(57)【要約】【課題】  コーティング層に表面改質を行うことなくキートップと基材とを強固に接着させる。【解決手段】  押釦スイッチ用カバー部材は、硬質樹脂により成形されたキートップ部１１と、シリコーンゴムにより成形された基材部１５と、基材部１５の上面にウレタン結合を有する有機系樹脂を主成分として形成されたコーティング層１４と、コーティング層１４とキートップ部１１との間にシアノアクリレート系接着剤により形成された接着剤層１３とを備える。コーティング層１４の表面上における基準長さに対する総表面距離の割合は、１０３〜１１１[％]である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キートップ部と、
前記キートップ部の下方側に形成される基材と、
前記基材の上面に形成されるコーティング層と、
前記コーティング層および前記キートップ部の間に形成される接着剤層と、を備え、
前記コーティング層の表面上における所定の二点間の基準長さに対する当該二点間の総表面距離の割合が１０３％〜１１１％であることを特徴とする押釦スイッチ用カバー部材。
【請求項２】
前記コーティング層は、ウレタン結合を有する有機系樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の押釦スイッチ用カバー部材。
【請求項３】
前記接着剤層は、シアノアクリレート系接着剤により形成される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カバー部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いる押釦スイッチ用カバー部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、多数のキーを配列する押釦スイッチ用軟質キーパッドの所定の位置にコーティング層を設け、このコーティング層の少なくとも一部に硬質樹脂で成形されたキートップが接着されたキーパッドに関する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１４４５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１に記載されたキーパッドでは、コーティング層が形成された基材とキートップとを、より強固に接着させるために、コーティング層の表面に対して表面改質を行う必要がある。この表面改質を行うためには、短波長紫外線の照射処理、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、あるいはプライマー処理のうち少なくとも一つの方法を用いる必要がある。したがって、表面改質処理を作業工程に追加することになると、手間や費用がかさむため、作業効率の悪化を招く要因になる。
【０００４】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するために、コーティング層に表面改質を行うことなく、キートップと基材とを強固に接着させることができる押釦スイッチ用カバー部材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】
【０００５】
本発明の押釦スイッチ用カバー部材は、キートップ部と、キートップ部の下方側に形成される基材と、基材の上面に形成されるコーティング層と、コーティング層およびキートップ部の間に形成される接着剤層と、を備え、コーティング層の表面上における所定の二点間の基準長さに対する当該二点間の総表面距離の割合が１０３％〜１１１％であることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、基材の上面に形成されるコーティング層の表面上における所定の二点間の基準長さに対する総表面距離の割合が１０３％〜１１１％となるコーティング層に対して、キートップ部が接着されることになる。このような構成を有する押釦スイッチ用カバー部材であれば、製造時に、コーティング層に表面改質を行うことなく、キートップ部と基材とを強固に接着させることが可能となる。したがって、表面改質処理を行わない分、作業効率を向上させることができる。
【０００７】
本発明の押釦スイッチ用カバー部材において、コーティング層は、ウレタン結合を有する有機系樹脂を主成分とすることが好ましい。また、本発明の押釦スイッチ用カバー部材において、接着剤層は、シアノアクリレート系接着剤により形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る押釦スイッチ用カバー部材によれば、コーティング層に表面改質を行うことなく、キートップと基材とを強固に接着させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る押釦スイッチ用カバー部材の実施形態を図面に基づき説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００１０】
まず、図１を参照して、本実施形態における押釦スイッチ用カバー部材について説明する。図１は、押釦スイッチ用カバー部材１の断面図である。
【００１１】
押釦スイッチ用カバー部材１は、キートップ部１１と、接着剤層１３と、コーティング層１４と、基材１５とを備える。キートップ部１１の底面には、例えば、文字、数字、記号、絵柄等が印刷された着色層１２が必要に応じて形成される。キートップ部１１は、例えば、ポリカーボネート樹脂などの硬質樹脂により成形される。
【００１２】
接着剤層１３は、例えば、シアノアクリレート系接着剤により形成される。シアノアクリレート系接着剤としては、例えば、アロンアルファ２０１（東亞合成社製商品名）、ロックタイト４０１（ヘンケルジャパン社製商品名）、ＰＰＸ（セメダイン社製商品名）が該当する。
【００１３】
なお、接着剤層１３を形成する接着剤としては、シアノアクリレート系接着剤が好ましいが、これに限ることはなく、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、あるいは紫外線硬化型接着剤であってもよい。エポキシ系接着剤としては、例えば、ＴＢ２２０２（スリーボンド社製商品名）、ロックタイト３６１９（ヘンケルジャパン社製商品名）が該当する。アクリル系接着剤としては、例えば、ＴＢ３９２１／３９２６（スリーボンド社製商品名）、３９Ｘ１４１（スリーボンド社製商品名）が該当する。ウレタン系接着剤としては、例えば、ＰＡＮＤＯ１５６Ａ（スリーボンド社製商品名）が該当する。シリコーン系接着剤としては、例えば、ＴＳＥ３２２１（ＧＥ東芝シリコーン社製商品名）、ＳＥ１７２０ＣＶ ＡＢ（東レ・ダウコーニングシリコーン社製商品名）、ＫＥ１９３４ＡＢ（信越化学社製商品名）が該当する。紫外線硬化型接着剤としては、例えば、ＴＢ３０４２Ｈ（スリーボンド社製商品名）、ケミシール５Ｘ８４５Ｃ（ケミテック社製商品名）が該当する。
【００１４】
コーティング層１４は、ウレタン結合を有する有機系樹脂塗料を塗布し、乾燥硬化させることにより形成される。ウレタン結合を有する有機系樹脂塗料としては、例えば、ポリオール成分とイソシアネート成分とを混合して塗膜を形成する二液型ウレタン樹脂塗料が該当する。このポリオール成分としては、例えば、アルキッドポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオール、これらのポリオールのエポキシ変性ポリオール、ポリエステル変性ポリオール、ポリウレタン変性ポリオールなどが用いられる。また、イソシアネート成分としては、例えば、トリレン−２，４−ジイソシアネート、トリレン−２，６−ジイソシアネート、３，３’−ビトリレン−４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジメチル−ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリレン−２，４−ジイソシアネートの２量体、ヘキサメチレンジイソシアネート、ナフタリン−１，５−ジイソシアネートなどが用いられる。
【００１５】
基材１５は、基材１５の下方側に突出する押圧部を有するベース部１５ａと、キートップ部１１の押下時に屈曲する薄肉部１５ｂとを含んで構成される。押圧部は、可動接点（不図示）を押圧するために設けられるものである。したがって、キートップ部１１が押下されると、可動接点は、押圧部により押圧されて押し下げられる。これにより、可動接点が固定接点（不図示）と接触して導通状態となる。また、基材１５は、シリコーンゴムにより成形される。
【００１６】
次に、上述した実施形態における押釦スイッチ用カバー部材１の特徴について説明する。まず、一般的に、キートップ部１１と基材１５との接着性を判断する場合には、基材１５上に形成されるコーティング層１４の中心線平均粗さ“Ｒａ”に基づいて判断することが多い。これに対して、本願発明は、コーティング層１４の表面上における所定の二点間の基準長さに対する当該二点間の総表面距離の割合（以下、基準長さに対する総表面距離の割合と記載する）に基づいて、上記接着性を判断する点に特徴がある。そして、本願発明者は、この割合が１０３％〜１１１％である場合に強固な接着性が発揮されることを突き止めた。
【００１７】
以下において、本願発明者が行った実験について説明する。
【００１８】
最初に、基準長さに対する総表面距離の割合を算出する方法について説明する。まず、本願発明者は、触針式段差・表面粗さ・微細形状測定器（Ｐ−１０：ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製；以下、表面粗さ測定器と記載する）を用いて、各試料に形成されたコーティング層１４の総表面距離を測定した。なお、この表面粗さ測定器のスタイラスの形状は２[μｍＲ]であり、スタイラスの先端角は６０[度]であり、スタイラスの針圧は５[ｍｇ]である。
【００１９】
総表面距離を測定する際の各種条件は以下のように設定した。各試料のコーティング層１４の表面上に５箇所の測定箇所を設けた（図２参照）。これらの測定箇所は、Ｙ方向（図２紙面上の上下方向）におよそ３[ｍｍ]の間隔をおいて設けてある。また、各測定箇所の長さ（基準長さ；図２に示す各矢印の長さ）を５０００[μｍ]とし、測定する際のスタイラスの移動速度を１００[μｍ／ｓｅｃ]とし、測定レートを１００[ｐｏｉｎｔ／ｓｅｃ]とした。これにより、１[μｍ]ごとにコーティング層１４の高さが測定されることになり、各測定箇所における測定ポイントは５０００ポイントとなる。
【００２０】
このような条件のもとで測定された測定ポイントごとの高さに基づいて、各測定ポイント間の距離を算出し、この算出した距離を測定箇所ごとに合計することによって総表面距離を算出した。次に、本願発明者は、測定箇所ごとに算出した総表面距離に基づいて、試料ごとの総表面距離の平均を算出し、この算出した総表面距離の平均値を用いて、試料ごとの基準長さに対する総表面距離の割合[％]を算出した。
【００２１】
次に、本願発明者は、基準長さに対する総表面距離の割合と接着性との関係を調べるために、以下に記載する実験を行った。まず、図３に示す接着強度測定器（ＦＧＣ−１０：日本電産シンポ（株）製）を用いて、コーティング層１４が形成された基材１５とキートップ部１１との間の接着強度を測定した。接着強度の測定は、基材部１５を図３の矢印Ａ方向に治具（不図示）を用いて押さえたうえで、キートップ部１１をクランプ２０で垂直（図３の矢印Ｂ方向）に引き上げることにより行った。本実験においては、クランプ２０を垂直に引き上げる際の速度を５０[ｍｍ／ｍｉｎ]に設定した。また、本実験では、コーティング層１４における基準長さに対する総表面距離の割合がそれぞれ異なる複数のカバー部材１を試料として用いた。
【００２２】
また、本願発明者は、図３に示す接着強度測定器によって接着強度を測定した後のカバー部材１の状態に基づいて、接着性を評価した。接着性を評価するにあたり、接着強度を測定した後のカバー部材１の状態を以下の３段階で表して評価することとした。まず、コーティング層１４が形成された基材１５からキートップ部１１が剥離せずに、基材１５が破壊された状態である場合には、強固な接着性を有すると評価して“○”で表した。次に、基材１５の破壊を伴いつつも、コーティング層１４が形成された基材１５からキートップ部１１が剥離した状態である場合には、接着性を有すると評価して“△”で表した。さらに、基材１５の破壊を伴うことなく、コーティング層１４が形成された基材１５からキートップ部１１が容易に剥離した状態である場合には、接着性が無いと評価して“×”で表した。
【００２３】
ここで、本実験の結果を表１に示す。表１は、基準長さに対する総表面距離の割合[％]ごとに、図３に示す接着強度測定器によって測定された接着強度[Ｋｇ]および測定後の接着性の評価を表したものである。
【表１】
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【００２４】
表１に示す初期段階は、コーティング層１４が形成された基材１５とキートップ部１１とを接着してから２４時間経過後の段階である。また、表１に示す環境試験は、温度６５℃、湿度９５％ＲＨ、および放置時間２４０時間の条件により行われたものである。
【００２５】
表１に示すように、初期段階においては、基準長さに対する総表面距離の割合が１０１〜１１１[％]である場合に強固な接着性を有し、環境試験後においては、基準長さに対する総表面距離の割合が１０５〜１１１[％]である場合に強固な接着性を有することが判明した。したがって、基準長さに対する総表面距離の割合が１０５〜１１１[％]である場合には、初期段階、環境試験後ともに、強固な接着性を有することになる。
【００２６】
また、基準長さに対する総表面距離の割合が１０３〜１０４[％]である場合には、環境試験後においては、接着性の評価が接着性を有する程度にまで低下しているものの、初期段階においては、強固な接着性を有している。
【００２７】
これらを考慮すると、基準長さに対する総表面距離の割合が１０３〜１１１[％]である場合には、コーティング層１４に表面改質を行わなくとも、コーティング層１４が形成された基材１５とキートップ部１１とが強固に接着されると判断することができる。
【００２８】
なお、基準長さに対する総表面距離の割合が１１５[％]である場合には、初期段階、環境試験後ともに、コーティング層１４が形成された基材１５からキートップ部１１が容易に剥離したが、コーティング層１４の破壊も伴っていた。
【００２９】
次に、本願発明者は、コーティング層１４の厚さと接着性との関係を調べるために、上述した図３に示す接着強度測定器を用いて各試料の接着強度を測定するとともに、接着強度を測定した後のカバー部材１の状態に基づいて接着性の評価を行った。接着強度の測定方法および接着性の評価方法については、上述した基準長さに対する総表面距離の割合と接着性との関係を調べる実験と同様であるため、その説明を省略する。なお、本実験では、コーティング層１４の厚さがそれぞれ異なる複数のカバー部材１を試料として用いた。
【００３０】
ここで、本実験の結果を表２に示す。表２は、コーティング層の厚さごとに、図３に示す接着強度測定器によって測定された接着強度[Ｋｇ]、この測定後の接着性の評価、および基準長さに対する総表面距離の割合[％]を表したものである。
【表２】
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【００３１】
表２に示す初期段階は、コーティング層１４が形成された基材１５とキートップ部１１とを接着してから２４時間経過後の段階である。また、表２に示す環境試験は、温度６５℃、湿度９５％ＲＨ、および放置時間２４０時間の条件により行われた。
【００３２】
表２に示すように、初期段階においては、コーティング層１４の厚さが１０〜１００[μｍ]である場合に強固な接着性を有し、環境試験後においては、コーティング層１４の厚さが１０〜２０[μｍ]である場合に強固な接着性を有することが判明した。したがって、コーティング層１４の厚さが１０〜２０[μｍ]である場合には、初期段階、環境試験後ともに、強固な接着性を有することになる。
【００３３】
また、コーティング層１４の厚さが３０[μｍ]である場合には、環境試験後においては、接着性の評価が接着性を有する程度にまで低下しているものの、初期段階においては、強固な接着性を有している。
【００３４】
ここで、コーティング層１４の厚さが１０[μｍ]である場合には、基準長さに対する総表面距離の割合が１０６％であり、コーティング層１４の厚さが２０[μｍ]である場合には、基準長さに対する総表面距離の割合が１０５％である。また、コーティング層１４の厚さが３０[μｍ]である場合には、基準長さに対する総表面距離の割合が１０３％である。これらの関係に基づいて、上述した基準長さに対する総表面距離の割合と接着性との関係を調べるために行った実験と、本実験とにおける接着性の評価を照らし合わせると、それぞれの関係において接着性の評価が一致していることがわかる。
【００３５】
これらを考慮すると、コーティング層１４の厚さが１０〜２０[μｍ]である場合に強固な接着性を有するのは、この場合のコーティング層１４における基準長さに対する総表面距離の割合が１０５〜１１１[％]の間に含まれるためであると考えられる。また、コーティング層１４の厚さが３０[μｍ]である場合に、ある程度強固な接着性を有するのは、この場合のコーティング層１４における基準長さに対する総表面距離の割合が１０３〜１０４[％]の間に含まれるためであると考えられる。
【００３６】
なお、コーティング層１４の厚さが５[μｍ]である場合には、初期段階、環境試験後ともに、コーティング層１４が形成された基材１５からキートップ部１１が容易に剥離したが、コーティング層１４の破壊も伴っていた。
【００３７】
以上より、基準長さに対する総表面距離の割合が１０３〜１１１[％]である場合には、コーティング層１４に表面改質を行わなくても、コーティング層１４が形成された基材１５とキートップ部１１とが強固に接着され得る。したがって、基準長さに対する総表面距離の割合が１０３〜１１１[％]であるコーティング層１４に対して、キートップ部１１を接着させることによって、製造工程から表面改質処理を除外することができ、ひいては作業効率を向上させることができる。
【００３８】
ここで、図４は、基準長さに対する総表面距離の割合が１０６[％]と算出されたコーティング層１４（厚さが１０[μｍ]）の総表面距離を、上述した表面粗さ測定器を用いて測定したときの測定データを示すものであり、図５は、基準長さに対する総表面距離の割合が１０２[％]と算出されたコーティング層１４（厚さが５０[μｍ]）の総表面距離を、上述した表面粗さ測定器を用いて測定したときの測定データを示すものである。また、図６は、基準長さに対する総表面距離の割合が１０６[％]であるコーティング層１４の表面を、電子顕微鏡で撮影したものであり、図７は、基準長さに対する総表面距離の割合が１０２[％]であるコーティング層１４の表面を、電子顕微鏡で撮影したものである。
【００３９】
[実施例]
次に、本発明に係る押釦スイッチ用カバー部材１の実施例について説明する。
【００４０】
まず、シリコーンゴムパウンド（ＨＧ−０７０Ｌ−Ｕ：信越化学工業（株）社製商品名）１００重量部と、加硫剤（Ｘ９３−１２２０：信越化学工業（株）社製商品名）０．５重量部と、黒色顔料（ＫＥ−Ｃｏｌｏｒ−ＣＢ：信越化学工業（株）社製商品名）１．５重量部とからなる原料を、成形温度１８０[℃]、成形時間５分、成形圧力１８０[ｋｇ／ｃｍ２]の条件で圧縮成形して、ベース部１５ａおよび薄肉部１５ｂを有する基材１５を成形した。
【００４１】
次に、プロセスガスとしてのＯ2を４０[ｃｃ／分]で流して減圧度を０．３[ｈｐａ]とした室内に、基材１５を挿入した。次に、基材１５の表面を高周波出力３００[Ｗ]で６０秒間プラズマ処理し、その後直ちにシランカップリング剤（ＫＢＰ−４０：信越化学工業（株）社製商品名）のトルエン５０％希釈液を、エアスプレーで基材１５の上面に薄く塗布した。
【００４２】
次に、ウレタン系樹脂塗料（ダイプラコート：大日精化工業（株）社製商品名）を乾燥させた後、このウレタン系樹脂塗料を１０[μｍ]の厚さになるようにエアスプレーで基材１５の上面に塗布し、１５０[℃]で４０分間乾燥させ、硬化させてコーティング層１４を形成した。なお、ダイプラコートは、主剤（ＳＯ−１５０１Ｓ）１００重量部、硬化剤（ＥＮ−２）１５重量部、希釈剤（ＥＵ−ＩＦ）１３重量部からなる塗料である。
【００４３】
次に、ポリカーボネート樹脂（カリバー３０１−２２：住友ダウ（株）社製商品名）を射出成形法にて、所定のキー形状に成形してキートップ成形体を得た後に、このキートップ成形体の底面に、蒸発乾燥型インキ（ＣＡＶメイバンシリーズ：（株）セイコーアドバンス社製商品名）を用いて文字、記号等の装飾をスクリーン印刷することにより着色層１２を形成した。これにより、硬質樹脂のキートップ部１１が成形された。
【００４４】
次に、コーティング層１４が形成された基材１５に、シアノアクリレート系接着剤（ロックタイト４０１：ヘンケルジャパン（株）社製商品名）をディスペンス法にて塗布することにより接着剤層１３を形成した。次に、キートップ部１１を、コーティング層１４が形成された基材１５に、接着剤層１３を介して接着させることにより一体化した。
【００４５】
これにより、コーティング層１４に表面改質を行うことなく、コーティング層１４が形成された基材１５とキートップ部１１とが強固に接着された押釦スイッチ用カバー部材１が得られた。
【００４６】
[変形例]
なお、上述した実施形態においては、押釦スイッチ用カバー部材として、図１に示すカバー部材１を例示しているが、本発明が適用される押釦スイッチ用カバー部材はこれに限られない。例えば、図８に示す押釦スイッチ用カバー部材２にも適用可能である。変形例における押釦スイッチ用カバー部材２が、実施形態における押釦スイッチ用カバー部材１と異なる点は、実施形態における押釦スイッチ用カバー部材１では、キートップ部１１が硬質樹脂により成形されているのに対し、変形例における押釦スイッチ用カバー部材２では、硬質樹脂により成形されたキートップ部１１の他に、軟質樹脂により基材１５と一体成形された軟質キートップ部１６を有する点である。また、変形例における押釦スイッチ用カバー部材２の軟質キートップ部１６とコーティング層１４との間には、符号部１７がスクリーン印刷により形成されている点についても異なる。この他の押釦スイッチ用カバー部材２の構成要素については、押釦スイッチ用カバー部材１の構成要素とほぼ同様であるため、それらの説明については省略する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態における押釦スイッチ用カバー部材の断面図である。
【図２】コーティング層上の総表面距離を測定する際の測定箇所を示すための図である。
【図３】キートップ部とコーティング層との間の接着強度を測定する際の模式図である。
【図４】基準長さに対する総表面距離の割合が１０６％と算出されたコーティング層の総表面距離を測定したときの測定データを示す図である。
【図５】基準長さに対する総表面距離の割合が１０２％と算出されたコーティング層の総表面距離を測定したときの測定データを示す図である。
【図６】基準長さに対する総表面距離の割合が１０６％であるコーティング層の表面を、電子顕微鏡で撮影した図である。
【図７】基準長さに対する総表面距離の割合が１０２％であるコーティング層の表面を、電子顕微鏡で撮影した図である。
【図８】変形例における押釦スイッチ用カバー部材の断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１，２・・・押釦スイッチ用カバー部材、１１・・・キートップ部、１２・・・着色層、１３・・・接着剤層、１４・・・コーティング層、１５・・・基材、１５ａ・・・ベース部、１５ｂ・・・薄肉部。
【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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【図７】
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【図８】
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