(57)【要約】【課題】シリコーンゴム製スイッチ用部材のベース部に硬質樹脂製のキートップを接着するにあたって、キートップの表面を改質する前処理を不要とし、スイッチ用部材のベース部とキートップとの間に接着下地層を設けることもなく、特定の接着剤のみで両者が接着されたキートップ付スイッチ用部材を提供する。【解決手段】弾性樹脂製のベース部材１と硬質樹脂製のキートップ２とを接着して一体化したスイッチ用部材において、ベース部材１はシリコーンゴムからなると共に、キートップ２を設けるためのキートップ貼付け部３と該キートップ貼付け部同士を繋ぐ基部４とを備え、前記キートップ貼付け部同士を繋ぐ基部４とを備え、キートップ貼付け部３にはエポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌで、分子中に芳香族環を少なくとも１個有する有機化合物又は有機珪素化合物を含有する付加反応硬化型のシリコーン接着剤５を介してキートップ２を直接設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性樹脂製のベース部材と硬質樹脂製のキートップとを接着して一体化したスイッチ用部材であって、前記ベース部材はシリコーンゴムからなると共に、前記キートップを設けるためのキートップ貼付け部と該キートップ貼付け部同士を繋ぐ基部とを備え、前記キートップ貼付け部にはエポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌで、分子中に芳香族環を少なくとも１個有する有機化合物又は有機珪素化合物を含有する付加反応硬化型のシリコーン接着剤を介して前記キートップが直接設けられていることを特徴とするキートップ付スイッチ用部材。
【請求項２】
前記ベース部材のシリコーンゴム、前記シリコーン接着剤及び前記キートップは透光性を有し、前記基部の表面には遮光性着色層を設けていることを特徴とする請求項１に記載のキートップ付スイッチ用部材。
【請求項３】
前記有機化合物又は有機珪素化合物が、分子中に少なくとも１個のＳｉ‐Ｈ基を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のキートップ付スイッチ用部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話、携帯情報端末、各種家庭電化製品用のリモコン、各種キーボード等に使用されるキートップ付スイッチ用部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、携帯電話、携帯情報端末、各種家庭電化製品用のリモコン、各種キーボード等に使用されるキートップ付スイッチ用部材の本体は、耐寒性、耐熱性、耐候性、精密成形性、電気絶縁性が優れていることから主にシリコーンゴムが用いられている。
【０００３】
また、キートップ付スイッチ用部材の指に触れるキートップは、操作時の感触が硬いものが好まれることや摩擦による摩耗を防ぐため、ポリカーボネート樹脂等の硬質樹脂が使用されることが多い。
【０００４】
そして、シリコーンゴムは接着性に乏しいため、シリコーンゴムと硬質樹脂を接着するためには、一般にシリコーン系接着剤を使用していた。シリコーン系接着剤には、付加反応型と縮合反応型が存在するが、比較的接着強度の高いシリコーン系接着剤は縮合反応型である。
【０００５】
ところが、縮合反応型は硬化に数時間乃至数日かかるため、生産性が低く、より高い生産性を求めるならば、反応の速い付加反応型を使う必要があった。
【０００６】
しかし、付加反応型のシリコーン接着剤は、キートップに用いる硬質樹脂や印刷インキ等の有機化合物に対して接着強度が低く、接着しても容易に剥離しやすいといった問題があった。
【０００７】
具体的には、図５に示したように、ウレタンインキ層を接着下地層２０として付加反応型のシリコーン接着剤２１を用いてポリカーボネート樹脂製のキートップ２２とシリコーンゴム製のスイッチ用部材の本体２３とを接着する方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００８】
また、硬質樹脂のキートップの表面にコロナ表面処理を施すか又はプライマーを塗布してその表面を改質した後、この改質面にシリコーン系接着剤を塗布して、シリコーンゴム製スイッチ用部材の本体とを接着する方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特許第３０３４８３４号公報（第１図）
【特許文献２】
特許第２９４９１８２号公報（第１図）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接着下地層（プライマー）を設ける場合にあっては、その形成工程において塵埃や異物等を付着させてしまうことがあり、その塵埃や異物等が照光時の外観不良を引き起こす原因となっていた。また、形成工程の処理時間を短縮しようとして処理温度を上げると接着下地層自体が変色してしまうことがあった。また、プライマーを塗布する方法においてはシリコーンゴムを膨潤させ寸法変化を引き起こすといった問題もあった。
【００１０】
さらに、接着下地層（プライマー）を設ける場合やコロナ表面処理を施すか又はプライマーを塗布してその表面を改質する場合には、接着のための前処理の工程を必要とするため、工数が増える他にキートップの取り扱いの頻度が多くなることでキートップを損傷するおそれがあり、ときにはキートップ部の外観を損ねることとなり、結果として不良品を生じてしまうことがあった。
【００１１】
さらにまた、接着剤を使用することなくスイッチ用部材の本体２３と硬質樹脂のキートップ２２とを同一の金型に納めて一体成形することで一体化する方法もあったが、この場合には、キートップ２２同士を繋ぐ基部２４に着色層２５を形成するための印刷や塗装を施すことは非常に困難であった。
【００１２】
そこで、この発明は、シリコーンゴム製スイッチ用部材のベース部に硬質樹脂製のキートップを接着するにあたって、キートップの表面を改質する前処理を不要とし、スイッチ用部材のベース部とキートップとの間に接着下地層を設けることもなく、特定の接着剤のみで両者を接着したキートップ付スイッチ用部材を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、弾性樹脂製のベース部材と硬質樹脂製のキートップとを接着して一体化したスイッチ用部材であって、前記ベース部材はシリコーンゴムからなると共に、前記キートップを設けるためのキートップ貼付け部と該キートップ貼付け部同士を繋ぐ基部とを備え、前記キートップ貼付け部にはエポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌで、分子中に芳香族環を少なくとも１個有する有機化合物又は有機珪素化合物を含有する付加反応硬化型のシリコーン接着剤を介して前記キートップが直接設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ベース部材のシリコーンゴム、前記シリコーン接着剤及び前記キートップは透光性を有し、前記基部の表面には遮光性着色層を設けていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記有機化合物又は有機珪素化合物が、分子中に少なくとも１個のＳｉ‐Ｈ基を含有することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
［発明の実施の形態１］
図１は、この発明に係るキートップ付スイッチ用部材の実施の形態を示した要部断面図である。
【００１８】
ベース部材１は、弾性樹脂である過酸化物加流型のシリコーンゴムコンパウンド（信越化学工業（株）製、ＨＧ―０６０―Ｕ）１００質量部に架橋剤（信越化学工業（株）製、Ｘ９３―１２２０）０．５質量部を添加したシリコーンゴム組成物を金型内に挿入し、成形温度１８０℃、圧力２００ｋｇ／ｃｍ２、成形時間７分の条件で圧縮成形して、予め所要形状に製作されている。ベース部材１には、キートップ２を設けるためのキートップ貼付け部３と該キートップ貼付け部３同士を繋ぐ基部４とが備えられている。尚、本実施の形態１では、キートップ貼付け部３は凹凸を有しているが、必ずしもこの形状に限定するものではない。
【００１９】
キートップ２には、指先に触れる感触と操作感の品質向上を目的として一般に硬質樹脂が使用されるが、図１に示した実施の形態では、ポリカーボネート樹脂（住友ダウ株式会社製、カリバー３０１−２２）を使用している。
【００２０】
キートップ貼付け部３には、接着性付与成分を有する付加反応型のシリコーン接着剤５を介してキートップ３が直接接着され、ベース部材１と一体化している。ここで、付加反応型のシリコーン接着剤にはＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＴＳＥ３２２１を使用し、これに添加する接着性付与成分としては信越化学工業（株）製、Ｘ−９３−３０４６を使用した。
【００２１】
具体的な配合については、シリコーン接着剤（ＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＴＳＥ３２２１）１００質量部に対して接着性付与成分（信越化学工業（株）製、Ｘ−９３−３０４６）を０．１〜１０質量部を添加することで、付加反応型のシリコーン接着剤５を製作した。
【００２２】
ここで、シリコーン接着剤とは、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物に通常使用される付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物をいい、例えば、１分子中に平均２個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、１分子中に平均２個以上の珪素原子に結合した水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを有する付加反応型オルガノポリシロキサン組成物をいう。
【００２３】
また、接着性付与成分とは、接着性を付与させるために必須のものであり、エポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌで、分子中に芳香族環を少なくとも１個有する有機化合物又は有機珪素化合物のことをいう。さらに本実施の形態１で用いる接着性付与成分は、分子中にＳｉ‐Ｈ基を含有する。
【００２４】
また、キートップ付スイッチ用部材のキートップ２の部分を照らし出すため、キートップ２の周囲に当たる基部４の外表面に遮光性の着色層６が印刷や塗装等の手段により形成される。
【００２５】
そこで、ベース部材１にキートップ２を接着する場合には、キートップ貼付け部３にスクリーン印刷法により接着性付与成分を有する付加反応型のシリコーン接着剤５を塗布し、この付加反応型のシリコーン接着剤５に直接キートップ２の底面を押し当てることで、ベース部材１とキートップ２とを一体化する。
【００２６】
以上のような構成を有する実施の形態１に係るキートップ付スイッチ用部材にあっては、接着性付与成分が、シロキサン結合以外の結合が樹脂の凝集力発現領域まで成分全体を近づける役割を担い、Ｓｉ‐Ｈ基が樹脂との間でヒドロシリル化反応、或いは加水分解することによってシラノールを生じ、また、エポキシ基が開環することによってヒドロキシル基を生じ、これらが凝集力発現官能基として作用することにより、実用上有効な接着性が発現されると考えられる。
【００２７】
そして、発明者等の実験によれば、接着部位を０．８ｋｇ／ｃｍ２の圧力で１０秒間押圧するだけでよく、その後１２０℃で１０分間の加熱処理を行うことで、後述する実用的な接着強度が得られることが確認できた。
【００２８】
前述したキートップの表面にコロナ表面処理を施すか又はプライマーを塗布してその表面を改質した後、この改質面にシリコーン系接着剤を塗布して、シリコーンゴム製スイッチ用部材の本体とを接着するといった従来の方法（特許第２９４９１８２号公報に記載の発明）が、温度１４０℃、圧力１００ｋｇ／ｃｍ２という条件下において接着していたのに比べて、この発明に係る実施の形態では、温度、圧力共に著しく接着条件が緩和されているといえる。
【００２９】
図２は、図１で示した実施の形態の別の態様を示した要部断面図である。
【００３０】
図２に示したものは、図１のキートップ２の外表面に記号、数字、文字等の標識が付された着色層７を形成しており、これにより各キートップ２の機能を表示するものである。この場合、標識の部分は透過性の透明又は着色を施し、その他の部分は遮光性の着色を施すことにより、暗い所でも標識が浮き上がって見えるようになる。なお、着色層７の外表面に着色層７を保護する透光性の樹脂フィルム（例えば、ポリカーボネート樹脂フィルム）を被覆することは任意である。
【００３１】
さらに、実施の形態１では、ベース部材１としてシリコーンゴムコンパウンド（信越化学工業（株）製、ＨＧ―０６０―Ｕ）１００質量部に架橋剤（信越化学工業（株）製、Ｘ９３―１２２０）０．５質量部を添加したシリコーンゴム組成物を採用した例を説明したが、これに限らず、同等のシリコーンゴム組成物として例えばシリコーンゴムコンパウンド（信越化学工業（株）製、ＫＥ９５１０Ｕ）１００質量部に架橋剤（信越化学工業（株）製、Ｃ―８）２質量部を添加したものを用いてもよい。
【００３２】
また、実施の形態１では、付加反応型のシリコーン接着剤５の元になるシリコーン接着剤にはＧＥ東芝シリコーン（株）製、ＴＳＥ３２２１を使用した例を説明したが、これに限らず、同等のシリコーン接着剤として例えばシリコーン接着剤（信越化学工業（株）製、ＫＥ―１９３４Ａ）５０質量部とシリコーン接着剤（信越化学工業（株）製、ＫＥ−１９３４Ｂ）５０質量部とからなるものを用いてもよい。
【００３３】
［発明の実施の形態２］
図３は、この発明に係るキートップ付スイッチ用部材の他の実施の形態を示す要部断面図である。
【００３４】
図１及び図２で示した実施の形態１では、キートップ２の底面全面に接着性付与成分を有する付加反応型のシリコーン接着剤５を形成していたが、図３に示した実施の形態にあっては、キートップ２の底面の外周部にのみ接着性付与成分を有する付加反応型のシリコーン接着剤５を形成し、その内側には記号、数字、文字等の標識が付された着色層８を形成している。これにより、各キートップ２の機能をキートップ２自体に表示できるようにしたものである。この場合には、実施の形態１のように、キートップ２の外表面に着色層７を形成することなく各キートップ２の機能を表示できる点で、製作が容易となりコスト低減が図れる。
【００３５】
その他の構成については、実施の形態１と同様であるため、同一の構成には同一の番号を付してその説明を省略する。
【００３６】
なお、前述した実施の形態１と実施の形態２にあっては、その構成を別々に説明したが、実施の形態１の構成と実施の形態２の構成とを組み合わせた構成のキートップ付スイッチ用部材としてもよい。
【００３７】
［実験例］
以下、この発明の実施の形態の接着性能を確認するために行った実験例について説明する。
【００３８】
図４は、実施の形態１の性能試験の状態を示した模式図である。
【００３９】
図１で示した実施の形態１に係るキートップ付スイッチ用部材のベース部材１のキートップ貼付け部３を除いた箇所を図示しない治具で固定し、キートップ２をクランプ９で把持した状態でこのクランプ９を垂直上方に５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き上げたときの、耐力を測定することで接着強度を測定した。なお、測定器は日本電産シンポ（株）製を使用した。ただし、単に接着強度だけでは接着状態の良否の判定が難しいということがあるため、接着強度試験を行ったすべての試験片についてキートップ２が剥離した後のベース部材１の表面を観察することで、最終的な判定を行った。
【００４０】
また、接着性付与成分を有する付加反応型のシリコーン接着剤５によるベース部材１及びキートップ２へ化学的な影響を見るため外観検査を目視で行った。
【００４１】
試験片としては、透光性の硬質樹脂であるポリカーボネート樹脂製のキートップ２とシリコーンゴムのベース部材１とを、接着性付与成分の配合量を０〜５０質量部の範囲で７種類（０、０．０１質量部、０．１質量部、１質量部、１０質量部、２０質量部、５０質量部）に設定した付加反応型のシリコーン接着剤で一体化したものを使用した。試験は、これら７種類の試験片について３回実施した（試験片を２１個使用した）。その結果は、表１のとおりである。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１に示したとおり、接着強度においては、接着性付与成分を全く含まない場合には接着力が平均値で０．８２ｋｇｆと低く、また、接着性付与成分を５０質量部添加したものでは接着力が平均値で１．１９ｋｇｆと低いので、実用上必要な接着強度を得ることができなかった。
【００４４】
接着性付与成分を０．０１〜２０質量部添加したものでは、接着力が平均値で２．７０〜３．３０ｋｇｆを示し実用上必要な接着強度は得られることがわかった。しかしながら、接着性付与成分を０．０１質量部又は２０質量部添加したものでは、試験後の剥離状態を見るとベース部材１とキートップ２との界面できれいに剥離されているため接着状態としては不完全であり、信頼性の点で製品として採用することは難しい。これに対し、接着性付与成分を０．１〜１０質量部添加したものでは、試験後の剥離状態を見るとベース部材１が破壊されているほどに接着状態が良好であった。
【００４５】
また、外観検査にあっては、キートップ２が透光性を有しているため、接着強度試験を行う前にキートップ２の外側から接着部を観察したが、表１のとおり、接着性付与成分の配合量が０〜１質量部のものにあっては接着部が半透明を呈し外観良好であり、接着性付与成分の配合量が２０又は５０質量部のものにあっては接着部が白濁を呈し外観不良と判断された。また、接着性付与成分の配合量が１０質量部のものにあっては、接着部がやや白濁を呈していたが、製品仕様によっては使用できるため特定仕様用として実用できると判断した。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、弾性樹脂製のベース部材と硬質樹脂製のキートップとを接着して一体化したスイッチ用部材であって、ベース部材はシリコーンゴムからなると共に、キートップを設けるためのキートップ貼付け部と該キートップ貼付け部同士を繋ぐ基部とを備え、キートップ貼付け部にはエポキシ当量が１００〜５０００ｇ／１ｍｏｌで、分子中に芳香族環を少なくとも１個有する有機化合物又は有機珪素化合物を含有する付加反応硬化型のシリコーン接着剤を介してキートップが直接設けることで信頼性の高い接着強度が得られるので、キートップの表面を改質する前処理を不要とし、スイッチ用部材のベース部とキートップとの間に接着下地層を設けることもないのでため、製造工数が大幅に削減され製品コストの低減が図れる。また、金型にて一体成形する必要もないため、ベース部の基部に着色層を形成するための印刷や塗装が容易に施すことができる。
【００４７】
請求項２に記載の発明によれば、ベース部材のシリコーンゴム、シリコーン接着剤及びキートップは透光性を有し、基部の表面には遮光性着色層を設けているので、キートップの部分のみを照らし出すことができるため、請求項１に記載の効果に加え、暗い場所でも各キートップの機能が明確に認識することができる。
【００４８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、ベース部材とキートップとの接着強度をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るキートップ付スイッチ用部材の実施の形態を示した要部断面図である。
【図２】図１で示した実施の形態の別の態様を示した要部断面図である。
【図３】この発明に係るキートップ付スイッチ用部材の他の実施の形態を示した要部断面図である。
【図４】この発明の実施の形態の性能試験の状態を示した模式図である。
【図５】従来のキートップ付スイッチ用部材を示した要部断面図である。
【符号の説明】
１  ベース部材
２  キートップ
３  キートップ貼付け部
４  基部
５  付加反応型のシリコーン接着剤
６、７、８  着色層
【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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