JP4299409B2

JP4299409B2 - カード用シートおよびこれを用いて製造されたカード

Info

Publication number: JP4299409B2
Application number: JP25667799A
Authority: JP
Inventors: 良樹西川; 亮弓削
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: JP2001080251A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ストライプカード、ＩＣカード等のプラスチックカードの中で、特に耐熱性を要求されるカードの素材として用いられるカード用シートおよびこのカード用シートを用いて製造されたカードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ストライプカードなどのプラスチックカードの素材としては、従来よりポリ塩化ビニル系樹脂（以下「ＰＶＣ」という）が使用されている。
磁気ストライプカードは、一般に、印刷を施した白色のコアシートに、磁気テープを仮貼りした透明のオーバーシートを重ねて、熱プレスでシート間を熱融着（以下「ラミネート」という）した後、打ち抜き刃でカード形状に切断し、最後にエンボッサーで文字刻印（以下「エンボス」という）を施し、磁気テープにエンコードを施して製造される。
【０００３】
ＩＣカードの製法には種々あるが、非接触式ＩＣカードは、例えば、ラミネート時にコアシート間にＩＣチップ等のデバイスを挟み込み溶融一体化させる方法により製造される。接触式ＩＣカードは、例えば、カード形状に打ち抜かれた印刷済みのカード表面をルーターで切削して窪みを設け、ここに接着剤を用いてＩＣチップ等を装着する方法により製造される。
ＩＣカードには磁気ストライプやエンボスを併用したカードが多く、ｌＣカード用シートに要求される特性も磁気ストライプカード用シートに要求される特性とほぼ同じであり、ＰＶＣは好適に用いられてきた。また、ＰＶＣシートはカレンダー法で大量に生産でき、印刷適性、ラミネート適性、エンボス適性に優れた、カード製造に好適な素材である。
【０００４】
最近、世の中のエコロジーブームに乗って、ＰＶＣ以外の素材からなるカード用シートのニーズが高まっており、例えば、ポリエチレンテレフタレートにおけるエチレングリコール成分の約３０モル％を１，４一シクロへキサンジメタノールで置換した、実質的に非結晶性のポリエステル系樹脂（以下「ＰＥＴＧ」ということもある）からなるシートが提案されている。
ＰＥＴＧシートは、印刷、磁気テープ貼り、プレス融着、打ち抜き、エンボス等のカードへの加工においてＰＶＣシートに近いカードヘの加工適性を持ち、ＰＶＣシートと同じ設備を用いてカード化できるためＰＶＣに替わるシート素材の本命と言われている。またプレス融着温度が約１１０℃であり、ＰＶＣシートのプレス融着温度よりかなり低いため、プレスのサイクルを短縮することができて生産効率が高くなるという利点もある。
しかし、このＰＥＴＧシートから製造されたカードは実用耐熱温度が低く、高い実用耐熱温度が要求されているカード等の用途には、このＰＥＴＧは適さなかった。なお、実用耐熱温度については後述する。
シートの耐熱性を向上させるために、ポリカーボネート（以下「ＰＣ」と略すこともある）等の耐熱性樹脂をブレンドすることが検討されてきた。ところが、ＰＥＴＧとＰＣとをブレンドし溶融混練すると、エステルカ−ボネート反応が起こり、容易に、シートが発泡したり、シートが褐色に着色されたり、シートの物性が低下したり等の問題が生じた。
【０００５】
この反応は、リン系やフェノール系の酸化防止剤を添加し、極力低温で混練することにより防止することはできるものの、ＰＥＴＧとＰＣとをブレンドして要求されるレベルの実用耐熱温度のシートを得るためには、約５０重量％のＰＣを添加する必要がある。このようにＰＣを多量にブレンドすると、シートの引っ張り降伏強度が大きくなりすぎて、このシートから得られたカードにエンボスを施すと、カードが大きくカールしてしまい、このエンボスカールが規定内に収まらないという問題があった。
つまり、エンボスカールについては、ＪＩＳＸ６３０１およびＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０で、カードの厚みを含めて２．５ｍｍを超えてはならないと定められているので、この規定の数値を満たす必要がある。そのため、このシートにタルク等の板状フィラーを添加し、エンボス部分にミクロボイドを発生させてエンボス部の残留応力を軽減し、エンボスカールを小さくする検討が行われているが、十分な効果を出すにはある程度の量のフィラーを添加しなければならない。
しかし、このようにフィラーを添加したシートから得られたカードは、衝撃強度が低下したり、カード形状に打ち抜いた場合に、カードの断面がざらついたり、抜きバリが生じやすいという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本究明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、本発明の目的は、耐熱性に優れ、エンボスカールが小さい、非ＰＶＣ系のカード用シートおよびこのカード用シートを用いて製造されたカードを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のカード用シートは、プラスチックカードの素材に用いられるシートであって、実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物からなる層と、これより耐熱性の高い樹脂組成物からなる層とを共押し出しにより積層したカード用シートであって、当該カード用シートはＪＩＳＫ６７３４で測定した柔軟温度が７５℃以上であり、かつＪＩＳＫ６７４５で測定した引っ張り降伏強度が５７Ｎ／ｍｍ^２以下であることを特徴とする。
ここで、実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物より耐熱性の高い樹脂組成物は、芳香族ポリカーボネート樹脂と脂肪族ジカルボン酸との共重合体を主成分とする樹脂組成物であってもよい。
また、実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物より耐熱性の高い樹脂組成物は、芳香族ポリカーボネートにポリブチレンテレフタレートを溶融混合した樹脂を主成分とする樹脂組成物であってもよい。
本発明のカードは、上記いずれかのカード用シートのうち少なくとも２枚以上のカード用シートを用いて製造されたカードであって、該カード用シートの前記実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物からなる層どうしが接触する形態で積層して形成されることを特徴とする。ただし、用いられる２枚以上のカード用シートは同一でも異なっていてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において、カード用シートとはカード製造に用いられる材料としてのシートをいい、例えば、オーバーシート、コアシート等のそれぞれのシートが本発明のカード用シートに該当する。これらのシートは、実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物からなる層と、これより耐熱性の高い樹脂組成物からなる層とが、それぞれ１層以上積層されている。本発明において、カードを製造する場合には、カード用シートを適宜組み合わせて用いることができ、また、例えばコアシートを複数枚重ねて用いる等、シート枚数も適宜選択することができる。
【０００９】
ここでいうポリエステルとは、芳香族ジカルボン酸とジオールとの脱水縮合体をいい、本発明に用いられる実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル（以下「非結晶性ポリエステル」という）とは、いわゆる芳香族共重合ポリエステルの中でも特に結晶性の低いもので、プレス融着などの実用上頻繁に行われる熱加工を行っても、結晶化による白濁や融着不良を起こさないものをいう。
ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、ジオールとしてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。ジカルボン酸成分とジオール成分との組み合わせは適宜行われる。
具体的には、ポリエチレンテレフタレートにおけるエチレングリコール成分の約３０モル％を１，４−シクロへキサンジメタノールで置換した、実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂（商品名「ＰＥＴＧ」、イーストマンケミカル社製）が商業的に入手可能なものとして挙げられる。
【００１０】
本発明において、実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物より耐熱性の高い樹脂（以下「耐熱性樹脂」という）組成物からなる層とは、特に樹脂の種類等は限定されないが、ＪＩＳＫ６７３４で測定した柔軟温度が約９０℃〜１６０℃である非結晶性の熱可塑性樹脂組成物からなる層が該当する。
耐熱性樹脂組成物からなる層に透明性が要求される場合には、耐熱性樹脂としてポリカーボネート、ポリアリレート、耐熱アクリルや透明耐熱ＡＢＳ等を選択することが望ましい。
【００１１】
本発明のカード用シートは、ＪＩＳＫ６７３４で測定したシートの柔軟温度が７５℃以上である。柔軟温度が７５℃以上であれば、７６０μｍ厚さのカードに加工したときに実用耐熱温度が約８０℃以上となり、高い実用耐熱温度が要求されるカードにも適用できる。例えば、ガソリン購入用カード、各種定期券カードやＥＴＣカード等には８０℃を超えるレベルの実用耐熱温度が要求されるので、実用耐熱温度が６０℃弱しかない通常のＰＥＴＧは適さなかったが、本発明のカード用シートであれば好ましく適用される。
ここでいう「実用耐熱温度」とは、カードを一定条件下で放置しても大きな寸法変化が起こらない温度のうち最も高い温度をいう。実用耐熱温度の決定方法は種々あるが、一般的にはカードを斜め４５度に立てかけた状態で数時間放置したときに、カードに明らかなカールが生じない最高温度とされている。
【００１２】
本発明のカード用シートは、ＪＩＳＫ６７４５で測定したシートの引っ張り降伏強度が５７Ｎ／ｍｍ^２以下である。引っ張り降伏強度が５７Ｎ／ｍｍ^２を超えると、カードに加工したときにエンボスカールを規格以内に収めることが難しくなる。
したがって、耐熱性樹脂は引っ張り降伏強度が低いものが望ましいが、一般的なポリカーボネートやポリアリレートでは、積層シート中に占める割合が大きくなると引っ張り降伏強度が高くなることがある。そこで、耐熱性樹脂層の厚さが厚くなったり、耐熱性樹脂層の積層枚数が多くなったり等で、積層シート中に占める耐熱樹脂の割合が大きくなる場合には、例えば、脂肪族ジカルボン酸を共重合したポリカーボネート（例えば、商品名「レキサンＳＰ」、日本ジーイープラスチックス社製が該当）や、ポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとのポリマーアロイ等の、引っ張り降伏強度が低い樹脂を使用することが望ましい。
【００１３】
また、本発明のカード用シートがオーバーシートである場合には、少なくとも片面が非結晶性ポリエステル系樹脂組成物からなることが望ましい。また、本発明のカード用シートがコアシートである場合には、外層、中層、外層の３層構成をとることが好ましく、表裏面の外層がともに非結晶性ポリエステル系樹脂組成物からなることが望ましい。オーバーシートとコアシートを積層する場合には、非結晶性ポリエステル面どうしが向かい合うように積層することが好ましい。このようにオーバーシートとコアシートを積層することによつて、プレス温度を約１１０℃程度と低くすることができる。プレス温度が低いほど生産サイクルが短くなり、プレスの熱によるシートの劣化や印刷層の変色も少なくなる。
【００１４】
耐熱性樹脂組成物からなる層どうしが融着する積層構成をとると、例えば耐熱性樹脂としてポリカーボネートを用いた場合には、プレス温度として最低約１６０℃必要であり、プレスの圧力や時間によっては、非結晶性ポリエステル系樹脂層が流動して絵柄が歪んだり、カードが薄くなることがあり、調整が必要である。
【００１５】
なお、本発明においては、カード用シートの柔軟温度および引っ張り降伏強度を上記範囲内にすることにより本発明の効果が得られるが、かかる範囲内にするための手段は上述の手段に限定されるものではなく、種々の手段が適宜選択されるものとする。
【００１６】
本発明のカード用シートは、少なくとも片面に、いわゆる１０点平均粗さ（Ｒｚ）が３μｍ〜４０μｍのマット加工が施されていることが望ましい。Ｒｚが３μｍ〜４０μｍであれば、シートを積層してプレス融着する際に、シートとシートとの間、およびシートとプレスの艶板との間の空気が容易に抜けて、得られたカードに欠陥が生じることもない。
【００１７】
本発明においては、カード用シートの一方の面である印刷面にはＲｚが３μｍ〜１０μｍ、他方の面にはＲｚが１５μｍ〜４０μｍのマット加工が施されていることが好ましい。印刷面のＲｚが３μｍ以上であればインキの密着性が良好であり、Ｒｚが１０μｍ以下であれば、絵柄の輪郭が滲んだり、プレス後の絵柄が歪むこともない。印刷の裏面のＲｚが１５μｍ以上であれば、特にスクリーン印刷の場合、印刷したシートを多数枚積み重ねても、印刷面が上のシートの裏面に貼りつくこともなく、Ｒｚが４０μｍ以下であればプレス時に容易に空気が抜ける。
【００１８】
カード用シートがコアシートである場合には、シートに白色顔料を７重量％〜３０重量％含有していることが望ましい。白色顔料を７重量％以上含有していれば、カードに作製したときに十分隠蔽性があり、カードリーダーでカードの検出を確実に行うことができる。また、３０重量％以下であれば、物性が低下することもなく、カードが割れやすくなる等の問題が生じることもない。
【００１９】
シートを積層する方法としては、共押し出し、ラミネート等の方法があるが、生産性、コストの面から共押し出しが好ましい。そのため、耐熱性樹脂としては非結晶性ポリエステルと融着するものを選択することが望ましいが、融着強度が十分でない場合には、さらに接着樹脂層を設けてもよい。
本発明において、多層シートの各層には必要に応じて着色剤、滑材、フィラー、衝撃改良剤等の添加剤が添加されていても構わない。
【００２０】
【実施例】
以下に実例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実例１
オーバーシートの作製
非結晶性ポリエステルとして商品名「ＰＥＴＧ６７６３」（イーストマンケミカル社製）を用い、耐熱性樹脂としてＰＣ（商品名「ノバレツクス７０２２」、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）、脂肪族ジカルボン酸が共重合された芳香族ポリカーボネート樹脂（商品名「レキサンＳＰ１０１０」、日本ジーイープラスチックス社製）（以下「共重合ＰＣ」という）、および芳香族ポリカーボネート樹脂「ノバレックス７０２２」にＰＢＴ（商品名「ノバドゥール５０１０Ｒ５」、三菱エンジニアリングプラスチックス社製）を３０重量％添加した樹脂（以下「ＰＣ／ＰＢＴ」という）を用いて、層厚さが１００μｍのオーバーシート（比較用オーバーシートＮｏ．１〜４，本発明オーバーシートＮｏ．５〜８）を作製した。ただし、表１に示した層構成および層厚さとなるように、各樹脂を選択し、Ｔダイ共押し出し法により単層および２層シートを得た。表１において、ＰＥＴＧ層とはＰＥＴＧからなる層、ＰＣ層とはＰＣからなる層、共重合ＰＣ層とは共重合ＰＣからなる層、ＰＣ／ＰＢＴ層とはＰＣ／ＰＢＴからなる層をいう。
また、シートの柔軟温度をＪＩＳＫ６７３４に従って測定し、シートの引っ張り降伏強度をＪＩＳＫ６７４５に従って測定した。その測定結果を表１に示した。
【００２１】
【表１】

【００２２】
実例２
コアシートの作製
実例１と同様の材料、すなわち、非結晶性ポリエステルとして「ＰＥＴＧ６７６３」、耐熱性樹脂として「ノバレツクス７０２２」、「レキサンＳＰ１０１０」、および「ノバレックス７０２２」に「ノバドゥール５０１０Ｒ５」を３０重量％添加したＰＣ／ＰＢＴを用いて、総厚さが２８０μｍのコアシートを得た。ただし、コアシートの層構成および層厚さは表２に示したようになるように、Ｔダイ共押し出し法により、単層または３層シートを作製した（比較用コアシートＮｏ．１〜４，本発明のコアシートＮｏ．５〜９）。
なお、コアシートの各層には酸化チタンを１０重量％添加して白色シートとした。また、得られたシートの柔軟温度をＪＩＳＫ６７３４に従って測定し、シートの引っ張り降伏強度をＪＩＳＫ６７４５に従って測定した。その測定結果を表２中に示した。
【００２３】
【表２】

【００２４】
実例３
カードの作製および評価
実例１において作製したオーバーシートおよび実例２で作製したコアシートを表３に示したように組み合わせてカードを作製した。ただしカードの層構成は、コアシートを２枚重ねた上下にオーバーシートを各１枚重ねた。そのカードの総厚さは７６０μｍであった。また、カードの作製は、表３に示すプレス温度で、かつシートの面圧が１０ｋｇｆ／ｃｍ^２、加熱時間１０分の条件で、オーバーシートとコアシートを融着一体化して、カード構成のシートを得た。
なお、全てのカード構成のシートにおいて、オーバーシートは、コアシートの表面の材質と同じ材質の面がコアシートと接触するように配置して積層融着した。
得られたカード構成のシートをカード形状に打ち抜きカードを作製し、カードの長辺が水平面に対して斜め４５度となるように立て掛けた状態で、一定温度のギアオーブン中に６時間放置した後、室温まで冷却して取り出した。次いで、取り出した、湾曲したカードを上が凸となるように定盤上に置き、定盤面からカードの上面までの最大距離（カードの厚みを含む）を測定し、温度を変更してこの測定を繰り返した。その測定値が２．５ｍｍ以内に収まる温度のうち最高の温度を耐熱温度として表３の「耐熱温度」の欄に記した。
また、得られたカードに日本データカード社のエンボッサーＤＣ９０００を用いて７Ｂフォントの文字を３行フルエンボスした後、カードをエンボス部を上にして定盤上に置き、定盤面からカードのエンボス文字以外の部分までの最大距離（カードの厚みを含む）を測定し、その結果を表３中の「エンボスカール」の欄に記した。そして、耐熱温度が８０℃以上、エンボスカール２．５ｍｍ以下をともに満たすものを○、どちらか一方以上を満たさないものを×として表３の「総合評価」の欄に記した。
【００２５】
【表３】

表３から明らかなように、本発明のオーバーシートＮｏ．５〜８および本発明のコアシートＮｏ．５〜９を組み合わせた本発明のカードシートＮｏ．５〜９はすべて耐熱温度が８０℃以上、エンボスカールが２．５ｍｍ以下であり、総合評価はすべて○であった。一方、比較用オーバーシートＮｏ．１〜４および比較用コアシートＮｏ．１〜４を組み合わせたカードシートＮｏ．１〜４は耐熱温度８０℃以上およびエンボスカール２．５ｍｍ以下の両方を同時に満足するものはなく、総合評価はすべてのカードが×であった。
なお、カードシートＮｏ．５〜８は非結晶性のポリエステル面同士を重ねて積層したので、プレス温度を低く抑えることができた。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本究明のカード用シ−トはカードに加工したときに８０℃を超えるレベルの実用耐熱性を有し、また、エンボスしてもカードのカールが規格値を超えることもなく、耐熱カード用素材として好適に使用できるものである。

Claims

実質的に非結晶性の芳香族ポリエステル系樹脂組成物からなる外層と、ポリカーボネート、芳香族ポリカーボネート樹脂と脂肪族ジカルボン酸との共重合体、または、芳香族ポリカーボネートにポリブチレンテレフタレートを溶融混合した樹脂のいずれかを主成分とし、ＪＩＳＫ６７３４で測定した柔軟温度が９０℃以上、１６０℃以下であって、当該外層の樹脂組成物よりも耐熱性の高い非結晶性の熱可塑性樹脂組成物からなる中層とを共押し出しにより、外層、中層、外層の３層構成に積層してなり、白色顔料を７重量％以上、３０重量％以下含有してなるカード用コアシートであって、当該カード用コアシートはＪＩＳＫ６７３４で測定した柔軟温度が７５℃以上であり、かつＪＩＳＫ６７４５で測定した引っ張り降伏強度が５７Ｎ／ｍｍ^２以下であることを特徴とするカード用コアシート。