JP2015130100A - プラスチックカード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】全体を黒色としたＩＣカードを製造しようとすると、そのシート状スペーサを黒色とする必要がある。樹脂に黒色顔料を混合して成形すると、成形の後にも大量の黒色顔料が成形機の内部に残り、次に成形するシートを黒く汚すおそれがあるから、成形装置を分解・清掃する必要があり、結果としてシート状スペーサの製造コストが高くなる。この問題を解決して、黒色を含めて任意の色彩の情報記憶カードを、安定して、かつ、安価に製造する方法とカードを提供する。
【解決手段】ＩＣモジュール３を内蔵するシート状スペーサ１の両面に、外装シート２ａ，２ｂを積層して成る情報記憶カードであって、カードの側端面に印刷層を設けて、着色する。
【選択図】図４

Description

本発明はプラスチックカードに関するもので、高級感のある着色が施されたプラスチックカードに関するものである。本発明に係るプラスチックカードは、例えば、磁気テープやＩＣチップ等の情報記録素子を内蔵することができる。

周知のように、磁気テープやＩＣチップ等の情報記録素子を内蔵したプラスチックカードは広く使用されている。例えば、身分を証明するＩＤカード、会員カード、クレジットカード、プリペードカード、あるいは、これらの機能を併せ持つ複合型のカードである。

非接触ＩＣカードを例に説明すると、非接触ＩＣカードは、一般に、次のような工程で製造されている（特許文献１）。すなわち、図５に示すように、まずＩＣチップ３１ａとアンテナコイルを有する配線基板３１ｂとを準備して、この配線基板３１ｂにＩＣチップ３１ａを搭載し、ＩＣチップ３１ａの電極と配線基板３１ｂとを結線して、ＩＣインレットを作成する。ＩＣチップ３１ａの搭載方法及び結線方法には２種類の方法がある。１番目の方法は、ＩＣチップ３１ａの電極が上面（配線基板３１ｂの反対側）を向くように配線基板３１ｂのアイランドにＩＣチップ３１ａを接着し、ＩＣチップ３１ａの電極と配線基板３１ｂの電極とをワイヤーボンディングして結線する方法である。２番目の方法は、ＩＣチップ３１ａの電極を配線基板３１ｂに向けて配置し、ＩＣチップ３１ａの電極と配線基板３１ｂの電極とを半田付けする方法である。この方法の場合には、ＩＣチップ３１ａの搭載と結線とが同時に行われる。

次に、こうして作成したＩＣインレットをシート状スペーサに収納して、全体を一様な厚みに構成する。シート状スペーサとして１枚のシートを使用することもできるが、図５に示す例では、２枚のシート状スペーサ１ａ，１ｂを使用して、この２枚のシート状スペーサ１ａ，１ｂの全体でシート状スペーサを構成している。そして、この例では、２枚のシート状スペーサ１ａ，１ｂのうち、表側に位置するシート状スペーサ１ａは前記配線基板３１ｂを収納する貫通孔を有している。このため、シート状スペーサ１ａの貫通孔は、配線基板３１ｂと同じ大きさか、あるいはそれよりわずかに大きく構成されている。また、シート状スペーサ１ａの厚みも、配線基板３１ｂとほぼ同じである。他方、シート状スペーサ１ｂには、ＩＣチップ３１ａを収納することを目的とする孔が設けられている。この孔がＩＣチップ３１ａと同じ大きさである場合には、ＩＣカードを屈曲したときの屈曲応力がＩＣチップ３１ａにかかって、ＩＣチップ３１ａが損傷を受け易くなるから、屈曲による損傷を防止するため、シート状スペーサ１ｂの孔をＩＣチップ３１ａの大きさより大きくして、両者の間に隙間を設けている。

そして、シート状スペーサ１ａとシート状スペーサ１ｂとを重ね、シート状スペーサ１ａの貫通孔に配線基板３１ｂを収納すると同時に、シート状スペーサ１ｂの孔にＩＣチップ３１ａを収納する。そして、その表裏に外装シート２ａ，２ｂを重ね、熱圧によって積層一体化する（図６参照）。このとき、シート状スペーサ１ａとシート状スペーサ１ｂの両者によって構成されるシート状スペーサは、その内部にＩＣインレットを内蔵しているにもかかわらず、全体が均一で一様な厚みを有しており、外装シート２ａと外装シート２ｂの間の隙間（スペース）を規制している。

そして、このように積層一体化したシートを断裁してカード形状にすることにより、非接触ＩＣカードを製造することが可能となる。

ところで、この非接触ＩＣカードの意匠性を高めるため、ＩＣカードの全体を黒色にしようという要望がある。すなわち、その表面と裏面はもちろん、その側面を含めて全体を黒色とし、この黒地の上に装飾性の高い印刷等を施すことにより、その装飾が際立つのである。

このような黒色の非接触ＩＣカードを製造するためには、前記シート状スペーサ１ａ，１ｂと外装シート２ａ，２ｂのすべてを黒色顔料を練り込んだ樹脂シートで構成すればよい。

しかしながら、黒色は可視光線のすべてを吸収する色彩であり、その他の色彩に比較して、美麗で鮮明な黒色を得ることは困難である。そして、黒色顔料を樹脂に添加混合して美麗で鮮明な色彩の樹脂シートを製造するためには、大量の黒色顔料を樹脂に添加しなくてはならない。

しかし、大量の黒色顔料を添加した樹脂を使用してこれらシートを製造しようとすると、成形の後にも大量の黒色顔料が成形機の内部に残り、次に成形するシートを黒く汚すおそれがあるから、その汚れを防止するため、そのたびごとに成形機の分解と清掃とが必要になる。このため、黒色の非接触ＩＣカードの製造コストは、その他の色彩の非接触ＩＣカードに比較して割高なものとならざるを得ないのである。

なお、特許文献２は、シート状スペーサとして透明なプラスチックシートを使用し、その両面に光遮蔽層を形成して黒色に見せるプラスチックカードを提案している。表裏面からプラスチックカードに入射する光は光遮蔽層に遮られるため、側端面から覗くプラスチックカードの内部は暗く、このため、あたかも黒色に着色して見えるのである。しかしながら、このプラスチックカードでは、側端面からカード内部に光が入射し、こうして入射した光が側端面から出射するから、その側端面は鮮明な黒色には見えない。また、わずかな光であってもこのような光によってシート状スペーサの内部が見えるから、シート状スペーサの内部にＩＣチップを内蔵させることも困難である。また、もちろん、任意の色彩に着色したカードを製造することもできない。

特開２０１１−８５９７３号公報 特開２００９−１８４１７１号公報

本発明は、このような事情の下でなされたもので、シート状スペーサの内部にＩＣチップを内蔵させることができるプラスチックカードであって、黒色を含めて任意の色彩のプラスチックカードを、安定して、かつ、安価に製造する方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、この製造方法で製造されたプラスチックカードを提供することを目的としている。

すなわち、請求項１に記載の発明は、シート状スペーサの両面に外装シートを積層することにより一体化して成るプラスチックカードにおいて、側端面に露出した前記シート状スペーサの全周に渡って印刷が施されていることを特徴とするプラスチックカードである。

また、請求項２に記載の発明は、外装シートが、透明な基材シートに有色層を設けて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックカードである。

また、請求項３に記載の発明は、印刷が硬化型インキで施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチックカードである。

また、請求項４に記載の発明は、前記シート状スペーサが情報記録素子を内蔵していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラスチックカードである。

また、請求項５に記載の発明は、シート状スペーサが、前記情報記録素子のほかに、この情報記録素子に接続されたアンテナ素子を内蔵していることを特徴とする請求項４に記載のプラスチックカードである。

また、請求項６に記載の発明は、シート状スペーサに開口が設けられており、この開口に前記情報記録素子が収納されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のプラスチックカードである。

また、請求項７に記載の発明は、次の積層工程、カード成形工程、印刷工程を有することを特徴とするプラスチックカードの製造方法である。

シート状スペーサの両面に外装シートを積層して全体を一体化する積層工程。
この積層体をカード形状に断裁するカード形成工程。
得られたカードの側端面に露出した前記シート状スペーサの全周に渡って印刷を施す印刷工程。

また、請求項８に記載の発明は、前記印刷工程が、多数のカードを重ね合わせて集積し、この集積体の側端面に印刷を施す工程であることを特徴とする請求項７に記載のプラスチックカードの製造方法である。

また、請求項９に記載の発明は、前記印刷工程がインキジェット印刷法によって印刷を施す工程であることを特徴とする請求項７又は８に記載のプラスチックカードの製造方法である。

また、請求項１０に記載の発明は、前記印刷工程が、放射線硬化型インキを印刷する工程であることを特徴とする請求項７〜８のいずれかに記載のプラスチックカードの製造方法である。

本発明においては、側端面に露出したシート状スペーサの全周に渡って印刷を施しているから、その側端面を任意の色彩に着色することができる。例えば、黒色である。そして、シート状スペーサと外装シートのいずれか一方に同じ黒色の印刷を施すことにより、表裏面と側端面を含めた全体が黒色のカードとすることができる。もちろん、黒色に限らず、任意の色彩のカードとすることが可能である。

また、本発明によれば、大量の有色顔料を添加した樹脂を成形してシート状スペーサを製造する必要がないから、押し出し成形機などの成形機の内部を有色顔料で汚染することがなく、その分解や清掃に起因するコストも生じない。そして、このため、安定して、容易かつ安価に全体を有色としたプラスチックカードを得ることができるのである。

ＩＣモジュールの製造工程を示す説明用断面図。 ＩＣモジュールを内蔵したシート状スペーサと外装シートとを積層する積層工程を示す説明用断面図。 側端面に印刷を施す印刷工程を示す説明用断面図。 本発明に係るプラスチックカードの例を示す説明用断面図。 従来のＩＣカードの製造工程を説明するための説明用断面図。 従来のＩＣカードの説明用断面図。

本発明に係るプラスチックカードは、側端面に露出したシート状スペーサの全周に渡って印刷が施されているものである。このようなプラスチックカードとしては非接触ＩＣカードが例示できる。以下、非接触ＩＣカードを例として、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

この非接触ＩＣカードは、図４の断面図に示すように、シート状スペーサ１の両面に有色の外装シートを積層して、全体を一体化し、その側面に印刷層を形成したものである。そして、シート状スペーサ１の内部には情報を記憶できる情報記録素子、この例ではＩＣチップ３１ａが内蔵されている。図４において、番号３で示すのは、このＩＣチップ３１ａを搭載したＩＣモジュールを意味している。

このようにシート状スペーサ１は、その内部にＩＣチップ３１ａを内蔵したり、あるいはＩＣチップ３１ａを搭載したＩＣモジュールを内蔵したりするもので、しかも、これらを内蔵した状態で一様な厚みのシートを構成する必要があることから、比較的厚いシートで構成することが望ましい。このシート状スペーサ１に適用する樹脂の材質としては、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、非晶性ポリエステル樹脂（ＰＥＴ−Ｇ）、ポリカーネート樹脂（ＰＣ）などを使用することができる。

この例では、シート状スペーサ１に、前述のＩＣモジュールを収納する開口が設けられているが、この開口とＩＣモジュールについては、非接触ＩＣカードの製造工程と共に後述する。

次に、外装シートは、ＩＣカードの表面と裏面を構成するもので、磨耗等の損傷を防止する役割とＩＣカードの意匠性を決定する役割とを有している。
ＩＣカードの意匠性を高めるため、外装シートは、有色シートに有彩色の絵柄を施したプラスチックフィルムから構成されている。なお、図では、絵柄の図示を省略している。
外装シートに使用する有色シートは、例えば、大量の着色顔料を混合した樹脂を成形して構成することができる。しかし、外装シートは一般に０．２ｍｍ以下の薄いシートであり、大量の着色顔料を混合した樹脂を使用してこのような薄いシートを押し出し成形又はインフレーション成形すると、極めて脆く、弾性が乏しく、このため、破れ易いものしか得ることができない。また、形の後にも大量の黒色顔料が成形機の内部に残り、次に成形するシートを黒く汚すおそれがあるから、その汚れを防止するため、そのたびごとに成形機の分解と清掃とが必要になる。

このような欠点を避けるため、外装シートに使用する有色シートは、透明な基材シート２ａ１，２ｂ１の一方の面に有色層を設けて構成することが望ましい。また、こうして得られた有色シートは、磨耗等による有色層の損傷を防止するため、透明な基材シート２ａ１，２ｂ１が外面に位置するように配置することが望ましい。また、同じ理由から、透明基材シート２ａ，２ｂは、磨耗や傷つきに対する高い耐性を有していることが望ましく、例えば、２軸延伸したポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂から成るシートである。
図１は、有色層を形成した透明基材シート２ａ，２ｂから成る外装シートを使用して、透明な基材シート２ａ１，２ｂ１が外面に位置するように配置した例である。

透明基材シート２ａ，２ｂに形成する有色層は任意の印刷方法によって形成することができる。例えばグラビア印刷法である。有色層は、前面ベタに形成されている必要があり、また、その色彩は、カード側面に施された印刷層の色彩と同じであること望ましい。例えば、黒色であり、このとき、表裏面と側端面を含めた全体を黒色のカードとすることができる。

なお、前述の有彩色の絵柄は、透明基材シート２ａ１，２ｂ１と有色層との間に施すことが可能である。もちろん、有彩色の絵柄をカード全面に施すことなく、この絵柄の周囲に、前記有色層の色彩が背景色として見えるように構成されていることが望ましい。有色層の色彩が黒色で、この黒色を背景色として有彩色の絵柄が施されている場合には、この絵柄が美麗かつ鮮やかに見えることになる。

また、透明基材シート２ａ１，２ｂ１の外側に、印刷したり、シールを貼付したりして、有彩色の絵柄とすることも可能である。例えば、カード所有者の氏名、あるいはカードの真正を証明するセキュリティシールである。この場合にも、その背景が黒色であれば、この黒色を背景色としてこれら印刷柄やシールが美麗かつ鮮やかに見えることになる。

次に、この非接触ＩＣカードを例として、本発明のプラスチックカードの製造工程について、図面の図１〜図３を参照しながら説明する。なお、この例の説明にあたっては、「ＩＣインレット」という用語と「ＩＣモジュール」という用語とを区別して使用する。アンテナを形成した配線基板をアンテナ素子として、このアンテナ素子にＩＣチップ３１ａを搭載したものがＩＣインレットである。そして、このＩＣインレットをモジュール樹脂の内部に埋めて、その外形を整えたものがＩＣモジュール３である。図１はＩＣモジュール３の製造工程を示しており、図２はこのＩＣモジュールを内蔵したシート状スペーサと外装シートとを積層する積層工程を示している。また、図３は、得られた積層体をカード形状に打ち抜いた後、その側端面に印刷を施す印刷工程を示すものである。

本発明に係るプラスチックカードの製造方法は、３つの工程を備えて構成されている。すなわち、シート状スペーサの両面に外装シートを積層して全体を一体化す積層工程、この積層体をカード形状に断裁するカード形成工程、得られたカードの側端面に露出したシート状スペーサの全周に渡って印刷を施す印刷工程である。このほか、プラスチックカードとして非接触ＩＣカードを製造する場合には、前記シート状スペーサとして、情報記録素子を内蔵するシート状スペーサを準備する工程を必要とする。情報記録素子をＩＣチップとし、アンテナを形成した配線基板をアンテナ素子として、ＩＣチップを搭載したアンテナ素子をシート状スペーサに内蔵したものを例として、以下、各工程を説明する。

情報記録素子を内蔵したシート状スペーサを準備するためには、まず、ＩＣインレットからＩＣモジュール３を製造する必要がある。前述のように、ＩＣインレットはアンテナ素子３１ｂにＩＣチップ３１ａを搭載したものである。アンテナ素子３１ｂ、すなわちアンテナを形成した配線基板にＩＣチップ３１ａを搭載する方法には２種類の方法があるが、いずれの方法によってもよい。なお、ＩＣチップ３１ａの上に補強板３１ｃを接着し、その反対側、すなわち、アンテナ素子３１ｂの裏面側であって、ＩＣチップ３１ａに対応する位置にも補強板３１ｃを積層することにより、ＩＣカードを屈曲したときのＩＣチップ３１ａの損傷を防止することができる。補強板３１ｃとしては、剛性の高いシートであればよく、金属板や剛性の高い樹脂板などが利用できる。

次に、このＩＣインレットをモジュール用樹脂の内部に埋めてその外形を整えることに
より、ＩＣモジュール３を製造することができる。図１はこのＩＣモジュール３の製造工程の例を示しており、モジュール用樹脂として、４枚のシート状樹脂を使用する例を示している。すなわち、ＩＣインレットに接してその表裏に積層されるモジュール用樹脂シート３２ａ，３２ｂと、さらにその外側に積層されるモジュール用樹脂シート３３ａ，３３ｂである。

モジュール用樹脂シート３２ａには、ＩＣチップ３１ａと補強板３１ｃの両者を挿入する孔が設けられており、モジュール用樹脂シート３２ｂには補強板３１ｃを挿入する孔が設けられている。他方、モジュール用樹脂シート３３ａ，３３ｂには孔が設けられておらず、その全体が均一な厚みのシートである。そして、モジュール用樹脂シート３２ａとモジュール用樹脂シート３２ｂの間にＩＣインレットを配置し、そのＩＣチップ３１ａと補強板３１ｃの両者をモジュール用樹脂シート３２ａの孔に挿入する。他方、補強板３１ｃをモジュール用樹脂シート３２ｂの孔に挿入する。そして、その表裏にモジュール用樹脂シート３３ａ，３３ｂを重ね、全体を熱圧して一体化することにより、ＩＣモジュール３を製造することができる。

なお、この例では、４枚のモジュール用樹脂シート３２ａ，３２ｂ及び３３ａ，３３ｂの大きさをＩＣモジュール３の大きさと同じにすることにより、熱圧一体化してＩＣモジュール３を製造したが、これら４枚のモジュール用樹脂シート３２ａ，３２ｂ及び３３ａ，３３ｂをＩＣモジュール３の大きさより大きいものとし、熱圧一体化した後、打ち抜くことにより、ＩＣモジュール３としてもよい。いずれの場合でも、ＩＣモジュール３の大きさは、シート状スペーサ１の開口に収納できるものであることが望ましく、最終製品であるＩＣカードの外形より１〜２ｍｍ小さい大きさであることが望ましい。また、ＩＣモジュール３の厚みは、シート状スペーサの厚みと同じか、あるいはこれよりわずかに小さいことが望ましい。

次に、このＩＣモジュール３を使用して、これを内蔵するシート状スペーサを製造する。図２はこの工程を示しており、ＩＣモジュール３をシート状スペーサ１の開口に収納する。前述のように、ＩＣモジュール３の大きさはこの開口に収納できる大きさであり、その厚みはシート状スペーサ１の厚みにほぼ等しいので、ＩＣモジュール３を収納したシート状スペーサ１は、全体としてほぼ一様な厚みを有することになる。なお、このシート状スペーサ１は無色透明あるいは白色のシートでよい。

次に、外装シート２ａ，２ｂは、透明基材シート２ａ１，２ｂ１に有色の印刷を施すことによって準備することができる。なお、外装シート２ａ，２ｂに有色層を施す代わりに、シート状スペーサ１に有色層を施してもよい。

そして、図２に示すように、ＩＣモジュール３を収納したシート状スペーサ１の表裏に一対の外装シート２ａ，２ｂを配置する。このとき、有色層をシート状スペーサ１側に向けて一対の外装シート２ａ，２ｂを配置する必要がある。そして、全体を加熱加圧して一体化することにより、シート状スペーサの両面に外装シート２ａ，２ｂを積層した積層体を製造する。

そして、この積層体をカード形状に断裁することにより、非接触ＩＣカードを製造することができる。この非接触ＩＣカードは、その表面及び裏面の双方が有色の外装シート２ａ，２ｂで構成されており、その側端面では、有色層を有する外装シート２ａ，２ｂの間に無色透明又は白色のシート状スペーサ１が露出した構造を有している。しかも、側端面の全周に渡って無色透明又は白色のシート状スペーサ１が露出している。

本発明は、このように側端面の全周に渡って露出しているシート状スペーサ１に対して
印刷を施したものである。シート状スペーサ１の端面を選択して印刷してもよいが、表裏の外装シート２ａ，２ｂの端面を含めて、非接触ＩＣカードの側端面の全体に印刷してもよい。

印刷は任意の方法によって可能であるが、前記非接触ＩＣカードを重ね合わせて集積し、その集積体の側端面に印刷を施すことにより、効率的に印刷を施すことができる。図３は、この集積体に印刷を施す印刷工程を示す説明用斜視図である。
この印刷方法としては、例えば、インキジェット印刷法を利用することが好ましい。インキジェット印刷法を利用することにより、側端面の全周に渡って容易に印刷することができる。また、塗布量をコントロールすることが容易であり、集積体を構成する非接触ＩＣカードと非接触ＩＣカードとの隙間にインキが浸透することを容易に防止できる。

また、そのインキとしては、放射線硬化型等インキを使用することが好ましい。放射線硬化型等インキを使用して前記集積体の側端面に印刷を施し、放射線照射して硬化させると、インキは瞬時に硬化するから、印刷の後、直ちにこの集積体からそれぞれの非接触ＩＣカードを分離することが可能になる。また、その分離も容易である。そして、得られた印刷層は耐磨耗性や耐薬品性にも優れている。

放射線硬化型等インキとしては、例えば、紫外線硬化型インキが使用できる。紫外線硬化型インキは公知のインキでよく、ラジカル重合性モノマーに光重合開始剤と着色顔料を配合した紫外線硬化型インキや、カチオン重合性モノマーに光カチオン発生剤と着色顔料を配合した紫外線硬化型インキを例として挙げることができる。このほか、放射線硬化型等インキとして、電子線硬化型インキを使用してもよい。

１‥‥‥シート状スペーサ
２ａ，２ｂ‥‥‥外装シート
２ａ１，２ｂ１‥‥‥透明基材シート
３‥‥‥ＩＣモジュール
３１ａ‥‥‥ＩＣチップ
３１ｂ‥‥‥アンテナ素子

Claims (10)

1. シート状スペーサの両面に外装シートを積層することにより一体化して成るプラスチックカードにおいて、側端面に露出した前記シート状スペーサの全周に渡って印刷が施されていることを特徴とするプラスチックカード。
2. 外装シートが、透明な基材シートに有色層を設けて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックカード。
3. 印刷が硬化型インキで施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチックカード。
4. 前記シート状スペーサが情報記録素子を内蔵していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラスチックカード。
5. シート状スペーサが、前記情報記録素子のほかに、この情報記録素子に接続されたアンテナ素子を内蔵していることを特徴とする請求項４に記載のプラスチックカード。
6. シート状スペーサに開口が設けられており、この開口に前記情報記録素子が収納されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のプラスチックカード。
7. 次の積層工程、カード成形工程、印刷工程を有することを特徴とするプラスチックカードの製造方法。
   シート状スペーサの両面に外装シートを積層して全体を一体化する積層工程。
   この積層体をカード形状に断裁するカード形成工程。
   得られたカードの側端面に露出した前記シート状スペーサの全周に渡って印刷を施す印刷工程。
8. 前記印刷工程が、多数のカードを重ね合わせて集積し、この集積体の側端面に印刷を施す工程であることを特徴とする請求項７に記載のプラスチックカードの製造方法。
9. 前記印刷工程がインキジェット印刷法によって印刷を施す工程であることを特徴とする請求項７又は８に記載のプラスチックカードの製造方法。
10. 前記印刷工程が、放射線硬化型インキを印刷する工程であることを特徴とする請求項７〜８のいずれかに記載のプラスチックカードの製造方法。

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