JP4170837B2

JP4170837B2 - レーザーによる情報記録カード

Info

Publication number: JP4170837B2
Application number: JP2003191598A
Authority: JP
Inventors: 明広水村; 徳博福山
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-07-04
Also published as: JP2005022297A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣモジュール、磁気ストライプなどの情報記録部を有するカードの表面にレーザーにより可視情報を形成するレーザーによる情報記録カードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばクレジットカードの場合は、カードの表面に会員番号、カード会員の氏名、カードの有効期限などがエンボス文字で打刻されている。
また、近年では、他人による不正使用を防止する為に空いている部分に本人の顔画像をプリントしている。
ＩＣ記録部を設けたカードの場合は、磁気ストライプの下部に外部装置とＩＣモジュールのＩＣチップと接続するための接続端子が設けられている。
上述の磁気ストライプ、ＩＣモジュールの外部端子、顔画像その他によってカードのデザインが分断されるために磁気ストライプを隠蔽する為の遮蔽層を設け、磁気記録部をデザイン領域として利用する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
（特開平５−９２６８４号公報）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記磁気ストライプ等を隠蔽する遮蔽層、その上に形成された印刷層の上からレーザーを照射して前記２層部分を破壊し、カード固有情報の一部を形成する（書込む）ことを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題の目的を達成するために本発明のレーザーによる情報記録カードの請求項1に記載の発明は、カード固有情報の一部がレーザーにより形成されたカードであって、カード基材上に、基材に近い側から、少なくとも着色層、耐熱材層、部分的に形成された磁気記録層、遮蔽層、印刷層、保護層がこの順に形成され、前記カード固有情報は、前記保護層、印刷層、遮蔽層がレーザーにより破壊された領域によって形成されたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、着色層は、前記カード固有情報の形成領域に印刷により形成されたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、耐熱材層は、厚さ２０〜２００μｍの可視光領域で透明な材料で構成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３何れか1項に記載の発明において、遮蔽層は、合成樹脂のバインダーに錫、または、アルミニウムの粉末が練り込まれた、厚さ２〜２０μｍの層であることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明のレーザーによる情報記録カードの好適な一実施の形態について説明する。
図１は、本発明のレーザーによる情報記録カードの外観の一実施形態について説明するための図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図２のＢ部の拡大説明図、である。
【００１０】
図１を参照して本発明のレーザーによる情報記録カードの概要について説明する。
カード１の表面には隠蔽層１０２によって隠蔽された磁気記録部１１（破線によって表示された部分）、ＩＣモジュールの外部装置接続用端子１２が形成されている。図１では、表示していないが顔画像が、カードの右下部などに形成される。
カードには、カードの内容を示すカードデザインが施され、例えば図１に示すカードのようにヨットクラブの会員証であれば、ヨットのデザイン（１０１）が施されており、カードの中央部には、カードの名称「ＡＢＣヨットクラブ会員証」と表示された文字デザイン（１０３）が施されている。
【００１１】
磁気記録部は、一般的に茶色から黒色を呈しており、磁気記録部が最表面に位置した場合、図１のようなデザインの場合、ヨットのマストをデザイン的に切断してしまう。
そのために、磁気記録を妨げない程度の厚さの遮蔽層を設け上述の磁気記録部の色を隠蔽している。
遮蔽層は、一般的には二酸化チタンや、アルミニウム粉等の隠蔽性が高い顔料を添加したインキを用いて形成される。なお、磁気記録部境界面とのデザインの連続性を表現するために、好適にはカード全面に隠蔽層を印刷し、その上にデザインを印刷する。
【００１２】
カードには、カード所持者の固有情報が感熱転写や、エンボスなどの方法によって形成されている。
図１では、会員番号「１２３４−５６７８９０１」２３がエンボス文字で形成され、磁気記録部１１の上部に支部名「ＸＹＺ支部」２１，カードの下端部にカードの有効期限を示す「有効期限０３／０５」２２が、レーザーによって印字され、形成されている。
カード面にエンボスによってカード所持者の固有情報が形成されている場合は、カードの上に複写伝票を重ねて、例えば、会員番号を複写し、カードを使用した証拠を残すようになっているが、複写伝票などを使用しないシステムの場合は、会員番号２３は、レーザーによって印字されてもかまわない。
【００１３】
また、「有効期限」などの固定情報は印刷によって表示されてもかまわないが、本実施の形態では、レーザーによって形成された一例について説明している。
これらレーザーによって破壊され、形成された領域が文字や、数字の形状を成し、カードの表面から観察された場合に目視で内容が固有情報として視認されなければならない。そのために、デザイン印刷部１０１の背景部分に使用されている印刷インキの色と破壊された領域の部分は異なる色で構成されている必要がある。
特に、会員番号がレーザーで形成される場合は、周囲の複数のデザイン色と明確に異なる色で形成されている必要がある。
【００１４】
そこで本発明では、破壊された領域の部分をデザインや、背景で使用されている色彩と異なった色に設定できるように自由に着色できるようになっている。
しかも、着色層は、レーザーのエネルギーによって消失してしまわないように、その上部に耐熱材層を設けて着色材料を消失から防護している。
【００１５】
また、レーザーによる固有情報形成場所が、磁気記録部のような場合は、磁気記録部を構成する、または、磁気記録部の上部に形成されている保護層が耐熱性の樹脂であることが多く、レーザーのエネルギーに対抗して融解せず、しかも記録された磁気データもそのまま消去されずに残る。したがって、磁気記録層上にのみレーザー記録が行われる場合は、前述の耐熱材層は省略することができる。
【００１６】
図２を参照して図１のＡ−Ａ線断面について説明する。
図１で説明したように、カードのおもて部分は、保護層１０２１、印刷層１０２２、遮蔽層１０２３、耐熱材層１０２４、基材層１０２５で構成される。
基材層１０２５は、コア材のみの場合や、コア材にオーバーシート材を含める場合もある。製造する側の印刷装置や、積層する材料の厚さ構成、印刷方式の選択如何で決められる。
遮蔽層１０２３と、耐熱材層１０２４の間には磁気記録層１１が形成されている。
レーザー記録が、前記磁気記録層１１が形成されている領域にのみ形成される場合は、前述のように耐熱材層１０２４は必要がない場合が多く、耐熱材層１０２４に相当する部分は、カードを構成する基材、または、オーバーシートフィルムに置き換えられる。
【００１７】
「有効期限」の文字がレーザーで記録される場合は、図の左側Ｂの部分の耐熱材層１０２４と、基材層１０２５の間に着色層３０が設けられる。
着色層３０は、基材（１０２５）上に直接シルクスクリーンのような印刷方式で形成される。
着色層３０の印刷色は、カードの表面からレーザーにより形成された固有情報部が明確に視認できるようにカード表面の印刷色との関連で決定される。
【００１８】
図では表示していないが、耐熱材層１０２４と、基材層１０２５の間には接着剤層が設けられる場合もある
また、耐熱材層１０２４は、可視光領域で透明なフィルムの積層によって形成しても、同様可視光領域で透明な樹脂をコーティングによって形成してもよい。
【００１９】
文字印刷部１０３は、印刷層１０２２の上に形成される。
印刷層１０２２は、遮蔽層上に直接印刷される場合は、遮蔽層のシルバー色を遮蔽する為のホワイト層である。
デザインや、文字の印刷が施されると、保護層が印刷層の上に印刷方式又は、コーティング方式によって形成される。
一方、保護層１０２１、印刷部１０３、印刷層１０２２、遮蔽層１０２３を転写形式によって基材上に形成する場合があり、その場合は保護層１０２１は、転写基材と剥離のために形成される剥離材を兼ねる場合がある。
【００２０】
カード固有情報が形成された破壊領域について、図２のＢ部を拡大した図３を参照して説明する。
カードの表面にレーザー光が照射されると、保護層１０２１、印刷層１０２２遮蔽層１０２３が破壊され、合成樹脂成分はガス化してレーザー照射領域には凹み（２１０）が生じる。
遮蔽層１０２３には、鱗片状のアルミニウムの粉が含まれているために、レーザーが照射されたへこんだ部分にガス化されなかったアルミニウムの粉が残される。
前記凹み部分（２１０）の底部にはレーザーによって溶融したアルミニウムの粉体が微細なボール（１０２３ａ）となって飛散する。
前記ボールの大きさは極めて微細なために、レーザーによって破壊された領域は、カード表面から見た場合にその下部に形成された着色部３０の色に見える。
【００２１】
レーザーによって発生した熱が遮蔽層から先に伝わらないように遮蔽層の下部に少なくとも可視光領域で透明な耐熱材層１０２４を設ける。
【００２２】
次に印字に使用されるレーザーの一例について説明する。
一般的なレーザーは、光共振器の中に入れたレーザー媒質を励起して反転分布状態にして動作させる。
レーザーには、媒質の種類により固体レーザー、気体レーザー、半導体レーザー、色素レーザー、エキシマーレーザー等がある。レーザー光は、完全に位相が揃ったコヒーレント光で、スペクトル幅が極めて狭く、更に干渉性が著しく、指向性の鋭い細いビームの光線である。
レーザー光の連続発振出力は、１０μＷから１００ｋＷまで、ピーク出力は１Ｗから１００ＴＷである。また、パルス幅は通常１μｓから１ｐｓである。
広く利用されている産業用レーザーとして、気体レーザーではＣＯ２レーザー、固体レーザーではＮｄ：ＹＡＧレーザー，Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー等がある。
【００２３】
本発明では、媒質として、ネオジウム（Ｎｄ³⁺）をドープしたＹＡＧ（Ｙ₃ＡＩ₅Ｏ₁₂）ロッドを使用したＮｄ：ＹＡＧレーザー（発振波長１０６４ｎｍ）を使用する。
なお、印字（破壊）する対象によってレーザーのスポット径を調整して使用するが通常１０〜５０μｍ程度で使用する。
【００２４】
以下に、それぞれの層に使用される材料について説明する。
カード基材としては従来から公知のもの、例えば、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、非晶質ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、ポリカーボネート、生分解性プラスチックス等のプラスチックや、合成紙などから選択して使用される。
【００２５】
着色層は、例えば、シルクスクリーンインキ、オフセットインキなどの印刷インキによる場合や、基材の表面色をそのまま利用する場合がある。
【００２６】
耐熱材層は、基材と接着させるために基材に近い性質の耐熱材を使用する。
例えば、非晶質ポリエステル、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、ポリカーボネート、生分解性プラスチックス、及びこれらプラスチックを積層した積層材料などから選択して使用される。
【００２７】
磁気記録層は、印刷やコーティングによって形成されても、転写によって形成されてもよい。
磁気記録層は、酸化鉄の磁性粉を、例えば、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体とポリウレタンを所定の混合比で混ぜ合わせた樹脂バインダー中に分散させて作製する。
熱硬化性の樹脂バインダーを使用することによって耐熱性を付与させ、磁気記録部上にレーザーで印字することもできる。
その場合は磁性体の色がカード固有情報の色となる。
【００２８】
遮蔽層は、磁気記録部を遮蔽する為に形成され、磁気記録を妨げない程度の厚さで遮蔽しなければならない。従って、光を反射する、例えばアルミニウムや、錫などの金属の粉体をシルクスクリーンインキのバインダー樹脂に混ぜ合わせて遮蔽効果を高める。
通常、バインダー樹脂１に対して重量比で１〜４の割合で金属粉を混合して使用する。
【００２９】
印刷層は、遮蔽層のメタリックな銀色を遮蔽する為に、カードのおもてデザインの背景色となる白を主体とするインキで印刷される。オフセット方式、シルクスクリーン印刷方式などで印刷される。背景色として遮蔽層のメタリックな銀色をそのまま使用する場合は、印刷層を省略することができる。
また、銀色以外のメタリック系のカラーを表現する場合は、銀インキに例えば黄色の着色顔料を混ぜて金色としたり、茶色を混ぜて銅色とする。
【００３０】
印刷層の上に、オフセット印刷方式や、シルクスクリーン方式によって文字や、デザインが印刷される。
【００３１】
保護層は、カードとして使用される際に最も表面に位置する層で、印刷部を傷や、汚れから保護するために設けられる。
例えば、塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリメタクリレート、ニトロセルロース、ポリエチレンテレフタレート等、の透明樹脂が使用され、コーティングや印刷によって形成される。
【００３２】
（実施例）
コア用の基材として、酸化チタン粉を分散し練り合わせた厚さ２８０μｍのＰＥＴ‐Ｇ（非晶質ポリエチレンテレフタレート）２枚を使用し、その両側に、耐熱材として厚さ５０μｍのポリカーボネートの両側に厚さ２５μｍのＰＥＴ−Ｇを積層した１００μｍの透明フィルムを使用した。
おもて面に対応する厚さ２８０μｍのＰＥＴ−Ｇのコア材のレーザー照射部分に黒色のシルクスクリーンインキにより所定のパターン（着色層）を印刷した。
前記厚さ１００μｍのフィルム状耐熱材に磁気記録テープを貼付し磁気記録部を形成した。
【００３３】
磁気記録部を形成した耐熱性フィルム上にシルクスクリーンインキによって遮蔽層を形成した。
遮蔽層には、ポリウレタンを主成分とするバインダー樹脂にアルミニウムの粉を重量比で２：８で混合しシルクスクリーンインキを作製し、１０μｍの厚さに印刷した。
遮蔽層を乾燥させた後、オフセット印刷方式でアンカー層を形成し、更にオフセット印刷方式で図柄を印刷した。
ポリエステル系の樹脂を主成分とするシルクスクリーンの透明インキで保護層を３μｍの厚さに形成した。
【００３４】
着色層を印刷した表側基材と、磁気記録層，隠蔽層，印刷層，保護層を施した耐熱材、及び裏側基材，印刷層，保護層を形成した材耐熱材を重ね、４枚の材料を加熱温度摂氏１２０度、圧力３ＭＰａ、加圧加熱時間３０分、冷却時間３０分で積層体を作製し、カードの形状に打ち抜いた。
【００３５】
カードの表側の所定の印字位置に、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー（富士電気社製ＤＷ５２００／３０Ｗ）を使用して、スキャン速度３００ｍｍ／ｓｅｃ、パルス周波数３ＫＨｚ、励起制御電流１３Ａで照射し、カード固有情報を記録した。
レーザー照射部では破壊される隠蔽層などの樹脂成分がガス化するためにこれらのガスや屑を効率良く除去する為、レーザー照射部に送風部と吸気部を取り付けて行った。
【００３６】
【発明の効果】
（１）請求項１に記載の発明のように、カード固有情報の一部がレーザーにより形成されたカードであって、カード基材上に、基材に近い側から、少なくとも着色層、耐熱材層、部分的に形成された磁気記録層、遮蔽層、印刷層、保護層がこの順に形成され、前記カード固有情報は、前記保護層、印刷層、遮蔽層がレーザーにより破壊された領域によって形成されたことによって自由な位置にカードへの印字情報を形成することができ、カード基体中にアンテナ線が張り巡らされた非接触型ＩＣカードなどの場合もアンテナ線を切断することなく印字できる。
（２）請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の発明において、着色層は、前記カード固有情報の形成領域に印刷により形成されたことによって自由な色でカードへの印字情報を形成することができる。
（３）請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載の発明において、耐熱材層は、厚さ２０〜２００μｍの可視光領域で透明な材料で構成されたことによって着色部を破壊することなく印字部を形成することが出きる。
（４）請求項４に記載の発明のように、請求項１〜３何れか1項に記載の発明において、遮蔽層は、合成樹脂のバインダーに錫、または、アルミニウムの粉末が練り込まれた、厚さ２〜２０μｍの層であることによって安価にカードを作成することができ、また、レーザー印字の際に有害な物質を発生することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーザーによる情報記録カードの外観の一実施形態について説明するための図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ部の拡大説明図である。
【符号の説明】
１レーザーによる情報記録カード
１１磁気記録部
１２ＩＣモジュールの外部端子
２１，２２レーザーによる情報形成部
２３エンボスなどによる情報形成部
３０着色層
１０１デザイン印刷部
１０２隠蔽層（隠蔽層表面）
１０３文字印刷部
２１０，２２０レーザーにより破壊され、カード固有情報が形成された部分
１０２１保護層
１０２２印刷層
１０２３遮蔽層
１０２３ａアルミニウムの粉体の微細なボール
１０２４耐熱材層
１０２５基材層

Claims

カード固有情報の一部がレーザーにより形成されたカードであって、
カード基材上に、基材に近い側から、少なくとも着色層、耐熱材層、部分的に形成された磁気記録層、遮蔽層、印刷層、保護層がこの順に形成され、前記カード固有情報は、前記保護層、印刷層、遮蔽層がレーザーにより破壊された領域によって形成されたことを特徴とするレーザーによる情報記録カード。
前記着色層は、前記カード固有情報の形成領域に印刷により形成されたことを特徴とする請求項1に記載のレーザーによる情報記録カード。
前記耐熱材層は、厚さ２０〜２００μｍの可視光領域で透明な材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザーによる情報記録カード。
前記遮蔽層は、合成樹脂のバインダーに錫、または、アルミニウムの粉末が練り込まれた、厚さ２〜２０μｍの層であることを特徴とする請求項１〜３何れか1項に記載のレーザーによる情報記録カード。