JP2002231084A - キーパッドとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造工程を簡素化し、高品質で高生産性を達成
したコストを低くする。 【解決手段】熱可塑性樹脂製のキートップ形状物１２と
熱可塑性エラストマー製キーシート状物１６が射出工程
により一体化するように成形され、上面側が塗装および
／または印刷で加飾されたキーパッド形状物１７であっ
て、このキーパッド形状物１７の上面が、硬化後の樹脂
の伸びが１５〜８０％であるＵＶ塗料を使用してさらに
塗装されることを特徴とする。熱可塑性樹脂は、ポリカ
ーボネート樹脂であってもよく、前記熱可塑性エラスト
マーは、ポリエステル系熱可塑性エラストマーであって
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器、制
御機器、携帯用電子端末機器等の筐体、制御パネルに関
する。更に詳しくは、民生用、産業用の各種電子機器、
制御機器、携帯用電子端末機器等に備えられ、スイチン
グ作用を行うための制御パネルのキーボードスイッチの
キーパッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のスイッチ、いわゆるキーボードス
イッチを必要とする機器は多い。昨今、携帯電話器の普
及によりキーボードスイッチの使用が多くなっている。
これに使用されるキーボードスイッチは、主にキーパッ
ドと金属タクトスイッチから構成されている。

【０００３】従来、この様な構成のキーパッドの多く
は、図１のようになっており、熱可塑性樹脂から射出成
型で作られたキートップ形状物を塗装および／または印
刷で表示や加飾をしたキートップ３１と、シリコーンゴ
ム等から熱プレス成型で作られたキーシート状物３２と
を接着剤で接着したものである。

【０００４】このキートップ３１は、予め塗装および／
または印刷による表示や加飾が為されており、更にその
上面には、指押しによる磨耗で表示が不明朗になったり
消失したりするのを防ぐために、ＵＶ（紫外線）イン
キ、ＵＶ塗料やその他の保護コート材による塗装や印刷
が為されている。

【０００５】この従来型キーパッドの製造方法につい
て、図２および図３によりその一例を説明する。先ず熱
可塑性樹脂で射出成型し、キートップ集合体３３を作成
する。続いてこのキートップ集合体３３を塗装し、文字
数字等をパッド印刷する。図２は成形されパッド印刷さ
れたキートップ集合体３３の平面図であり、図３は、図
２のＡ−Ａ断面図である。

【０００６】図において、複数のキートップ３１が枠３
４内に連結されて成形され、このキートップ３１は成形
体である樹脂部３５の表面に塗装層３６が設けられ、こ
の上に文字数字等のパッド印刷がなされ、パッド印刷層
３７を形成する。このパッド印刷層３７の上層に、この
キートップ表面の保護のためＵＶ塗装３８がなされる。
このように表示加飾済みのキートップ集合体３３が作成
される。

【０００７】次に、このキートップ集合体３３は切断機
にかけられて、各キートップ３１が切断分離される。分
離された個々のキートップ３１は、別工程で予め製作し
たシリコーンゴム製等のキーシート状物３２に正確に位
置決めしつつ接着される。このようにキートップ３１を
個別に作成した後、キーシート状物３２に接着させてい
る。この位置決め接着工程は非常に高度な技術を必要と
し、通常は切断工程と接着工程で専用の受け治具を駆使
して一体化するようにしているが、複雑で多くの工数を
要していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来型のキー
パッド製造法は、下記に示すように種々の問題点を含
み、効率的な製造方法とは言えなかった。即ち、携帯電
話機器用のキーパッドはサイズが小さく、競争の激しい
市場で低価格を求められており、また、表示や加飾を行
う場合に、塗装という手段は印刷に比較して高価であ
り、特にＵＶ塗装は高価である。また印刷は塗装より安
価ではあるが印刷のうちでもパッド印刷はスクリーン印
刷より更に高価である。

【０００９】このように従来型のキーパッド製造法は、
前述の高価な印刷および塗装を含むものであり、必然的
に製造コストの高い方法になっており、従って不良率を
極力下げる努力も必要とされていた。前述したように、
キートップ集合体を成形した後は、切断と位置決め接着
工程がある。

【００１０】この工程の問題点として、プレス切断では
切断カスによる挟み込みでキートップ表面に微小キズが
発生し易く、接着工程では位置ズレや回転（円形キーで
は数度の回転接着不良が起こり得る）が生じるおそれが
ある。要するに切断と位置決め接着の工程は、多大の努
力がされているものの不良をゼロにすることは困難で最
も気を使う工程なのである。一般に高い不良率の発生が
見込まれる工程はなるべく前の方へもっていって付加価
値があまり付かない前に処理し、塗装など工程費用が高
い工程は最終段階にある方が大量製造法として有利であ
るので、そのための開発努力もなされている。

【００１１】本発明は、このような技術的背景に基づい
てなされたもので、下記の目的を達成するものである。
本発明の目的は、製造工程を簡素化しコストの低いキー
パッドおよびその製造方法を提供することにある。本発
明の他の目的は、高品質で高生産性を達成したキーパッ
ドおよびその製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のキーパッドは、
熱可塑性樹脂製のキートップと熱可塑性エラストマー製
キーシート状物が射出工程により一体化するように成形
され、上面側が塗装および／または印刷で加飾されたキ
ーパッド形状物であって、このキーパッド形状物の上面
が、硬化後の樹脂の伸びが１５〜８０％であるＵＶ塗料
を使用してさらに塗装されているものであることを特徴
としている。

【００１３】また、前記熱可塑性樹脂は、ポリカーボネ
ート樹脂又はＡＢＳ樹脂であってよく、前記熱可塑性エ
ラストマーは、主にポリエステル系熱可塑性エラストマ
ーを含む熱可塑性エラストマー組成物が好ましい。

【００１４】本発明のキーパッド製造方法は、熱可塑性
樹脂製のキートップを成形後、一方の金型に前記キート
ップを保持した状態で他方の金型を替えてキーシート状
物成形のための熱可塑性エラストマーを射出させ前記キ
ートップと一体化するようにしてキーパッド形状物を成
形する工程と、この成形されたキーパッド形状物の上面
側を塗装および／または印刷する工程と、この塗装およ
び／または印刷されたキーパッド形状物の上面を、硬化
後の樹脂の伸びが１５〜８０％であるＵＶ塗料を使用し
て塗装させる工程とを含むことを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を詳細に説明
する前に、本発明の使用対象の例として携帯電話器の概
要について説明する。図４に示すものは、本発明のキー
パッドを備えた携帯用電話器の斜視図である。携帯用電
話器１は、合成樹脂製の電話器本体２から構成されてお
り、この電話器本体２内には電話の機能を実現するＩＣ
等の電子機器が内装されている。

【００１６】電話器本体２には、ケースカバー３と裏面
本体５の２体からなりその厚さ方向の中心の分割面６で
２分割される。電話器本体２の上面にはケースカバー３
が配置され、この裏面には裏面本体５が配置固定されて
いる。ケースカバー３は、制御パネルの機能と電話器本
体２としての両方の機能を果たすものであり、複数の押
しボタン４が配置されキー群７を構成する。ケースカバ
ー３と裏面本体５とは、ビス又はノッチ等の公知の固定
手段で一体に固定される。ケースカバー３には、後述す
る方法で作られるキーパッドで示される押しボタン４が
配置されている。

【００１７】次に本発明のキーパッドの製造法について
詳細に述べる。熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーを
材料として一体化成型でキーパッド形状物を成形する。
即ち、先に熱可塑性樹脂でキートップの原型になるキー
トップ形状物を射出成形によって成形し、この成形過程
で一方の金型を替えてこの金型とキートップとの間に新
たなキャビテーションをつくり、熱可塑性エラストマー
を射出してキートップと一体にしたキーパッド形状物を
成形する。

【００１８】この製造過程を図５および図６について説
明する。キートップの原型は、複数個同時に成形され、
可動側型板８と固定側型板９との間に設けられるキャビ
テイション１０にピンポイントゲート１１を介して熱可
塑性樹脂を射出させ成形される。これがキートップ形状
物１２である。次に成形されたキートップ形状物１２を
可動側型板８に残した状態で固定側型板９を取り外し、
キーシート状物成形用の第２固定側型板１３に交換して
取り付ける。

【００１９】この場合キートップ形状物１２と第２固定
側型板１３の間に第２キャビテイション１４が設けられ
る。第２のピンポイントゲート１５を介して熱可塑性エ
ラストマーをこの第２キャビテイション１４に射出させ
キーシート状物１６を成形し、キートップ形状物１２と
を射出成形金型内で熱融着させて一体化させる。これに
より完成した形状のものが、図７に示すキーパッド形状
物１７である。図８はその平面図で、４つのキートップ
形状物が示されているが、いくつであっても同様であり
複数のものが一体になって成形される。図７は図８のＢ
−Ｂ断面を示している。

【００２０】キートップ形状物１２の材料である熱可塑
性樹脂としては、多くの種類のものがあるが、ポリカー
ボネート樹脂（以下ＰＣと称す）又は、ＡＢＳ樹脂を主
成分とするものが特に好ましい。また、キーシート状物
１６の材料である熱可塑性エラストマー（以下ＴＰＥと
称す）としても多くの種類のものがあるが、ポリエステ
ル系熱可塑性エラストマー（以下ＴＰＥＥと称す）を主
に含む熱可塑性エラストマー組成物が特に好ましい。

【００２１】ＰＣとＴＰＥＥの組み合わせの特徴は、一
体化成形で熱融着し易いこと、成形後の塗装印刷に関わ
る熱風乾燥で異状を生じないだけの耐熱性が双方にある
こと、等の理由からである。また、各種の熱可塑性樹脂
に融着し易いＴＰＥは市販品として揃っており容易に入
手できるので、ＴＰＥにおいては多くの組み合わせが可
能である。

【００２２】また、ＴＰＥとしては比較的硬度の高いも
のが好ましい。具体的には、ＪＩＳＡ硬度で７０以上が
好ましい。それは、後工程でパッド印刷を行うことが多
いので、ＴＰＥ部分が余りに柔軟であると、パッド印刷
でパッドが被印刷物を押し付けた時に、位置ズレを起こ
し印刷すべき文字数字が滲み易くなるからである。

【００２３】携帯電話器のキートップの表示や加飾の例
として、以下に具体的な塗装、印刷の方法を述べる。得
られたキーパッド形状物１７を塗装することになるが、
その状態を示したのが図９である。この塗装は、キート
ップ形状物１２とキーシート状物１６に跨ってなされ、
塗装層１８を構成する。

【００２４】塗料としては、ベースポリマーにアクリル
系、ポリエステル系、一般ゴム系、またはシリコーンゴ
ム系のポリマーを使用したもの等がある。アクリル系塗
料はＴＰＥＥによく接着するので好ましいが、アクリル
ポリマーは高硬度でＴＰＥ部分を強く折り曲げた時には
ＴＰＥから剥がれるおそれがある。一方、ポリエステル
系塗料はポリマーの接着強度は劣るが、ポリマー硬度は
より柔らかいので折り曲げ時に強い。

【００２５】一般ゴム系塗料は接着力も柔軟性も優れて
いるが、配色が自由にできない色がある。シリコーンゴ
ム系塗料は接着力も柔軟性も非常に優秀であり配色も自
由度が高いが、価格が高い。何れの塗料もＰＣに対して
は特に問題ないが、ＴＰＥに対してはこの様に一長一短
がある。用途により使い分けていけばよい。

【００２６】次に、文字数字をパッド印刷する。このパ
ッド印刷の前に、成形されたキーパッド形状物１７はＴ
ＰＥを含んでいるので、印刷時にズレがないようにしな
ければならない。そのため印刷受け治具１９に工夫が必
要となる。図１０に受け治具１９に塗装済みキーパッド
形状物１７を載せた状態の一例を示している。

【００２７】キーパッド形状物１７を受け止める受け治
具１９の受け部分２０に多数の***２１を設け、この小
穴２１と連通している吸い込み穴２２から真空ポンプ等
（図示せず）で受け部分２０周囲の空気を吸い込む。減
圧してキーパッド形状物１７を受け治具１９に吸い付け
固定することで、パッド印刷時のキーパッド形状物１７
の位置ズレを少なくしている。このようにして固定され
たキーパッド形状物１７に文字や数字をパッド印刷す
る。この印刷された状態のものが図１１に示されてお
り、パッド印刷層２３を構成する。

【００２８】次にＵＶ塗装する。このＵＶ塗装はキーパ
ッド形状物１７の印刷面を保護するためのもので、図１
２に示されるように塗装層１８およびパッド印刷層２３
に跨ってなされ、ＵＶ塗装層２４を構成する。これによ
ってキーパッド２５が完成する。使用するＵＶ塗料は、
硬化後の樹脂の物性として伸び（「破断伸び」ともい
う）で２０〜１００％の物を使用する。耐磨耗性が優れ
ている塗料が当然好ましいが、これはＵＶ塗料の組成に
より異なるので一定せず、塗膜厚さに大きく影響を受け
る。塗膜厚さは硬化後で５μ以上、できれば10μ以上が
好ましい。

【００２９】硬化後の樹脂における伸びが１５％以下の
塗料は、塗装後にＴＰＥ部を屈曲した場合に、このＴＰ
Ｅの変形に対応できず前工程で塗装された塗料が剥がれ
る恐れが高い。一方、伸びが８０％以上の物では塗膜が
柔らかく耐磨耗性で不満足な結果が得られる。一般に機
器の塗膜保護で使われるＵＶ塗料は、硬化後の樹脂の伸
びが１５％以下の物であり硬度も高い。実際に携帯電話
機のケースやキートップの塗膜保護の目的で使われるＵ
Ｖ塗料は伸びが１５％以下となっており、鉛筆硬度で４
H〜5Hもあって爪先では傷は付かない。

【００３０】また、念のために記述するが、シリコーン
ゴム製のキーシートに塗装、ＵＶ塗装した場合には、シ
リコーンゴムとＵＶ塗膜間の強い接着力の確保は非常に
困難である。本発明ではシリコーンゴムに比較したら、
はるかに塗料の接着性が優れているＴＰＥを使用してい
る。ＴＰＥ使用のキーシートは携帯電話用としてはマイ
ナーであり、本発明でＴＰＥを取り上げ使用したのも特
徴の一つである。

【００３１】本発明は、塗装工程でＴＣとＴＰＥ部を同
時に塗装する。ＴＰＥ部をマスキングしないで行っても
よい方法であり、従来の方法の方法と全く異なる製造方
法である。しかし、前述の様に、伸び１５〜８０％のや
や柔らかいＵＶ塗料を使うようにしたので、塗装された
ＴＰＥ部分も特に問題を起こさない。

【００３２】このため、ＴＰＥ部に激しい屈曲、例えば
ＴＰＥキーシート状部に９０度屈曲を与えるなどした場
合でも、ＵＶ塗装層にそこそこの伸びがあり塗膜自体も
丈夫なので、塗膜はＴＰＥ部から部分的に割れることが
あっても剥がれることはなく機能上問題はない。また、
一般に硬化後の鉛筆硬度は２Ｈ以下になることが多い
が、ＵＶ塗膜厚さを１０μ程度以上にするなど厚くする
ことで必要十分な耐磨耗性を得ることができ、キーパッ
ドは従来と同様な性質のものになり使用上問題ない。

【００３３】「実施例１」以下、キーパッド製造上の実
施、および実験の結果について説明する。キーパッド形
状物の製造については、ＰＣ「パンライトＬ−１２２５
ＬＬ（帝人化成社製）」とＴＰＥＥ「ハイトレル３８４
６（東レ・デユポン社製）」を使い一体化成型で図６に
示すキーキーパッド形状物を得る。図７で１２がＰＣ部
分であり、１６がＴＰＥ部分である。

【００３４】一体化成型（２色成型とも称する）につい
て更に詳しく述べる。まずキートップに当たる部分をピ
ンポイントゲート１１からＰＣを射出して得るが（図
５）、金型の可動側は２５℃、固定側は７５℃とした。
ＰＣ成型品を可動側型板８に付けたまま固定側型板９を
第２固定側型板１３に交換しＴＰＥを第２のピンポイン
トゲート１５から射出した（図６）。第２固定側型板１
３側は２５℃とした。ＰＣは流れを良くするために金型
温度を高温にする必要がある一方でＴＰＥ射出時の金型
温度は２５℃程度以下に下げて成形品の離型を良くする
必要があった。

【００３５】得られたキーパッド形状物１７を１１０℃
で２時間アニールした後、スピンドル式塗装ライン上の
回転受け治具１９に載せラインを駆動した。半透明シル
バーメタリック色の塗料「プラネットＰＸ−８（オリジ
ン電気社製）」をスプレー塗装し塗装層１８を構成し
た。次に塗装されたキーパッド形状物１７を６０℃にセ
ットしたトンネル乾燥炉中を２０分かけて通過させた。

【００３６】続いて、パッド印刷で「ＳＧ７４０（セイ
コーアドバンス社製）」インキを使用して黒で文字数字
を各キーに印刷し熱風乾燥機に移して８０℃で２０分か
け乾燥し、黒色のパッド印刷層２３を設けた。

【００３７】更に、ＵＶ塗料である「Ｐ１０１０光沢タ
イプ（ＪＳＲ社製）」とシクロヘキサノン溶剤を混合し
てスプレー粘度にし、ＵＶ仕様に設備されているスピン
ドル塗装ラインにかけ硬化後膜厚が１０μ以上になるよ
うに塗装し、ＵＶ塗装層２４とした。塗装後は回転受け
治具に乗ったまま８０℃の乾燥炉を２０分間通過させそ
のまま水銀灯の下を通過させてＵＶ硬化させた。別途作
成した「Ｐ１０１０光沢タイプ」のＵＶ硬化皮膜を万能
引っ張り試験機にかけて破断伸びを測定したところ３０
％であった。図１２は、表示加飾後の完成されたキーパ
ッドを上面から見た平面図である。

【００３８】「実施例２」材料を代えてキーパッド形状
物を形成した。即ち熱可塑性樹脂として透明ＡＢＳ「ク
ララスチックＳＴ１００（日本エーアンドエル社製）」
を使い、ＴＰＥとして次の熱可塑性エラストマー組成物
を使用した。

【００３９】ＴＰＥ組成物は、「ハイトレル４００１」
を８５．１％、可塑剤としてＤＩＤＡ（アジピン酸ジイ
ソデシル）１４％、結晶化核剤としてパルミチン酸ソー
ダ０．８％、離型促進剤としてシリコーンオイル０．１
％から混練押し出ししてペレット化したものである。一
体化成形で図６に示すキーパッド形状物を得る。この実
施例では、図７の１２が透明ＡＢＳ部分であり１６がＴ
ＰＥ部分である。

【００４０】一体化成形について更に詳しく述べる。実
施例１とは、金型温度が異なる他はほぼ同様である。キ
ートップの成形での金型温度は、可動側は４０℃、固定
側は６０℃とした。透明ＡＢＣ成形品を可動側型板８に
付けたまま固定側型板９を第２固定側型板１３に交換し
ＴＰＥを第２のピンポイントゲート１５から噴射した
（図６参照）。

【００４１】第２固定側型板１３側は４０℃とした。実
施例１の場合に比較して金型間の温度差が小さいので量
産成形時の金型での支障は少ない。得られたキーパッド
形状物の塗装、印刷、ＵＶ塗装は実施例１と全く同様に
行なった。得られたものは実施例１のものと全く同様で
あった。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、キーシート製造上で最
低限必要である成型と加飾のみの工程であり、それ以外
の複雑な加工工程がない。 即ち、キートップの切断分
離工程や、個別に製造されたキートップとシリコーンゴ
ム製等のキーシート状物との接着工程など、不良を生じ
易い工程が本発明にはない。

【００４３】この結果、生産管理が簡素化された。キー
パッド形状物を金型維持保管管理と成形条件管理をもっ
て一体化成型で製造することにより、従来の問題点であ
った「キズ」「回転不良」「位置ズレ」などが生じるこ
とはなくなった。従って、この問題点は解決し、後の塗
装／印刷での品質管理に集中すればよく、品質向上の伴
った製品製造が可能となった。

【００４４】このように、本発明は、従来法に比べ、製
造工程が減少し、簡素化されたことにより、低コストで
高生産性を達成し効率のよい製造法となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来のキーボードスイッチ構成図であ
る。

【図２】図２は、従来のキーパッド構成を示す平面図で
ある。

【図３】図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図４は、本発明のキーパッドが採用された携帯
用電話器の斜視図である。

【図５】図５は、キートップ形状物を成形する状態を示
す断面図である。

【図６】図６は、キーパッド形状物を成形する状態を示
す断面図である。

【図７】図７は、キーパッド形状物を示す断面図であ
る。

【図８】図８は、キーパッド形状物を示す平面図であ
る。

【図９】図９は、キーパッド形状物に塗装層が設けられ
たことを示す断面図である。

【図１０】図１０は、キートップ形状物を受け治具で固
定する状態を示す断面図である。

【図１１】図１１は、キーパッド形状物にパッド印刷が
なされた状態を示す断面図である。

【図１２】図１２は、キーパッド形状物にＵＶ塗装がな
された状態を示す断面図である。

【図１３】図１３は、キーパッドを示す平面図である。

【符号の説明】

１…携帯用電話器 １２…キートップ形状物 １６…キーシート状物 １７…キーパッド形状物 １９…受け治具 １８…塗装層 ２３…パッド印刷層 ２４…ＵＶ塗装層

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 55:02 Ｂ２９Ｋ 55:02 67:00 67:00 69:00 69:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 31:34 31:34 Ｆターム(参考） 4D075 AE03 BB42Z BB46Z CA02 CA03 CA13 DA23 DB35 DB37 DB43 DB48 DC19 DC21 EA21 EB22 EB35 EB38 EB42 EB51 4F206 AA13 AA24 AA28 AG03 AH33 JA07 JB22 JL02 JM04 JN12 JW41 5B020 DD02 DD51 5G023 AA12 CA41 CA50

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂製のキートップと熱可塑性エ
   ラストマー製キーシート状物が射出成形の工程により一
   体化するように成形され、表面側が塗装および／または
   印刷で加飾されたキーパッド形状物であって、 このキーパッド形状物の表面が、硬化後の樹脂の伸びが
   １５〜８０％であるＵＶ塗料を使用してさらに塗装され
   るものであることを特徴とするキーパッド。
2. 【請求項２】請求項１記載のキーパッドにおいて、 前記熱可塑性樹脂は、ポリカーボネート樹脂および／ま
   たはＡＢＳ樹脂を主成分とするものであることを特徴と
   するキーパッド。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のキーパッドにおい
   て、 前記熱可塑性エラストマーは、ポリエステル系熱可塑性
   エラストマーを主成分とする熱可塑性エラストマー組成
   物であることを特徴とするキーパッド。
4. 【請求項４】熱可塑性樹脂製のキートップを成形後、一
   方の金型に前記キートップを保持した状態で他方の金型
   を替えてキーシート状物成形のための熱可塑性エラスト
   マーを射出させ前記キートップと一体化するようにして
   キーパッド形状物を成形する工程と、 この成形されたキーパッド形状物の表面側を塗装および
   ／または印刷する工程と、 この塗装および／または印刷されたキーパッド形状物の
   表面を、硬化後の樹脂の伸びが１５〜８０％であるＵＶ
   塗料を使用して塗装させる工程とを含むことを特徴とす
   るキーパッドの製造方法。