JP4698442B2 - Icチップカード用紙及びそれを用いたicチップカード - Google Patents
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Description
一方、プラスチック等の樹脂板に代えて、密度が0.1〜1.0g/m3の範囲の紙基材にICチップを挟んで形成することにより、製造時、使用時のICチップの破損を受けにくくしたICチップカードも提案されている(例えば、特許文献1参照)。
他方、密度が1.0g/m3と高い場合には、その密度は一般的な印刷用紙と同程度であるから、ICチップ自体の厚みに起因してICチップ周辺が盛り上がり、用紙相互間の接着部分に空隙ができやすくなり、その近傍での強度が著しく低下したり、また、ICチップカード表面に凹凸が生じてしまい、その凹凸を起点としてICチップカードに破れが生じたり、表面の凹凸の中心として汚れが生じやすいという問題があった。
そこで、本発明の主たる課題は、ICチップを内装しても、用紙相互間の接着部分におけるICチップ周辺に空隙が生じず、またICチップカードの表面に凹凸が生じないICチップカード用紙を提供することにある。
請求項1記載の発明は、少なくとも表面層と裏面層とを備えた、2層以上の多層構成の抄き合わせ紙で形成されたICチップカード用紙であって、
2枚のICチップカード用紙の裏面層同士でICチップを挟み込み、これらICチップカード用紙相互が接着されてICチップカードが形成されるように構成され、
前記ICチップカード用紙は、坪量100〜250g/m2、密度0.40〜0.65g/cm3、クッション性試験によるクッション性値2.5%〜6.0%で、
前記抄き合わせ紙は、
前記表面層の密度が、前記裏面層の密度より相対的に高い構成とされ、かつ、
前記表面層は、厚み40〜120μm、坪量30〜100g/m2、
前記ICチップに当接する前記裏面層は、熱発泡性粒子を含有し、厚み170〜250μm、坪量80〜110g/m2である、
ことを特徴とするICチップカード用紙。
クッション性値(%):JIS P 8111の標準状態の下、以下の(1)〜(3)からなるクッション性試験を10cm角に断裁された5枚の試料に対して行い、それぞれの試料について(4)の式で圧縮率(C)を求め、この試料ごとの圧縮率(C)を5試料で平均した平均値。
(1)10cm角に断裁された試料の任意の4箇所にて、JIS P 8118に準じて紙厚を測定し、その平均値を紙厚(A)とする。
(2)前記試料を10cm角、厚み5mmの金属板2枚で挟み、プレス機により8.5MPaの圧力で10分間加圧する。
(3)10分間の加圧後、直ちに、(1)で計測した4箇所についてJIS P 8118に準じて紙厚を測定し、その平均値を紙厚(B)とする。
(4)(C)={(A)‐(B)}/(A)×100である。
請求項2記載の発明は、前記熱発泡性粒子は、
平均粒径5〜30μmで、80〜200℃での加熱により直径が4〜5倍、体積が50〜130倍に膨張する熱発泡性粒子であり、かつ、
前記抄き合わせ紙に対し1〜30質量%の割合で含有されている、
請求項1記載のICチップカード用紙である。
本発明に係るICチップカード用紙は、ICチップカードを製造するための原紙に相当するものである。ICチップカードは、2枚のICチップカード用紙を予め用意し、これら2枚のICチップカード用紙の裏面層同士で、ICチップを挟み込み、これらICチップカード用紙相互が接着されてICチップカードが形成されるものである。
ICチップカード用紙のクッション性値を2.5%〜6.0%としてクッション性を高くすることにより、ICチップを挟み込んでもチップ自体の厚みをICチップカード用紙自体がクッションとなって吸収することができ、ICチップカードの表面にICチップ自体の厚みが出にくくなる。その結果、ICチップ周辺での盛り上がりを抑え、空隙の発生を防止し、また、強度低下やICチップカード表面の凹凸の発生を防止することができる。
ここで、ICチップカード用紙全体の密度を、0.40〜0.65g/cm3とすることが好適である。なお、ICチップカード用紙全体の密度とは、表面層と裏面層を合わせた用紙全体の密度のことを示すものとする。
また、表面層の密度を、裏面層の密度より相対的に高くすることにより、表面層を高密度層としてICチップカードの表面へのオフセット印刷やインクジェット印刷等の印刷特性に優れ、また、紙粉も出にくいため印刷部分が剥がれることなく、対摩擦の表面強度を向上させることができ、他方、裏面層をクッション層とし、ICチップを挟み込み、チップ自体の厚みを吸収することができる。その結果、ICチップカード表面の凹凸の発生を防止することができる。
具体的には、表面層の密度を0.70〜1.00g/cm3の高密度層とし、裏面層の密度を0.30〜0.55g/cm3の低密度層とすることにより、ICチップカード表面の凹凸の発生を防止することができる。その結果、凹凸を起点としたICチップカードの破れや凹凸を中心とした汚れを防止することができ、耐久性を向上させることができる。
請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載のICチップカード用紙により形成された、ICチップカードである。
本発明に係るICチップカード用紙は、ICチップカード用紙全体の密度が、0.40〜0.65g/cm3であり、クッション性値が2.5〜6.0%であり、少なくとも高密度層と低密度層の、2層以上の多層構成の多層抄き紙をベースとしている。ICチップカード用紙の構造の説明の前に、ICチップカード用紙の素材と、低密度層に内添される熱発泡性粒子についてまず説明する。
ICチップカード用紙の原料となるパルプは、その種類が何ら限定されるものではない。通常の紙の場合と同様のパルプを使用することができる。例えば、ダグラスファー、ラジアータパイン、杉等の針葉樹、ユーカリ、オーク等の広葉樹を主原料としたクラフトパルプ(KP)、セミケミカルパルプ(SCP)、砕木パルプ(GP)、木材以外の繊維原料であるケナフ、麻、リンター、藁等の非木材繊維を主原料として化学的に処理されたパルプやチップを機械的にパルプ化したグランドパルプ、ケミグランドパルプ(CGP)、リファイナーグランドパルプ(RGP)等から一種あるいは数種を適宜選択して使用することができる。また、基紙として再生紙を使用することもでき、古紙パルプとしては、ディインクドパルプ(DIP)、ウェイストパルプ(WP)の何れをも使用することができる。さらに、レーヨン繊維、アクリル繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維や、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、シリカ・アルノシリケート繊維、ロックウール繊維等の無機繊維を原料とする合成パルプをも使用することができる。
本発明に係る低密度層は熱発泡性粒子を内添しており、乾燥工程において、この熱発泡性粒子ドライヤーにより発泡させ、嵩高にすることで低密度層(クッション層)を実現している。本発明において使用することのできる熱発泡性粒子は、熱可塑性合成樹脂の微細粒子外殻内に低沸点溶剤を封入したものである。平均粒径は、5〜30μmで、80〜200℃での加熱により直径が4〜5倍、体積が50〜130倍に膨張する。熱発泡性粒子の体積膨張が50倍未満であると、クッション層の膨張率が低くなる。一方、熱発泡性粒子の体積膨張が130倍を超えると、クッション層の剥離強度等の紙力が低くなる。また、熱発泡性粒子の粒径が5μm未満であると、抄紙時の熱発泡性粒子の歩留りが悪くなり、クッション層の膨張率が低くなる。一方、熱発泡性粒子の粒径が30μmを超えると、粒径が5μm未満の場合と同様に抄紙時の熱発泡性粒子の歩留りが悪く、クッション層の膨張率が低くなる。
本発明に係るICチップカード用紙1は、少なくとも2層以上の多層構成の多層抄き紙をベースとしている。本実施の形態では、図1に示すように、2層の場合が示されている。この場合、ICチップカード用紙全体の密度が、0.40〜0.65g/cm3であり、 クッション性値が2.5〜6%である。
ホットメルトはICチップカード用紙1,1に塗工され、熱プレス等によりICチップカード用紙1,1の裏面が相互に接着されるものである。
まず、ICチップカード用紙の好ましい性状を調べる前に、塗工するのに望ましいホットメルトの材質及び厚みを選定する必要がある。そこで、ホットメルトの材質及び厚みを選定するために、下記に示すICチップカード用紙に、GPDコーター(由利ロール株式会社製)を用いて、ホットメルトの種類と厚みを変え、ICチップカード用紙を製造した。得られたICチップカード用紙のブロッキングの程度について調べてみた。さらにICチップカード用紙にICチップを挟持し、ICチップカードを得た。なお、ICチップカード用紙の性状は、表面層密度0.65g/cm3、裏面層密度0.47g/cm3、表面層厚み85μm、裏面層厚み212μm、表面層坪量55g/m2、裏面層坪量100g/m2である。
ゴム系:日本エヌエスシー株式会社製ディスポメルトME100(溶融温度84℃、粘度120℃−23000cps、140℃−8000cps、160℃−3700cps、180℃−1900cps)
EVA系(1):日本エヌエスシー株式会社製インスタントロックZM105T(溶融温度110℃、粘度120℃−8000cps、140℃−3700、160℃−1900cps、180℃−1050cps)
EVA系(2):日本フーラー株式会社製PHC−9250−J(溶融温度102℃、粘度120℃−7200cps、140℃−3100cps、160℃−1620cps)
オレフィン系(1):日本フーラー株式会社製JM−6631(溶融粘度105℃、粘度120℃−8400、140℃−3200、160−1500cps)
オレフィン系(2):日本エヌエスシー株式会社製ME199(溶融温度104℃、溶融粘度120℃−1600cps、140℃−700cps、160℃−390cps)
オレフィン系(3):ノガワケミカル社製DH692(溶融温度125℃、溶融粘度120℃−12500cps、140℃−6000cps、160℃−2800cps)
◎…ブロッキングの発生がない。
○…一部にブロッキングが発生しているが、容易に剥がれる。
×…ブロッキングが発生し、剥がすと紙層が破壊される。
※2…接着力評価:ホットメルトを塗工した2枚のICチップカード用紙を、ホットメルト面同士が接するようにし、150℃に過熱した熱板により、ICチップカード用紙を2kgf/cm2の圧力で5秒間挟み、ICチップをICチップカード用紙に融着させ、ICチップカードを得た。ICチップを狭持したICチップカードを手で剥がすことにより、接着力を評価した。
◎…十分接着しており、紙層が破壊されて剥がれる。
〇…接着力がやや低いが問題のないレベル。
×…容易に剥がれる。
※3…経済性評価
ホットメルトの厚みにより3段階評価した。
◎…優
○…良
×…不可
また、試料3〜8では、ホットメルト塗工厚を変化させてみた。塗工厚が10μm未満では、接着不良を生じ、200μm超では、ホットメルトのはみ出しが生じてしまい、不適当であることがわかった。また、接着力と経済性を両立するには塗工厚が50〜150μmの範囲が好ましいことがわかった。
試料11はホットメルトの溶融粘度が160℃で390cpsと低いため、ホットメルトの浸透が大きくなり、黒ずみが発生した。試料12はホットメルトの溶融温度が125℃と高いため、黄変が生じた。
本発明に係るICチップカード用紙を各種条件で製造し、表2に示すように、坪量(g/m2)、厚み(μm)、密度(g/cm3)、クッション性(%)、平滑度(秒)、不透明度(%)、表面強度(A)、印刷適性を測定、評価するとともに、試料にホットメルトを塗布し、ホットメルトを塗工した2枚のICチップカード用紙を、ホットメルト面同士が接するように接着して後述するICチップカードを製造し、凹凸評価、剛性評価を行った。
まず、ICチップカード用紙に140℃に加熱溶融したホットメルト剤をコーターマシンにより塗工した。そして、ホットメルトを塗工した2枚のICチップカード用紙を、ホットメルト面同士が接するようにし、その間に厚さ100μmのICチップを挟み、150℃に加熱した熱板により、ICチップカード用紙を2kgf/cm2の圧力で5秒間挟み、ICチップをICチップカード用紙に融着させ、ICチップカードを得た。
実施例1としては、表面層、第1の裏面層及び第2の裏面層の3層の抄き紙を使用している。この3層構造の抄き紙は、上から下に、表面層、第1の裏面層、第2の裏面層の順で重ねられている。表面層については、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP)25%と広葉樹晒クラフトパルプ(LBKP)75%からなるスラリーを、カナディアンスタンダードフリーネス(CSF)550mlに調節したものに、硫酸バンド20kg/tを内添して使用した。また、表面層中の灰分が3%になるようにタルクを添加した。
一方、第1の裏面層及び第2の裏面層としては、NBKP30%とLBKP70%からなるパルプスラリーをCSF550mlに調節したものに、硫酸バンド30kg/tと熱発泡性粒子(松本油脂製薬株式会社製 商品名マツモトマイクロスフェアーF−30D)4%内添したものを原料として使用した。これらを円網多層抄紙機にて、表面層と第1の裏面層及び第2の裏面層の3層構造で抄き合わせ、表面層の表面にPVA(日本合成化学株式会社製、ゴーセノールN300)を塗工量1.5g/m2となるようカレンダー塗工して、表面層55g/m2、裏面層100g/m2、計155g/m2のICチップカード用紙を得た。
この試料について、坪量(g/m2)、厚み(μm)、密度(g/cm3)、クッション性(%)、平滑度(秒)、不透明度(%)、表面強度(A)、印刷適性を測定、評価するとともに、試料にホットメルトを塗布し、凹凸評価、剛性評価を行った。
熱発泡性粒子の添加量、各層の坪量、厚み、密度、カレンダーの加圧圧力を変化させたこと以外は、前記試料と同様に多層抄き紙を抄紙した。坪量(g/m2)、厚み(μm)、密度(g/cm3)、クッション性(%)、平滑度(秒)、不透明度(%)、表面強度(A)の異なるICチップカード用紙を得た。試料にホットメルトを塗布し、凹凸評価、印刷評価、剛性評価を行った。
また、参考例1として、多層抄き紙である市販の外装用段ボール原紙185g/m2、参考例2として市販の色画用紙(みどり)130g/m2について調査した。
ICチップカード用紙を水に浸漬したのち、「表面層」と「裏面層」を剥がし、ドラム式シートドライヤーで乾燥後、JIS P 8111で規定されている標準状態に戻し、それぞれの坪量(g/m2)を測定した。なお、この場合の「裏面層」とは、第1の裏面層と第2の裏面層とが合わさったものをいうものとする。
ICチップカード用紙の厚みは、ICチップカード用紙の断面を電子顕微鏡で観察し、表面層と裏面層の厚みをそれぞれ計測した。密度は、JIS P 8118(8.計算方法)に準じて、表面層と裏面層の坪量と厚みにより算出した。
試験環境条件は、JIS P 8111で規定される、温度:23±1℃、湿度:50±2%で試料を調湿する。そして、以下の(1)〜(3)からなるクッション性試験を10cm角に断裁された5枚の試料に対して行い、それぞれの試料について(4)の式で圧縮率(C)を求め、この試料ごとの圧縮率(C)を5試料で平均して、その平均値をクッション性値(%)とする。
(1)10cm角に断裁された試料の任意の4箇所にて、JIS P 8118に準じて紙厚を測定し、その平均値を紙厚(A)とする。
(2)前記試料を10cm角、厚み5mmの金属板2枚で挟み、これをプレス機(理研精機(株)CDM−10C)を用いて、8.5MPaの圧力で10分間加圧する。
(3)10分間の加圧後、直ちに、(1)で計測した4箇所についてJIS P 8118に準じて紙厚を測定し、その平均値を紙厚(B)とする。
(4)(C)={(A)−(B)}/(A)×100
JIS P 8119(ベック平滑)に基づき測定した。
JIS P 8149に基づき測定した。
ICチップカードのICチップの部分とICチップが無い部分の厚み(μm)をダイヤルゲージにて各5点測定し、それぞれの平均値を求め、その厚みの差により、凹凸を以下4段階で評価した。
◎…厚みの差が10μm未満であった。
○…厚みの差が10μm以上20μm未満であった。
△…厚みの差が20μm以上30μm未満であった。
×…厚みの差が30μm以上であった。
RI−II型印刷機(明製作所社製)を用い、東洋インキ社製TV−24を用いて、インキ量0.35ml一定で印刷し、印刷面のピッキングの程度を目視により評価した。その結果、ピッキングの発生が殆どないものに◎、ピッキングの発生が僅かにみられたものに○、ピッキングの発生が多いものに△、ピッキングの発生が著しいものに×をつけた。
上記凹凸評価で得た各試料をカードサイズに断裁し、カードとしての剛性を、◎印の「硬く全く問題ない」、○印の「問題ない」、△印の「やや柔らかく感じるが、問題ない」、×印の「柔らかく、カードとして弱すぎる」の4段階で評価したものである。評価は50人で行い、最も人数の多かった評価を、その試料の評価値とした。
本発明の実施例1〜16においては、クッション性、凹凸評価が良好となったのに対し、比較例1では、クッション性が低く、凹凸評価が×となった。比較例2では、凹凸評価は良好であるが、クッション性が高すぎ剛性評価が低過ぎた。
比較例3では熱発泡性粒子を無添加としたところ、クッション性は極端に低く、凹凸評価が×であった。比較例4は、密度は良好な数値を示しているが、裏面層の坪量を低くした結果、クッション性が低く凹凸評価が×となった。
参考例として、市販の外装用段ボール原紙、色画用紙を評価した結果、いずれもクッション性が低く、また密度が高く凹凸評価は×であった。
Claims (3)
- 少なくとも表面層と裏面層とを備えた、2層以上の多層構成の抄き合わせ紙で形成されたICチップカード用紙であって、
2枚のICチップカード用紙の裏面層同士でICチップを挟み込み、これらICチップカード用紙相互が接着されてICチップカードが形成されるように構成され、
前記ICチップカード用紙は、坪量100〜250g/m2、密度0.40〜0.65g/cm3、クッション性試験によるクッション性値2.5%〜6.0%で、
前記抄き合わせ紙は、
前記表面層の密度が、前記裏面層の密度より相対的に高い構成とされ、かつ、
前記表面層は、厚み40〜120μm、坪量30〜100g/m2、
前記ICチップに当接する前記裏面層は、熱発泡性粒子を含有し、厚み170〜250μm、坪量80〜110g/m2である、
ことを特徴とするICチップカード用紙。
クッション性値(%):JIS P 8111の標準状態の下、以下の(1)〜(3)からなるクッション性試験を10cm角に断裁された5枚の試料に対して行い、それぞれの試料について(4)の式で圧縮率(C)を求め、この試料ごとの圧縮率(C)を5試料で平均した平均値。
(1)10cm角に断裁された試料の任意の4箇所にて、JIS P 8118に準じて紙厚を測定し、その平均値を紙厚(A)とする。
(2)前記試料を10cm角、厚み5mmの金属板2枚で挟み、プレス機により8.5MPaの圧力で10分間加圧する。
(3)10分間の加圧後、直ちに、(1)で計測した4箇所についてJIS P 8118に準じて紙厚を測定し、その平均値を紙厚(B)とする。
(4)(C)={(A)‐(B)}/(A)×100 - 前記熱発泡性粒子は、
平均粒径5〜30μmで、80〜200℃での加熱により直径が4〜5倍、体積が50〜130倍に膨張する熱発泡性粒子であり、かつ、
前記抄き合わせ紙に対し1〜30質量%の割合で含有されている、
請求項1記載のICチップカード用紙。 - 請求項1又は請求項2記載のICチップカード用紙により形成された、ICチップカード。
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