JP4568407B2

JP4568407B2 - プラスチックカードの製造方法

Info

Publication number: JP4568407B2
Application number: JP2000189540A
Authority: JP
Inventors: 昭彦小松; 真也茂木
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2020-06-23
Also published as: JP2002001821A

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の製造方法に関し、特に、熱圧着により反りやねじれが生じることを防止するプラスチックカードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、広く一般に使用されているカードとして、耐久性や利便性等の観点からプラスチックを原材料として製造された所謂プラスチックカードと呼ばれるものがある。
【０００３】
これは、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、又は非結晶性ポリエステル樹脂等を基としたプラスチック製樹脂を材料としおり、現在では金融機関のキャッシュカードやサービス産業等で用いられるカードの多くにこのプラスチックカードが使用されている。
【０００４】
上記のように、材料としてプラスチック製樹脂を用いる理由としては、大量生産が可能な点や１個体を安価に製造できる点、更に耐久性や携帯性に優れたカードを生成することが可能である点などが揚げられる。
【０００５】
また、このプラスチックカードは、表面に対する印字や張り付けられた磁気ストライプへの書き込み、更には、製造過程におけるＩＣ等の電子機器の組み込みというような、目的に応じた様々な加工が容易であり、このことも相俟って、プラスチックカードが多くの分野において普及するようになってきている。
【０００６】
このようなプラスチックカードを製造するにあたっては、原料となるプラスチック製樹脂を所定の厚みのある板状に加工したシート基材を複数枚積層し、これらを熱圧着させることにより必要な厚みのある基材（これを積層シート基材とする）を製造する工程を有している。
【０００７】
このように加工された積層シート基材は、所定の大きさの型を用いて打ち抜かれ、現在普及しているようなプラスチックカードが生産される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示した工程を経て製造されたプラスチックカードに反りやねじれが生じてしまうというような問題が存在する。
【０００９】
これは、積層されて熱圧着されたシート基材（以下、積層シート基材という）を製造する工程において、図１の（ａ）に示すように、生産性や運搬上の必要性から鑑みて、細長い板状に作成した原反を円筒状のロールとして巻き取る工程を有しているため、この巻き取りの工程において、図１１に示すような張力が原反に働いてしまい、この張力の働く方向に伸長した状態でプラスチック性樹脂が固化してしまうことに起因して生じる問題である。
【００１０】
ここで、図１１について説明する。図１１を参照すると、原反に働く力は、原反の中心を基準として考えれば、この原反の巻き取り方向（ＭＤ方向）に対して引き延ばされる力と、引き延ばされることにより疎となった分子配列に対して左右（ＴＤ方向）より補おうとする力との合成方向に向いている。
【００１１】
また、巻き取り方向（ＭＤ方向）と垂直方向であるＴＤ方向における位置に依存して巻き取る力が異なることに起因して、ロール状に巻き取られた原反の各部位によって異方性を有するように変化している。
【００１２】
従って、図１１に示すように、例えばロール状の原反より図示されるような領域Ａを切り出した場合、この領域Ａは、図１２に示すように、異方性を有した状態となる。
【００１３】
このため、図１２に示したように、伸長している領域Ａより切り出した領域Ｂは、熱を加えることにより、図１３に示すように、ＭＤ方向とＴＤ方向とに依存する異方性を有して体積が収縮する熱収縮をする。
【００１４】
このように個々で収縮する方向の異なるシート基材を複数枚積層した場合、図１４に示すように（図１４には、シート基材を２枚積層した場合について示す）、シート基材毎に収縮方向が異なる場合が生じ、収縮する方向の力が交差するため、図１５に示すように、熱圧着後の必要な厚みのある基材に反りやねじれを生じさせてしまう。
【００１５】
更に、このように生じた反りやねじれは、印字や磁気ストライプへの書き込みの工程において書き込みむらを生じさせ、さらには、組み込んだＩＣ等の電子機器を破損するといった問題を伴っている。
【００１６】
従来までの技術においては、このような熱圧着により生じる収縮の方向を考慮していないため、シート基材を複数枚積層して熱圧着を施すことで生じる反りやねじれを未然に防ぐことができず、歪なプラスチックカードが製造されてしまい、上記のような問題を発生させていた。
【００１７】
従って、本発明は上記問題に鑑みなされたもので、原反を製造する工程において付加された熱による収縮の作用を考慮し、シート基材の熱圧着により生じる反りやねじれが極めて少ないプラスチックカードの製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成するために、請求項１記載の発明は、板状に押出しされた樹脂をロール状に巻き取った原反を用いるプラスチックカードの製造方法であって、同一のロール状の原反から所定の大きさのシート基材を切り出すシート基材切断工程と、原反から切り出して得られた所定の大きさのシート基材の表裏と巻き取り方向とを識別するためのコーナカットを施す識別コーナカット付加工程と、該識別コーナカット付加工程においてコーナカットが付加された複数のシート基材のコーナカットを一致させて複数積層するシート基材積層工程と、該シート基材積層工程において積層された複数のシート基材に熱圧着を施す熱圧着工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項２記載の発明は、板状に押出しされた樹脂をロール状に巻き取った原反を用いるプラスチックカードの製造方法であって、原反を、巻き取りの方向に対して平行に切断し、複数の第２の原反を製造する原反切断工程と、該原反切断工程において製造された第２の原反から所定の大きさのシート基材を切り出すシート基材切断工程と、該シート基材切断工程において切り出された所定の大きさのシート基材の表裏と巻き取り方向とを識別するためのコーナカットを施す識別コーナカット付加工程と、該識別コーナカット付加工程においてコーナカットが付加された複数のシート基材のコーナカットを一致させて複数積層するシート基材積層工程と、該シート基材積層工程において積層された複数のシート基材に熱圧着を施す熱圧着工程と、を有し、シート基材積層工程は、同一の第２の原反より切断されたシート基材を積層することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２に記載のプラスチックカードの製造方法において、シート基材は、積層される複数の該シート基材の内、１つをプラスチックカードの表側を構成するシート基材としてリライト層が形成され、他の１つをプラスチックカードの裏側を構成するシート基材として文字印刷層が形成されたものであることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
先ず、本発明の要旨を説明すると、本発明によるプラスチックカードの製造方法は、従来における、ＰＥＴ等のロール状に巻き取られた原反をシート状に切断したシート基材を、表裏や巻き取り方向を考慮せずに複数枚積層して熱圧着することで製造したカードに生じる、原反が異方性を有するために部位によって熱収縮の大きさが異なることに起因する、そりやねじれ等の変形を解決するために、カードを製造するにあたり、一本のロール状原反から表側にリライト層等を有する表シート基材と裏側に文字印刷層等を有する裏シート基材とを、熱圧着時に表裏及び巻き取り方向（前後、左右）が一致するように積層し、これを熱圧着により接合した基材より所定の大きさのカードを打ち抜くことで、そりやねじれ等の変形が極めて少ないカードを製造することが可能なプラスチックカードの製造方法を提供することを目的とする。
【００２７】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
第１の実施形態においては、図１の（ａ）に示すロール状に巻き取られた原反１を、ポリエチレンテレフタレートを素材として製造した場合について具体的に説明するが、本発明においては、この素材として、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、又は、非結晶性ポリエステル樹脂等を用いた場合に対しても、本発明の主要概念を適用することが可能であることは明らかである。
【００２８】
また、上記の非結晶性ポリエステル樹脂を基としたプラスチック性樹脂の具体例としては、イーストマンケミカル社が提供しているＰＥＴＧが揚げられ、現在において、このＰＥＴＧを提供しているメーカは、唯一イーストマンケミカル社だけである。但し、他社により新たにＰＥＴＧが提供された場合については勿論、熱を加えることにより熱収縮する材料を用いたプラスチックカードの製造方法に対しては、本発明の趣旨を逸脱しない限り、本発明を適用することが可能である。
【００２９】
ここで、図１の（ａ）〜（ｃ）を参照すると、本発明の第１の実施形態は、溶融押出しされ、ロール状に巻き取られた原反１を切断することでロール状の原反２−１〜２−ｎを製造し、このロール状の原反２（原反２−１〜２−ｎにおける任意の原反を原反２とする）において、同一の原反２より切り出したシート基材３（シート基材３−１〜３−ｎにおける任意のシート基材をシート基材３とする）を複数枚積層する。
【００３０】
また、このとき、同一の原反２より切り出したシート基材３に対して、表裏及びＭＤ方向とＴＤ方向とを識別するために、図２に示すように、コーナカット３１を設ける工程を有する。
【００３１】
このように、各シート基材３にコーナカット３１を設けることで、複数のシート基材３を積層するにあたり、このコーナカット３１を基に、それぞれのシート基材３の表裏とＭＤ方向及びＴＤ方向とを一致させて積層することが可能となる。
【００３２】
ここで、第１の実施形態では、２枚のシート基材３を積層する場合について説明するが、例えば３枚以上のシート基材３を積層して熱圧着する場合においても、上記のように、同一の原反２から切り出したシート基材３を用い、コーナカット３１を基に、各シート基材３の表裏とＭＤ方法及びＴＤ方向とを整合させることにより、それぞれの熱収縮の度合いがなるべく整合するように構成する。
【００３３】
上記のようなことを踏まえて選択したシート基材３の組み合わせは、図３に示すように、一方を表面にリライト層等を有する表シート基材３ａとし、他の一方を裏面に文字印刷等を有する裏シート基材３ｂとしてそれぞれを積層し、更に、この表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとの間に接着層６を挟んで熱圧着を施す。
【００３４】
この熱圧着処理は、先ず、表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとに印加する圧力を低く抑えた状態下において温度を上昇させ、この段階において接着層６（ホットメルト層ともいう）が軟化し始めた時点より、表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとに印加する圧力を増加し、この圧力を維持した状態で冷却を始め、温度が室温になった時点で、加圧を終了するようなステップを踏むのが望ましい。
【００３５】
これにより、例えば、図４に示すような、表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとの間にＩＣ機器を組み込んだ不織布７を挟んだ構成を有するカードを製造する場合等においては、熱圧着処理開始時点で軟化していない接着層６ａ及び６ｂがＩＣチップ又はアンテナを破損することを防止しつつ、且つ、軟化した接着層をＩＣチップ又はアンテナの凹凸になじませることができ、平行なカード面を実現することが可能になる。
【００３６】
上記のようなステップを図５のフローチャートを用いて、具体的に説明すると、上記したように、ポリエチレンテレフタレートを用いた第１の実施形態の場合では、例えば、ＩＣチップ等を表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとの間に挟んだ構成を有する積層シート基材４’を製造する場合、加熱をすることで温度上昇をさせ続けると同時に、５ｋｇ／ｃｍ²の圧力を８分間かけ続ける（ステップＳ１）。
【００３７】
但し、このステップＳ１において、不織布７に組み込まれているＩＣチップ及びアンテナが、軟化していない接着層６ａ及び６ｂにより破損させられることを防止し、更に、表面の凹凸をなじませるために、表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとに印加する圧力を低圧力に維持するように構成する。
【００３８】
このような条件のもと、ステップＳ１において、熱圧着処理開始後８分が経過すると、表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとの間に位置する接着層６ａ及び６ｂが徐々に軟化し始めるため、その後、ステップＳ２に移行し、表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとに印加する圧力を１５ｋｇ／ｃｍ²に増加し、また、ステップＳ１における加熱を引き続き行うことで温度をさらに上昇させる（ステップＳ２）。
【００３９】
このように、ステップＳ２において、圧力を増加させることにより、処理後のカード表面が平行になるように矯正される。また、ステップＳ１及びステップＳ２における加熱は、加熱処理開始後、１８分で温度が１２０℃になるように構成する。
【００４０】
上記のように加熱することで、加熱開始より１８分後に１２０℃となると、次に、ステップＳ３として、加熱を終了し、冷却処理に移行する（ステップＳ３）。
【００４１】
このステップＳ３における冷却処理では、熱圧着処理を行う装置の内部に設けられた水パイプを使用することにより行われるが、この冷却処理を行っている期間も、表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとには、１５ｋｇ／ｃｍ²の圧力を印加し続ける。
【００４２】
その後、ステップＳ３による冷却を開始してから４０分後に、ステップＳ４として、加圧処理を終了する。また、積層シート基材４’の温度は、常温の状態になるまで冷却される。
【００４３】
従って、本発明のプラスチックカードの製造方法においては、例えば図５に示すような工程を経て製造された積層シート基材４’において、そりやねじれ等の変形が極めて少ない。
【００４４】
これは、積層する表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとの収縮する方向と収縮する割合とが略等しいために、図６に示すように、熱収縮前に表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとにおいて重なり合っていた各点が、熱収縮後もほとんどずれずに重なり合っているためである。
【００４５】
また、第１の実施形態では、具体例として、ＩＣカードを製造する方法に本発明によるプラスチックカードの製造方法を適用した場合を説明したが、本発明の第１の実施形態は、上記ＩＣカードの製造方法に限定されることなく、表面に磁気ストライプを積層したカードや、サーマルヘッドによる書き込みを行うカードに対しても、適用することが可能であり、カードを製造するにあたり、熱収縮において異方性を有する原反を用いるプラスチックカードの製造方法に関しては、あらゆるプラスチックカードの製造方法に対して適用することが可能である。
【００４６】
（第２の実施形態）
次に、本発明のプラスチックカードの製造方法を適用した第２の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００４７】
第２の実施形態では、第１の実施形態において、図１における原反１より切り出した原反２を、図７の（ｂ）に示すように、ＭＤ方向に対して中心を通るように更に切断する。
【００４８】
このように、第１の実施形態において、１本の原反とされていた原反２を２本の原反２ａ及び２ｂに切断することで、図８に示すように、この切断した原反２ａ及び２ｂにおいて、共に隣接し合うシート基材の一方を表シート基材３ａとし、他の一方を裏シート基材３ｂとして、選択するように構成する。
【００４９】
このとき、第１の実施形態と同様に、原反２ａ及び２ｂより切り出したシート基材３ａ及び３ｂに対して、図８に示すように、表裏とＭＤ方向及びＴＤ方向とを識別するために、コーナカット３１を設ける。
【００５０】
このように設けたコーナカット３１を基に、第１の実施形態と同様に、表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとを、表裏とＭＤ方向及びＴＤ方向とを整合させて積層する。
【００５１】
ここで、熱圧着の条件等は、第１の実施形態で示したものと同様なもので実施することが可能である。
【００５２】
（第３の実施形態）
上記した第１の実施形態及び第２の実施形態では、それぞれ同一の原反１より製造されたシート基材３を用いていた。これに対して、第３の実施形態では、異なる原反１より切断されたシート基材３を用いて本発明のプラスチックカードの製造方法を適用した場合について、図面を用いて詳細に説明する。
【００５３】
図９を参照すると、第３の実施形態では、異なる原反１ｃ及び１ｄより切断されたシート基材３−ｎｃ及び３−ｎｄ（ｎは任意の自然数とする）を用いている。ここで、原反１ｃ及び１ｂは、同一の厚みであることに限らず、異なる厚みであってもかまわない。
【００５４】
また、図９に示すように得たシート基材３−ｎｃ及び３−ｎｄは、上記した第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、各シート基材３の表裏とＭＤ方向及びＴＤ方向とを識別するために、コーナカット３１を施す。
【００５５】
コーナカット３１が加工されたシート基材３−ｎｃ及び３−ｎｄは、図１０に示すように、表裏とＭＤ方向及びＴＤ方向とを一致させて積層される。これは、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様である。但し、各原反１ｃ及び１ｄにおいて、組み合わせる原反２−ｎｃ及び２−ｎｄは、それぞれ、例えば右側からの位置が等しいものであることが望ましい。これは、上述したように、各シート基材３の熱収縮による異方性が、原反１の中心からの位置に依存するためであり、この異方性をなるべく一致させるために、上記のように、例えば右端を基準として、この基準に対して同位置にある原反２を選択するのである。
【００５６】
このように、選択され、積層されたシート基材３−ｎｃ及び３−ｎｄは、図１０に示すように、間に接着層６を挟んで、熱圧着がされる。以降の工程は、上記した第１の実施形態と同様であり、また、この第１の実施形態に示した工程に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々変形実施することが可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のプラスチックカードの製造方法によれば、従来における、ＰＥＴ等のロール状に巻き取られた原反をシート状に切断したシート基材を、表裏や巻き取り方向を考慮せずに複数枚積層して熱圧着することで製造したカードに生じる、原反が異方性を有するために部位によって熱収縮の大きさが異なることに起因する、そりやねじれ等の変形を解決することが可能となる。
【００５８】
これは、本発明を用いてカードを製造するにあたり、一本のロール状原反から表側にリライト層等を有する表シート基材と裏側に文字印刷層等を有する裏シート基材とを、熱圧着時に表裏及び巻き取り方向（前後、左右）が一致するように積層するためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラスチックカードの製造方法において原反２を製造するまでの過程を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態においてシート基材３に施したコーナカット３１を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を適用して製造するプラスチックカードの積層構造を示す図である。
【図４】図３に示すプラスチックカードとしてＩＣカードを適用した場合における積層構造を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態をＩＣカードの製造に対して適用した場合の工程の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施形態において製造されたプラスチックカードにおける表シート基材３ａと裏シート基材３ｂとの収縮を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態によるプラスチックカードの製造方法における原反２ａ及び２ｂを製造するまでの過程を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態においてシート基材３ａ及び３ｂに施したコーナカット３１を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態によるプラスチックカードの製造方法におけるシート基材３−ｎｃ及び３−ｎｄを製造するまでの過程を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態を適用して製造するプラスチックカードの積層構造を示す図である。
【図１１】従来製造される原反（大）に対して働く張力を示す図である。
【図１２】従来製造される原反（小）に対して働く張力を示す図である。
【図１３】従来製造されるシート基材に働く熱収縮を示す図である。
【図１４】従来技術において積層したシート基材の熱収縮の方向の交差を示す図である。
【図１５】従来技術において問題となるプラスチックカードに生じるねじれを示す図である。
【符号の説明】
１原反（大）
２、２ａ、２ｂ、２−ｎ、２−ｎｃ、２−ｎｄ原反（小）
３、３−ｎ、３−ｎａ、３−ｎｂ、３−ｎｃ、３−ｎｄシート基材
３ａ表シート基材
３ｂ裏シート基材
４、４’ 積層シート基材
６、６ａ、６ｂ接着層
７不織布
８リライト層
９文字印刷層
３１コーナカット

Claims

板状に押出しされた樹脂をロール状に巻き取った原反を用いるプラスチックカードの製造方法であって、
同一のロール状の前記原反から所定の大きさのシート基材を切り出すシート基材切断工程と、
前記原反から切り出して得られた前記所定の大きさのシート基材の表裏と巻き取り方向とを識別するためのコーナカットを施す識別コーナカット付加工程と、
該識別コーナカット付加工程において前記コーナカットが付加された複数の前記シート基材の前記コーナカットを一致させて複数積層するシート基材積層工程と、
該シート基材積層工程において積層された前記複数のシート基材に熱圧着を施す熱圧着工程と、を有することを特徴とするプラスチックカードの製造方法。
板状に押出しされた樹脂をロール状に巻き取った原反を用いるプラスチックカードの製造方法であって、
前記原反を、前記巻き取りの方向に対して平行に切断し、複数の第２の原反を製造する原反切断工程と、
該原反切断工程において製造された前記第２の原反から所定の大きさのシート基材を切り出すシート基材切断工程と、
該シート基材切断工程において切り出された前記所定の大きさのシート基材の表裏と巻き取り方向とを識別するためのコーナカットを施す識別コーナカット付加工程と、
該識別コーナカット付加工程において前記コーナカットが付加された複数の前記シート基材の前記コーナカットを一致させて複数積層するシート基材積層工程と、
該シート基材積層工程において積層された前記複数のシート基材に熱圧着を施す熱圧着工程と、
を有し、
前記シート基材積層工程は、同一の前記第２の原反より切断されたシート基材を積層することを特徴とするプラスチックカードの製造方法。
前記シート基材は、積層される複数の該シート基材の内、１つを前記プラスチックカードの表側を構成する前記シート基材としてリライト層が形成され、他の１つを前記プラスチックカードの裏側を構成する前記シート基材として文字印刷層が形成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチックカードの製造方法。