JP2013018229A - 発色性積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、正当性を確認ができ、不正に印字することを抑制可能な発色性積層体を提供することを課題とする。
【解決手段】上記課題を解決するため、レーザー光線により発色可能な発色性シート基材を含む少なくとも３層以上からなる複数のシート基材を有し、一方の表面側のシート基材の層上または層内に、黒色又は濃色の表面有色部を有し、該発色性シート基材が、黒色又は濃色に発色してなるレーザー発色部を有し、シート基材の法線方向において、該レーザー発色部が、表面有色部の少なくとも一部と重なっており、かつ、該表面有色部と該レーザー発色部の間に１層以上の可視光域で光透過性のシート基材を介してなることを特徴とする発色性積層体とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザーで印字可能なカードやシート等の発色性積層体に関する。

従来、樹脂を主成分とするシートやカードに、可視光域、赤外光域又は紫外光域のレーザー光を照射することにより、文字や記号を発色させて印字するレーザーマーキングという技術が知られている。
レーザーマーキングとしては、例えば１）樹脂を発泡させて発色する方法、２）樹脂にレーザー光を吸収する添加剤を加えて添加剤自体を発色させる方法や、３）樹脂にレーザー光を吸収する添加剤を加えて添加剤を発熱させ周囲の樹脂を炭化させて発色する方法などが知られている（特許文献１、２参照）。

中でも、１）の方法は、濃い黒色の印字が可能なため、ＩＤカードやパスポートなどの情報の印字に適している。
これらのレーザーマーキング可能なシートやカード材料は白色のものを用いることが多が、近年デザインの自由度等から透明なものが求められている。
レーザーマーキング可能なシートやカード材料が白色のものなどであれば、シートやカードを透過するレーザー光は減少し、レーザー光の大部分が層内でが反射・散乱し、添加剤の吸収効率が高くなり高い濃度の発色が可能となる。

しかし、近年不正なＩＤカードやパスポートの被害が問題となってきており、印字された情報の正当性を確認できる手段が求められており、また不正に印字することを抑制する手段が求められている。
また、このような偽造防止用途だけでなく、今までにない意匠性の高い印字も求められている。

特開平９−２７７７００号 特開２００２−２７３８３２号

本発明は、正当性を確認ができ、不正に印字することを抑制可能な発色性積層体を提供することを課題とする。また、意匠性の高い印字が可能な発色性積層体を提供することを課題とする。

本発明は、レーザー光線により発色可能な発色性シート基材を含む少なくとも３層以上からなる複数のシート基材を有し、一方の表面側のシート基材の層上または層内に、黒色又は濃色の表面有色部を有し、該発色性シート基材が、黒色又は濃色に発色してなるレーザー発色部を有し、シート基材の法線方向において、該レーザー発色部が、表面有色部の少なくとも一部と重なっており、かつ、該表面有色部と該レーザー発色部の間に１層以上の可視光域で光透過性のシート基材を介してなることを特徴とする発色性積層体とする。

また、レーザー光線により発色可能な発色性シート基材を含む少なくとも３層以上からなる複数のシート基材を有し、一方の表面側のシート基材の層上または層内に、黒色又は濃色の表面有色部を有し、該発色性シート基材が、黒色又は濃色に発色してなるレーザー発色部を有し、シート基材の法線方向において、該レーザー発色部の一部が、表面有色部の少なくとも一部と重なっており、かつ、該表面有色部と該レーザー発色部の間に１層以上の可視光域で光透過性のシート基材を介してなることを特徴とする発色性積層体とする。

また、前記表面側のシート基材上に、印刷層を有し、前記表面有色部が、該印刷層に形成されていることを特徴とする。

また、前記表面側のシート基材が、レーザー光線により発色可能な発色性シート基材からなり、該表面側のシート基材のレーザーにより発色した部分が表面有色部であることを特徴とする。

また、前記該表面有色部と該レーザー発色部の間の１層以上のシート基材が、０．１〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発色性積層体。

また、前記表面有色部が、文字、数字または記号を含み、前記レーザー発色部が文字又は記号からなることを特徴とする。

本発明によれば、、正当性を確認ができ、不正に印字することを抑制可能な発色性積層体を提供することができる。また、意匠性の高い印字が可能な発色性積層体を提供することができる。

本発明の積層体の一例を示す概略図である。 本発明の積層体の一例を示す断面図である。 本発明の積層体の一例を示す概略図である。 本発明の積層体の一例を示す概略図である。 本発明の積層体の一例を示す概略図である。 本発明の積層体の一例を示す概略図である。 本発明の積層体の一例を示す概略図である。 本発明の積層体の一例を示す概略図である。 本発明の積層体の一例を示す概略図である。 本発明の積層体の一例を示す概略図である。 本発明の積層体の一例を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の発色性積層体の第一の態様を示す概略図である。
図１（ａ）はカード状の発色性積層体を法線方向（真上）から視認した正面図である。図１（ｂ）は斜めから視認した斜視図である。
図２は、図１の発色積層体の発色性シート基材１と表面側シート基材２を示した図面で、表面側シート基材２には「ＴＯ」の文字が、発色性シート基材１には「Ｔ」の文字が印字されている。

図３は、図１のＡ−Ａ’の断面の一例を示す断面図である。図３では、レーザー光線により発色可能な発色性シート基材１と表面側シート基材２、裏面側シート基材３を含む３層のシート基材を有する。表面側シート基材２上には、印刷層５を有し、印刷層５は、濃色又は黒色の表面発色部８を含む。裏面側シート基材３にも印刷層６が設けられている。発色性シート基材１は、レーザーにより発色したレーザー発色部７を有する。
レーザー発色部７は、印刷層５の濃色又は黒色の表面発色部８の一部の真下に、シート基材２を介して重なるように配置されている。図２で説明すると、表面発色部８で形成されている「ＴＯ」の文字の「Ｔ」の真下にちょうど重なるようにレーザー発色部７により「Ｔ」が形成されている。
このようにすることで、発色性積層体を法線方向（真上）から視認した時（図１（ａ））は、「ＴＯ」の文字が平面的に視認されるが、斜めから視認した時（図１（ｂ））は、レーザー発色部７の「Ｔ」が部分的に見えるため「Ｔ」の文字が立体的に視認される。

図４は、図１のＡ−Ａ’の断面の他の一例を示す断面図である。図４では、レーザー光線により発色可能な発色性裏面側シート基材１０とレーザー光線により発色可能な発色性表面側シート基材１２、２層の中間シート基材１１を含む４層のシート基材を有する。発色性表面側シート基材１２は、レーザーにより発色した濃色又は黒色の表面発色部８を有する。発色性裏面側シート基材１０も、レーザーにより発色したレーザー発色部７を有する。また、発色性裏面側シート基材１０には印刷層６が設けられている。
レーザー発色部７は、濃色又は黒色の表面発色部８の一部の真下に、２枚の中間シート基材１１を介して重なるように配置されている。図２で説明すると、表面発色部８で形成されている「ＴＯ」の文字の「Ｔ」の真下にちょうど重なるようにレーザー発色部７により「Ｔ」が形成されている。
このようにすることで、発色性積層体を法線方向（真上）から視認した時（図１（ａ））は、「ＴＯ」の文字が平面的に視認されるが、斜めから視認した時（図１（ｂ））は、レーザー発色部７の「Ｔ」が部分的に見えるため「Ｔ」の文字が立体的に視認される。

本発明では、レーザー光線により発色可能な発色性シート基材を含む少なくとも３層以上からなる複数のシート基材を用いる。
レーザー発色可能な発色性シート基材（発色性シート基材１、発色性裏面側シート基材１０）は、レーザーにより発色可能なものであれば特に限定するものではない。このようなものとして例えば、樹脂に、用いるレーザー光の波長域に吸収のある添加剤を加えたものを用いることができる。
樹脂としては、例えばポリカーボネート（ＰＣ）、植物由来ポリカーボネート（バイオＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリシロキサン１，４−ジメチルフタレート（ＰＣＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、透明アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂（ＭＡＢＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアセタールなどがあげられる。
中でも透明性や耐熱性、耐衝撃性などに優れるポリカーボネート（ＰＣ）やポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）等が好ましい。
また、発色性シート基材の膜厚は、６０〜１００％、好ましくは８０〜１００％の範囲内である。
また、発色性シート基材は不透明、半透明、透明なもののいずれを用いてもよい。

レーザー光の波長域に吸収のある添加剤（レーザー光吸収剤）としては、レーザー光を吸収して熱エネルギーに変換できる材料を用いることができる。レーザー光を吸収して熱エネルギーに変換できる材料を用いることで、レーザー光吸収剤の周囲の樹脂を炭化させることで黒く発色させることができる。

レーザー光を吸収して熱エネルギーに変換できる材料としては、例えば、染料と珪素含有無機化合物、珪素を含有する染料、金属珪酸塩等の放射線吸収物質、水和アルミナ等の無機質充填剤、燐酸塩を含む顔料、非白色のチタン酸金属塩、黒色有機染料、非黒色の無機鉛化合物、黒鉛、カーボンブラック、グラファイト、金属水酸化物又は／及び金属含水化合物と着色剤を含有したものなどがあげられる。
これらの材料は用いるレーザーの波長域や樹脂との相性により適宜選択することができ、また添加量は、エネルギーの吸収効率、発色性シート基材の物性への影響を考慮し適宜設定できる。

レーザー光を吸収して発色する材料としては、炭酸鉛、硫酸鉛、ステアリン酸鉛、鉛白、酢酸銀、蓚酸コバルト、炭酸コバルト、黄色酸化鉄、塩基性酢酸ビスマス、水酸化ビスマス、ニッケルアセチルアセテート、乳酸ニッケル、クエン酸銅、炭酸銅等、重金属を含有する化合物などがあげられる。また、ロイコ染料と顕色剤を用いてもよい。
これらの材料は用いるレーザーの波長域や樹脂との相性により適宜選択することができ、また添加量は、エネルギーの吸収効率、発色性シート基材の物性への影響を考慮し適宜設定できる。

表面側シート基材２、裏面側シート基材３、中間シート基材１１などのシート基材は、樹脂を主成分とするシート基材を用いることができる。
このようなものとして例えばポリカーボネート（ＰＣ）、植物由来ポリカーボネート（バイオＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリシロキサン１，４−ジメチルフタレート（ＰＣＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、透明アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂（ＭＡＢＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアセタールなどがあげられる。
中でも透明性や耐熱性、耐衝撃性などに優れるポリカーボネート（ＰＣ）やポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）等が好ましい。
また、シート基材の膜厚は、１０〜１０００μｍの範囲内である。

また、シート基材は不透明、半透明、透明なもののいずれを用いてもよいが、表面有色部とレーザー発色部の間に位置するシート基材は可視光域で光透過性（透明）なものを用いる。具体的には、可視光域で光線透過率７０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上であるとよい。可視光域で光透過性のシート基材を用いることで、表面有色部とレーザー発色部の重なりによる立体視効果が得られる。
具体的には、図３、図７において、表面側シート基材２は可視光域で光透過性（透明）を用いる。発色性シート基材１は不透明、半透明、透明なもののいずれを用いてもよいが、発色効率の点からは不透明、特に白色シート基材を用いることが好ましい。
また、図４、図１１において、表面発色性シート基材１２、中間シート基材１１は可視光域で光透過性（透明）を用いる。裏面発色性シート基材１０は不透明、半透明、透明なもののいずれを用いてもよいが、発色効率の点からは不透明、特に白色シート基材を用いることが好ましい。

また、第一の態様において、表面有色部とレーザー発色部の間は、０．１〜１ｍｍ程度のギャップがあることが好ましい。より好ましくは０．５〜０．７ｍｍ程度であることがよい。これより小さいと立体効果が得られにくく、またこれより大きいと、立体というよりは別の文字、絵柄と認識される可能性が高くなる。

また、第一の態様においては、前述のように複数の文字等からなる表面有色部のうち、１つの文字等と重なるように真下に、レーザー発色部によりその文字等と同じ文字等を形成してもよいし、唐草模様等の連続した模様の一部と重なるように、その一部と同形状の部分模様を形成してもよい。表面有色部の文字等とレーザー発色部の文字等のずれは、文字等の大きさや表面有色部とレーザー発色部の間のギャップの大きさにもよるが、０．１ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以下であることが好ましい。
さらに、表面有色部と同形状のレーザー発色部は、少なくとも輪郭が同形状であればよい。形成するレーザー発色部の輪郭の幅は、表面有色部とレーザー発色部の間のギャップと同じ幅であることが好ましい。この範囲であれば、斜めから視認した時、輪郭の内側は見えにくいため、文字等の立体感を得ることができる。より好ましくは表面有色部とレーザー発色部の間のギャップの１．５倍の幅、さらには２倍の幅であることが好ましい。この範囲であれば、かなり傾けた角度から視認しても輪郭の内側は見えず、文字等の立体感を得ることができる。

表面有色部は、表面側のシート基材上に形成した印刷層を用いてもよいし、印刷層に形成してもよい。具体的には、シート基材上に黒色又は濃色の印刷インキを用いて、文字、数字、記号、模様などを形成したものを表面有色部としてもよいし、シート基材上に単色または多色の絵柄層と、黒色又は濃色の文字、数字、記号、模様などを同時に印刷インキを用いて形成してもよい。なお濃色とする場合、黒色に近い色が好ましいが、下層のレーザー発色部と合わせて立体感を得られるものであれば、赤、青等で比較的濃色のものを用いてもよい。なお、
印刷方法はスクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷など公知の手法を用いることができる。表面有色部を含む印刷層と含まない印刷層を別々に重ねて設けてもよい。
また、表面側のシート基材が発色性シート基材である場合は、後述のレーザー発色部と同様の方法で形成できる。

レーザー発色部は、発色性シート基材にレーザー光を照射することにより発色する。
レーザー光を照射することにより発色（いわゆるレーザーマーキング）は、発色性シート基材に照射されたレーザー光により、照射部分（及びその近傍）を炭化させることにより黒く発色させることにより発色させることができる。

用いることのできるレーザーとしては、ルビーレーザー、チタンサファイアレーザー、ＹＡＧレーザー（Ｎｄ：ＹＡＧレーザーは赤外）等の固体レーザー、炭酸ガスレーザー（赤外）やヘリウムネオンレーザー（赤色）、アルゴンイオンレーザー（主に青色または緑色）、エキシマレーザー（主に紫外）等のガスレーザー、半導体レーザー等があげられる。中でも赤外域のレーザーを用いることが好ましい。
レーザー光の出力は目的に応じて適宜設定できる。

また、表面、裏面には絵柄層を設けても良い。なお、表面の絵柄層は前述のように表面有色部と同時に形成してもよい。
絵柄層は印刷などにより形成することができる。印刷法としては公知の手法を用いることができる。
また、表面側、裏面側の最表面には保護層を塗布形成または転写形成しても良い。保護層としては公知のフィルム、樹脂材料を用いることができる。

図５は、本発明の発色性積層体の第二の態様を示す概略図である。
図５はカード状の発色性積層体を法線方向（真上）から視認した正面図である
図６は、図５の発色積層体の発色性シート基材１と表面側シート基材２を示した図面で、表面側シート基材２には「ＴＯ」の文字が、発色性シート基材１には「Ｔ」の文字が印字されている。

図７は、図５のＡ−Ａ’の断面の一例を示す断面図である。図７では、レーザー光線により発色可能な発色性シート基材１と表面側シート基材２、裏面側シート基材３を含む３層のシート基材を有する。表面側シート基材２上には、印刷層５を有し、印刷層５は、濃色又は黒色の表面発色部８を含む。裏面側シート基材３にも印刷層６が設けられている。発色性シート基材１は、レーザーにより発色したレーザー発色部７を有する。
レーザー発色部７は、印刷層５の濃色又は黒色の表面発色部８の下に、シート基材２を介して、表面発色部８の一部とレーザー発色部７の一部が重なるように配置されている。図７で説明すると、表面発色部８で形成されている「ＴＯ」の文字の「Ｔ」の下に一部が重なり少しずらした位置にレーザー発色部７により「Ｔ」が形成されている。
このようにすることで、発色性積層体を法線方向（真上）から視認した時、レーザー発色部７の「Ｔ」が部分的に見えるため「Ｔ」の文字が立体的に視認される。

図８は、図５のＡ−Ａ’の断面の他の一例を示す断面図である。図８では、レーザー光線により発色可能な発色性裏面側シート基材１０とレーザー光線により発色可能な発色性表面側シート基材１２、２層の中間シート基材１１を含む４層のシート基材を有する。発色性表面側シート基材１２は、レーザーにより発色した濃色又は黒色の表面発色部８を有する。発色性裏面側シート基材１０も、レーザーにより発色したレーザー発色部７を有する。また、発色性裏面側シート基材１０には印刷層６が設けられている。
レーザー発色部７は、濃色又は黒色の表面発色部８の一部の真下に、２枚の中間シート基材１１を介して、表面発色部８の一部とレーザー発色部７の一部が重なるように配置されている。図８で説明すると、表面発色部８で形成されている「ＴＯ」の文字の「Ｔ」の下に一部が重なり少しずらした位置にレーザー発色部７により「Ｔ」が形成されている。
このようにすることで、発色性積層体を法線方向（真上）から視認した時、レーザー発色部７の「Ｔ」が部分的に見えるため「Ｔ」の文字が立体的に視認される。

また、第二の態様において表面有色部とレーザー発色部の間は、０．１〜１ｍｍ程度のギャップがあることが好ましい。より好ましくは０．５〜０．７ｍｍ程度であることがよい。第一の態様と同様、これより小さいと立体効果が得られにくく、またこれより大きいと、立体というよりは別の文字、絵柄と認識される可能性が高くなる。

また、第二の態様においては、前述のように複数の文字等からなる表面有色部のうち、１つの文字等の真下にずらして重なるように、レーザー発色部によりその文字等と同じ文字等を形成してもよいし、唐草模様等の連続した模様の一部の真下にずらして重なるように、その一部と同形状の部分模様を形成してもよい。表面有色部の文字等とレーザー発色部の文字等は、文字等の大きさや表面有色部とレーザー発色部の間のギャップの大きさにもよるが、０．０５〜１ｍｍの範囲内であることが好ましい。
また、レーザー発色部の文字等が、表面有色部の文字等と相似形状で大きく形成してもよい。その場合、表面有色部の文字等の１２０％以内であることが好ましい。
さらに、レーザー発色部は、図９〜１１に示すように少なくとも表面有色部の一部または全部の輪郭において同形状でずれていてもよい。また、レーザー発色部は、少なくとも表面有色部の一部または全部の輪郭において太く形成されていてもよい。なお、この時少なくとも表面有色部の輪郭において重なっている部分は、少なくとも表面有色部とレーザー発色部の間のギャップと同じ幅〜２倍の幅程度あることが好ましい。この範囲であれば、レーザー発色部の内側の発色していない部分が視認されにくいため、立体感へ与える影響が少なくなる。

第一の態様、第二の態様ともに、表面有色部として印刷層を用いた場合、それぞれ表面有色部を含む印刷層を形成したシート基材、レーザー発色部を設けたシート基材を位置合わせをして貼り合わせてもよい。
また、シート基材を貼り合わせた後にレーザー発色部を形成し、その後表面有色部を含む印刷層を形成してもよい。この場合、レーザー発色部を形成できるように、レーザー光を照射する側のシート基材、印刷層は用いるレーザー光の波長において光透過性を有する。
さらに、表面有色部を含む印刷層を形成した後に、レーザー発色部を形成してもよい。この場合、レーザー発色部を形成できるように、レーザー光を照射する側のシート基材、印刷層は用いるレーザー光の波長において光透過性を有する。なお、表面有色部は黒色、濃色であるため、幅広い波長域で光吸収性を有することが多いため、一般に表面有色部を含む印刷層側とは反対側からレーザー発色部を発色させることが好ましいが、用いるレーザー光に吸収がなければ表面有色部を含む印刷層側からレーザー発色部を発色させてもよい。

また、第一の態様、第二の態様ともに、表面有色部としてシート基材に形成したレーザー発色部を用いた場合、それぞれレーザー発色部を形成したシート基材、レーザー発色部を設けたシート基材を位置合わせをして貼り合わせてもよい。
また、シート基材を貼り合わせた後にレーザー発色部からなる表面有色部とレーザー発色部を形成してもよい。この場合、レーザー発色部からなる表面有色部とレーザー発色部を同じ方向からレーザー光を照射すると、レーザー発色部からなる表面有色部とレーザー発色部共に発色する可能性がありパターン制御が困難であるのと発色濃度のコントロールが困難であるため、それぞれ異なる方向からレーザー光を照射することが好ましい。

本発明の発色性積層体は、シートやカードとすることができる。
シートとする場合は、冊子などに挿入して印字可能なページとすることもできる。
カードとする場合は、カードの層間に透明レーザー発色層、透明発色補助層を形成することができる。カードとしては、磁気記録層を有する磁気カードや、接触式ＩＣモジュールを備えた接触式ＩＣカード、アンテナとＩＣモジュール（ＩＣチップ）を備えた非接触式ＩＣカード、接触・非接触通信が可能なデュアルＩＣカード等として用いることができる。

１・・・・発色性シート基材
２・・・・表面側シート基材
３・・・・裏面側シート基材
４・・・・シート基材
５・・・・印刷層
６・・・・印刷層
７・・・・レーザー発色部
８・・・・表面有色部
９・・・・表面有色部
１０・・・裏面発色性シート基材
１１・・・中間シート基材
１２・・・表面発色性シート基材

Claims (6)

1. レーザー光線により発色可能な発色性シート基材を含む少なくとも３層以上からなる複数のシート基材を有し、一方の表面側のシート基材の層上または層内に、黒色又は濃色の表面有色部を有し、
   該発色性シート基材が、黒色又は濃色に発色してなるレーザー発色部を有し、
   シート基材の法線方向において、該レーザー発色部が、表面有色部の少なくとも一部と重なっており、
   かつ、該表面有色部と該レーザー発色部の間に１層以上の可視光域で光透過性のシート基材を介してなることを特徴とする発色性積層体。
2. レーザー光線により発色可能な発色性シート基材を含む少なくとも３層以上からなる複数のシート基材を有し、一方の表面側のシート基材の層上または層内に、黒色又は濃色の表面有色部を有し、
   該発色性シート基材が、黒色又は濃色に発色してなるレーザー発色部を有し、
   シート基材の法線方向において、該レーザー発色部の一部が、表面有色部の少なくとも一部と重なっており、
   かつ、該表面有色部と該レーザー発色部の間に１層以上の可視光域で光透過性のシート基材を介してなることを特徴とする発色性積層体。
3. 前記表面側のシート基材上に、印刷層を有し、
   前記表面有色部が、該印刷層に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発色性積層体。
4. 前記表面側のシート基材が、レーザー光線により発色可能な発色性シート基材からなり、
   該表面側のシート基材のレーザーにより発色した部分が表面有色部であることを特徴とする請求項１または２に記載の発色性積層体。
5. 前記該表面有色部と該レーザー発色部の間の１層以上のシート基材が、０．１〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発色性積層体。
6. 前記表面有色部が、文字、数字または記号を含み、前記レーザー発色部が文字又は記号からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発色性積層体。

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