JP2010125737A - カード - Google Patents

Abstract

【課題】表面に保護層を有するカードにおいて、エンボス加工適性があり、かつ表面保護性能の高いカードとすることを目的とする。
【解決手段】エンボス加工を施してなるカードにおいて、基材上に保護層として二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの結晶性樹脂フィルムからなるフィルム状保護層を用い、エンボス加工を施してなる部分においてカード基材とフィルム状保護層の間に緩衝層を用いることにより保護層の割れなどのないカードとするものである。
【選択図】図１

Description

本発明はエンボス加工を施してなるカードに関する。

従来、磁気カード、ＩＣカード等のカードにおいて、表面を保護するために保護層を有するカードが知られている。
例えば、磁気ストライプ上に絵柄と保護層が形成されたいわゆるオーバープリントカードは、磁気カード、接触型ＩＣカード、非接触型ＩＣカード等に幅広く使われているが、磁気特性を考慮するとスペーシングロスを小さくするために絵柄と保護層の膜厚は極力小さくすることが好ましい。

オーバープリントカードの表面強度を向上させる方法としては、保護層表面の摩擦係数を小さくして滑りを良くする方法と保護層の硬度を上げる方法が挙げられるが、一般的にカードにはエンボス・ティッピング・ホログラム転写・ＵＧ（ウルトラグラフィックス）等の後加工が入る場合が多く、これらの後加工適性と表面強度を同時に向上させることは困難であることが知られている。

保護層としては、樹脂材料を塗布してオーバーコート層を形成する方法や特許文献１や特許文献２に記載されているポリ塩化ビニルフィルム等の熱可塑性樹脂フィルムを用いる方法などが知られている。
これらの方法を用いた場合、樹脂材料を塗布して形成した保護層も熱可塑性樹脂フィルムを用いた保護層も十分な柔軟性があるので、エンボス加工時に保護層がエンボスの凸部に対して追従することができ、保護層が破断するような現象は起こらない。しかし、これらの方法では、保護層自体の強度が弱く、表面にキズが入ったり、保護層自体が削られるといった問題がある。

表面強度の高い保護層として、強度に優れた二軸延伸ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックフィルムを用いることが考えられるが、この方法ではエンボス加工を行うと保護層が凸部に追従できないために、基材からの剥離や保護層自体の破断や表面の割れなどが発生する。
このように、表面が極端に硬くなる硬化性の樹脂を使用すると、エンボス加工時に保護層表面が割れる現象が発生するため、十分な強度を有しかつエンボス加工適性を有する保護層とするのは困難であった。

特開昭６１−５２７８７ 特開昭５８−９４１３２

本発明では、表面に保護層を有するカードにおいて、エンボス加工適性があり、かつ表面保護性能の高いカードとすることを目的とする。

本発明は、基材上に結晶性樹脂フィルムからなるフィルム状保護層を有するカードであって、該カードにはエンボス加工部があり、少なくとも該エンボス加工部において基材とフィルム状保護層の間に緩衝層を有することを特徴とするカードとするものである。

また、さらに該エンボス加工部においてフィルム状保護層上に上部緩衝層を有することを特徴とするカードとするものである。

また、前記フィルム状保護層の厚みが１〜１０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載のカードとするものである

また、前記緩衝層は重合度１０００以下の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカードとするものである。

本発明では、カードの保護層として結晶性樹脂フィルムからなるフィルム状の保護層を用いることで高い表面強度を確保し、表面保護性能の高いカードとすることができるとともに、エンボス加工部に緩衝層を設けることでエンボス加工時に浮きや剥離、割れなどのないカードとすることができる。

本発明は基材上に結晶性樹脂フィルムからなるフィルム状保護層を有するカードであって、少なくともエンボス加工を施す部分において、基材と保護層の間に緩衝層を有することを特徴とする。

本発明で用いる基材としてはカードの基材として機能するものであれば特に限定するものではない。
磁気カードとする場合、例えば磁気ストライプが埋め込まれた透明のオーバーシートと白色のセンターコアシートを熱成形することにより１枚の板状としたものをカード基材を用いることができる。また、センターコアシートの片面に磁気ストライプが埋め込まれた透明のオーバーシートを用い、もう一方の面に磁気ストライプを有さない透明のオーバーシートを積層したものを用いることができる。
センターコアシートとしては、塩化ビニル系樹脂や非結晶性ポリエステル系樹脂等を用いることができる。
また、オーバーシートとしては、塩化ビニル系樹脂や非結晶性ポリエステル系樹脂等を用いることができる。

また、前記カード基材の磁気ストライプを設けた側には、隠蔽層及び絵柄層を形成することができる。
絵柄層はオフセット印刷法やスクリーン印刷法を用いて形成することができる。オフセット印刷法を用いる場合、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂を主体としたインキを用いることができ、スクリーン印刷法を用いる場合は塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂またはそれらの共重合体を主体としたインキを用いることができる。

接触式のＩＣカードとする場合、例えばセンターコアシートの両面にオーバーシートを積層し、表面にミリング加工を施し、ＩＣモジュールを埋め込んだものをカード基材として用いることができる。
センターコアシートとしては、塩化ビニル系樹脂や非結晶性ポリエステル系樹脂等を用いることができる。
また、オーバーシートとしては、塩化ビニル系樹脂や非結晶性ポリエステル系樹脂等を用いることができる。
なお、オーバーシート上には前述した方法と同様の方法で絵柄層を形成することができる。

非接触式のＩＣカードとする場合、例えばＩＣモジュール及びアンテナを形成したインレットの両面をそれぞれ１層または２層の中間シートで積層したセンターコアシートを用い、さらに両面に外装シートを積層したものをカード基材を用いることができる。
ＩＣインレットは、ポリエステル系フィルムなどのプラスチックシートに、アンテナコイルを形成し、ＩＣモジュールと接続したもの等を用いることができる。
中間シートとしては、非結晶性ポリエステル系樹脂等を用いることができる。
外装シートとしては、非結晶性ポリエステル系樹脂等を用いることができる。
なお、外装シート上には前述した方法と同様の方法で絵柄層を形成することができる。

接触／非接触式のＩＣカードとする場合、上記非接触式のＩＣカードの表面にミリング加工を施し接触用のＩＣモジュールを埋め込んだものを用いることができる。
また、アンテナシートを挟んだセンターコアシートを用い外装シートを用い、表面にミリング加工を施し接触／非接触用のＩＣモジュールを埋め込んでもよい。
また、さらに磁気ストライプを設けてもよいし、外装シート上に前述した方法と同様の方法で絵柄層を設けてもよい。

本発明では、保護層として結晶性樹脂フィルムからなるフィルム状保護層を用いる。
結晶性樹脂フィルムは高い表面硬度、耐摩耗性を有するため、これを用いることでは樹脂を塗工した保護層と比べて表面の剥がれ、傷等の少ない高い保護性能を有するカードとすることができる。また、樹脂を塗工した保護層に比べ、薄くても強度があるため、カード全体の薄膜化を達成できる。さらに、通常の保護層を有するカードでは絵柄が削れるような使用環境でも絵柄へのダメージを大幅に軽減することができる。
結晶性樹脂フィルムとしては例えば延伸した樹脂フィルムを用いることができる。延伸した樹脂フィルムには一軸延伸したものと二軸延伸したものがあげられる。二軸延伸した樹脂フィルムの方が強度が高いため好適に用いることができる。
このようなものとして例えば、二軸延伸処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルムやナイロンやポリプロピレンを用いることができる。
これらのフィルムは引っ張り方向に力が加わったときに伸びを発生するため、エンボス加工時の凹凸形成に追従できるため好適に用いることができる。このとき用いるフィルムの伸びは、ＪＩＳ Ｃ２１５１による測定方法で破断伸度が５０〜２００％であることが好ましい。

保護層の厚みは１〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。これより薄いと加工適性、保護フィルムとしての強度が著しく低下する。これより厚いとエンボス加工適正に劣る。また、磁気カードとする場合、これより厚いと非磁性部分が厚すぎることにより磁気カードとしての機能を有しない。
また、保護層の破断強度は、ＪＩＳ Ｃ２１５１による測定方法で、１５０〜５００ＭＰａの範囲内であることが好ましい。

フィルム状保護層の積層方法は、特に限定するものではないが一般的なラミネート方法を用いることができる。
例えば、ロール状で供給された薄物フィルムを基材に仮貼りし、熱圧をかけて貼り合わせる方法が用いることができる。
具体的にはロール状で供給された薄物フィルムを所望のサイズにシートカットをして基材に熱・超音波等により仮貼りし、ラミネートプレス機等による面圧もしくはラミネータ等による線圧による熱圧着により形成する方法を用いることができる。
また、ロール状で供給された薄物フィルムをシート状のカード基材にラミネートプレス機等による面圧もしくはラミネータ等による線圧による熱圧着によりカード基材に貼り合わせた後にシート状に断裁を行う方法を用いることができる

本発明のカードでは、後加工として文字・数字・図形などのエンボス加工を施す。エンボス加工は、公知の手法で形成することができる。
なお、エンボスの領域・形状は、ＪＩＳ Ｘ ６３０２−１で定められたものとする。

本発明ではカード基材と保護層の間の少なくともエンボス加工部に緩衝層を形成する。
緩衝層を形成することで、カードのエンボス加工時に発生するカードの平面方向に発生する応力を吸収し、保護フィルムの剥離や破断を防止することができる。
このとき用いる樹脂は、熱可塑性樹脂であり、重合度が１０００以下であることが望ましい。同じ樹脂系でも重合度が高くなると応力の吸収が行い難くなる。また、緩衝層は保護フィルム、カード基材との接着性を有していることが望ましく、このようなものとしては塩ビ塩酢ビの共重合体などがあげられる。
また、緩衝層はカード全体に設けてもよい。

緩衝層の厚みは０．１〜５．０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．５〜２．５μｍである。エンボス加工された部分の高さが一般的に０．３６〜０．４８ｍｍなので前述の範囲内であれば応力を吸収できるものとなる。

また、保護層上にも上部緩衝層を設けてもよい。上部保護層は少なくともエンボス加工部に形成すればよいが、カード全体に設けてもよい。
保護層の上部に緩衝層を設けることで保護層下部の緩衝層の厚みを薄くすることができる。意匠性や印刷の作業性の問題により、保護層下部の緩衝層を厚くできない場合、上部緩衝層を設けることでこの問題を解決することができる。
上部緩衝層の厚みは０．１〜５．０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．５〜２．５μｍである。

また、最上層に塩化ビニル系、酢酸ビニル系、ポリエチレン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、アクリル系またはこれらの共重合体やポリマーアロイからなる受理層を形成することで、ホログラム・ＵＧ転写等の加工適性を向上することが可能である。
受理層の形成方法としては、ロールコーター等による直接印刷する方式と転写フィルムにグラビア印刷により形成した後に転写を行う方式が用いられる。

また、カード基材とフィルム状保護層の間にはさらに反り防止層を設けてもよい。
反り防止層は接着機能を有しているものが好ましい。
一般的に二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム等の結晶性樹脂フィルムは熱膨張係数が非常に小さく、熱に対して安定的であることが知られている。それに比べてカード基材に一般的に使われるポリ塩化ビニルや非結晶性ポリエステル系フィルム（ＰＥＴＧ）は、熱膨張係数が大きく、これらの樹脂同士を熱成形で貼り合わせると冷却時に応力が発生し、反りの原因となる。
そこで、これらの樹脂の間に反り防止層を配置することで、反りの防止を行うことができる。反り防止層は、熱成形温度の低下による反りを防止することができる。

反り防止層としては、エンボス加工時に亀裂が入りにくい熱可塑性樹脂を使う必要があり、このようなものとして例えばガラス転移点が３０〜６０℃の範囲内である樹脂を用いることができる。
一般的にカード基材に用いられる樹脂のガラス転移点は６０℃より高温であり、反り防止層のガラス転移点はこれよりも低温である必要がある。フィルム状保護層を貼り合わせる際にはカード基材及びフィルム状保護層を加熱するが、反り防止層の樹脂のガラス転移点がカード基材よりも低ければ、冷却時にフィルムとカード基材の寸法変化が安定した後にガラス化することになるため、内部応力が発生しにくくなる。
また、カード基材に用いられる樹脂のガラス転移点よりも著しく低いとフィルム張り合わせの成形時に接着兼反り防止層の樹脂分の流動が大きすぎることが原因となり、絵柄の歪みが発生することがある。

このようなものとしては、熱可塑性樹脂である必要があり、塩化ビニル及び酢酸ビニル、ビニルアルコール、ポリエステル、アクリル、ポリウレタン等を用いることができる。
反り防止層の膜厚は、０．５〜５μｍの範囲であることが望ましい。これより薄いと反り吸収の効果が無く、厚い場合は、絵柄の歪みが発生しやすいものとなる。

反り防止層の形成方法は、グラビア印刷、スクリーン印刷などが挙げられる。

なお、本発明では絵柄層を設けた際、絵柄層とフィルム状保護層の密着性が悪いため、緩衝層や反り防止層を介して張り合わせることで高い密着性を得ることができる。
そのため、緩衝層は絵柄層を重なるように全体的に設けるか、または緩衝層をエンボス加工近傍のみに設ける場合は絵柄層と重なるように全体に反り防止層を設け、密着性を向上させることができる。

また、本発明では、多面付けのシート状のカード基材を用い、緩衝層、フィルム状保護層を積層した後、カード小片に打ち抜くことができる。
カード小片への切り出しは、一般的にプレス機に取り付けた雄雌金型や中空の刃物による打ち抜きが用いられる。このとき、雄雌金型のクリアランスと抜き方向の調整、中空刃の角度や刃の入れる向きの調整により、カード基材周辺部のフィルム状保護層をカード基材の裏面方向に巻き込みながらプレスで打ち抜くことができる。その結果、フィルム状保護層が端面の一部分を覆うことになり、おもて面絵柄を保護することできる。
フィルム状保護層の巻き込み量は、０．１ｍｍ以上である必要があり、それより薄いと薬品しんせき試験を行った際に側面から薬品が絵柄・隠蔽層に進入する。

＜実施例１＞
厚み０．６０ｍｍの硬質塩ビからなるコアシートに、表用オーバーシートとして磁気ストライプ（膜厚１．０μｍ）を熱転写により仮貼りした厚み０．１ｍｍの硬質塩ビシートと裏用オーバーシートとして０．１ｍｍの硬質塩ビシートを丁合し、ラミネートプレス機で１３５〜１６０℃、１．０〜３．５ＭＰａで熱融着させシート状のカード基材本体を作成した。

カード基材本体にスクリーン印刷により隠蔽層を形成した。隠蔽層は、アルミ粉３〜１０重量％、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂１０〜５０重量％、シクロヘキサノンを主成分とした溶剤４０〜８５重量％のインキを同成分の希釈溶剤で希釈したものを用い、２．０μｍの膜厚となるように印刷した。

さらにアクリル樹脂を主体としたインキを用いてオフセット印刷により１．０μｍの膜厚となるように絵柄層を形成してシート状のカード基材を作成した。

得られたカード基材上にスクリーン印刷法により、カード全面に緩衝層を形成した。緩衝層としては塩化ビニル−酢酸ビニルの共重合体にポリエステルをブレンドしたものを１０〜５０重量％、シクロヘキサノンを主成分とした溶剤５０〜８５重量％のインキを同成分の希釈溶剤で希釈し、３．０μｍの膜厚となるように印刷した。

フィルム状保護層として、シート状のカード基材と同サイズにシートカットしたマイクロメータ厚み（ＭＭＶ）３．９μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ルミラーＦ５３ ＃４Ａ；東レ）を用い、これをカード基材に仮貼りし、ラミネートプレス機にて１００〜１４５℃，１．０〜３．５ＭＰａで熱圧着することで貼り合わせてシート状のカードを得た。

得られたシート状のカードを雄雌金型を用いてパンチングによりカード小片サイズへの切り出しを行った。金型の材質は超鋼もしくはハイス鋼を用い、クリアランスを片側５５μｍとした。打ち抜きの速度は１５０ＳＰＭとし、抜き方向は、カードのおもて面がパンチ側となるようにした。このようにすることでカード端部の保護フィルムを裏面方向に巻き込むことができた。巻き込み量は０．１５ｍｍであった。
得られたカード小片に後加工としてエンボス加工を施した。
（エンボス加工の詳細）
エンボス加工は、ＪＩＳ Ｘ６３０２−１に定められた領域・形状で行った。具体的には、識別番号領域（領域１）に対して０〜９の連続番号を最大限の文字数で打ち、氏名及び住所領域（領域２）に対して０〜９の連続番号を最大限の文字数で打った。

＜実施例２＞
緩衝層を設ける前に反り防止層をロールコーターで形成した以外は実施例１と同様に作成した。反り防止層は塩化ビニル（ガラス転移点が６０〜７０℃）を主成分としたインキをメチルエチルケトン、トルエンの１：１混合溶剤で希釈し、０．５μｍの膜厚となるように印刷した。

＜比較例１＞
保護層として塩ビ，アクリル系樹脂を塗工（厚み５μｍ）したものを用い、緩衝層を設けなかった以外は実施例１と同様に作成した。保護層の塗工はグラビア印刷で行い、組成は以下の通りである。塩ビ樹脂（ダウケミカル社製ＶＡＧＨ）８０重量部、アクリル樹脂（三菱レイヨン社製ＢＲ８５）１０重量部、ＰＥワックス６重量部である。

＜比較例２＞
保護層として膜厚５μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを張り合わせたものを用い、緩衝層を設けなかった以外は実施例１と同様に作成した。

＜評価＞
（磁気出力）
得られた実施例１、２のカードの磁気ストライプ上の非磁性層の膜厚は、９．９μｍとなり、比較例のカードの磁気ストライプ上の非磁性層の膜厚は、８．０μｍとなった。このときのＪＩＳ Ｘ ６３０２−２に従った動磁気特性は、以下のようになった。
（表面強度）
得られたカードの表面強度に関する以下の物性を測定した。
ヘッドパス：カードリーダーを通して磁気ヘッドに対しての耐久性を評価した。
鉛筆硬度：ＪＩＳ Ｋ ５４００に従い測定した。
爪擦り：カード表面を爪で強く１００回擦った後の絵柄の削れ評価
（エンボス適性）
エンボス加工時の保護層の割れの有無を確認した。

実施例１、２のカードは十分な磁気出力を有するとともに、十分な表面強度を有しており、またエンボス加工時の割れ等もなかった。
それに対し比較例１のカードは、磁気出力は十分得られたものの、表面強度に乏しく、また比較例２のカードは磁気出力は十分得られ、十分な表面強度を有するものの、エンボス加工時に割れが起こった。

本発明のカードの一例を示す断面図である。 本発明のカードの一例を示す概略図である。 本発明のカードの一例を示す断面図である。 本発明のカードの一例を示す断面図である。

符号の説明

１・・・・カード基材
２・・・・フィルム状保護層
３・・・・緩衝層
４・・・・エンボス加工部
５・・・・上部緩衝層
６・・・・反り防止層

Claims (4)

1. 基材上に結晶性樹脂フィルムからなるフィルム状保護層を有するカードであって、
   該カードにはエンボス加工部があり、
   少なくとも該エンボス加工部において基材とフィルム状保護層の間に緩衝層を有することを特徴とするカード。
2. さらに該エンボス加工部においてフィルム状保護層上に上部緩衝層を有することを特徴とするカード。
3. 前記フィルム状保護層の厚みが１〜１０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載のカード。
4. 前記緩衝層は重合度１０００以下の熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカード。

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