FR2572675A1 - Support d'information, procede et appareil de fabrication de ce support - Google Patents
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Abstract
LE SUPPORT D'INFORMATION, TEL QU'UN COMMUTATEUR A BOUTON-POUSSOIR EST FABRIQUE EN ELASTOMERE DE SILICONE 10. LE SUPPORT D'INFORMATION A UNE SURFACE D'INDICATION DANS LAQUELLE EST ENROBEE UNE ENCRE D'IMPRESSION AYANT UN MECANISME DE VULCANISATION SEMBLABLE A CELUI DE L'ELASTOMERE DE SILICONE. L'ENCRE ET L'ELASTOMERE DE SILICONE SONT VULCANISES POUR REALISER UNE CONFIGURATION D'ENCRE 9 SUR LA SURFACE D'INDICATION. LA SURFACE D'INDICATION DANS LAQUELLE LA CONFIGURATION EST ENROBEE CONSTITUE UNE SURFACE NON BRILLANTE AYANT UNE RUGOSITE PREDETERMINEE. L'INVENTION PRESENTE EGALEMENT UN PROCEDE ET UN APPAREIL DE FABRICATION DU SUPPORT D'INFORMATION PAR IMPRESSION A L'ENCRE D'IMPRIMERIE SUR LA PLAQUE DE TRANSFERT 5 AYANT UNE RUGOSITE DE PLUSIEURS MICROMETRES, PUIS PAR SEMI-VULCANISATION EN UNE CONFIGURATION ENROBEE QUI APPARAIT SOUS FORME D'UNE IMPRESSION SUR LA SURFACE D'AFFICHAGE DU SUPPORT D'INFORMATION.
Description
SUPPORT D'INFORMATION, PROCEDE ET APPAREIL DE FABRICATION
DE CE SUPPORT
La présente invention concerne un support d'informa-
tion ainsi qu'un procédé et un appareil de fabrication de ce support. Dans la présente invention, le terme "support
d'information" couvre une large gamme de supports d'infor-
mation qui soutiennent des informations d'exploitation, des informations d'entrée et autres types d'information dans une gamme de dispositifs électroniques, de dispositifs industriels et de dispositifs pour service public. Des exemples de ces dispositifs sont des claviers et des blocs
d'entrée des tableaux de commutation, des ordinateurs élec-
troniques de bureau, des dispositifs de traitement de l'information et autres appareils du même type. Un exemple
de ces supports d'information est un commutateur à bouton-
poussoir réalisé en caoutchouc élastomère moulé en forme de dôme et utilisé sur un clavier de calculateur électronique de petite dimension ou autre appareil analogue. La surface supérieure du commutateur à boutonpoussoir constitue le dessus de la touche sur lequel est en général imprimé un caractère comme un chiffre ou un symbole arithmétique pour
indiquer la fonction de la touche.
Dans la demande de brevet japonais 57-201688 publiée et dans la demande de brevet US 380 414 (déposé le 20 mai 1982), la demanderesse a décrit un support d'information et un procédé de fabrication de ce support, dans lesquels une configuration est imprimée à l'écran sur une plaque de transfert grace à l'emploi d'une encre à base de caoutchouc de silicone et la configuration est noyée dans le dessus du support d'information, dont un exemple est le dessus d'une touche. Le support d'information ainsi proposé a un inconvénient à savoir que la surface (surface fixe) de la plaque de transfert classique portant la configuration imprimée est incapable d'appliquer une force de fixation à la configuration pour fixer cette configuration et l'empêcher de glisser avec l'écoulement du matériau de moulage dans
le moule utilisé pour mettre en forme le support d'informa-
tion. En conséquence, quand le moule est fermé et pendant le moulage, la configuration glisse sur la plaque de transfert du fait de l'écoulement du matériau à l'intérieur du moule, et la configuration peut être décalée en position, déformée et altérée. En outre, puisque la plaque de transfert a une surface lisse, la surface du support d'information moulé est lisse et brillante. Cette surface réfléchit donc la lumière ambiante qui la frappe et rend donc difficile la lecture du caractère porté par le support. En outre, si la surface du support d'information est trop lisse, le doigt de l'opérateur peut s'accrocher au support et risquer de se retirer difficilement du dessus de la touche, ce qui gêne
une utilisation souple. En outre, la poussière en suspen-
sion dans l'air a tendance à se fixer à une surface lisse
d'o elle peut difficilement être enlevée.
L'invention a pour objet de proposer un support d'information ainsi qu'un procédé et un appareil de fabrication de ce support, lequel support d'information porte une configuration noyée, nettement visible qui
n'est ni brouillée ni décalée en position.
L'invention a en outre pour objet de proposer un support d'information, ainsi qu'un procédé et un appareil de fabrication du support, lequel support d'information est facile à utiliser et possède une surface sensiblement anti-reflet, facile à voir grâce à l'élimination de la régularité de surface du support et à la réduction du
coefficient de réflexion de la surface.
Un autre objet de l'invention consiste à proposer un support d'information, ainsi qu'un procédé et un appareil de fabrication du support, selon lesquels le décalage de position d'une configuration enrobée dans le support est empêché et le support est doté d'une surface facile à
nettoyer ayant un excellent toucher et un reflet réduit.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
apparaîtront d'après la description qui va suivre en
référence aux dessins annexés; dans lesquels des repères identiques désignent les mêmes pièces ou des pièces semblables sur toutes les figures. Sur ces dessins: la figure 1 est une vue en coupe représentant un mode de réalisation d'un moule destiné au moulage d'un commutateur à bouton-poussoir (bouton-poussoir en catouchouc) réalisant la présente invention;
les figures 2A, 2B et 2C sont des vues en coupe illus-
trant la relation entre une configuration préparée sur une plaque de transfert et un matériau de moulage chargé dans un moule avant, pendant et après l'opération de moulage; les figures 3A et 3B sont respectivement des vues en plan et latérales d'une plaque de transfert placée dans un moule;
la figure 4 est une vue en coupe d'un moule qui illus-
tre les opérations d'introduction d'une plaque de transfert dans le moule, de remplissage du moule avec un matériau de moulage et de fermeture du moule; la figure 5 est une vue latérale illustrant un exemple de machine à mouler sous pression;
la figure 6 est une vue en coupe illustrant un caout-
chouc de silicone pressé à l'intérieur du moule; les figures 7A et 7B sont respectivement une vue latérale en coupe et une vue en perspective illustrant un exemple de commutateur à bouton-poussoir; et la figure 8 est une vue représentant le procédé de
fabrication d'un commutateur à bouton-poussoir.
On va maintenant décrire en détail un mode de réalisa-
tion préféré de la présente invention en se référant aux
dessins. Il faut remarquer que l'invention peut être appli-
quée à un support d'information qu'un opérateur ou un utilisateur manoeuvre avec les mains. Bien que différentes utilisations soient possibles, le mode de réalisation de la présente invention qui va être décrit concerne un commutateur à bouton-poussoir représentant une application
typique de l'invention.
En se référant à la figure 1, on peut voir un moule destiné à former à la partie principale d'un commutateur à bouton poussoir qui est désigné dans son ensemble par le repère 1. Le moule 1 comprend un moule supérieur 2, un moule intermédiaire 3 et un moule inférieur 4. Entre le
moule supérieur 2 et le moule intermédiaire 3, est inter-
calée une plaque de transfert 5 fabriquée en acier inoxy-
dable ou en un matériau semblable. Des trous de guidage 2', 3' et 5' sont percés à travers les moules 2, 3 et la plaque de transfert 5 respectivement sur les côtés gauche et droit de ces éléments de façon à communiquer entre eux lorsque les pièces sont alignées. Une broche de guidage 6 dépasse du moule inférieur 4 vers le haut à proximité des bords gauche et droit du moule. Les broches de guidage 6 pénètrent dans les trous alignés 2', 3' et 5' du moule supérieur 2, du moule intermédiaire 3 et de la plaque de transfert superposés. On notera, d'après la figure 1, que le moule intermédiaire 3 et le moule inférieur 4 présentent respectivement une cavité 7 et une partie en saillie 8
permettant de mouler un commutateur à bouton-poussoir.
La partie en saillie est placée de façon à pénétrer dans la cavité 7 lorsque le moule supérieur et le moule inférieur 3, 4 sont superposés en position fermée. Il faut remarquer
que la portion supérieure de la cavité 7 du moule inter-
médiaire 3 correspond à la partie supérieure de la touche du commutateur à bouton-poussoir qui doit être moulé. En outre, le montage est tel qu'une partie de la plaque de transfert 5 est constamment exposée à la partie supérieure de la cavité 7 lorsque la plaque de transfert 5 est prise entre le moule supérieur 2 et le moule intermédiaire 3
à la fermeture.
On va considérer maintenant l'importance de l'état de la surface de la plaque de transfert utilisée dans le moule
décrit ci-dessus.
En fixant de l'encre sur la plaque de transfert, puis en enrobant l'encre dans une partie du dessus de la touche grâce à une technique de transfert, il est important de considérer la force d'adhérence de l'encre sur la plaque de transfert. La résistance de la liaison est importante du fait que la configuration imprimée sur la plaque de transfert n'est absolument pas maintenue matériellement ni par sa forme. (Dans la présente invention, le terme "code" va désigner toutes les configurations apparaissant à l'enrobage comme des caractères, des symboles et des graphiques). Dans la fabrication d'un article sur lequel l'impression est effectuée par un procédé d'enrobage, une telle impression est impossible sauf si la résistance de la liaison entre l'encre et la plaque de transfert se situe dans une gamme appropriée. Plus précisément comme représenté sur la figure 2, le code, désigné par le repère 9 ne doit pas se séparer de la plaque de transfert du fait de l'écoulement d'un matériau de moulage en caoutchouc de silicone 10 au moment o le moulage sous pression est effectué, mais doit se transférer complètement depuis la plaque de transfert jusqu'au matériau de moulage en caoutchouc de silicone 10 à la fin du moulage. L'état de surface de la plaque de transfert 5 est un paramètre critique qui agit sur la résistance de la liaison. Pour obtenir une résistance convenable de la liaison, la surface de la plaque de transfert 5 doit avoir une rugosité d'environ 0,1 à 3,0 micromètres (la rugosité étant définie comme la profondeur moyenne des piqAres de la surface). Cette
rugosité peut être obtenue, par exemple par l'un quelcon-
que des procédés de grenaillage, décapage au jet de sable ou attaque à l'acide, etc. Bien que de nombreux traitements puissent être appliqués pour obtenir la rugosité de surface de la plaque de transfert, on va désigner ici ses traitements
en utilisant l'unique terme de décapage au jet de sable.
Si la plaque de transfert a une rugosité trop élevée, dépassant 3,0 micromètres, l'encre qui constitue le code 9
sur la plaque de transfert 5 ne va pas se transférer régu-
lièrement sur le matériau en caoutchouc de silicone 10 parce que la résistance de la liaison entre l'encre et la plaque de transfert sera trop forte. Si la plaque de transfert 5 a une surface très lisse, c'est-à- dire une rugosité inférieure à 0,1 micromètre, la résistance de la liaison sera trop faible et le code encré 9 se décalera du fait des possibilités d'écoulement du matériau 10 au moment de l'opération de moulage sous pression. Grâce au traitement de surface ci-dessus, la rugosité de la surface de la plaque de transfert se situe approximativement entre 0,1 et 3,0 micromètres. La figure 2A représente la situation avant le moulage, le code 9 est encore fixé à la plaque de transfert 5 avant la fermeture du moule. La figure 2B représente l'opération de moulage en cours, la plaque de transfert 5 est alors comtact avec la surface supérieure du moule intermédiaire 3 en laissant apparaître le code 9 à l'intérieur de la cavité de moulage, tandis que le matériau de moulage en caoutchouc de silicone est introduit dans la cavité par le bas. La figure 3C représente la situation à la fin du moulage, le code 9 a alors été
transféré, de la plaque de transfert 5 au matériau 10.
On va maintenant décrire plus en détail un mode de réalisation préféré de la présente invention en se référant
aux figures 3 à 8.
Comme représenté sur la figure 3A, la surface de transfert de la plaque de transfert 5 subit un décapage par jet de sable. Le traitement de décapage par jet de sable est applique à une surface 5a apparaissant dans la partie
supérieure de la cavité 7 formée dans le moule intermé-
diaire 3 afin d'obtenir une face décapée par jet de sable,
non brillante 5b ayant la rugosité ou la texture désirée.
C'est l'opération S1 du procédé de fabrication représenté sur la figure 8. Il faut remarquer que la totalité de la surface de transfert de la plaque de transfert 5 peut être
décapée par jet de sable si on le désire.
Ensuite, à l'opération S2 du procédé- de fabrication, le code 9 à imprimer sur le dessus de la touche d'un commutateur à bouton-poussoir est appliqué sur la surface décapée au jet de sable 5b de la plaque de transfert 5 par une opération de sérigraphie en utilisant une encre d'imprimerie. Il faut remarquer que le code 9 fixé à la plaque de transfert 5 de cette manière va se soulever légèrement de la surface de la plaque comme représenté sur la figure 3B. L'encre d'impression utilisée dans ce cas est un mélange d'un polymère de polysyloxane, d'un agent de vulcanisation et d'un pigment de coloration. En outre, la surface intérieure de la cavité 7 du moule intermédiaire 3 et la surface de la partie en saillie 8 intérieure au
moule inférieur 4 ont des surfaces dont la-finition corres-
pond au poli optique. Avec cette construction, la résis-
tance de la liaison entre le code 9-et la surface 5b décapée au jet de sable de la plaque de transfert 5 prend avantageusement une valeur inférieure à la résistance de fusion entre le code 9 et le matériau 10 de moulage en
caoutchouc de silicone constituant le commutateur à bouton-
poussoir, mais cette valeur n'est passuffisamment faible
pour permettre au code 9 de se séparer du fait descaracté-
ristiques d'écoulement du matériau de moulage 10 quand le
moule 1 est comprimé en position de moulage.
L'opération S3 permet de laisser durcir ou vulcaniser le code 9 sur la plaque de transfert 5. Ensuite, comme représenté sur la figure 4, le moule supérieur 2 et le moule intermédiaire 3 sont rapprochés l'un de l'autre et viennent s'appliquer sur les deux faces de la plaque de transfert 5 sur laquelle
le code 9 a été appliqué selon les procédés décrits ci-
dessus; à ce stade, les moules sont fixés par des moyens ppropriés,non représentés, la surface 5c décapée par jet de sable, anti-reflet de la plaque de transfert 5 étant apparente dans la cavité 7. C'est l'opération S4 du procédé de fabrication. Ensuite, au cours de l'opération S5, du caoutchouc de silicone 10 de dimension prédéterminée et servant de matière première à la fabrication du commutateur à bouton-poussoir du mode de réalisation présenté à titre d'illustration, est placé dans la partie en saillie 8 du moule inférieur 4, et le moule supérieur 2, la plaque de transfert 5 et le moule intermédiaire 3 sont superposés
au moule inférieur 4, les broches de guidage 6 étant intro-
duites dans les trous alignés 2', 3' et 5'.
Le moule 1 ainsi fermé est chauffé et comprimé grace à la machine de mculage sous pression à l'opération S6
comme on va le décrire maintenant.
La figure 5 représente un exemple de machine de moulage sous pression. La machine, désignée généralement par le repère 11, comprend des barreaux de guidage 12, une platine chauffante 13 fixée à la partie supérieure des barreaux de guidage 12, un plateau chauffant 14 monté sur les barreaux de guidage 12 de façon à pouVoir subir un mouvement vertical, et un cylindre de pression 15 permettant de déplacer le plateau chauffant 14 le long des barreaux de guidage 12. Le moule est fixé au plateau chauffant 14 comme représenté sur la figure 5 et le plateau chauffant 14 est soulevé par le cylindre de pressurisation 15, en comprimant ainsi le moule l'entre les plateaux chauffants
13 et 14 pour chauffer et comprimer simultanément le ma-
tériau de moulage 10.
L'application de chaleur et de pression selon le procédé ci-dessus fait remplir par le matériau de moulage en caoutchouc de silicone 10 la cavité 7 délimitée par le moule intermédiaire 3 et la partie en saillie 8 du moule inférieur 4, en moulant ainsi le matériau en un commutateur à bouton-poussoir en caoutchouc 16. En même temps, le code 9 fixé à la plaque de transfert 5 est enrobé dans le
matériau de moulage en caoutchouc 10 à une profondeur au -
moins équivalente à l'épaisseur du code, après quoi le code est vulcanisé de façon à s'intégrer au catouchouc de silicone. La vulcanisation intervient parce que l'encre d'impression formant le code 9 comprend un polymère de polysiloxane qui subit un mécanisme de vulcanisation semblable à celui du caoutchouc de silicone 10. La vulcanisation de deux matériaux ayant des mécanismes de vulcanisation semblables alors que l'un est enrobé dans l'autrefond fait fusionner les matériaux pour former une seule pièce. Lorsque le moule 1 est ouvert, on obtient donc
un commutateur à bouton-poussoir 16 ayant la forme repré-
sentée sur les figures 7A'et 7B. Le commutateur à bouton-
poussoir 16 a une surface de touche supérieure 17 sur la-
quelle le code 9 est intégralement enrobé. La surface de touche supérieure 17 du commutateur à bouton-poussoir moulé 16 est rugueuse et rendue non brillante ou anti-reflet grâce à la surface décapée par jet de sable 5b de la plaque
de transfert 5. D'autres parties du commutateur à bouton-
poussoir, à savoir une surface extérieure 18 correspondant
à la cavité 7 du moule intermédiaire et une surface inté-
rieure 19 correspondant à la partie en saillie 18 du moule inférieur 4 sont brillantes. Le repère 20 désigne un contact, comme par exemple en caoutchouc électriquement conducteur, qui est prévu sur la surface intérieure 19
du commutateur à bouton-poussoir 16.
Dans la fabrication du commutateur à bouton-poussoir du mode de réalisation illustré ici selon le procédé
décrit ci-dessus, le montage est tel que l'encre d'impres-
sion constituant le code 9 sur la plaque de transfert 5 est
enrobée dans le caoutchouc de silicone 10 après un durcisse-
ment suffisant, c'est-à-dire qu'il y a d'abord une demi-
vulcanisation puis un enrobage de l'encre à l'intérieur de l'étuve chauffante. Puisque le code enrobé 9 a alors une résistance prescrite, le code imprimé ne peut pas se déplacer ni se brouiller. En outre, puisqu'une surface décapée par jet de sable est formée sur la plaque de transfert et puisque le code 9 est fiié à cette surface, un frottement d'une amplitude considérable se développe entre la plaque de transfert 5 et le code 9 si bien que tout dérapage du code sur la plaque de transfert est empêché. Grâce à cela, le code 9 ne sera pas enrobé dans la surface supérieure 17 de la touche en une position décalée. En outre, puisque la surface supérieure 17 de la touche du commutateur à bouton-poussoir moulé 16 est moulée en même temps que le code 9 dans une surface rugueuse anti- reflet créée par la surface anti-reflet décapée par jet de sable 5b de la plaque de transfert 5, la surface 17 du dessus de la touche présente donc une légère rugosité qui empêche le doigt de l'opérateur de se coller sur le dessus de la touche et permet au doigt de se retirer aisément de la touche. Puisque la surface supérieure 17 de la touche n'est pas moulée en une surface au poli optique, le code 9 est peu réfléchissant et se lit
donc facilement.
Selon la présente invention, telle qu'elle a été décrite et illustrée cidessus, il est proposé un support d'information ainsi qu'un procédé et un appareil de fabrication de ce support. Le support d'information porte un code nettement visible qui peut être fixé sur le dessus d'une touche ayant un toucher excellent sans que le code soit brouillé ou décalé en position. Puisque la surface du support présente une rugosité prescrite, la lecture du code ne sera pas rendue difficile du fait de la lumière réfléchie par le dessus de la touche. La rugosité de
surface facilite le nettoyage du dessus de la touche.
Bien que la description ci-dessus concerne le moulage
d'un commutateur 16 à une seule touche ayant le dessus de touche décrit ci-dessus, pour simplifier la compréhension de la présente invention, il est naturellement possible de mouler en même temps une pluralité de commutateurs a bouton-poussoir de ce type dans un seul moule, afin que les commutateurs à bouton-poussoir puissent être utilisés dans un clavier bien connu ou autres dispositifs du même type. Dans ce dernier cas, les portions d'une unique plaque de transfert 5 correspondant aux dessus des touches respectives, ou bien la totalité de la surface de la plaque de transfert seraient décapées au jet de sable et une pluralité de codes seraient transférés en même temps. Autrement dit, des techniques bien connues peuvent être appliquées telles quelles à des portions qui ne sont pas concernées par
la présente invention.
Bien que le mode de réalisation précédent ait été décrit en se référant à du caoutchouc de silicone pris comme exemple de matériau de moulage, il est évident que la présente invention peut être appliquée à un élastomère silicone constitué d'un mélange de caoutchouc de silicone et de caoutchouc synthétique employé comme matériau de
moulage.
Claims (1)
1 . Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une surface intérieure du moule servant au moulage
du support d'information a une surface lisse au poli optique.
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