JP5188035B2

JP5188035B2 - 樹脂積層型ｉｃカード用熱硬化性接着剤、樹脂積層型ｉｃカードの製造方法、及び、樹脂積層型ｉｃカード

Info

Publication number: JP5188035B2
Application number: JP2006150451A
Authority: JP
Inventors: 征智日馬; 滋宇敷
Original assignee: Taiyo Holdings Co Ltd
Current assignee: Taiyo Holdings Co Ltd
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2026-05-30
Also published as: JP2007321004A

Description

本発明は、熱硬化性接着剤および接着方法、並びに樹脂積層型ＩＣカードに関する。

ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、グリコール変性ＰＥＴ（ＰＥＴ−Ｇ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の結晶性ポリエステル系樹脂は、種々の分野で用いられている。例えば、ＩＣカードの製造においては、電子部品を実装した絶縁性樹脂からなるシート状のＩＣカード用回路基板の表層に、ＩＣカードを保護するため、またはその形状を保持するために、ＰＥＴシートを積層させることが行われる。しかしながら、ＰＥＴのような結晶性ポリエステル系樹脂は、プラスチックの中でもとりわけ極性が低いため、溶媒を含む接着剤を用いて接着させようとしても充分な接着強度が得られない。

そこで、例えば特許文献１には、ＩＣカード用回路基板の表層にＰＥＴシートを積層接着させるために、ホットメルト型シート状接着剤を用いることが開示されている。
特開２００１−２１６４９２号

確かに、特許文献１に開示されるようなホットメルト型シート状接着剤によれば、結晶性ポリエステル系樹脂からなる基材を強固に接着し、耐薬品性に優れる接着剤を提供することができる。

しかしながら、ホットメルト型のシート状接着剤は、その製造工程で、押し出し成形等により接着剤をシート状に成形する工程が必要となる。

また、シート状接着剤は、シートの製造にあたって、一定以上の厚みを必要とするほか、多様なシート厚に対応できないという欠点がある。そのため、ＩＣカードの厚みに対する設計の自由度の高い接着剤が求められている。

そこで、本発明の主たる目的は、結晶性ポリエステル系樹脂からなる基材を強固に接着することができ、接着層の厚みを自由に調整できる耐薬品性に優れる接着剤を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、上記接着剤を用いて結晶性ポリエステル系樹脂からなる基材を接着する接着方法、並びに結晶性ポリエステル系樹脂からなる基材を回路基板に積層接着させた樹脂積層型ＩＣカードを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の１の側面によれば、少なくとも一方の基材が結晶性ポリエステル系樹脂からなる第１の基材および／または第２の基材上に、スクリーン印刷法を用いて接着剤を塗布して乾燥させ、前記第１の基材と第２の基材とを、前記塗布、乾燥させた接着剤を介して貼り合わせ、前記第１の基材と第２の基材を熱圧着しながら前記接着剤を硬化させることにより前記第１の基材と第２の基材を接着するために用いる熱硬化性接着剤であって、（ａ）水酸基を有する非晶性ポリエステル樹脂、（ｂ）多官能ポリイソシアネート、（ｃ）前記非晶性ポリエステル樹脂を溶解させる溶媒、および（ｄ）チキソ性付与剤を含むことを特徴とする熱硬化性接着剤を提供する。

本発明の別の側面によれば、少なくとも一方の基材が結晶性ポリエステル系樹脂からなる第１の基材および／または第２の基材上に、スクリーン印刷法を用いて請求項１〜４のいずれかに記載の熱硬化性接着剤を塗布して乾燥させ、前記第１の基材と第２の基材とを、前記塗布、乾燥させた接着剤を介して貼り合わせ、前記第１の基材と第２の基材を熱圧着しながら前記接着剤を硬化させることにより前記第１の基材と第２の基材を接着させて結晶性ポリエステル樹脂からなる前記基材を積層接着することを特徴とする樹脂積層型ＩＣカードの製造方法を提供する。

更に本発明の別の側面によれば、本発明の第１の側面による樹脂積層型ＩＣカード用熱硬化性接着剤を介して結晶性ポリエステル樹脂からなる基材が積層接着されていることを特徴とする樹脂積層型ＩＣカードを提供する。

本発明によれば、結晶性ポリエステル系樹脂からなる基材を強固に接着することができ、接着層の厚みを自由に調整することができる耐薬品性に優れる液状の接着剤を提供することができる。

また、本発明によれば、従来は難しいとされた液状の硬化性接着剤を用い、ホットメルト型シートに成形することなく、印刷法にて精度よく接着剤を塗布して結晶性ポリエステル系樹脂からなる基材を接着させることができる。

さらに、本発明によれば、ＩＣカードの厚みに対する設計の自由度の高い樹脂積層型ＩＣカードを提供することができる。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。

本発明の熱硬化性接着剤は、少なくとも一方の基材が結晶性ポリエステル系樹脂からなる第１の基材および／または第２の基材上に、印刷法を用いて接着剤を塗布して乾燥させ、塗布した接着剤が基材間に位置するように上記第１の基材と第２の基材とを貼り合わせ、第１の基材と第２の基材を熱圧着しながら接着剤を硬化させることにより第１の基材と第２の基材を接着するために用いる熱硬化性接着剤である。この熱硬化性接着剤は、（ａ）水酸基を有する非晶性ポリエステル樹脂、（ｂ）多官能ポリイソシアネート、（ｃ）前記非晶性ポリエステル樹脂を溶解させる溶媒、および（ｄ）チキソ性付与剤を含む。

ポリエステル樹脂（ａ）は、非晶性であるために、溶媒に溶解することができる。非晶性ポリエステル樹脂（ａ）のガラス転移温度Ｔｇは、好ましくは５０℃以下、より好ましくは４０℃以下、特に好ましくは３０℃以下である。このような非晶性ポリエステル樹脂（ａ）としては、例えば、東洋紡により製造されている非晶性ポリエステル樹脂のバイロン（登録商標）３００、５００、５３０、５６０、６３０、６７０、ＧＫ１３０、ＧＫ１８０等を用いることができる。

本発明において用いる非晶性ポリエステル樹脂（ａ）は水酸基を有するために、イソシアネートと反応する。ポリエステル樹脂を硬化させるために、イソシアネートは多官能である必要がある。単官能のイソシアネートでは、１のポリエステル樹脂の水酸基と反応することで反応が止まってしまい、ポリエステル樹脂の分子量は増大せず、イソシアネートの硬化剤としての働きが十分に発現しない。本発明で用いるイソシアネートは多官能であるために、ポリエステル間に架橋結合を形成し、ポリエステル樹脂を硬化させる働きがある。さらに、多官能イソシアネートを用いることにより、ポリエステル樹脂とイソシアネートにより構成される分子の網目構造がより複雑になり、接着剤の耐薬品性が高まる。特に本発明において、分岐型の非晶性ポリエステル樹脂を用いれば、より複雑な網目構造を容易に得ることができる。

次に、イソシアネートは、ポリエステル樹脂（ａ）が有する水酸基との反応が早く、印刷工程において接着剤が増粘し、基材に塗布することが困難となる。このイソシアネートの反応性を抑えるために、一般的には、アルコール等をイソシアネートと反応させて、イソシアネート基を保護したブロック化イソシアネートを用いることが考えられる。しかしながら、ブロック化イソシアネートを用いると、ポリエステル樹脂の水酸基とイソシアネート基を反応させるために、接着時に高温に加熱すること、例えばアルコールでブロックされたイソシアネートでは１５０℃以上に加熱して保護基を除くことが必要となり、接着させるＰＥＴ基材を劣化させてしまう。この点、多官能ポリイソシアネートを用いることにより、上記の問題を解消することができる。

本発明において用いられる多官能ポリイソシアネート（ｂ）としては、ヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートが好ましい。このようなヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートとしては、ビウレット型、イソアダクト型のもの等を使用することができる。ビウレット型のヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートの一般式を、式（１）に示す。かかるヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートは、旭化成ケミカル社から、デュラネート（登録商標）の商品名で販売されている。

（式中、Ｒは、ヘキサメチレン基を示す）。

本発明の接着剤には、多官能ポリイソシアネート（ｂ）が、非晶性ポリエステル樹脂（ａ）１００質量部に対して、好ましくは１〜３０質量部、より好ましくは２〜１５質量部含まれる。多官能ポリイソシアネート（ｂ）が、１質量部未満であると、架橋点が少なくなり、耐薬品性が低下する。一方、３０質量部を超えると、未反応の多官能ポリイソシアネートが残留し、耐薬品性の低下を招くために好ましくない。

本発明の接着剤は印刷法により基材に塗布されるために、本発明の接着剤は、非晶性ポリエステル樹脂（ａ）を溶解させる溶媒（ｃ）を含む。本発明の接着剤に含まれる溶媒（ｃ）としては、非晶性ポリエステル樹脂（ａ）と多官能ポリイソシアネート（ｂ）を溶解するものであればいずれの溶媒でもよく、印刷法に応じて適宜選択することができる。例えば、カルビトールアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤を用いることができる。また、希釈効果のある紫外線硬化型モノマーを用いることができる。

本発明の接着剤には、溶媒（ｃ）が、非晶性ポリエステル樹脂（ａ）１００質量部に対して、好ましくは３０〜２００質量部、より好ましくは５０〜１５０質量部含まれる。溶媒（ｃ）が３０質量部未満であると、接着剤が高粘度となり印刷性が悪くなる。一方、２００質量部を超えると、接着剤が低粘度となりすぎ、所望の膜厚が得られにくくなるので好ましくない。

また、本発明の接着剤は、チキソ性付与剤（ｄ）を含む。チキソ性付与剤は、本発明の接着剤を印刷法により塗布する際に生じる液ダレ等を防止して、接着剤の印刷形状を保持することができる。また、接着剤中の樹脂の糸引きの防止、接着剤の流れ止め防止により印刷性を向上させることができる。さらに、塗布された接着剤の乾燥時におけるユズ肌の発生等の肌あれを防止することができる。

このようなチキソ性付与剤（ｄ）としては、例えば、微粉シリカ、粉砕シリカ、有機ベントナイト、タルク、スメクタイト、クレー、ポリアマイド樹脂等を挙げることができる。本発明の接着剤には、チキソ性付与剤（ｄ）が、非晶性ポリエステル樹脂（ａ）１００質量部に対して、好ましくは、０．１〜２００質量部、より好ましくは０．５〜１５０質量部含まれる。チキソ性付与剤（ｄ）が０．１質量部未満であると、上記効果が十分に発揮されない。一方、２００質量部を超えると、接着強度の低下を招くために好ましくない。

また、印刷性を向上させるために、本発明の接着剤は、好ましくは、消泡剤、レベリング剤等の添加剤を含む。

本発明の接着剤により接着される第１の基材と第２の基材は双方とも結晶性ポリエステル系樹脂であってもよいし、あるいは、一方の基材が、ガラスのような他の材質であってもよい。本発明の接着剤は印刷法により塗布されるために、塗布する接着剤の量を容易に制御することができ、接着剤を、所望の接着層の厚みで基材に塗布することができる。本発明の接着剤を、少なくとも一方の基材が結晶性ポリエステル系樹脂からなる第１の基材および／または第２の基材上に塗布する印刷方法は、いずれの印刷方法を用いてもよく、例えば、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、ダイコート法等により塗布することができる。なかでも、版の選択や印刷条件により容易に膜厚をコントロールすることができることから、スクリーン印刷法が好適に用いられる。

本発明によれば、基材に接着剤を塗布して乾燥させた後に、基材同士を、塗布し乾燥させた接着剤を介して貼り合わせ、基材を熱圧着しながら接着剤を硬化させることにより基材同士を接着することができる。熱圧着の温度は、接着させる基材が変形しない温度とすることが必要であり、例えば、ＰＥＴ基材では１４０℃以下とすることが好ましい。熱圧着の圧力は、好ましくは０．０５〜１ＭＰａ、より好ましくは０．０５〜０．５ＭＰａである。

本発明の接着剤は、樹脂積層型ＩＣカードの製造における回路基板と結晶性ポリエステル系樹脂からなる基材、例えばＰＥＴシートの貼り合わせに用いることができる。本発明によれば、接着剤を、ＰＥＴシートに印刷法を用いて塗布し乾燥させた後に、ＰＥＴシートとＩＣカード回路基板とを、ＰＥＴシートに塗布し乾燥させた接着剤を介して貼り合わせ、ＰＥＴシートをＩＣカード回路基板に熱圧着しながら接着剤を硬化させるという簡便な方法により製造された積層型ＩＣカードを提供することができる。また、接着剤を、製品について所望される厚さに応じて、所望の接着層の厚さおよび接着剤量でＰＥＴシート上に塗布して、ＩＣカード回路基板とＰＥＴシートの貼り合わせを行うことができるため、非常に有利である。さらに、スクリーン印刷法により接着剤を塗布すれば、より迅速且つ簡便に、大量のカードの貼り合わせを行うことができる。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
まず、加熱溶解釜を用いて、１００部のバイロン５６０（Ｍｎ＝１９０００；水酸基価＝８；Ｔｇ＝７℃）に、溶媒として１００部のカルビトールアセテートを加えて、６０℃で攪拌し、完全に溶解させて冷却した後に、ワニスＡを得た。１００部のワニスＡに対して、２．５部の日本アエロジル製微粉シリカ＃２００、および消泡剤／レベリング剤として０．２部の信越化学工業製シリコーンオイルＫＳ−６６を配合して攪拌した後に、３本ロールミルにて分散させてインキ状組成物Ａを得た。

１００部のインキ状組成物Ａに、１．５部の多官能ポリイソシアネート（旭化成ケミカル製２４Ａ−１００）を配合し攪拌して、スクリーン印刷可能な接着剤Ａを作製した。

実施例２
実施例１と同様に調製したインキ状組成物Ａ１００部に、５部の多官能ポリイソシアネート（旭化成ケミカル製２１Ｓ−７５Ｅ）を配合し攪拌して、スクリーン印刷可能な接着剤Ｂを作製した。

こうして得られた実施例１の接着剤Ａおよび実施例２の接着剤Ｂの接着性を試験した。

厚さ２５０μｍの白色ＰＥＴフィルム（テイジン製テトロンフィルムＵ２）に、スクリーン印刷法にて、１００メッシュポリエステルバイアス版を用いて全面に膜厚４０μｍでベタ印刷を行った。これを、８０℃で３０分間、熱風循環式乾燥炉で乾燥させた。同様の白色ＰＥＴフィルムを、この乾燥させた接着剤が塗布されたＰＥＴフィルム上に載せて、実施例１の接着剤Ａについては、１４０℃にてプレス圧０．２ＭＰａで６０分間、熱圧着させた。実施例２の接着剤Ｂについては、１３０℃にてプレス圧０．２ＭＰａで６０分間、熱圧着させた。それぞれを室温にまで自然冷却して、必要なカードサイズに裁断することにより、積層構造のカードを得た。この積層構造のカードを一日室温にて放置した後、以下の３つの試験を行って、得られたカードの評価を行った。

ＪＩＳＸ６３０５−１層間剥離の試験方法に準じて接着強度の評価を行った。実施例１の接着剤Ａを用いたもの、および実施例２の接着剤Ｂを用いたものの双方とも、５Ｎ／ｍｍの強度であった。

ＪＩＳＸ６３０５−１５．４耐化学薬品性に準じて耐薬品性の評価を行った。実施例１の接着剤Ａを用いたもの、および実施例２の接着剤Ｂを用いたものの双方とも、全ての項目にわたって異常は見られなかった。

ＪＩＳＸ６３０１に準じてカードの物理的特性評価を行った。実施例１の接着剤Ａを用いたもの、および実施例２の接着剤Ｂを用いたものの双方とも、全ての項目にわたって問題はなく、試験時の剥離も観察されなかった。

以上の試験結果から、実施例１の接着剤Ａおよび実施例２の接着剤Ｂを用いて、スクリーン印刷法で作製した積層カードは、充分に使用に耐えることが確認できた。

以上詳述した通り、本発明によれば、従来は難しいとされた液状の硬化性接着剤を用い、ホットメルト型シートに成形することなく、印刷法にて精度よく接着剤を塗布して結晶性ポリエステル系樹脂からなる基材を接着させることができる。

Claims

少なくとも一方の基材が結晶性ポリエステル系樹脂からなる第１の基材および／または第２の基材上に、スクリーン印刷法を用いて接着剤を塗布して乾燥させ、前記第１の基材と第２の基材とを、前記塗布、乾燥させた接着剤を介して貼り合わせ、前記第１の基材と第２の基材を熱圧着しながら前記接着剤を硬化させることにより前記第１の基材と第２の基材を接着するために用いる樹脂積層型ＩＣカード用熱硬化性接着剤であって、
（ａ）水酸基を有する非晶性ポリエステル樹脂、
（ｂ）多官能ポリイソシアネート、
（ｃ）前記非晶性ポリエステル樹脂を溶解させる溶媒、および
（ｄ）チキソ性付与剤
を含むことを特徴とする樹脂積層型ＩＣカード用熱硬化性接着剤。
基材を構成する前記結晶性ポリエステル系樹脂が、ポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂積層型ＩＣカード用熱硬化性接着剤。
前記非晶性ポリエステル樹脂（ａ）が、分岐型のポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂積層型ＩＣカード用熱硬化性接着剤。
前記多官能ポリイソシアネート（ｂ）が、ヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネートを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂積層型ＩＣカード用熱硬化性接着剤。
少なくとも一方の基材が結晶性ポリエステル系樹脂からなる第１の基材および／または第２の基材上に、スクリーン印刷法を用いて請求項１〜４のいずれかに記載の熱硬化性接着剤を塗布して乾燥させ、前記第１の基材と第２の基材とを、前記塗布、乾燥させた接着剤を介して貼り合わせ、前記第１の基材と第２の基材を熱圧着しながら前記接着剤を硬化させることにより前記第１の基材と第２の基材を接着させて結晶性ポリエステル樹脂からなる前記基材を積層接着することを特徴とする樹脂積層型ＩＣカードの製造方法。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂積層型ＩＣカード用熱硬化性接着剤を介して結晶性ポリエステル樹脂からなる基材が積層接着されていることを特徴とする樹脂積層型ＩＣカード。