JP4032714B2 - カード - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばキャッシュカードやクレジットカード、ＩＤカード（身分証明書）、会員証、プリペイドカード等に用いられる情報記録媒体に関するもので、さらに詳しくは、高温中で使用もしくは保管する可能性のある車載用途やコンピュータ等の家電製品内等で高温に晒される場合でもカード形状の変形や材質が変性せず、更には、これらカードが使用済みとなった場合に廃棄しやすいようにしたカードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、キャッシュカード、クレジットカード及びＩＤカード等の分野において、磁気記録媒体形式のカードが広く利用されており、その素材としては主にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂や塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体が用いられており、特にポリ塩化ビニル樹脂が一般的である。ポリ塩化ビニル樹脂は物理的な機械特性や文字部のエンボス適性などが優れており、カード素材としては申し分なく最適な素材として現在も広く用いられている。
【０００３】
しかし、近年、カードの利用範囲は、上記キャッシュカードやクレジットカード、ＩＤカード等の分野に留まらず、多様な分野に広がり、その機能も磁気記録媒体以外に接触式のＩＣモジュールをカード基材に埋め込んだＩＣカード、磁気ストライプ付きＩＣカードや、アンテナとＩＣモジュールを組み込んだアンテナとＩＣモジュールを組み込んだ非接触ＩＣカード、磁気ストライプ付き非接触ＩＣカード、さらに可逆性感熱記録材料を情報記録層として組み込んだ可逆性感熱記録カード、又はそれらを任意に組み合わせたカード、或いは全てを持ち合わせたカードなど種々ある。
また、アプリケーションとしては、電子財布や定期券、テレホンカード、免許証、車載カードなどがあげられ、このようなカードに用いる素材には、従来のカード素材以上に屈曲性、スクラッチ強度、引っ張り強度などの強度や、保存特性、耐熱性、耐薬品性等の耐性を含めた高い信頼性が求められている。
更に、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）は、使用後の廃棄において、特に焼却時の塩化水素ガスを発生させ焼却炉を傷めて寿命を縮める等の問題を有している。また、ダイオキシンとの関連性は明確にされてはいないものの、この点でドイツや北欧などをはじめとする各国で脱ＰＶＣの動きが活発になってきており、国内でも建材分野や産業資材分野でその流れにある。
【０００４】
一般的な磁気カードの製造方法は、白色の塩化ビニル（ＰＶＣ）基材にオフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等公知の印刷方法で印刷を施し、その両面に透明性の高いＰＶＣシートを積層した後、磁気テープを転写し、加熱プレス機で熱融着を行い、ＰＶＣ基材積層品と磁気テープを一体化させ、所定サイズの金型で打ち抜いてカード形状にする。
熱転写タイプの磁気テープ（磁気ストライプ）は転写後にはカード表面より浮き出て段差を生じているが、加熱プレス機での熱融着によって埋め込まれ、カード表面と面一になるように作製される。
【０００５】
ちなみに、カード表面の状態は、ＪＩＳＸ６３０１−１９９８ ９．２．２項で以下のように規定されている。
「・・・に示すＡ領域を除くＢ領域ではカードの両面に磁気ヘッドと磁気ストライプとの接触を妨害するわい曲、凹凸及び隆起があってはならない。」
【０００６】
磁気カードにおける磁気テープの役割は、個人の持っている固有データを記録し、使用時に固有データの読み取りや書き込みをすることである。従って、この磁気テープがカード表面と面一になっていないと、カード携帯時や、リーダ／ライターによる繰り返し使用で、磁気テープのエッジ部が破損、または欠損し、磁気テープの持つ役割をしない使用不可能な磁気カードとなってしまう恐れがある。このため、磁気テープ加工時にカード表面と磁気テープ面が面一となる物性を備えた材料であることが条件である。
【０００７】
しかしながら、現在までカード素材として一般的に用いられているポリ塩化ビニル樹脂の物性の欠点として耐熱性の低いことがあげられる。一般的にポリ塩化ビニル樹脂は約６０℃で軟化し、変形するため、高温域でのアプリケーション、例えば家電用途、車載用途などには適さないと考えられる。更に、廃棄時の問題や脱塩ビ活動の流れから、ポリ塩化ビニル樹脂以外のカード素材が求められる。
【０００８】
そこで、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリル樹脂等のハロゲンを含まない熱可塑性樹脂をカード素材として利用する考えがある。これらの樹脂を単体で用いて、ポリ塩化ビニル樹脂同様にカード化することは可能であるが、カードとしての物性、とくにＪＩＳ規格におけるカードの規定される規定値において、ポリ塩化ビニル樹脂に劣るため、規格を満たす物性を有するカード素材が必要となってくる。
【０００９】
また、耐熱性を考慮したプラスチック材料、例えばポリカーボネートをカード素材に用いると、カードにエンボス加工すると、エンボス部分の周りもエンボス部分の変形に引っ張られて変形し、カードが大きく歪んでカールしてしまう問題を有していた。この様にポリカーボネートなどの弾性率の高い樹脂を用いてカードを形成しエンボス加工を施すと、凸部は永久歪みとして残るものの、文字の周囲は弾性変形として元のカード形状に戻ろうとする力が働き、引っ張られてこれが歪み（カール）の原因となるが、本発明によると裏面の印刷部分が伸びて歪みを緩和するためカールが少なくなる。
【００１０】
ここで、磁気カードにおけるエンボスカールの許容量は、ＪＩＳＸ６３０１−１９９８ ８．１．１２項で以下のように規定されている。
「配布前のエンボスされたカードの凸部を上にして定盤に置いたとき、定盤の平面から凸側の表面の中でエンボスされていないあらゆる部分までの最大値がそのカードの厚みを含めて２．５ｍｍを越えてはならない」
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような問題点に着目してなされたもので、耐熱用途のカード用基材としてポリ塩化ビニル樹脂の代わりに、非晶性のポリエステルとポリカーボネートとのポリマーアロイからなる耐熱白色コアシート層の両面に、非晶性ポリエステルとポリカーボネートとのポリマーアロイからなる高耐熱性を有する耐熱シート層を積層してなるカードにおいて、エンボス加工によるカードにカールを生じない、さらに使用後焼却された際に塩化水素の問題やダイオキシンの問題がない、廃棄処理を考慮したカードを提案することを課題とするものである。
【００１２】
【発明を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１の発明では、非晶性ポリエステルとポリカーボネートとのポリマーアロイからなる耐熱白色コアシート層の両面に、非晶性ポリエステルとポリカーボネートとのアロイからなる耐熱シート層を積層してなるカード基材にエンボス加工が施されたカードにおいて、耐熱白色コアシート層、又は耐熱シートの裏面側（エンボス凸部に於ける底面）のエンボス領域に熱可塑性ポリアクリル酸エステル樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、セルロース系樹脂、塩素化ポリプロピレン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、スチレンアクリレート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、ビニル系樹脂の熱可塑性樹脂や、反応性水酸基を有するアクリルポリオールやポリエステルポリオールにポリイソシアネートを架橋剤として添加、架橋したウレタン樹脂や、メラミン系樹脂の単体またはこれらの混合物からなるカール防止層を形成したことを特徴とするカードである。
【００１３】
また請求項２の発明は、前記カード基材に、磁気記録層やＩＣモジュール、可逆性感熱記録層の少なくとも一つからなる情報記録手段を有することを特徴とする請求項１に記載のカードである。
【００１４】
また請求項３の発明は、前記非晶性ポリエステルが、テレフタル酸とエチレングリコールとの共重合体、テレフタル酸とシクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールとの共重合体、又はテレフタル酸と１，４−ブタンジオールとの共重合体のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のカードである。
【００１５】
また請求項４の発明は、前記カール防止層が乾燥時膜厚で２．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のカードである。
【００１６】
また請求項５の発明は、前記非晶性ポリエステルとポリカーボネートとのポリマーアロイからなる耐熱白色コアシート及び前記耐熱シート層は各々押し出し法によりシート化したことを特徴とする請求項１に記載のカードである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の白色コアシート層（１１）にカール防止層（１３）を形成したカード基材の一例を説明するものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ線部の概略構成断面図、（ｃ）はＹ−Ｙ線部の概略構成断面図を示す。
また図３は、耐熱シート層（１２）にカール防止層（１３）を形成したカード基材の一例を説明するものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ線部の概略構成断面図、（ｃ）はＹ−Ｙ線部の概略構成断面図を示す。
【００１８】
本発明における非晶性ポリエステルとは、構成分子の主鎖にエステル結合を含むポリエステルであり、例えばポリエチレンテレフタレートで、テレフタル酸とエチレングリコールとを共重合させて製造することができ、また、ポリブチレンテレフタレートで、テレフタル酸と１，４−ブタンジオールを共重合させて製造することができる。また、エチレングリコールとシクロヘキサンジメタノール及びテレフタル酸とを共重合することでも得ることができ、そのエチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールの配合比を変えることで、結晶性及びガラス転移温度を制御することが可能になる。
【００１９】
そして、これらの非晶性のポリエステル樹脂をポリカーボネートと溶融混練してポリマーアロイを作る。アロイ化の際には適宜相溶化剤を添加したり、フィラー、填料、離型剤、補強剤等を入れて作ることができ、非晶性のポリエステルとポリカーボネートの耐熱白色コアシート層（１１）を作る。
本発明のカード基材に望ましいポリエステルとポリカーボネートの混合割合は９：１〜５：５が良く、好ましくは８：２〜６：４である。
耐熱シート層（１２、１２）は、構成分子の主鎖にエステル結合を含む耐熱性を有するポリエステルシートであり、耐熱白色コアシート層と同様に非晶性のポリエステルとポリカーボネートのポリマーアロイであるが、通常外装シート層は透明なものが利用されるため白色のフィラーを入れないものが使われる。
【００２０】
本発明におけるエンボス領域の裏面（エンボス凸部に於ける底面）に設けるカール防止層（１３）に用いる樹脂は、エンボス時の応力を緩和させる様に柔軟で伸張性の高い樹脂が望ましく、例えば熱可塑性ポリアクリル酸エステル樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、セルロース系樹脂、塩素化ポリプロピレン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、スチレンアクリレート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂や、反応性水酸基を有するアクリルポリオールやポリエステルポリオール等にポリイソシアネートを架橋剤として添加、架橋したウレタン樹脂や、メラミン系樹脂等の単体またはこれらの混合物を溶剤に溶解させて塗布液（インキ）として印刷することができるが、効果があればこれらの樹脂に限ることはない。
【００２１】
そして、印刷方法としてはグラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法等の公知の印刷方法で印刷できるが、印刷の厚みが薄いとエンボス時の歪みを緩和することができないので厚みとして２．５μｍ以上が望ましい。また、基材に直接印刷しないまでも一度ポリエステルフィルムに印刷した後に熱転写法にて形成することもできる。
【００２２】
次に、本発明におけるカード基材を用いたカード製造方法には、加熱プレス機による溶融ラミネート方式がある。溶融ラミネート方式は、印刷された基材の両面に透明な保護シートを積層するが、その際両面の保護シートの種類は異なっていてもよい。溶融ラミネート方式は一回り大きい鏡面板で挟み込み、その後加熱溶融プレスによりカード素材を一体化する方法である。
【００２３】
この時に用いる鏡面板は、ニッケル−クロムメッキした銅板、表面を研磨したステンレス板、表面を研磨したアルミ板などを用いることができる。また、基材への印刷は、紙やプラスチックフィルムの場合と同じ方法、すなわち、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等の公知の印刷法で文字或いは絵柄を印刷することができる。
【００２４】
溶融ラミネート後、カード素材を鏡面板から剥がし、片刃またはオスーメスの金型による打ち抜きでカード形状に打ち抜き、カード基材とする。
このカード基材には、例えば磁気記録層を設けることもでき、カード基材の片面あるいは両面に、従来から用いられている熱転写タイプの磁気テープを転写したり、或いは、カード基材に直接磁気記録層を印刷する方法が用いられる。
そして、カード形状になった後は、エンボッサーにより浮き文字をエンボスし、その文字の上に熱転写箔によりティッピングして色付けしたり、磁気記録層に磁気情報をエンコードしたり、場合によっては顔写真やバーコード等を転写しカードを仕上げる。そして、文字、絵柄印刷層の摩耗等の耐性を向上させる目的で保護層を設けることもできる。
【００２５】
図２は、図１（イ）部のエンボッサーにより浮き文字が形成された部分の断面を模式的に表したものである。
【００２６】
【実施例】
次に、本発明の実施例により、本発明を具体的に説明する。
〈実施例１〉
厚み５４０μｍの非晶性ポリエステルであるＰＥＴＧ［イーストマンケミカル（株）製］とポリカーボネートの白色ポリマーアロイシート（２１）［三菱樹脂（株）製、ＰＧ―ＷＨＴ（商品名）］に、表面にあたる面にオフセット印刷法により、絵柄印刷層（２２）を設け、裏面にあたる面に文字印刷層（２３）をオフセット印刷法で施した後にスクリーン印刷法によりカール防止層（２４）［十条ケミカル製、９０００ＰＥＴ］を乾燥時膜厚２．５μｍで設け、更に磁気テープ（２５）を転写した、非晶性ポリエステルであるＰＥＴＧとポリカーボネートの透明アロイシート［三菱樹脂（株）製、ＰＧ−ＣＨＴ（商品名）］からなる厚み１００μｍの透明耐熱シート層（２６）を両面に重ねた後、表面を平滑にしたステンレス板で挟み込み、１４０℃で３０分間圧着熱融着させて冷却固化させた後、カード形状に打ち抜いて図４に示すような断面構造の実施例１のカードを作製した。
【００２７】
〈実施例２〉
厚み６００μｍの非晶性ポリエステルであるＰＥＴＧ［イーストマンケミカル製］とポリカーボネートの白色ポリマーアロイシート（２１）［三菱樹脂（株）製、ＰＧ−ＷＨＴ（商品名）］に、表面にあたる面にオフセット印刷法により、絵柄印刷層（２２）を設け、裏面にあたる面に文字印刷層（２３）をオフセット印刷法で施した、更に磁気テープ（２５）を転写した、非晶性ポリエステルであるＰＥＴＧとポリカーボネートの透明アロイシート［三菱樹脂（株）製、ＰＧ−ＣＨＴ（商品名）］からなる厚み１００μｍの透明耐熱シート層（２６）を両面に重ねた後、表面を平滑にしたステンレス板で挟み込み、１４０℃で３０分間圧着熱融着させて冷却固化させた後、裏面にあたる面にスクリーン印刷法によりカール防止層（２４）［十条ケミカル製、９０００ＰＥＴ］を乾燥時膜厚２．５μｍで設け、カード形状に打ち抜いた。その後ＩＣチップ（２７）が埋まる様に表面を削り取りＩＣチップを接着して図５に示すような断面構造の実施例２のカードを作製した。
【００２８】
〈比較例１〉
裏面にあたる面にカール防止対策層を設けない以外は実施例１と同様である比較例１のカードを作製した。
【００２９】
かかる比較例１のカードはカードに要求される耐熱性、耐光性、耐薬品性などは実施例１、２と同様であったが、ポリカーボネートの物性がそのまま現れ、エンボス加工を行ったところ、エンボスの文字部分の周りも引っ張られ変形を生じた結果、カードが大きくカールしてＪＩＳ規格値の２．５ｍｍ以内を大きく上まったが、それと比較して実施例１，２はカール量が少なく規格内に収まっていた。
【００３０】
［エンボスカール量（ｍｍ）］
実施例１…２．２８
実施例２…２．１３
比較例１…３．０９
【００３１】
以上のように比較例１のカードは基材自身の弾性変形率が大きく、エンボス時の歪み変形が著しく使用に耐えないという問題点を有していたが、これに対して実施例１、２、の磁気カードは、耐熱性に優れており、例えば真夏の車内にどんな形で置かれても変形はせず、また、カードにエンボス加工をしてもエンボス部分以外にエンボス加工の引っ張りによる変形を生じることなく、カールが発生しない。
さらに塩化ビニル樹脂を用いていないため、用済み後焼却したとしても極めて廃棄性に優れたカードといえることができる。。
【００３２】
なお、本実施例では、磁気テープを使用した磁気記録媒体としたが、これに代え、またこれに加えて非接触式のＩＣカード、可逆性感熱記録媒体としてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上、本発明のカードは、高耐熱性を有することにより高温環境でカード形状が変形することなく、使用することができ、またエンボス加工によるカードにカールを生じることがなく、現在使用されるカードを代替することができるものである。
さらに使用済みとなり焼却された際に塩化水素の問題やダイオキシンの問題がない、廃棄処理を考慮したカードとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカードを説明のするものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ線部の構成断面図、（ｃ）はＹ−Ｙ線部の構成断面図、をそれそれ示す。
【図２】図１（イ）部のエンボス部の模式断面図である。
【図３】本発明の他のカードを説明のするものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ線部の構成断面図、（ｃ）はＹ−Ｙ線部の構成断面図、をそれそれ示す。
【図４】本発明の実施例１を示す概略構成断面図である。
【図５】本発明の実施例２を示す概略構成断面図である
【符号の説明】
１０…カード
１１…耐熱白色コアシート層
１２…耐熱透明シート層
１３…カール防止層
１４…エンボス文字
２０…カード
２１…白色ポリマーアロイシート
２２…絵柄印刷層
２３…文字印刷層
２４…カール防止層
２５…磁気テープ
２６…透明耐熱シート
２７…ＩＣチップ

Claims (5)

1. 非晶性ポリエステルとポリカーボネートとのポリマーアロイからなる耐熱白色コアシート層の両面に、非晶性ポリエステルとポリカーボネートとのポリマーアロイからなる耐熱シート層を積層してなるカード基材にエンボス加工が施されたカードにおいて、耐熱白色コアシート層、又は耐熱シートの裏面側（エンボス凸部に於ける底面）のエンボス領域に熱可塑性ポリアクリル酸エステル樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、セルロース系樹脂、塩素化ポリプロピレン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、スチレンアクリレート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、ビニル系樹脂の熱可塑性樹脂や、反応性水酸基を有するアクリルポリオールやポリエステルポリオールにポリイソシアネートを架橋剤として添加、架橋したウレタン樹脂や、メラミン系樹脂の単体またはこれらの混合物からなるカール防止層を形成したことを特徴とするカード。
2. 前記カード基材に、磁気記録層やＩＣモジュール、可逆性感熱記録層の少なくとも一つからなる情報記録手段を有することを特徴とする請求項１に記載のカード。
3. 前記非晶性ポリエステルは、テレフタル酸とエチレングリコールとの共重合体、テレフタル酸とシクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールとの共重合体、又はテレフタル酸と１，４−ブタンジオールとの共重合体のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のカード。
4. 前記カール防止層が乾燥時膜厚で２．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のカード。
5. 前記非晶性ポリエステルとポリカーボネートとのポリマーアロイからなる耐熱白色コアシート層及び前記耐熱シート層は各々押し出し法によりシート化したことを特徴とする請求項１に記載のカード。

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