JPH0343918A - 操作表示体の製造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種電子機器のキーボード、タブレット入力
装置などの押ボタンスイッチに用いられ、操作表示、入
力情報等が表示される、操作表示体の製造方法およびそ
の装置、とくにはオペレーターが指またはペン先などで
操作する機器の表示体の製造方法およびその装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 操作表示体の一例であるゴム製押ポクンスイッチ用カバ
一部材は、未加硫ゴムを金型内に挿入して加熱、加圧し
て加硫させ、これを金型から取り出したのちに、その操
作部であるキートップ上面に、押ボタンスイッチの機能
、役割りなどを表示するための文字、数字、記号、符号
などが印刷される。また必要に応じてキートップ面の反
対側に導電ゴムを接着するか、あるいは導電性の印刷を
施して可動接点とすることもある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の製法では、金型中で加硫されたゴム製押ボタンス
イッチ用カバ一部材（以下二カバ一部材と記す）、すな
わち成形されたカバ一部材を金型を開いて取り出す際に
、カバ一部材の両面が開けようとする金型の両方の型面
に強く密着していると、簡単に金型を開けられないばか
りでなく、金型を開けるにつれてカバ一部材が両側に引
っばられ、カバ一部材に亀裂が入ったり破けたりするこ
とが多かった。

成形されたカバ一部材の主にキートップ部分には、スク
リーン印刷などの手法を用いて文字、数字、記号、符号
、などを印刷するが、印刷面に凹凸があったり曲がって
いたりして平面でない場合は印刷が困難であった。また
印刷面からインクが浮き出した状態に印刷されるので印
刷された符号がはげ落ちたり、指などでこすられて摩耗
しやすいという欠点があった。

一方、特開昭６１−１１０５８２号公報には転写板に印
刷された符号を金型の中でカバ一部材と一体成形する方
法が開示されているが、この方法では金型の構造が複雑
となり、その製作コストが高くなるほか、転写板と金型
の隙間に材料が入り込むと、これがパリとなって成形品
に残ったり、金属製の転写板を用いた場合には重量が重
く取り扱いが不便で量産性に劣るなどの欠点があった。

さらに、このカバ一部材に可動接点を形成させる方法と
して、例えば、特公昭５６−４１４１７号公報に記載の
方法があるが、この方法でばあらかしめ成形された導電
ゴムまたは絶縁ゴムを用意しなければならず、これを第
２の金型に挿入する手間が大変で量産性に劣り、また金
型も２つ必要でコストも高くなりやすいという欠点があ
った。

他の可動接点を形成させる方法としては、特公平１−１
９２０８号公報などに記載の印刷装置を用い、成形され
たカバ一部材に導電インクを印刷する方法も知られてい
るが、−１Ｑ９に可動接点とその周りには凹凸があり、
ここに印刷するには、その形状に対応した固定枠、受プ
レート、押上プレートなどの治具が必要で、これがコス
トアップの原因となっていた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、金型とカバ一部材との密着性をなくし
、金型を開くときにカバ一部材が引っばられて亀裂、破
れなどを発生しないようにし、かつカバ一部材を簡単に
取り出すことのできる操作表示体の製造方法およびその
装置を提供することである。

本発明の別の目的は、凹凸面あるいは平面でない部分に
も簡単に文字、数字、記号、符号などの表示、またこれ
と同時／または単独に可動接点に代表される任意の導電
パターンを形成することのできる操作表示体の製造方法
およびその装置を提供するにある。

そして、さらに別の目的は量産性の高い安価な操作表示
体の製造方法およびその装置を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明による操作表示体の製造方法は、符号および／ま
たは導電パターンを熱可塑性樹脂シートに印刷する工程
、印刷された熱可塑性樹脂シートの印刷面に未加硫のゴ
ムシートを密着させる工程、密着した熱可塑性樹脂シー
トと未加硫のゴムシートとを金型中で加熱加圧して一体
に成形する工程、および一体に成形した後に熱可塑性樹
脂シートを成形されたゴムシートから剥離する工程とか
らなることを特徴とするものであり、またその装置は、
熱可塑性樹脂シートへの印刷手段、印刷された熱可塑性
樹脂シートと未加硫ゴムシートとの密着手段、密着した
シートをはさみ込んで加熱加圧する手段および熱可塑性
樹脂シートを成形されたゴムシートから剥離する手段と
からなるものとしたことを要旨とする６のである。

以下、操作表示体の代表例であるゴム製押しボタンスイ
ッチ用カバ一部材の製造方法について詳細に説明する。

ここに用いられる熱可塑性樹脂シートは印刷インクの印
刷性、成形時の耐熱性、金型表面への追従性などを考慮
して選択されるが、厚みが１１０１Ｌ以下では取り扱い
にくくてシワになりゃすく、また１５０μｍ以上では金
型の凹凸形状への追従性が悪くなるので、この厚みは１
０〜１５０μｍの範囲にすることが好ましい。

樹脂の材料にはポリエステル、ポリアミド、ポリウレタ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ボップロピレンお
よびこれらに類似した熱可塑性エラストマーなどが用い
られるが、成形時の加熱温度で軟化はするが溶けること
のない材料を選ぶのがよく、とくには成形時の加熱によ
る軟化と、未加硫のゴムと共に加圧される力とで、この
シートが金型の凹凸形状などに追従して変形される材料
からなることが望ましい。もし成形時の加熱温度でシー
トが溶けてしまうと、加圧されたときに流れてしまって
一体に成形することができなくなり、印刷パターンに歪
みなどを生ずることになる。

そこで例えば、成形温度が１００℃程度の場合はポリプ
ロピレン系、ポリ塩化ビニル系などのシートが利用でき
、成形温度が１８０℃程度の場合はポリエステル系、ポ
リアミド系、ポリイミド系、ポリイミドアミド系などの
シートを用いることがよく、とくにその耐熱性、シート
の強度などの点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）シートを採用することが有効である。

これらの熱可塑性樹脂シートへの印刷に適用される印刷
インクにはポリエステル系、ポリウレタン系、アクリル
系、シリコーン系などが挙げられる。これらのインクは
後にカバ一部材に埋め込まれ一体成形されるのであるが
、このときのカバ部材の原料である未加硫ゴムと同系の
樹脂を主成分とするもの、好ましくは同系の硬化機構を
有するものとしておけば、より一層強固な一体成形品と
なる。例えば、未加硫ゴムとしてシリコーンゴムを用い
るときはシリコーン系のインクを用いるのがよい。

この印刷が操作の表示用途であれば、これを表わす文字
、数字、記号、符号などを所定の配色で印刷すればよく
、可動接点に代表される導電パタンを形成する用途であ
れば、導電性インクを用いて所定の形状、厚みの印刷を
すればよい。またこれらの印刷は重ねて施してもよく、
例えば、最初に導電パターンを印刷した後、この上に表
示用の着色層を印刷し、さらにその上に文字などの符号
を印刷することも可能である。また必要であれば、印刷
後、インクを乾燥させる工程を付加してもよい。

これらの印刷パターン、符号などは金型中で未加硫のゴ
ムが成形されるときにゴム表面に転写されるのであるが
、この転写性および熱可塑性樹脂シートと成形されたゴ
ム、すなわちカバ一部材との剥離性などを考慮して、あ
らかしめ使用する熱可塑性樹脂シートの表面に離型処理
をしておいてもよく、これにはシリコーン系、フッ素系
、脂肪酸系の界面活性剤などが採用される。

金型中で未加硫ゴムと熱可塑性樹脂シートとが同時に加
熱加圧されると、シート表面の表面粗さもゴムに転写さ
れるので、成形されたゴム表面をつや消し状態にしたけ
れば、熱可塑性樹脂シートの表面をつや消し状態にして
おけばよく、逆にゴム表面を鏡面にしたければ、光沢の
ある熱可塑性樹脂シートを用いればよい。

なお、熱可塑性樹脂シートへの印刷作業性、および印刷
された符号がゴム表面に転写されるときの符号のゆがみ
、変形の防止の点から、熱可塑性樹脂シートの印刷面は
艶消しにするのがよく、その程度としては中心総平均粗
さＲａでＯｌ〜２．０μｍとするのが好ましい。

この程度の艶消しの熱可塑性樹脂シートを用いると、こ
のシートが金型内で加熱加圧されたときに起こる未加硫
ゴム材料の流れに対して印刷された符号を固定する力と
して働き、この符号の変形、ゆがみ、位置ずれなどを効
果的に防止する。

スクリーン印刷の際にも艶消しの熱可塑性樹脂シートを
用いると、印刷インクの密着性が改善されて符号などの
かすれ、にじみなどの印刷不良の発生が抑制される。

同様にカバ一部材の表面にも熱可塑性樹脂シートの表面
粗さが転写されるので、これがカバ一部材の操作表示側
であれば、光が反射して符号が見えにくくなることも防
止でき、指先で操作するときの密着感、べたつき感など
も解消され、さらには空気中のごみ、はこりなどの付着
も防止できる効果がある。一方、これがカバ一部材の操
作表示側の反対側の可動接点側であれば、上記の表面粗
さとしたことにより可動接点と固定接点とが密着して押
しボタンスイッチの戻りを悪くする現象を防止する効果
がある。

次に、この熱可塑性樹脂シートと未加硫ゴムシートとを
密着させて金型内で加熱加圧する。このとき熱可塑性樹
脂シートと未加硫ゴムシートは間に気泡をまき込まない
ように密着させることが必要である。熱可塑性樹脂シー
トの印刷された部分と未加硫ゴムシートとの間に気泡ま
たは隙間があって密着性が悪いと、金型で加熱加圧した
ときに、この気泡または隙間に材料が流れ込み、印刷さ
れたパターン、符号などに歪みを生ずることになる。こ
のため熱可塑性樹脂シートと未加硫ゴム材料とはローラ
ーなどを用いて十分に密着させることも有効な手段の一
つである。また金型上の定位置に熱可塑性樹脂シートを
挿入するために、金型に位置決め用のビンを設けておき
、これに対１ 応する穴を熱可塑性樹脂シートに設けておいてもよいこ
とはいうまでもない。

この状態の熱可塑性樹脂シートと未加硫ゴムシトを金型
内で加熱加圧すると、熱可塑性樹脂シートが熱によって
軟化すると共に、未加硫ゴムシートが加圧によって押し
潰され金型のキャビティーの形状通りに流動しようとす
る。その結果、熱可塑性樹脂シートはゴムの流動によっ
てキャビティーの凹凸形状にそって変形させられ、熱可
塑性樹脂シートとゴムとが一体的に成形される。この際
、熱可塑性樹脂シートには前述した印刷が施されている
ので、この印刷された符号などちゴムと一体に成形され
てゴム表面に埋め込まれた状態になる。所定時間経過後
、ゴゝムが加硫しカバ一部材としての形状が完全にでき
あがる。

この金型を開くとき、熱可塑性樹脂シートは軟化して金
型表面の形状に追従しているが融着していないので、簡
単に金型から離型することができる。そこで金型を開け
るにつれて、開けようとする一方の型面と他方の型面と
に成形されたゴム、　２ すなわちカバ一部材が引っばられて、これに亀裂が入っ
たり破けたりすることが完全に防止される。

金型を開いたのちに熱可塑性樹脂シートと成形されたゴ
ムとを金型から剥離し、成形されたゴムを熱可塑性樹脂
シートから剥離すれば、ゴムの所定の場所に印刷された
パターンが一体に成形された操作表示体であるカバ一部
材を得ることができる。

［発明の作用］ 符号および／または導電パターンを印刷した熱可塑性樹
脂シートの印刷面に未加硫のゴムシートを密着させて金
型内で加熱加圧すると、印刷された符号および／または
導電パターンが熱可塑性樹脂シートからゴムシート面に
転写されると共に、ゴムシートの加硫成形が円滑に行な
われる。

［実施例］ 次に本発明を図面に基づいて工程順に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

第１〜５図は本発明の第１の実施態様に係わり、その第
１図（ａ）は、熱可塑性樹脂シートとしての厚み２５μ
ｍのポリエチレンテレフタレートシート１の片面に、シ
リコーン系の印刷インク２（シルマーク：信越化学工業
■製）を用いて左右が反転した１〜８の数字を約１５μ
ｍの厚みにスクリーン印刷したものの斜視図である。こ
れらの数字は後にカバ一部材の表面に左右が反転して転
写されるので、カバ一部材の表面上では正常の数字にな
る。

第１図（ｂ）は、第１図（ａ）のシート１の拡大部分正
面図であり、印刷インク２がポリエチレンテレフタレー
トシートｌの上に盛り上がって印刷されている状態を示
す。

次に、このポリエチレンテレフタレートシート１の印刷
された面に、第２図の斜視図で示すように未加硫のシリ
コーンゴムシート３　（ＫＥ９６１ｕ　：　１００ＰＨ
ＲにＣ−８：　２．０ＰＨＲを混練してシート状にした
もの）を、間に気泡、隙間などが生じないように密着さ
せる。

この密着シート４を、第３図の部分縦断面図に示すよう
に、金型５のキートップを形成する位置６に、印刷され
た数字２が対応するように挿入し、これを第４図に部分
縦断面図で示した状態で加熱加圧する。

ポリエヂレンテレフタレートシートｌは軟化し加圧され
ることで金型５の凹凸形状に追従してシリコーンゴムシ
ート３と共に一体に成形される。

このとき印刷された数字２はシリコーンゴムシート３の
中に埋め込まれた状態となる。

所定時間経過後、密着シート４を取り出し、熱可塑性樹
脂シート１を剥すと、第５図（ａ）、（ｂ）に部分平面
図および部分端面図として示すような、印刷された数字
２がキートップに埋め込まれ転写された状態の操作表示
体である、押ボタンスイッチ用カバ一部材７が得られる
。

第６〜８図は本発明の第２の実施態様に係るちので、と
くに第７．８図は要部を一層拡大して示している。

第６図（ａ）はポリエステルフィルムからなる熱可塑性
樹脂シート１１の片面に黒い導電インク　５ １２を用いてスクリーン印刷したもので、次にこれに重
ねて、青く着色された印刷インク１３を印刷しく第６図
ｂ）、さらにこれに重ねて、第６図（Ｃ）のように１〜
８までの数字１４を白色に印刷した。

次に、この熱可塑性樹脂シート１１の印刷された面に透
明の未加硫のゴムシート１５を密着させた。得られた密
着シート１６を、第７図の部分拡大縦断面図に示すよう
に、金型１７の可動接点を形成する位置１８に印刷され
た導電インク１２が対応するように、金型１７内に挿入
して加熱加圧した後、熱可塑性樹脂シート１１を成形さ
れたゴムシート１５から剥離したところ、第８図の部分
拡大端面図に示すような黒い可動接点、青い着色層、数
字および透明ゴムが一体に成形された操作表示体１９が
得られた。

以上説明した通り、第１〜５図では金型のキートップ６
を形成する側に熱可塑性樹脂シートｌを置き成形した例
、第６〜８図では、その逆の金型の可動接点を形成する
側に熱可塑性樹脂シート　６ １１を置き成形した例を示したが、もちろん両方同時、
すなわち熱可塑性樹脂シート１：！５よび１１の２枚を
用いてもよいし、熱可塑性樹脂シート１または１１の両
面にゴムシート３または１５を密着させたもので同時に
行うことも可能である。

次に本発明の操作表示体の製造装置を、その例を示す説
明図である第９図にしたがって説明する。

図において２１は熱可塑性樹脂シート、２２はその供給
手段の一例としての巻き戻しロールである。ここから送
り出された熱可塑性樹脂シート２１が右端に示す巻き取
りロール２３に巻き取られる間に、本発明の操作表示体
２４が製造される。

熱可塑性樹脂シート２１はまず最初にスクリーン印刷機
２５等の印刷手段により所定の形状の印刷が施される。

なお２６はスキージ、２７は印刷インク、２８はスクリ
ーン版、２９は印刷台、３０は印刷された文字等の印刷
インク層である。

この印刷手段としては上記のスクリーン印刷のほかにタ
ンポ印刷、オフセット印刷などが挙げられるが、印刷さ
れる文字、数字、符号などの耐摩耗性を考えると印刷層
の厚みの厚いほうがよく、また導電パターンを印刷する
場合もその抵抗値を下げるために厚く印刷するのがよい
ので、スクリン印刷によるのが最も好ましい。

次に、この熱可塑性樹脂シート２１の上に未加硫のゴム
シート３１を置いた後、両者を密着手段としての一対の
圧着ローラ３２．３２の間を通過させて十分に密着させ
、密着シート３３を得る。

密着手段には上記のほかにプレスなどの加圧装置を用い
る方法もあるが、熱可塑性樹脂シート２１と未加硫のゴ
ムシート３１とをシート間に気泡を巻き込まないように
気泡を押出しながら密着させるには、上記の一対の圧着
ローラ３２．３２を用いる方法が好ましい。

密着シート３３は、加熱用のヒーターを内蔵した熱板３
４と、これにより所定の温度に加熱される所望の形状の
キャビティを有する金型３５と、油圧シリンダーなどの
圧力発生源３６等を脩１えたプレス装置に導かれ、金型
３５内において所定の時間、加熱加圧されて成形される
。このゴムシト３１の成形の間に熱可塑性樹脂シート２
１面の印刷インク層３０はゴムシート３１面に転写され
る。

成形物３７は熱可塑性樹脂シート２１の移動と共に金型
３５外に導かれ、剥離手段としてのガイドローラー３８
において熱可塑性樹脂シート２１の移送方向を９０°変
えることにより、これからゴム材料からなる操作表示体
２４を剥離して、熱可塑性樹脂シート２１は巻き取りロ
ール２３に巻き取られ、操作表示体２４は図示しない排
出手段により糸外に取出される。

この剥離手段には上記のガイドローラー３８のばかスク
レーパーなどを用いてかき取る方法もあるが、前述した
ように熱可塑性樹脂シート２１に離型処理を施しておけ
ば、これらの操作を一層円滑に進めることができる。

このような装置を用いることによって本発明による操作
表示体はこれに必要な表示用の符号および／または必要
な導電パターンを連続的に簡単か　９ つ安価に一体化成形することができる。

なお、本例では印刷と成形とを一連の工程で連続的に行
う方法を示したが、これに代えて予め熱可塑性樹脂シー
トに印刷を施しておき、これを巻き戻しロールなどにセ
ットして成形用に供給するようにしてもよいことはいう
までもない。

［発明の効果］ 本発明による操作表示体は、 ■金型とカバ一部材とが密着することがなく、金型を開
くときにカバ一部材が引っ張られて亀裂や破れを生じる
ことがない。

■凹凸面あるいは平面でない部分にち簡単に文字、数字
、記号、符号などの表示、またこれと同時／または単独
に可動接点に代表される任意の導電パターンを形成する
ことができる。

■高い生産性でもって安価に供給できる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明に係わり、第１〜５図、第６〜８
図および第９図はそれぞれ別の実施態様を示す。 　０ 第上図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ熱可塑性樹脂シートの
斜視図および拡大部分正面図、第２図は密着シートの斜
視図、第３図は成形前の金型の部分縦断面図、第４図は
成形中の金型の部分縦断面図、第５図（ａ）、（ｂ）は
それぞれ得られた操作表示体の部分平面図および部分端
面図を示す。 第６図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ熱可塑性樹脂シートの
印刷段階を示す斜視図、第７図は成形前の金型の部分拡
大縦断面図、第８図は得られた操作表示体の部分拡大端
面図を示す。 第９図は製造装置全体の説明図である。 （主要な符号の説明） １．１１．２１・・・・・熱可塑性樹脂シート２．１２
．１３．１４．３０・・印刷インク層３．１５．３１・
・・・・ゴムシート ４．１６．３３・・・・・密着シート ５．１７．３５・・・・・金型 ７．１９．２４・・・・・操作表示体 ２５・・・・・・・・・・印刷手段 ３２・・・・・・・・・・密着手段 　８ ・剥離手段 ８９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、符号および／または導電パターンを熱可塑性樹脂シ
   ートに印刷する工程、印刷された熱可塑性樹脂シートの
   印刷面に未加硫のゴムシートを密着させる工程、密着し
   た熱可塑性樹脂シートと未加硫のゴムシートとを金型中
   で加熱加圧して一体に成形する工程、および一体に成形
   した後に熱可塑性樹脂シートを成形されたゴムシートか
   ら剥離する工程とからなることを特徴とする操作表示体
   の製造方法。 ２、熱可塑性樹脂シートへの印刷手段、印刷された熱可
   塑性樹脂シートと未加硫ゴムシートとの密着手段、密着
   したシートをはさみ込んで加熱加圧する手段および熱可
   塑性樹脂シートを成形されたゴムシートから剥離する手
   段とからなる操作表示体の製造装置。