JP4547884B2 - カード及びその製造方法、並びにカード用基材シート - Google Patents

Description

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、等に用いられる磁気記録媒体に関するものであり、高温中で保存する可能性のある車載用やコンピュータ等の家電製品内で使用された場合でも変形せず、更には、これらが使用後に廃棄された時により廃棄し易いカードに関するものである。

従来から、キャッシュカードやクレジットカード、ＩＤカード等の分野においては磁気記録媒体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。

しかし、ポリ塩化ビニル樹脂は物性や加工性、経済性が優れる反面、使用後廃棄する際、特に焼却時の塩化水素ガスを発生させ炉を傷めて寿命を縮めたり、ダイオキシンとの関連性は明確にはなってはいないものの、この問題でドイツ、北欧などをはじめ各国で脱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はその流れにある。

そこで、その他の樹脂を用いる考えもあり、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があるが、これらの樹脂は単体ではカード状にはなるが物性が塩化ビニル樹脂とはかなり異なる為工夫が必要となってくる。

なお、特許文献１は有機塩素化合物の分解のために途中経過で水酸化カルシウムを用いているので、カードに限っていないほか、当初から水酸化カルシウムを含んでいるものではない。

また、特許文献２はカードの磁性層に含まれる磁性粒子とともに含まれる有機低分子物を分解する方法において水酸化カルシウムを用いているが、分解時に添加するものであるので表面にしか効果がなく、しかも他の材質のものと混合している場合は、必要以上の水酸化カルシウムを必要とし、実際上は困難である。

なお、一般的なカードの製造方法として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（オーバーシート）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によって一体化させ、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時には埋め込まれ、カード表面と面一となる。

特開平８−３３２４７９号公報が特許文献１である。

特開２００２−３２４３１１号公報が特許文献２である。

磁気カードやＩＣカード、また社員証、会員証等のカード基材には、ポリ塩化ビニルが広く用いられてきた。しかしポリ塩化ビニルは焼却時に塩化水素ガスが発生する可能性が高く、カード基材の非塩ビ化が求められてきた。そこで塩ビ代替えとしてテレフタル酸と、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、テレフタル酸とイソフタル酸及びエチレングリコールとの共重合体、又はその共重合体とポリカーボネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイからなる非晶性ポリエステル等が用いられてきたが、これらを用いても、燃焼条件によっては塩化水素ガスが発生する可能性が指摘され、塩化水素ガス発生を大きく防ぐ手法が求められてきた。

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、ポリ塩化ビニル、又は非晶性ポリエステル、またはそのポリエステルとポリカーボネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイを主成分とするカード基材用シート作製時に、水酸化カルシウムを添加する。この水酸化カルシウムは、焼却時に焼却炉中で発生する塩化水素ガスと効率良く反応し、無害である塩化カルシウムを生じる。このように焼却時に塩化水素ガスの発生を防ぐカード、及びその製造方法、ならびにカード用基材シートを提案するものである。

具体的には請求項１に係る本願発明は、基材シートが、ポリ塩化ビニルが主成分であり、水酸化カルシウムが基材シートの１重量％より多く１０重量％未満添加されていることを特徴とするカードを提供するものである。

請求項２に係る本願発明は、前記カード用の基材シートが少なくともカードの層構成の一部または全部のシートに用いてあることを特徴とする請求項１に記載のカードを提供するものである。

請求項３に係る本願発明は、ＩＣモジュール、あるいは磁気記録層や可逆性感熱記録層 の少なくとも一つ以上の情報記録手段を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のカードを提供するものである。

請求項４に係る本願発明は、ポリ塩化ビニルが主成分の樹脂ペレットに、水酸化カルシウムを添加したマスターバッチペレットに水酸化カルシウムが１重量％より多く１０重量％未満となるように該主成分の樹脂ペレットを加えて基材シートを形成することを特徴とするカードの製造方法を提供するものである。

請求項６に係る本願発明は、ポリ塩化ビニルが主成分であり、水酸化カルシウムが１重量％より多く１０重量％未満添加されていることを特徴とするカード用の基材シートを提供するものである。

請求項６に係る本願発明は、ポリ塩化ビニル、テレフタル酸とシクロヘキサンジメタノ ールとエチレングリコールとの共重合体、テレフタル酸とイソフタル酸とエチレングリコ ールとの共重合体、又は該２つの共重合体のいずれかとポリカーボネート及び、またはポ リアリレートとのポリマーアロイからなる非晶性ポリエステルのいずれかが主成分であり 、水酸化カルシウムが１〜１０重量％添加されていることを特徴とするカード用の基材シートを提供するものである。

請求項７に係る本願発明は、前記物質は、水酸化カルシウムであることを特徴とする請求項６に記載のカード用の基材シートを提供するものである。

請求項８に係る本願発明は、ポリ塩化ビニル、またはテレフタル酸と、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、テレフタル酸とイソフタル酸及びエチレングリコールとの共重合体、又はその共重合体とポリカーボネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイからなる非晶性ポリエステルのいずれかが主成分であるシートであって、水酸化カルシウムが添加されていることを特徴とする請求項７記載のカード用基材シートを提供するものである。

ポリ塩化ビニル、又は非晶性ポリエステル、またはそのポリエステルとポリカーボネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイを主成分とするカード基材用シート作製時に、水酸化カルシウムを添加する。この水酸化カルシウムは、焼却時に焼却炉中で発生する塩化水素ガスと効率良く反応し、無害である塩化カルシウムを生じる。このように焼却時に塩化水素ガスの発生を防ぐカード、及びその製造方法を提供することができた。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１に本発明のカードの構成の一例の概略断面図を示す。

本発明においてカード基材シートに用いる樹脂は図１はポリ塩化ビニルであるが、非晶性ポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、又はポリエチレンテレフタレートとポリカードネート及び、またはポリアリレートとのポリマーアロイも含む。

ポリ塩化ビニルは塩素を置換した形の塩素化ポリ塩化ビニルも含まれる。塩素化することによりガラス転移温度が高くすることができるので、耐熱性を向上させることができる。ポリエチレンテレフタレートはエチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールをテレフタル酸と共重合させて製造する。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。またそのポリエチレンテレフタレートは、ポリカーボネートやポリアリレートを混合することにより耐熱性を向上させることができる。

本発明における非晶性ポリエステルシート及び耐熱シート層は各々押し出し法によりシート化することができる。押し出し法によれば、同じ断面の多くのシートの製造に適するという利点がある。

次に、本発明におけるカード素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。

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。

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−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。

通常、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。

上記の樹脂だけではカードとしての種々の物性が十分ではないため、これらの樹脂に各種フィラー、及び添加剤を添加、混練することによる樹脂の改質ができる。これらの樹脂に添加するフィラーは例えば、無定型フィラー内に重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、天然シリカ、カオリン、クレー、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、アルミナ、水酸化マグネシウム等が添加、混練でき、また、板状フィラー内に例えばタルク、マイカガラスフレーク等が添加、混練でき、針状フィラー内に、例えば、ウォラストナイト、チタン酸カリウム、塩基性硫酸マグネシウム、セピオライト、ゾノトライト、ホウ酸アルミニウム等が添加混練できる。中でも樹脂に入れる白色顔料としては酸化チタンなどがよく用いられる。またエンボス加工性などをあげるためにタルクがよく利用される。前記フィラーを混練させることにより、剛度をはじめとして、耐久性、耐熱変形性、成形加工性、耐衝撃強度、寸法安定性、等の特性が改良できる。前述のフィラーは単体で添加することができるが、数種で同時に添加することもできる。目標の物性値によって、フィラーを選択して使用している。

その対策として、本発明（図１）では、水酸化カルシウムを添加したカード基材シートを用いている。水酸化カルシウムは焼却時に発生する塩化水素ガスと効率よく反応し、塩化カルシウムとなる。その反応式は、Ｃａ（ＯＨ）₂＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ₂＋２Ｈ₂Ｏとなる。生成する塩化カルシウムは、焼却炉中の高温度条件下でも分解しない。また、この塩化カルシウムは、融雪剤や、食品添加剤として使われており、無害である。また、未反応の水酸化カルシウム（消石灰）は、畑などの土壌改良剤として使われており、これも無害である。

なお、水酸化カルシウムの含有割合は基材シートの１〜１０重量％が好ましい。１％以下であれば塩化水素ガスを低減させるには少ない量であり、１０％以上であればカード基材としての物性（特に耐久性）が低下するからである。また、塩化水素、硫黄酸化物、窒素酸化物の少なくともいずれか一つ以上のガスを低減させる物質としては、水酸化カルシウムの他に酸化カルシウム、またはこの二つの混合物が主成分の消石灰系化合物などでも構わない。

本発明は、このような塩化水素除去能を持つカード、及びその製造方法、並びにカード用基材シートについてであるが、塩化水素の発生を防ぐため、酸性雨の原因であるＳＯ_X、ＮＯ_X等の酸性ガスを減少させることもできる。また、焼却炉壁の酸性物質による劣化も防止できるエコロジカルな発明と言うことができる。

また、硫黄酸化物除去能を持つカード、及びその製造方法、並びにカード用基材シートについてであるが、硫黄酸化物の発生を防ぐため、酸性雨を防止できるエコロジカルな発明と言うことができる。

さらに、窒素酸化物除去能を持つカード、及びその製造方法、並びにカード用基材シートについてであるが、窒素酸化物の発生を防ぐため、オゾン層破壊を防止できる。また、窒素酸化物は肺水腫等の人体への影響が指摘され、人的被害も防止できるエコロジカルな発明と言うことができる。

（実施例１）
図１で実施例１のカードの断面図を示す。

初めにポリ塩化ビニル樹脂ペレットと水酸化カルシウムが主成分である消石灰系化合物（大日精化工業：エコロマスター）及び白色顔料である酸化チタンを重量％で５０／２５／２５の割合で混練したマスターバッチペレットを作製した。この作製したマスターバッチにポリ塩化ビニル樹脂ペレットを、ポリ塩化ビニル／水酸化カルシウム／酸化チタン＝９０／５／５となるように加えて、押し出し成形を行い、０．５６ｍｍ厚みの白色ポリ塩化ビニルシート１を作製した。また同様の方法で酸化チタンを混合しない、最終割合がポリ塩化ビニル／水酸化カルシウム＝９５／５である０．１０ｍｍ厚みの透明ポリ塩化ビニルシート５、６を作製した。

次に、この厚０．６ｍｍの白色ポリ塩化ビニルシート１の表裏面に、絵柄印刷層を２、３をスクリーン、オフセット印刷により施した。そのシート１の表面に磁気テープ４を転写した厚み０．１ｍｍの透明ポリ塩化ビニルシート５を、裏面にも同じシート６を重ね、表面を平滑にしたステンレス板で挟み込み、１４５℃で３０分間圧着熱融着させて冷却固化させた。その後カード形状に打ち抜いてカード化した。

このカードは、カード基材シート中に水酸化カルシウムが混合されているため、焼却燃焼時に生じる塩化水素ガスの８０％以上を、無害である塩化カルシウムに反応させた。

実施例１のカードは、ポリ塩化ビニルが主成分の基材シートからなるが、水酸化カルシウムが混合されているために、焼却燃焼時に生成する塩化水素ガスの８０％以上を塩化カルシウムに反応させた。この反応生成物である塩化カルシウムは、無害である。

（比較例１）
図２で比較例１のカードの断面図を示す。

初めにポリ塩化ビニル樹脂ペレットと白色顔料である酸化チタンを重量％で５０／５０の割合で混練したマスターバッチペレットを作製した。この作製したマスターバッチにポリ塩化ビニル樹脂ペレットを、ポリ塩化ビニル／酸化チタン＝９５／５となるように加えて、押し出し成形を行い、０．５６ｍｍ厚みの白色ポリ塩化ビニルシート７を作製した。また同様の方法で酸化チタンを混合しない、０．１０ｍｍ厚みの透明ポリ塩化ビニルシート１１、１２を作製した。

次に、この厚０．６ｍｍの白色ポリ塩化ビニルシート７の表裏面に、絵柄印刷層を８、９をスクリーン、オフセット印刷により施した。そのシート７の表面に磁気テープ１０を転写した厚み０．１ｍｍの透明ポリ塩化ビニルシート１１を、裏面にも同じシート１２を重ね、表面を平滑にしたステンレス板で挟み込み、１４５℃で３０分間圧着熱融着させて冷却固化させた。その後カード形状に打ち抜いてカード化した。

比較例１のカードは、実施例１と同様にポリ塩化ビニルが主成分の基材シートからなる。このカードを使用後、焼却燃焼時には塩化水素ガスが生じた。この塩化水素ガスは、そのものが有害であるが、そのガスをもとにダイオキシンが発生する可能性も高いとされる。

本発明は、キャッシュカードやクレジットカード、ＩＤカード等の分野においては磁気
記録媒体が広く利用できる。

本発明の実施例１のカードの断面を示す説明図である。 本発明の比較例１のカードの断面を示す説明図である。

符号の説明

１・・・水酸化カルシウムが添加された白色ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シート
７・・・水酸化カルシウムが添加されていない白色ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シート
５、６・・・水酸化カルシウムが添加された透明ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シート
１１、１２・・・水酸化カルシウムが添加されていない透明ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シート
２、３、８、９・・・絵柄、文字印刷層
４、１０・・・磁気記録層

Claims (6)

1. 基材シートが、ポリ塩化ビニルが主成分であり、水酸化カルシウムが基材シートの１重量％より多く１０重量％未満添加されていることを特徴とするカード。
2. 前記カード用の基材シートが少なくともカードの層構成の一部または全部のシートに用いてあることを特徴とする請求項１に記載のカード。
3. ＩＣモジュール、あるいは磁気記録層や可逆性感熱記録層の少なくとも一つ以上の情報記録手段を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のカード。
4. ポリ塩化ビニルが主成分の樹脂ペレットに、水酸化カルシウムを添加したマスターバッチペレットに水酸化カルシウムが１重量％より多く１０重量％未満となるように該主成分の樹脂ペレットを加えて基材シートを形成することを特徴とするカードの製造方法。
5. 前記基材シートは押し出し法により、シート化したことを特徴とする請求項４に記載のカードの製造方法。
6. ポリ塩化ビニルが主成分であり、水酸化カルシウムが１重量％より多く１０重量％未満添加されていることを特徴とするカード用の基材シート。