JP4549456B2 - プラスチックカードおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチックカードに関するものである。特に本発明は、基材を構成する高分子化合物成分として、改質成分を加えたものを使用する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、銀行カード（キャッシュカードとも呼ばれる）やクレジットカードを始め、種々のカードが発行されている。それらのカードの仕様は様々であるが、いずれもカードを保持する各個人を特定するデータ（＝ＩＤデータ）を内蔵しており、保持者個人の特定（ＩＤ）の手段として広く使用されている。また、身分証明書、通行証、交通機関の定期乗車券なども、それぞれが持っている情報や、表示の方法が異なっているものの、同様の機能を持ったカードである。
【０００３】
カードの中には、必ずしも個人を特定しないカードもある。定期乗車券のように交通機関の乗車区間を特定しないカード、例えば、その都度異なる区間の利用のための一括前払い金に対し発行されるカードや、公衆電話料金の前払い金に対し発行されるカード等の、前払いカードである。
【０００４】
さらに、保持者個人の特定はするが、金額そのものを扱わないカードもある。
小売り業において、売上金額に対し一定の割合で顧客に点数（ポイント）を与え、累積された点数により、商品やサービスの提供を行なうことが古くから行なわれており、その際に与えた点数を記憶し、かつ、その点数を表面に設けたリライタブル層に記録する点数カードである。
以上は、カードの利用形態のほんの数例に過ぎず、他にも様々な仕様、使われ方がある。
なお、本明細書における「カード」とは、携帯されるために、ほぼ名刺程度のサイズに統一されているもので、幾つかの例を引いて説明したように、ＩＤデータ、残りの金額、又は点数等の何らかの情報、および情報に伴う価値を持っていて、それぞれの目的に応じて使用されるものを指す。
【０００５】
ところで、カードを外観の厚みで大別すると、厚いカードと薄いカードがあり、銀行カード、クレジットカード、または身分証明書等は厚いカードであり、定期乗車券、前払いカード、点数カード等は薄いカードである。
一概には言えないが、厚いカードは直接的または間接的に価値が高く、他人の手に渡って不正に使用された場合の損害が大きいが、薄いカードにおいては、定期乗車券が比較的高額であるのを除けば、不正に使用されたときの損害金額は比較的少ないのが普通である。
【０００６】
従って、厚いカードに関しては、種々のＩＤ手段を講じて、安全の確保を狙う必要性がより大きく、通常、厚いカードには磁気記録層、インプリント部、および署名欄等のＩＤ手段が備わっており、さらには、ＩＣ又はＬＳＩ、もしくは写真等のＩＤ手段と、カードが真正であることの証明としてのホログラムシール等から選択された手段を伴う事もあり、これらとは性格を異にするが、カードの発行元、使用可能分野、使用上の注意等の目で見て分かる印刷層を有している。
【０００７】
従って、厚いカードの基材には、これらのＩＤ手段やその他の手段を備えるために、（１）印刷層形成や種々の手段を備える目的で接着性を有していること、（２）前記の項目と多少重複するが、熱融着ができること、および（３）エンボス文字（＝インプリント）のためのエンボス適性を有していること、等の種々の加工を考慮した加工適性を備えていることが重要であり、併せて、使用環境下で折り曲げや摩耗等に耐える機械的強度、耐水性や耐汚染性等を備えている必要がある。
【０００８】
従来から、カードの基材としては、ポリ塩化ビニル樹脂製のシートが使用されており、上記の各項目をいずれもほぼ満たすものであり、多量に使用されている。
ところが、カードはその保持者が長期間保持するとは限らず、クレジットカード等におけるように、一定の年限毎に更新したり、転居その他の理由により最寄りの金融機関との取引を停止したとき等に、不要なカードが発生し、処分の必要が生まれる。 カードの処分の際、ポリ塩化ビニル樹脂製のシートが基材であると、焼却時に二酸化炭素、水に加えて塩化水素を発生し、焼却環境が整っていない場合には、さらにベンゼン、一酸化炭素、塩素ガス、もしくはその他のガスを発生することもある。ポリ塩化ビニル樹脂製のシートを大量に集めて一括焼却し、有害な物質を安全に処理することは技術的には可能であるが、各個人が焼却する場合には、有害な物質の処分が完全には行なわれずに、問題を生じる可能性があり、有害な物質を発生しない、あるいはしにくい素材のシートを使用する必要性がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、上記の従来技術において、焼却時に塩化水素等の有害な物質を発生することなく、先に挙げた種々の加工適性やその他の特性が、ポリ塩化ビニル樹脂製のシートと同等以上であるものを基材として使用したカードの提供をすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、本質的に炭素、水素、および酸素からなり、本質的に塩素や、新たな問題を発生する可能性のある窒素を構造中に含まない高分子化合物の中から選択した素材を使用することにより、上記の課題を解決した。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、１枚乃至複数枚からなるセンターコアシート及び該センターコアシートの表裏に積層するオーバーシートを備えた基材の一部に印刷層、署名欄となる筆記性層および磁気記録層が積層されており、かつ前記基材の一部にエンボス文字部を有しており、基材を構成する前記センターコアシート及び前記オーバーシートを構成する高分子化合物成分が、非結晶質のポリエステル系樹脂とイソプレンゴムとからなり、重量比が９７／３〜８６／１４であることを特徴とするプラスチックカードに関するものである。
【００１３】
請求項２の発明は、２枚の白色シートからなるセンターコアシート及び該センターコアシートの表裏に積層する透明なオーバーシートを備えた基材の一部に印刷層、署名欄となる筆記性層および磁気記録層が積層されており、かつ前記基材の一部にエンボス文字部を有しており、基材を構成する前記センターコアシート及び前記オーバーシートを構成する高分子化合物成分が、非結晶質のポリエステル系樹脂とイソプレンゴムとからなり、重量比が９７／３〜８６／１４であることを特徴とするプラスチックカードに関するものである。
【００１４】
請求項３の発明は、重量比が９７／３〜８６／１４となるように非結晶性ポリエステル樹脂にイソプレンゴムを添加してなる２枚の透明シートと、重量比が９７／３〜８６／１４となるように非結晶性ポリエステル樹脂にイソプレンゴムを添加し更に白色顔料を添加してなる２枚の白色シートを、透明シート、白色シート、白色シート、透明シートの４枚のシートを順に重ね、この４枚の積層状態のシートを加熱及び加圧して一体化させた後、カードサイズに打ち抜いてカードを成形することを特徴とするプラスチックカードの製造方法に関するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のカードの表側を示す平面図であって、カード基材１にはカードの名称の印刷層２ａ、および有効期限の項目の印刷層２ｂが積層されており、さらに、エンボス文字として、カードの固有番号３ａ、発行会社の略称３ｂ、カードの有効期限３ｃ、およびカード保持者の氏名３ｄが施されたものである。
図２は、本発明のカードの裏側を示す平面図であって、磁気記録層４、および署名欄となる筆記性層５が積層されており、カード発行元の会社名、住所、および電話番号の印刷層２ｃが積層されている。
【００１６】
図１および図２はクレジットカードを意図したものであり、クレジットカードはこのような構成であることが多いが、身分証明書であれば、さらに写真が表面に貼ってあるか、埋め込んであるか、またはプリントしてある事があり、銀行カードや地域商店会のカードであれば、演算部または／およびメモリ部を有するＩＣまたはＬＳＩが基材の一部に埋め込んである事がある。あるいは、これら厚いカードに、ホログラム層を積層してある事もあるし、可変情報を表示する層を積層してあることもある。
なお、以上の説明は一例であって、要は、印刷層２、エンボス文字３、磁気記録層４、筆記性層５、ＩＣまたはＬＳＩ、もしくはホログラム層のうちから一つ以上を任意に選択し、表裏の任意の位置に設けたものであってもよい。
【００１７】
カード基材１としては、機械的強度を有し、塩素を含まない観点から、ポリエステル樹脂を検討したが、ポリエチレンテレフタレート樹脂に代表されるポリエステル樹脂は、引っ張り強度等に関しては強いが、印刷層の密着性がなく、熱融着も困難であり、また、エンボス文字を設けるときのように、部分的にシートが伸ばされるような加工に供するには一般的に向かないとされている。
【００１８】
本発明においては、テレフタル酸とエチレングリコールの縮合物を単位とする、ポリエステル樹脂の中では最も知られているポリエチレンテレフタレート樹脂のエチレングリコール部分の一部をシクロヘキサンジメタノールで置き換えたポリエステル、即ち、酸成分がテレフタル酸であり、ジオール成分がエチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールであって、好ましくは、エチレングリコール部分とシクロヘキサンジメタノール部分とがほぼ交互に繰り返されており、非結晶性であるものを一方の成分とし、ゴム成分を他方の成分としたものを使用する。
この非結晶質のポリエステル系樹脂の固有粘度として，０．７０以上である樹脂を使用して構成したシートが、一般のポリエステル系樹脂で構成したシートよりもカード用途に適しており、好ましい。
上記のポリエステル系樹脂の固有粘度の上限は０．８０で、従って、固有粘度としては０．７０〜０．８０、より好ましくは、固有粘度が０．７０〜０．７７、最適な範囲は、固有粘度が０．７０〜０．７５である。固有粘度が０．７０未満ではエンボス文字の形成時にひび割れが生じ、上限を超えると、高くて明瞭なエンボス文字の形成が次第に困難になる。
上記の樹脂としては、イーストマンケミカル社製の商品名、Ｅａｓｔｅｒ ＰＥＴＧコポリエステルを三菱樹脂株式会社にてシート化したものが市販されている。
カード基材の厚みとしては、カードとしての総厚みが０．７〜０．８ｍｍ程度となるよう、センターコアシート、およびその表裏に積層するオーバーシートの厚みを調整する。
【００１９】
なお、固有粘度の測定は、標準となる溶媒の粘度と、試料を同じ溶媒で溶解した溶液の粘度とを比較して行ない、使用溶媒としては、フェノール／１，１，２，２−テトラクロロエタンの５０重量％／５０重量％混合溶液５０ｍｌに、試料を樹脂分が５００ｍｇになるよう採取して加熱して溶解した溶液と、なにも溶解しない同じ混合溶媒を用い、３０℃の条件で細管粘度計（毛細管粘度自動測定装置、ＳＳ−６００−Ｌ２型、柴山科学（株）製）を使用）の落下に要する時間を測定し、試料を含む場合の時間Ｔと混合溶媒だけの場合の時間Ｔｏとを求めた。
得られたＴ、およびＴｏから比粘度ηｒｅｌを、ηｒｅｌ＝Ｔ／Ｔｏの式によって求め、得られた比粘度ηｒｅｌから相対粘度ηｓｐをηｓｐ＝ηｒｅｌ−１の式によって求め、相対粘度ηｓｐから固有粘度（Ｉｎｈｅｒｅｎｔ Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）であるＩＶ値をＩＶ値＝［η］＝（−１＋√Ａ）／２ＫＣ、ただしＡ＝１＋４Ｋηｓｐの式によって求めた。なお、ここで、Ｋは０．３３、Ｃは１である。
【００２０】
ただ、上記の非結晶質のポリエステル系樹脂も、かなりの性能を有しつつも、ポリ塩化ビニル樹脂と比較すると、エンボス文字形成時にクラックが入りやすく、形成した文字の部分が割れやすく、また、カードを折り曲げる力が働くと、カード自体が割れやすい欠点を依然として有しており、なお、一層の改善が望まれている。
ところで、カード基材に要求される性能のうち、最も厳しい条件が、従来技術の説明で挙げた諸条件のうちの（３）のエンボス文字の形成である。エンボス文字部は、幅３ｍｍ、長さ３〜５ｍｍ程度で線幅１ｍｍ弱の文字を表側の面より浮き出させたもので、これを形成する際には、シートの一部が衝撃的に伸ばされるため、衝撃を吸収しやすいゴム成分の添加が有効になるものと考えられる。
【００２１】
また、標準的なカードにおいては、１枚のコアシートと呼ばれる中芯シートの両面をオーバーシートと呼ばれる透明シートで被覆してあるので、エンボス文字形成の際に各シートの密着強度が弱いと、裏側からエンボス文字を形成するために打刻すると、特に表側のオーバーシートとコアシートの間で密着が保たれなくなり、かつ伸びが破断限界を越える事により、表面のオーバーシートのひび割れが起こり、プラスチックカードの商品としての価値を著しく損なう。
本発明者が検討した結果、さらに、上記のポリエステル系樹脂にゴム成分を添加することにより、基材の割れが防止できることが判明した。
【００２２】
ここで、非結晶質のポリエステル系樹脂に添加するゴム成分としては、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム等であり、非結晶質のポリエステル系樹脂とゴム成分との重量比が９７／３〜８６／１４になるように添加する。
重量比が９７／３よりもゴム成分が少ないと、添加した効果がなく、重量比が８６／１４よりもゴム成分が多いと、引っ張り強度等の強度が低下する。
ゴム成分としては、上記した以外のものでもよいが、前記したように、カード処分時に有害な物質、特に、有害なガスを発生しないものが好ましく、その意味では、本質的に炭素、水素、酸素からなるものが好ましく、次に窒素である。
上記のゴム成分を非結晶質のポリエステル系樹脂に導入するには、ポリマーブレンドによっても、共重合によってもい。ただし、ポリマーブレンドによる方法の方が、市販の汎用グレードの非結晶質のポリエステル系樹脂およびゴムを利用できるので、より好ましい。
【００２３】
カードを構成するその他の要素については次のようにして形成する。
表裏にある様々な印刷からなる印刷層２は、ポリエステル系樹脂等をバインダーとするインキ組成物を使用し、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷等によりコアシートまたはオーバーシートに形成する。
【００２４】
磁気記録層４は、合成樹脂のバインダー中にフェライト等の磁気記録性粉末を練り込んだ塗料組成物を用いて、離型性シート上に形成したものをオーバーシート上に転写するか貼着することにより、形成するのが普通である。
【００２５】
署名欄となる筆記性層５は、カード保持者自身の署名をする欄で、ポールペン等でサインした際に、インキを弾かず、ある程度浸透するように、適宜なバインダーに体質顔料を練り込んだ塗料組成物を用いて形成するか、あるいは別の基材に形成したものを転写するかまたは貼着して形成する。
【００２６】
カードが身分証明書である場合、顔写真を形成することがある。従来からある銀塩タイプの写真を撮影し、カード基材１に貼るか埋め込む。あるいは、昇華性染料等の染着性のある素材で画像形成可能な領域を形成しておき、顔写真のビデオ信号に基づいてその領域に感熱プリンタで画像をプリントし、形成する方法も採れる。
【００２７】
カード基材１には、演算部または／およびメモリ部を有するＩＣまたはＬＳＩを埋め込んで使用できるようにしてもよい。ＩＣまたはＬＳＩを使用すると、磁気記録層に記録できる情報量をはるかに上回る情報を盛り込むことができ、かつ書き込み、消去、演算等ができるので、銀行通帳、カルテ等としての利用が可能になる。
【００２８】
カード基材１には、ホログラム層を積層してもよい。ホログラム層自身に肉眼では見えない情報を盛り込んでもよいが、粘着シール型のホログラムシールとして、写真を貼った上に貼ると、写真の貼り変えが防止できる。ホログラムシールは、作成が難しく、真正なシールである事の証明の意味で貼ることが多い。
【００２９】
【実施例】
（実施例）
非結晶性ポリエステル系樹脂（イーストマンケミカル社製、ＥａｓｔａｒＰＥＴＧ）にイソプレンゴムを、ポリエステル系樹脂とイソプレンゴムの重量比を変えて添加し、溶融混合して押し出し、０．１ｍｍ厚の透明シート２枚と、さらに上記の重量比で溶融混合した後、白色顔料を添加して白色化した樹脂組成物を使用して０．２８ｍｍ厚の白色シート２枚とを準備した。
白色シートには、シルクスクリーン印刷、またはオフセット印刷により絵がよ印刷を施し、透明シートの一方には、磁気テープ層を転写により形成した。
【００３０】
上記のように準備した透明シート、白色シート、白色シート、および透明シートの４枚のシートを順に重ね、プレス板を使用して、１１０〜１２０℃の温度、２０〜２５Ｋｇ／ｃｍ² の圧力で加熱および加圧して４枚のシートを積層して一体化させた後、カードサイズに打ち抜いてカードを得た。
得られたカードに、日本データカード社製のカード自動発行システム、ＤＣ−９０００、のエンボス文字形成部を使用し、鋼鉄製のエンボス文字形成用型で、カード裏面側から、常温にて、１〜５／１０００秒の速度で打刻することにより高さ０．４５ｍｍ程度のエンボス文字を形成した。
【００３１】
（比較例）
シートを構成するための樹脂として、従来のポリ塩化ビニル樹脂、およびゴム成分を添加しない非結晶性ポリエステル系樹脂を使用して、その他は実施例と同様にしてカードを作製した。
【００３２】
実施例、および比較例のカードを、基材の異なる毎に１６０枚ずつ作成して、エンボス文字部分を注意深く観察し、エンボス文字部の割れ（＝エンボス割れ）があったものをカウントした。結果は下表に「エンボス割れ」の項目で示し、数値は、１６０枚のカード中、エンボス割れを起こした枚数を示す。
また、得られたカードを図３に示すように、カードの長手方向（矢印ａで示す方向）の折り曲げを、図３中矢印ｂで示す高さが３０ｍｍになるよう、９０回／分の速度で１００回繰り返して行ない、カードの割れを観察した。結果は下表に「カード割れ」の項目で示し、数値は、５０枚のカード中、カード割れを起こした枚数を示す。
表中、「エンボス割れ」、および「カード割れ」のいずれについても、このサンプル数であれば、０〜２枚程度の割れの出現であれば、経験上、実際に使用して支障がない。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、銀行カードやクレジットカードのようなプラスチックカードの基材として、結晶性ボリエステル樹脂にゴム成分を添加したものを素材とするシートを使用したので、物理的強度が優れ、特にエンボス文字部が良好に形成され、割れを生じに欠点がなく、しかもカードを折り曲げても、割れがほとんど生じないプラスチックカードを提供でき、しかも、焼却等において、ポリ塩化ビニル樹脂シートを使用した際の有害な物質の発生が回避できる。
従って、本発明のプラスチックカードは、クレジットカード、キャッシュカード、ポイントカード、会員カード、ＩＣカード、ＩＤカード等の種々の用途に適したものである。
【００３５】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、カード保持者の写真が貼ってあるので、より確実な確認が可能なカードを提供できる。
【００３６】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、ＩＣまたはＬＳＩを適用したことにより、盛り込める情報量が多く、演算等も可能になり、広い用途に使用できるプラスチックカードを提供できる。
【００３７】
請求項４の発明によれば、ホログラム層が積層してあることにより、外観意匠が向上し、カードの真正や写真の貼り替え防止等の機能が高められたプラスチックカードを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチックカードの表側を示す図である。
【図２】本発明のプラスチックカードの裏側を示す図である。
【図３】カード折り曲げ試験の説明図である。
【符号の説明】
１ カード基材
２ 印刷層
３ エンボス文字
４ 磁気記録層
５ 筆記性層

Claims (3)

1. １枚乃至複数枚からなるセンターコアシート及び該センターコアシートの表裏に積層するオーバーシートを備えた基材の一部に印刷層、署名欄となる筆記性層および磁気記録層が積層されており、かつ前記基材の一部にエンボス文字部を有しており、基材を構成する前記センターコアシート及び前記オーバーシートを構成する高分子化合物成分が、非結晶質のポリエステル系樹脂とイソプレンゴムとからなり、重量比が９７／３〜８６／１４であることを特徴とするプラスチックカード。
2. ２枚の白色シートからなるセンターコアシート及び該センターコアシートの表裏に積層する透明なオーバーシートを備えた基材の一部に印刷層、署名欄となる筆記性層および磁気記録層が積層されており、かつ前記基材の一部にエンボス文字部を有しており、基材を構成する前記センターコアシート及び前記オーバーシートを構成する高分子化合物成分が、非結晶質のポリエステル系樹脂とイソプレンゴムとからなり、重量比が９７／３〜８６／１４であることを特徴とするプラスチックカード。
3. 重量比が９７／３〜８６／１４となるように非結晶性ポリエステル樹脂にイソプレンゴムを添加してなる２枚の透明シートと、重量比が９７／３〜８６／１４となるように非結晶性ポリエステル樹脂にイソプレンゴムを添加し更に白色顔料を添加してなる２枚の白色シートを、透明シート、白色シート、白色シート、透明シートの４枚のシートを順に重ね、この４枚の積層状態のシートを加熱及び加圧して一体化させた後、カードサイズに打ち抜いてカードを成形することを特徴とするプラスチックカードの製造方法。

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