(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光硬化性樹脂から主になる１若しくは２以上のキートップを有する押釦スイッチ用部材の製造方法であって、
下型に光硬化性樹脂を充填する充填ステップと、
透光性の弾性体を介して透光性の上型を、充填した上記光硬化性樹脂の上に配置する配置ステップと、
上記上型を上記下型方向へ加圧しながら、上記上型の側から上記光硬化性樹脂に光を照射し当該光硬化性樹脂を硬化させる加圧硬化ステップと、
を有し、
前記弾性体は、前記光硬化性樹脂製のキートップの厚さの１０倍以上の厚さ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。
【請求項２】
請求項１に記載の押釦スイッチ用部材の製造方法であって、
前記弾性体は、圧縮気体であり、
前記加圧硬化ステップは、前記圧縮気体により前記光硬化性樹脂に加圧することを特徴とする押釦スイッチ用部材の製造方法。
【請求項３】
光硬化性樹脂から主になる１若しくは２以上のキートップを有する押釦スイッチ用部材の製造方法であって、
下型に光硬化性樹脂を充填する充填ステップと、
前記光硬化性樹脂の表面に透光性の基材シートを貼付するシート固定ステップと、
透光性の弾性体を介して透光性の上型を、充填した上記光硬化性樹脂の上の前記基材シートの上に配置する配置ステップと、
上記上型を上記下型方向へ加圧しながら、上記上型の側から上記光硬化性樹脂に光を照射し当該光硬化性樹脂を硬化させる加圧硬化ステップと、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押釦スイッチ用部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）などの電子機器には、ユーザが操作するための押釦スイッチ用部材が配置される場合がある。押釦スイッチ用部材として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなるフィルム上に、厚さが０．１〜１．０ｍｍのポリカーボネート等からなるキートップを配置したものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。当該キートップを押し込むと、ＰＥＴシートが屈曲変形し、キートップの下方に配置されたスイッチを入力することができる。
【０００３】
近年、上記の電子機器の薄型化および小型化に伴い、押釦スイッチ用部材のさらなる薄型化および小型化が強く求められている。そこで、薄型の成形品を形成するのに適する光硬化性樹脂で、操作面に露出するキートップ等の構成部材を形成する例も知られている（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１１７７７号公報
【特許文献２】特開２００９−００９７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述のような光硬化性樹脂は、硬化時の収縮が比較的大きいため、キートップのような肉厚の部分で硬化収縮に伴うヒケが生じることがある。当該硬化収縮に伴うヒケをできるだけ低減することにより、押釦スイッチ用部材の外観をより良くしたいとの要望がある。
【０００６】
本発明は、上記要望に応えるべくなされたものであって、硬化収縮に伴うヒケが生じにくく、外観の良好な押釦スイッチ用部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の押釦スイッチ用部材の製造方法の実施の形態は、光硬化性樹脂から主になる１若しくは２以上のキートップを有する押釦スイッチ用部材の製造方法であって、下型に光硬化性樹脂を充填する充填ステップと、透光性の弾性体を介して透光性の上型を光硬化性樹脂の上に配置する配置ステップと、上型を下型方向へ加圧しながら、上型の側から光硬化性樹脂に光を照射し当該光硬化性樹脂を硬化させる加圧硬化ステップと、を有するものである。
【０００８】
また、弾性体は、光硬化性樹脂製のキートップの厚さの１０倍以上の厚さを有し得る。
【０００９】
また、加圧硬化ステップは、圧空成型により光硬化性樹脂に加圧し得る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、硬化収縮に伴うヒケが生じにくく、外観の良好な押釦スイッチ用部材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材の製造方法により製造された押釦スイッチ用部材を備える携帯端末の正面図である。
【図２】図１に示す携帯端末に組み込まれる押釦スイッチ用部材の正面図である。
【図３】図２に示す押釦スイッチ用部材について、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る押釦スイッチ用部材の製造の概略的な流れを示すフローチャートである。
【図５】図４の押釦スイッチ用部材の各工程において操作面側を紙面下側に向けた状態を示す図であって、図３と同様の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の変形例において、ステップＳ１０４で操作面側を紙面下側に向けた状態を示す図であって、図５と同様の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係る押釦スイッチ用部材の製造方法、およびその製造方法により製造される押釦スイッチ用部材の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
１．押釦スイッチ用部材の構成
図１は、本発明の押釦スイッチ用部材の製造方法により製造される押釦スイッチ用部材２を備える電子機器としての携帯端末１の正面図である。図２は、図１に示す携帯端末１に組み込まれる押釦スイッチ用部材２の斜視図である。図３は、図２に示す押釦スイッチ用部材２のＡ−Ａ線断面図である。以後、操作面側（図３の紙面上側）を表面側、操作面と逆側を裏面側という。また、表裏方向の距離を厚さという。
【００１４】
図１に示すように、携帯端末１には、押釦スイッチ用部材２が組み込まれている。また、図２に示すように、押釦スイッチ用部材２の表面側には、キーシート１０が配置され、キーシート１０の裏面側には、基材シート２０が配置されている。
【００１５】
キーシート１０の表面には、複数のキートップ１１が隣接して配置されている。複数のキートップ１１の間には、キーシート１０を貫通しない溝１２が形成されている。各キートップ１１は、溝１２の底部にある薄肉部１３にて連接されて、１枚のキーシート１０を構成する。キートップ１１の厚さは、１００〜５００μｍの範囲となっている。また、薄肉部１３の厚さは、５〜５０μｍの範囲となっている。キートップ１１の厚さを１００μｍ以上とすることにより、後述の金型成形によってキーシート１０を形成しやすい。また、キートップ１１の厚さを５００μｍ以下とすることにより、押釦スイッチ用部材２の薄型化およびそれに伴う携帯端末１の薄型化を達成できる。すなわち、キーシート１０の形成しやすさと携帯端末１の薄型化の要求の両立を図るためには、キーシート１０の厚さを上記範囲にするのが好ましい。
【００１６】
キーシート１０の構成材料である光硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂、可視光線硬化性樹脂あるいは、電子線硬化樹脂等を好適に用いることができる。その中でも、紫外線硬化性樹脂を好適に用いることができる。紫外線硬化性樹脂の一例として、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系、脂肪族系等からなるウレタン系アクリレートまたはウレタン系メタアクリレート等のアクリレート系樹脂が挙げられる。本実施の形態では、キーシート１０は、後述するように、未硬化状態の光硬化性樹脂組成物に、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等を用いて紫外線（ＵＶ）を一定量照射し、当該未硬化状態の光硬化性樹脂組成物を硬化させることによって形成される。また、光硬化性樹脂組成物を硬化させる際には、光重合開始剤が用いられる。光重合開始剤として、例えば、ベンゾフェノン系、ベンゾインエーテル系、アセトフェノン系およびチオキサントン系光重合開始剤等が挙げられる。なお、光重合開始剤の選定は、照射する紫外線の波長領域および各種アクリレート系またはメタアクリレート系の樹脂に基づいて行うのが好ましい。光硬化性樹脂組成物と光重合開始剤の組み合わせとしては、薄いキーシート１０の製造であっても形状対応性と柔軟性に優れ、高い耐光性、接着性、耐薬品性および靭性を併せ持つウレタン系アクリレート樹脂と１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとの組み合わせが、より好ましい。光硬化性樹脂組成物を用いてキーシート１０を製造することにより、加熱や冷却の工程を経ずに、かつ短時間でキーシート１０を製造できる。さらに、射出成形と異なり、極めて薄い成形体でも製造することができる。また、キーシート１０の表面にハードコートを行わなくても、十分な硬度をもったキーシート１０を製造できる。
【００１７】
基材シート２０は、キーシート１０が表面側から押圧された場合に、その下方に設けられたスイッチ部材（不図示）等を押し込むことができるように、柔軟な樹脂若しくはエラストマーから成るフィルムを用いることができる。たとえば、ウレタン系フィルム、オレフィン系フィルム、スチレン系フィルム、ポリエステル系フィルム、塩化ビニル系フィルム、シリコーン系フィルムあるいはゴム系フィルム等の柔軟性および伸縮性の高いフィルムが用いられる。それらの中でも、耐久性が高いウレタン系エラストマー、シリコーンゴムあるいはそれらの複合品から成る基材シート２０がより好ましい。基材シート２０の厚さとしては、例えば、１０〜２００μｍとすることができる。基材シート２０の厚さが１０〜２００μｍの場合には、キートップ１１の押し込みを、基材シート２０下方のスイッチ（不図示）に伝達しやすい。
【００１８】
基材シート２０の裏面には、加飾層（不図示）等を形成してもよい。基材シート２０の裏面側に加飾層等を形成する場合、スクリーン印刷、タンポ印刷、ホットスタンプ、スプレー塗装、インクジェットプリント、オンデマンド印刷等の方法を用いることができる。また、加飾層に代えて蒸着層などの他の層を形成しても良く、その場合には、その金属材料に、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉまたはその合金系を好適に用いることができる。
【００１９】
上述のような構成部材から押釦スイッチ用部材２を構成することにより、射出成形と異なり、極めて薄い押釦スイッチ用部材２を成形できる。さらに、十分な硬度をもったキートップ１１を有することから、よりクリック感に優れた押釦スイッチ用部材２を製造できる。また、光硬化性樹脂組成物を用いてキーシート１０を製造することにより、加熱や冷却の工程を経ずに、短時間でキーシート１０を製造できる。
【００２０】
２．押釦スイッチ用部材の製造方法
次に、本実施の形態に係る押釦スイッチ用部材２の製造方法について説明する。図４は、押釦スイッチ用部材２の製造の概略的な流れを示すフローチャートである。図５は、各工程における押釦スイッチ用部材２の状態を示す断面図であって、図３と同様の断面において、押釦スイッチ用部材２の表面側を下に向けた図である。
【００２１】
まず、図５の（Ａ）に示すように、下型４０ａを用意し、その下型４０ａ内に、未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌを充填する（ステップＳ１０１：充填ステップ）。より具体的には、図５の（Ｂ）に示すように、下型４０ａ内の型枠４２の外縁であって基材シート２０を被せていく川上側に、ディスペンサー等（不図示）を用いて未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌを供給する。
【００２２】
次に、図５の（Ｃ）に示すように、次に、凹部４１内における未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌの表面に、透光性の基材シート２０を貼付する（ステップＳ１０２：シート固定ステップ）。具体的には、まず、図５の（Ｃ）に示すように、基材シート２０を介して未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌの上からローラ４３を当て、当該ローラ４３を矢印方向（図５の紙面右方向）に移動する。基材シート２０は、未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌを下型４０ａの型枠４２内に充填しながら、ローラ４３で光硬化性樹脂組成物Ｌに貼り付けられる。ローラ４３を移動すると、未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌは、ローラ４３の進行方向に向かって型枠４２内を順に満たしていき、同時に、型枠４２内の気泡もローラ４３の進行方向に向かって移動して外部に排出される。ローラ４３は、所定数の型枠４２への基材シート２０の貼付が完了する位置で停止する。
【００２３】
次に、図５の（Ｄ）に示すように、基材シート２０の上方に弾性体４４を介して上型４０ｂを配置する（ステップＳ１０３：配置ステップ）。弾性体４４および上型４０ｂは、光硬化性樹脂組成物Ｌを硬化するために必要な波長の光を透過することができる。上型４０ｂは、たとえば、石英ガラス等から主に構成される。
【００２４】
弾性体４４は、紫外線を透過できる材料であって、たとえば、アクリル系、ポリアミド系、ポリイミド系、シリコーン系、エポキシ系あるいはナイロン系等のゴム、ゲル若しくは大気圧以上の圧力で圧縮された気体等から主に構成される。また、弾性体４４の厚さ（図５の「Ｔ」で示される厚さ）は、キートップ１１の厚さ（図５の「ｈ」で示される厚さ）に対して、１０倍以上であるのが好ましい。かかる場合には、弾性体４４がキーシート１０に押しつけられると、キートップ１１の表面と溝部１３の表面との高低差による圧力差を、弾性体４４が吸収できる。なお、図５の（Ｄ）および（Ｅ）では、弾性体４４は、光硬化性樹脂組成物Ｌの全面を覆うように配置されているが、このような形態に限らない。ヒケが生じやすい部分、たとえば、キートップ１１と加圧方向で重なる領域にのみ弾性体４４が配置されているような形態としてもよい。しかし、弾性体４４が、下型４０ａに充填された光硬化性樹脂組成物Ｌの上面すべてを覆うように配置される場合には、光硬化性樹脂組成物Ｌすべてに均一な圧力をかけることができ、その結果、キーシート１０の裏面が平滑になるので、より好ましい。キーシート１０の裏面が平滑である場合には、キーシート１０の裏面に文字、図あるいは模様等の加飾層を形成するのが容易になる。
【００２５】
次に、図５の（Ｅ）に示すように、上型４０ｂを下型４０ａの方向へ加圧しながら、未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌに向けて紫外線を照射することで、光硬化性樹脂組成物Ｌを硬化する（ステップＳ１０４：加圧硬化ステップ）。光硬化性樹脂組成物Ｌの硬化は、メタルハライドランプ等のランプ５０により、光硬化性樹脂組成物Ｌに紫外線を照射することで開始する。光硬化性樹脂組成物Ｌの硬化によりキーシート１０が形成されると共に、基材シート２０がキーシート１０に固着される。
【００２６】
なお、ステップＳ１０４における加圧は、光硬化性樹脂組成物Ｌに向けて紫外線を照射するよりも前あるいは同時に開始するのが好ましい。さらに、紫外線の照射終了後も、硬化反応が終了するまで加圧を続けるのが好ましい。また、上型４０ｂを下型４０ａの方向へ加圧する場合には、たとえば、上型４０ｂの上面側から加圧してもよい。
【００２７】
上述のような製造方法で押釦スイッチ用部材２を成型することで、押釦スイッチ用部材２の表面側にヒケが生じるのを防ぐことができる。なぜなら、弾性体４４からの押圧力により、硬化中の光硬化性樹脂組成物Ｌが硬化収縮により下型４０ａから離れるのを防ぐことができるからである。そのため、硬化収縮率が５〜６％の光硬化性樹脂組成物Ｌを用いて、比較的厚みの大きいキートップ１１を成型した場合でも、キートップ１１部分にヒケが生じにくい。
【００２８】
また、上述のような製造方法で押釦スイッチ用部材２を成型することで、押釦スイッチ用部材２の外観および物性を均一にすることができる。弾性体４４からの押圧力により、光硬化性樹脂組成物Ｌと下型４０ａとが密着した状態を保持できるからである。また、下型４０ａと光硬化性樹脂組成物Ｌとが密着しているため、下型４０ａを介して光硬化性組成物を冷却できる。一方、光硬化性樹脂組成物Ｌと下型４０ａとに隙間が生じると、当該隙間の生じた箇所の光硬化性樹脂組成物Ｌが下型４０ａを介して冷却されにくいため、下型４０ａと密着している部分よりも硬化反応が余計に進行し、物性値が変化するあるいは変色することがある。また、下型４０ａと光硬化性樹脂組成物Ｌとが密着した状態で成形された場合には、下型４０ａから離れた部分と、下型４０ａと密着している部分との間に境界線が生じてしまうことがないので、外観が良好な押釦スイッチ用部材２を作製できる。
【００２９】
なお、上述のような製造方法で押釦スイッチ用部材２を成型することで、下型４０ａを透光性の部材で構成する場合よりも安価に押釦スイッチ用部材２を製造することができる。透光性の下型は、透光性の材料に微細な加工を行うことが難しいため高価であるが、上述の製造方法では、高価な透光性の下型を用いる必要がない。さらに、上述の製造方法では、下型４０ａを透光性の部材で構成しないので、微細な加工を必要とする（すなわち複雑な形状の）押釦スイッチ用部材２の成型に向いている。透光性の下型よりも非透光性の下型は、微細な加工を行いやすいからである。
【００３０】
なお、ステップＳ１０３で、凹部４１内における未硬化状態の光硬化性樹脂組成物Ｌの表面に、基材シート２０を貼付するのではなく、別の透明な樹脂シートを貼り付けてもよい。また、別の樹脂シートを貼り付けした後で、その貼り付けた樹脂シートを剥がすようにしてもよい。さらに、ステップＳ１０３において別の樹脂シートを用いた場合には、キーシート１０の裏面側に接着層を形成するあるいは融着等を行い、基材シート２０を加熱・加圧等することにより、基材シート２０をキーシート１０に固着してもよい。
【００３１】
３．その他の実施の形態
以上、本発明の押釦スイッチ用部材２の製造方法、およびその方法により製造された押釦スイッチ用部材２を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されることなく、種々変形を施して実施可能である。
【００３２】
たとえば、基材シート２０の裏面には、押圧子（不図示）を形成しても良い。押圧子の下方には、スイッチ（不図示）が配置されるので、キートップ１１の押し下げによって押圧子が当該スイッチを押し込むのが容易となる。押圧子は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などの如何なる種類の樹脂で構成されても良く、特に、薄い凸部を加熱あるいは冷却することなく、紫外線等の光の照射のみで形成可能な光硬化性樹脂にて構成するのが好ましい。
【００３３】
また、上述の実施の形態では、複数のキートップ１１の間にキーシート１０を貫通しない溝１２が形成され、各キートップ１１は、溝１２の底部にある薄肉部１３にて連接されているが、このような形態に限らない。キーシート１０は、連接したキートップ１１を有していてもよいし、別個独立の複数のキートップ１１を有していてもよい。たとえば、複数のキートップ１１は、薄肉部１３にて連接されず、それぞれ離間していてもよい。たとえば、押釦スイッチ用部材２を下型４０ａから取り出した後、薄肉部１３をレーザカット等により切断することで、薄肉部１３を除去し、複数のキートップ１１を別個独立させてもよい。
【００３４】
図６は、弾性体４４として圧縮気体を用いる場合のステップＳ１０４の状態を示す図であって、図５と同様の断面で示す断面図である。
【００３５】
上述の実施の形態では、ステップＳ１０４において、弾性体４４としてゴムを用いているが、このような形態に限らない。たとえば、ステップＳ１０４において、弾性体４４として圧縮気体を用いて、いわゆる圧空成型により押釦スイッチ用部材２を成型してもよい。圧空成型で押釦スイッチ用部材２を製造する場合には、上型４０ｂの代わりに、ボックス５１を用いる。ボックス５１は、凹部４１よりも外周側で、シール部材５２を介して下型４０ａに接触する。また、ボックス５１のキーシート１０に対向する部分には、キーシート１０を覆うような空洞５３が形成される。シール部材５２は、ボックス５１と下型４０ａとの間に介在することで、空洞５３の部分に貯められた圧縮気体がボックス５１の外部に逃げないように、外部と空洞５３とを遮断する役割を有する。
【００３６】
ステップＳ１０４において弾性体４４として圧縮気体を用いる場合には、シール部材５２を介してボックス５１を下型４０ａの上に配置する。次に、圧縮気体として、たとえば、圧縮空気を空洞５３に送り込む。圧縮空気により十分な圧力を光硬化性樹脂組成物Ｌに加えた状態で、光を照射し、光硬化性樹脂組成物Ｌを硬化させる。弾性体４４が圧縮気体の場合には、弾性体４４が光硬化性樹脂組成物Ｌにより汚染されにくいことに加え、弾性体４４が光硬化性樹脂組成物Ｌの硬化に用いる光で劣化しないため好ましい。また、弾性体４４が圧縮気体の場合には、弾性体４４が照射された光をほとんど吸収しないため、より効率よく光硬化性樹脂組成物Ｌに光を照射できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、たとえば、各種電子機器の押釦スイッチ等に用いることができる。
【符号の説明】
【００３８】
２      押釦スイッチ用部材
１０    キーシート
１１    キートップ
２０    基材シート
４０ａ  下型
４０ｂ  上型
４４    弾性体
ｈ      キートップの厚さ
Ｔ      弾性体の厚さ
Ｓ１０１  充填ステップ
Ｓ１０３  配置ステップ
Ｓ１０４  加圧硬化ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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