JP2781799B2 - 硬質キートップ押釦スイッチ用カバー部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は硬質キートップ押釦スイ
ッチ用カバー部材、特にはキートップ部が高硬度樹脂で
構成されていることから、卓上電子計算機、リモコン、
電話機、ＯＡ機器、家電品などに有用とされる、硬質キ
ートップ押釦スイッチ用カバー部材に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】硬質指触感がよくて操作性が優れてお
り、押圧時のスプリング特性もよい硬質押釦スイッチ用
カバー部材については、スカート部、ベース部、接点部
をシリコーンゴムで作製し、キートップ部をアクリルや
不飽和ポリエステル、メタクリルなどのオリゴマーもし
くはモノマー単体もしくはそれらを化合させたものに硬
化剤、着色剤などを添加した液状体を加熱硬化させたも
のからなるものとしたものが検討されている。これらは
硬質指触感をもっているし、エステルなどの油脂分がキ
ートップ部から浸透して導電接点を汚染することがな
く、薄型製品やキーの大きな製品にも対応できるという
利点がある。

【０００３】しかして、この種の硬質押釦スイッチ用カ
バー部材の製造は、高硬度樹脂の液状体と未硬化のシリ
コーンゴムを熱硬化する温度に加熱されている金型のキ
ートップ部形成用の彫り込み部に注入装置などで充填
し、その液状体が半硬化し、粘着性は保っているが流動
性を失ったところで、未硬化のシリコーンゴムを薄肉可
動部、ベース部形成用の彫り込み部に充填し、先に充填
したキートップ部と一体化して完全硬化させ、金型から
取り出すという方法で行なわれるが、これらの作業およ
び高硬度樹脂の液状体の配合作業は加工性の面からその
すべてを装置のみによる加工とすることができず、一部
は手作業で行なわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来法に
よる硬質押釦スイッチ用カバー部材の製造方法では、図
３及び図４に縦断面図で示したように、この硬質押釦ス
イッチ用カバー部材31のキートップ部32成形用の彫り込
み部42に充填された高硬度樹脂33が、彫り込み部42での
加熱硬化成形過程で収縮する傾向があるため、次に薄肉
可動部34とベース部35とを形成すべく充填されたシリコ
ーンゴム36が、本来高硬度樹脂33で形成されるべきキー
トップ部32の一部37にまで入り込んでしまうほか、キー
トップ部32自体の寸法精度も悪くするという不利があ
る。また高硬度樹脂33の液状体を彫り込み部42に充填す
ると、高硬度樹脂33の液面レベリング性が悪いために、
高硬度樹脂33とシリコーンゴム36との境目に凹凸が生
じ、製品の機械的強度を低下させるという不利もある。

【０００５】さらに、従来使用されている高硬度樹脂で
作製されたキートップ部は、加熱により黄変する傾向が
あるため、アフターキュアの際に十分な熱を加えてシリ
コーンゴムに含まれている低分子シロキサンを除去させ
ることができず、導通接点部に低抵抗が要求される分野
には使えないほか、キートップ部の天面に文字などを印
刷した後のインキの乾燥、硬化も十分にできないので、
インキの接着強度が弱くなるという不利がある。なお、
キートップ部を形成する従来の高硬度樹脂は、熱硬化が
完了していないと、若干とはいえ皮膚刺激性の強いもの
があり、熱硬化のときに発生する刺激臭にも若干の問題
がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の硬質キートップ
押釦スイッチ用カバー部材は、メチルシリコーンレジ
ン、フェニルシリコーンレジン、ジメチルジフェニルシ
リコーンレジン及びメチルフェニルシリコーンレジンか
ら選ばれるショアＤ硬度が40以上の高硬度シリコーン樹
脂で作製されたキートップ部を、弾性を有するシリコー
ンゴムで作製された薄肉可動部及びベース部のキートッ
プ部基部で、一体成形してなることを特徴とする。

【０００７】すなわち、本発明者らは上記した従来の不
利、欠点を解決した硬質キートップ押釦スイッチ用カバ
ー部材を開発すべく種々検討した結果、キートップ部を
上記高硬度シリコーン樹脂で作製すれば、硬化後のキー
トップ部のショアＤ硬度が40以上のものになるほか、硬
化前のものが液状体であっても皮膚刺激性が小さく、ま
た高分子物であっても低粘度化された液状体とすること
ができ、ガスをそれほど発生することなく固体化するこ
とができ、このものは硬化時に収縮することもないの
で、これによれば注型で寸法精度のよいキートップ部を
得ることができることを見出し、この薄肉可動部とベー
ス部については従来のシリコーンゴムで形成すれば、こ
れがそのキートップ部基部で上記高硬度シリコーン樹脂
ともよく接着するので、目的とする硬質キートップ押釦
スイッチ用カバー部材を容易に、かつ有利に一体成形物
として得ることができることを確認して本発明を完成さ
せた。以下にこれをさらに詳述する。

【０００８】

【作用】本発明の硬質キートップ押釦スイッチ用カバー
部材は、キートップ部がショアＤ硬度が40以上の上記高
硬度シリコーン樹脂で形成されているので、すぐれた硬
質指触感をもつほか、油脂分の浸透を防ぐ効果もあり、
加熱時に収縮することがないので寸法精度もよく、キー
トップ部に薄肉可動部及びベース部用のシリコーンゴム
がかぶさることも、加熱時に黄変することもないという
利点をもつものとなる。さらに、製造時に皮膜刺激や刺
激臭を伴なうおそれもない。

【０００９】

【発明の実施の形態】 本発明の硬質キートップ押釦スイ
ッチ用カバー部材においてキートップ部に用いられる高
硬度シリコーン樹脂は、化学構造的には主鎖がシロキサ
ン骨格をしているシリコーンレジンが用いられるが、こ
れには架橋密度が高く、三次元架橋構造を取り易く、ブ
ロック共重合体も得やすいシリコーンレジンが好まし
い。

【００１０】この高硬度シリコーン樹脂はメチルシリコ
ーンレジン、フェニルシリコーンレジン、ジメチルジフ
ェニルシリコーンレジン及びメチルフェニルシリコーン
レジンから選ばれ、これらはショアＤ硬度が40以上の高
い硬度の成形品を与える。また、この高硬度シリコーン
樹脂は高分子物でも低粘度化された液状体とすることが
できるし、熱硬化時の収縮も小さいので寸法精度がよ
く、したがってキートップ部形成用の彫り込み部内で硬
化しても、ここに薄肉可動部及びベース部用のシリコー
ンゴムがまざることはないし、この液状体は表面凝集エ
ネルギーが低く、 100℃以上に加熱されると粘度低下が
加速される傾向があるので、型に滴下、充填すると型中
で容易にレベリングし、その後にここに充填されるシリ
コーンゴムとの境目が凹凸をもつものにもならない。

【００１１】さらに、この高硬度シリコーン樹脂は主鎖
がシロキサン結合であるため硬化前の液状体であっても
皮膚刺激性が小さく、長時間使用しても湿疹やかぶれな
どを起すおそれがないし、これから作られたキートップ
部は加熱されても黄変することがないので十分な熱処理
が可能で、キートップ部の天面に印刷された文字、記号
などとの接着力も強固になるという有利性をもっている
ほか、得られたキートップ部が耐熱性、耐寒性、耐オゾ
ン性、耐薬品性にもすぐれていることから、これを用い
た硬質キートップ押釦スイッチ用カバー部材は硬質指触
感をもち、油脂分の浸透防止性をもつので環境特性のす
ぐれたものになるという利点がある。

【００１２】この高硬度シリコーン樹脂の液状体の粘度
はどのようなものであってもよいが、型中への充填のた
めには 500ポイズ以下とすることがよく、これによれば
公知の各種吐出装置、例えばプランジャー式ポンプディ
スペンサー、ローラー式チューブポンプディスペンサ
ー、ピアノタッチ式チューブポンプディスペンサー、エ
アーディスペンサーなどでの滴下充填ができる。なお、
このキートップ部を形成する上記高硬度シリコーン樹脂
の硬化機構は付加反応、ラジカル反応、付加反応とラジ
カル反応との共反応のいづれかを採用すればよい。

【００１３】このようにして作られたキートップ部には
その天面に文字、数字、記号などの符号が印刷、または
塗装されることもあるが、この場合はキートップ部が上
記した高硬度シリコーン樹脂で作られていることから、
ここに使用するインキ、塗料はこの高硬度シリコーン樹
脂と同一もしくは類似の成分に着色剤、架橋剤、希釈剤
などを配合したものとすることがよく、例えばキートッ
プ部がメチルシリコーンレジンで作られた場合はインキ
または塗料もメチルシリコーンレジン系のものとし、こ
れがフェニルシリコーン樹脂で作られた場合にはイン
キ、塗料もフェニルシリコーンレジン系のものとするこ
とがよい。この印刷用インキは、付加反応、縮合反応、
ラジカル反応または付加反応とラジカル反応とからなる
共反応のいずれかの反応機構により硬化される。

【００１４】他方、本発明の押釦スイッチ用カバー部材
における薄肉可動部及びベース部は弾性を有するシリコ
ーンゴムから作製されるが、このシリコーンゴムは従来
から押釦スイッチ用カバー部材の製造に使用されている
ものとすればよく、特には加熱硬化型の平均単位式がR_a
SiO_4-a/2で示され、Ｒがメチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基などのアルキル基、ビニル基、アリル基な
どのアルケニル基、フェニル基、トリル基などのアリー
ル基、またはこれらの基の炭素原子に結合する水素原子
の一部または全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換
したクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノ
エチル基などから選択される同一または異種の非置換ま
たは置換の１価炭化水素基、ａが1.90〜2.05であるもの
とすることができるが、このものはそのＲの80モル％以
上がメチル基で、 0.1〜 0.5モル％がビニル基であるも
のとするのがよく、また25℃における粘度が 100cS以
上、好ましくは 1,000cS以上であるオルガノポリシロキ
サンをベースとするものとすることが好ましいが、これ
は自己接着性のものとすることもできる。

【００１５】このシリコーンゴムにはシリカ系充填剤を
配合するのが一般的であり、この充填剤としては煙霧質
シリカ、湿式シリカ、石英粉末、けいそう土などが代表
的なものとして例示されるが、これらは粒径が50μｍ以
下のものとすることが好ましく、この添加量はオルガノ
ポリシロキサン 100重量部に対して20〜 200重量部の範
囲とするのが好ましい。なお、この組成物は分散剤とし
てアルコキシ基、シラノール基などを含有するシランを
含んだものとしてもよく、さらには着色のための無機
質、有機質の顔料などを含んだものとしてもよい。

【００１６】また、このシリコーンゴム組成物はこれを
硬化させる架橋剤を含むものとされるが、これには１分
半減期が 120°〜 180℃以下のものとすることが好まし
いことから、ベンゾイルパーオキサイド、ジクロロベン
ゾイルパーオキサイド、ブチルパーオキシ−２−オクチ
ルヘキサネート、 2,5−ジメチル− 2,5−ジベンゾイル
パーオキシヘキサン、ブチルパーオキシラウレート、シ
クロヘキサンパーオキサイド、ブチルパーオキシイソプ
ロピルカーボネート、ブチルパーオキシアリルカーボネ
ートなどで例示されるラジカル反応型のものが採用され
る。なお、このシリコーンゴム組成物はこのオルガノポ
リシロキサンをアルケニル基などの脂肪族不飽和基を含
有するものとし、これに分子中にけい素原子に結合した
水素原子を少なくとも２個含有するオルガノハイドロジ
エンポリシロキサンと塩化白金酸または白金系錯体、塩
化白金酸とアルコール、アルデヒド、オレフィン、ビニ
ルシロキサンとの錯塩などからなる白金触媒とからなる
付加反応型のものとしてもよい。

【００１７】本発明の硬質キートップ押釦スイッチ用カ
バー部材を得るには、未硬化の上記高硬度シリコーン樹
脂に必要に応じ架橋剤、硬化剤、着色剤、安定剤などを
加えた液状体を、この液状体と未硬化のシリコーンゴム
の両者を熱硬化できる温度に加熱されている金型のキー
トップ部形成用の彫り込み部に、吐出装置などを用いて
滴下充填し、この液状体が半硬化し、粘着性は保ってい
るが流動性を失ったところで、未硬化のシリコーンゴム
を薄肉可動部、ベース部形成用の彫り込み部に充填し、
そのキートップ部基部でさきに充填されているキートッ
プ部と一体化し完全硬化させればよい。なお、これらの
成形作業および上記液状体の配合工程の一部は手作業に
頼ることもあるが、この液状体は皮膚刺激性も少なく、
熱硬化時に発生するガスも刺激性が少ないので、この作
業は安全に行なうことができる。

【００１８】このようにして作られた本発明の硬質キー
トップ押釦スイッチ用カバー部材は、図１に縦断面図で
示したように、硬質キートップ押釦スイッチ用カバー部
材１のキートップ部２が上記高硬度シリコーン樹脂３で
作製され、薄肉可動部４とベース部５とが弾性を有する
シリコーンゴム６で作製されるが、この高硬度シリコー
ン樹脂３が表面凝集エネルギーの低いレベリング性のよ
いものであることから、図２に示したように高硬度シリ
コーン樹脂23はキートップ部形成用の彫り込み部22の中
で容易にレベリングされ、ここに充填されるシリコーン
ゴム６と、その境目のキートップ部基部７で凹凸を発生
させることなく一体成形される。

【００１９】

【実施例】つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。 実施例１ 高硬度シリコーン樹脂としてのジメチルジフェニルシリ
コーンレジン・Ｘ321195［信越化学工業（株）製商品
名］ 100重量部に架橋剤・ＣＸ−1195［信越化学工業
（株）製商品名］10重量部、硬化触媒・Ｘ−93−555
［信越化学工業（株）製商品名］ 0.4重量部を配合した
ものをベース材料とし、これに着色剤・ＳＴＶＸ683
［大日精化工業（株）製商品名］を１重量部添加してな
る配合物をエアディスペンサー・ＡＤ3000ＶＨ［岩下エ
ンジニアリング（株）製商品名］を使用して、 150℃に
加熱されているキートップ部形成用の彫り込み部に滴下
充填した。

【００２０】ついで、この滴下した液状体が半硬化し、
流動性が失われた30秒後に、シリコーンゴムコンパウン
ド・ＫＥ−9510Ｕ［信越化学工業（株）製商品名］ 100
重量部に架橋剤・パーヘキサ25Ｂ［日本油脂（株）製商
品名］１重量部を配合してなる配合物を薄肉可動部とベ
ース部を形成する金型の彫り込み部に充填し、成形圧力
100kg/cm²、成形時間10分の条件で加熱圧縮成形したと
ころ、キートップ部が、薄肉可動部及びベース部のキー
トップ部基部で一体成形された押釦スイッチ用カバー部
材が得られた。

【００２１】つぎに押釦スイッチ用カバー部材のキート
ップ部の天面に、上記ジメチルジフェニルシリコーンレ
ジン 100重量部に酸化チタン・Ａ−220 ［石原産業
（株）製商品名］20重量部を添加混練し、希釈剤として
トルエンで 300ポイズの粘度とした白色ペースト状イン
キをスクリーン印刷し、乾燥炉中において 200℃で60分
間乾燥した。このものはキートップ部が上記高硬度シリ
コーン樹脂で作られているのでショアＤ硬度40以上であ
ることからすぐれた硬質指触感をもつもので、外観もよ
く、加熱して黄変しないし、異臭もなく、さらにはキー
トップ部と薄肉可動部、キートップ部とインキとの接着
も強固で信頼性のすぐれたものであった。

【００２２】実施例２ 実施例１の硬質キートップ押釦スイッチ用カバー部材を
100枚成形し、キートップ部へのシリコーンゴムの回り
込みの有無、キートップ部の黄変の有無、キートップ部
間のピッチ（キーピッチ）の寸法精度の良否を判定した
ところ、後記する表１に示したように、シリコーンゴム
の回り込みとキーピッチの寸法精度の悪いものが５枚と
少なかったし、黄変は全く発生しなかった。

【００２３】比較例１ 実施例１と同じ金型でキートップ部のみアクリル樹脂で
成形した従来の硬質キートップ押釦スイッチ用カバー部
材を 100枚成形し、キートップ部へのシリコーンゴムの
回り込みの有無、キートップ部の黄変の有無、キートッ
プ部間のピッチ（キーピッチ）の寸法精度の良否を判定
したところ、つぎの表１に示したとおり、シリコーンゴ
ムの回り込みとキーピッチの寸法精度の悪いものが85枚
と多く、すべて黄変していた。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例３ 実施例１で得られた本発明の硬質キートップ押釦スイッ
チ用カバー部材を、表２に示した乾燥炉条件でアフター
キュアーし、キートップ部の黄変発生状況、重合度10以
下の低分子シロキサン含有量のガスクロマトグラフィー
法による測定、インキの密着強度確認のための爪による
印刷文字のひっかき試験を行なったところ、表２に併記
したとおり、キートップ部の黄変はいずれの条件でも発
生せず、200℃で15分以上乾燥炉に入れることができれ
ばインキの密着強度もほぼ良好で低分子シロキサン含有
量も1,000ppm以下にできた。

【００２６】比較例２ 比較例１で得られたキートップ部をアクリル樹脂で成形
した従来の硬質キートップ押釦スイッチ用カバー部材
を、実施例３と同様に表２に示した乾燥炉条件でアフタ
ーキュアーし、キートップ部の黄変発生状況、重合度10
以下の低分子シロキサン含有量のガスクロマトグラフィ
ー法による測定およびインキの密着強度の確認のため爪
によるひっかき試験によるインキの密着強度をしらべた
ところ、表２に併記したとおりの結果となり、完全な密
着強度を得るための乾燥条件ではキートップ部が黄変し
てしまうし、逆に黄変しない温度では不十分な密着強度
しか得られなかった。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例４ 本発明の硬質キートップ押釦スイッチ用カバー部材の作
製時の刺激臭を７人のモニターを使って調べたところ、
表３に示したように全員が刺激臭を感じなかった。

【００２９】比較例３ 比較例２で使用した従来の方法で作製された硬質キーボ
ート押釦スイッチ用カバー部材について、作製の際の熱
硬化時に発生する蒸気の異臭を７人のモニターを使って
調べたところ、つぎの表３に示したとおりの結果が得ら
れた。

【００３０】

【表３】

【００３１】

【発明の効果】本発明の硬質キートップ押釦スイッチ用
カバー部材は、キートップ部がショアＤ硬度40以上の上
記高硬度シリコーン樹脂からなっているので、硬質指触
感があり、加熱しても黄変せず、また寸法精度に優れて
いるのでシリコーンゴムと一体成形したときにキートッ
プ部にシリコーンゴムがかぶさることがなく、キートッ
プ部とシリコーンゴムとの境目に凹凸の生ずることもな
い。さらに硬化前の液状をした上記高硬度シリコーン樹
脂が皮膚刺激、刺激臭を持たないので安全に作業がで
き、キートップ部の天面に設けられる文字、記号などの
印刷、塗装面との接着性もよいという有利性をもつもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の硬質キートップ押釦スイッチ用カバー
部材の縦断面図を示したものである。

【図２】本発明の硬質キートップ押釦スイッチ用カバー
部材の製造時における、キートップ部形成用の彫り込み
部での上記高硬度シリコーン樹脂のレベリング性を示す
縦断面図である。

【図３】従来の硬質キートップ押釦スイッチ用カバー部
材の縦断面図を示したものである。

【図４】従来の硬質キートップ押釦スイッチ用カバー部
材の製造時における、キートップ部形成用の彫り込み部
での高硬度樹脂液状体のレベリング性を示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】１ ，31…押釦スイッチ用カバー部材、 ２，32…キート
ップ部、 ３，23，33…高硬度シリコーン樹脂、 ４，34…薄
肉可動部、 ５，35…ベース部、 ６，36…シリコ
ーンゴム、７…キートップ部基部 、 22，42…彫り込み
部、 37…キートップ部の一部に廻りこんだシリコーンゴム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 13/14 H01H 3/12 H01H 11/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メチルシリコーンレジン、フェニルシリコ
   ーンレジン、ジメチルジフェニルシリコーンレジン及び
   メチルフェニルシリコーンレジンから選ばれるショアＤ
   硬度が40以上の高硬度シリコーン樹脂で作製されたキー
   トップ部を、弾性を有するシリコーンゴムで作製された
   薄肉可動部及びベース部のキートップ部基部で、一体成
   形してなることを特徴とする硬質キートップ部押釦スイ
   ッチ用カバー部材。
2. 【請求項２】前記高硬度シリコーン樹脂は、その硬化前
   の粘度が 500ポイズ以下である請求項１記載の硬質キー
   トップ押釦スイッチ用カバー部材。
3. 【請求項３】前記高硬度シリコーン樹脂は、付加反応、
   ラジカル反応または付加反応とラジカル反応とからなる
   共反応のいずれかの反応機構により硬化されたものであ
   る請求項１記載の硬質キートップ押釦スイッチ用カバー
   部材。
4. 【請求項４】前記シリコーンゴムは、付加反応またはラ
   ジカル反応のいずれかの反応機構により硬化されたもの
   である請求項１記載の硬質キートップ押釦スイッチ用カ
   バー部材。
5. 【請求項５】前記キートップ部は、その天面に、付加反
   応、縮合反応、ラジカル反応または付加反応とラジカル
   反応とからなる共反応のいずれかの反応機構で硬化され
   た、印刷用インキによる文字、記号などの符号部が設け
   られている請求項１記載の硬質キートップ押釦スイッチ
   用カバー部材。