２とベースシート３との接触界面の温度が６０℃以上でキートップ２の材質の荷重たわみ温度以下であることが好ましい。さらに、キートップ２とベースシート３との接触界面の温度が８０℃以上でキートップ２の材質の荷重たわみ温度以下で熱融着するのがより好ましい。また、キートップ２とベースシート３との接触界面の温度が１００℃以上キートップ２の材質の荷重たわみ温度以下で熱融着するのが、特に好ましい。熱融着の温度がキートップ２とベースシート３との接触界面の温度が荷重たわみ温度以下の場合には、キートップ２が熱により変形しにくく外観を良好に維持できる。一方、ベースシート３は、押釦スイッチの外側に露出する面が少ないため、ベースシート３の荷重たわみ温度よりも高くキートップ２の荷重たわみ温度以下の温度で熱融着を行うことで、押釦スイッチ部材１の良好な外観を保ちつつ、ベースシート３とキートップ２とを高い接着強度で接着することができる。ここで、荷重たわみ温度とは、ＪＩＳＫ７１９１等の試験法に基づき測定される値であって、一定の荷重を加えて変位が一定値になる温度をいう。例えば、本実施の形態で用いられるポリカーボネートの荷重たわみ温度は、１２０℃〜１５０℃であり、アクリルの荷重たわみ温度は、８５℃〜１０５℃である。

また、有機溶剤の塗布方法は、特に制限されない。一般には、ハケ、ヘラ、筆、あるいはローラー等で塗布できる。あるいは、噴霧により有機溶剤を塗布してもよいし、他の物質に有機溶剤を含ませたものを塗布しても良い。例えば、印刷用インクに有機溶剤を含ませて、印刷により有機溶剤を塗布しても良い。印刷方法としては、特に制限されないが、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、インクジェット、凸版印刷、凹版印刷、静電印刷あるいはパッド印刷等の印刷方式を採用できる。また、有機溶剤は、複数回塗布してもよい。

ステップＳ１０２は、有機溶剤の乾燥ステップであり、塗布した有機溶剤のうち、余剰な有機溶剤を蒸発させるために乾燥させるステップである。塗布した有機溶剤の一部を除去することにより、ベースシート３の表面の余剰な有機溶剤が垂れず、有機溶剤を塗布したベースシート３の重ね置きが可能となる。しかし、有機溶剤の沸点が乾燥温度よりも十分に高いので、ベースシート３上に塗布した全ての有機溶剤が揮発することなく、一部の有機溶剤は、ベースシート３の表面に残存した状態となる。乾燥の方法としては、例えば、自然乾燥、加熱乾燥、送風乾燥、減圧乾燥、あるいは、それらを組み合わせる乾燥方法があるが、常温にて必要な有機溶剤がベースシート３の表面に残るように、加熱乾燥することが好ましい。例えば、６０℃で５分間の加熱乾燥を行うことで余剰な有機溶剤を除去できる。

ポリウレタン製のベースシート３と接着されるポリカーボネート製のキートップ２は、例えば、キートップ２の裏面にポリカーボネート系のインクを含む印刷層４が形成されたものを好適に用いことができる。ポリカーボネート系のインクを含む印刷層４は、ポリカーボネート樹脂を主に含み、硬化した層である。印刷層４は、有機溶剤により溶解されやすいので、キートップ２の接着面に、キートップ２と同じ樹脂を含む印刷層４を設けることにより、キートップ２の接着面が有機溶剤に溶解されやすい状態となる。

次に、キートップ２をベースシート３上に配置する。すると、ベースシート３に塗布された有機溶剤により、ベースシート３の表面と、キートップ２の裏面とがその有機溶剤に溶解する。

次に、キートップ２が配置されたベースシート３を、ベースシート３側から、表面温度を１６０℃に加熱した加熱圧着治具（以後、ホットスタンプという。）を用いて、圧力２ＭＰａにて２０秒間、加熱および加圧する。なお、キートップ２が配置されたベースシート３を加熱および加圧するための治具は、キートップ２に接する面あるいはベースシート３に接する面のいずれか一方の材質が、キートップ２の材質よりも低硬度であることが好ましい。そのような治具を用いることにより、キートップ２に均一な圧力で加圧できるため、キートップ２とベースシート３とが各部分に関わらず、均一に接着される。有機溶剤が塗布されたキートップ２とベースシート３とを加熱および加圧することにより、ポリウレタンとポリカーボネートとの相溶が進み、ベースシート３とキートップ２との界面がポリウレタンとポリカーボネートとが融着した状態となる。加熱および加圧を停止し室温まで冷却すると、その相溶状態のまま相溶部が硬化し、ベースシート３とキートップ２との間に融着部分が形成される。このため、ベースシート３とキートップ２とが強力に接着される。

なお、キートップ２が配置されたベースシート３を加熱および加圧する場合の圧力は、０．５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは、０．８ＭＰａ以上２．５ＭＰａである。１０ＭＰａ以下で加圧した場合には、キートップ２またはベースシート３に必要以上の荷重が加わらず、部分的にも伸びや割れが生じにくい。また、０．５ＭＰａ以上で加圧した場合には、キートップ２とベースシート３とが均一に密着しやすく接着ムラが生じない。また、熱融着の温度、圧力および融着時間が長ければ長いほどキートップ２とベースシート３との間の接着力を向上できるが、各部材の変形あるいは変色等を防ぐために、特に融着時間が短時間であることが望ましい。短時間で接着界面温度がキートップ２とベースシート３との熱融着温度に到達するために、予め加熱された治具を用いて熱融着することが好ましい。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１について説明する。

第２の実施の形態の平面図は、第１の実施の形態と同様である。また、図４は、第２の実施の形態に係る押釦スイッチの断面図である。

第２の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１は、ベースシート３とキートップ２との間に、キートップ２側から第１の溶剤浸透層５および第２の溶剤浸透層６がこの順で形成されている。第１の溶剤浸透層５および第２の溶剤浸透層６は、スクリーン印刷にて、所望の接着領域（すなわち、ベースシート３のキートップ２に対向する面のうち、キートップ２が接触する領域）にのみ印刷パターンとして形成される。

第１の溶剤浸透層５および第２の溶剤浸透層６（以後、溶剤浸透層５，６という）は、有機溶剤を保持する固形成分からなる層である。また、固形成分内に有機溶剤を保持させることにより、溶剤浸透層５，６は、ベースシート３上に印刷にて形成される。そのため、有機溶剤の塗布領域および塗布量を精度よく制御できる。固形成分としては、無機顔料、有機顔料、あるいは樹脂バインダを用いることができる。

また、溶剤浸透層５とベースシート３との親和性および溶剤浸透層６とキートップ２との親和性は、キートップ２とベースシート３との親和性よりも高いものとしている。そのため、溶剤浸透層５，６を介して、キートップ２とベースシート３との間の接着強度を向上させることができる。さらに、キートップ２の部材と同じ部材の固形成分を含む溶剤浸透層５とすることで、溶剤浸透層５は、キートップ２の表面に好適に形成される。同様に、ベースシート３と同じ部材の固形成分を含む溶剤浸透層６とすることにより、溶剤浸透層６は、ベースシート３の表面に好適に形成される。また、印刷により形成された溶剤浸透層５，６は、有機溶剤により溶解されやすいため、後述の溶解および相溶が生じやすくなる。

第１の溶剤浸透層５は、キートップ２に接する層であり、キートップ２の材質と同じポリカーボネート樹脂を含むポリカーボネート系インク１００質量部に対して、イソホロン１０質量部を含む層である。また、第２の溶剤浸透層６は、ベースシート３に接する層であり、好適には、ベースシート３の材質と同じポリウレタンを含むポリウレタン系インク１００質量部に対して、ケトン系有機溶剤であるイソホロン１０質量部を含む層である。

このような構造の押釦スイッチ用部材１は、キートップ２がベースシート３から剥がれにくい。なぜなら、ウレタン系インクは柔軟であるため、ポリウレタン製のベースシート３が変形すると、その変形に追従し、ベースシート３とキートップ２との間の変形量の差を緩和できるからである。

次に、第２の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１の製造方法を説明する。図５は、第２の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１の製造工程を説明するためのフローチャートである。

第２の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１の製造工程では、まず、ポリウレタン製のベースシート３に、第２の溶剤浸透層６を印刷にて形成する（ステップＳ２０１：有機溶剤塗布ステップ）。次に、第２の溶剤浸透層６の有機溶剤の一部を除去する（ステップＳ２０２：第１の乾燥ステップ）。そして、第２の溶剤浸透層６と同じ領域に、第１の溶剤浸透層５を印刷にて形成する（ステップＳ２０３：有機溶剤塗布ステップ）。そして、第１の溶剤浸透層５に含まれている有機溶剤の一部を乾燥にて除去する（ステップＳ２０４：第２の乾燥ステップ）その後のステップ（Ｓ２０５〜Ｓ２０６）は、第１の実施の形態のステップＳ１０３以降と同様である。

ステップＳ２０１では、イソホロンを１０質量部加えたウレタン系インク１００質量部にて、第２の溶剤浸透層６をスクリーン印刷で形成する。次に、ステップＳ２０２では、第２の溶剤浸透層６に含まれる余剰な有機溶剤を除去するために、第１の実施の形態のステップＳ１０２と同様の条件で、加熱する。次に、ステップＳ２０３では、第２の溶剤浸透層６と同一の領域に、イソホロンを１０質量部加えたポリカーボネート系インク１００質量部を用いて、第１の溶剤浸透層５をスクリーン印刷にて形成する。印刷機にて溶剤浸透層５，６を形成することにより、第２の溶剤浸透層６を形成した領域と同一の領域に、第１の溶剤浸透層５を形成できる。また、スクリーン印刷を用いると、有機溶剤の塗布領域をより精度よく制御できると共に、適正な有機溶剤量で均一に塗布領域へ有機溶剤を塗布できる。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１について説明する。

第３の実施の形態の平面図は、第１の実施の形態と同様である。図６は、第３の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１の断面図である。

第３の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１では、ベースシート３に、複数のキートップ２が所定の間隔をおいて固着されている。しかし、キートップ２の裏面の全面で固着されるのではなく、例えば、キートップ２の外縁０．３ｍｍ幅（図６の領域７）を除く領域にて、キートップ２が、ベースシート３に固着されている。

また、キートップ２と、ベースシート３とが固着されている部分には、溶剤浸透層８が設けられている。しかし、キートップ２の裏面のうち外縁部分は、溶剤浸透層８が存在しない。例えば、０．３ｍｍの間隔で隣接するキートップ２が存在する場合に、キートップ２の外縁の０．３ｍｍ（図６の領域７）には、溶剤浸透層８が形成されていない。すなわち、隣接する接着領域は、０．９ｍｍの間隔で設けられていることになる。なお、第３の実施の形態において、溶剤浸透層８は、キートップ２の裏面に設けられるものとしたが、このような形態に限らない。例えば、溶剤浸透層８が、ベースシート３の表面に設けられていてもよい。

このように、キートップ２の裏面全面を接着領域とせずに、キートップ２の外縁を非接着領域とすることで、よりよいクリック感が得られる押釦スイッチ用部材１となる。これは、隣接する接着領域までのベースシート３の距離が十分に確保できるため、キートップ２を押圧した場合にベースシート３が弾性変形可能となるため、小さい力で下方に撓みやすくなるためである。

第３の実施の形態に係る押釦スイッチ部材１の製造工程の有機溶剤塗布ステップは、第２の実施の形態の有機溶剤塗布ステップと同様に、スクリーン印刷にて行われる。有機溶剤塗布ステップ以外の製造工程は、第１の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材１の製造ステップと同様であるため、説明を省略する。

以上、本発明に係る押釦スイッチ用部材およびその製造方法についての好適な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の各実施の形態に何ら限定されることなく、種々変形した形態にて実施可能である。

例えば、各実施の形態では、キートップ２とベースシート３の接着について述べたが、他の部材を接着する手段として用いてもよい。例えば、押圧子、タッチパネル、あるいは、フレーム等をベースシート３に接着するために用いてもよい。また、キートップ２以外の部材に関しても、接着領域同士の間隔を設ける、すなわち、非接着領域を設けることにより、クリック感を向上させるあるいは、操作性を向上させることができる場合がある。

また、各実施の形態では、有機溶剤をベースシート３に塗布したが、キートップ２の裏面に有機溶剤を塗布する形態でも良い。同様に、有機溶剤を含む溶剤浸透層５，６を、キートップ２の裏面に設けても良い。また、溶剤浸透層は、１層以上何層設けても良い。また、化学反応を生じない２つ以上の異なる有機溶剤を用いてもよい。また、キートップ２の裏面に有機溶剤を含む溶剤浸透層としてインキを用いる場合には、加飾層を兼ねることも可能である。

なお、各実施の形態において、キートップ２が配置されたベースシート３を、ベースシート３側から加熱および加圧するものとしているが、このような形態に限らない。キートップ２側のみが加熱されていてもよいし、両方が加熱されていてもよい。しかし、キートップ２またはベースシート３のいずれか一方に接する治具が、乾燥ステップと同じ温度に加温され、他方に接する治具が熱融着するために必要な温度に加温されていることにより、歩留まりを向上できる。

また、本実施の形態で記載されている温度、寸法および配合比率等を具体的に記載しているが、これらの数値に限らず、他の数値でも良い。例えば、ベースシート３およびキートップ２の材質を変化させることで、各パラメータは変化しうるものである。また、本明細書に記載した各数値は、その数値に限られるものではなく、誤差あるいは公差を含むものとする。

次に、本発明の実施例について説明する。

本実施例では、ベースシートに相当するポリウレタンシートと、キートップに相当するポリカーボネート片との接着強度の測定を行った。具体的には、ポリウレタンシートと、ポリカーボネート片とを用いて、塗布する有機溶剤の種類、その有機溶剤の塗布方法、乾燥条件および接触界面の温度を変化させて各試験片を作製し、その接着強度を測定した。

（有機溶剤別接着強度測定方法）
まず、厚さ０．１ｍｍのポリウレタンシート部材の片面側全面に、各有機溶剤をスプレーにて塗布した。塗布後、有機溶剤を塗布したポリウレタンシートを、温度６０℃にて５分間乾燥させた。

次に、ポリカーボネート系インク層が形成されているポリカーボネート片を用意した。ポリカーボネート片のインク層が形成されている面を、ポリウレタンシートの有機溶剤が塗布された面に対向させて、ポリウレタンシート側から温度１６０℃で加熱し、圧力２Ｐａにてポリカーボネート片とポリウレタンシートを２０秒間加圧した。

作製した試験片を、ポリカーボネートおよびポリウレタンシートのつかみ部を残して、幅１０ｍｍに裁断した。そのつかみ部を１８０度折り返し、端部を試験機で把持した。そして、つかみ部の端部を、速度６０ｍｍ／ｍｉｎにて１８０度剥離方向に引っ張ることにより、引張試験を行った。試験は３回行い、接着強度の平均値を求めた。

試験片同士が破壊または剥離した時の接着強度の平均値により以下の基準で評価した。
○・・・接着強度の平均値が、１．０ｋｇｆ／ｃｍ以上
△・・・接着強度の平均値が０．８ｋｇｆ／ｃｍ以上１．０ｋｇｆ／ｃｍ未満
×・・・接着強度の平均値が０．８ｋｇｆ／ｃｍ未満

実施例１〜２、比較例１〜２
ケトン化合物であって、かつ沸点が乾燥温度（６０℃）よりも９０℃以上高いイソホロンおよびシクロヘキサノンを有機溶剤として用いた実施例１および実施例２では、ポリウレタンシートとポリカーボネート片との間に高い接着強度を示した。一方、ケトン化合物ではあるが、沸点が乾燥温度より１９℃若しくは５６℃高いブタノンおよびメチルペンタノンを有機溶剤として用いた比較例１および比較例２では、ポリウレタンシートとポリカーボネート片との間の接着強度は低かった。この理由として、比較例１および比較例２では、乾燥ステップにおいて有機溶剤成分の大部分が揮発してしまったためであると考えられる。

比較例３〜５
芳香族化合物であるメシチレン、キシレンおよびトルエンを有機溶剤として用いた比較例３〜５は、有機溶剤の沸点の温度に関わらずポリウレタンシートとポリカーボネート片との間の接着強度は低かった。

（乾燥時間別接着強度測定方法）
有機溶剤塗布ステップおよび乾燥ステップ以外は、前述の有機溶剤別接着強度測定方法と同様に試料を作製した。有機溶剤塗布ステップでは、ポリウレタンシートの片面側全面に、ポリカーボネート系インク（プロール社製、ノリファン（登録商標）ＨＴＲ）１００質量部に対してイソホロンを１０質量部加えたインクを用いて印刷した。印刷後、乾燥ステップにて乾燥時間を変化させた各試料を作製した。その結果を表２に示す。

実施例３〜４、比較例６〜９
実施例２と乾燥時間が同一である実施例３の試料は、有機溶剤をスプレーで塗布した場合にも、印刷にて塗布した場合にも、良好な接着強度を示した。乾燥時間が３５分の実施例４の試験片も、十分に高い接着強度を示した。一方、乾燥時間が１時間以上の比較例６〜９の各試験片は、低い接着強度を示した。表２から明らかなように、乾燥時間が長くなると、ポリウレタンシートの表面に塗布した有機溶剤成分の大部分が揮発してしまうために、接着強度が低下する傾向が認められた。

（クリック感測定方法）
次に、実施例３と同様の試料作成方法で用意した試料であって、ポリカーボネートをキートップ形状の成形品とした。また、ポリウレタンシートをベースシートとした。キートップの接着領域から、隣接した他のキートップの接着領域までの間の距離を変化させて、実施例５〜８の試料についてクリック感の測定を行った。

（判定基準）
試験片を押圧した感触により以下の基準で評価した。
○・・・クリック感良好
△・・・小さいがクリック感はある
×・・・クリック感なし

実施例５〜８
キートップの接着領域が互いに隣接している場合には、キートップの外周を非接着領域として、接着領域同士の距離を大きくした方が、クリック感は良好であった。特に、接着領域同士の距離を０．６ｍｍ以上とすることにより、非常に良好なクリック感を得ることができた。

（２層以上の溶剤浸透層を設けた場合の接着強度測定試験方法）
次に、２層以上の溶剤浸透層を設けた場合の接着強度を測定するために、有機溶剤塗布ステップ以外は、前述の有機溶剤別接着強度測定方法と同様にて実施例９から実施例１２の試料を作製した。有機溶剤塗布ステップでは、所定のシートの片面側に、所定のインク１００質量部に対してイソホロンを１０質量部加えたインクを用いて、第２の溶剤浸透層をスクリーン印刷にて形成した。さらに、第２の溶剤浸透層と同一の領域に、第１の溶剤浸透層を設けた。

（評価方法）
まず、ベースシートを平滑な面に固定した。キートップの端を把持し、キートップを押圧面に対して垂直に引っ張った。各条件につき４試料の測定を行い、キートップとベースシートとが剥がれるまでの間に記録した最大応力の平均値を接着強度として記録した。

（判定基準）
キートップとベースシートとの接着強度を以下の基準で評価した。
○・・・最大応力の平均値が、２ｋｇｆ／ｃｍ^２以上
△・・・最大応力の平均値が、１．６ｋｇｆ／ｃｍ^２以上２ｋｇｆ／ｃｍ^２未満
×・・・最大応力の平均値が、１．６ｋｇｆ／ｃｍ^２未満

実施例９
ポリウレタンシートの表面に、第２の溶剤浸透層としてウレタン系インク（セイコーアドバンス社製、ＲＵＸ）１００質量部に対してＲＵＸ硬化材１０質量部とイソホロンを１０質量部加えたインクにて、キートップの貼付け部分にのみ印刷を施した。印刷を施したシートを６０℃で３０分乾燥させた後で、第１の溶剤浸透層として、ポリカーボネート系インク（プロール社製、ＨＴＲ）１００質量部に対してイソホロンを１０質量部加えたインクにて、第２の溶剤浸透層を形成し領域と同一の領域に印刷を行い、６０℃で３０分乾燥させた。その印刷部分にポリカーボネート製のキートップを配置し、ポリウレタンシート面から温度が１６０℃、圧力が２ＭＰａにて２０秒間加圧および加熱して、実施例９の試験片を作成した。実施例９の試験片のベースシートとキートップとは、特に高い接着強度で接着していた。

実施例１０
ＰＥＴシートの一方の面に、第２の溶剤浸透層としてポリエステル系インク（セイコーアドバンス社製、ＰＡＬマット）１００質量部に対してイソホロンを１０質量部加えたインクにて、キートップの貼り付け部にのみ印刷を施した。印刷を施したシートを６０℃で３０分間乾燥させた後で、第１の溶剤浸透層として、ポリカーボネート系インク（プロール社製、ＨＴＲ）１００質量部に対してイソホロンを１０質量部加えたインクにて、第２の溶剤浸透層が形成された領域と同一の領域に印刷を行い、６０℃で３０分間乾燥させた。その印刷部分にポリカーボネート製のキートップを配置し、ＰＥＴシート面から、温度が１６０℃、圧力が２ＭＰａにて２０秒間加圧および加熱することにより、実施例１０の試験片を作製した。ＰＥＴシートとポリエステル系インクとの親和性が高いため、ＰＥＴシートとポリカーボネート製のキートップとは、良好な接着強度で接着できた。

実施例１１
ポリカーボネート製キートップの裏面に、第１の溶剤浸透層として、アクリル系インク（セイコーアドバンス社製、ＣＡＶ）１００質量部に対してイソホロンを１０質量部を加えたインクにて、キートップの貼り付け部分にのみ印刷を施し、８０℃で３０分間乾燥させた。第２の溶剤浸透層として、ウレタン系インク（セイコーアドバンス社製、ＳＧ７４０）１００質量部に対してＳＧ７４０用硬化剤を１０質量部と、イソホロン１０質量部とを加えたインクにて、第１の溶剤浸透層と同一の形状にウレタンシートに印刷した。印刷を施したシートを６０℃で３０分間乾燥させた後に、第１の溶剤浸透層と第２の溶剤浸透層とが重なるように、キートップをウレタンシートに配置した。そしてウレタンシート面側から、温度が１６０℃、圧力が２ＭＰａにて２０秒間加熱および加圧することにより、実施例１１の試験片を作製した。実施例１１の試験片のベースシートとキートップとは、良好な接着強度で接着されていた。

実施例１２
アクリル製キートップの裏面に、第１の溶剤浸透層として、アクリル系インク（セイコーアドバンス社製、ＣＡＶ）１００質量部に対してイソホロンを１０質量部加えたインクにて、キートップの貼り付け部分にのみ印刷を施し、８０℃で３０分間乾燥させた。また、第２の溶剤浸透層として、ウレタン系インク（セイコーアドバンス社製、ＳＧ７４０）１００質量部に対してＳＧ７４０用硬化剤を１０質量部と、イソホロン１０質量部とを加えたインクにて、第１の溶剤浸透層と同一の形状にウレタンシートに印刷した。印刷を施したシートを６０℃で３０分間乾燥させた後に、第１の溶剤浸透層と第２の溶剤浸透層とが重なるように、キートップをウレタンシートに配置した。そしてウレタンシート面側から、温度が１５０℃、圧力が１．５ＭＰａにて１０秒間加熱および加圧することにより、実施例１２の試験片を作製した。実施例１２の試験片のベースシートとキートップとは、良好な接着強度で接着されていた。

（接触界面の温度別接着強度測定試験方法）
次に、接触界面の温度を変えた場合の、接着強度を測定した。実施例１３〜実施例１７の試料は、前述の実施例９と同じキートップ、ウレタンシート、第１の溶剤浸透層および第２の溶剤浸透層にて作製した。

（評価方法）
まず、ベースシートを平滑な面に固定した。キートップの端を把持し、キートップを垂直に引っ張った。ホットスタンプの表面温度を変化させることで、キートップとベースシートとの融着面の界面温度を変化させた。各条件につき５試料の測定を行い、キートップとベースシートとが剥がれるまでの間に記録した最大応力の平均値を接着強度として記録した。なお、判定基準は、２層以上の溶剤浸透層を設けた場合の接着強度測定試験方法と同様であるため、省略する。

実施例１３〜１６
キートップとベースシートとの融着面の界面温度が、６０℃よりも高い実施例１３〜１６の試験片のベースシートとキートップとは、良好な接着強度で接着されていた。特に、キートップとベースシートとの融着面の界面温度が、６０℃よりも２０℃以上高い実施例１３〜実施例１５の試験片の、ベースシートとキートップとは、大変良好な接着強度で接着されていた。

一方、キートップとベースシートとの融着面の界面温度が、６０℃よりも低い実施例１７の試験片は、実施例１３〜実施例１６よりも低い接着力で、ベースシートとキートップとが接着されていた。

本発明は、例えば、押釦スイッチ用部材を搭載した携帯電子端末を製造あるいは使用する産業において利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材の平面図である。 図１のＡ−Ａ線で切断された断面を拡大して示す拡大断面図である。 図１に示す押釦スイッチ用部材の製造工程を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材の断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材の製造工程を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材の断面図である。 従来の押釦スイッチ用部材の構造を説明する断面図である。

符号の説明

１ 押釦スイッチ用部材
２ キートップ
３ ベースシート
５ 第１の溶剤浸透層
６ 第２の溶剤浸透層

Claims (8)

1. ベースシートと、そのベースシート上に１以上のキートップを固着した押釦スイッチ用部材であって、
   上記キートップと上記ベースシートとの接触面において、上記キートップと上記ベースシートとが相溶した融着部分を形成することにより、上記キートップと上記ベースシートとが固着されていることを特徴とする押釦スイッチ用部材。
2. 前記ベースシートをポリウレタンフィルムまたは、ポリエチレンテレタレートフィルムとし、
   前記融着部分は、沸点が１５０℃から２３０℃未満のケトン系溶剤、エーテル系溶剤若しくはエステル系溶剤を介在させて形成された部分であることを特徴とする請求項１に記載の押釦スイッチ用部材。
3. 前記沸点が１５０℃から２３０℃未満のケトン系溶剤は、主成分としてイソホロンまたはシクロヘキサノンを含む溶剤であることを特徴とする請求項２に記載の押釦スイッチ用部材。
4. ベースシートと、そのベースシート上に１以上のキートップを固着した押釦スイッチ用部材の製造方法であって、
   上記キートップを固着する上記ベースシートの一部および上記キートップの裏面の少なくとも一方に、有機溶剤を塗布する有機溶剤塗布ステップと、
   上記有機溶剤の一部を加熱により除去して接着能力を保ちつつ液だれしないようにする乾燥ステップと、
   上記キートップと上記ベースシートとの接触界面の温度が６０℃以上でキートップに使用されている樹脂の荷重たわみ温度以下の範囲の温度にて、上記キートップと上記ベースシートとを融着して、上記キートップと上記ベースシートとが相溶した融着部分を形成する熱融着ステップと、を有することを特徴とする押釦スイッチ用部材の製造方法。
5. 前記有機溶剤塗布ステップは、前記有機溶剤を含む溶剤浸透層を、印刷にて形成することを特徴とする請求項４に記載の押釦スイッチ用部材の製造方法。
6. 前記溶剤浸透層は、複数層設けられ、
   前記キートップに接する第１の溶剤浸透層は、前記ベースシートよりも前記キートップと親和性が高く、
   前記ベースシートに接する第２の溶剤浸透層は、前記キートップよりも前記ベースシートと親和性が高いことを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載の押釦スイッチ用部材の製造方法。
7. 前記ベースシートをポリウレタンフィルムとし、前記キートップをポリカーボネート製のキートップとした押釦スイッチ用部材の製造方法であって、
   前記第１の溶剤浸透層は、イソホロンまたはシクロヘキサノンとポリカーボネート系インク若しくはアクリル系インクとを含む層であり、
   前記第２の溶剤浸透層は、イソホロンまたはシクロヘキサノンとウレタン系インクとを含む層であることを特徴とする請求項６に記載の押釦スイッチ用部材の製造方法。
8. 前記ベースシートをポリエチレンテレフタレートフィルムとし、前記キートップをポリカーボネート製のキートップとした押釦スイッチ用部材の製造方法であって、
   前記第１の溶剤浸透層は、イソホロンまたはシクロヘキサノンとポリカーボネート系インク若しくはアクリル系インクとを含む層であり、
   前記第２の溶剤浸透層は、イソホロンまたはシクロヘキサノンとポリエステル系インクを含む層であることを特徴とする請求項６に記載の押釦スイッチの製造方法。

Images