JP5810600B2

JP5810600B2 - カード製造方法

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Publication number: JP5810600B2
Application number: JP2011093031A
Authority: JP
Inventors: 渡邉　学; 学渡邉; 隆志上原
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2031-04-19
Also published as: JP2012223969A

Description

本発明は、カード製造方法、および、該カード製造方法を用いて製造されたカードに関する。

従来、カードは広範な分野に広く利用されている。例えば、クレジットカード、キャッシュカード、個人識別カード、などが挙げられる。

カードの表面には、意匠、機能付加、偽造防止、などの観点から印刷を用いて印刷層を形成し、図柄（写真、図形、文字、ロゴ、バーコードなど）を描画することが行われている。このため、カード表面には印刷適性が求められる。特に、カード表面の平滑性は好適に印刷を施すために重視される。

例えば、カードの印刷適性向上のため、カード表面に樹脂を塗布し、カード表面の平滑性を向上させることが提案されている（特許文献１参照）。

特開平８−３１０１６６

しかしながら、カード表面の平滑性を向上させるためカード表面に樹脂を塗布した場合、充分な平滑性を得るためにはカード表面の樹脂膜厚を厚くする必要があり、充分な膜厚を得るためには複数回の塗布が必須であった。例えば、カード表面の平滑のため乾燥膜厚３０μｍとなる樹脂を塗布する場合、印刷方式の中でも高粘度インキを使用かつ厚盛が可能なスクリーン印刷を使用したとしても、乾燥膜厚３０μｍを形成するには２度塗りや３度塗りが必須である。このため、カードの製造にあたり、工程数が増え高コストになる問題があった。

特に、カード基材にパルプ繊維を主成分とした紙系の材料を用いた場合、１）紙系の材料は、表面が多孔質であり凹凸があり粗いため、充分に平滑とするには塗布する樹脂膜厚を厚くする必要がある、２）紙系の材料の内部へ樹脂が浸透する、などの理由から、充分な平滑性を得るために必要な樹脂の塗布回数は多くなる傾向があった。

そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、簡便にカード表面の平滑性に優れたカードを製造することの出来るカード製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態は、基材フィルムに、受像層を積層し、該受像層の上部に接着層を積層し、転写箔フィルムを形成する転写箔フィルム形成工程と、ホットメルト接着剤を塗布したパルプ繊維層同士を対向して配置し、片面のパルプ繊維層にはＩＣチップを保持する凹部を形成し、パルプ繊維層同士に挟まれた部位にアンテナシートおよびＩＣチップを配置し、カード基材とし、前記カード基材と前記転写箔フィルムとを、カード基材を挟むように両面に転写箔フィルム配置し、接触し、転写箔フィルムの両面から熱プレスを行い加熱し、熱転写する熱転写工程と、前記転写箔フィルムが熱転写されたカード基材から、基材フィルムを剥離し、受像層を表出させカードを得る剥離工程と、を備えたことを特徴とするカード製造方法である。

また、前記転写箔フィルム形成工程にあって、前記受像層と前記接着層との間に少なくとも１層以上の中間層を積層し、前記中間層は、前記受像層および前記接着層よりもガラス転移温度が高く、かつ、硬度が高い材料を用いてもよい。

また、前記接着層は、樹脂を含み、該樹脂分に対して５重量％以上２０重量％以下の多孔質シリカフィラーを含有する材料を用いて形成された接着層であってもよい。

また、前記受像層は、樹脂を含み、該樹脂分に対して２重量％以上１５重量％以下のポリエチレンワックスを含有し、該樹脂は、塩化ビニル樹脂または塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を主成分とする樹脂である材料を用いて形成された受像層であってもよい。

また、前記カード基材は、少なくとも２層以上のパルプ繊維を主成分としたパルプ繊維層を有し、該パルプ繊維層同士に挟まれる位置に非接触型ＩＣインレットを内蔵しているカード基材であってもよい。

本発明の一実施形態は、カード基材と、前記カード基材上に積層された接着層と、前記接着層より外面側に積層された受像層と、を備え、前記カード基材は、パルプ繊維を主成分としたパルプ繊維層を有するカード基材であり、前記接着層は、樹脂を含み、該樹脂分に対して５重量％以上２０重量％以下の多孔質シリカフィラーを含有する材料を用いて形成された接着層であり、前記受像層は、樹脂を含み、該樹脂分に対して２重量％以上１５重量％以下のポリエチレンワックスを含有し、該樹脂は、塩化ビニル樹脂または塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を主成分とする樹脂である材料を用いて形成された受像層であり、前記受像層表面の算術平均粗さＲａは、５ｎｍ≦Ｒａ≦５００ｎｍの範囲にあることを特徴とするカードである。

また、上述のカードにあって、更に、前記受像層上に積層された印刷層と、を備え、前記印刷層は直接昇華により形成された印刷層であってもよい。

本発明のカード製造方法は、「受像層および接着層を備えた転写箔フィルムを形成し、カード基材に転写箔フィルムを熱転写し、転写箔フィルムの基材フィルムを剥離すること」から、製造されたカードのカード表面は、基材フィルム上に積層されていた受像層となる。このとき、受像層は平滑な基材フィルムからの転移となるため、形成されたカード表面は優れた平滑性を備える。

本発明のカード製造方法の実施の一例を示す概略工程図である。本発明のカードの一例を示す概略図である。

以下、本発明のカード製造方法について説明を行う。

＜転写箔フィルム形成工程＞
まず、基材フィルムに、受像層を積層し、該受像層の上部に接着層を積層し、転写箔フィルムを形成する。

基材フィルムは、＜熱転写工程＞における熱耐性を有し、表面が平滑なフィルムに成型可能な材料を用いればよい。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレト、ナイロン、セロファンなどのフィルムを用いてよい。

受像層は、カード表面の図柄の描写に用いる印刷方法に適した印刷適性を備えた材料を適宜公知の材料から選択して用いてよい。例えば、直接昇華方式で図柄を描写する場合、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、などを用いてよい。特に、塩化ビニル樹脂および塩化ビニル酢酸ビニル共重合は、１）直接昇華染料の受像にあって優れた発色性、２）基材フィルムからの剥離性、に優れ、本発明に用いる材料として好ましい。

また、受像層には離型剤を添加してもよい。離型剤を添加することにより、印刷プリンターの昇華リボンとカード表面との貼り付き不具合を解消することが出来る。例えば、離型剤として、ポリエチレンワックス、シリコーンオイル、シリコーンフィラー、ポリテトラフルオロエチレンフィラーなどを用いてもよい。特に、ポリエチレンワックスは上塗り性に優れ、本発明のカード製造方法に用いる離型剤として好ましい。

また、受像層は、樹脂を含み、該樹脂分に対して２重量％以上１５重量％以下のポリエチレンワックスを含有し、該樹脂は、塩化ビニル樹脂または塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を主成分とする樹脂である材料を用いて形成された受像層であることが好ましい。受像層に、「塩化ビニル樹脂または塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を主成分とする樹脂」を含む材料を用いた場合、ポリエチレンワックスを添加することにより、印刷プリンターの昇華リボンとカード表面との貼り付き不具合を解消することが出来る。このとき、ポリエチレンワックスの割合が少ないと貼り付きを抑制できず、ポリエチレンワックスの割合が多いと受像性が低下し好ましくない。よって、ポリエチレンワックスの添加は、２重量％以上１５重量％以下程度の範囲内にあることが好ましい。
また、「塩化ビニル樹脂または塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を主成分とする樹脂」を用いた場合、剥離性や発色性を保つために、受像層の厚みは０．２μｍ以上２．０μｍ以下程度の範囲にあることが好ましい。なお、「塩化ビニル樹脂または塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を主成分とする樹脂」において、主成分とは、受像層に用いる材料において塩化ビニル樹脂または塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂の割合が９０重量％以上であることをいう。

接着層は、カード基材と転写箔フィルムを接着するために設ける。このため、カード基材に選択した材料に対し適した接着性を備える材料を用いればよい。例えば、接着層として、ポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体などの樹脂を用いてもよい。

接着層の厚みは、５μｍ以上２０μｍ以下程度、より好ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下程度の範囲にあることが好ましい。接着層の厚みが小さいと接着できず好ましくない。また、接着層の厚みが大きいと塗工方式も限られ、材料コストも高いため、好ましくない。

また、接着層は、樹脂を含み、該樹脂分に対して５重量％以上２０重量％以下の多孔質シリカフィラーを含有する材料を用いて形成された接着層であることが好ましい。
多孔質シリカフィラーを含有することにより、接着層が熱溶融しカード基材と接着する＜熱転写工程＞において、多孔質のシリカフィラーの嵩高さ及びチクソ性により、接着層に用いた樹脂が過度にカード基材内部に浸透することを抑制することが出来る。このため、カード基材表面の凹凸が最終的に製造されるカードの表面に反映されること抑制することが出来、平滑性を向上させることが出来る。また、カード基材内部に浸透することを抑制することから、カード基材の目止めにも効果的である。
このとき、多孔質シリカフィラーの割合が少ないと樹脂が過度にカード基材内部に浸透することを抑制できず、多孔質シリカフィラーの割合が多いとカード基材との接着性が低下し好ましくない。よって、多孔質シリカフィラーの添加は、５重量％以上２０重量％以下程度の範囲内にあることが好ましい。また、多孔質シリカフィラーは選択した接着層の樹脂および接着層の積層方法などに応じて適宜粒径などの物性を調整して配合することが好ましい。例えば、グラビア印刷方法にて接着層を積層する場合、シリカフィラーの粒径は、１μｍ以上３０μｍ以下程度、より好ましくは、５μｍ以上１５μｍ以下程度の範囲にあることが好ましい。

また、前記転写箔フィルム形成工程にあって、前記受像層と前記接着層との間に前記受像層および前記接着層よりもガラス転移温度が高く、かつ、硬度が高い材料を用いた少なくとも１層以上の中間層を設けてもよい。中間層を設けることにより、接着層が熱溶融しカード基材と接着する＜熱転写工程＞において、カード基材表面の凹凸が最終的に製造されるカードの表面に反映されること抑制することが出来、カード表面の平滑性を向上させることが出来る。なお、中間層はカード基材の表面が平滑であれば必ずしも設ける必要はない。

中間層は、受像層および接着層にて選択した材料よりもガラス転移温度が高く、かつ、硬度が高い材料を用いる。例えば、中間層として、熱可塑性アクリル樹脂、アクリル系紫外線硬化樹脂、などを用いてもよい。

基材フィルムに、受像層、接着層、中間層、などを積層する方法としては、適宜公知の塗工方法を用いてよい。例えば、グラビア印刷、マイクログラビア印刷、ロールコート、コンマコート、ダイコート、カーテンコート、などを用いて積層してよい。

＜熱転写工程＞
次に、カード基材と前記転写箔フィルムとを接触し、加熱し、熱転写する。

カード基材は、仕様・用途などに適した材料を適宜公知の材料から選択して用いてよい。例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＰＥＴ−Ｇ、ポリ乳酸、紙系の材料、などが挙げられる。特に、紙系の材料は、環境負荷の少ない材料であり好ましい。

紙系の材料は、パルプ繊維を主成分とする。例えば、木材、草、藁、竹、などを主原料としたパルプ繊維を主成分としてもよい。特に、木材は調達が容易でありコスト面からパルプ繊維の主原料として好ましい。また、紙系の材料は、パルプ繊維を細かくしてサイズプレスされた上質紙程度の品質があることが好ましい。

従来、紙系の材料を用いたカードは、１）紙系の材料は、表面が多孔質であり凹凸があり粗いため、充分に平滑とするには塗布する樹脂膜厚を厚くする必要がある、２）紙系の材料の内部へ樹脂が浸透する、などの理由から、充分な平滑性を得ることは困難であった。
しかしながら、本発明のカード製造方法によれば、「パルプ繊維を主成分とした紙系の材料」であっても充分なカード表面の平滑性を得ることが出来る。ここで、「パルプ繊維を主成分とした紙系の材料」において主成分とは、パルプ繊維がカード基材全体に対し９０重量％以上を占めることをいう。

また、カード基材は、少なくとも２層以上のパルプ繊維を主成分としたパルプ繊維層を有し、該パルプ繊維層同士に挟まれる位置に非接触型ＩＣインレットを内蔵しているカード基材であることが好ましい。非接触型ＩＣインレットは、ＩＣチップとアンテナとを有するデバイス部位をいう。非接触型ＩＣインレットをパルプ繊維層同士で挟み込むことにより、外部衝撃などから非接触型ＩＣインレットを保護することが出来る。

パルプ繊維層同士に挟まれる位置に非接触型ＩＣインレットを内蔵する場合、パルプ繊維層に非接触型ＩＣインレットを保持する凹部を形成し、パルプ繊維層同士をホットメルト接着剤にて接着する。ホットメルト接着剤としては、例えば、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタンなどを用いてよい。

また、カード基材に転写箔フィルムを熱転写するにあたり、１）カード基材の片面に転写箔フィルムを熱転写、２）カード基材の両面に熱転写、のいずれを行ってもよい。

＜剥離工程＞
前記転写箔フィルムが熱転写されたカード基材から、基材フィルムを剥離する。
以上より、本発明のカード製造方法を実施し、カードを製造することが出来る。

図１に、本発明のカード製造方法の具体的な実施の一例を概略工程図にて示す。
図１（ａ）では＜熱転写工程＞、図１（ｂ）では＜剥離工程＞の概略を示す。

図１（ａ）では、ホットメルト接着剤８を塗布したパルプ繊維層７同士を対向して配置し、片面のパルプ繊維層７にはＩＣチップ１１を保持する凹部を形成し、パルプ繊維層７同士に挟まれた部位にアンテナシート１０およびＩＣチップ１１を配置し、カード基材１３としている。また、基材フィルム９に受像層４、中間層５、接着層６をこの順で積層し転写箔フィルム１２とし、カード基材１３を挟むように両面に転写箔フィルム１２配置し、転写箔フィルム１２の両面から熱プレスを行う＜熱転写工程＞を示している。

図１（ｂ）では、図１（ａ）での熱転写後、最外表面の基材フィルム９を剥離し、受像層４を表出させ、本発明のカード１を得る＜剥離工程＞を示している。

本発明のカード製造方法によって製造されたカードは優れた平滑性を備える。このため、好適にカード表面に印刷を施すことが出来る。具体的には、例えば、従来のスクリーン印刷の直接塗布による平滑化の場合、３０μｍ厚以上必要とするところ、５μｍ以上１０μｍ以下程度の接着厚みでも十分平滑な表面が得られるようになった。

また、カード表面に図柄などを描画する場合、印刷方法としては適宜公知の印刷方法を用いて行ってよい。例えば、１）熱溶融転写方式、２）昇華リボンから直接カード上へ印字させる直接昇華方式、３）昇華リボンを中間転写箔へ印字後、その転写箔をカードへ転写する間接転写方式、などの印刷方法が挙げられる。

特に、直接昇華方式は、簡便に写真などのフルカラー画像をカード上へ好適に形成することができるが、他の方式よりもより平滑性を必要とすることが知られている。このため、従来の紙系の材料を用いたカードは、平滑性、接着性および受像性の点から直接昇華方式に用いるのは不適合であった。
本発明のカード製造方法によれば、カード基材にパルプ繊維を主成分とした紙系の材料を用いたカードであっても、直接昇華方式が必要とする平滑性を備えたカードを製造することが出来る。ここで、一般的に「直接昇華方式が必要とする平滑性」は、算術平均粗さＲａが、５ｎｍ≦Ｒａ≦５００ｎｍ程度の範囲、より好ましくは１０ｎｍ≦Ｒａ≦１００ｎｍ程度の範囲である。また、「パルプ繊維を主成分とした紙系の材料」において主成分とは、パルプ繊維がカード基材全体に対し９０重量％以上を占めることをいう。
よって、本発明を利用することで、環境負荷の少ない自然由来材料を使用し、かつ、工程コスト及び材料コストの安い直接昇華方式に対応可能な紙製カードを提供することができる。

図２に、本発明のカードの具体的な一例を示す。
図２（ａ）は概略上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡの線で示す部位における断面概略図である。

図２（ａ）では、アンテナシート２およびＩＣチップ３が内蔵されたカード１を示す。

図２（ｂ）では、受像層４、中間層５、接着層６、パルプ繊維層７、が外面側から積層され、パルプ繊維層７同士を挟んでアンテナシート１０およびＩＣチップ１１を配置し、パルプ繊維層７同士をホットメルト接着剤８で接着した構造を示す。

＜実施例１＞
まず、基材フィルムに、受像インキを塗布し受像層、中間インキを塗布し中間層、接着インキを塗布し接着層、をこの順で積層し、転写箔フィルムを得た。
このとき、基材フィルムとして、東レ製ＰＥＴフィルムＴ６０（厚み：２５μｍ、表面粗さＲａ：６ｎｍ）を用いた。
また、受像層の厚みはドライ１．０μｍ厚であった。
また、中間層の厚みはドライ２．０μｍ厚であった。
また、接着層の厚みはドライ１０．０μｍ厚であった。
本実施例１における受像インキ、中間インキ、接着インキの組成を以下に示す。

（受像インキ：実施例１）
新第一塩ビ製塩化ビニル樹脂（ＺＥＳＴ１０００Ｚ）：１０重量部
東洋インキ製造製ポリエチレンワックス１５重量％分散液（添加剤１８０）：１０重量部
テトラヒドロフラン：１００重量部

（中間インキ：実施例１）
三菱レイヨン製ダイヤナールＢＲ８７：１０重量部
メチルエチルケトン：５０重量部
トルエン：５０重量部

（接着インキ：実施例１）
東洋紡績製ポリエステル（バイロン２４０）：２０重量部
富士シリシア製シリカ（サイロホービック４００４）：２重量部
メチルエチルケトン：５０重量部
トルエン：５０重量部

次に、パルプ繊維層の片面にＩＣチップを保持する凹部を設け、ＩＣチップおよびアンテナシートをパルプ繊維層同士に挟まるように配置し、基材シートを得た。
このとき、パルプ繊維層として、ポリエチレンコートしてあるケント紙（連重２６５ｋｇ）を用いた。

次に、上述した基材シートの両面に、上述した転写箔フィルムを重ね合わせ、両面の転写箔フィルムから熱プレスを行った。
このとき、熱プレスは、５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力、温度１４０℃、３０分間保持、の条件で行った。

次に、両面の転写箔フィルムから基材フィルムを剥離した。

次に、ＩＳＯ規格のカードに沿うように、所定の打ち抜き機でトリミングし、本発明のカードを得た。このとき、製造されたカードの表面粗さＲａは２０ｎｍであった。

実施例１にて製造したカードを直接昇華プリンターＣＰ１７５０（凸版印刷株式会社製）で印字したところ、発色良く、印字されたことを目視観察にて確認した。

＜参考例１＞
まず、パルプ繊維層の片面にＩＣチップを保持する凹部を設け、ＩＣチップおよびアンテナシートをパルプ繊維層同士に挟まるように配置し、基材シートを得た。
このとき、パルプ繊維層として、ポリエチレンコートしてあるケント紙（連重２６５ｋｇ）を用いた。

次に、上述した基材シートの両面に熱プレスを行った。
このとき、熱プレスは、５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力、温度１４０℃、３０分間保持、の条件で行った。

次に、基材シートの両面にスクリーン印刷を用いて受像インキを３回塗布し、受像層を形成した。
このとき、受像層の厚みはドライ２０μｍ厚であった。
参考例１における受像インキの組成を以下に示す。

（受像インキ：参考例１）
日信化学製塩酢ビ（ソルバインＣＮ）：２５重量部
富士シリシア製シリカ（サイロホービック４００４）：３重量部
東洋インキ製造製ポリエチレンワックス１５重量％分散液（添加剤１８０）：２５重量部
シクロヘキサノン：５０重量部
キシレン：５０重量部

次に、受像層を塗布した基材シートを鏡面ステンレス板で挟みこみ、熱プレスを行った。
このとき、熱プレスは、５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力、温度１４０℃、３０分間保持、の条件で行った。

次に、ＩＳＯ規格のカードに沿うように、所定の打ち抜き機でトリミングし、カードを得た。

参考例１にて製造したカードを直接昇華プリンターＣＰ１７５０（凸版印刷株式会社製）で印字したところ、表面の平滑性が悪いため白抜けが多発し、貼り付き欠陥も全体に見られた。

１……カード
２……アンテナシート
３……ＩＣチップ
４……受像層
５……中間層
６……接着層
７……パルプ繊維層
８……ホットメルト接着剤
９……基材フィルム
１０……アンテナシート
１１……ＩＣチップ
１２……転写箔フィルム
１３……カード基材

Claims

基材フィルムに、受像層を積層し、該受像層の上部に接着層を積層し、転写箔フィルムを形成する転写箔フィルム形成工程と、
ホットメルト接着剤を塗布したパルプ繊維層同士を対向して配置し、片面のパルプ繊維層にはＩＣチップを保持する凹部を形成し、パルプ繊維層同士に挟まれた部位にアンテナシートおよびＩＣチップを配置し、カード基材とし、
前記カード基材と前記転写箔フィルムとを、カード基材を挟むように両面に転写箔フィルム配置し、接触し、転写箔フィルムの両面から熱プレスを行い加熱し、熱転写する熱転写工程と、
前記転写箔フィルムが熱転写されたカード基材から、基材フィルムを剥離し、受像層を表出させカードを得る剥離工程と、
を備えたことを特徴とするカード製造方法。
前記転写箔フィルム形成工程にあって、前記受像層と前記接着層との間に少なくとも１層以上の中間層を積層し、
前記中間層は、前記受像層および前記接着層よりもガラス転移温度が高く、かつ、硬度が高い材料を用いること
を特徴とする請求項１に記載のカード製造方法。
前記接着層は、樹脂を含み、該樹脂分に対して５重量％以上２０重量％以下の多孔質シリカフィラーを含有する材料を用いて形成された接着層であること
を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のカード製造方法。
前記受像層は、樹脂を含み、該樹脂分に対して２重量％以上１５重量％以下のポリエチレンワックスを含有し、該樹脂は、塩化ビニル樹脂または塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂を主成分とする樹脂である材料を用いて形成された受像層であること
を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカード製造方法。