聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法及製品的製作方法

2023-06-12 08:51:16 1

專利名稱：聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法及製品的製作方法
技術領域：
本發明是關於聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法及製品，特別指一種適用於矽膠按鍵外緣底面以及一聚酯膜片(PET膜片)的表面粘合方法及用該表面粘合方法製成的製品。
背景技術：
聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)，簡稱聚酯(PET)，其本身具有良好的透明度及光澤度，並且耐候性、耐疲勞性、耐熱性和電性能優異，同時耐磨耗並具有可回收性，在機械、電子等領域的應用愈來愈廣泛。然而由於聚酯材質為結晶性塑料，分子排列緻密整齊，分子結構穩定，表面自由能低，在粘合領域一直屬難粘材質。
矽橡膠為一種聚合物，其表面張力小，屬於難於附著的低能表面。將聚酯與矽橡膠二種難粘材質粘合為一體具有相當的難度，欲找到一種新的粘合方法，使聚酯膜片與矽橡膠能夠牢固粘著，並且達到該類產品可以批量生產的目的就更為不易。
現有的同類產品均採用熱烘型膠水將聚酯膜片與矽橡膠按鍵貼合的生產方法，例如桌上型電腦的鍵盤、筆記型電腦的鍵盤、手機、無線通訊電話的子母機等，這種方法是將膠水塗布於聚酯膜片上，再以貼合治具將聚酯膜片與矽膠按鍵壓合，同時將多組壓合後的產品和治具送入烤箱烘烤，在設定溫度下至少需要烘烤三十分鐘，之後，待治具溫度下降後，才將治具打開，取出貼合後的產品。其缺點在於不僅需要大量的治具，而且同一套治具的貼合循環周期至少需要四十至五十分鐘，商業成本不具有強勢競爭力，生產過程費時且效率不高；此外，貼合後產品的附著力往往達不到要求的水平(拉力需要大於或等於1kg)，所以，優良率和產率均低。

發明內容
本發明人經過大量的摸索，開發出一種新的聚酯膜片與矽膠按鍵表面粘合方法，解決了上述問題。
本發明的目的在於提供一種聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，該方法能縮短生產周期，並減少治具需要的數量，以提高生產效率。
本發明的目的還在於提供一種應用聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法製成的製品，該產品能提高聚酯膜片與矽膠按鍵之間的附著力。
為達到上述目的，本發明提供了一種聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，包括下列步驟提供一貼合治具，其中該貼合治具設有複數個孔穴及二個以上的定位柱；提供一聚酯膜片，並對該聚酯膜片進行表面處理；塗布紫外光膠於該聚酯膜片上；提供複數個矽膠按鍵；對該矽膠按鍵的底面進行表面處理；定位該矽膠按鍵於該貼合治具的孔穴內；置放並固定該聚酯膜片於該貼合治具上；壓合透明板材於該聚酯膜片上，該透明板材設有定位孔，其對應於相應的治具上的該定位柱用以固定該透明板材；對該貼合治具照射紫外光。
本發明還提供了一種聚酯膜片與矽膠按鍵的製品，該製品是用上述聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法所製成的，包括一聚酯膜片，該膜片具有一經過表面處理的表面；複數個矽膠按鍵；該聚酯膜片的表面塗布一紫外光膠，使該聚酯膜片的表面藉助治具可與矽膠按鍵的底面粘合。
本發明的上述方法與現有技術相比縮短了生產周期，減少了治具需要的數量，提高了生產效率；上述方法製得的製品，大大增強了聚酯膜片與矽膠按鍵之間的附著力。
上述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，其中無印刷金屬電路的聚酯膜片和未設有導電粒的矽膠按鍵的表面處理可採用電暈放電的方式，有印刷金屬電路的聚酯膜片和設有導電粒的矽膠按鍵的表面處理則可採用紫外光照射的方式；其中將紫外光膠印刷於該聚酯膜片相應的位置是採用網版印刷的方法，而定位該矽膠按鍵於該貼合治具的該孔穴內是採用震動篩鍵或吸真空篩鍵的方法。
本發明的粘合方法可先將矽膠按鍵定位於貼合治具內，再對矽膠按鍵進行表面處理；聚酯膜片上壓合的透明板材由可透過紫外光的材料製成。
本發明提供的聚酯膜片與矽膠按鍵的製品，包括聚酯膜片和複數個矽膠按鍵，該聚酯膜片的表面塗布一紫外光膠，使該聚酯膜片的表面可藉助治具與矽膠按鍵的底面粘合；其中該紫外光膠的厚度在6至8μm；該治具包括有一貼合治具和一透明板材及至少二根定位柱，該貼合治具具有複數個孔穴可收容所述的矽膠按鍵，該透明板材設有對應該定位柱的定位孔。
上述該貼合治具優選為電木材質所製成；其中該貼合治具可進一步設有一連通於所述孔穴的中層中空部及一連通於該中層中空部的吸氣孔。
上述透明板材的材質優選為透光率高、可供紫外光透過的材料。
本發明所採用的紫外光膠的溶解度參數應優選與聚酯膜片的溶解度參數相近，其表面張力優選小於該聚酯膜片的表面張力。
本發明的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，縮短了生產周期，並減少了治具的數量，達到了提高生產效率的效果，由該方法生產出來的聚酯膜片與矽膠按鍵的製品，藉由紫外光膠層及紫外光照，提高聚酯膜片與矽膠按鍵之間的附著力，使粘合後的製品的附著力達到了較高的要求。


圖1本發明的聚酯膜片、矽膠按鍵及治具的立體分解圖；圖2本發明的聚酯膜片、矽膠按鍵及治具的立體組合圖；圖3聚酯膜片的附著力與膠粘劑的關係坐標圖；圖4本發明的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法流程圖。
附圖標號1-聚酯膜片 2-矽膠按鍵 3-貼合治具32-孔穴 34-定位孔 4-透明板材42-定位孔
具體實施例方式
現結合附圖和實施例詳細說明如下，但並非對本發明作任何的限制。
請參閱圖1和圖2，為本發明的聚酯膜片、矽膠按鍵及治具的立體分解圖及立體組合圖。本發明首先須對聚酯膜片1及矽膠按鍵2進行表面處理。金屬表面之所以具有較大的表面張力，因其是高能表面而易於附著，而塑料和橡膠表面張力較小，屬於難附著的低能表面，因此該聚酯膜片1及該矽膠按鍵2須先進行表面處理以提高表面附著力。
聚合物的表面性質與其化學結構和結晶度有關，若分子結構相同，如果結晶度不同，表面張力差別很大，因此貼合前需對聚酯膜片1和矽膠按鍵2表面進行處理以改進其化學性質，從而提高塗層附著力。
聚合物的表面處理包括以下四種方式；1、清除弱接口層(weak boundary lay，WBL)以溶劑或表面活性劑或成水處理等方法清除塑料和橡膠表面的弱接口層，例如從製品內部遷移到表面的各種助劑和吸附的灰塵等。
2、增強接口的結合力物質間的結合以化學鍵最強，氫鍵次之，分子鍵的作用力最弱。為了增強接口間的結合力，最有效的方法是增加塗層與底材的化學鍵結合力。經過表面處理，在底材表面生成可與塗料成膜物之間發生化學反應的基團(官能團)，或者可以形成以氫鍵結合的羥基(-OH)、碳基(-CO)等。
3、賦予底材表面粗糙度增大底材表面與塗層的接觸面積也是增加附著力的手段之一，但提高粗糙度必須以塗料對底材的潤溼良好為前提。
4、底材與塗材之間相互溶解選擇適當的溶劑體系和溶解度參數相近的底材和成膜物體系，保證底材表面高分子與塗材成膜物高分子發生共溶，互混可以得到它們之間強有力的結合，但應避免過度溶解和溶脹。
表面處理的方法很多，包括溶劑處理法、偶聯劑處理法、火焰處理法、紫外光照射處理法、等離子體表面處理法等等。在選擇表面處理方法時，不僅要考慮被處理材料的物化性質，還要結合實際生產情況，符合高效率、低成本、易操作的要求。
本發明採用電暈放電處理無印刷導電金屬的聚酯膜片，電暈法是等離子體表面處理法的一種，將聚酯膜片1輸送至電暈機臺，藉由放電電極對聚酯膜片1釋放電火花以進行表面處理。經電暈處理後的聚酯膜片1表面的高分子聚合物發生一定的氧化、降解、聚合等反應，在聚酯分子鏈中引入羥基、羰基等極性較大的官能團，提供其與膠水反應生成化學鍵的必要條件。此外，電暈法處理聚酯膜片1的表面可以增加其表面的粗糙度，從而增加了表面與膠水的接觸面積，為增加附著力提供了有利條件。
本發明經過考察了多種表面處理的方式，認為處理無印刷導電金屬的聚酯膜片優選電暈法，電暈放電處理聚酯表面具有快速、高效、效果持久的特點，只要十幾秒即可達到良好效果，處理後的聚酯膜片其表面張力可由處理前的小於30(mN/m2)提高到40(mN/m2)以上，利於膠水在其表面的鋪展和潤溼，與化學處理法相比較，電暈法處理具有時效長、安全無毒和環保的優勢。
本發明對於未設有導電粒的矽膠按鍵2也優選電暈法處理其表面，該矽膠按鍵2可以倒立於一絕緣平臺上，使其底部環形底材向上，即使欲貼合的底面向上，再將該絕緣平臺送入電暈機臺。
對於表面印刷有金屬電路的聚酯膜片1或設有導電粒的矽膠按鍵2，則不可用電暈放電的方法對其進行表面處理，因為金屬或導電粒具有導電性，與電火花接觸會造成聚酯燃燒起火。本發明經過考察，篩選出的具體方法為以波長為185um的紫外光，產品表面距光源15cm的條件下對聚酯膜片1表面進行照射，照射時間約為三分鐘。經過紫外光處理後的聚酯膜片的表面粗糙度也會有較大的改變，同時生成含氧官能團，並且其表面結晶性也有所降低。紫外光照射處理聚酯膜片應使用250nm以下的短波長紫外光。當紫外光波長越長，處理效果就越不明顯，其中設有導電粒的矽膠按鍵亦可採用紫外光照射的表面處理方式。
經過表面處理的聚酯膜片1和矽膠按鍵2需要以膠水粘合。在用膠選擇方面，矽膠按鍵2與聚酯膜片1的粘合力往往是客戶評定貼合後產品的重要指標，因此膠水的選用也成為貼合牢固度的關鍵所在。
良好的粘合應符合以下幾點1、粘合劑能很好地潤溼底村；2、粘合劑與底材的極性相近(溶解度參數相近)；3、事先清潔底材，徹底除去其表面的弱界面層；4、臨時對底材施行表面活化處理；5、結合實際優化全程工藝。
可應用於該領域的膠水類型有熱烘膠、瞬間膠和紫外光膠。其中瞬間膠的固化速度過快，而且無法用來印刷，雖然對於聚酯膜片與矽膠按鍵的粘接具有良好的接著強度，但於工藝卻不適用；熱烘膠用於該產生的貼合，需要製作大量的貼合治具，而且受到烘烤時間的限制(一般需要三十分鐘)，治具的循環使用周期長，因此需花費較大成本又影響產率；紫外光膠工藝的開發可解決上述二種膠水在應用中的不足和矛盾。
對於紫外光膠需要考察一些因素，其中由於經過處理的聚酯膜片的表面張力應達到40(mN/m2)以上，因此膠水的表面張力應小於該值，才可實現膠水在其表面的鋪展和潤溼。
此外，溶劑的溶解度參數對於塗料在橡塑底材上的附著是非常重要的物性指標，只有在高分子底材與塗料樹脂混溶性良好的場合下才能得到良好的附著力。請參看圖3，該圖為聚酯膜片的附著力與膠粘劑的關係坐標圖，從圖中可以看出，有的膠雖能完全潤溼底材，但剝離強度不高，只有溶解度參數δ與聚酯膜片(δ＝10.7)相近的11至13號膠粘劑粘接強度最高，其中膠粘劑編號成份分別為1-聚乙烯；2-聚異丁烯；3-聚苯乙烯-丁二烯；4-聚苯乙烯5-氯丁橡膠；6-氯磺化聚乙烯(Hypalon)；7-丙烯酸、甲基丙烯酸酯；8-聚乙烯-醋酸乙烯；9-聚乙烯醇；10-聚丙烯腈-丁二烯；11-乙二醇/TDI；12-乙酸乙烯-丁二烯-馬來酸酐共聚物；13-雙酚A/異氰酸酯；14-聚乙酸乙烯；15-氯乙烯-丙烯腈共聚物16-烷基/烷氧基化的尼龍。
除此之外還必須考慮分子量大小及分子極性和結晶性等的相互影響。以上述理論為基本依據，結合實際生產的具體要求，經過大量的試驗，本發明篩選出了適合於本產品貼合生產的紫外光膠。
該聚酯膜片1經過電暈處理後，以網板印刷的方式印刷膠水，之後，取下聚酯膜片，其中膠水的厚度應控制在6至8μm。
經過上述步驟後，將該矽膠按鍵2定位置放於貼合治具3上，該貼合治具3優選為電木材質製成，電木具有不起靜電、不易變形的特點；該貼合治具3設有複數個孔穴32以供該矽膠按鍵2置入，置放的方法可採用震動篩鍵的方法，即，使矽膠按鍵2置於該貼合治具3上，然後震動該貼合治具3；或者可以採用吸真空篩鍵的方式，於該貼合治具3設有一中層中空部(未圖標)其連通於該孔穴32及一吸氣孔其連通於該中層中空部，使該貼合治具3的中層中空部氣壓降低，該孔穴32即產生吸力從而將矽膠按鍵2吸附於該貼合治具3的孔穴32中；藉此，使大部份的矽膠按鍵2落入並定位於該孔穴32內，剩餘空位可由人工補足；該矽膠按鍵2的表面處理也可以於按鍵2置放入該貼合治具3後，將該矽膠按鍵2連同該貼合治具3一起通過電暈處理。
貼合治具3上設有至少兩根定位柱34，本實施例中設有四根定位柱34。該定位柱34可提供塗布膠水的該聚酯膜片1定位於相對應的矽膠按鍵2上。
該貼合治具3上方需進一步加蓋一透明板材4，施以一定壓力，使膠層中的空氣排出。該透明板材4設有四個定位孔42，其相對應於該定位柱34，其中該透明板材4的材質應選用透光率高、可供紫外光透過的材料，藉此，紫外光才能穿透該透明板材4以達到膠層，使膠水固化。
請參閱圖4，為上述本發明的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法的流程圖，簡要描述了本發明的各重要步驟。
綜上所述，本發明的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法能夠以紫外光膠貼合矽膠按鍵和聚酯膜片，具有效率高、治具數量少、工藝簡單的特點，應用於實際生產中可達到節約成本，提高生產效率的目的。
本發明的表面粘合方法從各種方法中將其優化組合，配合合理的貼合治具，從而實現聚酯膜片與矽膠按鍵貼合產品的低成本、高效率、大批量生產；應用本發明的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法製成的製品，貼合後產品的附著力能達到客戶要求的水平，提高產品優良率及產能。
本發明的表面粘合方法採用獨特設計的治具(包括貼合治具和透明板材)，簡化了工藝，節約了成本，其良好的貼合效果和低成本使同類產品的生產更具競爭力。
以上描述了本發明優選實施方式，然其並非用以限定本發明。本領域技術人員對在此公開的實施方案可進行並不偏離本發明範疇和精神的改進和變化。
權利要求
1.一種聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，包括下列步驟提供一貼合治具，該貼合治具設有複數個孔穴及二個以上的定位柱；提供一聚酯膜片，對該聚酯膜片進行表面處理；塗布一層紫外光膠於該聚酯膜片上；提供複數個矽膠按鍵；對該矽膠按鍵的底面進行表面處理；定位該矽膠按鍵於該貼合治具的孔穴內；置放且固定該聚酯膜片於該貼合治具；壓合一透明板材於該聚酯膜片上，該透明板材設有定位孔對應於該定位柱以固定該透明板材；照射紫外光於該貼合治具。
2.如權利要求1所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，其中的聚酯膜片為無印刷金屬電路時，其採用電暈放電的表面處理方式。
3.如權利要求1所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，其中的聚酯膜片為有印刷金屬電路時，其採用紫外光照射的表面處理方式。
4.如權利要求1所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，其中的矽膠按鍵為未設有導電粒時，其採用電暈放電的表面處理方式。
5.如權利要求1所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面剩合方法，其中的矽膠按鍵為設有導電粒時，其採用紫外光照射的表面處理方式。
6.如權利要求1所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，其中採用網版印刷將紫外光膠印刷於該聚酯膜片相應的位置。
7.如權利要求1所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，其中採用震動篩鍵的方法將該矽膠按鍵定位於該貼合治具的孔穴內。
8.如權利要求1所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，其中採用吸真空篩鍵的方法將該矽膠按鍵定位於該貼合治具的該孔穴內。
9.如權利要求1所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，其中可先將該矽膠按鍵定位於該貼合治具內，再於該矽膠按鍵進行表面處理。
10.如權利要求1所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法，其中該透明板材為採用可透過紫外光的材料所製成。
11.一種聚酯膜片與矽膠按鍵的製品，其特徵在於，該製品用權利要求1所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法製成，該製品包括一聚酯膜片，該膜片具有一經過表面處理的表面；複數個矽膠按鍵；該聚酯膜片的表面塗布有紫外光膠，使該聚酯膜片的表面藉助治具可與矽膠按鍵的底面粘合。
12.如權利要求11所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的製品，其中該紫外光膠的厚度在6至8μm。
13.如權利要求11所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的製品，其中該治具包括有一貼合治具和一透明板材，該貼合治具具有複數個孔穴可收容該矽膠按鍵和至少二根定位柱，該透明板材設有對應該定位柱的定位孔。
14.如權利要求13所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的製品，其中該貼合治具為電木材質製成。
15.如權利要求13所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的製品，其中該貼合治具可進一步設有一連通於該孔穴的中層中空部和一連通於該中層中空部的吸氣孔。
16.如權利要求13所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的製品，其中該透明板材的材質為透光率高、可供紫外光透過的材料。
17.如權利要求11所述的聚酯膜片與矽膠按鍵的製品，其中該紫外光膠的溶解度參數與聚酯膜片相近。
全文摘要
本發明涉及一種聚酯膜片與矽膠按鍵的表面粘合方法及製品，該表面粘合方法能縮短生產周期，減少治具需要的數量，並提高生產效率。該方法包括下列步驟提供一聚酯膜片，對該聚酯膜片進行表面處理；塗布一紫外光膠於該聚酯膜片上；提供複數個矽膠按鍵；對該矽膠按鍵的底面進行表面處理；於一貼合治具上定位矽膠按鍵；置放並固定該聚酯膜片於該貼合治具上；壓合一透明板材於該聚酯膜片上；照射紫外光於該貼合治具。
文檔編號G06F3/02GK1721488SQ20041007090
公開日2006年1月18日 申請日期2004年7月13日 優先權日2004年7月13日
發明者陳耀鈴, 田明聰, 韓立中, 王若娜 申請人:閎暉實業股份有限公司