JP3357685B2 - カード基材の製造方法及び製造用金型 - Google Patents

カード基材の製造方法及び製造用金型

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    • B29L2017/006Memory cards, chip cards

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ICカード用カード基
材の製造方法及びその製造方法を実施するために直接使
用されるICカード用カード基材の製造用金型に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般のICカードは、カード基材に埋設
用凹部を形成し、この埋設用凹部にICモジュールを埋
設して製造される。カード基材は、従来では、硬質塩化
ビニル積層体などで構成され、このカード基材に埋設用
凹部を形成するため、エンドミルなどの手段で切削加工
される。このような従来の成形法では、切削工程を必要
とし、製造能率があまり高く取れないという問題があ
る。この問題を解決するために、本願の出願人によっ
て、射出成形法でICカード用カード基材を製造するこ
とが提案されている。この提案に係る成形法では、図4
に示すように、型締めされた状態でキャビテイ6を形成
する下型16と、ICモジュールの埋設用凹部20を形
成する金型凸部22が設けられた上型14とを使用す
る。樹脂のゲート12は、キャビテイ6の端部に設けて
あり、このゲート12から溶融樹脂をキャビテイ6内に
注入して射出成形を行なう。そして成形品の冷却後に型
開きをして図5に示す形状の成形品を取出し、ゲート1
2の跡12aを切断除去して、ICカード用カード基材
18を製造する。このような方法によると、埋設用凹部
20が形成されたICカード用カード基材18を効率よ
く製造できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようにして製造さ
れるICカード用カード基材18は、厚みが0.76〜
0.84mmと薄く、しかも埋設用凹部20に埋設され
るICモジュールの厚みが0.55〜0.65mm程度
あるので、最も薄い部分では0.2mm程度の厚みしか
ない。このために、ゲート12から注入される樹脂が金
型凸部22の裏側に回り込みにくくなり、また、樹脂の
流れ方向に沿って図5に示すようにウエルドライン24
が形成されるという問題が生じる。発明者等が解析した
ところによると、ゲート12から注入される樹脂は金型
凸部22の存在する薄肉部分で減速し、30%充填時に
は樹脂は薄肉部分よりも厚肉部分に流れるレーストラッ
ク現象を生じ、50%充填時には樹脂は反対側から薄肉
部分に流れ込み、ゲート12からの樹脂と合流して空気
だまりを発生する。このように空気だまりが発生する
と、樹脂の表面に荒れや焼けが生じる。また、70%充
填時には薄肉部分は完全に充填され、ゲート12からの
流れが逆流となってウエルドライン24が形成され、こ
のウエルドライン24は90%充填時まで移動すること
が確認される。このようにウエルドライン24が形成さ
れると、成形後のICカード用カード基材の薄肉部に反
りを発生させ、ウエルドライン24の部分で曲げ負荷に
対して弱くなり、不良品発生の原因になる。この場合、
樹脂の流れをスムーズにしてウエルドラインの発生を防
止するには、金型の温度を上昇させることも考えられる
が、金型の温度を高くすると、樹脂が焼けて劣化するこ
とがあり、また、成形後の冷却時間が長くなる。
【0004】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、その目的は、基材の薄肉部近傍で反りや不良成形部
分が発生しないICカード用カード基材を効率的に製造
することができるICカード用カード基材の製造方法と
それに用いる製造金型とを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のICカード用カード基材の製造方法は、金
型に形成してあるキャビテイに対して溶融樹脂を注入す
る部分であるゲートを、前記埋設用凹部を形成するため
の金型突部から最も遠い位置のキャビティ内側壁に形成
し、このゲートが形成してあるキャビティ内側壁に対向
するキャビティ内側壁に、前記キャビテイに連続してオ
ーバーフロー空間を形成し、溶融樹脂を、キャビテイ内
とオーバーフロー空間内に充填するように、前記ゲート
から注入して射出成形を行う工程を有する。また、本発
明のICカード用カード基材の製造金型は、金型に形成
してあるキャビテイに対して溶融樹脂を注入する部分で
あるゲートが、ICカードのICモジュールが埋設され
る埋設用凹部を形成するための金型突部から最も遠い位
置のキャビティ内側壁に形成してあり、このゲートが形
成してあるキャビティ内側壁に対向するキャビティ内側
壁に、前記キャビテイに連続する空間であるオーバーフ
ロー空間が形成してある。
【0006】
【作用】本発明では、射出機からの溶融樹脂は、埋設用
凹部を形成するための金型突部から最も遠い位置のキャ
ビティ内側壁に形成してあるゲートを通して金型のキャ
ビティ内に注入される。そして、キャビティ内に注入さ
れた溶融樹脂は、ゲートが形成してあるキャビティ内側
壁と反対側のキャビティ内側壁方向に流れ、途中で金型
突部の周囲を流れる。その際に、ゲートから注入された
溶融樹脂は、キャビティに連続して形成してあるオーバ
ーフロー空間内にも流入する。金型突部の下流側に、オ
ーバーフロー空間が位置することで、金型突部の背後に
も、溶融樹脂は、なだらかな圧力勾配を取って回り込
む。したがって、金型凸部の存在により、薄肉となって
いる金型突部の近傍に、空気だまりやウエルドラインを
生じることなく射出成形が行われる。本発明者の実験に
よれば、本発明に係る製造用金型を用いた製造方法によ
れば、溶融樹脂が充填されるキャビテイ内の温度分布も
なだらかになって、しかも残留剪断応力も低下した状態
で、高品質のICカード用カード基材が製造されること
が確認されている。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図3を参照し
て説明する。図1は実施例の構成を示す断面部分を含む
説明図、図2は図1のA−A断面図、図3は実施例で製
造されるICカード用カード部材の斜視図である。ま
ず、本発明に係るICカード用カード基材の製造用金型
を、実施例に基づいて説明する。図1に示すように、本
実施例に係るICカード用カード基材の製造用金型30
は、上型32と下型34から構成される。上型32と下
型34との割面には、ICカード用カード基材を成形す
るためのキャビティ33が形成してある。そして、上型
32には、ICモジュールが埋設される埋設用凹部50
(図3参照)を形成するための金型突部42が設けてあ
り、金型の型締め状態では、この金型突部42が、キャ
ビテイ33内に突出するようにしてある。本実施例で
は、金型30に形成してあるキャビテイ33に対して溶
融樹脂を注入する部分であるゲート39が、上型32に
形成してある金型突部42から最も遠い位置のキャビテ
ィ内側壁30aに形成してある。ゲート39の形状は、
特に限定されないが、たとえば図2に示すように、キャ
ビティ33の幅方向に沿って細長い、フィルム状のゲー
トであることが好ましい。幅広のゲートで射出成形を行
う方が、幅狭のゲートで射出成形を行う場合よりも、曲
げ強度および成形性などの点で良好な射出成形品として
のカード基材が得られることが本発明者によって確認さ
れている。また、ゲート39は、金型突部42に対して
最も遠い位置に位置するキャビティ内側壁30aに形成
することで、曲げ強度および成形性などの点で良好な射
出成形品としてのカード基材が得られることが確認され
ている。また、本実施例では、ゲート39が形成してあ
るキャビティ内側壁30aに対向するキャビティ内側壁
30bに、キャビテイ33に連続する空間であるオーバ
ーフロー空間35が形成してある。オーバーフロー空間
35の大きさは、特に限定されないが、キャビティ33
の幅に対して約1/3〜2/3角程度の大きさであるこ
とが好ましい。この空間35の大きさが余りに大きい
と、材料の無駄となり、余りに小さいと、ウェルドライ
ンなどを防止する効果が少なくなる傾向にある。また、
この空間35の厚さは、特に限定されないが、キャビテ
ィ33の厚さと同等程度であることが望ましい。このよ
うなオーバーフロー空間35を、キャビティ33に連続
して形成することで、後述するように、金型突部42の
背後にも、ゲート39から注入された溶融樹脂が、なだ
らかな圧力勾配を取って回り込み、薄肉となっている金
型突部42の近傍に、空気だまりやウエルドラインを生
じることがなくなる。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の金型は、溶融樹脂を射出成形して凹部を有
するカード基材を製造する製造用金型であって、(a)
前記カード基材の形状を規定するキャビティに対して溶
融樹脂を注入する部分であるゲートが、前記キャビティ
に突出する前記凹部を規定する金型突部から最も遠い位
置の第1のキャビティ内側壁に形成してあり、(b)前
記金型突部を挟んで前記ゲートが形成してある前記第1
のキャビティ内側壁と対向する第2のキャビティ内側壁
側の前記金型突部を挟んで前記ゲートと対向する位置
に、前記キャビティと連続し、前記キャビティの厚さと
同等の厚さで、前記第2のキャビティ内壁から突出す
る、密閉された空間のオーバーフロー空間が形成され、
(c)前記ゲートと、前記金型突部と、前記オーバーフ
ロー空間とが並んでいることを特徴とする構造を有す
る。
【0009】本発明のカード基材を製造する方法は、前
記金型を用いて、前記ゲートから前記キャビティ内と前
記オーバーフロー空間内に充填するように前記溶融樹脂
を注入して前記カード基材の射出成形を行うことを特徴
とする。
【0010】このように、フイルム形状のゲート39
を、金型突部42までの距離が長い金型の内側壁30a
に設け、内側壁30aに対向する内側壁30bにオーバ
ーフロー空間35を設けたために、前述のようにキャビ
テイ33内における樹脂の圧力勾配がなだらかになると
共に、全体の温度勾配もなだらかになる。このため、従
来のようにキャビテイ33内の樹脂に空気だまりやウエ
ルドラインが発生せず、薄肉部分に反りや成形不良部分
がなくなる。したがって、使用時に受ける曲げ応力に対
して強い高品質のICカード用カード基材18が、短時
間で効率的に製造される。冷却後には、型開きを行い、
内側壁30b位置でオーバーフロー空間35内の樹脂部
分を切断除去すれば、図3に示すような高品質のICカ
ード用カード基材18が短時間で効率よく得られる。発
明者等の実測の結果では、ウエルドラインの発生を防ぐ
ために適したオーバーフロー空間部35のサイズは、長
さ8.6cm、幅5.4cm、埋設用凹部以外の厚みが
0.8mmのICカード用カード基材を製造する場合
で、平面形状が一辺が3cmの正方形であることが確認
された。また、ゲート39の幅は、キャビテイ33内に
樹脂を圧力勾配を小さくして注入するためには大きい方
がよく、実施例では3.6cmにしてある。また、本発
明者の実験によれば、キャビテイ33内の樹脂の圧力分
布温度分布は従来に比較して非常になだらかになり、最
大剪断応力は約0.67Mpaと従来よりも30〜40
%低下することが確認された。なお、上述した実施例で
は、上型にIC埋設用凹部を形成する金型突部を設けた
構成のものを説明したが、本発明は上記実施例に限定さ
れるものでなく、下型に金型突部を設けることも可能で
ある。
【0011】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、射出機からの溶融樹脂は、埋設用凹部を形成するた
めの金型突部から最も遠い位置のキャビティ内側壁に形
成してあるゲートを通して金型のキャビティ内に注入さ
れ、キャビティには、オーバーフロー空間が形成してあ
ることから、キャビテイ内での溶融樹脂の圧力勾配およ
び温度分布がなだらかになる。その結果、得られる成形
品としてのカード基材に対し、ウエルドラインの発生が
防止され、曲げ負荷に対する強度、成形性、および形状
寸法精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るICカード用カード基材の製造金
型の一実施例の構成を射出機との接続状態で示す断面部
分を含む説明図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】本発明により製造されたICモジュール埋設用
凹部を持つICカード用カード基材の斜視図である。
【図4】従来のICカード用カード基材の製造金型の要
部の断面図である。
【図5】従来の成形直後のICカード用カード基材の斜
視図である。
【符号の説明】
18 ICカード用カード基材 30 ICカード用カード基材の製造用金型 30a、30b 内側壁 32 上型 33 キャビテイ 34 下型 35 オーバーフロー空間 40 射出機 41 供給管 42 金型突部 43 油圧シリンダ 43a プランジャ 44 ヒータ 50 埋設用凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/26 - 45/84 B42D 15/10 G06K 19/077

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】凹部を有するカード基材の形状を規定する
    キャビティに対して溶融樹脂を注入する部分であるゲー
    トが、前記キャビティに突出する前記凹部を規定する金
    型突部から最も遠い位置の第1のキャビティ内側壁に形
    成してあり、前記金型突部を挟んで前記ゲートが形成し
    てある前記第1のキャビティ内側壁と対向する第2のキ
    ャビティ内側壁側の前記金型突部を挟んで前記ゲートと
    対向する位置に、前記キャビティと連続し、前記キャビ
    ティの厚さと同等の厚さで、前記第2のキャビティ内壁
    から突出する、密閉された空間のオーバーフロー空間が
    形成され、前記ゲートと前記金型突部と前記オーバーフ
    ロー空間とが並んでいる、カード基材の製造用金型を用
    いて、凹部が形成されたカード基材を射出成形法により
    製造するカード基材の製造方法であって、 前記ゲートから前記キャビティ内と前記オーバーフロー
    空間内に充填するように前記溶融樹脂を注入して前記カ
    ード基材の射出成形を行うことを特徴とするカード基材
    の製造方法。
  2. 【請求項2】前記カード基材の前記凹部は、ICモジュ
    ールが埋設される埋設用凹部であることを特徴とする請
    求項1記載のカード基材の製造方法。
  3. 【請求項3】前記カード基材の前記凹部は、ICモジュ
    ールが埋設される埋設用凹部であり、 前記カード基材は、ICカード用カード基材であること
    を特徴とする請求項1または2記載のカード基材の製造
    方法。
  4. 【請求項4】溶融樹脂を射出成形して凹部を有するカー
    ド基材を製造する製造用金型であって、 前記カード基材の形状を規定するキャビティに対して溶
    融樹脂を注入する部分であるゲートが、前記キャビティ
    に突出する前記凹部を規定する金型突部から最も遠い位
    置の第1のキャビティ内側壁に形成してあり、 前記金型突部を挟んで前記ゲートが形成してある前記第
    1のキャビティ内側壁と対向する第2のキャビティ内側
    壁側の前記金型突部を挟んで前記ゲートと対向する位置
    に、前記キャビティと連続し、前記キャビティの厚さと
    同等の厚さで、前記第2のキャビティ内壁から突出す
    る、密閉された空間のオーバーフロー空間が形成され、 前記ゲートと、前記金型突部と、前記オーバーフロー空
    間とが並んでいることを特徴とするカード基材の製造用
    金型。
  5. 【請求項5】前記カード基材の前記凹部は、ICモジュ
    ールが埋設される埋設用凹部であることを特徴とする請
    求項4記載のカード基材の製造用金型。
  6. 【請求項6】前記カード基材の前記凹部は、ICモジュ
    ールが埋設される埋設用凹部であり、 前記カード基材は、ICカード用カード基材であること
    を特徴とする請求項4記載のカード基材の製造用金型。
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