キートップフィルムの製造方法およびキートップフィルム製造機
【課題】０．１〜２ｍｍ程度の厚さのキートップ部を備えたキートップフィルムを簡単に製造することのできるキートップフィルムの製造方法を提案すること。
【解決手段】キートップフィルム製造機１００では、凸状のキートップ部に対応する凹状部１０４ａが形成された平坦な成形面１０４ｂを備えた成形金型１０４の凹状部１０４ａに紫外線硬化樹脂を充填する。成形面１０４ｂの上に基材フィルム１０７をガラス板１３６で軽く押し付け密着させ、この状態でガラス板１３６の上から紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させる。硬化後に、ガラス板１３６を外し、基材フィルム１０７の部分１０７Ａを成形面１０４ｂから剥がす。基材フィルムの部分１０７Ａの表面に硬化した紫外線硬化樹脂からなるキートップ部が一体形成されたキートップフィルムが得られる。
【解決手段】キートップフィルム製造機１００では、凸状のキートップ部に対応する凹状部１０４ａが形成された平坦な成形面１０４ｂを備えた成形金型１０４の凹状部１０４ａに紫外線硬化樹脂を充填する。成形面１０４ｂの上に基材フィルム１０７をガラス板１３６で軽く押し付け密着させ、この状態でガラス板１３６の上から紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させる。硬化後に、ガラス板１３６を外し、基材フィルム１０７の部分１０７Ａを成形面１０４ｂから剥がす。基材フィルムの部分１０７Ａの表面に硬化した紫外線硬化樹脂からなるキートップ部が一体形成されたキートップフィルムが得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話などの移動体通信機器、その他の電子機器における操作パネルのトップフィルムとして用いられる凸状のキートップ部が基材フィルムの表面に形成された構成のキートップフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、例えば、携帯電話の操作パネルとしては、合成樹脂の透明な基材フィルムの表面に凸状の透明なキートップ部が形成され、基材フィルムの裏面における各キートップ部に対応する部分に数字、文字、図形などが印刷された構成のキートップフィルムが用いられている。操作パネルにおけるキートップフィルムの裏面には、各キートップ部に対応する部位に接点スイッチなどが配列されており、キートップ部を押すと、対応する接点スイッチがオンして入力操作を行うことができるようになっている。
【０００３】
基材フィルムの表面に凸状のキートップ部を形成する方法、すなわち、キートップフィルムの製造方法としては、エンボス加工法、ポッティング加工法、凹版成型法が知られている。特許文献１にはポッティング加工法によるパネルスイッチ板の製造方法が開示されている。ここでは、基材フィルム上のスイッチ押圧位置の中心に、中央部が盛り上がった形状になるように樹脂を滴下し、しかる後に、当該樹脂を硬化させて、凸円弧状のキートップ部を形成するようにしている。
【０００４】
この方法では、液状樹脂を滴下してキートップ部を形成しているので、キートップ部の形状に制限があり、また、その高さにも限界がある。したがって、携帯電話などにおいて用いられている矩形のキートップ部を形成するには適していない。また、その高さに限界があるので、キー操作時に良好な操作感を得ることができない。
【０００５】
特許文献２には凹版成型法が記載されている。ここでは、回転ドラム表面の凹部に紫外線硬化型樹脂を充填した後に、当該回転ドラム表面に基材フィルムを圧着させながら紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させ、基材フィルムの上に紫外線硬化型樹脂からなる凸状のキートップ部を転写するようにしている。
【０００６】
この方法では、回転ドラム表面に凹部を形成する必要があるので、製造工程が複雑であり、手間やコストの点から、少量多種生産には適さない。また、キートップ部の突出高さに限界があり、０．３mm程度以上の高さ(厚さ)のキートップ部を形成することが困難である。このため、キートップ部の面外剛性が低く、キー操作時の操作感が悪いという問題点がある。
【特許文献１】特開平５−６２５５８号公報
【特許文献２】特公平２−２４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、従来の問題点に鑑みて、操作感を改善するために０．３mmよりも厚いキートップ部を精度良く簡単に形成することのできるキートップフィルムの製造方法および製造装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のキートップフィルムの製造方法は、
合成樹脂製の基材フィルム、および、この基材フィルムの表面に形成されている複数の凸状のキートップ部を有するキートップフィルムの製造方法において、
前記キートップ部に対応する複数の凹状部が平坦な表面に形成された構成の成形面を備えた成形金型を、前記成形面が上を向いた状態で定まった位置に水平に保持する金型保持工程と、
この成形金型の成形面に、紫外線を透過する基材フィルムを対峙させた状態で、この成形金型の成形面の各凹状部に、脱気装置によって脱気した後の紫外線硬化型樹脂を充填する樹脂充填工程と、
前記成形金型の成形面に前記基材フィルムを押し付けて密着させるフィルム押さえ工程と、
前記基材フィルムの上から紫外線を照射して、前記凹状部に充填した前記紫外線硬化型樹脂が前記基材フィルムに対して所定の密着強度で接着した状態を形成する樹脂硬化工程と、
前記紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が接着した前記基材フィルムを、前記成形面から剥がすフィルム剥離工程と、
剥離後の前記キートップ部に紫外線を照射して当該キートップ部を完全に硬化させる紫外線照射工程とを有することを特徴としている。
【０００９】
この場合、紫外線を透過する長尺状の前記基材フィルムを、前記成形金型の前記成形面の真上の位置を経由する搬送経路に沿って一定量だけ送り出す基材フィルム送り出し工程と、
前記基材フィルムの送りを止めて、当該基材フィルムが送り方向に移動しないようにクランプするフィルムクランプ工程と、
前記基材フィルムのクランプを解除するフィルムクランプ解除工程とを有しており、
前記金型保持工程の後に、前記基材フィルム送り出し工程および前記フィルムクランプ工程を行い、しかる後に、前記樹脂充填工程を行い、
前記樹脂硬化工程の後に、前記フィルム剥離工程を行ない、しかる後に、前記フィルムクランプ解除工程を行なうことが望ましい。
【００１０】
また、前記樹脂充填工程後に、スキージを前記基材フィルムの上から前記成形面に押し付けながら基材フィルムに沿って移動させて、これらの間の余分な前記紫外線硬化型樹脂を一方に押し出すと共に、前記成形面と前記基材フィルムの間を真空吸引することにより、スキージにより押し出された余分な前記紫外線硬化型樹脂を、これらの間から回収することが望ましい。
【００１１】
さらに、前記成形金型の成形面の真上に位置している基材フィルムの部分を、当該基材フィルムの搬送方向の上流側および下流側の部位に配置したローラの間に引張り状態で架け渡しておき、
前記フィルムクランプ工程では、前記下流側に配置したローラの外周面に前記基材フィルムを固定し、
前記フィルム剥離工程では、前記下流側に配置したローラを前記上流側に配置したローラの側に向けて転動させることにより、当該下流側に配置したローラに、前記紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が接着した前記基材フィルムの部分を巻き取ることにより、当該基材フィルムの部分を前記成形面から剥がすことが望ましい。
【００１２】
携帯電話などにおける操作パネル用のキートップフィルムの場合には、基材フィルムを厚さが０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲内のものとし、凹状部の深さを、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内とすることが望ましい。
【００１３】
次に、本発明は、合成樹脂製の基材フィルム、および、この基材フィルムの表面に形成されている複数の凸状のキートップ部を有するキートップフィルムを製造するキートップフィルム製造機であって、
前記キートップ部に対応する複数の凹状部が平坦な表面に形成された構成の成形面を備えた成形金型と、
当該成形金型を上向き状態で水平に支持している型支持台と、
長尺状の前記基材フィルムを、前記成形金型の前記成形面に対峙する位置を経由する搬送経路に沿って一定量ずつ送り出すフィルム送り機構と、
前記基材フィルムが送り方向に移動しないようにクランプするフィルムクランプ機構と、
紫外線硬化型樹脂の混入気泡を除去する膜式脱気装置と、
前記膜式脱気装置によって脱気された紫外線硬化型樹脂を前記成形面と前記基材フィルムの間に供給する樹脂充填機構と、
前記成形面および前記基材フィルムの間の余分な前記紫外線硬化型樹脂を一方向に押し出すスキージ装置と、
前記スキージ装置により押し出される余分な前記紫外線硬化型樹脂を、これらの間から回収する樹脂回収機構と、
前記スキージ装置および前記樹脂回収機構によって余分な前記紫外線硬化型樹脂が回収された後の前記成形金型の成形面に、当該成形面に対峙している前記基材フィルムの部分を密着させるフィルム押さえ機構と、
前記基材フィルムを介して前記凹部に充填された紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して、当該紫外線硬化型樹脂が前記基材フィルムに対して所定の密着強度で接着した状態を形成する紫外線照射ランプと、
前記紫外線硬化型樹脂が接着した前記基材フィルムの部分を前記成形面から剥がすフィルム剥離機構とを有していることを特徴としている。
【００１４】
ここで、前記フィルム送り機構は、前記成形金型の成形面の真上に位置している基材フィルムの部分を、当該基材フィルムの搬送方向の上流側および下流側の部位において引張り状態で支持している上流側ローラおよび下流側ローラを備えており、
前記樹脂剥離機構は、前記基材フィルムを前記下流側ローラの外周面に固定した状態で、当該下流側ローラを前記上流側ローラに向けて転動させて、当該下流側ローラに前記基材フィルムを巻き取るローラ移動機構を備えていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、凹状部が形成されている平坦な成形面を備えた成形金型を用いてキートップ部を基材フィルムの表面に一体形成している。回転ドラム表面に凹状部を形成してキートップ部を形成する場合に比べて、より高い(厚い)キートップ部を精度良く、しかも、簡単に形成できる。また、平板状の成形金型を用いればよいので金型製造コストも回転ドラム型の場合に比べて廉価である。さらに、各種の成形金型を搬送ラインに沿って搬送しながら各工程を行えば、小量多種生産にも対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したキートップフィルムの製造方法の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１および図２は、本発明の実施の形態に係るキートップフィルム製造機を示す正面図および側面図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、紫外線照射ランプユニットを示す部分断面図、成形金型および型支持台を示す部分平面図、および成形金型の成形面を示す平面図である。また、図４は紫外線硬化型樹脂（以下、単に「樹脂」と呼ぶこともある。）の供給回収系を示す説明図である。
【００１８】
これらの図を参照して説明すると、キートップフィルム製造機１００は装置架台１０２を備え、この装置架台１０２の上に型支持台１０３が取り付けられている。型支持台１０３の水平な上面には成形金型１０４が上向き状態で水平に固定されている。型支持台１０３の内部には温度調節器１０３ａが内蔵されており、当該温度調節器１０３ａによって成形金型１０４の温度を制御可能となっている。
【００１９】
成形金型１０４は、図３（ｃ）に示すように１個取り用の成形金型である。成形金型１０４の平坦な長方形の成形面１０４ｂには、図３（ｂ）に示すように、キートップ部を形成するための成形用の凹状部１０４ａが複数の箇所に形成されている。また、成形金型１０４の長辺方向の両端部の中央には、当該成形金型１０４の厚さ方向に貫通している樹脂注入穴１０４ｄおよび真空吸引穴１０４ｃがそれぞれ形成されている。樹脂注入穴１０４ｄの上端開口は成形面１０４ｂに露出しており、その下端開口には樹脂注入管１０６が接続されている。
【００２０】
樹脂注入管１０６は、図１、図４に示すように、膜式脱気装置１４０を介してディスペンサ１５０に接続されている。ディスペンサ１５０は加圧タンク１６０に接続されており、紫外線硬化型樹脂が供給される。したがって、加圧タンク１６０には、脱気された後の紫外線硬化型樹脂が貯留される。樹脂注入時における膜式脱気装置１４０によって除去された気体は脱気用真空ポンプ１４１を介して排出される。また、樹脂注入時における膜式脱気装置１４０の残圧は、残圧抜きバルブ１４２を介して排出される。これにより、成形面１０４ｂにおける樹脂注入穴１０４ｄ付近の樹脂の盛り上がり不良の発生を回避できる。
【００２１】
一方、図３（ｂ）に示すように、真空吸引穴１０４ｃの上端開口は成形面１０４ｂに露出しており、真空吸引穴１０４ｃの下端開口には真空吸引管１０５が接続されている。この真空吸引穴１０４ｃは、図１、図４に示すように、真空吸引管１０５を介して回収タンク１７０に接続されており、回収タンク１７０は真空吸引装置１７１に接続されている。
【００２２】
次に、キートップフィルム製造機１００は、成形金型１０４の真上を通る搬送経路に沿って、紫外線を透過する長尺状の基材フィルム１０７を間欠送りするためのフィルム送り機構１１０を備えている。図１から分かるように、フィルム送り機構１１０は、一定幅の長尺状の基材フィルム１０７がロール状に巻き取られている構成のフィルムロール１１１と、ここから繰り出される長尺状の基材フィルム１０７が架け渡されている上流側バッファローラ１１２、送りローラ１１３、剥がしローラ１１４、および、下流側バッファローラ１１５を備えている。下流側バッファローラ１１５から送り出される基材フィルム１０７の部分は、紫外線照射装置１９０を経由した後に、プレス機２００まで送り出され、プレス機２００においてキートップシートがプレス抜きされる。
【００２３】
上流側バッファローラ１１２および下流側バッファローラ１１５は、回転自在および上下に移動可能な状態で支持されており、常に、ばね力によって上方に付勢されている。これにより、基材フィルム１０７には一定の張力が付与されており、基材フィルム１０７に過剰な張力が作用する場合には、これらのローラ１１２、１１５が下方に移動して張力が緩和されるようになっている。
【００２４】
送りローラ１１３および剥がしローラ１１４は、成形金型１０４の両側において同一高さ位置に配置されている。これらの間には、基材フィルム１０７の部分１０７Ａが水平に架け渡され、成形金型１０４の成形面１０４ｂに僅かの間隔で対峙している。基材フィルム１０７の送り方向の下流側に位置している剥がしローラ１１４は、装置架台１０２に取り付けたローラ移動ユニット１２０に搭載されている。ローラ移動ユニット１２０によって、剥がしローラ１１４は、図１において実線で示す初期位置１１４Ａから想像線で示す剥離位置１１４Ｂまでの間を転動可能である。剥離位置１１４Ｂは、成形金型１０４の成形面１０４ｂよりも送りローラ１１３の側の位置である。剥がしローラ１１４およびローラ移動ユニット１２０によってフィルム剥離機構が構成されている。
【００２５】
剥がしローラ１１４の直下には、ローラ移動ユニット１２０によって支持されているフィルムクランプ１２１が配置されている。フィルムクランプ１２１によって基材フィルム１０７を剥がしローラ１１４の外周面に押し付けてクランプすると、当該基材フィルム１０７を送り方向に沿って前進および後退させることが出来ないフィルムクランプ状態が形成される。フィルムクランプ１２１によるフィルムクランプを解除すると、基材フィルム１０７を送り出すことが可能な状態に戻る。フィルムクランプ状態で剥がしローラ１１４を送りローラ１１３の側に転動させることにより、当該剥がしローラ１１４の外周面に、基材フィルム１０７における成形金型１０４の真上に位置している部分１０７Ａを巻き付けることができる。
【００２６】
次に、成形金型１０４の成形面１０４ｂの上方には、装置架台１０２に取り付けたスキージ装置１８０が配置されている。スキージ装置１８０は、成形面１０４ｂに対して、基材フィルム１０７の搬送方向の下流側に位置しており、ここから、成形面１０４ｂよりも上流側の位置までの間を水平に往復移動可能である。スキージ装置１８０のスキージ１８１は昇降可能であり、降下位置においては、基材フィルム１０７を成形面１０４ｂに押し付け可能である。
【００２７】
次に、型支持台１０３の後側には、装置架台１０２に搭載された上下スライドユニット１３０が配置されている。上下スライドユニット１３０の昇降腕１３１には紫外線照射ランプユニット１３２が取り付けられており、ここに内蔵されている紫外線照射ランプから下向きに紫外線が照射されるようになっている。照射が不要な場合にはシャッタ１３３により射出開口１３２ａを封鎖可能となっている。
【００２８】
紫外線照射ランプユニット１３２は、昇降腕１３１に対して、水平方向（基材フィルム１０７の搬送方向に直交する方向）にスライド可能な状態で支持されており、不図示のスライド機構によってスライド可能である。また、昇降腕１３１には、紫外線照射ランプユニット１３２の下端の射出開口１３２ａの下側位置に、枠ユニット１３４が取り付けられている。枠ユニット１３４の下側には、図３（ｃ）において想像線で示すように、成形金型１０４の成形面１０４ｂとほぼ同一の大きさの矩形のガラス板１３６が水平に取り付けられている。このガラス板１３６の下面における両側の端部の中央には紫外線遮蔽用のマスク板１３７ａ、１３７ｂが貼り付けられている。図３（ｃ）に斜線で示すように、マスク板１３７ａ、１３７ｂは、それぞれ、成形金型１０４の真空吸引穴１０４ｃ、樹脂注入穴１０４ｄを包含する大きさであり、これらの部分への紫外線照射を遮蔽するためのものである。
【００２９】
次に、図５はキートップフィルム製造機１００の動作を示す概略フローチャートであり、図６および図７は各動作状態を示す説明図である。これらの図を参照して、キートップフィルム製造機１００の動作を説明する。
【００３０】
まず、成形金型１０４は上向き状態で型支持台１０３にセットされ、長尺状の基材フィルム１０７は、フィルムロール１１１から引き出されてフィルム送り機構１１０の各ローラに架け渡された状態にセットされる。
【００３１】
この状態において、フィルム送り機構１１０を駆動して、長尺状の基材フィルム１０７を、成形金型１０４の成形面１０４ｂの真上の位置を経由する搬送経路に沿って一定量だけ送り出して、基材フィルム１０７の所定の部分１０７Ａを、成形面１０４ｂの真上に位置決めする（図５のステップＳＴ１）。次に、基材フィルム１０７の送りを止めて、当該基材フィルム１０４が送り方向に移動しないようにフィルムクランプ１２１によって基材フィルム１０７を剥がしローラ１１４の外周面にクランプする（図５のステップＳＴ２）。
【００３２】
基材フィルム１０７をクランプした後は、スキージ装置１８０を駆動して、スキージ１８１を降下させ、成形金型１０４の成形面１０４ｂにおける樹脂注入穴１０４ｄに対して、基材フィルム搬送方向の上流側に位置決めする（図５のステップＳＴ３）。これにより、図６（ａ）に示すように、スキージ１８１によって、基材フィルム１０７の部分１０７Ａの上流側の部位が成形面１０４ｂに押し付けられた状態が形成される。
【００３３】
この後は、加圧タンク１４０から樹脂注入穴１０４ｄに紫外線硬化型樹脂を加圧状態で供給して、成形面１０４ｂと基材フィルム１０７の部分１０７Ａとの間の僅かな隙間に、紫外線硬化型樹脂を所定量注入する（図５のステップＳＴ４）。図６（ｂ）は樹脂充填状態を示してある。
【００３４】
次に、スキージ装置１８０を駆動して、そのスキージ１８１を基材フィルム上流側に向けてスライドさせる。スキージ１８１によって、基材フィルム１０７の部分１０７Ａを介して樹脂が下流側に押し出されながら、成形面１０４ｂの各凹状部１０４ａに確実に充填された状態が形成される。図６（ｃ）に示すように、スキージ１８１が成形面１０４ｂにおける基材フィルム搬送方向の中程の位置に至った後は、スキージ１８１のスライドと共に、真空吸引穴１０４ｃを介して真空引きを行なう（図５のステップＳＴ５）。真空引きによって、余分な樹脂が真空吸引穴１０４ｃを介して排出され、所定場所に回収される。スキージ１８１が成形面１０４ｂにおける真空吸引穴１０４ｃを超える位置まで移動すると、樹脂が各凹状部１０４ａに充填された状態が形成される。図６（ｄ）にはこの状態を示してある。スキージ１８１の加圧力を適切に設定しておくことにより、樹脂を各凹状部１０４ａに確実に充填することができ、また、余分な樹脂を確実に真空吸引穴１０４ｃに向けて押し出すことができる。
【００３５】
次に、スキージ装置１８０を更に上流側に退避させた後に、昇降腕１３１を降下させて、紫外線照射ランプユニット１３２および枠ユニット１３４を降下させる。これにより、ガラス板１３６の下面が基材フィルム１０７の成形面に対峙している部分１０７Ａの全体に軽く押し付けられ、当該部分１０７Ａが成形面２ｂに密着させられた状態が形成される（図５のステップＳＴ６）。図７（ａ）には、この状態を示してある。
【００３６】
次に、シャッタ１３３を開き、上方から紫外線照射ランプユニット１３２によって紫外線を照射する。紫外線は、ガラス板１３６および基材フィルムの部分１０７Ａを透過して成形金型１０４の凹状部１０４ａに充填されている紫外線硬化型樹脂を照射し、当該紫外線硬化型樹脂が硬化する（図５のステップＳＴ７）。ここで、本例では、紫外線照射ランプユニット１３２を昇降腕１３１に沿って、基材フィルム１０７の搬送方向とは直交する方向に向けて、水平に往復移動させながら紫外線を照射している。固定した位置で紫外線を照射すると、成形面１０４ａの全体に対して照射ムラが発生し、各凹状部１０４ａの樹脂を均一に硬化させることができないことがある。本例では、このような弊害を確実に回避できる。紫外線照射ランプユニット１３２を、基材フィルムの搬送方向などに移動させながら紫外線を照射してもよい。
【００３７】
また、本例では、紫外線照射量を、紫外線硬化樹脂が基材フィルムの部分１０７Ａに接着して、所定の密着強度が確保される程度に制御している。紫外線照射量を制御して、紫外線硬化樹脂の硬化状態を調整することにより、次の工程において、成形面１０４ａからの樹脂の剥離が容易になる。
【００３８】
さらに、真空吸引穴１０４ｃ、樹脂注入穴１０４ｄの部分はマスク板１３７ａ、１３７ｂによって紫外線が当たらないように遮蔽されている。したがって、真空吸引穴１０４ｃ、樹脂注入穴１０４ｄ内の紫外線硬化型樹脂が硬化してしまうことを防止できる。
【００３９】
この後は、シャッタ１３３を閉じると共に、上下スライドユニット１３０の昇降腕１３１を上昇させて、基材フィルムの部分１０７Ａの押さえを解除する（図５のステップＳＴ８）。この状態を図７（ｂ）に示してある。
【００４０】
しかる後に、ローラ移動ユニット１２０を駆動して、剥がしローラ１１４を初期位置１１４Ａから送りローラ１１３の側の剥離位置１１４Ｂまで転動させる。この結果、図７（ｃ）に示すように、成形金型１０４の成形面１０４ｂに密着していた基材フィルムの部分１０７Ａが成形面１０４ｂから剥がされながら、転動する剥がしローラ１１４の外周面に巻き付けられる（図５のステップＳＴ９）。図７（ｃ）は、紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が接合した基材フィルムの部分１０７Ａが、剥がしローラ１１４の外周面に巻き付けられた状態を示してある。この後は、剥離位置１１４Ｂまで移動した剥がしローラ１１４は再び初期位置１１４Ａまで戻され、しかる後に、フィルムクランプ１２１による基材フィルム１０７のクランプを解除する（図５のステップＳＴ１０）。
【００４１】
この後は、再びフィルム送り出し工程（図５のステップＳＴ１）に戻り、基材フィルム１０７を一定量だけ送り出して、新たな基材フィルム１０７の部分を成形金型１０４の成形面１０４ｂの真上に位置させ、以後の各工程を行う。
【００４２】
なお、剥離後の基材フィルム１０７の部分には、後工程において、紫外線照射装置１９０（図１参照）による紫外線照射を行い、そこに一体化されている樹脂を完全に硬化させる。この後に、完全に硬化した紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が一体形成された長尺状の基材シート１０７は、プレス機２００まで送り出され、プレス機２００において基材フィルム１０７からキートップ部が一体形成された部分がプレス抜きされ、キートップフィルムが得られる。
【００４３】
なお、理解を容易にするために１個取りのキートップフィルム製造機について説明したが、多数個取り用の成形金型を用いて、多数枚ずつキートップフィルムを製造することもできる。
【００４４】
図８は、２個取り用の成形金型の例と、これにより得られるキートップフィルムの例を示す説明図である。キートップフィルム４０は、２枚取り用のキートップフィルムであり、裁断することによって、２枚分のキートップフィルム４０Ａ、４０Ｂが得られる。各キートップフィルム４０Ａ、４０Ｂには、テンキー用、機能キー用の矩形凸状のキートップ部４０ａが複数形成されている。また、装飾用の凸部４０ｂも形成されている。これらのキートップ部４０ａ、装飾用の凸部４０ｂに対応した形状および深さの凹状部２ａが成形金型２の成形面２ｂに形成されている。なお、キートップフィルム４０の裏面における各キートップ部、装飾用の凸部に対応する部位には、数字、記号、文字、模様などが印刷される。
【００４５】
なお、液状の紫外線硬化型樹脂としては、光重合型プレポリマーとモノマーを含む主剤に光重合開始剤などを添加した市販のものを用いることができる。また、必要に応じて、充填剤、老化防止剤、反応促進剤、反応抑制剤、安定剤、着色剤などが配合される。主剤としては、アクリル系、メタクリル系、スチレン系、不飽和ポリエステル系、ポリエステルポリオール系、ポリエステルエーテル系、ウレタン系、シリコーン系、エポキシ系あるいはフェノール系等のモノマーおよび／またはオリゴマー、これらの誘導体のモノマーおよび／またはオリゴマー、若しくは、これらの複数種を混合したものを用いることができる。
【００４６】
また、紫外線硬化樹脂としては、硬化収縮が小さく、透明で耐熱性、耐環境性、着色性、成形性等に優れたもの、具体的には、アクリル系、メタクリル系、アリル系、ウレタン系、不飽和ポリエステル系、シリコーン系の材料、またはその誘導体、混合物を用いることが望ましい。
【００４７】
合成樹脂製の基材フィルムとしては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、シリコーン系等の市販のものを用いることができる。また、印刷適性等の観点からポリエステル系、ポリイミド系の０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍ厚の透明なものを用いることが望ましい。
【００４８】
また、基材フィルムの表面には、紫外線硬化樹脂との密着性を高めると共に、成形金型の成形面からの剥離性を改善するためのコーティング剤を塗布しておくことが望ましい。必要に応じて、紫外線硬化樹脂との密着性を改善するためにコロナ放電、プラズマ処理、ＵＶ(紫外線照射)処理、プライマー処理等を施しても良い。
【００４９】
次に、成形金型は、種々の材質のもの、例えば、鉄、非鉄金属(合金)、樹脂、セラミックス(ガラス)等を用いることができる。また、成形金型の成形面に形成する凹状部の深さは、携帯電話の操作パネルに用いるキートップフィルムの場合には、約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲内の寸法とすればよい。勿論、これ以外の深さ寸法の凹状部を形成することも可能である。
【００５０】
基材フィルムを押えるためのガラス板の代わりに、合成樹脂製などの押さえ板を用いることもできる。いずれの場合においても、紫外線透過性のある素材から形成する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を適用したキートップフィルム製造機を示す正面図である。
【図２】図１のキートップフィルム製造機の側面図である。
【図３】（ａ）は紫外線照射ユニットを示す側面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、成形金型および型支持台を示す部分平面図および部分断面図である。
【図４】樹脂の供給回収系を示す説明図である。
【図５】図１のキートップフィルム製造機の動作を示す概略フローチャートである。
【図６】キートップフィルム製造機の動作を示す説明図である。
【図７】キートップフィルム製造機の動作を示す説明図である。
【図８】キートップフィルムおよび成形金型の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
２ 成形金型
２ａ 凹状部
２ｂ 成形面
４０、４０Ａ、４０Ｂ キートップフィルム
４０ａ キートップ部
４０ｂ 装飾用の凸部
１００ キートップフィルム製造機
１０２ 装置架台
１０３ 型支持台
１０４ 成形金型
１０４ａ 凹状部
１０４ｂ 成形面
１０４ｃ 真空吸引穴
１０４ｄ 樹脂注入穴
１０５ 真空吸引管
１０６ 樹脂注入管
１０７ 基材フィルム
１０７Ａ 成形面に対峙している基材フィルムの部分
１１０ フィルム送り機構
１１１ フィルムロール
１１２ 上流側バッファローラ
１１３ 送りローラ
１１４ 剥がしローラ
１１４Ａ 初期位置
１１４Ｂ 剥がし位置
１１５ 下流側バッファローラ
１２０ ローラ移動ユニット
１２１ フィルムクランプ
１３０ 上下スライドユニット
１３１ 昇降腕
１３２ 紫外線照射ユニット
１３３ シャッタ
１３４ 枠ユニット
１３６ ガラス板
１３７ａ、１３７ｂ マスク板
１４０ 膜式脱気装置
１４１ 脱気用真空ポンプ
１４２ 残圧抜きバルブ
１５０ ディスペンサ
１６０ 加圧タンク
１７０ 回収タンク
１７１ 真空吸引装置
１８０ スキージ装置
１８１ スキージ
１９０ 紫外線照射装置
２００ プレス機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話などの移動体通信機器、その他の電子機器における操作パネルのトップフィルムとして用いられる凸状のキートップ部が基材フィルムの表面に形成された構成のキートップフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、例えば、携帯電話の操作パネルとしては、合成樹脂の透明な基材フィルムの表面に凸状の透明なキートップ部が形成され、基材フィルムの裏面における各キートップ部に対応する部分に数字、文字、図形などが印刷された構成のキートップフィルムが用いられている。操作パネルにおけるキートップフィルムの裏面には、各キートップ部に対応する部位に接点スイッチなどが配列されており、キートップ部を押すと、対応する接点スイッチがオンして入力操作を行うことができるようになっている。
【０００３】
基材フィルムの表面に凸状のキートップ部を形成する方法、すなわち、キートップフィルムの製造方法としては、エンボス加工法、ポッティング加工法、凹版成型法が知られている。特許文献１にはポッティング加工法によるパネルスイッチ板の製造方法が開示されている。ここでは、基材フィルム上のスイッチ押圧位置の中心に、中央部が盛り上がった形状になるように樹脂を滴下し、しかる後に、当該樹脂を硬化させて、凸円弧状のキートップ部を形成するようにしている。
【０００４】
この方法では、液状樹脂を滴下してキートップ部を形成しているので、キートップ部の形状に制限があり、また、その高さにも限界がある。したがって、携帯電話などにおいて用いられている矩形のキートップ部を形成するには適していない。また、その高さに限界があるので、キー操作時に良好な操作感を得ることができない。
【０００５】
特許文献２には凹版成型法が記載されている。ここでは、回転ドラム表面の凹部に紫外線硬化型樹脂を充填した後に、当該回転ドラム表面に基材フィルムを圧着させながら紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させ、基材フィルムの上に紫外線硬化型樹脂からなる凸状のキートップ部を転写するようにしている。
【０００６】
この方法では、回転ドラム表面に凹部を形成する必要があるので、製造工程が複雑であり、手間やコストの点から、少量多種生産には適さない。また、キートップ部の突出高さに限界があり、０．３mm程度以上の高さ(厚さ)のキートップ部を形成することが困難である。このため、キートップ部の面外剛性が低く、キー操作時の操作感が悪いという問題点がある。
【特許文献１】特開平５−６２５５８号公報
【特許文献２】特公平２−２４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、従来の問題点に鑑みて、操作感を改善するために０．３mmよりも厚いキートップ部を精度良く簡単に形成することのできるキートップフィルムの製造方法および製造装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のキートップフィルムの製造方法は、
合成樹脂製の基材フィルム、および、この基材フィルムの表面に形成されている複数の凸状のキートップ部を有するキートップフィルムの製造方法において、
前記キートップ部に対応する複数の凹状部が平坦な表面に形成された構成の成形面を備えた成形金型を、前記成形面が上を向いた状態で定まった位置に水平に保持する金型保持工程と、
この成形金型の成形面に、紫外線を透過する基材フィルムを対峙させた状態で、この成形金型の成形面の各凹状部に、脱気装置によって脱気した後の紫外線硬化型樹脂を充填する樹脂充填工程と、
前記成形金型の成形面に前記基材フィルムを押し付けて密着させるフィルム押さえ工程と、
前記基材フィルムの上から紫外線を照射して、前記凹状部に充填した前記紫外線硬化型樹脂が前記基材フィルムに対して所定の密着強度で接着した状態を形成する樹脂硬化工程と、
前記紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が接着した前記基材フィルムを、前記成形面から剥がすフィルム剥離工程と、
剥離後の前記キートップ部に紫外線を照射して当該キートップ部を完全に硬化させる紫外線照射工程とを有することを特徴としている。
【０００９】
この場合、紫外線を透過する長尺状の前記基材フィルムを、前記成形金型の前記成形面の真上の位置を経由する搬送経路に沿って一定量だけ送り出す基材フィルム送り出し工程と、
前記基材フィルムの送りを止めて、当該基材フィルムが送り方向に移動しないようにクランプするフィルムクランプ工程と、
前記基材フィルムのクランプを解除するフィルムクランプ解除工程とを有しており、
前記金型保持工程の後に、前記基材フィルム送り出し工程および前記フィルムクランプ工程を行い、しかる後に、前記樹脂充填工程を行い、
前記樹脂硬化工程の後に、前記フィルム剥離工程を行ない、しかる後に、前記フィルムクランプ解除工程を行なうことが望ましい。
【００１０】
また、前記樹脂充填工程後に、スキージを前記基材フィルムの上から前記成形面に押し付けながら基材フィルムに沿って移動させて、これらの間の余分な前記紫外線硬化型樹脂を一方に押し出すと共に、前記成形面と前記基材フィルムの間を真空吸引することにより、スキージにより押し出された余分な前記紫外線硬化型樹脂を、これらの間から回収することが望ましい。
【００１１】
さらに、前記成形金型の成形面の真上に位置している基材フィルムの部分を、当該基材フィルムの搬送方向の上流側および下流側の部位に配置したローラの間に引張り状態で架け渡しておき、
前記フィルムクランプ工程では、前記下流側に配置したローラの外周面に前記基材フィルムを固定し、
前記フィルム剥離工程では、前記下流側に配置したローラを前記上流側に配置したローラの側に向けて転動させることにより、当該下流側に配置したローラに、前記紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が接着した前記基材フィルムの部分を巻き取ることにより、当該基材フィルムの部分を前記成形面から剥がすことが望ましい。
【００１２】
携帯電話などにおける操作パネル用のキートップフィルムの場合には、基材フィルムを厚さが０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲内のものとし、凹状部の深さを、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内とすることが望ましい。
【００１３】
次に、本発明は、合成樹脂製の基材フィルム、および、この基材フィルムの表面に形成されている複数の凸状のキートップ部を有するキートップフィルムを製造するキートップフィルム製造機であって、
前記キートップ部に対応する複数の凹状部が平坦な表面に形成された構成の成形面を備えた成形金型と、
当該成形金型を上向き状態で水平に支持している型支持台と、
長尺状の前記基材フィルムを、前記成形金型の前記成形面に対峙する位置を経由する搬送経路に沿って一定量ずつ送り出すフィルム送り機構と、
前記基材フィルムが送り方向に移動しないようにクランプするフィルムクランプ機構と、
紫外線硬化型樹脂の混入気泡を除去する膜式脱気装置と、
前記膜式脱気装置によって脱気された紫外線硬化型樹脂を前記成形面と前記基材フィルムの間に供給する樹脂充填機構と、
前記成形面および前記基材フィルムの間の余分な前記紫外線硬化型樹脂を一方向に押し出すスキージ装置と、
前記スキージ装置により押し出される余分な前記紫外線硬化型樹脂を、これらの間から回収する樹脂回収機構と、
前記スキージ装置および前記樹脂回収機構によって余分な前記紫外線硬化型樹脂が回収された後の前記成形金型の成形面に、当該成形面に対峙している前記基材フィルムの部分を密着させるフィルム押さえ機構と、
前記基材フィルムを介して前記凹部に充填された紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して、当該紫外線硬化型樹脂が前記基材フィルムに対して所定の密着強度で接着した状態を形成する紫外線照射ランプと、
前記紫外線硬化型樹脂が接着した前記基材フィルムの部分を前記成形面から剥がすフィルム剥離機構とを有していることを特徴としている。
【００１４】
ここで、前記フィルム送り機構は、前記成形金型の成形面の真上に位置している基材フィルムの部分を、当該基材フィルムの搬送方向の上流側および下流側の部位において引張り状態で支持している上流側ローラおよび下流側ローラを備えており、
前記樹脂剥離機構は、前記基材フィルムを前記下流側ローラの外周面に固定した状態で、当該下流側ローラを前記上流側ローラに向けて転動させて、当該下流側ローラに前記基材フィルムを巻き取るローラ移動機構を備えていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、凹状部が形成されている平坦な成形面を備えた成形金型を用いてキートップ部を基材フィルムの表面に一体形成している。回転ドラム表面に凹状部を形成してキートップ部を形成する場合に比べて、より高い(厚い)キートップ部を精度良く、しかも、簡単に形成できる。また、平板状の成形金型を用いればよいので金型製造コストも回転ドラム型の場合に比べて廉価である。さらに、各種の成形金型を搬送ラインに沿って搬送しながら各工程を行えば、小量多種生産にも対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したキートップフィルムの製造方法の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１および図２は、本発明の実施の形態に係るキートップフィルム製造機を示す正面図および側面図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、紫外線照射ランプユニットを示す部分断面図、成形金型および型支持台を示す部分平面図、および成形金型の成形面を示す平面図である。また、図４は紫外線硬化型樹脂（以下、単に「樹脂」と呼ぶこともある。）の供給回収系を示す説明図である。
【００１８】
これらの図を参照して説明すると、キートップフィルム製造機１００は装置架台１０２を備え、この装置架台１０２の上に型支持台１０３が取り付けられている。型支持台１０３の水平な上面には成形金型１０４が上向き状態で水平に固定されている。型支持台１０３の内部には温度調節器１０３ａが内蔵されており、当該温度調節器１０３ａによって成形金型１０４の温度を制御可能となっている。
【００１９】
成形金型１０４は、図３（ｃ）に示すように１個取り用の成形金型である。成形金型１０４の平坦な長方形の成形面１０４ｂには、図３（ｂ）に示すように、キートップ部を形成するための成形用の凹状部１０４ａが複数の箇所に形成されている。また、成形金型１０４の長辺方向の両端部の中央には、当該成形金型１０４の厚さ方向に貫通している樹脂注入穴１０４ｄおよび真空吸引穴１０４ｃがそれぞれ形成されている。樹脂注入穴１０４ｄの上端開口は成形面１０４ｂに露出しており、その下端開口には樹脂注入管１０６が接続されている。
【００２０】
樹脂注入管１０６は、図１、図４に示すように、膜式脱気装置１４０を介してディスペンサ１５０に接続されている。ディスペンサ１５０は加圧タンク１６０に接続されており、紫外線硬化型樹脂が供給される。したがって、加圧タンク１６０には、脱気された後の紫外線硬化型樹脂が貯留される。樹脂注入時における膜式脱気装置１４０によって除去された気体は脱気用真空ポンプ１４１を介して排出される。また、樹脂注入時における膜式脱気装置１４０の残圧は、残圧抜きバルブ１４２を介して排出される。これにより、成形面１０４ｂにおける樹脂注入穴１０４ｄ付近の樹脂の盛り上がり不良の発生を回避できる。
【００２１】
一方、図３（ｂ）に示すように、真空吸引穴１０４ｃの上端開口は成形面１０４ｂに露出しており、真空吸引穴１０４ｃの下端開口には真空吸引管１０５が接続されている。この真空吸引穴１０４ｃは、図１、図４に示すように、真空吸引管１０５を介して回収タンク１７０に接続されており、回収タンク１７０は真空吸引装置１７１に接続されている。
【００２２】
次に、キートップフィルム製造機１００は、成形金型１０４の真上を通る搬送経路に沿って、紫外線を透過する長尺状の基材フィルム１０７を間欠送りするためのフィルム送り機構１１０を備えている。図１から分かるように、フィルム送り機構１１０は、一定幅の長尺状の基材フィルム１０７がロール状に巻き取られている構成のフィルムロール１１１と、ここから繰り出される長尺状の基材フィルム１０７が架け渡されている上流側バッファローラ１１２、送りローラ１１３、剥がしローラ１１４、および、下流側バッファローラ１１５を備えている。下流側バッファローラ１１５から送り出される基材フィルム１０７の部分は、紫外線照射装置１９０を経由した後に、プレス機２００まで送り出され、プレス機２００においてキートップシートがプレス抜きされる。
【００２３】
上流側バッファローラ１１２および下流側バッファローラ１１５は、回転自在および上下に移動可能な状態で支持されており、常に、ばね力によって上方に付勢されている。これにより、基材フィルム１０７には一定の張力が付与されており、基材フィルム１０７に過剰な張力が作用する場合には、これらのローラ１１２、１１５が下方に移動して張力が緩和されるようになっている。
【００２４】
送りローラ１１３および剥がしローラ１１４は、成形金型１０４の両側において同一高さ位置に配置されている。これらの間には、基材フィルム１０７の部分１０７Ａが水平に架け渡され、成形金型１０４の成形面１０４ｂに僅かの間隔で対峙している。基材フィルム１０７の送り方向の下流側に位置している剥がしローラ１１４は、装置架台１０２に取り付けたローラ移動ユニット１２０に搭載されている。ローラ移動ユニット１２０によって、剥がしローラ１１４は、図１において実線で示す初期位置１１４Ａから想像線で示す剥離位置１１４Ｂまでの間を転動可能である。剥離位置１１４Ｂは、成形金型１０４の成形面１０４ｂよりも送りローラ１１３の側の位置である。剥がしローラ１１４およびローラ移動ユニット１２０によってフィルム剥離機構が構成されている。
【００２５】
剥がしローラ１１４の直下には、ローラ移動ユニット１２０によって支持されているフィルムクランプ１２１が配置されている。フィルムクランプ１２１によって基材フィルム１０７を剥がしローラ１１４の外周面に押し付けてクランプすると、当該基材フィルム１０７を送り方向に沿って前進および後退させることが出来ないフィルムクランプ状態が形成される。フィルムクランプ１２１によるフィルムクランプを解除すると、基材フィルム１０７を送り出すことが可能な状態に戻る。フィルムクランプ状態で剥がしローラ１１４を送りローラ１１３の側に転動させることにより、当該剥がしローラ１１４の外周面に、基材フィルム１０７における成形金型１０４の真上に位置している部分１０７Ａを巻き付けることができる。
【００２６】
次に、成形金型１０４の成形面１０４ｂの上方には、装置架台１０２に取り付けたスキージ装置１８０が配置されている。スキージ装置１８０は、成形面１０４ｂに対して、基材フィルム１０７の搬送方向の下流側に位置しており、ここから、成形面１０４ｂよりも上流側の位置までの間を水平に往復移動可能である。スキージ装置１８０のスキージ１８１は昇降可能であり、降下位置においては、基材フィルム１０７を成形面１０４ｂに押し付け可能である。
【００２７】
次に、型支持台１０３の後側には、装置架台１０２に搭載された上下スライドユニット１３０が配置されている。上下スライドユニット１３０の昇降腕１３１には紫外線照射ランプユニット１３２が取り付けられており、ここに内蔵されている紫外線照射ランプから下向きに紫外線が照射されるようになっている。照射が不要な場合にはシャッタ１３３により射出開口１３２ａを封鎖可能となっている。
【００２８】
紫外線照射ランプユニット１３２は、昇降腕１３１に対して、水平方向（基材フィルム１０７の搬送方向に直交する方向）にスライド可能な状態で支持されており、不図示のスライド機構によってスライド可能である。また、昇降腕１３１には、紫外線照射ランプユニット１３２の下端の射出開口１３２ａの下側位置に、枠ユニット１３４が取り付けられている。枠ユニット１３４の下側には、図３（ｃ）において想像線で示すように、成形金型１０４の成形面１０４ｂとほぼ同一の大きさの矩形のガラス板１３６が水平に取り付けられている。このガラス板１３６の下面における両側の端部の中央には紫外線遮蔽用のマスク板１３７ａ、１３７ｂが貼り付けられている。図３（ｃ）に斜線で示すように、マスク板１３７ａ、１３７ｂは、それぞれ、成形金型１０４の真空吸引穴１０４ｃ、樹脂注入穴１０４ｄを包含する大きさであり、これらの部分への紫外線照射を遮蔽するためのものである。
【００２９】
次に、図５はキートップフィルム製造機１００の動作を示す概略フローチャートであり、図６および図７は各動作状態を示す説明図である。これらの図を参照して、キートップフィルム製造機１００の動作を説明する。
【００３０】
まず、成形金型１０４は上向き状態で型支持台１０３にセットされ、長尺状の基材フィルム１０７は、フィルムロール１１１から引き出されてフィルム送り機構１１０の各ローラに架け渡された状態にセットされる。
【００３１】
この状態において、フィルム送り機構１１０を駆動して、長尺状の基材フィルム１０７を、成形金型１０４の成形面１０４ｂの真上の位置を経由する搬送経路に沿って一定量だけ送り出して、基材フィルム１０７の所定の部分１０７Ａを、成形面１０４ｂの真上に位置決めする（図５のステップＳＴ１）。次に、基材フィルム１０７の送りを止めて、当該基材フィルム１０４が送り方向に移動しないようにフィルムクランプ１２１によって基材フィルム１０７を剥がしローラ１１４の外周面にクランプする（図５のステップＳＴ２）。
【００３２】
基材フィルム１０７をクランプした後は、スキージ装置１８０を駆動して、スキージ１８１を降下させ、成形金型１０４の成形面１０４ｂにおける樹脂注入穴１０４ｄに対して、基材フィルム搬送方向の上流側に位置決めする（図５のステップＳＴ３）。これにより、図６（ａ）に示すように、スキージ１８１によって、基材フィルム１０７の部分１０７Ａの上流側の部位が成形面１０４ｂに押し付けられた状態が形成される。
【００３３】
この後は、加圧タンク１４０から樹脂注入穴１０４ｄに紫外線硬化型樹脂を加圧状態で供給して、成形面１０４ｂと基材フィルム１０７の部分１０７Ａとの間の僅かな隙間に、紫外線硬化型樹脂を所定量注入する（図５のステップＳＴ４）。図６（ｂ）は樹脂充填状態を示してある。
【００３４】
次に、スキージ装置１８０を駆動して、そのスキージ１８１を基材フィルム上流側に向けてスライドさせる。スキージ１８１によって、基材フィルム１０７の部分１０７Ａを介して樹脂が下流側に押し出されながら、成形面１０４ｂの各凹状部１０４ａに確実に充填された状態が形成される。図６（ｃ）に示すように、スキージ１８１が成形面１０４ｂにおける基材フィルム搬送方向の中程の位置に至った後は、スキージ１８１のスライドと共に、真空吸引穴１０４ｃを介して真空引きを行なう（図５のステップＳＴ５）。真空引きによって、余分な樹脂が真空吸引穴１０４ｃを介して排出され、所定場所に回収される。スキージ１８１が成形面１０４ｂにおける真空吸引穴１０４ｃを超える位置まで移動すると、樹脂が各凹状部１０４ａに充填された状態が形成される。図６（ｄ）にはこの状態を示してある。スキージ１８１の加圧力を適切に設定しておくことにより、樹脂を各凹状部１０４ａに確実に充填することができ、また、余分な樹脂を確実に真空吸引穴１０４ｃに向けて押し出すことができる。
【００３５】
次に、スキージ装置１８０を更に上流側に退避させた後に、昇降腕１３１を降下させて、紫外線照射ランプユニット１３２および枠ユニット１３４を降下させる。これにより、ガラス板１３６の下面が基材フィルム１０７の成形面に対峙している部分１０７Ａの全体に軽く押し付けられ、当該部分１０７Ａが成形面２ｂに密着させられた状態が形成される（図５のステップＳＴ６）。図７（ａ）には、この状態を示してある。
【００３６】
次に、シャッタ１３３を開き、上方から紫外線照射ランプユニット１３２によって紫外線を照射する。紫外線は、ガラス板１３６および基材フィルムの部分１０７Ａを透過して成形金型１０４の凹状部１０４ａに充填されている紫外線硬化型樹脂を照射し、当該紫外線硬化型樹脂が硬化する（図５のステップＳＴ７）。ここで、本例では、紫外線照射ランプユニット１３２を昇降腕１３１に沿って、基材フィルム１０７の搬送方向とは直交する方向に向けて、水平に往復移動させながら紫外線を照射している。固定した位置で紫外線を照射すると、成形面１０４ａの全体に対して照射ムラが発生し、各凹状部１０４ａの樹脂を均一に硬化させることができないことがある。本例では、このような弊害を確実に回避できる。紫外線照射ランプユニット１３２を、基材フィルムの搬送方向などに移動させながら紫外線を照射してもよい。
【００３７】
また、本例では、紫外線照射量を、紫外線硬化樹脂が基材フィルムの部分１０７Ａに接着して、所定の密着強度が確保される程度に制御している。紫外線照射量を制御して、紫外線硬化樹脂の硬化状態を調整することにより、次の工程において、成形面１０４ａからの樹脂の剥離が容易になる。
【００３８】
さらに、真空吸引穴１０４ｃ、樹脂注入穴１０４ｄの部分はマスク板１３７ａ、１３７ｂによって紫外線が当たらないように遮蔽されている。したがって、真空吸引穴１０４ｃ、樹脂注入穴１０４ｄ内の紫外線硬化型樹脂が硬化してしまうことを防止できる。
【００３９】
この後は、シャッタ１３３を閉じると共に、上下スライドユニット１３０の昇降腕１３１を上昇させて、基材フィルムの部分１０７Ａの押さえを解除する（図５のステップＳＴ８）。この状態を図７（ｂ）に示してある。
【００４０】
しかる後に、ローラ移動ユニット１２０を駆動して、剥がしローラ１１４を初期位置１１４Ａから送りローラ１１３の側の剥離位置１１４Ｂまで転動させる。この結果、図７（ｃ）に示すように、成形金型１０４の成形面１０４ｂに密着していた基材フィルムの部分１０７Ａが成形面１０４ｂから剥がされながら、転動する剥がしローラ１１４の外周面に巻き付けられる（図５のステップＳＴ９）。図７（ｃ）は、紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が接合した基材フィルムの部分１０７Ａが、剥がしローラ１１４の外周面に巻き付けられた状態を示してある。この後は、剥離位置１１４Ｂまで移動した剥がしローラ１１４は再び初期位置１１４Ａまで戻され、しかる後に、フィルムクランプ１２１による基材フィルム１０７のクランプを解除する（図５のステップＳＴ１０）。
【００４１】
この後は、再びフィルム送り出し工程（図５のステップＳＴ１）に戻り、基材フィルム１０７を一定量だけ送り出して、新たな基材フィルム１０７の部分を成形金型１０４の成形面１０４ｂの真上に位置させ、以後の各工程を行う。
【００４２】
なお、剥離後の基材フィルム１０７の部分には、後工程において、紫外線照射装置１９０（図１参照）による紫外線照射を行い、そこに一体化されている樹脂を完全に硬化させる。この後に、完全に硬化した紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が一体形成された長尺状の基材シート１０７は、プレス機２００まで送り出され、プレス機２００において基材フィルム１０７からキートップ部が一体形成された部分がプレス抜きされ、キートップフィルムが得られる。
【００４３】
なお、理解を容易にするために１個取りのキートップフィルム製造機について説明したが、多数個取り用の成形金型を用いて、多数枚ずつキートップフィルムを製造することもできる。
【００４４】
図８は、２個取り用の成形金型の例と、これにより得られるキートップフィルムの例を示す説明図である。キートップフィルム４０は、２枚取り用のキートップフィルムであり、裁断することによって、２枚分のキートップフィルム４０Ａ、４０Ｂが得られる。各キートップフィルム４０Ａ、４０Ｂには、テンキー用、機能キー用の矩形凸状のキートップ部４０ａが複数形成されている。また、装飾用の凸部４０ｂも形成されている。これらのキートップ部４０ａ、装飾用の凸部４０ｂに対応した形状および深さの凹状部２ａが成形金型２の成形面２ｂに形成されている。なお、キートップフィルム４０の裏面における各キートップ部、装飾用の凸部に対応する部位には、数字、記号、文字、模様などが印刷される。
【００４５】
なお、液状の紫外線硬化型樹脂としては、光重合型プレポリマーとモノマーを含む主剤に光重合開始剤などを添加した市販のものを用いることができる。また、必要に応じて、充填剤、老化防止剤、反応促進剤、反応抑制剤、安定剤、着色剤などが配合される。主剤としては、アクリル系、メタクリル系、スチレン系、不飽和ポリエステル系、ポリエステルポリオール系、ポリエステルエーテル系、ウレタン系、シリコーン系、エポキシ系あるいはフェノール系等のモノマーおよび／またはオリゴマー、これらの誘導体のモノマーおよび／またはオリゴマー、若しくは、これらの複数種を混合したものを用いることができる。
【００４６】
また、紫外線硬化樹脂としては、硬化収縮が小さく、透明で耐熱性、耐環境性、着色性、成形性等に優れたもの、具体的には、アクリル系、メタクリル系、アリル系、ウレタン系、不飽和ポリエステル系、シリコーン系の材料、またはその誘導体、混合物を用いることが望ましい。
【００４７】
合成樹脂製の基材フィルムとしては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、シリコーン系等の市販のものを用いることができる。また、印刷適性等の観点からポリエステル系、ポリイミド系の０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍ厚の透明なものを用いることが望ましい。
【００４８】
また、基材フィルムの表面には、紫外線硬化樹脂との密着性を高めると共に、成形金型の成形面からの剥離性を改善するためのコーティング剤を塗布しておくことが望ましい。必要に応じて、紫外線硬化樹脂との密着性を改善するためにコロナ放電、プラズマ処理、ＵＶ(紫外線照射)処理、プライマー処理等を施しても良い。
【００４９】
次に、成形金型は、種々の材質のもの、例えば、鉄、非鉄金属(合金)、樹脂、セラミックス(ガラス)等を用いることができる。また、成形金型の成形面に形成する凹状部の深さは、携帯電話の操作パネルに用いるキートップフィルムの場合には、約０．１ｍｍ〜約２．０ｍｍの範囲内の寸法とすればよい。勿論、これ以外の深さ寸法の凹状部を形成することも可能である。
【００５０】
基材フィルムを押えるためのガラス板の代わりに、合成樹脂製などの押さえ板を用いることもできる。いずれの場合においても、紫外線透過性のある素材から形成する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を適用したキートップフィルム製造機を示す正面図である。
【図２】図１のキートップフィルム製造機の側面図である。
【図３】（ａ）は紫外線照射ユニットを示す側面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、成形金型および型支持台を示す部分平面図および部分断面図である。
【図４】樹脂の供給回収系を示す説明図である。
【図５】図１のキートップフィルム製造機の動作を示す概略フローチャートである。
【図６】キートップフィルム製造機の動作を示す説明図である。
【図７】キートップフィルム製造機の動作を示す説明図である。
【図８】キートップフィルムおよび成形金型の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
２ 成形金型
２ａ 凹状部
２ｂ 成形面
４０、４０Ａ、４０Ｂ キートップフィルム
４０ａ キートップ部
４０ｂ 装飾用の凸部
１００ キートップフィルム製造機
１０２ 装置架台
１０３ 型支持台
１０４ 成形金型
１０４ａ 凹状部
１０４ｂ 成形面
１０４ｃ 真空吸引穴
１０４ｄ 樹脂注入穴
１０５ 真空吸引管
１０６ 樹脂注入管
１０７ 基材フィルム
１０７Ａ 成形面に対峙している基材フィルムの部分
１１０ フィルム送り機構
１１１ フィルムロール
１１２ 上流側バッファローラ
１１３ 送りローラ
１１４ 剥がしローラ
１１４Ａ 初期位置
１１４Ｂ 剥がし位置
１１５ 下流側バッファローラ
１２０ ローラ移動ユニット
１２１ フィルムクランプ
１３０ 上下スライドユニット
１３１ 昇降腕
１３２ 紫外線照射ユニット
１３３ シャッタ
１３４ 枠ユニット
１３６ ガラス板
１３７ａ、１３７ｂ マスク板
１４０ 膜式脱気装置
１４１ 脱気用真空ポンプ
１４２ 残圧抜きバルブ
１５０ ディスペンサ
１６０ 加圧タンク
１７０ 回収タンク
１７１ 真空吸引装置
１８０ スキージ装置
１８１ スキージ
１９０ 紫外線照射装置
２００ プレス機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製の基材フィルム、および、この基材フィルムの表面に形成されている複数の凸状のキートップ部を有するキートップフィルムの製造方法において、
前記キートップ部に対応する複数の凹状部が平坦な表面に形成された構成の成形面を備えた成形金型を、前記成形面が上を向いた状態で定まった位置に水平に保持する金型保持工程と、
この成形金型の成形面に、紫外線を透過する基材フィルムを対峙させた状態で、この成形金型の成形面の各凹状部に、脱気装置によって脱気した後の紫外線硬化型樹脂を充填する樹脂充填工程と、
前記成形金型の成形面に前記基材フィルムを押し付けて密着させるフィルム押さえ工程と、
前記基材フィルムの上から紫外線を照射して、前記凹状部に充填した前記紫外線硬化型樹脂が前記基材フィルムに対して所定の密着強度で接着した状態を形成する樹脂硬化工程と、
前記紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が接着した前記基材フィルムを、前記成形面から剥がすフィルム剥離工程と、
剥離後の前記キートップ部に紫外線を照射して当該キートップ部を完全に硬化させる紫外線照射工程とを有することを特徴とするキートップフィルムの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のキートップフィルムの製造方法において、
紫外線を透過する長尺状の前記基材フィルムを、前記成形金型の前記成形面の真上の位置を経由する搬送経路に沿って一定量だけ送り出す基材フィルム送り出し工程と、
前記基材フィルムの送りを止めて、当該基材フィルムが送り方向に移動しないようにクランプするフィルムクランプ工程と、
前記基材フィルムのクランプを解除するフィルムクランプ解除工程とを有しており、
前記金型保持工程の後に、前記基材フィルム送り出し工程および前記フィルムクランプ工程を行い、しかる後に、前記樹脂充填工程を行い、
前記樹脂硬化工程の後に、前記フィルム剥離工程を行ない、しかる後に、前記フィルムクランプ解除工程を行なうことを特徴とするキートップフィルムの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のキートップフィルムの製造方法において、
前記樹脂充填工程後に、スキージを前記基材フィルムの上から前記成形面に押し付けながら基材フィルムに沿って移動させて、これらの間の余分な前記紫外線硬化型樹脂を一方に押し出すと共に、前記成形面と前記基材フィルムの間を真空吸引することにより、スキージにより押し出された余分な前記紫外線硬化型樹脂を、これらの間から回収することを特徴とするキートップフィルムの製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載のキートップフィルムの製造方法において、
前記成形金型の成形面の真上に位置している基材フィルムの部分を、当該基材フィルムの搬送方向の上流側および下流側の部位に配置したローラの間に引張り状態で架け渡しておき、
前記フィルムクランプ工程では、前記下流側に配置したローラの外周面に前記基材フィルムを固定し、
前記フィルム剥離工程では、前記下流側に配置したローラを前記上流側に配置したローラの側に向けて転動させることにより、当該下流側に配置したローラに、前記紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が接着した前記基材フィルムの部分を巻き付けることにより、当該基材フィルムの部分を前記成形面から剥がすことを特徴とするキートップフィルムの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載のキートップフィルムの製造方法において、
前記基材フィルムは、厚さが０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲内であり、
前記凹状部の深さは、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であることを特徴とするキートップフィルムの製造方法。
【請求項６】
合成樹脂製の基材フィルム、および、この基材フィルムの表面に形成されている複数の凸状のキートップ部を有するキートップフィルムを製造するキートップフィルム製造機であって、
前記キートップ部に対応する複数の凹状部が平坦な表面に形成された構成の成形面を備えた成形金型と、
当該成形金型を上向き状態で水平に支持している型支持台と、
長尺状の前記基材フィルムを、前記成形金型の前記成形面に対峙する位置を経由する搬送経路に沿って一定量ずつ送り出すフィルム送り機構と、
前記基材フィルムが送り方向に移動しないようにクランプするフィルムクランプ機構と、
紫外線硬化型樹脂の混入気泡を除去する膜式脱気装置と、
前記膜式脱気装置によって脱気された紫外線硬化型樹脂を前記成形面と前記基材フィルムの間に供給する樹脂充填機構と、
前記成形面および前記基材フィルムの間の余分な前記紫外線硬化型樹脂を一方向に押し出すスキージ装置と、
前記スキージ装置により押し出される余分な前記紫外線硬化型樹脂を、これらの間から回収する樹脂回収機構と、
前記スキージ装置および前記樹脂回収機構によって余分な前記紫外線硬化型樹脂が回収された後の前記成形金型の成形面に、当該成形面に対峙している前記基材フィルムの部分を密着させるフィルム押さえ機構と、
前記基材フィルムを介して前記凹部に充填された紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して、当該紫外線硬化型樹脂が前記基材フィルムに対して所定の密着強度で接着した状態を形成する紫外線照射ランプと、
前記紫外線硬化型樹脂が接着した前記基材フィルムの部分を前記成形面から剥がすフィルム剥離機構とを有していることを特徴とするキートップフィルム製造機。
【請求項７】
請求項６に記載のキートップフィルム製造機において、
前記フィルム送り機構は、前記成形金型の成形面の真上に位置している基材フィルムの部分を、当該基材フィルムの搬送方向の上流側および下流側の部位において引張り状態で支持している上流側ローラおよび下流側ローラを備えており、
前記樹脂剥離機構は、前記基材フィルムを前記下流側ローラの外周面に固定した状態で、当該下流側ローラを前記上流側ローラに向けて転動させて、当該下流側ローラに前記基材フィルムを巻き取るローラ移動機構を備えていることを特徴とするキートップフィルム製造機。
【請求項１】
合成樹脂製の基材フィルム、および、この基材フィルムの表面に形成されている複数の凸状のキートップ部を有するキートップフィルムの製造方法において、
前記キートップ部に対応する複数の凹状部が平坦な表面に形成された構成の成形面を備えた成形金型を、前記成形面が上を向いた状態で定まった位置に水平に保持する金型保持工程と、
この成形金型の成形面に、紫外線を透過する基材フィルムを対峙させた状態で、この成形金型の成形面の各凹状部に、脱気装置によって脱気した後の紫外線硬化型樹脂を充填する樹脂充填工程と、
前記成形金型の成形面に前記基材フィルムを押し付けて密着させるフィルム押さえ工程と、
前記基材フィルムの上から紫外線を照射して、前記凹状部に充填した前記紫外線硬化型樹脂が前記基材フィルムに対して所定の密着強度で接着した状態を形成する樹脂硬化工程と、
前記紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が接着した前記基材フィルムを、前記成形面から剥がすフィルム剥離工程と、
剥離後の前記キートップ部に紫外線を照射して当該キートップ部を完全に硬化させる紫外線照射工程とを有することを特徴とするキートップフィルムの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のキートップフィルムの製造方法において、
紫外線を透過する長尺状の前記基材フィルムを、前記成形金型の前記成形面の真上の位置を経由する搬送経路に沿って一定量だけ送り出す基材フィルム送り出し工程と、
前記基材フィルムの送りを止めて、当該基材フィルムが送り方向に移動しないようにクランプするフィルムクランプ工程と、
前記基材フィルムのクランプを解除するフィルムクランプ解除工程とを有しており、
前記金型保持工程の後に、前記基材フィルム送り出し工程および前記フィルムクランプ工程を行い、しかる後に、前記樹脂充填工程を行い、
前記樹脂硬化工程の後に、前記フィルム剥離工程を行ない、しかる後に、前記フィルムクランプ解除工程を行なうことを特徴とするキートップフィルムの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のキートップフィルムの製造方法において、
前記樹脂充填工程後に、スキージを前記基材フィルムの上から前記成形面に押し付けながら基材フィルムに沿って移動させて、これらの間の余分な前記紫外線硬化型樹脂を一方に押し出すと共に、前記成形面と前記基材フィルムの間を真空吸引することにより、スキージにより押し出された余分な前記紫外線硬化型樹脂を、これらの間から回収することを特徴とするキートップフィルムの製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載のキートップフィルムの製造方法において、
前記成形金型の成形面の真上に位置している基材フィルムの部分を、当該基材フィルムの搬送方向の上流側および下流側の部位に配置したローラの間に引張り状態で架け渡しておき、
前記フィルムクランプ工程では、前記下流側に配置したローラの外周面に前記基材フィルムを固定し、
前記フィルム剥離工程では、前記下流側に配置したローラを前記上流側に配置したローラの側に向けて転動させることにより、当該下流側に配置したローラに、前記紫外線硬化型樹脂からなるキートップ部が接着した前記基材フィルムの部分を巻き付けることにより、当該基材フィルムの部分を前記成形面から剥がすことを特徴とするキートップフィルムの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載のキートップフィルムの製造方法において、
前記基材フィルムは、厚さが０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲内であり、
前記凹状部の深さは、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であることを特徴とするキートップフィルムの製造方法。
【請求項６】
合成樹脂製の基材フィルム、および、この基材フィルムの表面に形成されている複数の凸状のキートップ部を有するキートップフィルムを製造するキートップフィルム製造機であって、
前記キートップ部に対応する複数の凹状部が平坦な表面に形成された構成の成形面を備えた成形金型と、
当該成形金型を上向き状態で水平に支持している型支持台と、
長尺状の前記基材フィルムを、前記成形金型の前記成形面に対峙する位置を経由する搬送経路に沿って一定量ずつ送り出すフィルム送り機構と、
前記基材フィルムが送り方向に移動しないようにクランプするフィルムクランプ機構と、
紫外線硬化型樹脂の混入気泡を除去する膜式脱気装置と、
前記膜式脱気装置によって脱気された紫外線硬化型樹脂を前記成形面と前記基材フィルムの間に供給する樹脂充填機構と、
前記成形面および前記基材フィルムの間の余分な前記紫外線硬化型樹脂を一方向に押し出すスキージ装置と、
前記スキージ装置により押し出される余分な前記紫外線硬化型樹脂を、これらの間から回収する樹脂回収機構と、
前記スキージ装置および前記樹脂回収機構によって余分な前記紫外線硬化型樹脂が回収された後の前記成形金型の成形面に、当該成形面に対峙している前記基材フィルムの部分を密着させるフィルム押さえ機構と、
前記基材フィルムを介して前記凹部に充填された紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して、当該紫外線硬化型樹脂が前記基材フィルムに対して所定の密着強度で接着した状態を形成する紫外線照射ランプと、
前記紫外線硬化型樹脂が接着した前記基材フィルムの部分を前記成形面から剥がすフィルム剥離機構とを有していることを特徴とするキートップフィルム製造機。
【請求項７】
請求項６に記載のキートップフィルム製造機において、
前記フィルム送り機構は、前記成形金型の成形面の真上に位置している基材フィルムの部分を、当該基材フィルムの搬送方向の上流側および下流側の部位において引張り状態で支持している上流側ローラおよび下流側ローラを備えており、
前記樹脂剥離機構は、前記基材フィルムを前記下流側ローラの外周面に固定した状態で、当該下流側ローラを前記上流側ローラに向けて転動させて、当該下流側ローラに前記基材フィルムを巻き取るローラ移動機構を備えていることを特徴とするキートップフィルム製造機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１３５０８３（Ｐ２００９−１３５０８３Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１１１２９（Ｐ２００８−２１１１２９）
【出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【出願人】（５０７２８９４３８）株式会社山口特殊印刷 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１９日（２００８．８．１９）
【出願人】（５０７２８９４３８）株式会社山口特殊印刷 (3)
【Ｆターム（参考）】
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