JP2016221823A - 積層体 - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性が高くまた低コストで、文字等の表示を積層体に加工可能な積層体を提供する。【解決手段】カード１は、黒色系印刷層３１の上側に積層された透明層２０と、透明層２０の上側に積層された印刷層１０と、レーザ照射により透明層１０が露出するまで印刷層２０が除去されたレーザ加工領域１５，１６とを備え、黒色系印刷層３１は、炭素系黒色顔料を含まない。【選択図】図１

Description

本発明は、表示を有する積層体に関するものである。

従来、カードの所有者の氏名の表記手法として、熱転写方式によるウルトラグラフィック（ＵＧ）があった（例えば特許文献１）。
しかし、従来のウルトラグラフィックは、耐摩耗性能が低く、また、高コストであった。

特開２０１０−１０８２３０号公報

本発明の課題は、耐摩耗性が高く低コスト文字等の表示を積層体に加工可能な積層体を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

・第１の発明は、黒色系インクによって印刷された黒色系印刷層（３１）と、前記黒色系印刷層の上側に積層された透明層（２０）と、前記透明層の上側に積層された印刷層（１０）と、レーザ照射により前記透明層が露出するまで前記印刷層が除去された透明層露出部（１５，１６）とを備え、前記黒色系印刷層は、炭素系黒色顔料を含まないこと、又は前記黒色系印刷層に含まれる炭素系黒色顔料の含有量は、レーザ照射による発熱によって前記透明層を発泡させない程度であること、を特徴とする積層体である。
・第２の発明は、第１の発明の積層体において、前記黒色系印刷層（３１）の黒色系インクは、色の三原色のインクが合成されたものであること、又は複数の色のインクが合成されたものであること、を特徴とする積層体である。
・第３の発明は、第１又は第２の発明の積層体において、この積層体（１）は、カードであること、を特徴とする積層体である。

本発明によれば、耐摩耗性が高くまた低コストで、文字等の表示を積層体に加工可能な積層体を提供できる。

実施形態のカード１を券面から見た図、断面図である。 実施形態のカード１の製造工程を説明する断面図である。 実施形態のカード１、比較例のカード１０１，１０２を示す図である。

（実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、実施形態のカード１を券面から見た図、断面図である。
図１（Ａ）は、カード１を券面から見た図である。
図１（Ｂ）は、カード１の層構成を説明する断面図（図１（Ａ）のＢ−Ｂ断面図）である。
図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）の矢印Ｃ部を拡大して示す図である。
実施形態及び図面では、券面（カード上面１ａ）から見た状態のカード１の長手方向を左右方向Ｘ、短手方向を縦方向Ｙとし、また、厚さ方向Ｚという。各図面において、厚さ方向Ｚ等の構成等は、明確に図示するために、適宜大きさを誇張する。

［カード１の構成］
カード１（積層体）は、リーダライタ等の外部装置との間で通信可能なＩＣカードである。
カード１は、下側Ｚ１から上側Ｚ２に向けて順に、透明層６０、中間層５０、モジュール基板４０、中間層３０、透明層２０、印刷層１０が積層されている。

印刷層１０は、カード１の最上層に設けられている。
印刷層１０は、上側Ｚ２から下側Ｚ１に向けて順に、絵柄層１１、接着層１２（隠蔽層）が積層され、また、レーザ加工領域１５（透明層露出部）を備える。
絵柄層１１は、カード１の名称等を有する絵柄が印刷された層である。絵柄層１１は、オフセット印刷によって設けられる。
接着層１２は、シルク印刷、オフセット印刷等によってベタで設けられる。接着層１２は、印刷層１０及び透明層２０間を接着する。
また、接着層１２は、以下の機能を有する。
・接着層１２は、絵柄層１１の下面にベタ印刷で設けられているので、絵柄層１１は、所望の色彩を表現しやすい。このため、接着層１２は、絵柄層１１の色合いをよくすることができる。
・接着層１２は、このカード１を印刷層１０側（上側Ｚ２）から観察した状態において、カード１の内部構成が視認できないように隠蔽する。
なお、これらの機能は、接着層１２を、隠蔽力を有するインク、隠蔽力を有する色彩（例えば、銀、白色系）にすると、より有効である。

レーザ加工領域１５は、印刷層１０の一部がレーザ加工によって除去されることにより、透明層６０が露出した領域である。図１では、レーザ加工領域１５の形状は、カード１の所有者の氏名「ＡＢＣＤ ＥＦＧＨ」の文字の形状である。

透明層２０は、透明な層である。透明層２０は、例えば、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＥＴ−Ｇ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（塩化ビニル）等の樹脂シートである。

中間層３０は、カード１のコア層である。
中間層３０は、上側Ｚ２から順に、黒色系印刷層３１、基材層３２（基材）が積層されている。
黒色系印刷層３１は、黒色系インクによって、基材層３２の上側Ｚ２に印刷されている。黒色系印刷層３１は、シルク印刷のベタ印刷によって設けられる。黒色系インクは、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の色の三原色のインクを合成することにより、黒色系に調色されたものである。なお、黒色系インクは、黒色系に調色できれば、三原色のインクに限定されず、複数の色のインクの合成によって調色してもよい。
つまり、黒色系印刷層３１の黒色系インクは、炭素系黒色顔料を多く含有する黒色系インクが合成されていない。
なお、黒色系印刷層３１の黒色系の色彩は、前述した三原色のインク等の合成で表現できる程度の色味であればよく、例えば、多少グレーががっていてもよい。

基材層３２は、中間層３０のコアとなる層である。例えば、ＰＣ、ＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ等の樹脂シートである。基材層３２自体の色彩は、一般に市場で多く流通している白色系である。このため、基材層３２は、低コストで入手可能である。

モジュール基板４０は、ＩＣチップ４１等の電子部品、アンテナ４２を備える。
ＩＣチップ４１は、半導体集積回路素子である。ＩＣチップ４１は、例えば、カード１の所有者、所有者を認証するための暗証番号等が記憶されている。

アンテナ４２は、外部のリーダライタ（図示せず）と通信を行うループコイル式のアンテナである。アンテナ４２は、モジュール基板４０上面に形成された導体であり、エッチング等の方法により形成される。ＩＣチップ４１は、アンテナ４２を介して、リーダライタとの間で非接触により情報の送受信を行う。

モジュール基板４０は、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ等の材料から形成される。このため、モジュール基板４０と、中間層３０及び中間層５０とは、熱溶着しにくい。そのため、モジュール基板４０の外形は、他の層の外形よりも一回り小さい。
これにより、モジュール基板４０は、モジュール基板４０よりも外側の周囲４５において、中間層３０及び中間層５０が熱溶着されることにより、カード１内に保持されるようになっている。

中間層５０及び透明層６０は、中間層３０及び透明層２０に、厚さ方向Ｚにおいて、対称の形態であるので、詳細な説明は、省略する。透明層６０の下面又は上面には、カード使用方法等を説明する印刷（図示せず）が設けられている。
なお、透明層６０及び中間層５０間の接着強度を向上するために、透明層６０及び中間層５０のいずれかに接着用のシルク印刷を全面に行ってもよい。

［カード１の外観］
カード１の外観について説明する。
（カード上面１ａ）
図１（Ｃ）に示すように、レーザ加工領域１５は、印刷層１０が除去され、透明層２０が露出した状態になっている。観察者は、カード１を上側Ｚ２から観察すると、レーザ加工領域１５からは、中間層３０の黒色系印刷層３１の上面の色彩を視認できる（矢印Ｌ参照）。これにより、観察者は、レーザ加工領域１５を、黒色系の文字として、カード１の所有者の氏名を読み取ることができる。
また、レーザ加工領域１５以外の領域は、絵柄層１１の絵柄を観察できる。

（カード端面１ｂ）
図１（Ｂ）に示すように、カード端面１ｂには、モジュール基板４０以外の層（印刷層１０、透明層２０、中間層３０、中間層５０、透明層６０）が露出している。
中間層３０の基材層３２と、中間層５０の基材層とは、白色系であり、中間層５０、透明層６０が透明であるので、カード端面１ｂは、ほぼ白色であるように観察される。
なお、中間層３０の黒色系印刷層３１は、カード端面１ｂに露出しているが、層の厚みが十分に薄い。このため、黒色系印刷層３１は、カード端面１ｂに露出していても、目立つことがなく、外観を著しく低下させることはない。

［カード製造方法］
カード１の製造工程について説明する。
図２は、実施形態のカード１の製造工程を説明する断面図である。
作業者、製造機械等は、以下の工程に従ってカード１を製造することができる。
なお、実際には、カード製造は、カード１が面方向に複数配置されたシート材（つまり多面付けのシート材）を各カードに個片にすることにより行われる。図２は、簡略して１枚の例を図示する。

（印刷層１０の転写工程）
図２（Ａ）に示すように、予め、レーザ加工領域１５の加工前の状態の印刷層１０が形成されたＰＥＴシート等（図示せず）を、透明層２０上に転写する（矢印Ａ１０参照）。なお、絵柄層１１は、接着性の低いオフセット印刷であるが、接着層１２が接着を発現するので、透明層２０上に積層することができる。
ＰＥＴシート等は、印刷層１０の転写後に、透明層２０から剥離する。
（黒色系印刷層３１の印刷工程）
基材層３２の上面の全面に、シルク印刷よって黒色系印刷層３１を設けて（矢印Ａ３０参照）、中間層３０を作製する。
（積層工程）
上側Ｚ２から順に、印刷層１０が転写された透明層２０、中間層３０、モジュール基板４０、中間層５０、透明層６０を積層し、積層体１Ａを作製する。

（熱プレス工程）
積層体１Ａを上下から熱プレス板（図示せず）で挟んで、印刷層１０の上面、透明層６０の下面から加熱及び加圧する。
図２（Ｂ）に示すように、これにより、積層体１Ａの層間が熱溶着される。所定のプレス時間が経過したら、積層体１Ａから熱プレス板を離間し、積層体１Ａを取り出す。
（個片工程）
多面付けで形成された積層体１Ａを、抜き型でプレスして個片にする。

（レーザ加工工程（透明層露出部形成工程））
図１に示すように、カード所有者（申し込み者）の氏名が入手できたら、個片化された積層体１Ａのレーザ加工領域１５をレーザ加工機によってレーザ加工することにより、透明層露出部を形成する。このレーザ加工では、レーザ照射することにより、透明層２０が残存しかつ透明層２０が露出するまで、印刷層１０を除去する。
なお、レーザ加工工程は、カード発行時に行ってもよい。つまり、レーザ加工工程は、カード所有者の固有情報（口座番号、暗証番号等）をＩＣチップ４１に書き込む工程と、一連の工程で行ってもよい。

ここで、レーザ加工時には、印刷層１０が発熱する。この熱は、黒色系印刷層３１上に透明層２０が設けられているので、黒色系印刷層３１に伝わりにくい。
また、中間層３０の黒色系印刷層３１のインクは、炭素系黒色顔料を含んでいないので、黒色系印刷層３１にも炭素系黒色顔料が含まれない。このため、黒色系印刷層３１へのレーザ照射にともなう発熱は、炭素系黒色顔料を含んだ黒色系インクにより形成される印刷層に比較すると、著しく低い。これにより、黒色系印刷層３１は、レーザ照射による発熱にともなう透明層２０の発泡を、抑制できる。この発泡の抑制効果の確認試験は、後述する。

このため、カード１は、レーザ加工にともなう透明層２０、黒色系印刷層３１の損傷を、抑制できる。すなわち、カード１は、透明層２０、黒色系印刷層３１を損傷させることなく、レーザ加工領域１５の全ての印刷層１０を除去できる。
また、レーザ加工の加工条件（レーザの出力、加工時間等）は、レーザ加工領域１５において、印刷層１０を全て除去し、かつ、透明層２０、黒色系印刷層３１を損傷しないように、調整しなければならない。カード１は、前述したように熱の影響を受けにくいので、この調整の幅が大きくなるため、条件設定が容易である。
なお、透明層２０が厚み０．０５ｍｍ以上であるカード１は、試作によって、透明層２０、黒色系印刷層３１を損傷なく加工できること、条件設定が容易であることの効果を確認できた。
以上の工程を経て、カード１を製造することができる。

［透明層２０の発泡の抑制効果の確認］
図３は、実施形態のカード１、比較例のカード１０１，１０２を示す図である。
図３（Ａ）は、実施形態のカード１、比較例のカード１０１，１０２を券面から見た図である。
図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、試験後における実施形態のカード１、比較例のカード１０１，１０２の断面図（図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面図）である。
図３に示すように、レーザ照射と透明層２０の発泡との関係を確認するために、実施形態のカード１と、比較例のカード１０１，１０２とを確認試験で比較した。
図３（Ａ）に示すように、各カードには、発泡の状態を確認しやすいように、５ｍｍ×１０ｍｍ以上の長方形のレーザ加工領域１６を、新たに設けた。

試験条件は、以下の通りである。
・実施形態のカード１、比較例のカード１０１，１０２の共通条件
インク：東洋インキ株式会社、シルクスクリーン印刷インキ、ＳＳ８シリーズ
レーザ照射の照射密度：３５０ｄｐｉ〜５００ｄｐｉまで、５０ｄｐｉ毎変化させて、５通り行った。
・実施形態のカード１の黒色系印刷層３１の黒色系インク
シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の３色のインクを合成した。炭素系黒色顔料を含んだ黒色系インクは、合成しなかった。
・比較例のカード１０１，１０２の黒色系印刷層３１の黒色系インク
比較例のカード１０１は、炭素系黒色顔料を含んだ黒色系インクを１００％とした。
比較例の１０２は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）の３色のインクと、炭素系黒色顔料を含んだ黒色系インクとを合成し、炭素系黒色顔料を含んだ黒色系インクを２０％の配合とした。

（試験結果）
図３（Ｂ）に示すように、実施形態のカード１は、全ての照射密度において、透明層２０が発泡しなかった。なお、印刷層１０の厚さは、８〜９μｍ程度であり、レーザ加工領域１６の凹部の深さＬ１６は、１０μｍ程度であった。このため、透明層２０を損傷させることなく、印刷層１０をきれいに除去できたことを確認できた。

図３（Ｃ）に示すように、比較例のカード１０１，１０２は、全ての照射密度において、透明層２０が発泡した。また、透明層２０の発泡にともなって、透明層２０がカード表面から突出した。その突出高さは、大きいもので１ｍｍ以上であった。突出高さは、炭素系黒色顔料が多い比較例のカード１０１の方が、比較例のカード１０２よりも高かった。また、突出高さは、レーザ照射の照射密度が高密度のもの程、高かった。

以上の試験によって、黒色系印刷層３１に含まれる炭素系黒色顔料が透明層２０の発泡の原因であることを確認できた。また、黒色系印刷層３１が炭素系黒色顔料を含まなければ、透明層２０の発泡を抑制できることを確認できた。

以上説明したように、カード１は、透明層２０を発泡させることなく、印刷層１０を除去できる。また、カード１は、印刷層１０を除去することにより表示を表現するので、摩耗等に起因して、表示が消えてしまうことがない。さらに、カード１は、文字表示をレーザ加工によって形成できるので、ウルトラグラフィック印字のような転写リボンが不要であり、低コストである。加えて、ウルトラグラフィック印字は、転写後には印字情報がリボンに残ってしまうので、リボンの廃棄が必要であるのに対して、カード１は、このような廃棄が不要である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、後述する変形形態等のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。

（変形形態）
（１）実施形態において、黒色系印刷層は、炭素系黒色顔料を含まない例を示したがこれに限定されない。黒色系印刷層、つまり黒色系印刷層を形成するインクは、炭素系黒色顔料を含んでいても、その含有量が、レーザ照射によるともなう発熱によって透明層を発泡させない程度であればよい。この場合、黒色系印刷層を形成するインクは、例えば、三原色のインクの少なくとも１つに炭素系黒色顔料を含んでいてもよく、また、これらの三原色のインクと炭素系黒色顔料を含むインクとを合成したものでもよい。

（２）実施形態のモジュール基板は、設けなくてもよい。この場合には、２つの中間層を、１つの中間層にすることができるので、簡単な構成にすることができる。また、カードは、例えば、磁気ストライプ、バーコード等を有するタイプでもよい。

（３）実施形態において、絵柄層は、最上層である例を示したが、これに限定されない。絵柄層よりも上側には、透明な保護層等を設けてもよい。この場合には、レーザ加工領域の保護層等は、レーザ照射により除去すればよい。

１…カード
１０…印刷層
１１…絵柄層
１２…接着層
１５…レーザ加工領域
２０…透明層
３０…中間層
３１…黒色系印刷層
３２…基材層

Claims (3)

1. 黒色系インクによって印刷された黒色系印刷層と、
   前記黒色系印刷層の上側に積層された透明層と、
   前記透明層の上側に積層された印刷層と、
   レーザ照射により前記透明層が露出するまで前記印刷層が除去された透明層露出部とを備え、
   前記黒色系印刷層は、炭素系黒色顔料を含まないこと、又は前記黒色系印刷層に含まれる炭素系黒色顔料の含有量は、レーザ照射による発熱によって前記透明層を発泡させない程度であること、
   を特徴とする積層体。
2. 請求項１に記載の積層体において、
   前記黒色系印刷層の黒色系インクは、色の三原色のインクが合成されたものであること、又は複数の色のインクが合成されたものであること、
   を特徴とする積層体。
3. 請求項１又は請求項２に記載の積層体において、
   この積層体は、カードであること、
   を特徴とする積層体。

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