JP2687564B2 - 光カード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は光学的に情報の書き込みおよび読出しが可能
な光カードに関する。

〈従来技術〉 光カードは、従来のキャッシュカード、クレジットカ
ード等に用いられる磁気カードに比べ、膨大な記憶容量
を有することから注目されている。特に情報の追加書き
込みが可能な光カード（Direct Read After Write,以下
DRAW型光カードとする）は光記録層に情報の書き込み後
直ちに情報の読み出しが可能であり、高密度記録も可能
であることから光記録媒体として有効であるとされてい
る。

このDRAW型光カードの光記録部は一例として第６図
（イ）、（ロ）に示すように透明基板（８）上の信頼性
の高い、情報の記録及び再生を行なうためにレーザービ
ーム光を光記録部上に正確に位置制御用としてレーザビ
ームの追従目標となる案内溝（９）を形成し、さらにこ
の案内溝（９）上に光記録材料の塗布又は蒸着などの方
法により光記録層（10）を形成したものであり、しかる
後この光記録層（10）上に接着剤を介して裏打ち基板と
貼合わせ、カード状に打ち抜くことにより光カードが得
られる。

光カードは一般的にキャッシュカードやクレジットカ
ードの如く財布などに入れて携帯されることから種々の
外力が加わって変形や破損の恐れがあるためこれらの外
力に耐えられる強度をもたせる必要があり、またカード
としての体裁上から薄いことも必要である。

つまり光カードは光ディスクと比べてかなり苛酷な使
用条件及び環境条件に耐えるような構造であることが必
要とされるので、透明基板材料の性能として高度の透明
性及び複屈折の小さいことなど光学特性の他に耐衝撃性
及び耐折り曲げ性などの機械的強度が強く要求される。

そこで光カード用透明基板材料としては、透明性が高
く、機械的強度も高いポリカーボネート樹脂が一般に用
いられている。そして、このポリカーボネート樹脂板上
への案内溝形成方法については、射出成形法や感光性樹
脂法（2P法）が挙げられるが、前者は、光カード用透明
基材の厚さが0.4〜0.7m/mという制約から案内溝成形の
品質を維持するには、技術的に困難である。樹脂の分子
料を小さくし流動性を高めることで成形品質を維持する
手段もあるが、この場合は機械的強度がそこなわれると
いう問題が生じてしまう。

後者は成形性は良いものの、感光性樹脂と光記録材料
とのインタラクション（相互作用）が生じ易い構造のた
め光記録材料の選択幅がせばまる方という問題が生ず
る。

そこでポリカーボネートシートの機械的強度はそこな
われることがなく、また感光性樹脂を用いる必要のない
熱プレス法（圧縮成形法）が有効的であるとされてき
た。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このポリカーボネートシートは機械的
強度は高いけれども複屈折が大きく、これを透明基板と
して用いて作製した光カードは再生信号の検出に悪影響
を与え、S/N比の低下をきたし、再生能力の低下といっ
た信頼性に乏しいという欠点を有する。また、このポリ
カーボネートシートに熱プレス法で案内溝および／また
はプリフォーマットデータのパターンを形成する方法
は、成形後のスタンパあるいは鏡面金属板（例えばフェ
ロ板）との剥離が悪いため、剥離ムラが生じ易く案内お
よび／またはプリフォーマットデータのパターンの成形
品質を安定させることが難しく、場合によってはスタン
パを破損させることもあるなど、品質、生産性にも問題
が生じていた。

さらに、熱プレス法で成形品質の良い案内溝が形成さ
れた場合でもその案内溝上に光記録材料を成膜する工程
において、ポリカーボネートシートは、耐溶剤性が劣る
ため、有機色素系光記録材料の中で材料選択に関し、大
幅に限定されてしまうという問題も一方で指摘されてい
る。

ところが、光学特性、とくに複屈折の問題、熱プレス
法で案内溝および／またはプリフォーマットデータのパ
ターンの形成上の問題等はあるものの基板の耐久性、量
産性に優れるという理由から有望な基板材料とされてい
る。

そこで本発明は機械的強度および光学的に安定した記
録・再生が可能な信頼性の高い光カードを提供すること
を目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 上述の如くの目的を達成するためになされた本発明で
は、少なくとも裏打ち基板、光記録層、分子鎖の配向に
よる複屈折を有する二枚のポリカーボネートと案内溝お
よび／またはプリフォーマットデータパターンが形成さ
れたアクリルフィルムからなる透明積層基板が順次積層
され、前記二枚のポリカーボネートシートはそれぞれ前
記分子鎖の配向どうしが30〜150°の角度で交差するよ
うに配置されてなり、前記案内溝および／または前記プ
リフォーマットデータパターンは光記録層側に設けられ
ている光カードである。

〈作用〉 複屈折の測定に関して第４図に示す如く同一の材料か
らなるシートであっても測定方法（α方向及びβ方向）
でその測定値は異なる。つまりその絶縁値はほぼ同じで
あっても逆符号（正・負）を示すと言う特徴がある。こ
れは溶融押し出し成形されたポリカーボネートシートに
おける分子鎖の配向性によるものである。したがって配
向性の異なる、望ましくは配向が直交するシート（α方
向およびβ方向）を１枚ずつ用意し、重ね合わせ、加圧
・加熱し貼り合わせることにより熱緩和効果に複屈折の
正・負の相殺効果が加味され、複屈折が減少し、またポ
リカーボネートシート上にアクリルフィルムを形成する
ことにより、ポリカーボネートの強度特性を維持した状
態で前記案内溝および／または前記プリフォーマットデ
ータパターン形成時のスタンパとの剥離性の向上と、前
記案内溝および／または前記プリフォーマットデータパ
ターン成形性の安定が図れ、また光記録層に対する保護
層としての利用が可能となる。

〈実施例〉 以下、本発明を図面の一実施例に基づいて詳細に説明
する。

本発明の光カードは第１図に示すように分子鎖の配向
による複屈折を有する二枚のポリカーボネートシート
（1Aa′及び1Ab′）からなるポリカーボネート積層シー
ト（1A）と記録・再生のためのトラッキング用案内溝お
よび／またはアドレス等ヘッダー情報を予め記録してお
く、いわゆるプリフォーマットデータパターン（２）を
形成したアクリルフィルム（1B）からなる透明積層基板
（１）、アクリルフィルイム（1B）上光記録層（３）、
接着剤（４）を介して裏打ち基板（５）を積層したもの
である。

ポリカーボネート積層シート（1A）は例えば第５図に
示したようにこの基板を押し出し成形方向のもの（α）
（正のリタデーション）と押し出し成形方向と直交した
もの（β）（負のリタデーション）にトリミングし、各
々１枚ずつを重ね合わせたものである。

ポリカーボネート積層シート（1A）とアクリルフィル
ム（1B）を積層する方法としては、光学特性を維持する
上で接着剤等が不要である熱圧着法が好ましい。例えば
分子鎖の配向の異なる、望ましくは直交するポリカーボ
ネートシートとアクリルフィルムを重ね合わせた状態
で、２枚の表面性のすぐれた鏡面金属板の間にはさみ込
み、加熱・加圧・冷却処理を行なう熱プレス法や、加熱
された分子鎖の配向の異なる、望ましくは直交するポリ
カーボネート（1Aa′及び1Ab′）を鏡面金属ローラとゴ
ムローラに供給し、アクリルロールフィルムをゴムロー
ラとポリカーボネートシートの間に挿入し、ニップ圧で
圧着するロールプレス法がある。

案内溝および／またはプリフォーマットデータパター
ン（２）は、その逆形状パターンを有するスタンパによ
る熱プレス法（圧縮成形法）で形成される。これはポリ
カーボネート積層シート（1A）とアクリルフィルム（1
B）との積層する工程と案内溝および／またはプリフォ
ーマットデータパターン（２）を形成する工程とが同時
に行なうことが可能である。

なお積層及び成形に必要な加熱温度は120°〜160℃が
望ましく、160℃以上になるとポリカーボネートシート
面に白化現象が生ずる場合が多い。

またポリカーボネート自体に有する物性を保持するた
めには、アクリルフィルムの厚さはポリカーボネートシ
ートの４分の１以下に設定することが望ましい。

光記録層（３）に用いるレーザ記録材料は、追加記録
型の材料としてはテルル、ビスマス、アルミニウム等の
低融点金属やそれらを主たる成分とする合金やアントラ
キノン系やフタロシアニン系、アザアヌレン系等の有機
材料等が挙げられる。また、消去書き込み可能型の材料
としては、TbFe-GdTbFe、GdTbFe、TbCo系等光磁気型と
相変化型とがあるが、レーザ光で記録できる材料であれ
ばいずれでも良く使用用途により使い分けていくのが望
ましく、光記録層（３）の形成方法としては真空蒸着、
スパッタ、CVD、あるいはスピンコート、ロールコート
等いずれでも良く材料の性質等により使い分けていくの
が望ましい。

裏打ち基板（５）に用いる材料としては、所望の機械
的強度及び熱特性を有すれば特に限定されることはな
く、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS樹脂、ポリ塩
化ビニル、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。

接着剤（４）としては、記録層と相互作用（インタラ
クション）を生じないもので、かつ接着強度があり、光
記録・再生に影響の少ないものを選ぶ必要があり、エポ
キシ系、ウレタン系、アクリル系等のものが挙げられ
る。

さらに第２図に示したように光記録層（３）の記録感
度を上げるために光記録層（３）と接着剤（４）との間
に、例えばシリコーン樹脂のようなバッファ層（６）を
設けてもよく、加えてバッファ層（６）上にSiO₂のよう
な保護層（７）を形成することにより、接着層との相互
作用を防ぎ、使用する接着剤の選択の幅が増え、湿度等
の外的要因からの保護が可能である。

以下、本発明の実施例をより具体的に説明する。

実施例１ 第１図を参照し、 それぞれ厚さ0.2m/mで100m/m×80m/mサイズので押
出し方向すなわち分子鎖の配向が直交するように重ね合
わせた２枚の溶融押出し成形ポリカーボネートに厚さ50
μｍで100m/m×80m/mサイズのアクリルフィルム（三菱
レーヨン製アクリプレンHBC-011）を重ね合わせ更にそ
のアクリルフィルム面に溝ピッチ12.0μｍ、溝幅2.5μ
ｍ、溝深さ0.20μｍの案内溝とプリフォーマットデータ
のパターンが形成されたスタンパとを重ね合わせた状態
で２枚の表面性のすぐれた鏡面金属板（例えばフェロ
板）にはさみ込み、熱プレス機にて150kg/cm²、155℃の
条件で10分間加圧・加熱後、さらに加圧した状態で15℃
まで冷却する。

で得た透明積層基板（１）の案内溝面側にTeを30
0Åの厚さで抵抗加熱法により蒸着し、光記録層（３）
を形成した。

この光記録層（３）上にエポキシ系接着剤（チバガ
イギー社、アラルダイト）である接着層（４）を介して
0.3m/mの厚さで100m/m×80m/mサイズの硬質白色PVCを接
着し、硬化後カードサイズ85.5m/m×54m/mに打ち抜き光
カードを得る。

この光カードを半導体レーザ（8mW、100KHz）で記
録したところ良好な記録がなされ、次いで0.6mWの半導
体レーザにて再生処理したところ良好な再生信号が得ら
れ、耐衝撃性や耐折り曲げ性等の機械的強度もカード使
用に充分耐え得るものであった。

実施例２ 第２図を参照し、 それぞれ厚さ0.2m/mで100m/m×80m/mサイズので押
出し方向すなわち分子鎖の配向が直交するように重ね合
わせた２枚の溶融押出し成形ポリカーボネートに厚さ50
μｍで100m/m×80m/mサイズのアクリルフィルム（三菱
レーヨン製アクリプレンHBC-011）を重ね合わせ更にそ
のアクリルフィルム面に溝ピッチ12.0μｍ、溝幅2.5μ
ｍ、溝深さ0.20μｍの案内溝とプリフォーマットデータ
のパターンが形成されたスタンパとを重ね合わせた状態
で２枚の表面性のすぐれた鏡面金属板（例えばフェロ
板）にはさみ込み熱プレス機にて150kg/cm²、155℃の条
件で10分間加圧、加熱後さらに加圧した状態で15℃まで
冷却する。

で得た透明積層基板（１）の案内溝面側にシアニ
ン系染料（日本化薬製CY−９）の1.5重量％溶液をスピ
ンコータにより塗布して厚さ0.07μｍの光記録層（３）
を形成する。

の光記録層（３）の表面に紫外線硬化型シリコー
ン樹脂（東芝シリコーン（株）製、XE17-610）をスクリ
ーン印刷法にて塗布した後、40mJ/cm²の紫外線を照射
し、硬化させバッファー層（６）を形成する。

のバッファ層上にSiO₂を0.1μｍの厚さに抵抗加
熱法により、蒸着し、保護層を形成する。

の保護上にウレタン系接着剤（Ｈ・Ｂフーラ製、
UR2194）である接着層（４）を介して裏打ち基板（５）
である0.3m/mの厚さで100m/m×80m/mサイズの硬質白色P
VCと接着し、硬化後にカードサイズ85.5m/m×54m/mに打
ち抜き光カードを得る。

実施例１のと同様に記録・再生を行なったところ
良好な結果が得られ、機械的強度もカード使用に充分耐
え得るものであり、さらに記録感度の向上及び光記録層
（３）の耐性の向上がみられた。

なお、裏打ち基材（５）である白色PVCにはシルクス
クリーン印刷により第３図に示す光記録部（６）に相当
する部分のみ黒べた印刷し、その他の部分はカードデザ
イン部として任意の文字、絵柄等をカラー印刷すること
も可能である。

〈効果〉 以上述べたように本発明によれば、 ポリカーボネートシート上に案内溝および／またはプ
リフォーマットデータパターンが設けられたアクリルフ
ィルムを積層し、その形成面を光記録層側としたことに
より、以下の効果を奏する。

複屈折を有する溶融押出し成形のポリカーボネート
シートに複屈折相殺処理を施すことにより、シートのほ
ぼ全面にムラなく複屈折を低減することができ、例えば
0.4mmの厚さのポリカーボネートシートの複屈折は少な
くとも20〜40nm以内とすることが可能である。

熱プレス法（圧縮成形法）におけるスタンパとの剥
離性が向上し、案内溝、プリフォーマットデータパター
ンの成形性の安定が図れる。

光記録層を形成する光記録材料の成膜面がアクリル
フィルム面と接するため、ポリカーボネートシートの耐
溶剤性が向上し有機色素系の光記録材料の選択の領域が
広がる。

ポリカーボネートとアクリルフィルムとの厚さの比
を４分の１以下とすることでポリカーボネートの有する
光カードの透明基板としての機械的強度特性、光学的特
性を保持することができる。

ポリカーボネートシートとアクリルフィルムの積層
およびアクリルフィルム面への案内溝、プリフォーマッ
トデータパターンの成形を同時に行なうことが可能とな
り、工程数が増加することはない。

バッファ相違、保護層と多層化することにより記録
感度及び光記録層の耐性の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いる光カードの部分拡大断面図で
あり、第２図は他の実施例の光カードの部分拡大断面図
であり第３図は本発明に用いる光カードの平面図であ
り、第４図及び第５図は本発明の透明基板の平面特性図
であり、第６図（イ）及び（ロ）は光カードの光記録層
の形成工程を示す概略図である。 １……透明積層基板 ２……案内溝および／またはプリフォーマットデータパ
ターン 3,10……光記録層 ４……接着層 ５……裏打ち基材 ６……バッファ層 ７……保護層 ８……透明基板 ９……案内溝 20……光カード 1A……ポリカーボネート積層シート 1B……アクリルフィルム

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも裏打ち基板、光記録層、分子鎖
   の配向による複屈折を有する二枚のポリカーボネートと
   案内溝および／またはプリフォーマットデータパターン
   が形成されたアクリルフィルムからなる透明積層基板が
   順次積層され、前記二枚のポリカーボネートシートはそ
   れぞれ前記分子鎖の配向どうしが30〜150°の角度で交
   差するように配置されてなり、前記案内溝および／また
   は前記プリフォーマットデータパターンは光記録層側に
   設けられていることを特徴とする光カード。
2. 【請求項２】前記２枚のポリカーボネート樹脂板をその
   分子鎖の配向どうしが90°の角度で交差するように積層
   されてなることを特徴とする請求項１記載の光カード。
3. 【請求項３】前記光記録層と前記裏打ち基板との間に、
   シリコーン系樹脂からなるバッファ層と、前記バッファ
   層上にSiO₂を保護層として順に積層し、前記保護層は裏
   打ち基板側にあることを特徴とする請求項１記載の光カ
   ード。
4. 【請求項４】前記アクリルフィルムの厚さは前記ポリカ
   ーボネートの４分の１以下であることを特徴とする請求
   項１記載の光カード。