JP3822435B2

JP3822435B2 - 積層体

Info

Publication number: JP3822435B2
Application number: JP2000379057A
Authority: JP
Inventors: 洋志長江
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2020-12-13
Also published as: JP2002178478A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層体に係り、詳しくはフィルムキー等のように表面に複数の凸部が形成され、その凸部を指で操作するための製品の製造に好適な積層体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、硬質プラスチック層の表面に軟質プラスチック層を積層した積層体を熱成形して、硬質プラスチック層によって必要な剛性を保持しながら、軟質プラスチック層のクッション性、柔らかな触感あるいは滑り止め効果を奏するようにする技術が知られている。
【０００３】
そして、本願出願人は、電気・電子部品に組み込まれるシール材、ディスプレイ関連製品等のタッチパネル表面材や滑り止め材として好適に使用できるシリコーンゴム複合体を提案した（特開平１１−２００８２号公報）。このシリコーンゴム複合体は、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の結晶性ポリエステル樹脂を主体とするシートあるいはフィルムの片面に、非晶性ポリマーからなる下塗り層と、該下塗り層に対して親和性が高くかつシリコーン樹脂を含有する薄膜層とを順に形成し、この薄膜層にシリコーンエラストマー樹脂からなるシリコーンゴム層を積層して製造されている。
【０００４】
また、特開２０００−２６３６５９号にはポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等の硬質樹脂フィルムと、ウレタン等の軟質樹脂フィルムとを貼り合わせた後、フィルムを加熱して加工型上に載置して真空に引くことで多数の凸部を形成し、凸部の反対側に樹脂を充填してキートップ板（フィルムキー）を製造する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平１１−２００８２号公報に開示されたシリコーンゴム複合体（積層体）を、シリコーンゴム層（軟質プラスチック層）側が突出するように熱成形することにより多数の凸部を形成し、この凸部を手指の触感や操作性に優れている押し釦部としてフィルムキーを製造する用途に使用する場合には問題がある。なぜならば、特開平１１−２００８２号公報に開示されたシリコーンゴム複合体は平面状のシートであり、前記フィルムキーに使用するには、多数の凸部を有する形状に成形する必要がある。しかし、前記シリコーンゴム複合体は、加熱して軟化させて圧空成形する際の成形条件が狭く、比較的成形倍率の低い製品しか製造できないという難点がある。
【０００６】
また、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等の硬質樹脂フィルムと、ウレタン等の軟質樹脂フィルムとを貼り合わせた積層体においても、比較的成形倍率の低い製品しか製造できないという難点がある。さらに、ポリカーボネートを硬質プラスチックとして使用した場合、ポリカーボネートは引っ張り強度や衝撃強度が大きく寸法安定性も良いが、疲労に弱く脆性破壊を起こすため、フィルムキーのように繰り返し荷重が加わる場合に耐久性が悪くなる。
【０００７】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は多数の凸部を備え、凸部が手指の触感や操作性に優れている押し釦部として機能するフィルムキーを圧空成形や真空成形で形成する際、成形型の型面の形状に忠実に成形できる積層体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、加工型上に載置して熱成形するための積層体において、ポリカーボネート５０〜８０質量％と、ポリブチレンテレフタレート２０〜５０質量％とからなる（両樹脂の合計質量％は１００％）硬質プラスチック層にシリコーンゴム層を積層してなる。この発明では、硬質プラスチック層がポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとが混合されたもので形成されているため、各プラスチック単独で硬質プラスチック層を形成した場合に比較して圧空成形性が向上するとともに製品の耐久性が向上する。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記硬質プラスチック層はポリブチレンテレフタレートの一部に代えて、シクロヘキサンジオールを共重合成分とするポリエステル共重合体を２０質量％以下含有している。この発明では、シクロヘキサンジオールを共重合成分とするポリエステル共重合体がブレンドされることで、圧空成形時の加熱条件を弱く（成形温度を低く）できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を説明する。
図１に示すように、積層体１は、硬質プラスチック層２とシリコーンゴム層３とが強固に接着された２層構造に形成されている。硬質プラスチック層２はポリカーボネート５０〜８０質量％と、ポリブチレンテレフタレート２０〜５０質量％とからなる。但し、合計が１００質量％となる。ポリカーボネートの割合が５０質量％未満になると寸法安定性が悪くなり、８０質量％を超えると疲労に弱くなる。硬質プラスチック層２の厚さは、加工や使用時の強度を考慮して、１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜３００μｍ程度に形成されている。シリコーンゴム層３は触感等を考慮して、厚さが１０〜１０００μｍ程度、好ましくは３０〜５００μｍに形成されている。
【００１１】
次に前記のように構成された積層体１の製造方法を説明する。ポリカーボネートのペレットと、ポリブチレンテレフタレートのペレットと、必要に応じてシクロヘキサンジオールを共重合成分とするポリエステル共重合体のペレットとを所定の混合比で混合し、押出機にて混練し、Ｔダイにて溶融押出して所定厚さのフィルムを形成する。
【００１２】
前記フィルム上に、必要に応じて接着処理を施した上で、未架橋のシリコーンゴム組成物を接着する。接着処理としては、例えばフィルムに塗布できるポリウレタン樹脂、非晶性ポリエステル樹脂で下塗り層を形成し、その上に前記下塗り層に対して親和性の高いシリコーン樹脂を含有する熱硬化薄膜層を形成する。前記熱硬化薄膜層を形成するシリコーン系樹脂として例えば縮合型シリコーン樹脂が挙げられる。
【００１３】
未架橋のシリコーンゴム組成物としては、例えば、電子線架橋型（電子線硬化型）のシリコーンエラストマーが使用される。電子線架橋型のシリコーンエラストマーとしてはビニル基を含有したポリジメチルシロキサンを主体としたものが一般的であるが、メチル基の一部がフェニル基あるいはトリフルオロプロピル基で置換されたものであってもよい。
【００１４】
そして、上記積層シートに電子線照射することにより、シリコーンゴム組成物を架橋して、図１に示すように、硬質プラスチック層２及びシリコーンゴム層３からなる積層体１を得る。照射線量は２０ｋＧｙ〜１５０ｋＧｙが好ましい。
【００１５】
次に前記のように構成された積層体１を使用して製造するフィルムキーについて説明する。
フィルムキー４は積層体１のシリコーンゴム層３側が表面となるように形成され、図２（ａ）に示すように、その表面に押し釦部として機能する多数の押圧操作部５が膨出形成されている。図２（ｂ）に示すように、フィルムキー４の裏面には図示しないスイッチ接点を押下するための凸部６が各押圧操作部５に対応して形成されている。凸部６は押圧操作部５を形成するためにフィルムキー４の裏面に形成された凹部７内に樹脂を充填することにより形成されている。
【００１６】
そして、フィルムキー４は例えば携帯電話や小型情報機器のスイッチ基板の所定位置を覆うように装着される。図３に示すように、スイッチ基板８は、スイッチ用の電極９ａ（１個のみ図示）がマトリックス状に形成されたプリント基板９と、電極９ａと対応する位置に孔１０ａが形成された絶縁材製のスペーサ１０と、電極９ａと共同してスイッチを構成する電極１１ａ（１個のみ図示）がマトリックス状に形成された絶縁シート１１とから構成されている。
【００１７】
フィルムキー４の押圧操作部５を指先で押圧すると、凸部６が絶縁シート１１をプリント基板９側へ撓ませ、絶縁シート１１に形成されている電極１１ａがプリント基板９に形成された電極９ａと接触する状態に保持され、スイッチが導通状態（オン状態）となる。押圧操作部５の押圧を解除すると、硬質プラスチック層２がその剛性によって元の状態に復帰し、スイッチがオフ状態となる。
【００１８】
次にフィルムキー４の製造方法を説明する。
フィルムキー４を製造する際は、先ず積層体１の裏面の所定位置、即ち各押圧操作部５と対応する位置に、各押圧操作部５の役割を示す文字や記号等の絵柄の印刷部（図示せず）が形成される。次に積層体１の表面の所定位置に各押圧操作部５を形成すると同時に裏面に凹部７を形成する。即ち図４（ａ）に示すように、成形装置の金型２０の上に積層体１を硬質プラスチック層２が金型２０側となるようにセットする。そして、図示しない加熱装置で積層体１を軟化する温度に加熱し、金型２０の凹部内の空気を排気するとともに、積層体１を覆うカバー（図示せず）に設けられた供給部から積層体１の表面側、即ち図４（ａ）における上側に圧縮空気を供給して積層体１を金型２０に押し付ける。その結果、図４（ｂ）に示すように、積層体１が伸ばされるとともに、金型２０の型面の形状に忠実な形状に成形される。
【００１９】
成型品２１が冷却後、成型品２１を金型２０から取り出す。次に、図４（ｃ）に示すように、各押圧操作部５に対応して凹部２２ａが形成された射出成形用の金型２２に、成型品２１を各押圧操作部５が凹部２２ａに収容された状態にセットする。次に、成型品２１の各凹部７に成形樹脂が注入され、図４（ｄ）に示すように、成型品２１の裏面側に凸部６が形成される。そして、成型品２１の冷却後、金型２２から成型品２１を取り出し、必要に応じて、外形加工を施してフィルムキー４が完成する。
【００２０】
この実施の形態では次の効果を有する。
（１）積層体１は、ポリカーボネート５０〜８０質量％と、ポリブチレンテレフタレート２０〜５０質量％とからなる硬質プラスチック層２にシリコーンゴム層３を積層してなる。従って、従来技術のようにポリカーボネートあるいはポリエチレンテレフタレート単独で形成された硬質プラスチック層に軟質樹脂フィルムを積層した積層体と異なり、積層体１に圧空成形により多数の凸部（押圧操作部５）を良好に形成することができ、凸部の曲率あるいは凸部のコーナ部の曲率が大きなものでも良好に形成することができる。
【００２１】
また、硬質プラスチック層２をポリエチレンテレフタレート単独で形成した場合に比較して寸法安定性が良く、硬質プラスチック層２をポリカーボネート単独で形成した場合に比較してフィルムキー４の耐久性が向上する。
【００２２】
（２）押圧操作部５の表面がシリコーンゴム層３で被覆されているため、指先で押圧する際に滑らず、ウレタン樹脂に比較して手指の触感や操作性に優れる。また、シリコーンゴムはウレタン樹脂に比較して耐候性が良く、携帯電話のように屋外で使用する機会の多い機器のフィルムキー４に使用する場合、耐久性が向上する。
【００２３】
（３）シリコーンゴムの架橋を電子線架橋で行うため、硬質プラスチック層２となるフィルムに熱を加えないので、硬質プラスチック層２となるフィルムがシリコーンゴム層３を形成する架橋の際に過熱によって変質する虞がない。
【００２４】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 硬質プラスチック層２の材質を、ポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートの混合物に代えて、前記混合物におけるポリブチレンテレフタレートの量を減らしてシクロヘキサンジオールを共重合成分とするポリエステル共重合体を添加してもよい。ポリエステル共重合体は硬質プラスチック層２の材質全体に対して２０質量％以下含有される。シクロヘキサンジオールを共重合成分とするポリエステル共重合体とは、例えば、ポリエチレンテレフタレートのエチレングリコールの一部をシクロヘキサンジオールで置換したものであり、シクロヘキサンジオールの割合は５０ｍｏｌ％以上である。この場合、圧空成形時の加熱条件を弱く（成形温度を低く）できる。
【００２５】
○ シリコーンゴムの架橋は電子線架橋に限らず他の方法であってもよい。例えば、シリコーンエラストマーとして付加型の系で温度１５０°Ｃ程度で架橋を行う。付加型では炭素二重結合に対しＳi Ｈ基が付加するヒドロシリル化反応で架橋が行われる。シリコーンエラストマーとしては、例えばビニル基を二つ以上含むポリシロキサンを基体ポリマーとし、架橋剤にはＳi Ｈ基を三つ以上もつシロキサンオリゴマーを使用し、触媒には白金化合物を使用する。
【００２６】
○ 押圧操作部５はマトリックス状に配置されるものに限らず、使用される電気機器のスイッチの配置に対応して適宜変更してもよい。押圧操作部５の形状は楕円形や四角形に限らず、三角形等適宜の形状に変更してもよい。
【００２７】
○ 積層体１の、フィルムキーを形成した際に各押圧操作部５と対応する所定の位置に、各押圧操作部５の役割を示す文字や記号等の絵柄の印刷部を予め形成しておいてもよい。この場合フィルムキーを製造する段階で印刷部を印刷する手間がいらない。
【００２８】
○ フィルムキーを形成した際に各押圧操作部５と対応する位置における硬質プラスチック層２とシリコーンゴム層３との間に、前記印刷部を形成してもよい。この場合、凹部７に溶融樹脂が充填される際に印刷部に接触して印刷部が乱れる虞がない。
【００２９】
○ 膨出部（押圧操作部５）を圧空成形や真空成形で形成する代わりに、プレス成形で形成してもよい。
前記実施の形態から把握できる請求項記載以外の技術的思想（発明）について、以下に記載する。
【００３０】
（１）請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記シリコーンゴム層の架橋が電子線架橋で行われている。
（２）請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記積層体にはフィルムキーを形成した際の押圧操作部と対応する位置に印刷部が形成されている。
【００３１】
（３）（２）の発明において、前記印刷部は硬質プラスチック層とシリコーンゴム層との間に形成されている。
（４）請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記硬質プラスチック層及びシリコーンゴム層の合計の厚さが１００μｍ以下である。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、多数の凸部を備え、凸部が手指の触感や操作性に優れている押し釦部として機能するフィルムキーを圧空成形や真空成形で形成する際、成形型の型面の形状に忠実に成形できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態の積層体の部分拡大模式断面図。
【図２】（ａ）はフィルムキーを表面側から見た概略斜視図、（ｂ）は同じく裏面側から見た概略斜視図。
【図３】フィルムキーをスイッチ基板に装着した状態の部分模式断面図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）はフィルムキーの製造工程を示す模式断面図。
【符号の説明】
１…積層体、２…硬質プラスチック層、３…シリコーンゴム層。

Claims

加工型上に載置して熱成形するための積層体において、ポリカーボネート５０〜８０質量％と、ポリブチレンテレフタレート２０〜５０質量％とからなる硬質プラスチック層にシリコーンゴム層を積層してなる積層体。
前記硬質プラスチック層は、ポリブチレンテレフタレートの一部に代えて、シクロヘキサンジオールを共重合成分とするポリエステル共重合体を２０質量％以下含有している請求項１に記載の積層体。