JP2013063663A - カード - Google Patents

Abstract

【課題】立体文字、絵柄等の装飾部を有するカードにおいて、高級感を有し、さらに車載のような高温に曝された状況でありながらも使用に際しても熱変形が発生せず高い耐久性を有するカードを提供する。
【解決手段】基材１と、基材１上にナノフィラー含有のＵＶ硬化性樹脂からなる高いチクソ性と即硬化性を両立した立体装飾部４用インキを用いたシャープな立体装飾文字を有することにより高級感を出し、基材１が金属層からなるコア層８とその両面に表面薄膜層３を有する３層構成の硬質基材１であることにより高い耐久性を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＩＣチップを装着したＩＣカードに関する。

従来から、キャッシュカードやクレジットカード、ＩＤカード等の分野においては磁気記録部を有するカードが広く利用されており、そのカード基材としては主にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）や塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体からなるシートが用いられている。その中でも、ポリ塩化ビニルからなるカード基材が特に多く用いられている。これは、ポリ塩化ビニルは物理的な機械特性や文字部のエンボス適性などが優れており、カード基材を構成する素材としては申し分ないからであり、現在も広く用いられている。

ポリ塩化ビニルをカード基材とし、磁気記録部を有するカードの一般的な製造方法としては、白色のＰＶＣからなるシートにオフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等の公知の印刷方法で文字や絵柄を施し、その両面に透明性の高いＰＶＣシート（オーバーシート）を積層した後に磁気テープを熱転写して磁気記録部を形成し、次いで加熱プレス機での熱融着によって一体化させ、所定サイズの金型で打ち抜いてカード形状にする方法が採られている。このようなカードの製造においては、熱転写タイプの磁気テープは転写直後にはカード表面より浮き出て段差を生じているが、加熱プレス機での熱融着時にはカード基材中に埋め込まれ、カード表面と面一となる。

磁気カードにおける磁気記録部は、個人の持っている固有データを記録しておき、使用時にはその記録データを読み取れるようにするためのツールとしての大事な役割を持つもので、もし、この磁気記録部がカード表面と面一になっていないと、カードホルダーによる携帯時や、リーダ／ライターによる繰り返し使用時に磁気記録部である磁気テープのエッジ部が破損、または欠損し、上述のような役割を果たさなくなってしまう恐れがある。従って、磁気カードのカード基材としては、そこに磁気記録部がしっかりと埋設、確保され、その表面とカード基材の表面とが面一になるようなものでなければならない。

一方、ポリ塩化ビニルの持つ物性の欠点として、耐熱性の低いことがあげられる。一般的にポリ塩化ビニルは約６０℃で軟化して変形するため、高温域での使用が予想されるカード用のカード基材を構成する素材としては適していなかった。また最近の磁気カードは、単に磁気記録部を有するだけではなく、ＩＣモジュールを埋め込んだものやアンテナとＩＣモジュールを組み込んだもの、またはそれら全てを持ち合わせたもの等、種々の媒体、機能を併せ持った構成のものが増えており、キャッシュカードやクレジットカード、ＩＤカード等の分野に留まらず、電子財布や定期券、テレホンカード、免許証、車載カード等の分野においても広く使用されるようになっている。従って、こういった分野で用いられる磁気カードに用いるカード基材としては、従来以上に屈曲性、スクラッチ強度、引っ張り強度等の強度や、保存特性、耐熱性、耐薬品性等の耐性において高い信頼性が求められるようになってきている。

また、ポリエステルの一種であるポリエチレンテレフタレートは、テレフタル酸とエチレングリコールを重縮合してできるもので、シート製造工程中での延伸配向・熱固定によって結晶性が増したり、延伸の代わりに結晶核剤を添加することで結晶性の高い、高強度のシートとすることができる。しかしながら、未延伸の状態やテレフタル酸とイソフタル酸を使った系では結晶性の低い低結晶性シートができ、また、テレフタル酸とシクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールとの共重合体から作られるシートも低結晶性のシートである。

これらの低結晶性のポリエチレンテレフタレート系樹脂のシートの物性や磁気テープの埋め込み適性はポリ塩化ビニルに近い物性を持っているものの、耐熱性に課題があった。従って、参考文献１では、これまではポリカーボネートなどの耐熱性のある樹脂を混合したシートをカード基材として用いて耐熱性を持たせるようにしてきた。しかし、このカード基材を使用し、ＰＶＣ系カードの製造に際して従来から用いてきた塩酢ビ樹脂系バインダー、ケトン系溶剤等からなるスクリーンインキで印刷を施し、カード化した場合、その耐熱性は満足しうるものではなかった。例えば、高耐熱性が求められる車載用のカードのカード基材として適用すると、耐熱性が不足するが故にカードリーダのつかみ部分でカードの熱変形が起きてしまうことがあった。従って、このような高温に曝されての使用においても熱変形を生じない、より高い耐熱性を有するカードの開発が長年の課題となっていた。

そういった一方で、顧客の要望が毎年、多種多様化してきており、最近では超耐久性を有するようなカードや独特の高級感を持つようなカードといった特殊なニーズが増えてきている。例えば、金属基材を用いたカードなども提案されている。しかし、金属基材は硬いため、カード番号、氏名等の立体文字やその他立体図柄を形成することが困難であった。また、表面に立体文字を接着させることも考えられるが、その後の物理的な接触などで簡単に取れてしまうことが考えられる。

特許第３８６８５２５号

本発明は以上のような状況に鑑みなされ、立体文字、絵柄等の装飾部を有するカードにおいて、車載のような高温に曝された状況での使用に際しても熱変形が発生せず、さらには、耐薬品や耐溶剤対しても強い耐久性を有するカードでありながらも高級感を有するカードの提供を課題とする。

請求項１記載の発明は、基材と、基材上に立体装飾部を有するカードにおいて、基材が硬質基材であり、基材上に設けた凹部に立体装飾部を形成してなり、かつ該立体装飾部が基材平面より突出してなり、前記立体装飾部は立体装飾部用インキからなり、該インキはナノフィラー含有のＵＶ硬化性樹脂からなり、かつ３００〜６００μｍの高さであることを特徴とするカードである。

請求項２記載の発明は、前記硬質基材が金属層からなるコア層とその両面に表面薄膜層を有する３層構成の硬質基材であることを特徴とする請求項１に記載のカードである。

請求項３記載の発明は、前記基材の凹部に形成した立体装飾部が、アンカー層を介して形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載のカードである。

請求項４記載の発明は、前記基材の凹部の深さと立体装飾部の高さの比、立体装飾部の高さ／凹部の深さが５〜２０の範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカードである。

請求項５記載の発明は、前記立体装飾部が、紫外線硬化樹脂を含む組成物からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカードである。

請求項６記載の発明は、前記立体装飾部が、蓄光材を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカードである。

請求項７記載の発明は、前記立体装飾部の表面に、表面装飾層を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカードである。

請求項８記載の発明は、前記硬質基材にＩＣモジュールが埋設されてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のカードである。

本発明によれば、車載のような高温に曝された状況での使用に際しても熱変形が発生せず、耐薬品や耐溶剤対しても強い耐久性、高級感を有するカードとすることができるとともに、抜け落ちしにくい立体文字、絵柄等の装飾部を有するカードとすることができる。

本発明の一実施形態に係るカードの平面図である。 本発明の一実施形態に係るカードの概略断面構成図である。 本発明の一実施形態に係るカードの概略断面構成図である。 本発明の一実施形態に係るカードの概略断面構成図である。 本発明の実施例の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。
図１には本発明のカードの構成の一例を示している。図２には、図１のＡ−Ｂ間の断面図を示している。図３には、本発明のカードの構成の一例の断面図を示している。
図１、図２に示すカードは、少なくとも埋設するＩＣモジュール２、８を有するカードであって、カード番号や氏名に関する部分がエンボス処理のようにカード表面から盛り上がった構造の例である。図３に示すカードはさらに磁気記録部を有する構造の例である。

基材１は、硬質材料からなる。硬質材料としては、車載のような高温に曝された状況での使用に際しても熱変形が発生せず、耐薬品や耐溶剤対しても強い耐久性を有し、さらに高級感を有するものを用いる。このようなものとしては金属材料からなる基材を用いることが好ましい。また、基材は金属層単層で用いても良いし、金属層を含む多層構造としても良い。例えば図２、３に示すように金属層からなるコア層とその両面に表面薄膜層を有する３層構成としてもよい。
金属材料としては、鉄、アルミニウム、マグネシウム、銅、クロム、亜鉛、ニッケル、コバルト、モリブデン、チタン及びこれらの合金などがあげられるが、チタンを用いることが好ましい。チタンは軽量で耐熱性、耐薬品性、耐衝撃性に優れ、かつ高級感も有するため好ましい。
また、多層構成にする場合、表面薄膜層として、金、銀、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウムなどの表面薄膜層を設けてもよい。特に金、銀、白金などの貴金属材料からなる表面薄膜層を用いることが好ましい。中でも白金を用いることが好ましい。白金は高い高級感、質感を有するため、表面を覆うことでより高級感の高まったカードとすることができる。さらに白金は除菌効果も有するため好ましい。
金属材料からなる表面薄膜は、電鋳、スパッタ、蒸着、イオンプレーティング法などにより設けることができる。また、密着を強化するために、パラジウムやニッケル、またはその合金をアンカー層設けても良い。

本発明では、凸状の文字、絵柄等の立体装飾部を有するカードであり、この立体装飾部を基材上に設けた凹部に形成することにより、立体装飾部の固定を強化し、立体装飾部の抜け落ちを防ぐことを特徴とする。
基材の凹部の加工方法としては、機械切削によるミリング加工の他に、放電加工、レーザ加工であっても良い。

立体装飾部４は、樹脂を主成分とする組成物により形成することができる。
形成する方法としては、一般的に点字用印刷として使用される樹脂を主成分とするインキを用いたスクリーン印刷による方法が考えられるが、盛り上げ高さが足りないので、盛り上げ文字用インキを充填したディスペンサにより文字の形状に塗布していく方法が好ましい。立体装飾部用インキは、盛り上げ高さや文字のシャープさを実現する必要があるため、高いチクソ性及び即硬化性を必要とし、そのインキとしてはナノフィラー含有のＵＶ硬化性樹脂が適当である。盛り上げ文字の高さとしては、インプリンターでの使用可能な条件から３００〜６００μｍ程度必要である。なお、スクリーン印刷で形成可能な盛上げ高さは１０μｍ程度である。

立体装飾部用インキとして使用できる紫外線硬化樹脂としては、分子中に（メタ）アクリロイル基、（メタ）アクリロイルオキシ基（（メタ）アクリロイルとは、アクリロイル又はメタアクリロイルの意味で用い、以下（メタ）は同様の意味とする）重合性不飽和結合、又はエポキシ基を有するプレポリマー、オリゴマー、及び／又は単量体を適宜混合した組成物が用いられる。これらのプレポリマー、オリゴマーとしては、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等のアクリレート、シロキサン等の珪素樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ等が挙げられる。

また、１官能アクリレート系単量体としては、２ーヒドロキシアクリレート、２ーヘキシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート等が挙げられる。２官能アクリレート系単量体としては、エチレングリコールジアクリレート、１，６ーヘキサンジオールジアクリレート等、３官能アクリレート系単量体としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。

また、硬化物の可撓性、表面硬度などの物性を調節するために、前記プレポリマー、オリゴマー、単量体の少なくとも１種に対して、以下のような非硬化性樹脂を混合して用いることができる。非硬化性樹脂としては、ウレタン系、繊維素系、ポリエステル系、アクリル系、ブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等の熱可塑性樹脂を用いることができ、特に耐衝撃性付与の点から繊維素系、ウレタン系、ブチラールが好ましい。

さらに紫外線重合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、αーアミロキシムエステル、テトラメチルメウラムモノサルファイド、チオキサントン類、及び／又は光増感剤として、ｎーブチルアミン、トリエチルアミン、トリーｎーブチルホスフィン等を３〜１０％程度添加することが好ましい。

また、ディスペンサからの液だれ防止とインキの盛上げを維持するために、粘度とチクソトロピック性を付与する目的で、直径１０〜１００ｎｍ程度のシリカ若しくはアルミナフィラーを３０〜７０％程度分散させたものをインキとするのがよい。
盛り上げ文字用インキとしては、前述のナノフィラー含有の紫外線硬化性樹脂が良いがチタンコアとの密着性に乏しく、アンカー層６として、熱硬化性のウレタン樹脂若しくはエポキシ樹脂を必要とする。そのアンカー層の厚みは１〜１０μｍ程度である。

本発明では、立体装飾部に蓄光材を有していても良い。具体的には、蓄光材を含む立体装飾部形成用インキを用いて立体装飾部を形成すればよい。
蓄光材としては、硫化亜鉛に銅や銀、マンガンをドーピングした材料、アルミン酸ストロンチウムにユウロピウムやジスプロシウムをドーピングした材料等を用いることができる。

また、立体装飾部の表面には表面装飾層を設けることができる。表面装飾層としては、金属光沢のある金属薄膜層を有する単層または多層の薄膜を用いることができる。
このようなものとして、ＰＥＴ表面に金やアルミニウムを蒸着やスパッタ法にて薄膜形成後、感熱接着剤をさらに塗布してできる転写箔やＰＥＴ表面に金属粉末を含有する樹脂剥離層を形成後、感熱接着剤をさらに塗布してできる転写箔等があげられる。
立体装飾部への形成方法は、加熱したゴム版で前記転写箔と立体装飾部とを圧着しする方法などがあげられる。
形成方法によっては、表面装飾層は立体装飾部上部のみに形成され、側面には形成されない。このような形状の場合、上から見た場合は表面装飾層の色合いが見えるが、水平に近い斜め方向から見た場合、蓄光材による光を認識することができ、より高い装飾効果が得られる。

立体装飾部の基材からの高さｈ１と基材の凹部の深さｈ２の比、ｈ１／ｈ２は、５〜２０の範囲内であることが好ましい。
この範囲内であれば、立体装飾部の固定が強固なものとなり、また立体装飾部形成後も抜け落ちのしにくいものとなる。

本発明では基材の表面または裏面に絵柄９などの印刷層を設けても良い。印刷に用いるインキとしては、熱硬化性樹脂であるメラミン樹脂，ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン・尿素共重合樹脂、シリコーン樹脂等に、必要に応じて、架橋剤，重合開始剤、硬化剤、重合促進剤、溶剤、粘度調整剤、体質顔料等が添加され、さらに顔料を分散させたものを熱硬化性インキとして使用する。このような熱硬化性インキを使用すれば、耐熱性が良い。一方で、カード印刷でよく使用されているＵＶオフセットインキは、紫外線硬化樹脂に顔料を分散させたものであるので耐熱性は非常によいが、白金やチタン等の金属との密着が悪く、そのままでは使用できない。耐熱性及びＵＶオフセットインキと白金等の金属との密着性を考慮すると、熱硬化性のエポキシ樹脂又はウレタン樹脂が最適である。

本発明では、基材上にＩＣモジュールを設けても良い。ＩＣモジュールとしては接触式、非接触式のいずれでもかまわない。
ＩＣモジュール２の実装は、基材上に設けても良いが、基材表面を平滑にするため、基材に埋め込むことが好ましい。また、基材が電気の導通性があるため、ＩＣモジュールと基材が接触するとショートする危険性があるため、ＩＣモジュールとカード基材が接触させないような配置が必要である。非接触式の場合、アンテナ回路も基材と接触しない配置にすることが必要である。
ＩＣモジュールと基材が接触しないようにするためには、基材とＩＣモジュールの間にスペーサを形成するか、ＩＣモジュールを絶縁性の物質で封止することがあげられる。
絶縁性の物質としては、公知の絶縁性樹脂を用いることができる。また、絶縁性樹脂は接着性を有するものを用いてもよくその場合その接着剤を用いてＩＣモジュールと基材を接着することができる。エポキシ樹脂やシリコーン樹脂または、シリコーン変性エポキシ樹脂が耐熱性及び金属との接着性の面から最適である。

本発明では、基材上にホログラムを形成することができる。例えばホログラム転写箔を用いて転写することにより形成することができる。
ホログラム転写箔は、塩ビ樹脂に対するホットスタンプ接着性に優れるが白金又はチタン等の金属との接着性は乏しい。そこで、機材上に熱硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂やウレタン樹脂をアンカー剤として塗布、硬化若しくは半硬化後、ホログラム転写箔を転写するのが好ましい。また、塩ビ樹脂や塩酢ビ樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂等の可とう性を有する樹脂を熱硬化性樹脂に添加若しくは、上塗りすることでホログラム転写箔の転移性を高めることが可能である。
しかし、ホログラム転写箔自体が１５０℃以上の熱が加わると白化することが多く、ホログラムまで含めた耐熱性を保証することは困難である。

本発明では、磁気記録層を設けることができる。
磁気記録層は熱硬化性接着剤で貼りつけることも可能である。しかし、通常のカードで使用される磁気テープ基材はポリエチレンテレフタレートフィルムであるので、ポリエチレンナフタレートフィルムやポリカーボネイトフィルム、ポリイミドフィルムのような耐熱性を有するフィルムに変更する必要がある。

実施例について、図４を用いて説明する。
基材として０．８ｍｍ厚のチタン板からカード形状に炭酸ガスレーザで切り出したものに、ニッケル・パラジウム合金をイオンプレーティング法でメッキを施した後、さらにイオンプレーティング法で白金めっきを施したものを用いた。このメッキ膜は、セロテープ（登録商標）剥離試験でも全く剥がれることはなかった。
続いて、東洋インキ製ＳＳ２５墨（２液エポキシ樹脂）を使用してスクリーン印刷法で絵柄１４及びホログラム転写箔用アンカー層１５を印刷した。続いて、ホログラム転写箔をホットスタンプ方式で転写後、８０℃１時間程度エージングした。
次にミリング装置１６でＩＣモジュール及び立体装飾部（カード番号、氏名）を形成する場所にミリング加工を施し凹部１８、１７を形成した。
この凹部に東洋インキ製ＴＴ２０４ＳＳＭＴメディウム（１液エポキシ樹脂）をディスペンサに充填し、凹部１８、１７内に膜厚２〜３μとなるよう塗布した。
続いて、ＩＣモジュール２０を凹部に嵌めんだ。そして、ダイセルサイテック製ＥＢＥＣＲＹＬ４８６６（ウレタンアクリレート）に直径５０ｎｍシリカフィラーを重量比５０％添加し、イルガキュア１８４を重量比５％添加し混ぜ合わせたインキをディスペンサ１９に充填し、立体装飾部２２を形成し、続いて高圧水銀灯２１で３０秒照射し硬化させた。続いて、１５０℃オーブンで３０分焼き付けを行った。
ＩＣモジュールや立体装飾部の手剥がし試験を行ったところ、密着性は十分であった。

また、株式会社精研の彫刻カッターにてミリング回転数１６０００ｒｐｍで、ｈ１を５００μｍに固定し、ｈ２を変更した際の実験結果を表１に示す。ｈ２が浅いと文字判読が悪く、密着も良くないが、一方、ｈ２が深い場合、切削バリが大きくなり、文字品質が悪くなる傾向にあった。切削条件としては、ｈ１／ｈ２が５〜２０の条件が最適であった。

１・・・・硬質基材
２・・・・ＩＣモジュール
３・・・・表面薄膜層
４・・・・立体装飾部
５・・・・表面装飾層
６・・・・アンカー層
７・・・・アンカー層
８・・・・コア層
９・・・・絵柄
１０・・・磁気記録層
１１・・・接着層
１２・・・凹部
１３・・・白金めっきチタンカード
１４・・・絵柄
１５・・・ホログラム転写箔
１６・・・ミリング装置
１７・・・立体装飾部用凹部
１８・・・ＩＣモジュール用凹部
１９・・・ディスペンサ
２０・・・ＩＣモジュール
２１・・・高圧水銀灯
２２・・・立体装飾部

Claims (8)

1. 基材と、基材上に立体装飾部を有するカードにおいて、
   基材が硬質基材であり、
   基材上に設けた凹部に立体装飾部を形成してなり、かつ該立体装飾部が基材平面より突出してなり、前記立体装飾部は立体装飾部用インキからなり、該インキはナノフィラー含有のＵＶ硬化性樹脂からなり、かつ３００〜６００μｍの高さであることを特徴とするカード。
2. 前記硬質基材が金属層からなるコア層とその両面に表面薄膜層を有する３層構成の硬質基材であることを特徴とする請求項１に記載のカード。
3. 前記基材の凹部に形成した立体装飾部が、アンカー層を介して形成されてな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. 前記基材の凹部の深さと立体装飾部の高さの比、
   立体装飾部の高さ／凹部の深さが５〜２０の範囲内
   であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカード。
5. 前記立体装飾部が、紫外線硬化樹脂を含む組成物からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカード。
6. 前記立体装飾部が、蓄光材を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカード。
7. 前記立体装飾部の表面に、表面装飾層を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカード。
8. 前記硬質基材にＩＣモジュールが埋設されてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のカード。

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