JP2013208733A - カード、及びカード用積層体の製造方法 - Google Patents

カード、及びカード用積層体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】カードの製造過程で生じる無駄を抑える。
【解決手段】積層体10は、中間シート12、第1外層シート14、及び第2外層シート16を含む。第1外層シート14は、中間シート12に生じた反りの内側の面に積層される。第2外層シート16は、中間シート12の反りの外側の面に積層される。積層体10は、少なくとも第1外層シート14、中間シート12及び第2外層シート16の積層順でプレス加工されている。また第1外層シート14の線膨張係数は第2外層シート16の線膨張係数よりも大きく、かつ、これら線膨張係数の差は0.1×10−5/K以上4.5×10−5/K以下の範囲内である。
【選択図】図1

Description

本発明は、樹脂製カード等の材料として用いられるカード、及びカード用積層体の製造方法に関する。
例えばICカードのように、内層に通信用のインレットが積層された樹脂製カードの製造過程では、プレス加工工程を一次プレス加工及び二次プレス加工に分けて行うことが一般的に行われている。このうち一次プレス加工では、インレットとこの表裏に積層された中間層とを熱融着させた一次プレス済みシートを成形する。次に、二次プレス加工では一次プレス済みシートの両面を他の外層シートで挟み、これらを熱融着(二次プレス)させて樹脂製カードを成形する。
上記の一次プレス加工工程では、インレットの表裏に積層された中間層の厚みが非対称であったり、厚み方向で上下に対をなすプレス機の温度条件が揃っていなかったりすると、一次プレス加工によって得られる一次プレス済みシートに極端な反りが生じてしまうことがある。
極端に反りが生じた一次プレス済みシートを二次プレス加工で使用してしまうと、製品状態(仕上がり状態)のカードにも大きな反りが発生することがある。このため、一般的には一次プレス加工後に一次プレス済みシートの反りを測定し、製品基準(例えばISOの規格)を満たしていない一次プレス済みシートについては、二次プレス加工で使用対象から除かれる。
このような背景から従来、製造過程で熱プレスにより生じるカードの反りを未然に防止する先行技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この先行技術では一次プレス加工時に用いる基材を2層構造とし、各層には荷重たわみ温度が50〜150℃の熱可塑性樹脂を使用している。このとき、各層に使用される熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度に差を発現させることで、熱プレスによるカール(反り)の発生を防止することができる。
特開2005−81793号公報
しかしながら、たとえ先行技術のように、使用する基材の荷重たわみ温度を各層で細かく規定していても、理想的なプレス条件が得られない環境下では、どうしても不十分な条件でのプレス加工によってシート(一次プレス済みシート)に反りが発生してしまうことがある。この場合、反りが生じてしまったシートは最終製品に使用することができず、結局は無駄に破棄するしかないという問題がある。
そこで本発明は、カードの製造過程で生じた不良品も最終製品では、良品と同等の品質とすることができ、無駄を抑えることが可能となる技術の提供を目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
本発明は、少なくとも第1外層シート、中間シート及び第2外層シートの順で積層されたカードである。
解決手段1:上記の第1外層シート及び第2外層シートのうち、第1外層シートの線膨張係数は第2外層シートの線膨張係数よりも大きく、かつ、これら線膨張係数の差は0.1×10−5/K以上4.5×10−5/K以下の範囲内である。
好ましくは、第1外層シート及び第2外層シートの線膨張係数の差は、0.1×10−5/K以上4.1×10−5/K以下の範囲内とすることができる。
上述した解決手段1によれば、線膨張係数が大きい方の第1外層シートを中間シートに生じた反りの内側の面に配置することで、プレス加工時に中間シートは内側に湾曲した面が外側に押し広げられる。このため、中間シートの反りを確実に矯正することができる。
すなわち、第1外層シートの方が第2外層シートよりもプレス加工によって拡げられる面積が大きい。このため、第1外層シートを反りの内側の面に配置することで、中間シートの反りを矯正することができる。
解決手段2:第2に本発明のICカード用積層体の製造方法は、以下の工程を有する。
〔積層工程〕
この工程では、積層方向へ凸状に湾曲する反りの高さが1.5mm以上である中間シートに対し、反りの内側の面には第1の線膨張係数を有した第1外層シートを積層するとともに、反りの外側の面には第1の線膨張係数よりも0.1×10−5/K以上4.5×10−5/K以下の範囲の差で下回る第2の線膨張係数を有した第2外層シートを積層する。
〔プレス加工工程〕
この工程では、積層工程にて積層された第1外層シート、中間シート及び第2外層シートを加熱及び加圧することにより、これら第1外層シート、中間シート及び第2外層シートを結合させる。
解決手段2の製造方法によれば、反りが生じた中間シートについて、プレス加工工程で確実に中間シートの反りを矯正することができる。このため、製品規格に適合しなくなった中間シートを有効に活用することができる。これにより、製造過程におけるシートの無駄を大幅に削減することができる。なお、プレス加工工程では、各シートを一般的なカードサイズに成型した上でプレス加工を行ってもよく、あるいは、大判シートの状態で各シートを積層してプレス加工を行ってもよい。大判シートの状態でプレス加工を行った場合、この大判シートは、プレス加工後に一般的なカードサイズに成型される。
なお、ISO/IEC10373−1規格や、JIS X6305−1規格では、水平の剛板にカードを載せたときに、カードの凸面のいずれの部分もカードの厚みを含めて1.5mmを超えてはならないとされている。一方、解決手段2の製造方法によれば、反りの高さが1.5mm以上の中間シートをプレス加工工程で使用している。すなわち、上記の規格に適合していないシートを使用している。
その上でプレス加工工程では、線膨張係数が大きい方の第1外層シートが中間シートの反りの内側の面に積層されている。一方、線膨張係数が小さい方の第2外層シートが中間シートの外側の面に積層されている。
したがって、第1外層シートは第2外層シートよりもプレス加工によって拡げられる面積が大きくなり、中間シートは、プレス加工時に内側の面が外側へ押し広げられる。これにより、中間シートの反りを確実に矯正することができる。
本発明のICカード用積層体、及び、ICカード用積層体の製造方法によれば、中間シートの反りをプレス加工で矯正して、製品規格を満たす事ができるため、カードの製造過程で生じる無駄を確実に抑えることができる。
また、製造過程で生じる無駄を抑えることができる分、カードの製造効率を向上させることができる。
一実施形態のカードの構成を説明するための断面図である。 積層体の製造過程を説明するための概略的な図である。 積層体及び完成状態のICカードの試料として各層に用いる材料と厚みの関係を示す表である。 実施例1〜7及び比較例1〜3について、中間シート及び積層体の反りの高さHの測定結果を示す表である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、一実施形態のカード10の構成を説明するための断面図である。なお、図1では便宜上、各層(各材料)の厚みを実際よりも誇張して示しており、図示されている厚みの比率は正確でない。各材料の好適な厚みは実施例とともに後述するものとする。
カード10(以下、「積層体10」と呼称する)は、例えばJISやISO/IECの規格に準拠した非接触式ICカード及び接触式ICカードとしての用途に適している。本実施形態では、一例として非接触式ICカードに適用される積層体を用いてその構造を説明する。
積層体10は、複数のシートを重ね合わせた積層構造をなしており、中間シート12、第1外層シート14及び第2外層シート16からなる。
〔中間シート〕
中間シート12は、複数のシートを重ね合わせた積層構造をなしている。具体的に中間シート12は、その内部にインレット18を含んでいる。また、インレット18を厚み方向でみた下側(背面側)の層には背面コアシート20が配置されている。また、インレット18の上側(表面側)には表面コアシート22aが配置され、表面コアシート22aの上層には表面コアシート22bが配置されている。なお、図1では、複数のシートから構成された中間シート12を示しているが、一枚のシートであってもよい。
〔インレット〕
インレット18には、例えば無線通信や情報処理の機能を果たす要素が組み込まれている。インレット18はインレット基板24を有しており、インレット基板24を厚み方向でみた上側の面(表面)にICチップ26が搭載されている。なおICチップ26は、インレット基板24の下側の面(裏面)に搭載されていてもよい。
〔インレット基板〕
インレット基板24の材料としては、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)や、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PET−G(非結晶性ポリエステル)、紙等を用いることができる。インレット基板24の表面には、その周縁に沿ってアンテナパターン28が形成されている。
アンテナパターン28は、アルミ箔や銅箔をインレット基板24に貼り付け、エッチングでループ形状を形成する方法、スクリーン印刷にて銀ペーストを印刷してループ形状を形成する方法、ワイヤーを引き回してループ形状を形成する方法、アンテナパターン用の転写箔を転写させてループ形状を形成する方法等を用いて形成することができる。
〔ICチップ〕
ICチップ26は、インレット基板24の表面に実装された状態で、上記のアンテナパターン28に接続されている。ICチップ26は、CPUやRAM、ROM、EEPROM等の半導体集積回路を搭載したチップ部品であり、インレット基板24とともにインレット18の一部を構成する。なお、ICチップ26の下面部分、又は、インレット基板24の表面であってICチップ26の真裏の部分に、ステンレス等の金属材料によって構成される補強板を配置してもよい。補強板を配置すれば、ICチップ26を補強する役割を果たすことがきる。
〔背面コアシート、表面コアシート〕
背面コアシート20の材料としては、インレット基板24と同様に例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PET−G(非結晶性ポリエステル)等を用いることができる。また表面コアシート22a及び表面コアシート22bの材料も、背面コアシート20及びインレット基板24と同様に、PETや、PVC、PET−G等を用いることができる。
〔外層シート〕
中間シート12を厚さ方向でみた上層(表面)側及び下層(裏面)側にはそれぞれ、第1外層シート14及び第2外層シート16が形成されている。第1外層シート14及び第2外層シート16は、例えば非結晶性樹脂シートからなる。本実施形態では、非結晶性樹脂シートの材料として、PET−Gを使用する。
なお本実施形態において、積層体10は、少なくとも第1外層シート14、中間シート12及び第2外層シート16の積層順でこれらがプレス加工されている。
また、第1外層シート14と第2外層シート16とは、相互に物性が異なっている。より具体的には、それぞれの線膨張係数が異なっている。このとき、第1外層シート14の線膨張係数は第2外層シート16の線膨張係数よりも大きい。
なお、第1外層シート14の線膨張係数及び第2外層シート16の線膨張係数については、図3,4を用いてさらに詳しく後述する。
また図示を省略しているが、第1外層シート14の上層及び第2外層シート16の下層に、それぞれ印刷シートやオーバーシート等が積層されていてもよい。例えば、印刷シートには、文字や図形、絵柄等を形成することができる。またオーバーシートは、印刷シートを保護する透明又は半透明のシートである。
また、第1外層シート14の上層側又は下層側には、リライト層が形成されていてもよい。リライト層は、例えばサーマルヘッダを用いた文字情報等の印字と消去に適している。
積層体10は、印刷シートやオーバーシートを積層させて完成状態のICカードに成形された上で市場に流通されることになる。
〔積層体の製造過程〕
図2は、積層体10の製造過程を説明するための概略的な図である。
図2においても便宜上、図1とは異なる態様で各材料の厚みを実際よりも誇張して示しており、図示されている厚みの比率は正確でない。なお、各材料の好適な厚みは実施例とともに後述するものとする。ここでは先ず、積層体10の製造方法の一例について説明する。
積層体10の製造過程では、反りが生じた中間シート12に対して第1外層シート14及び第2外層シート16を積層し、これらを加熱しながら厚み方向にプレス加工を行う。また、プレス加工工程の開始前に中間シートの反りの高さが測定されるとともに、終了後にも、積層体10の反りの高さHが測定される。
なお、上記のプレス加工工程を行う前に、例えば、図1中の積層構造をなす中間シート12に対して一次プレス加工を施してもよい。以下では、中間シート12のみに対して予め行うプレス加工を「一次プレス加工」という。また、積層した中間シート12、第1外層シート14及び第2外層シート16に対して行うプレス加工を「二次プレス加工」という。
〔一次プレス加工工程〕
図2(A):一次プレス加工工程では、複数のシートを重ね合わせた状態で、これら複数のシートを厚み方向にプレス加工して中間シート12を成形する。
具体的には、インレット18、背面コアシート20、表面コアシート22a及び表面コアシート22bを加熱しながらこれらを厚み方向にプレス加工する。
このとき、中間シート12には、積層方向へ凸状に湾曲する反りが生じる。中間シート12に生じた反りの高さHは、例えば1.5mm以上の高さである。
反りの高さHに関して、完成状態におけるICカードについては基準が定められている。例えば、ISO/IEC10373−1規格では「水平の剛板に載せたときに、カードの凸面のいずれの部分もカードの厚みを含めて1.5mmを超えてはならない」旨が規定されている。JISX6305−1規格もこれに準拠している。
本実施形態では、これらの規格に基づいて「反りの最大変位箇所」で測定した値を「反りの高さH」としている。
〔積層工程〕
図2(B):次に、プレス加工により中間シート12に生じた反りの高さHが1.5mm以上の中間シート12に対し、反りの内側の面には第1の線膨張係数を有した第1外層シート14を積層する。また、反りの外側の面には第1の線膨張係数よりも0.1×10−5/K以上4.5×10−5/K以下の範囲の差で下回る第2の線膨張計数を有した第2外層シート16を積層する。
本発明の発明者は、外層シートの配置に関して、反りの内側の面(凹面)に線膨張係数が大きい方のPET−Gを配置し、反りの外側の面(凸面)に線膨張係数が小さい方のPET−Gを配置するという知見を得るに至った。
なお本実施形態では、内側の面に積層される非結晶性樹脂シートを第1外層シート14とし、外側の面に積層される非結晶性樹脂シートを第2外層シート16としている。
〔二次プレス加工工程〕
第1外層シート14、中間シート12及び第2外層シート16の積層順でこれらを二次プレス加工する。具体的には、一次プレス加工で反りが生じた中間シート12、第1外層シート14及び第2外層シート16をプレス装置にかけ、加熱しながらこれらを厚み方向にプレス加工する。プレス条件は、例えば以下の通りである。
プレス装置:VH1−1619型(北川精機株式会社製)
最大圧力 :19.5kg/cm(1.87MPa)
プレス時間:40分
プレス温度:125℃
ここで、一次プレス加工の段階で、反りの高さHが1.5mmを超えた中間シート12に対して、第1外層シート14及び第2外層シート16をそれぞれ積層させて二次プレス加工を行った場合、完成状態における積層体10の反りの高さHが1.5mmを超えてしまうことが当然に予想される。したがって、従来では一次プレス加工工程で行われたプレス加工により反りの高さHが1.5mm以上の中間シート12については、その後の二次プレス加工工程で使用されることはなかった。
また上記の一次プレス加工を施した中間シート12に限らず、一次プレス加工を行わずにシートの積層及び二次プレス加工(プレス加工)を行う場合であっても、中間シート12の反りの高さHが1.5mmを超えていれば、この中間シート12が積層工程及び二次プレス加工工程で使用されることはなかった。
これに対して本発明の発明者は、線膨張係数の異なるシートをそれぞれプレス加工したときに生じる変形量(膨張量)に着眼し、第1外層シート14及び第2外層シート16として使用する非結晶性樹脂シート(PET−G)の線膨張係数を調整するという知見を得るに至った。このため、本実施形態では一次プレス加工工程で行われたプレス加工により反りの高さHが1.5mm以上となった中間シート12を二次プレス加工工程で使用している。
〔完成状態の積層体〕
図2(C):二次プレス加工された中間シート12は、反りが矯正されて平坦な状態となっている。
具体的には、中間シート12の内側の面に積層された第1外層シート14の方が、反りの外側の面に積層された第2外層シート16よりも線膨張係数が大きいため、第1外層シート14の膨張に伴って内側に湾曲した中間シート12が外側に拡げられる。これにより、中間シート12の反りが矯正されるため、積層体10の反りの高さHも基準(1.5mm未満)を満たすことができる。
このように、本実施形態のカード用積層体及びその製造方法によれば、中間シート12の反りを確実に矯正することができる。これにより、反りの高さHの基準(1.5mm未満)を満たしていない中間シート12を有効に利用することができるため、カードの製造過程における不都合を解消することができる。
また本発明の発明者は、第1外層シート14及び第2外層シート16にそれぞれ適用される非結晶性樹脂シートについて、最適な組み合わせを線膨張係数に基づいて設定している。これにより、反りの高さHについて基準を満たしていない中間シート12の反りを確実に矯正することができる。
以下では、実施例と比較例とを用いて「線膨張係数の差」及び「反りの高さH」に関する最適な範囲について説明する。
〔実施例〕
図3は、試料として各層に用いる材料と厚みの関係を示す表である。図4は、実施例1〜7及び比較例1〜3について、中間シート12及びカードの反りの高さHの測定結果を示す表である。なお、図4中の「第1外層」及び「第2外層」は、それぞれ「第1外層シート」及び「第2外層シート」を表している。
図3に示す表中の左端カラムにあるシートの名称は、ICカードの構成を示したものである。このICカードは、図1に示す積層体10の構成に加えて、この上層及び下層にそれぞれオーバーレイシートをさらに積層させたものに対応する。
本発明の発明者は、第1外層シート14及び第2外層シート16に用いるPET−Gを複数のパターンに分けて、パターンごとにICカードの反りの測定を行った。
〔測定試験の概要〕
カードの反りの測定試験では、一次プレス加工工程で成形された中間シート12の反りの高さHを測定するとともに、二次プレス加工工程で成形されたICカードの反りの高さHを測定する。なお、測定試験は、ISO/IEC10373−1規格、及び、JISX6305−1規格に規定された測定手順に基づいて行う。
測定試験で使用するカードの材料を以下に示す。
〔材料〕
(1)表面側オーバーレイシート
材料:PET−G〔1〕(三菱樹脂株式会社製)
膜厚:50μm
(2)第1外層シート
材料:PET−G〔2〕
膜厚:100μm
(3)表面コアシート
材料:PET−G〔3〕(太平化学製品株式会社製)
膜厚:50μm
(4)表面コアシート
材料:PET−G〔4〕(太平化学製品株式会社製)
膜厚:300μm
(5)インレット
材料:PET−G〔5〕(太平化学製品株式会社製)
膜厚:100μm
(6)背面コアシート
材料:PET−G〔6〕(太平化学製品株式会社製)
膜厚:50μm
(7)第2外層シート
材料:PET−G〔7〕
膜厚:100μm
(8)背面側オーバーレイシート
材料:PET−G〔8〕(三菱樹脂株式会社製)
膜厚:50μm
〔外層シート〕
実施例1−7及び比較例1−3では、第1外層シート及び第2外層シートとして線膨張係数が異なる複数種類のPET−Gを用いる。なお、図4中に示す左から2カラム目には、第1外層シート及び第2外層シートとして使用するPET−Gの種類を「種類A」〜「種類F」で示している。
(1)PET−G〔種類A〕(太平化学製品株式会社製)
(2)PET−G〔種類B〕(太平化学製品株式会社製)
(3)PET−G〔種類C〕(太平化学製品株式会社製)
(4)PET−G〔種類D〕(三菱樹脂株式会社製)
(5)PET−G〔種類E〕(三菱樹脂株式会社製)
(6)PET−G〔種類F〕(三菱樹脂株式会社製)
なお、各シートに用いられるPET−Gは、図3,4に示す厚み寸法、線膨張係数、及び上記の会社名を照らし合わせれば、容易に入手することができる。
〔反りの高さHの測定試験〕
実施例1〜7及び比較例1〜3では、以下の要領で一次プレス加工された中間シート12、及び、この中間シート12を用いて二次プレス加工されたICカードについて反りの高さHを測定する。
1.一次プレス加工
図2(A)に示すように、一次プレス加工工程では、表面コアシート22b、表面コアシート22a、インレット18及び背面コアシート20の積層順でこれらを厚み方向に加熱プレスする。表面コアシート22b、表面コアシート22a、インレット18及び背面コアシート20は加熱プレスにより相互に接合される。すなわち、中間シート12として成形される。プレス条件は、以下の通りである。
プレス装置:VH1−1619型(北川精機株式会社製)
熱圧着圧力:19.5kg/cm(1.87MPa)
熱圧着温度:125℃
熱融着時間:40分
2.反りの高さHの測定
次に、一次プレス加工された中間シート12に対して、反りの高さHを測定する。なお、測定手順は、ISO/IEC10373−1規格や、JIS X6305−1規格等を参考にしている。
(1)測定装置
装置名:非接触段差測定器
品番:HISOMET(ユニオン光学株式会社製)
(2)測定手順
(a)中間シート12を測定装置の定盤上に置く。このとき、中間シート12の反りは定盤上に対して凸とする。すなわち、中間シート12の反りの内側面を定盤に対向させて覆い被せた状態で載置する。このとき、中間シート12の四隅について、4つの頂点のうち少なくとも3つの頂点が定盤に接触しているものとする。
(b)一次プレス加工された一次プレス済みシートの上面の最大変位箇所で、一次プレス済みシートの反りを読み取る。
(c)最大変位箇所で測定した値を反りの高さHとする。
なお、図4の右から2列目のカラムに示すように、実施例1〜7及び比較例1〜3では、いずれも一次プレス加工後の中間シート12の反りの高さHは、基準(1.5mm未満)を満たしていないものとする。
3.外層シート等の積層
次に、表面側オーバーレイシート、第1外層シート14、中間シート12、第2外層シート16及び裏面側オーバーレイシートの順で積層する。
4.二次プレス加工
二次プレス加工では、積層された表面側オーバーレイシート、第1外層シート14、中間シート12、第2外層シート16及び裏面側オーバーレイシートを厚み方向に加熱プレスする。すなわち完成状態のICカードとして成形される。プレス条件は、一次プレス加工と同じ条件である。
なお、図4に示す右端のカラムには、カードの反りの向きが示されている。具体的には、二次プレス加工により、ICカードの反りがインレット18の裏面側に向けて凸をなしているものについては、「裏(ウラ)」が示されている。また、ICカードの反りがインレット18の実装面(表面)側に凸をなしているものについては、「表(オモテ)」が示されている。
5.反りの高さHの測定
次に、二次プレス加工された完成状態のICカードに対して、反りの高さHを測定する。なお、反りの高さHの測定手順は、上記の中間シート12に関する反りの高さHの測定と同様の手順で行う。
〔第1検討事項〕
先ず、本発明の発明者は「実施例1〜3」及び「比較例1,2」について以下の検討を行った。
〔実施例1〕
実施例1では、第1外層シート14の線膨張係数を「8.5×10−5/K」とし、第2外層シート16の線膨張係数「8.4×10−5/K」としている。これら線膨張係数の差は、「0.1×10−5/K」である。
また、一次プレス加工により生じた中間シート12の反りの高さHは「1.6(mm)」であり基準(1.5mm未満)を満たしていない。
〔比較例1〕
これに対し比較例1では、第1外層シート14及び第2外層シート16について同一種類(種類D)の材料を使用しているため、線膨張係数は共に等しい。具体的には、第1外層シート14及び第2外層シート16の線膨張係数は、「9.1×10−5/K」である。したがって線膨張係数の差は「0」である。また、一次プレス加工により生じた中間シート12の反りの高さHは「1.5(mm)」であり、実施例1と同様に基準(1.5mm未満)を満たしていない。
〔実施例1の評価結果〕
実施例1では、二次プレス加工後におけるICカードの反りの高さHは「1.3(mm)」である。このとき、ICカードの反りの向き(凸方向)は「裏(ウラ)」側である。
〔比較例1の評価結果〕
一方、比較例1では、二次プレス加工後におけるICカードの反りの高さHは「1.5(mm)」である。このとき、ICカードの反りの向き(凸方向)は「裏(ウラ)」側である。一次プレス加工時よりもシートの反りは僅かに矯正されているものの、依然として基準(1.5mm未満)を満たしていない。
上記の評価結果から、反りが生じた中間シート12の内側の面に線膨張係数が大きい方のPET−Gを使用することで、このPET−Gが膨張することによって内側に湾曲した面が外側に押し拡げられ、中間シート12の反りが矯正されていることがわかる。
一方、線膨張係数が相互に等しいPET−Gを第1外層シート及び第2外層シートに使用しても、二次プレス加工において中間シート12の反りが矯正されていないことが実証された。
〔第2検討事項〕
次に、本発明の発明者は「実施例2,3」及び「比較例2」との対比により以下の検討を行った。
〔実施例2,3〕
実施例2,3ではいずれも、第1外層シートの線膨張係数を「9.1×10−5/K」とし、第2外層シートの線膨張係数「8.5×10−5/K」としている。実施例2,3における線膨張係数の差は、実施例1よりも大きく「0.6×10−5/K」である。
実施例2について、一次プレス加工により生じた中間シート12の反りの高さHは「1.6(mm)」であり基準(1.5mm未満)を満たしていない。また実施例3について、一次プレス加工により生じた中間シート12の反りの高さHは「1.8(mm)」であり基準(1.5mm未満)を満たしていない。
〔比較例2〕
比較例2では、実施例2,3とは逆に、第2外層シートの線膨張係数の方が第1外層シートの線膨張係数よりも大きい。
具体的には、第1外層シートの線膨張係数を「8.5×10−5/K」とし、第2外層シートの線膨張係数「9.1×10−5/K」としている。比較例2における線膨張係数の差は、「−0.6×10−5/K」である。そして、一次プレス加工により生じた中間シート12の反りの高さHは「1.5(mm)」であり基準(1.5mm未満)を満たしていない。
〔実施例2,3の評価結果〕
実施例2,3では、実施例1よりも線膨張係数の差が大きい。この場合であっても、二次プレス加工後の測定試験において、実施例2では、ICカードの凸方向が「裏(ウラ)」側で、反りの高さHが「1.1(mm)」となり、一次プレス加工時よりも反りが矯正されている。また、実施例3では二次プレス加工後におけるICカードの凸方向が「裏(ウラ)」側で、反りの高さHは「1.4(mm)」となり、実施例1,2と同様に、一次プレス加工時よりも反りが矯正されている。
〔比較例2の評価結果〕
一方、比較例2では、二次プレス加工後には反りの高さHが「1.8(mm)」となり、一次プレス加工後の測定値(1.5mm)よりもさらに大きく湾曲していることがわかった。
このように、上記の評価結果からも、実施例1と同様に積層体10の内側の面に線膨張係数が大きい方のPET−Gを第1外層シートとして使用することで、中間シート12の反りが矯正されることがわかる。
また、実施例2,3で使用されるPET−Gの材料は相互に共通しているものの、積層体10及びICカードの反りの高さHはいずれも異なっている。したがって、プレス条件を同一にしてもプレス加工毎に形成される積層体10及びICカードの反りの高さHには、0.2mm程度の許容範囲があることがわかる。
〔第3検討事項〕
次に、本発明の発明者は「実施例4,5」により以下の検討を行った。
「実施例4,5」では、第2外層シートの線膨張係数が「実施例2,3」における線膨張係数よりも若干小さい。言い換えれば、「実施例4,5」では線膨張係数の差が「実施例2,3」よりも大きい。
〔実施例4〕
具体的には、実施例4では、第1外層シートの線膨張係数を「9.1×10−5/K」とし、第2外層シートの線膨張係数「8.4×10−5/K」としている。実施例4における線膨張係数の差は、「0.7×10−5/K」である。また、一次プレス加工により生じた中間シート12の反りの高さHについては「1.5(mm)」であり、基準(1.5mm未満)を満たしていない。
〔実施例5〕
また実施例5では、第1外層シートの線膨張係数を「9.1×10−5/K」とし、第2外層シートの線膨張係数「8.3×10−5/K」としている。実施例5における線膨張係数の差は、「0.8×10−5/K」である。また、一次プレス加工により生じた中間シート12の反りの高さHについては「1.6(mm)」であり、いずれも基準(1.5mm未満)を満たしていない。
〔実施例4,5の評価結果〕
実施例4,5では、実施例1〜3よりも線膨張係数の差が大きい。二次プレス加工後におけるICカードは、一次プレス加工時とは逆方向に反り返っている。
具体的に、実施例4において完成状態のICカードの反りは、「表(オモテ)」面に向けて凸をなしており、その反りの高さHは「1.0(mm)」である。
また、実施例5も実施例4と同様に二次プレス加工後におけるICカードの反りは「表(オモテ)」面に向けて凸をなしている。このときICカードの反りの高さHは「1.4(mm)」である。
実施例4,5では線膨張係数の差が実施例1〜3よりも大きい。このため、第1外層シート及び第2外層シートの矯正力が増して、ICカードが反対側に反り返している。
しかし、線膨張係数の差が「0.7×10−5/K」程度では、ICカードを極端に反り返すまでには至らず、反りの高さHの基準(1.5mm未満)を満たしていることがわかった。
〔第4検討事項〕
次に、本発明の発明者は「実施例6,7」及び「比較例3」との対比により以下の検討を行った。
「実施例6,7」及び「比較例3」では、第2外層シートの線膨張係数が「実施例1〜5」における線膨張係数よりも小さくしている。言い換えれば、「実施例6,7」及び「比較例3」では線膨張係数の差を「実施例1〜5」よりもさらに大きくしている。
〔実施例6,7〕
具体的に実施例6,7ではいずれも、第1外層シートの線膨張係数を「9.1×10−5/K」とし、第2外層シートの線膨張係数「5.0×10−5/K」としている。実施例6,7における線膨張係数の差は、いずれも「4.1×10−5/K」である。また、一次プレス加工後における中間シート12の反りの高さHについては、実施例6では「1.8(mm)」、実施例7では「1.6(mm)」であり、いずれも基準(1.5mm未満)を満たしていない。
〔比較例3〕
また比較例3では、第1外層シートの線膨張係数を「9.1×10−5/K」とし、第2外層シートの線膨張係数を「4.3×10−5/K」としている。比較例2における線膨張係数の差は、「4.8×10−5/K」である。すなわち、比較例3では線膨張係数の差が実施例6,7よりも大きい。一次プレス加工により生じた中間シート12の反りの高さHについては「1.6(mm)」であり、基準(1.5mm未満)を満たしていない。
〔実施例6,7の評価結果〕
実施例6,7では、実施例1〜5よりも線膨張係数の差が大幅に大きい。
このため、二次プレス加工後のICカードの反りは、「表(オモテ)」面に向けて凸をなしており、実施例4,5と同様に中間シート12は一次プレス加工時とは反対側に反り返っていることがわかる。
この場合であっても、二次プレス加工後における測定試験において、実施例6では、完成状態のICカードの反りの高さHは「1.2(mm)」となり、一次プレス加工時よりも反りが矯正されて基準を満たしている。また、実施例7についても、完成状態のICカードの反りの高さHは「1.4(mm)」となり、一次プレス加工時よりも反りが矯正されて基準を満たしている。
〔比較例3の評価結果〕
これに対して比較例3でも、実施例6,7と同様に二次プレス加工後のICカードの反りは、「表(オモテ)」面に向けて凸をなしており、中間シート12は一次プレス加工時とは反対側に反り返っている。しかし、二次プレス加工後におけるICカードの反りの高さHは1.5(mm)となり、基準(1.5mm未満)を満たしていない。
上記の評価結果から、線膨張係数の差が「4.8×10−5/K」まで広がってしまうと、二次プレス加工後には、一次プレス加工時の反りの方向が逆になった上で反りの高さHの基準値(1.5mm)以上となってしまうことが実証された。
〔第1外層シートと第2外層シートとの線膨張係数の関係〕
本発明の発明者は、実施例1〜7及び比較例1〜3の評価結果から、以下の結論を導き出している。
〔1〕先ず、一次プレス加工により反りが生じた中間シート12の内側の面に線膨張係数が大きい方のPET−Gを第1外層シートとして積層させる。
〔2〕また、中間シート12の外周面に線膨張係数が小さい方のPET−Gを第2外層シートとして積層させる。
〔3〕第1外層シートと第2外層シートとの線膨張係数の差は0よりも大きく4.8×10−5/Kよりも小さい。
〔4〕上記の線膨張係数の差は0.1×10−5/K以上4.5×10−5/K以下の範囲内であることが好ましい。
〔5〕なお、線膨張係数の差については、0.1×10−5/K以上4.1×10−5/K以下の範囲内であることがより好ましい。
なお、上記〔4〕の線膨張係数の差について、上限値「4.5×10−5/K」に関する測定値は、実施例1〜7及び比較例1〜3に示されていない。しかし、「4.5×10−5/K」以下であれば、当業者の技術常識に照らして、二次プレス加工された積層体10の反りを基準値(1.5mm)未満にすることができるものと判断することができる。
この点に関し、本発明の発明者は、実施例2,3や実施例6,7における反りの高さHの測定値に着眼している。例えば、実施例2,3では相互に共通のPET−Gを使用しているにもかかわらず、反りの高さHは異なる。すなわち、プレス加工毎に反りの高さHにについてその変化量には0.2〜0.3mm程度の許容範囲が存在する。したがって、比較例3における反りの高さHにも実施例2,3や実施例6,7と同等の許容範囲内で変化すること当然に予想される。
このとき、比較例3よりも線膨張係数の差が小さい「4.5×10−5/K」であれば、プレス加工毎の反りの高さHに0.2〜0.3mm程度の変化があったとしても、二次プレス加工における反りの高さHが基準(1.5mm未満)を満たしていることは当然に予想することができる。
〔中間シートの反りの高さ〕
また本発明では、反りの高さHが基準を満たしていない中間シート12を二次プレス加工(プレス加工)で使用している。本発明の発明者は、中間シート12の反りの高さHの範囲について、実施例1〜7及び比較例1〜3の評価結果から、以下の結論を導き出している。
〔1〕二次プレス加工で使用される中間シート12は、一次プレス加工による中間シート12の反りの高さHが1.5mm以上のものを使用する。この反りの高さは1.5mm以上2.0mm以下であることがよりこの好ましい。
〔2〕なお上限値「2.0mm」については、実施例1〜7及び比較例1〜3では示されていない。しかし、上記の許容範囲を考慮すると、一次プレス加工による中間シート12の反りの高さHが「2.0mm」程度であれば、二次プレス加工による積層体10の反りの高さHが基準値(1.5mm)未満に矯正されることは当然に予想することができる。
一実施形態で挙げた積層体10は、交通乗車証、電子マネー、身分証明書、ICタグ等として利用することができる。
一実施形態の積層工程及びプレス加工工程では、予めカードサイズに成型されたシートを使用してもよく、あるいは、成型前の大判シートを使用してもよい。
また、中間シート12は、積層構造をなす一次プレス済みのシートに限らず、一層で構成されたシートであってもよい。
10 積層体(カード)
12 中間シート
14 第1外層シート
16 第2外層シート
18 インレット
20 背面コアシート
22a,22b 表面コアシート
24 インレット基板
26 ICチップ
28 アンテナパターン

Claims (2)

  1. 少なくとも第1外層シート、中間シート及び第2外層シートの順で積層されたカードであって、
    前記第1外層シートの線膨張係数は前記第2外層シートの線膨張係数よりも大きく、かつ、これら線膨張係数の差は0.1×10−5/K以上4.5×10−5/K以下の範囲内であることを特徴とするカード。
  2. 積層方向へ凸状に湾曲する反りの高さが1.5mm以上である中間シートに対し、反りの内側の面には第1の線膨張係数を有した第1外層シートを積層するとともに、反りの外側の面には前記第1の線膨張係数よりも0.1×10−5/K以上4.5×10−5/K以下の範囲の差で下回る第2の線膨張計数を有した第2外層シートを積層する積層工程と、
    前記積層工程にて積層された前記第1外層シート、前記中間シート及び前記第2外層シートを加熱及び加圧することにより、これら前記第1外層シート、前記中間シート及び前記第2外層シートを結合させるプレス加工工程と
    を有するカード用積層体の製造方法。
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