特許 5679654 樹脂フィルムの接着方法及びこれを用いたメンブレンスイッチの作製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5679654

(24)【登録日】2015年1月16日

(45)【発行日】2015年3月4日

(54)【発明の名称】樹脂フィルムの接着方法及びこれを用いたメンブレンスイッチの作製方法

(51)【国際特許分類】

   H01H 11/00 20060101AFI20150212BHJP

   B29C 65/16 20060101ALI20150212BHJP

   B29K 7/00 20060101ALN20150212BHJP

【ＦＩ】

   H01H11/00 C

   B29C65/16

   B29K7:00

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2009-285902(P2009-285902)

(22)【出願日】2009年12月17日

(65)【公開番号】特開2011-126103(P2011-126103A)

(43)【公開日】2011年6月30日

【審査請求日】2012年11月26日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】391043974

【氏名又は名称】株式会社ユー・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100086368

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 誠

(72)【発明者】

【氏名】伊与久 良平

【審査官】 平井 裕彰

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−０４７０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７６０６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ６５／００〜６５／８２

Ｈ０１Ｈ１１／００〜１１／０６

Ｂ２３Ｋ２６／００〜２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

周辺部に抵抗値が高いカーボンブラックを希釈することでレーザ光を半透過するレーザ吸収物質がフィルタ印刷され、スイッチの接点を含む回路パターンがレジスト印刷された互いに連結された第１及び第２の樹脂フィルムをスペーサとなる第３の樹脂フィルムをはさんで連結部で中折し、フィルタ印刷部と前記接点同士が対向するように密着させてレーザ光を前記第１又は第２の樹脂フィルムの一方側から前記周辺部に照射し、
前記レーザ光の一部を前記第１の樹脂フィルムのフィルタ印刷部の前記レーザ吸収物質に吸収させ、残部を透過させて前記第２の樹脂フィルムの前記フィルタ印刷部の前記レーザ吸収物質に吸収させることにより前記レーザ吸収物質を発熱させ、この発熱により密着部を溶融させることにより前記第１の樹脂フィルムと前記第２の樹脂フィルムとを前記第３の樹脂フィルムを介して接着させることを特徴とするメンブレンスイッチの作製方法。

【請求項2】

前記レーザ吸収物質はレーザ光吸収性黒色着色剤であるカーボンブラックで印刷され、その厚さは０．５〜１５μであることを特徴とする請求項１に記載のメンブレンスイッチの作製方法。

【請求項3】

前記フィルタに印刷されたレーザ吸収物質は、抵抗値が高いカーボンブラックを希釈することで半透過するレーザ吸収物質に変換し、
前記レーザ吸収物質のレーザ光吸収率は３０〜７０％であり、
前記レーザ吸収物質のレーザ光透過率は０〜５０％であることを特徴とする請求項２に記載のメンブレンスイッチの作製方法。

【請求項4】

前記レーザ光は、走査波長が８１０ｎｍ，９４０ｎｍ，１０６４ｎｍ（ＹＡＧレーザ）のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のメンブレンスイッチの作製方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は樹脂フィルムの接着方法に係り、さらに詳しくはメンブレンスイッチの作製方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の樹脂フィルムの接着方法は、重合した溶着すべき樹脂部材の接合界面に色素等のレーザ光吸収物質を塗布し、或いは一方の樹脂フィルムに色素等を混入し、レーザ光を照射して、界面でレーザ光を全て吸収することで発生する熱により溶融して溶着する方法が一般的であった。
具体的には、上下樹脂フィルムの間に光吸収物質を挟み込み、レーザ光を照射し、該レーザ光を吸収した光吸収物質からの熱が上下樹脂フィルムに伝導し、上下樹脂フィルムの溶融温度を超えると上下樹脂フィルムが溶融し、上下から加えた力により、混合，再凝結させ、上下樹脂フィルムを接着する接着層を形成する技術が、特許文献１に開示されている。
さらに、合わせ面にレーザ光吸収材を付着させた２枚一組のレーザ光に対する透過性を有するシート状部材を、重合した溶接すべき樹脂部材の上面と加圧パレットとの間に介装し、レーザ光に対する透過性を有するシート状部材を介してレーザ光吸収材を配設する技術が、特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−０６７１６４号公報

【特許文献2】特開２００９−０３９８７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし上記の接着方法では、溶着すべき樹脂部材は２枚が限度であった。３枚の樹脂フィルムを接着する場合には、まず上部樹脂部材下面と中部樹脂部材の上面を上部樹脂部材の上面側上方よりレーザ光を照射して溶着し、次に裏返して、下部樹脂部材の上面と中部樹脂部材の下面を下部樹脂部材の下面側下方よりレーザ光を照射して溶着しなければならなかった。よって、溶着すべき樹脂部材が増加すると、溶着回数も増加するという問題があった。

【0005】

また、図４は従来のメンブレンスイッチの構造を模式的に示すものであるが、一般的にメンブレンスイッチは３枚の樹脂フィルムを溶着する必要がある。樹脂フィルムに銀インキで導体（スイッチ接点３５）を印刷した第１の樹脂フィルムである上部基板３１と第２の樹脂フィルムである下部基板３２において、絶縁材料からなる第３の樹脂フィルムの表裏に両面テープ或いは接着材を付着したスペーサ３３を、上下基板に介在させ、スペーサの表裏に接着した両面テープにより、上部基板下面とスペーサ上面を、下部基板上面とスペーサ下面を接着し、中折３０する方法であった。
この接着方法では、両面テープ或いは接着材で貼り合せる為、耐薬試験や耐油試験等で、テープ自体或いは接着材が侵されてしまい、剥離するという問題があった。

【0006】

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、溶着すべき樹脂部材が増えても、一括して溶着作業が行なえる方法を提案するものである。
さらには、本発明による樹脂フィルムの接着方法により作製されるメンブレンスイッチの構成において、両面テープ或いは接着材の付着が不要となる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による樹脂フィルムの接着方法は、所定部分にレーザ吸収物質を付着させた第１及び第２の樹脂フィルムをスペーサとなる第３の樹脂フィルムを介して前記所定部分同士が対向するように密着させてレーザ光を照射し、レーザ光の一部を第１の樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質に吸収させ、残部を透過させて第２の樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質に吸収させることによりレーザ吸収物質を発熱させ、この発熱により密着部を溶融させることにより第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムとを第３の樹脂フィルムを介して密着させることを特徴とする。

【0008】

さらにレーザ吸収物質は、レーザ光吸収性黒色着色剤であるカーボンブラックで印刷され、その厚さは０．５〜１５μであることを特徴とする。

【0009】

また、樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質は、抵抗値が高いカーボンブラックを希釈することで半透過するレーザ吸収物質に変換し、レーザ吸収物質のレーザ光吸収率は３０〜７０％であり、レーザ吸収物質のレーザ光透過率は０〜５０%であることを特徴とする。

【0010】

なお、照射するレーザ光は、走査波長が８１０ｎｍ，９４０ｎｍ，１０６４ｎｍ（ＹＡＧレーザ）のいずれかであることを特徴とする。

【0011】

本発明を用いるメンブレンスイッチの作製方法に関しては、周辺部にレーザ吸収物質をフィルタ印刷し、スイッチの接点を含む回路パターンをレジスト印刷した第１及び第２の樹脂フィルムをスペーサとなる第３の樹脂フィルムを介してフィルタ印刷部と接点同士が対向するように密着させて周辺部にレーザ光を照射し、レーザ光の一部を第１の樹脂フィルムのフィルタ印刷部のレーザ吸収物質に吸収させ、残部を透過させて第２の樹脂フィルムのフィルタ印刷部のレーザ吸収物質に吸収させることによりレーザ吸収物質を発熱させ、この発熱により密着部を溶融させることにより第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムとを第３の樹脂フィルムを介して接着させることを特徴とする。

【0012】

レーザ吸収物質はレーザ光吸収性黒色着色剤であるカーボンブラックで印刷され、その厚さは０．５〜１５μであることを特徴とし、メンブレンスイッチを作製する。

【0013】

フィルタに印刷されたレーザ吸収物質は、抵抗値が高いカーボンブラックを希釈することで半透過するレーザ吸収物質に変換し、レーザ吸収物質のレーザ光吸収率は３０〜７０％であり、レーザ吸収物質のレーザ光透過率は０〜５０%であることを特徴とし、メンブレンスイッチを作製する。

【0014】

レーザ光は、走査波長が８１０ｎｍ，９４０ｎｍ，１０６４ｎｍ（ＹＡＧレーザ）のいずれかであることを特徴とし、メンブレンスイッチを作製する。

【発明の効果】

【0015】

本発明による樹脂フィルムの接着方法によれば、溶着すべき樹脂部材が増えても、樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質の半透過する特性により、一括して溶着することが可能となる。
さらに、本発明による樹脂フィルムの接着方法により作製されるメンブレンスイッチの構成においては、両面テープ或いは接着材の付着が不要となるだけでなく、３枚以上の樹脂フィルムの溶着が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明による樹脂フィルムの溶着を示す側面図

【図2】本発明による実施例を示すメンブレンスイッチの模式図

【図3】本発明による実施例を示すメンブレンスイッチの側面図

【図4】従来のメンブレンスイッチの構造を示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明による樹脂フィルムの接着方法を図を用いて説明する。より詳細には、実施例として本発明により作製されるメンブレンスイッチの作製方法を記載する。
図１は本発明による樹脂フィルムの溶着を示す側面図、図２は本発明による実施例を示すメンブレンスイッチの模式図、図３は本発明による実施例を示すメンブレンスイッチの側面図、図４は従来のメンブレンスイッチの構造を示す模式図である。

【0018】

図１において、第１の樹脂フィルム１の下面にレーザ吸収物質４を付着させ、第２の樹脂フィルム２の上面にレーザ吸収物質４を付着させ、第３の樹脂フィルム３を介して、所定部分同士が対向するように密着させている。
レーザ光２６を上方より照射し、レーザ光の一部を第１の樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質に吸収させ、残部を透過させて、第２の樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質に吸収させることにより、レーザ吸収物質を発熱させ、この発熱により密着部を溶融させ、第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムとを第３の樹脂フィルムを介して密着させることができる。
また、上方をガラス部材２８により、下方をクッション材２９によって挟み込むことで、圧力２７が付加され、接着力を高めている。

【0019】

第１乃至第３の樹脂フィルムは、ＰＥＴ樹脂フィルムである。
また、第１及び第２の樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質は、レーザ光吸収性黒色着色剤であるカーボンブラックで印刷し、その厚さは０．５〜１５μとする。
一般的にスクリーン印刷でレーザ吸収発熱用インキを印刷すると、９μとなる。この値を流用しても良い。

【0020】

第１及び第２の樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質は、抵抗値が高いカーボンブラックを希釈することで半透過するレーザ吸収物質に変換し、レーザ吸収物質のレーザ光吸収率を３０〜７０％とし、レーザ吸収物質のレーザ光透過率を０〜５０%とする。
ここで、レーザ吸収物質は、レーザ光を３０〜７０％吸収し、レーザ光０〜５０％を透過すると例示したが、抵抗値が高いカーボンブラックの希釈率により、その割合は適宜異なる。
溶着すべき樹脂フィルムが増加する場合には、希釈率を高め、透過率を高めることも可能である。
より溶着性を強める場合には、第２の樹脂フィルムの上面に印刷されたレーザ吸収物質は、レーザ光を全部吸収するインキとしても良い。

【0021】

レーザ光２６については、走査波長が８１０ｎｍ，９４０ｎｍ，１０６４ｎｍ（ＹＡＧレーザ）のいずれかであり、電流：１０Ａ，速さ：１５ｎｍ／ｓｅｃで照射するものとする。
その結果、第１の樹脂フィルムの下面に印刷されたレーザ吸収物質は、レーザ光３０〜７０％を吸収し、充分に発熱され、その発熱により、第１の樹脂フィルムの下面と第３の樹脂フィルムの上面とを溶着した。
透過したレーザ光０〜５０％は、第２の樹脂フィルムの上面に付着されたレーザ吸収物質により吸収され、充分に発熱し、その発熱により、第２の樹脂フィルム上面と第３の樹脂フィルムの下面とを溶着した。

【実施例】

【0022】

以下、メンブレンスイッチの作製方法に適用させた実施例を記載する。
図２（ａ）において、第１の樹脂フィルムである上部基板１と、第２の樹脂フィルムである下部基板２とは、連結する樹脂フィルムである。
スイッチ接点５は、まず導体である銀インキで厚さ９μに印刷され、さらにカーボンブラックにて厚さ９μで印刷される二重構造である。回路パターン６も同様に、二重構造で印刷されており、厚さ９μを有する。
図２（ｂ）で示すように、連結する第１及び第２の樹脂フィルムの周辺部分には、レーザ吸収物質４をフィルタ印刷する。レーザ吸収物質は、抵抗値が高いカーボンブラックを希釈したインクであり、厚さ０．５〜１５μに印刷する。
図２（ｃ）は、絶縁材料からなる第３の樹脂フィルムであるスペーサ３を示す。ここで、第１乃至第３の樹脂フィルムは、ＰＥＴ樹脂フィルムである。

【0023】

図２（ｄ）は、その周辺部にレーザ吸収物質４をフィルタ印刷し、スイッチ接点５を含む回路パターン６をレジスト印刷した第１の樹脂フィルム１及び第２の樹脂フィルム２をスペーサとなる第３の樹脂フィルム３を介して、フィルタ印刷部と接点同士が対向するように密着させ、連結する第１樹脂フィルムと第２樹脂フィルムを中折１０し、周辺部にレーザ光を照射する以前の状態を示す。
ここで、第３の樹脂フィルムであるスペーサ３には、スイッチ接点に対向する穴７を有する。第１及び第２の樹脂フィルムに、スペーサ３を介在させることで、スイッチ接点は接触することなく対向するが、スイッチ接点を押下すれば、容易に導電する構造である。

【0024】

これらの構造を有する樹脂フィルムの周辺部にレーザ光を照射し、レーザ光の一部を第１の樹脂フィルムのフィルタ印刷部のレーザ吸収物質に吸収させ、残部を透過させて、第２の樹脂フィルムのフィルタ印刷部のレーザ吸収物質に吸収させることにより、レーザ吸収物質を発熱させ、この発熱により密着部を溶融さて、第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムとを第３の樹脂フィルムを介して接着させる。つまり、第１乃至第３の樹脂フィルムの一括溶着が、可能となる。

【0025】

図３において、周辺部にレーザ吸収物質２４をフィルタ印刷し、スイッチの接点２５を含む回路パターンをレジスト印刷した第１の樹脂フィルム２１及び第２の樹脂フィルム２２をスペーサとなる第３の樹脂フィルム２３を介してフィルタ印刷部とスイッチ接点同士が対向するように密着させ２０、周辺部にレーザ光２６を照射し、レーザ光の一部を第１の樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質に吸収させ、残部を透過させて第２の樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質に吸収させることによりレーザ吸収物質を発熱させ、この発熱により密着部を溶融させることにより第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムとを第３の樹脂フィルムを介して密着させることができる。
また、上方をガラス部材２８により、下方をクッション材２９によって挟み込むことで、圧力２７が付加され、接着力を高める。

【0026】

本発明による樹脂フィルムの接着方法により作製されるメンブレンスイッチにおける印刷工程で言及すると、ＰＥＴ樹脂のフィルムに、銀インキにて導体（スイッチ接点）を９μの厚さで印刷し、厚さ１５μのレジストで覆い、抵抗値が高いカーボンブラックを希釈したレーザ吸収物質を厚さ９μで印刷する。

【0027】

本発明による樹脂フィルムの接着方法により作製されるメンブレンスイッチで用いるカーボンブラックは、抵抗値が高いカーボンブラックを希釈することで半透過するレーザ吸収物質に変換し、レーザ光吸収率は３０〜７０％，レーザ光透過率は０〜５０%とする。

【0028】

図３において、走査波長が８１０ｎｍ，９４０ｎｍ，１０６４ｎｍ（ＹＡＧレーザ）のいずれかのレーザ光２６を照射する。
具体的には、波長１０６４ｎｍ（ＹＡＧレーザ）のレーザ光を、電流：１０Ａ，速さ：１５ｎｍ／ｓｅｃで溶着させた。
その結果、第１の樹脂フィルム２１の下面に印刷されたレーザ吸収物質２４は、レーザ光を５０％吸収し、レーザ光５０％を透過した。
レーザ光５０％を吸収したレーザ吸収物質２４は、充分に発熱され、その発熱により、第１の樹脂フィルム２１の下面とスペーサ２３の上面とを溶着した。
透過したレーザ光５０％は、第２の樹脂フィルム２２の上面に印刷されたレーザ吸収物質２４により吸収され、充分に発熱し、その発熱により、第２の樹脂フィルム２２の上面とスペーサ２３の下面とを溶着した。

【0029】

ここで、レーザ吸収物質２４はレーザ光を３０〜７０％吸収し、レーザ光０〜５０％を透過すると例示したが、抵抗値が高いカーボンブラックの希釈率により、その割合は適宜異なる。
溶着すべき樹脂フィルムが増加する場合には、希釈率を高め、透過率を高めることも可能である。つまり、３枚以上の樹脂フィルムの溶着が可能となる。
より溶着性を強める場合には、第２の樹脂フィルム２２の上面に印刷されたレーザ吸収物質２４は、レーザ光を全部吸収するインキとしても良い。

【0030】

溶着すべき樹脂部材が増えても、樹脂フィルムに付着させたレーザ吸収物質の半透過する特性により、一括して溶着することが可能であることから、溶着時間は短縮できる。
つまり、３枚以上の樹脂フィルムの溶着時間が短縮可能である。

【0031】

また、本発明を用いるメンブレンスイッチの作製方法では、レーザ溶着であることから、耐薬試験や耐油試験等での剥離は確認されていない。
さらに、従来技術にある両面テープは付帯しないので、防水，防塵に適したスイッチである。

【符号の説明】

【0032】

１：第１の樹脂フィルム
２：第２の樹脂フィルム
３：第３の樹脂フィルム
４：レーザ吸収物質
２６：レーザ光
２７：圧力
２８：ガラス部材
２９：クッション材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】